CN108195524A - 一种漏油率检测工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漏油率检测工艺方法，包括：将待测仪表放入测试室内；根据设定环境参数设置测试室的环境条件；在所述待测仪表在设定环境参数后的测试室内的静置时间达到预设静置时间之后，采用四极质谱仪对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，得到采样电流输出增量；根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率。通过本发明实现了对静压液浮类惯性仪表整表漏油率的高精度检测与校准。

Description

一种漏油率检测工艺方法
技术领域
本发明属于仪表密封检测技术领域，尤其涉及一种漏油率检测工艺方法。
背景技术
静压液浮类惯性仪表作为惯性平台的核心部件，主要包括陀螺仪和加速度计，陀螺仪为飞行器航行提供高精度的惯性基准，加速度计测量沿惯性坐标轴各向的视加速度，在航天、航空飞行器导航领域具有广泛的应用。
静压液浮类陀螺仪和加速度计陀螺组件内部充满浮油，工作时驱动油液浮起浮子，由于仪表的高精度要求，若漏油则外部空气置换形成气泡会对仪表精度产生影响，必然引起导航误差，因此漏油率对于仪表的工作可靠性和稳定性至关重要，漏油率的检测方法及精度对于仪表生产过程发现密封隐患尤为重要。
目前，静压液浮类仪表的密封检漏主要采用氦质谱检漏法在仪表尚未充油时进行检漏，由于检测后仪表还将进行部分密封装配操作，检测时密封状态与整表工作状态存在较大差异，而充完油的整表通过称重法判断有无漏油，称重法检测精度较低，无法检测到微小漏孔的密封故障，往往在仪表由于漏油进入的气泡对精度造成明显影响时才发现存在漏油的问题，严重制约了仪表的合格率和生产周期。因此，如何精确检测仪表漏油率是目前亟需解决的关键难题。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种漏油率检测工艺方法，以实现对静压液浮类惯性仪表整表漏油率的高精度检测与校准。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种漏油率检测工艺方法，包括：
将待测仪表放入测试室内；
根据设定环境参数设置测试室的环境条件；
在所述待测仪表在设定环境参数后的测试室内的静置时间达到预设静置时间之后，采用四极质谱仪对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，得到采样电流输出增量；
根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率。
在上述漏油率检测工艺方法中，所述待测仪表，包括：待测陀螺仪或待测加速度计。
其中，所述将待测仪表放入测试室内，包括：
当所述待测仪表为待测陀螺仪时，将待测陀螺仪安装在测试限位底座上；将安装有待测陀螺仪的测试限位底座放入测试室内；
当所述待测仪表为待测加速度计时，将待测加速度计直接放入测试室内。
在上述漏油率检测工艺方法中，所述测试室，包括：测试壳体，以及设置在所述测试壳体内的温度控制装置和压强控制装置；
其中，所述设定环境参数，包括：设定温度参数和设定压强参数；
其中，所述根据设定环境参数设置测试室的环境条件，包括：
通过温度控制装置，将测试壳体内的温度调整为所述设定温度参数；
通过压强控制装置，将测试壳体内的压强调整为所述设定压强参数。
在上述漏油率检测工艺方法中，
所述设定温度参数为：50±1℃；所述设定压强参数为：80±5kPa。
在上述漏油率检测工艺方法中，所述测试室，包括：风扇；
其中，所述漏油率检测工艺方法，还包括：
当所述待测仪表静置在所述设定环境参数后的测试室时，启动风扇，以促进由待测仪表漏出的油液挥发，并使油液汽化分子均匀分布在测试室的空腔内。
在上述漏油率检测工艺方法中，所述预设静置时间不小于30分钟。
在上述漏油率检测工艺方法中，所述采用四极质谱仪对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，得到采样电流输出增量，包括：
控制四极质谱仪的采样管自加热至预设温度；
通过四极质谱仪对第一测试时刻测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测所述第一测试时刻质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第一采样电流；
通过四极质谱仪对第二测试时刻测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测所述第二测试时刻质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第二采样电流；
将所述第一采样电流与第二采样电流的差值作为所述采样电流输出增量。
在上述漏油率检测工艺方法中，还包括：
