CN104155070A - 一种气密封性检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气密封性检测装置及方法，该装置包括内部有第一压力的气体的标准容器，与待测容器通过第一气管和第二气管连接，在第一气管与第二气管连接处设置有电磁阀，用于控制第一气管与第二气管之间的连通或断开；控制单元，与电磁阀连接，用于在第一时间段控制第一气管连通第二气管，使标准容器向待测容器充气；在第二时间段用于控制第一气管与第二气管断开，并分别监测标准容器与待测容器内的压力变化。由于本发明使用标准容器对待测容器供气，使得小腔体的待测容器的气密性检测成为可能。同时本发明采在充气时使用电气比例阀，使得充入标准容器的气体稳定，由于使用标准容器对待测容器供气，不再参考气泵的充气时间。

Description

一种气密封性检测装置及方法

技术领域

本发明涉及密封腔体的气密性检测领域，尤其涉及一种气密封性检测装置及方法。

背景技术

在现代工业生产制造过程中，很多具有容纳气体功能的工件都要进行气密封性检测，以确定该工件的性能好坏，例如机车的发动机。发动机的气体密封性能的好坏直接影响发动机的性能，所以在制造发动机时，都要通过检测发动机的密封件的密封性能来判断发动机的性能。

现有的气密性检测装置如图1所示，包括电气泵1及通过一根导管3与电气泵连接的测试装置2，在电气泵1与测试装置2之间位于导管3上依次设置有气阀4、压力表5，现有的气密性检测装置还包括分别与气泵1、气阀4及压力表5连接的控制装置6；分别与电气泵1及测试装置2连接的监测仪器7。其原理是：

首先，控制装置6控制气阀4打开，并同时控制电气泵1开始工作，对测试装置2充入部分气体，当压力表5检测到测试装置2的压力达到设定值时，控制装置6控制电气泵停止充气，气阀4断开。监测仪器7记录测试装置2充到预设气压的时间及气阀4断开后保持阶段气压的变化曲线。

当测试装置2出现大的泄露时，气体进入测试装置2的时间会比参考时间长，对比充到设定压力的时间，可以检测出是否存在大的泄露。当出现轻微的泄露时，在保持阶段，由于部分气体从测试装置2中泄露出去，气压会有下降，监测仪器7将记录的测试曲线和标准曲线进行对比，判断是否存在泄露或泄露是否在可接受范围之内。

由于现有的技术是对测试装置直接充气，判断是否存在大的泄露其参考的是充气时间，而电气泵1本身就存在很大的泄露现象，所以监测仪器7记录的时间不能准确反映泄露情况。且测试装置2的容积较小时，这种时间的对比变化会更加的不明显，检测出的误差会很大。

而判断是否存在小的泄露有同样的情况，压力表5在充气时进行气压测量，本身气压就波动较大，而对于容积较小，泄露量小的情况，检测出的误差也很大。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺憾，提供一种气密封性检测装置及方法，该气密封性检测装置及方法能检测出容积较小的待测容器是否存在泄漏。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种

一种气密封性检测装置，用于检测待测容器的气密封性，包括：

标准容器，内部填有第一压力的气体，与待测容器通过第一气管和第二气管连接，其中，在第一气管与第二气管连接处设置有一电磁阀，用于控制第一气管与第二气管之间的连通或断开；

控制单元，与电磁阀连接，用于在第一时间段控制第一气管连通第二气管，使标准容器向待测容器充气，当标准容器与待测容器之间的压力值相等时，进入第二时间段；在第二时间段用于控制第一气管与第二气管断开，并分别监测标准容器与待测容器内的压力变化。

