CN103063381A

CN103063381A - 带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法及其设备

Info

Publication number: CN103063381A
Application number: CN2012105780161A
Authority: CN
Inventors: 苏莉芳; 张中飞
Original assignee: Taiyuan Aero Instruments Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Aero Instruments Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明属于传感器检测方法的技术领域，具体涉及一种带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法及其设备，解决了现有带真空参考腔传感器的检漏方法检测准确性低、存在漏检现象，而且只能对单只产品检测、检测效率低的问题。检漏方法，步骤为：对需检测的产品进行输出信号测量；将多只产品装入加压罐内，密封加压罐，将加压罐内的空气抽空，充氦气，压力保持，排空氦气，测量产品的输出信号，将加压前后的输出信号进行对比。设备包括可放置若干待测产品的加压罐，加压罐上设置管路与氦气瓶、压力仪表、压力开关以及真空泵连接。本发明具有如下有益效果：检测准确率高；缩短了工艺周期，适合于批量生产。

Description

带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法及其设备

技术领域

本发明属于传感器检测方法的技术领域，具体涉及一种带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法及其设备。

背景技术

现有对带有真空参考腔的传感器的检漏方法通常采用氦质朴检漏仪，受氦质朴检漏仪检漏精度的限制，产品的检测准确性较低，存在漏检现象；只能单只产品检测，检测效率低。另外一种检测方法是将带有真空参考腔的传感器进行两个月存放，比较存放前后传感器的输出周期变化，该方法检测的准确率高，但工艺周期长，需要存放2个月或更长时间。

发明内容

本发明为了解决现有带真空参考腔传感器的检漏方法检测准确性低、存在漏检现象，或者只能对单只产品检测、检测效率低的问题。

本发明采用如下的技术方案实现：

带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法，具体步骤如下：

1）、对需检测的产品进行输出信号测量；

2）、将多只产品装入加压容器内，密封加压容器，加压容器预留管路和压力仪表、压力开关、氦气来源及真空泵连接；

3）、利用压力开关以及真空泵先将加压容器内的空气抽空，加压容器内压力低于50hPa；

4）、切断真空泵管路，连接氦气来源管路，将氦气充入加压容器内，压力保持在产品的测量上限至1.2倍的测量上限范围内；

5）、压力保持100-360小时；

6）、排空加压容器内的氦气，并多次充入空气并排空，使产品内部无氦气残留；

7）、在与步骤1）测量条件相同的条件下测量产品的输出信号；

8）、将加压前后的输出信号进行对比，差值趋于0，则真空腔不漏气，否则为真空腔漏气，通过计算确定真空腔的泄漏率。

所述的氦气来源可以置换为空气来源，其步骤4）的压力保持240-480小时。

本发明所述的可检测的产品不局限于传感器，也可应用于其他的带真空参考腔的产品。

带真空参考腔的传感器真空腔检漏设备，包括可放置若干待测产品的加压容器，加压容器上设置管路与氦气来源或空气来源、压力仪表、压力开关以及真空泵连接。

所述的压力开关为三通开关，三通开关的中间输出端连接加压容器和压力仪表，三通开关的另外两端分别连接真空泵以及氦气来源或空气来源。

本发明与现有存放2个月时间检测的方法相比，保留了对带有真空参考腔的传感器利用检测传感器输出周期变化判断泄漏状态方法的准确性，同时极大的缩短了检测周期，对相同泄漏率的传感器，氦气加高压法7-15天引起的传感器输出变化与2个月存放引起的传感器输出变化相同。

本发明与采用氦质朴检漏仪检漏的方法，克服了现有检漏方法受氦质朴检漏仪检漏精度的限制，产品的检测准确性较低，存在漏检现象；本发明不存在漏检现象，检测准确率高；另外克服了现有采用氦质朴检漏仪检漏的方法只能单只产品检测，检测效率低的问题；本发明可同时进行无数产品的氦气加压（视产品大小和加压罐的大小确定数量），极大的提高了生产效率。

