CN108254133A - 检测囊体气密性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测囊体气密性的方法，方法包括以下步骤：步骤S1：将囊体结构放置于限位结构内；步骤S2：对囊体结构进行充气，直至囊体结构内部的气压达到气压预设值；步骤S3：检测囊体结构以确定囊体结构的密封性。采用该检测方法能够有效地将囊体结构限制在限位结构内，在对其充气检测囊体结构的密封性的过程中达到减小囊体结构的体积的目的，减小了作业人员对囊体结构气密性检测的劳动强度。

Description

检测囊体气密性的方法

技术领域

本发明涉及气密性检测技术领域，具体而言，涉及一种检测囊体气密性的方法。

背景技术

现有技术中，通常采用以下方法对密封装置检测是否漏气：

光线法：光线法是利用人的肉眼对检漏表面进行观察检漏的方法。检测时，一人利用强光源在囊体内部或外部进行照射，另一人在另一面面用肉眼进行观察。

实际经验表明，直径100um的通孔，利用灯光透射，才可以用肉眼观察到，并且由于光的直线传播性特性，该方法具有明显的局限性，只能检测口径较大的通孔，而对非通孔很难检测。因此，一般用于粗略检查，确保了在进行精密检漏时，飞艇上不存在大孔径漏孔，避免大孔径孔洞导致气体迅速泄漏。对于大型囊体结构，该方法的工作量特别大。

超声波法：超声波法是一种基于声学的、不限制囊内气体种类的检漏技术。该方法在囊体内部放置超声波发生器，超声波发生器发出的超声波通过小孔传播到外部被超声波检漏仪检测。超声波法的检漏精度随着数据处理技术和超声波探头精度的提升而快速的提高，最小可检漏泄漏率为10^-7Pa·m³/s。对于囊体的柔性特点，背景噪声提高了检测的难度，高精度的超声波探头增加了对囊体密封性检测的成本。

氨检法：氨检法是一种显色检漏方法。该方法的原理是氨气与酚酞接触会发生显色反应。采用氨检法对浮空器进行检漏时，为了节约成本，可利用空气和氨气混合充入飞艇内部。在飞艇外表面涂刷溴酚蓝或者张贴试纸，一段时间后，观察表面显色点，即为泄漏位置。该方法具有高灵敏度、操作简便等优点，对大体积飞艇尤其简便。根据经验，该方法检漏精度为10^-9Pa·m³/s，非常适用于耐高压、大体积、复杂的容器的检漏。但是氨气遇水具有腐蚀性，对呼吸道和眼睛有强烈的刺激，严重时还会引起中毒、视力损伤乃至失明，故需特别注意防护。由于大型囊体一般承压能力比较小，检漏效果与高压容器有差距。

氦质谱仪法：氦质谱仪法是一种直接检测泄露氦气的方法。其中吸枪式氦质谱仪法是质谱仪检漏法中的一种。该方法广泛应用于高精密的航空航天设备检漏，首先利用真空泵将待检试件内气体抽空，然后将氦气充入试件中至正压差，利用氦质谱仪吸枪在试件表面进行检漏。由于试件内部压力大于外部大气压，氦气分子会从小孔泄漏，高灵敏度的氦质谱检漏仪可探测吸枪口处的氦气浓度。由于氦气分子体积很小，可以检测出非常小的泄漏孔，检漏精度高达10^-14Pa·m³/s量级。氦质谱检漏仪已有非常成熟的产品，但其体积较大且价格昂贵。而且随着囊体的尺寸变大，成本及可行性成为限制因素。

电子法：电子法是利用高压下电极可以击穿空气的原理进行检测的。在待测表面的两侧放置电极板，当有小孔存在时，电极之间形成导电通路，电路电流急剧增加，从而可知道该区域存在小孔。采用该方法进行检漏时，首先将气囊充至完全膨胀，然后一人持一个电极分别在气囊两侧对气囊隔膜进行检漏，将两个电极隔着囊皮碰在一起。观察电流指示表的电流值是否超过阈值，如果超过，则表明此处存在泄露孔洞，用记号笔标记该区域。对于大型囊体，操作的囊度比较大，且工作量巨大。

