CN108287042A - 泄漏检测装置及泄漏检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泄漏检测装置，所述泄漏检测装置包括：加压头、压力调节装置、检测管路和压差传感器，其中所述泄漏检测装置还包括充气管路，所述充气管路与所述检测管路分离，且所述充气管路的直径比所述检测管路的直径大。本发明还涉及一种利用上述泄漏检测装置对产品进行泄漏检测的方法。利用本发明的泄漏检测方案，可以缩短检测时间、提高检测精度、提供检测稳定性和重复性。

Description

泄漏检测装置及泄漏检测方法

技术领域

本发明涉及泄漏检测技术领域，尤其涉及一种采用压降法对产品的密封性进行检测的泄漏检测装置以及泄漏检测的方法。

背景技术

大量的容器类或腔体类工业产品一般对其密封性都有具体的要求，例如，阀、泵、岐管等汽车零件，如果出现泄漏问题，如漏油、漏气等，容易带来严重的生产事故。因此，在出厂之前需要进行泄漏检测。

目前对于密封性要求较高的产品的泄漏检测较多采用差压式泄漏检测法进行检测，其中广泛采用的是压降法和压升法。现有的压降法泄漏检测方案一般是利用气源通过充气管路对被检测产品充气，充到一定的压力后断开气源，观察被检测产品内的压力随时间下降的情况，从而根据下降情况评估产品的密封性。但是，现有的压降法泄漏检测方案中检测回路和充气回路是同一个回路。公知的是，检测回路体积减小，检测精度会提高。所以，一般来说压降法检测回路的管路直径会仅可能小，但随之而来的是充气时间较长和稳定时间变久，尤其是被检测产品体积较大时。所以，只能取两者的平衡，从而造成检测精度无法达到最高水准。另外，压降法的检测范围较小，一般压力低于5bar。

对于需要5bar以上的压力的情形，一般采用压升法进行测量。压升法泄漏检测方案一般是把被检测产品抽真空到一定程度后，将被检测产品与真空泵隔开，由于泄漏，被检测产品内的气压将随时间而上升，观察被检测产品内的气压随时间上升的情况，可以判断被检测产品的泄漏率。但是，采用压升法的时候，工装比较复杂，设计难度高，并且检测容积大，检测精度低。另外，无论是压降法还是压升法，在检测的时候往往需要反复充、放气，使得充气-检测回路产生热量，导致检测的稳定性和重复性差。

因此，需要一种能够克服一个或多个上述缺陷的泄漏检测装置和泄漏检测方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有泄漏检测装置中存在的至少一个问题，提出一种改进的泄漏检测方案，这种泄漏检测方案能够提高检测精度、缩短检测时间、提高检测稳定性和重复性。

为此，根据本发明的一方面，提供了一种泄漏检测装置，所述泄漏检测装置包括：

加压头，所述加压头被联接到被检测产品，使得所述加压头与所述被检测产品的内部空间气体连通；

压力调节装置，所述压力调节装置用于以预定的压力给所述加压头提供加压气体；

检测管路，所述检测管路的一端连接到所述加压头，另一端连接到所述压力调节装置；

压差传感器，所述压差传感器通过压差管路连接到所述检测管路以感测所述检测管路内的气压随时间的变化；

其特征在于，所述泄漏检测装置还包括充气管路，所述充气管路的一端连接到所述加压头，另一端连接到所述压力调节装置，其中，所述充气管路与所述检测管路分离，且所述充气管路的直径比所述检测管路的直径大。

