检测技术作业——气密性检测技术.ppt

目录： u1概述气密性检测技术 u2.气密性检测技术 u 2.1 常用气密性检测技术 u 2.2气密性检测技术国内外现状 u 2.3气密性检测效率改善方法 u3.检测技术概述及总结 1.概述气密性检测技术 气体泄漏的检测包括有毒气体的泄漏检 测、可燃气体的泄漏检测以及气密性检测。 前两者多半可以通过化学传感器的方法 来进行检测, 通常是在元件或系统使用过程中 进行检测。如果有合适的传感器, 其方法相对 简单,通常需要定量检测, 而且要求快速、大量 地在生产现场进行。 返回目录 2.气密性检测技术 2.1常用气密性检测技术 气密性检测的常用方法有气泡法，涂抹法，化学气体示踪 检漏法，压力变化法，流量法，超声波法等等。 传统的检测泄漏方法多采用气泡法和涂抹法。 气泡法是将工件浸入水中，充入压缩空气，然后在一定时 间内收集从中泄漏出来的气泡以测出泄漏量。 涂抹法是在内部充有一定气压的工件表面涂抹肥皂水一类 的易产生气泡的液体，观察产生气泡的情况以检测泄漏量 的大小。 返回目录 气泡法 返回目录 这两种方法操作简单，能直接观察到泄漏的部位和泄漏 情况，但由于事先不知道工件泄漏的部位和几处泄漏， 难以收集全气泡，影响测量的准确性； 其次，对于体积大、笨重、外表复杂的零件，气泡附着 于零件底部和褶皱处而不易观察；测试完后需要对工件 惊醒清扫干燥处理，无法实现自动、定量侧漏。因此， 这两种方法在满足高精度、高效率的生产需求方面显得 力不从心。 检测技术之比较 (1) a 压压强保持原来的值值不变变。说说 明容器既不漏气亦不放气。 (2) b 压压强开始上升很快后来呈现现 饱饱和状。说说明主要是放气。 (3) c 压压强直线线上升，说说明主要是 漏气。 (4) d 压压强开始上升的很快，后来 变变得较较，但不出现饱现饱 和的情况， 这这是上述两种情况的综综合，即同 时时存在放气和漏气。 判定了真空系统漏气后，就可以着手寻找漏孔所在的位置 ，以及漏孔的大小。 返回目录 漏孔的大小不是几何尺寸，真空系统中存在的 漏孔通常很小，形状也很复杂，很难用漏孔的几 何尺寸来表达。漏孔的本质就是漏气。 漏孔的大小：通常我们用漏气率来表达。如几 个漏孔大小截面可以不同，但只要漏率（漏气速 率）相等，就认为是完全相同的。 返回目录 漏气速率：一般采用室温下（20），外部为大气 压强1.0133*105帕时间单位干燥空气流过漏孔向真空 容器漏入的气体量来表达： Q0=V P/t 漏率的单位有托升/秒，毫托升/秒，半导体工艺中 常用大气压毫升/秒，冷冻工程常用毫克/年。目前压 强单位已逐步改为帕，相应的漏率单位为 帕米3/ 秒。 返回目录 漏气率大小的决定因素有： 1)漏孔的几何尺寸 2)容器外部的压强 3)气体的种类 4)温度以及气体在漏孔中的流动状态等。 真空系统检漏常用的方法有压力检漏和真空检漏两大类 。 返回目录 利用压强差，将被检测容器充入压缩空气（或CO2、HCl等）， 浸没在水中（氨水等）或涂上肥皂水，根据出泡的位置以及时间 的长短来判断漏孔的位置以及大小，仅适用于金属的真空设备（ 灵敏度10-2至10-6） 返回目录 最常用的方法是将被检测容器抽成真空，在漏孔可疑处用示漏 气体进行探找，有漏孔存在时，示漏物质则经过漏孔进入容器，检 测器就发出信号。常用的有氦质谱检漏（灵敏度10-810-12）。 返回目录 一个真空系统统的抽气过过程可以用下述方程来描述： 当抽气进进行了足够长时间够长时间 后， dP/dt=0时时容器压压 强不再变变化，此时时即为为极限压压强（平衡压压强） 。极限压压强为为Po=Q/Se。 返回目录 u 实际上，漏孔的漏气足够小，使得平衡压强低于真空系 统工作所需的压强，这些漏孔就是允许的。 即 u 设平衡时真空系统的抽速为S，抽走的气体量即为 SP平衡，它应该等于漏气量Q0。故容许漏率为： u 实际上由于任何材料在真空下都要放气,就消耗掉一部分 抽速去抽取这部分气体。