光谱仪法：光谱仪法的原理类似吸枪式氦质谱检漏法，利用高精密的光谱仪可以测量超低浓度气体浓度。对囊体进行充气时，混充入少量示踪气体，气体充完后，利用光谱仪吸枪检测囊体表面泄露的示踪气体，从而判定泄露点和泄露量。采用该方法造成对囊体气密性检测成本的增加。

间接法：控制材料的气密性和加工的气密性，检查典型小超压球焊缝的气密性，验证工艺方法的气密性效果。通过材料及拼接缝的气密性效果间接估算整个囊体的气密性效果。该方法对大型柔性囊体结构的气密性检查存在检测时间长、劳动强度大等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种检测囊体气密性的方法，以解决现有技术中囊体结构密封性检测劳动强度大问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种检测气密性的方法，方法包括以下步骤：步骤S1：将囊体结构放置于限位结构内；步骤S2：对囊体结构进行充气，直至囊体结构内部的气压达到气压预设值；步骤S3：检测囊体结构以确定囊体结构的密封性。

进一步地，在步骤S1之前还包括：将囊体结构折叠成条状结构。

进一步地，在将囊体结构折叠成条状结构的过程中，使囊体结构的连接处处于条状结构的外侧。

进一步地，步骤S3还包括：步骤S31：在囊体结构的外表面涂刷肥皂水；步骤S32：观察外表面上是否形成有气泡以确定囊体结构的密封性。

进一步地，步骤S3还包括：步骤S33：在第一预设时间内记录囊体结构内部的温度和气压；步骤S34：根据温度和气压建立数学模型，以确定囊体结构的密封性。

进一步地，步骤S33中包括：在第一预设时间内多次记录囊体结构内部的温度和气压，每一次记录的时间间隔为第二预设时间。

进一步地，第一预设时间为24h，和/或，第二预设时间为10min。

进一步地，限位结构为网状软管结构。

进一步地，囊体结构包括依次连接的多片裁瓣，连接处为相邻裁瓣的连接处，限位结构的长度大于或等于囊体结构的裁瓣的长度。

进一步地，囊体结构为球形结构，囊体结构的外径大于限位结构的内径。

进一步地，囊体结构的外径为D1，其中，55m≤D1≤60m。

进一步地，限位结构的内径为D2，其中，1m≤D2≤2m。

进一步地，气压预设值为P，其中，P≤20000Pa。

应用本发明的技术方案，囊体结构在没有被限位结构限制时，充气后的囊体结构的体积庞大，造成对囊体结构的密封性检测的劳动强度增加。采用该检测方法能够有效地将囊体结构限制在限位结构内，在对其充气检测囊体结构的密封性的过程中达到减小囊体结构的体积的目的，减小了作业人员对囊体结构气密性检测的劳动强度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的需要检测密封性的囊体结构的实施例的结构示意图；

图2示出了将图1中的囊体结构折叠成条形状的实施例的结构示意图；

图3示出了将图1中的囊体结构装入限位结构中的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、囊体结构；11、裁瓣；20、限位结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图3所示，根据本发明的第一实施例，提供了一种检测囊体气密性的方法。

具体地，该方法包括以下步骤：

步骤S1：将囊体结构10放置于限位结构20内。步骤S2：对囊体结构10进行充气，直至囊体结构10内部的气压达到气压预设值。步骤S3：检测囊体结构10以确定囊体结构10的密封性。

在本实施例中，由于囊体结构10在没有被限位结构20限制时，充气后的囊体结构10的体积庞大，造成对囊体结构10的密封性检测的劳动强度增加。采用该检测方法能够有效地将囊体结构10限制在限位结构20内，在对其充气检测囊体结构的密封性的过程中达到减小囊体结构10的体积的目的，减小了作业人员对囊体结构10气密性检测的劳动强度。通过该方法可以扩展传统气密性检查方法的应用范围，大大降低气密性检查的难度和成本，提高作业人员的工作效率。本实施例中，所述囊体结构10可以为浮空器的囊体结构，所述限位结构20的内部体积小于所述囊体结构10充气后的体积。

其中，在步骤S1之前还包括：将囊体结构10折叠成条状结构(如图2所示)。且在将囊体结构10折叠成条状结构的过程中，使囊体结构10的连接处处于条状结构的外侧。由于囊体结构的拼接处是容易存在泄露的位置所在，采用该方法能够对囊体结构的拼接处进行重点检测，提高了检测囊体结构的气密性结果的可靠性。