优选地，所述泄漏检测装置还包括放气管路，所述放气管路用于排出所述加压头内的气体。

优选地，所述泄漏检测装置还包括下列阀中的一个或多个：

第一阀，所述第一阀设置在所述充气管路中，以用于打开或关闭所述压力调节装置通过所述充气管路与所述加压头的气体连通；

第二阀，所述第二阀设置在所述检测管路中，以用于打开或关闭所述检测管路与所述加压头之间的气体连通；

第三阀，所述第三阀设置在所述压差管路中，以用于打开或关闭所述压差管路中的一个分支；

第四阀，所述第四阀设置在所述检测管路中，以用于打开或关闭所述检测管路与所述压力调节装置之间的气体连通；和

第五阀，所述第五阀设置在所述放气管路中，以用于打开或关闭所述加压头与外界大气之间的气体连通。

优选地，所述第一阀设置在所述充气管路中靠近所述加压头的位置。

优选地，所述第二阀设置在所述检测管路中靠近所述加压头的位置。

优选地，所述第四阀设置在所述检测管路和所述压差管路的连接处的靠近所述压力调节装置的一侧。

优选地，所述充气管路的直径是所述检测管路的直径的3-10倍。

优选地，所述泄漏检测装置还包括处理器或控制器，所述处理器或控制器用于处理所述压差传感器所检测的气压数据和/或控制各个阀的操作。

根据本发明的另一方面，还提供了一种利用上述的任一泄漏检测装置对被检测产品进行泄漏检测的方法，所述方法包括下述步骤：

将加压头气密地联接到被检测产品上，使得所述加压头与所述被检测产品的内部空间气体连通；

利用压力调节装置通过充气管路向所述加压头提供加压气体，使得所述加压头内的气体压力达到预定值；

关闭所述充气管路与所述加压头的气体连通，并且使所述加压头和所述检测管路气体连通；

通过压差传感器测量所述检测管路内的气压随时间的变化，以得到所述被检测产品的泄漏率；

使所述加压头放气，且移除所述被检测产品。

优选地，在使所述加压头放气的步骤中，使所述充气管路和检测管路中充填由所述压力调节装置提供的加压气体。

与现有的泄漏检测装置相比，本发明的泄漏检测装置将充气管路与检测管路分离，且使充气管路的直径比检测管路的直径大，使充气时间大幅减少，也使检测回路的体积大幅减小，从而使检测精度得到有效的提高。另外，避免了对整个管路反复充气和放气，可以减少管路热量对于检测结果的影响，使得本发明的泄漏检测装置可以用来检测以往需要采用压升法进行测量的压力范围。所以，通过对工装的简化、产生的热量和充气体积的优化，进一步提高了本发明的泄漏检测装置的稳定性和重复性。

附图说明

下面参照附图来详细描述本发明的示例性实施例及进一步解释本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的泄漏检测装置的结构示意图；

图2示出了图1所示的泄漏检测装置中的阀和传感器的开关状态的时序图；

图3示出了处于备检阶段的图1所述的泄漏检测装置；

图4示出了处于充气阶段的图1所述的泄漏检测装置；

图5示出了处于稳定阶段的图1所述的泄漏检测装置；

图6示出了处于检测阶段的图1所述的泄漏检测装置；

图7示出了处于放气阶段的图1所述的泄漏检测装置。

具体实施方式

下面结合附图及示例详细描述本发明的优选实施例。在本发明的优选实施例中，以压降法泄漏检测装置为例对本发明进行描述。但是，本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制，例如，本发明的泄漏检测装置可用于其他需要重复充、放气的检测应用中。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了根据本发明一实施例的泄漏检测装置的结构示意图。如图1所示，泄漏检测装置1包括加压头32、压力调节装置31、检测管路12、压差管路15和压差传感器23。加压头32被联接到被检测产品2，使得加压头32与被检测产品2的内部空间气体连通。压力调节装置31用于以预定的压力给加压头32提供加压气体。检测管路12的一端连接到加压头32，另一端连接到压力调节装置31。压差传感器23通过压差管路15连接到检测管路12，以感测检测管路12内的气体压力随时间的变化。一般来说，压力调节装置31可联接鼓风机、空气压缩机或压缩气瓶等气源。现有技术中的泄漏检测装置一般仅包括上述的各部件。