进一步地，还包括气泵，用于在第一时间段之前向标准容器中充入第一压力的气体，通过第三气管和第四气管与标准容器连接。

进一步地，在第三气管与第四气管的连接处设置有一电气比例阀，电气比例阀与控制单元连接，用于控制第三气管与第四气管之间的连通或断开。

进一步地，还包括一排气阀，用于检测结束之后，排出待测容器里的气体，排气阀与待测容器连接，并与控制单元连接。

进一步地，还包括一监测仪，监测仪分别与标准容器及待测容器连接，用于分别绘制标准容器及待测容器的气压随时间的变化图。

进一步地，控制单元包括：

第一压力表，用于监测标准容器的气压，设置在第一气管上；

第二压力表，用于监测待测容器的气压，设置在第二气管上。

进一步地，控制单元还包括一报警器，根据检测结果发出警报声。

本发明还提供一种采用的气密封性检测装置进行气密封性检测的方法，方法包括步骤：

控制单元在第一时间段控制第一气管与第二气管连通，使标准容器向待测容器充气；

当标准容器与待测容器之间的压力值相等时，进入第二时间段，控制单元控制第一气管与第二气管断开，并分别监测标准容器与待测容器内的压力变化。

进一步地，在第一时间段之前，还包括以下步骤，在气泵通过第三气管和第四气管与标准容器连同后，控制单元控制气泵向标准容器中充入第一压力的气体。

进一步地，在控制单元控制气泵向标准容器中充入第一压力的气体的同时，检测仪同时开始绘制标准容器的气压随时间的变化图，直至检测结束。

进一步地，进入第二时间段，检测仪同时开始绘制待测容器的气压随时间的变化图，直至检测结束。

进一步地，检测结束之后，控制单元控制排气阀排出待测容器里的气体。

本发明取得的有益效果是：

由于使用标准容器对待测容器供气，使得小腔体的待测容器的气密性检测成为可能。同时本发明采在充气时使用电气比例阀，使得充入标准容器的气体稳定，由于使用标准容器对待测容器供气，不再参考气泵的充气时间。

附图说明

图1为现有技术中气密性检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的气密性检测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的测试工装的结构示意图；

图4为本发明实施例的标准容器的气压随时间的变化图；

图5为本发明实施例的待测容器的气压随时间的变化图；

图6为本发明的气密封性检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但是不能认为是对本发明的限定。

本发明提供一种气密封性检测装置，用于检测待测容器的气密封性，图2为本发明实施例的气密性检测装置的结构示意图，请参照图2，气密封性检测装置包括：

标准容器9，内部填有第一压力的气体，与待测容器12通过第一气管17和第二气管17A连接，其中，在第一气管17与第二气管17A的连接处设置有一电磁阀15，该电磁阀15用于控制第一气管17与第二气管17A之间的连通或断开；

控制单元18，控制单元18与电磁阀15连接，用于在第一时间段控制第一气管17连通第二气管17A，使标准容器9向待测容器12充气，当标准容器9与待测容器12之间的压力值相等时，进入第二时间段；在第二时间段控制单元18用于控制第一气管17与第二气管17A断开，并分别监测标准容器9与待测容器12内的压力变化。

参照图2，气密封性检测装置还包括气泵8，气泵8通过第三气管16和第四气管16A与标准容器9连接，用于在第一时间段之前向标准容器9中充入第一压力的气体。

参照图2，在第三气管16与第四气管16A的连接处设置有一电气比例阀11，电气比例阀11与控制单元18连接，用于控制第三气管16与第四气管16A之间的连通或断开。

参照图2，气密封性检测装置还包括一排气阀20，排气阀20与待测容器12连接，并与控制单元18连接，用于在检测结束之后，将待测容器12里的气体排出。

参照图2，气密封性检测装置还包括一监测仪19，监测仪19分别与标准容器9及待测容器12连接，用于绘制标准容器9及待测容器12的气压随时间的变化图。

作为一个优选的实施例，控制单元18包括：参照图2，

第一压力表13，第一压力表13用于监测标准容器9的气压，且设置在第一气管17上；

第二压力表14，第二压力表14用于监测待测容器12的气压，且设置在第二气管17A上。

作为一个更加优选的实施例，控制单元18还包括一报警器，报警器根据检测结果发出警报声，例如检测到待测容器12存在泄漏时，报警器发出相应的警报声。

其中，标准容器9被气体充满第一压力的气体时，气压为已知，这里记为预设气压P₀。

以上气密封性检测装置的工作过程及检测原理如下，图4为本发明实施例的标准容器的气压随时间的变化图，图5为本发明实施例的待测容器的气压随时间的变化图，参照图2、图4及图5：

首先是控制单元18控制电气比例阀11打开，电磁阀15断开，气泵8在控制单元18的控制下向标准容器9充气。同时监测仪19开始监测标准容器9的气压随时间的变化情况，并绘制标准容器9的气压随时间的变化图；第一压力表13开始监测标准容器9的气压P₁，当标准容器9的气压P₁接近预设值P₀时，在控制单元18的控制下，电气比例阀11调整气流量大小，使得标准容器9的气压P₁缓慢达到预设值P₀。