进一步地，步骤S3还包括：

步骤S31：在囊体结构10的外表面涂刷肥皂水。步骤S32：观察外表面上是否形成有气泡以确定囊体结构10的密封性。该方法的原理是当小孔两侧存在压力差时，压力较大端的气体会流向压力较小端，如果在压力较小端的表面涂刷一层肥皂水，那么小孔处就会逐渐鼓起小气泡。根据经验该方法能够检测出泄漏率最小为10^-5Pa·m³/s的小孔，在精密检漏过程中，一般采用检漏液代替效果不稳定的肥皂水，可提高检漏质量。本实施例中，主要检测的是囊体结构的连接处的气密性。

根据本申请的第二个实施例，在步骤S3中也可以包括以下步骤：

步骤S33：在第一预设时间内记录囊体结构10内部的温度和气压。步骤S34：根据温度和气压建立数学模型，以确定囊体结构10的密封性。其中，在第一预设时间内多次记录囊体结构10内部的温度和气压，每一次记录的时间间隔为第二预设时间。

优选地，第一预设时间为24h，第二预设时间为10min。即在本实施例中，采用气压法对囊体结构进行密封性测量。具体地，气体压力检漏法的原理是向密封结构内充入一定量的压缩气体，达到规定的压强后保持一定的时间，通过压力传感器测量密封结构内气体压强的降低量，从而计算出气体的泄露量的一种方法。气体压力检漏法又分为直压法和压差法，浮空器囊体的保压试验即直压法的原理。直压法是向需要检测的密封结构内充入一定量的压缩气体，如果密封结构存在贯通的泄露通道，那么经过一段时间之后，密闭结构内的压强将会降低，利用压力传感器测量密闭结构内压强的改变量，可以根据压强降低与否判断密闭结构的气密性，再根据压强的降低量来计算泄露量的大小。保压试验的一般做法是将囊体充气至一定压力，记录压力随时间变化情况，通过理想气体状态方程进行体积换算，得到气体的泄露量。

在本实施例中，由于是将囊体结构限位于限位结构中，大大减小了囊体结构的体积和检测范围，使得对囊体结构的密封性在短时间内就能够检测完毕，避免了由于囊体结构因长期暴露使得囊体结构内部温度受外界环境温度的影响的情况。

其中，在本实施例中，所述囊体结构10包括依次连接的多片裁瓣11，多片裁瓣11通过缝纫和焊接等工艺相连接，所述连接处为相邻裁瓣11的连接处，囊体结构10折叠成条形后，囊体结构10的整体长度与裁瓣11的长度相当。限位结构20为网状软管结构。且限位结构20的长度大于囊体结构10的裁瓣11的长度。当然，也可以选取长度等于裁瓣11的限位结构20。采用网状软管结构能够有效地提高限位结构20的柔性，使得被限位于限位结构20内的囊体结构10在充气发生形变的过程中，网状软管结构也随着囊体结构的膨胀而被拉长，当囊体结构的气压达到预设气压后，可以通过网状软管结构的网孔对囊体结构的表面特别是露在外侧的囊体结构10的连接处，进行密封性检测。通过网状软管结构约束囊体结构的膨胀，将囊体结构的三个方向的尺度转化为其中一个方向上的尺度，并且使囊体结构的空间体积大幅减小，可以有效地降低囊体气密性检查的难度，减小工作量，提高效率。

具体地，囊体结构10为球形结构，囊体结构10的外径大于限位结构20的内径。即在本实施例中，囊体结构的外径可以是记为D1，其中，55m≤D1≤60m。则限位结构的内径可以记为D2，其中，1m≤D2≤2m。也就是说，限位结构的内径如本实施例的网状软管的横截面直径远远小于囊体结构10的外径，将囊体结构10放置如此小的限位结构20内，能够达到减小囊体结构10的体积的目的，使得对囊体结构的密封性进行检测时更容易、简单、可靠。需要说明的是，囊体结构10的裁瓣11之间通过缝纫和焊接工艺连接，发生漏气的可能性通常是这些工艺，漏气位置主要是裁瓣11之间的连接处，本实施例的方法可以在囊体结构10被限制在较小的空间内进行气密性检测，带来了极大的便利。