本发明的泄漏检测装置1还包括充气管路11，该充气管路11的一端连接到加压头32，另一端连接到压力调节装置31，其中充气管路11与检测管路12分离，且充气管路11的直径比检测管路12的直径大。优选地，充气管路11的直径是检测管路12的直径的3-10倍。当然，根据被检测产品的体积大小，也可以采用其他倍数关系的充气管路11和检测管路12。当采用本发明的泄漏检测装置1对产品进行检测时，可以用充气管路11对被检测产品进行充气，然后利用检测管路12进行检测。

根据本发明的另一实施例，本发明的泄漏检测装置1还包括放气管路17，如图1所示，放气管路17例如在加压头32处或充气管路11的邻近加压头32的部分处与加压头32气体连通，以排出加压头32内的气体。

为了便于控制各管路或各部件之间的气体连通，本发明的泄漏检测装置1还包括设置在相应管路上的一个或多个阀，所述一个或多个阀包括下述阀中的一个或多个：

第一阀V1，该第一阀V1设置在充气管路11中，尤其是设置在靠近加压头32的位置，以用于打开或关闭压力调节装置31通过充气管路11与加压头32的气体连通；

第二阀V2，该第二阀V2设置在检测管路12中，尤其是设置在靠近加压头32的位置，以用于打开或关闭检测管路12与加压头32之间的气体连通；

第三阀V3，该第三阀V3设置在压差管路15中，以用于打开或关闭压差管路15中的一个分支；

第四阀V4，该第四阀V4设置在检测管路12中，尤其是设置在靠近压力调节装置31的位置，以用于打开或关闭检测管路12与压力调节装置31之间的气体连通；和

第五阀V5，该第五阀V5设置在放气管路17中，以用于打开或关闭加压头21与外界大气之间的气体连通。

根据本发明的另一实施例，第五阀V5设置在第一阀V1与加压头32之间。根据本发明的又一实施例，第四阀V4设置在检测管路12和压差管路15的连接处的靠近压力调节装置31的一侧。虽然上文中给出了5个阀和具体的位置，但本领域技术人员可根据需要设置更多或更少的阀，且阀的位置也可以调整。

另外，根据本发明的另一实施例，本发明的泄漏检测装置1还可包括压力传感器21，该压力传感器21连接到充气管路11，尤其是在第一阀V1与加压头32之间的位置，以用于测量加压头32内的气压。当然，也可以在其他管路的预期位置设置另外的压力传感器。

以上描述了本发明的泄漏检测装置1的结构，下面参照图2描述图1中所示出的各个阀、压力传感器21和压差传感器23的工作配合状态。

图2示出了图1所示的泄漏检测装置中的各个阀和传感器的工作状态的时序图。如图2所示，在本发明的泄漏检测装置1工作时，一般包括如下五个阶段：

备检阶段P1，在该阶段中泄漏检测装置1处于准备进行检测的状态，其中压力调节装置31为充气管路11和检测管路12提供加压气体，但加压气体还没有被提供到加压头32；

充气阶段P2，在该阶段中使加压气体到达加压头32，进而到达被检测产品的内部，并充气到预定的压力；

稳定阶段P3，在该阶段中充气管路11关闭，使加压气体在被检测产品2、加压头32和检测管路12形成的检测回路中达到气压稳定的状态；

检测阶段P4，在该阶段中，通过压差传感器23测量检测管路12中气压随时间的变化情况，从而检测被检测产品的泄漏率；

放气阶段P5，在该阶段中，打开放气管路17，使被检测产品2和加压头32内的加压气体排放到外界大气。

从图2可以看出，第一阀V1、第二阀V2、第三阀V3、第四阀V4和第五阀V5在各阶段中分别保持各自的打开状态O或关闭状态C，且压力传感器21和压差传感器23也分别保持各自的打开状态O或关闭状态C。

下面参照图3-7详细描述本发明的泄漏检测装置在各个阶段中的工作过程。在图3-7中，以点虚线的形式示出加压气体所充填的管路，以点填充图案的形式示出加压气体所充填的空间。

