CN102072802A - 智能恒压高精度检漏仪 - Google Patents

Abstract

本发明为一种密封容器压力气体检漏仪，特别涉及在检测过程中保持检测压力为要求检测压力值恒定不变的压力气体检漏仪。由于采用伺服恒压器跟踪压力变化，可以保持测漏压力不变，能够正确履行恒压测漏的技术要求，更重要的是，检测结果直接测量得出，不再采用理论计算代替直接测量，从而直接消除各种不易控制或测量的理论误差，系统误差，随机误差。精度只受到伺服恒压器及测漏传感器的自身精度影响，这种自身传感器或体积仪的精度，可以根据被测对象设计选用，控制在要求值的0.5％或0.1％以下，能充分满足高精度检漏的使用要求。

Description

智能恒压高精度检漏仪

(一)技术领域

本发明为一种密封容器压力气体检漏仪，特别涉及在检测过程中保持检测压力为要求检测压力值恒定不变的压力气体检漏仪。

(二)背景技术

现在的密封容器压力气体检漏仪，均采用把技术要求的体积泄漏量用气态方程转化为压力变化的方法，用压力传感器测出检测系统压力变化，再按气态方程中泄漏量与压力变化的对应关系来确定被测件是否合格。如专利申请号为：200410072880.X的专利《自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪》。

具体所用充气法或真空法，过程原理都是对定质量气体压力测量法，过程基本如下：

1、在被测系统内部按规定压力充满(或抽出)空气或其它气体。

2、中断充气，平衡系统内部压力，真空法可不用此步。

3、在规定时间内检测系统内部压力降低值(真空法压力升高)。

4、检测完成系统排气(真空法向系统回充空气)

对于一定质量的气体，在气态方程许用条件下，可利用气态方程，计算出测漏压力传感器在最大体积泄漏量的最大值。通过实际压力传感器数值与这个最大值相比较判定，用来确定系统体积泄漏量是否可接受。但对于更高精度的检漏要求，传统检漏仪的误差会很大，这主要是因为，测量的开始，当有气体从被测工件中漏出时，其一、测量系统内部的气体就已经不是定质量气体了；其二内部的压力下降后，也不再是要求的检测压力了，所以采用的公式的适用范围错误，就已经直接造成理论误差。

另外，这种检漏方法在原理与实际操作中，均存在其它系统或随机误差难以克服。

1、系统误差

1.1在按气态方程中泄漏量与压力变化的对应关系公式中，标准大气压力1.013x10⁵Pa在计算中做为基本常量使用，但实际中，大气压力是变量，虽然在检测的这一短暂的时间内不变，但不同天气与季节的不同，大气压力就不同，就是同一天内各时刻也有变化，其变化范围一般在200-600Pa。因此做为高精度的测量，其误差有时占到系统误差的0.1-0.5％是不能接受的。

1.2对于1.1中的分析，仅限在按气态方程中泄漏量与压力变化的计算与分析，未考虑工件中的漏点是间隙很小的气孔或砂眼，当内外压力差不同时，其流量对压力差是敏感的，当大气压力在200-600Pa变化时，引起的间隙流量变化达到1.55％左右，也会导致压力测量产生不能接受的读数误差。

2、随机误差

2.1工件内部容积不同时，如铸造工件，内部容积的差异，同样会在以一个测量件平均容积做参考计算值的系统内，产生测量误差；且由于这种误差在目前的系统内无法识别，也无法消除。

2.2密封件变形不同导致检测系统内部容积不同，误差原理同2.1项，但是由于装夹工件时压力不同造成的，装夹压力大，密封件变形大，反之变形小，这一项有些可以通过工装设计消除，有些不能。

2.3充气压力的随机变化，虽然检测压力调压阀能够保持一定的精度，但实际中还会发生少量的偏差，现有的检漏仪采取的是默认的作法，不再进行调整，从而产生随机误差。

(三)发明内容

由于传统方法存在上述的众多缺陷，因此在高精度气体泄漏检测中，会带来很多现场判定问题，重要的就是按理论计算的压力降数值，与实际测得的数值不一致，而要找到根本原因，要涉及到上面提到的各种因素，从而给使用者带来不便，使检测结果的真实性，有效性不可靠。本发明的目的，就是提供一种不需要用理想气体气态方程来换算的，有效减少各类误差影响的气体压力检漏仪-智能恒压高精度检漏仪。

本发明的目的主这样实现的：首先，系统启动后，在未装夹被测件时，充气压力传感器测出当地大气压力；装夹被测件并充气完成，进入平衡状态时，在电子程序控制器控制下，用伺服恒压器跟踪压力变化，保持测漏系统内的气体压力与测得当地大气压力之差为测试要求压力差，即伺服恒压作用；然后，在进入测漏过程时，当测漏压力传感器测出系统内压力变化后，在电子程序控制器控制下，用伺服恒压器跟踪压力变化，保持测漏系统内的气体压力与测得当地大气压力之差为测试要求压力差不变。测漏的结果根据伺服恒压器在进入测漏过程后到测漏完成时的变化容积量判定。