本发明具有如下有益效果：

1、保留了产品输出信号比对的可靠性和准确性，检测准确率高；

2、缩短了工艺周期，并可同时进行无数只产品的氦气加压，极大的提高了生产效率，尤其适合于批量生产；

3、克服了氦质朴检漏仪检漏的不可靠性，提高了真空腔检漏的准确性和可靠性。

附图说明

图1为带真空参考腔的传感器真空腔检漏设备的系统示意图。

具体实施方式

带真空参考腔的传感器真空腔检漏设备，包括可放置若干待测产品的加压容器，加压容器上设置管路与氦气来源或空气来源、压力仪表、压力开关以及真空泵连接。所述的压力开关为三通开关，三通开关的中间输出端连接加压容器和压力仪表，三通开关的另外两端分别连接真空泵以及氦气来源或空气来源。另外加压容器也可以分别与真空泵以及氦气来源或空气来源连接，通过各自的阀件控制。

带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法，具体步骤如下：

1）、对需检测的产品进行输出信号测量；

5）、压力保持100-360小时；

所述的氦气来源可以置换为空气来源，其步骤4）的压力保持240-480小时.

本发明准确率高，通过传感器输出信号的变化能够准确的测量出真空腔是否存在泄漏现象，对于目前氦质朴不能准确检出的微泄漏，本发明能够准确地检测出来。

本发明检测时间短，对相同泄漏率的传感器，氦气加高压法7天引起的传感器输出变化与2个月存放引起的传感器输出变化相同。

本发明效率高，可同时进行无数产品的氦气加压（视产品大小和加压罐的大小确定数量），而氦质朴检漏只能单只产品进行，极大地提高了生产效率。

实施例：对于振动筒压力传感器实施真空腔检漏的方法。

1、试验目的

高精度振动筒传感器是绝对压力传感器，其真空腔真空度的稳定性是决定传感器稳定性的重要因素之一，因此在生产制造过程中要保证传感器的真空腔不能有泄漏现象。目前在传感器生产工艺中真空腔的密封性依靠2个月存放，测量存放前后传感器周期变化量的考核方式检查，此工序周期约70天，不利于生产效率的提高，同时2个月对真空腔泄漏率的考核也不够充分。因此本项试验的目的是减少真空腔检漏的时间，提高生产效率,提高传感器真空腔泄漏检测的准确率。

2、试验原理

2.1、研究采用氦气加高压法(约3个大气压)给传感器加压，在保持一定时间后，测量传感器加压前和加压后的周期变化，寻找加压时间与2个月存放变化量值的对应关系。

2.2、研究采用氦气加高压法(约3个大气压)给传感器加压，在保持一定时间后，用氦质谱检漏仪检漏的方法。

2.3、研究采用空气加高压法(约3个大气压)给传感器加压，在保持一定时间后，测量传感器加压前和加压后的周期变化，寻找加压时间与2个月存放变化量值的对应关系。

3、试验方法

3.1、氦气加高压法检测周期变化值

1)、对试验批的传感器按照当前工艺进行2个月存储，测量2个月前后的周期变化值；振动筒传感器的输出信号为周期值，因此对周期信号进行测量，测量方法：环境温度60℃，被测压力：50mmHg、800mmHg,输出信号：周期，单位μs。以下周期测试要求相同。

2）、试验批的传感器利用气压罐对传感器施加3个大气压的氦气保持7天，测试加压前后传感器的周期变化值；

3.2、氦气加高压法后用氦质谱检漏仪检漏

在以上试验中对真空腔漏气的传感器用氦质谱检漏仪检漏，考察检漏效果。

3.3、空气加高压法检测周期变化值

1)、对试验批的传感器按照当前工艺进行2个月存储，测量2个月前后的周期变化值；

2）、试验批的传感器利用气压罐对传感器施加3个大气压的压力保持7天，测试加压前后传感器的周期变化值；

3.4、以上三种方法的比较

分析氦气加高压法检测周期变化值和氦气加高压法用氦质谱检漏仪检漏及空气加高压法检测周期变化值的实施效果。

4、试验结果

4.1、氦气加高压法检测周期变化值

原工艺两个月前后周期差值与氦气加高压法前后周期变化见表1。

表1

从表1可见，7天的氦气加高压法，传感器真空腔泄漏导致周期的变化量值大于原工艺两个月周期变化的量值。10天的氦气加高压法，能够更明显的看出周期的变化。

4.2、原2个月比对合格的传感器氦气加压法试验

为考察氦气加压法试验对真空腔不漏气传感器的作用结果，同时为比较原2个月比对和氦气加压法试验的结果差异，从现场抽取了经2个月比对合格的传感器30只，用氦气加压法进行了真空腔气密性验证，结果见表2。以上2次对比周期差值≤0.01μs为合格，即真空腔不漏气。

