CN107543662A - 密封电连接器低温空气泄漏试验夹具 - Google Patents

Abstract

一种密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，由充气腔压板、适配套环、抽气腔压板、固定螺栓等四部分组成，其间，充气腔压板与适配套环、适配套环与密封电连接器、密封电连接器与抽气腔压板之间的接触面上增加对应尺寸低温密封硅胶垫环，以确保试验夹具的低温密封性。利用低温箱与温度测量装置，控制试验温度；夹具进气端连接带有示踪气体瓶、减压阀、抽气机、气压表等设备的进气系统；夹具出气端连接带有气压表、质谱检测仪，从而组成试验系统开展密封电连接器低温空气泄漏试验。适用于‑55℃～25℃温度范围内的低温空气泄漏试验，测量密封电连接器的漏率，属于密封电连接器低温试验领域。

Description

密封电连接器低温空气泄漏试验夹具

(一)技术领域：

本发明将涉及一种密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，适用于-55℃～25℃温度范围内的密封电连接器低温空气泄漏试验，测量密封电连接器的漏率，属于密封电连接器低温试验领域。

(二)背景技术：

密封电连接器，在航空、航天等高可靠领域中应用广泛，是电子系统中重要的基础元件之一，在电器终端之间提供连接与分离功能，并承担信号与能量传输的重要任务。在密封电连接器的实际应用中，密封电连接器的两侧可能会存在较大的压差，甚至是两种不同的气体介质，一旦发生泄漏将产生很大安全问题。针对密封电连接器，不仅要求较宽的工作温度范围，同时要求良好的密封性能。因此，密封电连接器需要进行低温空气泄露试验，测量其漏率，以确保在使用过程中密封电连接器的密封性能。

针对低温空气泄漏试验，国内生产厂家通常采用喷氦法测量密封电连接器的漏率。虽然，喷氦法可保证较高的测量精度且测量较为便捷，但是，在低温空气泄漏试验中喷氦法不能准确测出密封电连接器的漏率，并且无法控制密封电连接器两侧的压力差。因此，有必要设计密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，有效地进行低温空气泄漏试验，以准确测量低温条件下密封电连接器的漏率。

(三)发明内容：

1、目的：本发明的目的在于提供密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，以便捷地开展低温空气泄漏试验，准确地测量密封电连接器的漏率。

2、设计方案：本发明提出的密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，由11充气腔压板、12适配套环、13抽气腔压板、14固定螺栓等四部分组成，如图1所示。

充气腔压板有1个21进气孔道、4个22定位孔、1个23固定套环结构等结构组成，如图2所示。充气腔压板的材料应为具有不锈性的钢材料，例如304L不锈钢。为确保密封性要求，充气腔压板的表面加工粗糙度Ra不超过1μm。

适配套环有31进气孔道、32充气腔压板固定配合结构、33电连接器固定配合结构等结构组成，如图3所示。适配套环应置于充气腔压板与电连接器中间。其材料应为具有不锈性的钢材料，例如304L不锈钢。为确保密封性要求，适配套环的表面加工粗糙度Ra不超过1μm。与此同时，应在适配套环与充气腔压板、密封电连接器之间的接触面上增加对应尺寸低温密封硅胶垫环，厚度不超过1mm。适配套环可依据不同的密封电连接器尺寸进行配套，具有可更换性，节省成本。

抽气腔压板主要有1个41出气孔道、4个42定位孔、1个43压板组成，如图4所示。抽气腔压板的材料应为具有不锈性的钢材料，例如304L不锈钢。为确保密封性要求，抽气腔压板的表面加工粗糙度Ra不超过1μm。与此同时，应在抽气腔压板与密封电连接器之间的接触面上增加对应尺寸低温密封硅胶垫环，厚度不超过1mm。同时，和充气腔压板有四个对应的定位孔。

固定螺栓要求长度不短于10cm，固定螺栓的材料应为具有不锈性的钢材料，例如304L不锈钢，起到定位与固定夹具的作用。

本发明提出的密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，可置于501低温箱中，利用502温度测量装置，测量并控制密封电连接器试验温度，503夹具进气端连接带有504示踪气体瓶、505减压阀、506抽气机、507气压表等设备的进气系统，508夹具出气端连接带有509气压表、510质谱检测仪，从而组成试验系统开展密封电连接器低温空气泄漏试验，如图5所示。