因此为了留有余地， 就规定 为最大允许漏率。 图1 差压法原理返回目录 差压法 2.2气密性检测技术国内外现状 为了提高检测精度和效率，实现检测自动化，目前比 较流行的气密性检测方法是差压法，基本原理如图1所示。 被测容器如果有泄漏，必然造成容器内气体质量的流失， 使容器内原有的气压减低，通过测量容器内气体压力降可 以推导出实际容器泄漏的气体量，以达到检测气体泄漏量 的目的。泄漏流量与差压的关系可以用下式表示： 返回目录 返回目录 近年来，国内一些科研机构和厂家也对气密性检测仪进行了 开发研制，其中，北京理工大学检测技术与自动化装置研究所与 北京拓奇星自动化有限公司合作开发了 ALT系列气密性检测仪产 品(图2)，包括直压保压式，直压收集式和差压并联比较式、正 负压一体式、流量式等各种型式，泄漏流量检测精度高达 0.1ml/min，差压检测精度高达0.1Pa(检测精度和测试条件 有关)。高精度，高效率，低成本是该系列产品的最大竞争优势 ，此外仪器界面友好，操作简单，而且还配备各种通讯接口，具 有强大的扩展功能。广泛应用于各种阀、泵、汽车零部件、管路 、发动机、消声器等的气密性检测。 图2 ALT系列气密性检测仪 返回目录 用于高压反应釜 的气密性检测仪 2.3气密性检测效率改善方法 基于差压测量的气密性检测技术虽然和传统的检测方 法相比，提高了检测效率和自动化程度，但是在有些场合 仍然不能满足生产效率的要求，尤其当被测工件的内容积 较大时，为了保证一定的检测精度，必须保证足够的充气 时间和平衡时间。因为，在充气过程中，气体的温度会发 生变化，如果充气时间和平衡时间不足够长，温度变化不 能稳定下来，进入检测过程时，温度变化会引起差压的变 化，使检测精度下降。此时，检测精度和检测效率就成为 了矛盾的关系。为了提高泄漏检测效率，国内外一些研究 机构分别提出了一些理论和方法，如快速充气法、温度补 偿方法、加装填充物减少被测工件内容积等方法。这些检 测效率改进措施在实际应用中得到了验证和发展。 返回目录 如北京拓奇星自动化有限公司为某变速箱生产厂家提供的气 密性检测机，通过采用上述效率改善措施后，工作节拍由原来的 每2分钟1件提高为每1分钟1件，检测效率提高了50%。此外，为满 足自动化生产的需要，该公司在气密性检测仪的基础上又开发出 图3 LTSA30型变速器/离合器壳体 气密性检测设备 返回目录 了各种集上料、封堵、检测、显示、 报警、卸料等功能于一体的自动化泄 漏检测设备。图3为北京拓奇星自动 化有限公司开发生产且目前已应用于 某变速器生产线的自动化检漏设备。 上述气密性检测技术虽然能够检测工件泄漏与否，但不能确定泄漏的具 体位置。在某些场合，当工件检测不合格时，需要将工件放入水槽中，通过 水检的方式确定漏点位置。为了提高检测效率，新的检漏机常将气密性检测 (干式检漏)与水检功能复合在一台设备中。 被测工件进入检漏机后，首先进行干式检漏，如果工件合格，则将工件 送出。如果工件不合格则自动将工件沉入检漏机下方的水槽中，进行水检以 确定漏点位置，这样进一步提高了气密性检测的自动化程度和检测效率。 此外，北京理工大学检测技术与自动化装置研究所最近还开展了一项研 究工作，即采用红外摄像仪结合图像处理技术进行泄漏位置的检测，其基本 原理是向工件中充入比环境温度略低的气体，采用红外摄像仪拍摄工件外表 面的温度场图像，如果工件有泄漏，则在温度场图像中有奇异点，通过图像 处理技术把该温度奇异点提取出来即可确定泄漏位置。 该方法和采用水检确定漏点位置的方法相比，由于不需要对工件进行后 续的干燥清洁处理，可大大提高检测效率。目前该研究尚处于实验室阶段， 预计在不远的将来即可应用于生产实际。随着计算机、电子、传感技术的飞 速发展，泄漏检测技术的发展将迎来新的发展契机。未来的气密性检测技术 将向高精度、高效率、智能化的方向进一步发展。 返回目录 现代气密性检测设备的广泛应用也将为保证产品质量、保 障生产安全、提高企业经济效益发挥越来越重