由于采用伺服恒压器跟踪压力变化，可以保持测漏压力不变，能够正确履行恒压测漏的技术要求，更重要的是，采用直接测量代替近似的理论计算，从而直接消除各种不易控制或测量的理论误差，系统误差，随机误差。检测结果直接测量得出，精度只受到伺服恒压器及测漏传感器的自身精度影响，这种传感器或伺服恒压器的自身精度，可以根据被测对象设计选用，控制在要求值的0.5％或0.1％以下，就能充分满足高精度检漏的使用要求。

(四)附图说明

图1是本发明的一种实施方式的原理图，

(五)具体实施方式

下面结合图1，说明具体的实施方式。

图中压力气源1中的压缩气体，通过调压阀2的压力设定，为检测压力调压阀3设置工作压力。检测压力调压阀3用来控制通过充气阀4的气体压力，也就是检测系统的系统压力。当系统启动后，系统先进行自检，自检时，自检阀9关闭，系统内部与被测件10的气体通路被截断，然后充气阀4打开，向内部系统充入检测压力调压阀3设定压力的气体。充气完成后，充气阀4关闭，电子程序控制器15控制伺服恒压器12按设定值及设定次数变化，在温度传感器11的配合下，依据气态方程，计算出每次变化对应的压力变化值，与充气压力传感器6的测得值进行比较，以确定系统是否泄漏，如系统泄漏，则报错；如果系统没有泄漏，对充气压力传感器6进行零点及线性标定。对充气压力传感器6标定完成后，平衡阀5、及平衡阀7关闭，电子程序控制器15控制伺服恒压器12按设定值及设定次数变化，在温度传感器11的配合下，电子程序控制器15依据气态方程，计算出每次变化对应的压力变化值，对测漏压力传感器8进行零点及线性标定，以确定系统是否正常。如果异常，则报错；否则平衡阀5、及平衡阀7、排气阀13先后打开，气体经排气阀13的排气消音器14排出。

自检完成后，系统进入工作状态，自检阀9打开。在未装夹被测件10时，充气压力传感器6测出实时当地大气压力；被测件10装夹完成后，充气阀4打开，直到系统内部压力达到检测要求压力，充气阀4关闭，充气完成进入平衡状态，此时，在电子程序控制器15的控制下，用伺服恒压器12跟踪内部系统压力变化，保持测漏系统内的气体压力与测得当地大气压力之差为测试要求压力差。稳定延时时间到，稳定过程结束，平衡阀5、及平衡阀7关闭，进入测漏过程。当测漏压力传感器8测出系统内压力变化后，在电子程序控制器15的控制下，用伺服恒压器12跟踪压力变化，保持测漏系统内被测端的气体压力为测试要求压力不变。测漏延时时间结束，电子程序控制器15根据伺服恒压器12在进入测漏过程后到检测完成时的容积变化量判定测漏的结果。测漏完成后平衡阀5、及平衡阀7、排气阀13先后打开，气体经排气阀13的排气消音器14排出。

Claims (6)

1.一种智能恒压高精度检漏仪，包括压力气源，系统调压阀与在其后的高精度测试压力调压阀；装在自检阀与平衡阀之间的是充气压力传感器，在充气阀与平衡阀之间装有带消音器的排气阀；被测件通过可开闭的自检阀与测漏压力传感器的检测端相连；电子程序控制器完成各阀的预定程序动作及传感器数据处理，其特征在于：在自检阀与测漏压力传感器检测端之间除装有温度传感器外，还装有由电子程序控制器控制的伺服恒压器。

2.根据权利要求1所述的检漏仪，其特征在于电子程序控制器的控制程序包括：在未装夹被测件时，充气压力传感器测出实时当地大气压力；装夹被测件及充气完成，进入平衡状态时，电子程序控制器控制伺服恒压器跟踪压力变化，恒定保持测漏系统内的气体压力与测得当地大气压力之差为测试要求压力差。

3.根据权利要求1所述的检漏仪，其特征在于电子程序控制器的控制程序包括：在进入测漏过程时，当测漏压力传感器测出系统内压力变化后，电子程序控制器控制伺服恒压器跟踪压力变化，恒定保持测漏系统内的气体压力与测得当地大气压力之差为测试要求压力差。测漏的结果根据伺服恒压器在进入测漏过程后到测漏程序完成时的容积变化量判定。

4.根据权利要求1所述的检漏仪，其特征在于电子程序控制器的控制程序包括：自检阀关闭，根据气态方程，对检漏仪内部进行泄漏的自检。

5.根据权利要求1所述的检漏仪，其特征在于电子程序控制器的控制程序包括：使自检阀关闭，在确定检漏仪内部无泄漏后，采集温度传感器数据与伺服恒压器数据，根据气态方程，对充气压力传感器及测漏压力传感器进行标定，以确定两台压力传感器的零点与线性，并判定补偿点与补偿值。

6.根据权利要求1所述的检漏仪，其特征在于电子程序控制器的控制程序包括：可以使用伺服恒压器，根据气态方程，测量计算包括被测件在内的全部检测组件的内部容积。

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