标准容器9的气压达到预设值P₀后，在控制单元18的控制下，电气比例阀11断开，电磁阀15打开，此时标准容器9里的气体流向待测容器12，同时监测仪19开始监测待测容器12的气压随时间的变化情况，并绘制待测容器12的气压随时间的变化图；第二压力表14开始监测待测容器12的气压P₂。由于标准容器9的气体在减少，而测待测容器12的气体在增加，所以P₁在下降P₂在上升，最后处于平衡状态，即P₁=P₂。

当P₁=P₂时，在控制单元18的控制下，电磁阀15断开。

经过第一时间段T₁，读取第一压力表13的值P₁₁，并同时读取第二压力表14的值P₂₁，比较P₁₁与P₂₁的大小：

1）若P₁₁等于P₂₁，则判断测试工件12气密封性良好，为合格工件，检测结束；

2）若P₁₁大于或等于P₂₁，且超出设定范围，则判断测试工件存在大泄露，控制单元18中的报警器报警，检测结束；

3）若P₁₁大于P₂₁，且没有超出设定范围，则判断测试工件12没有存在大泄露，测试继续；

经过第二时间段T₂，其中，T₂大于T₁，读取第二压力表的值P₂₂；并计算待测容器12在第一时间段T₁至第二时间段T₂间的压差S（S=P₂₁-P₂₂），若S在预设值范围内，则判断待测容器12没有存在轻微泄露，为合格工件，若S超出预设值范围，则判断待测容器12存在轻微泄露，待测容器12为不合格工件，控制单元18中的报警器报警，检测结束。

根据本发明，充气时使用电气比例阀11，使得充入标准容器9的气体更加稳定，由于使用标准容器9对待测容器12供气，避免了气泵8直接供气的不稳定性，且检测不需要参考气泵8的充气时间。此外由于是标准容器9供气，充气时测定气压部分和正式测试部分通过气阀隔离，使得减小管路直径和测试工件与工装间隙成为可能，现有技术由于参考气泵8，不可能空间过于狭小，而外围气体体积的V1与待测容器12的腔体内部体积V2之间的比值越小，测量结果越明显，从而使得小泄露时，气压变化比较显著。再者由于是标准容器9供气，使得小腔体气密性检测成为可能。

参照图2，作为本发明的一个最佳实施例，为了能在检测结束后排出待测容器12里的气体，本气密封性检测装置还包括一排气阀20，排气阀与待测容器12连接，并与控制单元18连接。在检测过程中，排气阀20处于断开状态，检测结束后，在控制单元18的控制下，排气阀20打开，将待测容器12里的气体排出。

为了保证检测过程中待测容器12与第二气管17A之间的接触良好，该待测容器12不会一气流的冲击力二发生振动，将待测容器12置于一测试工装10上。图3为本发明实施例的测试工装的结构示意图，请参照图2、图3，作为本发明的一个优选实施例，以下提供测试工装最优结构方案：测试工装10上容纳有待测容器12，待测容器12的进气口23置于测试工装10上，进气口23与第二气管17A连接。在测试工装10与待测容器12的连接处设置有第一密封圈22，在待测容器12的内部设置有第二密封圈21，本发明所要检测的，就是该第二密封圈21的气密封性。

本发明还提供一种采用上述的气密封性检测装置进行气密封性检测的方法。图6为本发明的气密封性检测方法的流程图，参照图2图6，方法包括以下步骤：步骤S₁，控制单元18控制电气比例阀11打开，使得第三气管16与第四气管16A连通，同时控制电磁阀15断开，使得第一气管17与第二气管17A断开，此时气泵8向标准容器9供气，同时第一压力13表实时监测标准容器9的气压P₁；

步骤S₂，当标准容器9的气压P₁接近预设值P₀时，控制单元18控制电气比例阀11的气流量大小，使得标准容器9的气压P₁缓慢接近预设值P₀；

步骤S₃，当标准容器9的气压到达预设值P₀时，控制单元18控制电气比例阀11断开，使得第三气管16与第四气管16A断开，并控制电磁阀15打开，使得第一气管17与第二气管17A连通，标准容器9向待测容器12充气，同时第二压力表14实时监测待测容器12的气压P₂；

