CN104296943A - 一种真空式氦检设备及其方法 - Google Patents

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汪小玲
严惠峰
谢金成
余金忠
向子科
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Abstract

本发明公开了一种真空式氦检设备,包括罩壳、抽真空单元、喷氦单元、检测单元、控制单元以及阀门,该罩壳为铝合金框架构成的密封结构,且抽真空单元设置有真空泵机组,检测单元包括相互连通的气体分析仪和抽检真空泵;阀门包括第一流道口、第二流道口以及第三流道口;该方法主要利用气体分析仪检测制品内空气中氦气的含量,从而判断制品是否泄露。通过采用上述技术方案和方法,即在原有氦检设备的基础上进行了一定的改进,并利用特定的方法进行氦检,从而具备了密封要求低、测试精度高、检测步骤少、占地面积小、成本低、检测效率高以及可自动化推进等优点。

Description

一种真空式氦检设备及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及密封性检测领域,特别涉及一种真空式氦检设备及其方法。
背景技术
[0002] 氦检是对被检工件抽空后充入一定压强的氦气,被检工件外面是具有一定真空度 要求的真空箱,真空箱与氦质谱检漏仪检漏口相接。若被检工件有漏,则漏入真空箱的氦气 可通过氦质谱检漏仪测出。与被检工件相连的是充气回收装置,在检漏前后分别实现氦气 的充注和回收。
[0003] 目前,市场上通用的管路以及相关产品的漏气检测一般采用两种测试方法,一种 是内正压、外嗅探测试法,另一种是内正压、外真空测试法。
[0004] 这两种测试方式均需要配套氦气充填、回收装置,然而该氦气充填、回收装置存在 外型偏大、成本偏高等问题;
[0005] 同时,内部正压式的检测方式具有检测精度偏低等问题,而外部真空式的检测方 式对于检测箱体要求很高、既要耐高压防爆功能、又要较高的密封性,也不利于实际生产和 成本控制。
发明内容
[0006] 为了解决上述的问题,本发明提供一种真空式氦检设备及其方法,采用了内真空 的设计,并利用了特定的方法。
[0007] 上述的一种真空式氦检设备,包括罩壳、抽真空单元、喷氦单元、检测单元、控制单 元以及阀门,其中,所述罩壳为铝合金框架构成的密封结构,所述抽真空单元设置有真空泵 机组,所述检测单元包括相互连通的气体分析仪和抽检真空泵;
[0008] 所述阀门包括第一流道口、第二流道口以及第三流道口,所述第一流道口通过无 缝钢管与罩壳相连通,所述第二流道口通过无缝钢管与真空泵机组相连通,所述第三流道 口通过无缝钢管与气体分析仪相连通;
[0009] 所述第二流道口与真空泵机组之间的无缝钢管上设置有真空检测装置。
[0010] 上述设备中,所述罩壳包括有机玻璃板、伸缩门、旋转门、风扇以及无杠气缸。
[0011] 上述设备中,所述抽真空单元还包括金属支架、压力传感器、电磁阀、高真空气密 元器件以及不锈钢真空管路。
[0012] 上述设备中,所述喷氦单元包括手动阀、流量计、压力传感器、电磁阀、空气过滤器 以及喷氦管道。
[0013] 上述设备中,所述检测单元还包括压力传感器、高真空气密元器件以及不锈钢真 空管路。
[0014] 上述设备中,所述控制单元包括可编程PLC、上位机软件、触控屏以及强电控制元 器件。
[0015] 上述设备中,所述真空泵机组包括VD401机械泵和NB100A罗茨泵,所述抽检真空 泵为VD401机械泵。
[0016] 上述的一种真空式氦检方法,包括以下步骤:
[0017] S1 :制品自动进入检测工位;
[0018] S2 :设备自动连接被检制品;
[0019] S3 :关闭阀门的第三流道口,同时利用真空泵机组对制品进行抽真空处理;
[0020] S4 :利用真空检测装置对制品进行真空度判定,即检测制品是否存在严重泄露,如 存在严重泄露则进行步骤S5,如无严重泄露则进行步骤S7 ;
[0021] S5 :打开第三流道口并查找漏点,然后进入步骤S6 ;
[0022] S6 :修理后返回步骤S1 ;
[0023] S7 :罩体内注入低压氮气;
[0024] S8 :初始状态数据确认,如数据超过设定值则进入步骤S9,如数据未超过设定值 则进入步骤S10 ;
[0025] S9 :通入新空气并打开第三流道口,进而查找漏点,然后返回步骤S6 ;
[0026] S10 :设备置零,然后向罩体内注入氦气;
[0027] S11 :利用气体分析仪进行查漏,如存在轻微泄露则返回步骤S9,如不存在轻微泄 露则进入步骤S12 ;
