检测技术作业——气密性检测技术.pptx

1、气密性检测技术改进方法,物理0901 陆飞 1304090116,目录：,1.概述气密性检测技术改进方法 2.气密性检测技术 2.1 常用气密性检测技术 2.2气密性检测技术国内外现状 2.3气密性检测效率改善方法 3.检测技术概述及总结 4.感谢老师 5.结束谢谢,1.概述气密性检测技术改进方法,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。本文中介绍的气密性检测, 一般是在元件或系统制造过程中进行检测，通常需要定量检测, 而且要求快速、大量地

2、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。 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；,返回目录,其次，对于体积大、笨重、外表面复杂的零件，气泡

3、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进行清扫干燥处理，无法实现自动、定量测漏。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。,返回目录,真空系统漏气的判断,(1)a压强保持原来的值不变。说明容器既不漏气亦不放气。 (2)b压强开始上升很快后来呈现饱和状。说明主要是放气。 (3)c压强直线上升，说明主要是漏气。 (4)d压强开始上升的很快，后来变得较，但不出现饱和的情况，这是上述两种情况的综合，即同时存在放气和漏气。,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,漏孔大小的概念,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

4、，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,漏孔大小的表征,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,漏孔大小的影响因素：,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

5、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,压力检漏：,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,真空检漏：,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,真空系统的极限压强,已知一个真空系统的抽气过程可以用下述方程来描述：

6、,当抽气进行了足够长时间后， dP/dt=0时容器压强不再变化，此时即为极限压强（平衡压强）。极限压强为Po=Q/Se。,返回目录,容许漏率,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 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：,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,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

7、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,上式中，PT为测试压，P0为外界压力(大气压)，VW为被测容器容积，VS为基准容器容积，V为由于差压的产生造成的差压传感器内容积的变化，VL为排到大气中的泄漏量，P为差压，QL为气体泄漏流量，t为产生差压P相对应的测试时间。其中PT P0均为绝对压力。基于上述基本原理，国内外众多厂家都开发出了气密性检测仪，比较著名的有法国ATEQ公司，美国的USON公司，日本的COSMOS公司等。ATE

8、Q 公司为世界制造气密性测试仪器的先驱，涉及汽车、医药、家电、压铸、包装、阀门、煤气、电子、建筑、航空等领域。USON公司也生产很多种类型的测漏仪，它的4000系列提供了多种检测模式，同时考虑到了测漏性能、泄漏量、以及针对实际应用中不同被测物的容积及泄漏量大小提供了相应的产品。COSMOS 主要生产针对特殊化学气体的泄漏检测设备。,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，

9、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,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

10、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了各种集上料

11、、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。,图3 LTSA30型变速器/离合器壳体气密性检测设备,返回目录,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

12、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

13、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要的作用。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。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,检测技术概述及总结,学科概况 本学科是隶属于控制学科与工程学科下的一个二级学科。 检测技术与自动化装置是

14、将自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理、机械等多种学科、多种技术融合为一体并综合运用的符合技术，广泛应用于交通、电力、冶金、化工、建材等各领域自动化装备及生产自动化过程。检测技术与自动化装置的研究与应用，不仅具有重要的理论意义，符合当前及今后相当长时期内我国科技发展的战略，而且紧密结合国民经济的实际情况，对促进企业技术进步、传统工业技术改造和铁路技术装备的现代化有着重要的意义。 本学科研究以自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理为研究对象，以现代控制理论、传感技术与应用、计算机控制等为技术基础,返回目录,以检测技术、测控系统设计、人工智能、工业计算机集散控制系统等技术为专业基础，同时与自

15、动化、计算机、控制工程、电子与信息、机械等学科相互渗透，主要从事以检测技术与自动化装置研究领域为主体的、与控制、信息科学、机械等领域相关的理论与技术方面的研究。研究本学科及相关科学领域基础理论的分析、建模与仿真、应用技术及系统设计和自动化新技术、新产品研究开发等。掌握本科学领域坚实的理论基础和系统的专门知识是检测技术与自动化装置学科及其工程应用的重要基础和核心内容之一。随着国民经济各行业及科学技术的迅速发展，以及本学科专业理论和技术水平的提高，检测技术与自动化装置学科的研究内容越来越丰富，应用范围也越来越广阔。检测技术与自动化装置的应用基础是扎实的理论基础以及科研和工程实践过程中不断积累的新技

16、术使用技能和知识；随着自动化系统规模和新技术应用范围的不断扩大，加上学科基础理论和光、机、电结合新技术的迅速发展，越来越促进了检测技术与自动化装置学科的迅速发展。本学科是一门以应用为主、理论和实践紧密结合的综合性学科，它的应用已经编及工业、交通、航空航天、电力、冶金及国防等各个领域。,返回目录,简言之，检测技术就是利用各种物理化学效应，选择合适的方法和装置，将生产、科研、生活中的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。这学期检测技术这门课，是我们的学位课，它是我们之前学的很多知识的综合运用，还有一些只是是我们之前没学过的，如材料力学，化学等等，行行业业都有检测部门，说明它是必须存在的，为了质量，为了效率。这门课