表2

Figure 2012105780161100002DEST_PATH_IMAGE003

从表2可以看出，序号为1、2、3的传感器周期值变化远大于0.01us，具有真空腔漏气故障。

试验数据表明，用原2个月存储比对的方法有3只真空腔漏气的传感器没有检出。本试验用氦气加高压法检测真空腔漏气的方法比用2个月存储比对的方法检测真空腔漏气的效果可靠性更高。

同时，对真空腔不漏气的传感器，在氦气加高压前后周期变化很小，此结果进一步表明，氦气加高压法不会对正常传感器造成影响。

4.3、氦气加高压法用氦质谱检漏仪检漏

取6只氦气加压试验后周期变化量值不同的传感器用氦质朴检漏仪检漏，加压前后周期变化值见表4，检漏仪检测结果如表3。

表3

Figure 2012105780161100002DEST_PATH_IMAGE005

将以上6只传感器用氦质谱检漏仪检漏，结果均检测不漏气，检漏仪的灵敏度为1.0×10-12 Pa m3/s。为掌握传感器经氦质谱检漏仪检漏后真空腔是否有氦气残留，对传感器再次进行了标定，标定结果与检漏前数据相同。传感器在氦质谱检漏仪检漏前后周期没有变化，说明传感器真空腔内仍然有残留的氦气。

试验表明，目前氦气加高压法用氦质谱检漏仪检漏的方法不适用于传感器的真空腔检漏。

4.4、空气加高压法检测周期变化值

在当前工艺两个月比对中，要求两个月前后周期值变化不能有2个以上点大于0.01us，两个月前后周期差值与空气加高压法前后周期变化见表4。

表4

从表1可见，2周的空气加压，传感器真空腔泄漏导致周期的变化量值相当于原工艺两个月周期变化的量值。

5、试验结论

1）、用氦气加高压法检测周期变化值的方法和用空气加高压法检测周期变化值的方法节省了时间，提高了检测效率，提高了检测的准确性。

2）、用空气加高压法检测周期变化值和用氦气加高压法检测周期变化值的方法都能够在15天的时间内检测出传感器真空腔是否漏气，但用氦气加高压法检测周期变化值的方法比用空气加高压法检测周期变化值的方法时间能够缩短一半。因此用氦气加高压法检测周期变化值的方法效果更好。

3）、用氦气加高压法检测周期变化值的方法在7天内就能够与原2个月存储有相同的检测效果，但是为能够更有效的检测真空腔的密封性，建议采用氦气加高压保持10--15天后，检测加压前后周期变化值的工艺方法。8、将加压前后的输出信号进行对比，周期差值≤0.01us，则真空腔不漏气，否则为真空腔漏气，可通过计算确定真空腔的泄漏率。

Claims

1.一种带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法，其特征在于具体步骤如下：

1）、对需检测的产品进行输出信号测量；

5）、压力保持100-360小时；

2.根据权利要求1所述的带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法，其特征在于所述的氦气来源可以置换为空气来源，其步骤4）的压力保持240-480小时。

3.一种实现如权利要求1或2所述的带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法的检漏设备，其特征在于包括可放置若干待测产品的加压容器，加压容器上设置管路与氦气来源或空气来源、压力仪表、压力开关以及真空泵连接。

4.根据权利要求3所述的带真空参考腔的传感器真空腔检漏方法的检漏设备，其特征在于压力开关为三通开关，三通开关的中间输出端连接加压容器和压力仪表，三通开关的另外两端分别连接真空泵以及氦气来源或空气来源。