步骤S₄，当P₁=P₂时，控制单元18控制电磁阀15断开，此时，第一气管17与第二气管17A断开；

步骤S₅，经过第一时间段T₁，读取第一压力表13的值P₁₁，读取第二压力表14的值P₂₁；

步骤S₆，比较P₁₁与P₂₁的大小，若P₁₁大于P₂₁，且超出设定范围，则判断待测容器12气密封性不好，检测终止，若P₁₁大于P₂₁，且在设定范围内，则判断待测容器12没有大泄露，检测继续；

步骤S₇，经过第二时间段T₂，T₂大于T₁，读取第二压力表14的值P₂₂,；

步骤S₈，计算待测容器12在T₁至T₂间的压差S，S=P₂₁-P₂₂，若S在预设值范围内，则判断待测容器12没有存在轻微泄露，为合格工件；若S超出预设值范围，则判断待测容器12存在轻微泄露，为不合格工件，检测终止。

参照图4，其中，在控制单元18控制气泵8向标准容器9中充入第一压力的气体的同时，检测仪19开始绘制标准容器9的气压随时间的变化图，直至检测结束，标准容器9的气压随时间的变化图如图4所示。

参照图5，其中，进入第二时间段后，检测仪19开始绘制待测容器12的气压随时间的变化图，直至检测结束，待测容器12的气压随时间的变化图如图5所示。

在检测结束后，在控制单元18的控制下，排气阀20打开，将待测容器12里的气体排出。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种气密封性检测装置，用于检测待测容器的气密封性，其特征在于，包括：

标准容器，内部填有第一压力的气体，与待测容器通过第一气管和第二气管连接，其中，在所述第一气管与所述第二气管连接处设置有一电磁阀，用于控制所述第一气管与所述第二气管之间的连通或断开；

控制单元，与所述电磁阀连接，用于在第一时间段控制所述第一气管连通所述第二气管，使所述标准容器向所述待测容器充气，当所述标准容器与所述待测容器之间的压力值相等时，进入第二时间段；在所述第二时间段用于控制所述第一气管与所述第二气管断开，并分别监测所述标准容器与所述待测容器内的压力变化。

2.根据权利要求1所述的气密封性检测装置，其特征在于，还包括气泵，用于在所述第一时间段之前向所述标准容器中充入所述第一压力的气体，通过第三气管和第四气管与所述标准容器连接。

3.根据权利要求2所述的气密封性检测装置，其特征在于，在所述第三气管与所述第四气管的连接处设置有一电气比例阀，所述电气比例阀与所述控制单元连接，用于控制所述第三气管与所述第四气管之间的连通或断开。

4.根据权利要求1所述的气密封性检测装置，其特征在于，还包括一排气阀，用于检测结束之后，排出所述待测容器里的气体，所述排气阀与所述待测容器连接，并与所述控制单元连接。

5.根据权利要求1所述的气密封性检测装置，其特征在于，还包括一监测仪，所述监测仪分别与所述标准容器及所述待测容器连接，用于分别绘制所述标准容器及所述待测容器的气压随时间的变化图。

6.根据权利要求1所述的气密封性检测装置，其特征在于，所述控制单元包括：

第一压力表，用于监测所述标准容器的气压，设置在所述第一气管上；

第二压力表，用于监测所述待测容器的气压，设置在所述第二气管上。

7.根据权利要求6所述的气密封性检测装置，其特征在于，所述控制单元还包括一报警器，根据检测结果发出警报声。

8.一种采用权利要求1所述的气密封性检测装置进行气密封性检测的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

所述控制单元在第一时间段控制所述第一气管与所述第二气管连通，使所述标准容器向所述待测容器充气；

当所述标准容器与所述待测容器之间的压力值相等时，进入第二时间段，所述控制单元控制所述第一气管与所述第二气管断开，并分别监测所述标准容器与所述待测容器内的压力变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第一时间段之前，还包括以下步骤，在气泵通过第三气管和第四气管与所述标准容器连同后，所述控制单元控制所述气泵向所述标准容器中充入所述第一压力的气体。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述控制单元控制所述气泵向所述标准容器中充入所述第一压力的气体的同时，检测仪同时开始绘制所述标准容器的气压随时间的变化图，直至检测结束。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进入第二时间段，检测仪同时开始绘制所述待测容器的气压随时间的变化图，直至检测结束。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，检测结束之后，所述控制单元控制排气阀排出所述待测容器里的气体。