根据本申请的第三个实施例，在本实施例中，该囊体结构为大型PE(聚乙烯薄膜)球体结构，该囊体结构完全膨胀时，占用空间会很大，采用本方法将会非常方便。通过对直径为60m的球形PE膜气囊即囊体结构进行气密性检查，包括以下步骤：

折叠囊体结构，将囊体结构完全铺开，整理囊体结构的拼接缝，并将囊体结构折叠为长条状，保证拼接缝露在外面；

将折叠的囊体结构塞入网状软管结构中进行约束。网状软管结构的长度不小于囊体结构的裁瓣的长度(其中，囊体结构的长度为188m)，直径根据折叠后的情况确定，直径60m的PE膜球体可取直径1.5m的网状软管结构；

对囊体结构进行充气，囊体结构膨胀直径由60m约束至1.5m，则根据囊体结构完全展开时压力500Pa，折算至约束状态下压力不能超过20000Pa，考虑到囊体结构端部的情况，充气压力为P，其中，P≤20000Pa，优选地，P＝10000Pa。

采用皂泡法对囊体进行气密性检查，囊体充气膨胀后被约束在网状软管结构内，通过在囊体结构的表面涂刷肥皂水，观察表面气泡情况，确定囊体结构的泄露位置。检查的过程中需重点注意拼接缝处。

根据本申请的第四个实施例，在本实施例中，该囊体结构为大型PE(聚乙烯薄膜)球体结构，该囊体结构完全膨胀时，占用空间会很大，采用本方法将会非常方便。通过对直径为60m的球形PE膜气囊即囊体结构进行气密性检查，具体包括以下步骤：

折叠囊体结构，将囊体结构完全铺开，整理囊体结构的拼接缝，并将囊体结构折叠为长条状，保证拼接缝露在外面；

将折叠的囊体结构塞入网状软管结构内，网状软管结构的长度不小于囊体结构的裁瓣的长度，直径根据折叠后的情况确定，直径60m的PE膜球体可取直径1.5m的网状软管结构。

对囊体结构进行充气，囊体膨胀直径由60m约束至1.5m，则根据囊体结构完全展开时压力500Pa，折算至约束状态下压力不能超过20000Pa，考虑到端部的情况，充气压力取10000Pa。

采用气压法对囊体进行气密性检查，对囊体充气至10000Pa，待压力稳定后，每隔10min记录囊体压力及囊体结构内部温度值，持续24h对囊体结构内部的压力和温度进行检测。通过理想气体状态方程进行换算得到各时刻囊体结构内气体体积变化曲线，据此判断囊体泄露情况。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (13)

1.一种检测囊体气密性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：将囊体结构(10)放置于限位结构(20)内；

步骤S2：对所述囊体结构(10)进行充气，直至所述囊体结构(10)内部的气压达到气压预设值；

步骤S3：检测所述囊体结构(10)以确定所述囊体结构(10)的密封性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：将所述囊体结构(10)折叠成条状结构。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述囊体结构(10)折叠成条状结构的过程中，使所述囊体结构(10)的连接处处于所述条状结构的外侧。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

步骤S31：在所述囊体结构(10)的外表面涂刷肥皂水；

步骤S32：观察所述外表面上是否形成有气泡以确定所述囊体结构(10)的所述密封性。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

步骤S33：在第一预设时间内记录所述囊体结构(10)内部的温度和所述气压；

步骤S34：根据所述温度和所述气压建立数学模型，以确定所述囊体结构(10)的所述密封性。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S33中包括：

在第一预设时间内多次记录所述囊体结构(10)内部的所述温度和所述气压，每一次记录的时间间隔为第二预设时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一预设时间为24h，和/或，所述第二预设时间为10min。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述限位结构(20)为网状软管结构。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述囊体结构(10)包括依次连接的多片裁瓣(11)，所述连接处为相邻裁瓣(11)的连接处，所述限位结构(20)的长度大于或等于所述囊体结构(10)的裁瓣(11)的长度。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述囊体结构(10)为球形结构，所述囊体结构(10)的外径大于所述限位结构(20)的内径。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述囊体结构(10)的外径为D1，其中，55m≤D1≤60m。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述限位结构(20)的内径为D2，其中，1m≤D2≤2m。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气压预设值为P，其中，P≤20000Pa。