选择与待测仪表外形相同的不含浮油的仪表作为标准仪表；
将标准仪表放入满足所述设定环境参数设置的测试室内，并控制四极质谱仪的采样管自加热至预设温度；
通过四极质谱仪对未注入油液时测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第三采样电流；
采用微量进样针向所述测试室内注入标准体积的仪表浮油油液；
通过采样管对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，直至观测到质谱图中对应所测油液离子的电流峰值稳定，得到第四采样电流；
将第四采样电流与第三采样电流的差值作为标准电流输出增量。
在上述漏油率检测工艺方法中，所述根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率，包括：
根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，根据如下公式计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率Q：
Q＝ρ·ΔI·V0/(I0·t)
其中，ρ表示油液的密度，V0表示注入测试室内的仪表浮油油液的标准体积，ΔI表示采样电流输出增量，I0表示标准电流输出增量，t表示所述第一测试时刻与第二测试时刻的差值。
在上述漏油率检测工艺方法中，所述预设温度为：150～160℃。
本发明具有以下优点：
(1)本发明公开了一种漏油率检测工艺方法，将四极质谱仪用在了惯性仪表漏油率的检测上，采用标准油量加注法结合工艺方法实现快速的高精度的校准，并针对陀螺仪特有的波纹管结构在内外存在压差时会伸长，提供了陀螺仪专用测试限位底座，测试过程限制仪表体积不改变，进一步消除了体积变化产生的漏油率检测误差，并有效防止仪表测试过程波纹管变形引起损伤，能够有效精确检测仪表在接近工作状态下的漏油率，及时发现漏油隐患，有利于提高了仪表生产合格率。
(2)本发明与氦质谱检漏方法相比，本发明的方法检测状态与仪表工作状态更接近，检测结果更具有实际意义；与称重法相比，检测精度提高了约104倍。本方法不仅可以有效检测静压液浮类陀螺仪和加速度计的漏油率，对于其他充注液体(可挥发)的密封容器、管道、仪表或阀门等的检漏均具有可借鉴意义，具有广泛的应用潜力。
附图说明
图1是本发明实施例中一种漏油率检测工艺方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中一种待测陀螺仪与测试限位底座的安装示意图。
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，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。
本发明针对现有的整表称重检漏方法检测精度低，而氦质谱检漏法检测状态与工作状态不一致的问题，提出一种高精度的整表漏油率检测工艺方法，该方法利用仪表浮油具有挥发性、可被四极质谱仪敏感的特点，结合四极质谱仪的高灵敏度，采用标准油量加注法结合工艺方法实现快速的高精度的校准，并针对陀螺仪特有的波纹管结构在内外存在压差时会伸长，提供了陀螺仪专用测试限位底座，测试过程限制仪表体积不改变，进一步消除了体积变化产生的漏油率检测误差，并有效防止仪表测试过程波纹管变形引起损伤。特别适合于静压液浮类惯性仪表整表漏油率检测与校准。
参照图1，示出了本发明实施例中一种漏油率检测工艺方法的步骤流程图。在本实施例中，所述漏油率检测工艺方法，包括：
步骤101，将待测仪表放入测试室内。
在本实施例中，待测仪表可以分为：待测陀螺仪和待测加速度计。其中，当所述待测仪表为待测陀螺仪时，将待测陀螺仪安装在测试限位底座上，将安装有待测陀螺仪的测试限位底座放入测试室内；当所述待测仪表为待测加速度计时，将待测加速度计直接放入测试室内。
参照图2，示出了本发明实施例中一种待测陀螺仪与测试限位底座的安装示意图。如图2，在本实施例中，可以通过螺钉将待测陀螺仪安装在测试限位底座上，然后将待测陀螺仪和测试限位底座一起放入测试室内。测试限位底座的设置保证了测试过程待测陀螺仪的体积不变，消除了由于待测仪表体积变化而导致的漏油率检测误差，并有效防止了待测仪表在测试过程中因波纹管变形引起损伤。特别适合于静压液浮类惯性仪表整表漏油率检测与校准。
优选的，在将待测仪表(待测陀螺仪)与测试限位底座进行安装时，由于待测仪表(待测陀螺仪)的法兰底面为安装基准面，精度要求高，故在安装待测仪表时，需保证测试限位底座的上端面与待测仪表的法兰底面不直接接触，证测试限位底座的上端面与待测仪表的法兰底面之间间隔为10～15mm。
步骤102，根据设定环境参数设置测试室的环境条件。
在本实施例中，所述测试室可以包括：测试壳体，以及设置在所述测试壳体内的温度控制装置和压强控制装置。所述设定环境参数，包括：设定温度参数和设定压强参数。优选的，可以通过温度控制装置，将测试壳体内的温度调整为所述设定温度参数；通过压强控制装置，将测试壳体内的压强调整为所述设定压强参数。例如，所述设定温度参数可以为：50±1℃；所述设定压强参数可以为：80±5kPa。