[0028] S12 :关闭阀门,然后封入低压氮气;
[0029] S13 :氦检工艺完成,进入其他工序。
[0030] 上述方法中,所述步骤S10所注入的氦气均为低压氦气。
[0031] 上述方法中,所述气体分析仪通过分析氦气含量来判断制品是否存在轻微的泄 露。
[0032] 本发明的优点和有益效果在于:本发明提供一种真空式氦检设备及其方法,通过 在原有氦检设备的基础上进行了一定的改进,并利用特定的方法进行氦检,从而具备了密 封要求低、测试精度高、检测步骤少、占地面积小、成本低、检测效率高以及可自动化推进等 优点。
附图说明
[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0034] 图1为本发明中真空式氦检设备的结构示意图;
[0035] 图2为本发明中真空式氦检方法的原理流程图。
[0036] 图中:1、罩壳2、阀门21、第一流道口 22、第二流道口 23、第三流道口 31、气体 分析仪32、抽检真空泵4、真空泵机组5、制品6、充氦区7、真空检测装置
具体实施方式
[0037] 下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅 用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0038] 如图1所示,本发明是一种真空式氦检设备,包括罩壳1、抽真空单元、喷氦单元、 检测单元、控制单元以及阀门2,且上述罩壳1为铝合金框架构成的密封结构;优选的,罩壳 1还设置有机玻璃板、伸缩门、旋转门、风扇以及无杠气缸等部件,以此为真空氦检提供必要 的密封环境。
[0039] 其中,上述抽真空单元设置有真空泵机组4,该真空泵机组4由VD401机械泵和 NB100A罗茨泵组合而成;优选的,抽真空单元还包括金属支架、压力传感器、电磁阀、高真 空气密元器件以及不锈钢真空管路等部件,以此来实现以下功能:
[0040] 1、对工件抽真空检查(包括第一次抽真空处理、第二次抽真空处理、第三次抽真 空处理);
[0041] 2、通过真空度判断工件是否存在严重泄露;
[0042] 3、对工件进行抽真空,为He检漏提供真空环境;
[0043] 进一步的,上述喷氦单元主要包括手动阀、流量计、压力传感器,电磁阀、空气过滤 器、喷氦管道等;在使用中,该单元可以实现向罩壳1内的充氦区6内自动喷入一定氦气浓 度的混合气体;
[0044] 同时,检测单元包括相互连通的气体分析仪31和抽检真空泵32 ;优选的,气体分 析仪31为LDS-3000型氦检仪,且抽检真空泵32为VD401机械泵,而检测单元内还设置有 压力传感器、高真空气密元器件以及不锈钢真空管路等部件,从而对制品5起到微漏检测 的效果。
[0045] 此外,阀门2包括第一流道口 21、第二流道口 22以及第三流道口 23,其中的第一 流道口 21通过无缝钢管与罩壳1相连通,第二流道口 22通过无缝钢管与真空泵机组4相 连通,第三流道口 23通过无缝钢管与气体分析仪31相连通;即利用该阀门2的选择通路作 用来控制设备的使用状况。
[0046] 更进一步的,在第二流道口 22与真空泵机组4之间的无缝钢管上设置有真空检测 装置7,上述的对严重泄露情况的检测就是通过该真空检测装置7来实现的。
[0047] 同时,上述的控制单元包括可编程PLC、上位机软件、触控屏以及强电控制元器件, 从而具备了以下4个功能 :
[0048] 1、可以提供自动运行、手动操作两种工作模式,分别适用于不同情况;
[0049] 2、实现了单箱或双箱组合工作,这样可避免设备局部故障时而不影响其它工位;
[0050] 3、可以对主要部件的运行状态实行监控和显示,并提示系统生产过程及生产统计 数据;
[0051] 4、具备故障报警及诊断功能,对于设备运行中的各种故障和警告信息都将实时给 出报警提示。
[0052] 本发明还公布了一种真空式氦检方法,如图2所示,该方法主要包括以下步骤:
[0053] S1 :制品5自动进入检测工位;
[0054] S2 :设备自动连接被检制品5 ;
[0055] S3 :关闭阀门2的第三流道口 23,同时利用真空泵机组4对制品5进行第一次抽 真空处理;
[0056] S4 :利用真空检测装置7对制品5进行真空度判定,即检测制品5是否存在严重泄 露,如存在严重泄露则进行步骤S5,如无严重泄露则进行步骤S7 ;
[0057] S5 :打开第三流道口 23并查找漏点,然后进入步骤S6 ;
[0058] S6 :修理后返回步骤S1 ;
[0059] S7 :罩体内注入低压氮气;