(四)附图说明：

图1是密封电连接器低温空气泄漏试验夹具示意图

图2是夹具充气腔压板示意图

图3是夹具适配套环示意图

图4是夹具抽气腔压板示意图

图5是密封电连接器低温空气泄漏试验系统整体示意图

图6是密封电连接器低温空气泄漏试验试验夹具实物图

图7是夹具充气腔压板的CAD设计图与实物图

图8是夹具适配套环的CAD设计图与实物图

图9是夹具抽气腔压板的CAD设计图与实物图

(五)具体实施方式：

下面将结合附图对本发明的实施方式进行说明。

图5为利用本夹具进行的低温空气泄漏试验整体图。选取纯氦气为示踪气体，用氦质谱检测仪检测其漏率。温度控制系统由低温箱、温度测量装置等设备组成，用于测量并控制密封电连接器试验温度，满足提供-55℃～25℃温度范围的环境条件。进气系统由氦气瓶、减压阀、抽气机、气压表等设备组成，其中，氦气瓶可提供制定压力的高纯度氦气，纯度不低于99.99％，减压阀可控制氦气瓶输出0～3个标准大气压，抽气机可将腔体气压抽至0.01kPa以下，气压表可准确显示腔体气压。出气系统由气压表与氦质谱检测仪组成，其中，气压表可准确显示腔体气压，氦质谱检测仪满足将腔体气压抽至1×10^-1Pa以下，漏率测量范围满足为5.1×10^-12～1Pa·m³/s，响应时间为1s，精度要求不低于1×10^-9Pa·m³/s。本发明试验夹具实物，由充气腔压板、适配套环、抽气腔压板、固定螺栓等四部分组成，如图6所示。其间，充气腔压板与适配套环、适配套环与密封电连接器、密封电连接器与抽气腔压板之间的接触面上增加对应尺寸低温密封硅胶垫环，以确保试验夹具的低温密封性。

图7为夹具充气腔压板的CAD设计图与实物图，左端细长端为进气孔道，用来接气管输入氦气，使用采用304L不锈钢制作而成。进气孔道外径为12mm，外壁设计有密封螺纹，接内径Φ为12mm的真空气管时，配合密封卡箍，可保证良好的密封性。圆盘上四个内经为10mm的圆孔是长螺栓定位孔，拧紧螺栓后便可以加固整个夹具，保证密封性。固定套环可用来对接适配套环，以测量对应的密封电连接器。

图8为夹具适配套环的CAD设计图与实物图，针对某型密封电连接器，本夹具设计了一个适配套环，经过测试电连接器的具体尺寸，对应加工出实物后，一端卡在密封电连接器，另一端卡在充气腔压板的固定套环内，可以在不破坏电连接器结构的基础上做低温空气泄漏试验。

图9为夹具抽气腔压板的CAD设计图与实物图，同充气腔压板一样采用304L不锈钢材质，出气孔道外径为12mm，外壁设计有密封螺纹，接内径Φ为12mm的真空气管时，配合密封卡箍，便于连接氦质谱检测仪，可保证良好的密封性。圆盘上四个内经为10mm的圆孔是长螺栓定位孔，拧紧螺栓后便可以加固整个夹具，保证密封性。

具体密封电连接器低温空气泄漏试验步骤如下：

(1)常温试验：

①将密封电连接器放置于试验夹具适配套环与抽气腔压板中间，垫入低温密封硅胶垫环，中心对齐后，将四个螺栓插入定位孔，拧紧固定，如图6所示。四个螺栓上紧程度应保持一致，使夹具前后两部分和电连接器紧密接触，确保试验夹具的密封性。

②进气孔道、出气孔道分别与真空硅胶气管相连，针对已设计试验夹具，采用内径为12mm，外径为18mm的真空硅胶气管。利用卡箍卡紧连接处，确保进气端与出气端的密封性。

③连接空气泄漏试验系统，试验夹具的进气端依次连接抽气机、气压表、减压阀和氦气瓶，试验夹具的出气端依次连接气压表和氦质谱检测仪，应确保各连接处的密封性。

④打开抽气机，将进气端腔体气压抽至0.01kPa以下。

⑤打开氦气瓶，利用气压表和减压阀，控制进气端腔体气压达到规定要求。

⑥进行试验夹具密封性验证，分别在进气孔道与真空硅胶气管、出气孔道分别与真空硅胶气管、密封电连接器安装部位进行吸枪法，检验试验夹具是否存在氦气泄漏。若存在泄漏，则从①重新开始操作；若不存在泄漏，则进行下一步操作。