其中，所述温度控制装置的温度控制范围可以为：30～80℃；压强控制装置的压强控制范围可以为10～100kPa。
步骤103，在所述待测仪表在设定环境参数后的测试室内的静置时间达到预设静置时间之后，采用四极质谱仪对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，得到采样电流输出增量。
在本实施例中，预设静置时间不小于30分钟。
优选的，采样电流输出增量的测试流程可以如下：
步骤S11，控制四极质谱仪的采样管自加热至预设温度。
其中，预设温度为：150～160℃。
步骤S12，通过四极质谱仪对第一测试时刻测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测所述第一测试时刻质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第一采样电流。
在本实施例中，通过四极质谱仪可以对测试室空腔内的气体进行质谱分析，检测出油液量变化产生的质谱图中对应所测油液离子的电流输出增量。其中，所述第一测试时刻可以是测试开始后的任一时刻，本实施例对此不作限制。
步骤S13，通过四极质谱仪对第二测试时刻测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测所述第二测试时刻质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第二采样电流。
在本实施例中，所述第二测试时刻可以是所述第一测试时刻之后的任一时刻。优选的，所述第一测试时刻与第二测试时刻的间隔可以为60分钟。
步骤S14，将所述第一采样电流与第二采样电流的差值作为所述采样电流输出增量。
步骤104，根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率。
在本实施例中，标准电流输出增量可以通过如下步骤实现；选择与待测仪表外形相同的不含浮油的仪表作为标准仪表；将标准仪表放入满足所述设定环境参数设置的测试室内，并控制四极质谱仪的采样管自加热至预设温度；通过四极质谱仪对未注入油液时测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第三采样电流；采用微量进样针向所述测试室内注入标准体积的仪表浮油油液；通过采样管对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，直至观测到质谱图中对应所测油液离子的电流峰值稳定，得到第四采样电流；将第四采样电流与第三采样电流的差值作为标准电流输出增量。其中，优选的，微量进样针的规格可以为0～0.5μL；注入的仪表浮油油液的油液量不应超过0.2μL。
在本实施例中，漏油率Q的具体计算公式可以如下：
Q＝ρ·ΔI·V0/(I0·t)
其中，ρ表示油液的密度，V0表示注入测试室内的仪表浮油油液的标准体积，ΔI表示采样电流输出增量，I0表示标准电流输出增量，t表示所述第一测试时刻与第二测试时刻的差值。
在本发明的一优选实施例中，所述测试室还可以包括：风扇。其中，所述漏油率检测工艺方法，还可以包括：当所述待测仪表静置在所述设定环境参数后的测试室时，启动风扇，以促进由待测仪表漏出的油液挥发，并使油液汽化分子均匀分布在测试室的空腔内。
在本发明的一优选实施例中，所述漏油率检测工艺方法，还可以包括：在将待测仪表放入测试室内之前，将待测仪表的表面清理干净，进行高温预处理并检查外观,不得有可见油渍。其中，对待测仪表进行高温预处理具体可以包括：采用65℃温度对待测仪表加温2～4小时。
综上所述，本发明公开了一种漏油率检测工艺方法，将四极质谱仪用在了惯性仪表漏油率的检测上，采用标准油量加注法结合工艺方法实现快速的高精度的校准，并针对陀螺仪特有的波纹管结构在内外存在压差时会伸长，提供了陀螺仪专用测试限位底座，测试过程限制仪表体积不改变，进一步消除了体积变化产生的漏油率检测误差，并有效防止仪表测试过程波纹管变形引起损伤，能够有效精确检测仪表在接近工作状态下漏油率，及时发现漏油隐患，有利于提高了仪表生产合格率。
其次，本发明与氦质谱检漏方法相比，本发明的方法检测状态与仪表工作状态更接近，检测结果更具有实际意义；与称重法相比，检测精度提高了约104倍。本方法不仅可以有效检测静压液浮类陀螺仪和加速度计的漏油率，对于其他充注液体(可挥发)的密封容器、管道、仪表或阀门等的检漏均具有可借鉴意义，具有广泛的应用潜力。
本说明中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种漏油率检测工艺方法，其特征在于，包括：
将待测仪表放入测试室内；
根据设定环境参数设置测试室的环境条件；