[0060] S8 :初始状态数据确认,如数据超过设定值则进入步骤S9,如数据未超过设定值 则进入步骤S10 ;
[0061] S9 :通入新空气并打开第三流道口 23,进而查找漏点,然后返回步骤S6 ;
[0062] S10 :设备置零,然后向罩体内注入氦气;
[0063] S11 :利用气体分析仪31进行查漏,如存在轻微泄露则返回步骤S9,如不存在轻微 泄露则进入步骤S12 ;
[0064] S12 :关闭阀门2,然后封入低压氮气;
[0065] S13 :氦检工艺完成,进入其他工序。
[0066] 优选的,上述步骤S10所注入的氦气均为低压氦气,且气体分析仪31是通过分析 氦气的含量来判断制品5是否存在轻微的泄露。
[0067] 通过上述设备和方法,使得本发明(内真空)相对于传统工艺具备了很多优势,具 体如下表所示:
[0068]
Figure CN104296943AD00071
[0069] 其中,S4中,在一定时间内真空度没办法到达500Pa即为严重泄漏;
[0070] S8,初始状态真空度设定3组500pa、150pa、30pa,氦气分析仪设定2组: 2*10E-6mba*l/S 和 l*10E-10mba*l/S ;
[0071] S11,轻微泄露的定义值:l*10E-10mba*l/S,从传统意义上来说也就是lg/年;
[0072] S12,低压氮气为0. IMpa左右的低压氮气,S7,低压氮气为0. 2Mpa左右的低压氮 气,S10,低压氦气为0. IMpa左右的氦气(由高压高纯度氦气减压得到)。
[0073] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种真空式氦检设备,包括罩壳、抽真空单元、喷氦单元、检测单元、控制单元以及阀 门,其特征在于,所述罩壳为铝合金框架构成的密封结构,所述抽真空单元设置有真空泵机 组,所述检测单元包括相互连通的气体分析仪和抽检真空泵; 所述阀门包括第一流道口、第二流道口以及第三流道口,所述第一流道口通过无缝钢 管与罩壳相连通,所述第二流道口通过无缝钢管与真空泵机组相连通,所述第三流道口通 过无缝钢管与气体分析仪相连通; 所述第二流道口与真空泵机组之间的无缝钢管上设置有真空检测装置。
2. 根据权利要求1所述的一种真空式氦检设备,其特征在于,所述罩壳包括有机玻璃 板、伸缩门、旋转门、风扇以及无杠气缸。
3. 根据权利要求1所述的一种真空式氦检设备,其特征在于,所述抽真空单元还包括 金属支架、压力传感器压力传感器、电磁阀、高真空气密元器件高真空气密元器件以及不锈 钢真空管路。
4. 根据权利要求1所述的一种真空式氦检设备,其特征在于,所述喷氦单元包括手动 阀、流量计、压力传感器、电磁阀、空气过滤器以及喷氦管道。
5. 根据权利要求1所述的一种真空式氦检设备,其特征在于,所述检测单元还包括压 力传感器、高真空气密元器件以及不锈钢真空管路。
6. 根据权利要求1所述的一种真空式氦检设备,其特征在于,所述控制单元包括可编 程PLC、上位机软件、触控屏以及强电控制元器件。
7. 根据权利要求1所述的一种真空式氦检设备,其特征在于,所述真空泵机组包括 VD401机械泵和NB100A罗茨泵,所述抽检真空泵为VD401机械泵。
8. -种真空式氦检方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 51 :制品自动进入检测工位; 52 :设备自动连接被检制品; 53 :关闭阀门的第三流道口,同时利用真空泵机组对制品进行第一次抽真空处理; 54 :利用真空检测装置对制品进行真空度判定,即检测制品是否存在严重泄露,如存在 严重泄露则进行步骤S5,如无严重泄露则进行步骤S7 ; 55 :打开第三流道口并查找漏点,然后进入步骤S6 ; 56 :修理后返回步骤S1 ; 57 :罩体内注入低压氮气; 58 :初始状态数据确认,如数据超过设定值则进入步骤S9,如数据未超过设定值则进 入步骤S10 ; 59 :通入新空气并打开第三流道口,进而查找漏点,然后返回步骤S6 ; 510 :设备置零,然后向罩体内注入氦气; 511 :利用气体分析仪进行查漏,如存在轻微泄露则返回步骤S9,如不存在轻微泄露则 进入步骤S12 ; 512 :关闭阀门,然后封入低压氮气; 513 :氦检工艺完成,进入其他工序。
9. 根据权利要求8所述的一种真空式氦检方法,其特征在于,所述步骤S10所注入的氦 气均为低压氦气。
10.根据权利要求8所述的一种真空式氦检方法,其特征在于,所述气体分析仪通过分 析氦气含量来判断制品是否存在轻微的泄露。
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