首先参照图3，图3示出了处于备检阶段的图1所示的泄漏检测装置1。如图3和图2所示，在备检阶段P1中，加压头32与被检测产品2相联接，压力调节装置31启动而提供加压气体，但由于第一阀V1和第二阀V2被关闭，使得充气管路11中的加压气体没有供应到加压头32和被检测产品2。另外，在备检阶段P1中，第三阀V3和第四阀V4打开，使得压力调节装置31提供的加压气体充满检测管路12和压差传感器23的压差管路15，但没有到达加压头32。另外，第五阀V5打开，使得加压头32通向外界大气。从图3中可以看出，以点虚线形式示出的加压气体充填了第一阀V1和第二阀V2的靠近压力调节装置31的一侧的管路。

参照图4，图4示出了处于充气阶段的图1所示的泄漏检测装置1。如图4和图2所示，在充气阶段P2中，第五阀V5关闭，第一阀V1打开，使压力调节装置31提供的加压气体充填加压头32，进而充填被检测产品2的内部空间。第二阀V2、第三阀V3和第四阀V4保持不变。同样，在图4中，也用点虚线或点的形式示出了加压气体充填的管路和空间，其中加压头32和被检测产品2被示为用点填充图案的形式填充。虽然在图4所示的状态中，第二阀V2保持关闭，但由于第四阀V4打开，且第二阀V2设置在靠近加压头32的位置，使得加压气体同样充填大部分的检测管路12。设置在充气管路11中的压力传感器21可以测量充气压力，当到达预定压力时，可以指示停止输送加压气体。

在将加压头32和被检测产品2充气到预定压力时，泄漏检测装置1进入稳定阶段P3，如图5和图2所示。在稳定阶段中，第一阀V1和第四阀V4关闭，从而关闭压力调节装置31与加压头32和检测管路12的气体连通，且压力调节装置31可以停止提供加压气体。同时第二阀V2打开，使检测管路12与加压头32气体连通，且使整个检测回路内的气压达到稳定状态。因为第三阀V3仍然保持打开，所以压差传感器23的压差管路15的两个分支都与检测管路12连通，使得压差传感器23的两端保持平衡，从而获得参考气压。在图5中，除在第一阀V1和第四阀V4的靠近压力调节装置31的一侧外，均用点虚线或点的形式示为被加压气体充填的管路和空间。

在整个检测回路达到稳定之后，接下来泄漏检测装置1进入检测阶段P4，如图6和图2所示。与图5相比，在图6中第三阀V3关闭，其他阀保持不变，使压差传感器23的压差管路15的一个分支被切断而保持稳定阶段的气压，而另一分支仍然与检测管路12保持连通，例如，图6中所示的压差管路15的左侧管路。随着时间的变化，测量检测管路12中的气压变化，即加压头32、被检测产品2和检测管路12内的气压变化，则可以计算出被检测产品的泄漏率。

为便于对测量数据的处理，压差传感器23测量到的数据可以传送给处理器或控制器(未示出)，所述处理器或控制器可以包括在泄漏检测装置1中，也可以是分离设置的或远程设置的。另外，处理器或控制器也可通过程序化设置来控制各个阀的打开或关闭。

在经过一段时间的检测之后，泄漏检测装置1获得被检测产品的泄漏率。之后，泄漏检测装置1开始进入放气阶段P5，如图7和图2所示。在放气阶段中，第二阀V2关闭，第五阀V5打开，使加压头32内的加压气体通过放气管路17排出到外界大气，如图7中的点虚线箭头所示。另外，第三阀V3和第四阀V4可打开，使检测管路12、充气管路11和压差管路15充填由压力调节装置31提供的加压气体。此时，充气管路11、检测管路12和压差管路15中仍充填着较多的加压气体，在下一次检测时，不需要压力调节装置31对这些管路进行重复的充、放气。在将加压头32内的气体排出之后，可以移除被检测产品2，使泄漏检测装置1转入下一次检测的备检阶段。