在所述待测仪表在设定环境参数后的测试室内的静置时间达到预设静置时间之后，采用四极质谱仪对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，得到采样电流输出增量；
根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率。
2.根据权利要求1所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，所述待测仪表，包括：待测陀螺仪或待测加速度计。
其中，所述将待测仪表放入测试室内，包括：
当所述待测仪表为待测陀螺仪时，将待测陀螺仪安装在测试限位底座上；将安装有待测陀螺仪的测试限位底座放入测试室内；
当所述待测仪表为待测加速度计时，将待测加速度计直接放入测试室内。
3.根据权利要求1所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，所述测试室，包括：测试壳体，以及设置在所述测试壳体内的温度控制装置和压强控制装置；
其中，所述设定环境参数，包括：设定温度参数和设定压强参数；
其中，所述根据设定环境参数设置测试室的环境条件，包括：
通过温度控制装置，将测试壳体内的温度调整为所述设定温度参数；
通过压强控制装置，将测试壳体内的压强调整为所述设定压强参数。
4.根据权利要求3所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，
所述设定温度参数为：50±1℃；所述设定压强参数为：80±5kPa。
5.根据权利要求1所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，所述测试室，包括：风扇；
其中，所述漏油率检测工艺方法，还包括：
当所述待测仪表静置在所述设定环境参数后的测试室时，启动风扇，以促进由待测仪表漏出的油液挥发，并使油液汽化分子均匀分布在测试室的空腔内。
6.根据权利要求1所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，所述预设静置时间不小于30分钟。
7.根据权利要求1所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，所述采用四极质谱仪对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，得到采样电流输出增量，包括：
控制四极质谱仪的采样管自加热至预设温度；
通过四极质谱仪对第一测试时刻测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测所述第一测试时刻质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第一采样电流；
通过四极质谱仪对第二测试时刻测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测所述第二测试时刻质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第二采样电流；
将所述第一采样电流与第二采样电流的差值作为所述采样电流输出增量。
8.根据权利要求7所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，还包括：
选择与待测仪表外形相同的不含浮油的仪表作为标准仪表；
将标准仪表放入满足所述设定环境参数设置的测试室内，并控制四极质谱仪的采样管自加热至预设温度；
通过四极质谱仪对未注入油液时测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，观测质谱图中对应所测油液离子的电流峰值，得到第三采样电流；
采用微量进样针向所述测试室内注入标准体积的仪表浮油油液；
通过采样管对测试室空腔内的气体进行采样和质谱分析，直至观测到质谱图中对应所测油液离子的电流峰值稳定，得到第四采样电流；
将第四采样电流与第三采样电流的差值作为标准电流输出增量。
9.根据权利要求8所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，所述根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率，包括：
根据预先测量得到的标准电流输出增量和所述采样电流输出增量，根据如下公式计算得到待测仪表在所述设定环境参数下的漏油率Q：
Q＝ρ·ΔI·V0/(I0·t)
其中，ρ表示油液的密度，V0表示注入测试室内的仪表浮油油液的标准体积，ΔI表示采样电流输出增量，I0表示标准电流输出增量，t表示所述第一测试时刻与第二测试时刻的差值。
10.根据权利要求7-9任一项所述的漏油率检测工艺方法，其特征在于，所述预设温度为：150～160℃。
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