⑦打开氦质谱检测仪，将出气端腔体气压抽至1×10^-1Pa，选择“精检模式”，使得漏率测量范围满足为5.1×10^-12～1Pa·m³/s。

⑧观察氦质谱检测仪。当氦质谱检测仪示数稳定时，读数即为常温空气泄漏试验中密封电连接器的漏率值。

(2)低温试验：

①将密封电连接器放置于试验夹具适配套环与抽气腔压板中间，垫入低温密封硅胶垫环，中心对齐后，将四个螺栓插入定位孔，拧紧固定，如图6所示。四个螺栓上紧程度应保持一致，使夹具前后两部分和电连接器紧密接触，确保试验夹具的密封性。

②进气孔道、出气孔道分别与真空硅胶气管相连，针对已设计试验夹具，采用内径为12mm，外径为18mm的真空硅胶气管。利用卡箍卡紧连接处，确保进气端与出气端的密封性。

③连接低温空气泄漏试验系统，试验夹具的进气端依次连接抽气机、气压表、减压阀和氦气瓶，试验夹具的出气端依次连接气压表和氦质谱检测仪，应确保各连接处的密封性。

④将试验夹具置于低温箱中，安装温度测量装置于电连接器表面。当密封电连接器达到规定低温时，再次拧紧加固试验夹具的四个螺栓。

⑤打开抽气机，将进气端腔体气压抽至0.01kPa以下。

⑥打开氦气瓶，利用气压表和减压阀，控制进气端腔体气压达到规定要求。

⑦进行试验夹具密封性验证，分别在进气孔道与真空硅胶气管、出气孔道分别与真空硅胶气管、密封电连接器安装部位进行吸枪法，检验试验夹具是否存在氦气泄漏。若存在泄漏，则从①重新开始操作；若不存在泄漏，则进行下一步操作。

⑧打开氦质谱检测仪，将出气端腔体气压抽至1×10^-1Pa，选择“精检模式”，使得漏率测量范围满足为5.1×10^-12～1Pa·m³/s。

⑨观察氦质谱检测仪。当氦质谱检测仪示数稳定时，读数即为低温空气泄漏试验中密封电连接器的漏率值。

Claims (6)

1.一种密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，该试验夹具包括：

充气腔压板，该压板具有：进气孔道、定位孔、固定套环结构等；

适配套环，该套环具有：进气孔道、充气腔压板固定配合结构、电连接器固定配合结构；

抽气腔压板，该压板具有：出气孔道、定位孔、压板等；

固定螺栓，固定定位充气腔压板与抽气腔压板；

低温密封硅胶垫环，应置于充气腔压板与适配套环、适配套环与密封电连接器、密封电连接器与抽气腔压板之间。

2.根据权利要求1所属的密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，其中，充气腔压板有1个进气孔道、4个定位孔、1个固定套环结构等结构组成。充气腔压板的材料应为具有不锈性的钢材料。为确保密封性要求，充气腔压板的表面加工粗糙度Ra不超过1μm。

3.根据权利要求1所属的密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，其中，适配套环有进气孔道、充气腔压板固定配合结构、电连接器固定配合结构等结构组成。适配套环应置于充气腔压板与电连接器中间。其材料应为具有不锈性的钢材料。为确保密封性要求，适配套环的表面加工粗糙度Ra不超过1μm。与此同时，应在适配套环与充气腔压板、密封电连接器之间的接触面上增加对应尺寸低温密封硅胶垫环，厚度不超过1mm。

4.根据权利要求1所属的密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，其中，抽气腔压板主要有1个出气孔道、4个定位孔、1个压板组成。抽气腔压板的材料应为具有不锈性的钢材料。为确保密封性要求，抽气腔压板的表面加工粗糙度Ra不超过1μm。应在抽气腔压板与密封电连接器之间的接触面上增加对应尺寸低温密封硅胶垫环，厚度不超过1mm。同时，和充气腔压板有四个对应的定位孔。

5.根据权利要求1所属的密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，其中，固定螺栓要求长度不短于10cm，固定螺栓的材料应为具有不锈性的钢材料，起到定位与固定夹具的作用。

6.根据权利要求1所属的密封电连接器低温空气泄漏试验夹具，应置于低温箱中，利用温度测量装置，测量并控制密封电连接器试验温度，夹具进气端连接带有示踪气体瓶、减压阀、抽气机、气压表等设备的进气系统，夹具出气端连接带有气压表、质谱检测仪，从而组成试验系统开展密封电连接器低温空气泄漏试验。