从以上描述可以了解本发明的泄漏检测装置的结构和操作过程。下面简要描述使用本申请的泄漏检测装置对被检测产品进行泄漏检测的方法。

首先，将加压头32气密地联接到被检测产品2上，使加压头32与被检测产品2的内部空间气体连通；

利用压力调节装置31通过充气管路11向加压头32提供加压气体，使加压头32内的气体压力达到预定压力；

关闭充气管路11与加压头32的气体连通，并且使加压头32和检测管路12气体连通；

通过压差传感器23测量检测管路12内的气压随时间的变化，以得到被检测产品的泄漏率；

使加压头32放气，移除被检测产品2。

因在所述加压头32放气的过程中，第一阀V1和第二阀V2关闭，第三阀V3和第四阀V4打开，使充气管路11和检测管路12中充填由压力调节装置31提供的加压气体，所以，等放气完毕即可更换被检测产品，使泄漏检测装置1进入备检阶段。

以上简要描述了本发明的泄漏检测方法，但本领域技术人员应当理解，在各个步骤中可以手动或自动地操作各个阀，以打开或关闭相应的管路。

利用本发明的泄漏检测装置，在压降法检测过程中，因为充气管路与检测管路是分离的，在充气阶段可以利用大直径的充气管路对工装(如，加压头)进行大气流充气，所以，充气时间大幅减少；在稳定阶段和检测阶段，因为使充气管路与检测管路断开，所以检测回路的体积大幅减小，使得检测精度明显提升。基于不同的检测工件、工装等，检测精度提升幅度有所不同。例如，对于采用压降法检测的情形，提升幅度在30-50％左右，而对于采用压升法测量的情形，提升幅度在50-90％之间。

另外，无论被检测产品的体积多大，用户都可以根据产品的大小，选择相应的充气管路的直径，使充气时间大幅减小，进而使检测时间缩短。

在本发明的泄漏检测装置的放气阶段，充气管路11和检测管路12通过关闭第一阀V1和第二阀V2而与加压头32断开，使得检测回路和充气回路的气压大致维持在工作气压，避免了对整个管路反复充气和放气，可以减少管路热量对检测精度的影响。另外，在充气阶段，采用大直径的充气管路进行大气流充气，不仅使充气时间短，还使管路中产生的热量减少，所以这类回路可以用来检测以往需要采用压升法的检测覆盖范围。

最后，通过对工装的复杂性已经检测时产生的热量以及充气体积等因素的优化，有利于检测稳定性(Cgk)和重复性(Grr％)的提高。

以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本发明的限制。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种泄漏检测装置(1)，所述泄漏检测装置包括：

加压头(32)，所述加压头(32)被联接到被检测产品(2)，使得所述加压头(32)与所述被检测产品(2)的内部空间气体连通；

压力调节装置(31)，所述压力调节装置(31)用于以预定的压力给所述加压头(32)提供加压气体；

检测管路(12)，所述检测管路(12)的一端连接到所述加压头(32)，另一端连接到所述压力调节装置(31)；

压差传感器(23)，所述压差传感器(23)通过压差管路(15)连接到所述检测管路(12)以感测所述检测管路(12)内的气压随时间的变化；

其特征在于，所述泄漏检测装置(1)还包括充气管路(11)，所述充气管路(11)的一端连接到所述加压头(32)，另一端连接到所述压力调节装置(31)，其中，所述充气管路(11)与所述检测管路(12)分离，且所述充气管路(11)的直径比所述检测管路(12)的直径大。

2.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏检测装置(1)还包括放气管路(17)，所述放气管路(17)用于排出所述加压头(32)内的气体。

3.根据权利要求1或2所述的泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏检测装置(1)还包括下列阀中的一个或多个：

第一阀(V1)，所述第一阀(V1)设置在所述充气管路(11)中，以用于打开或关闭所述压力调节装置(31)通过所述充气管路(11)与所述加压头(32)的气体连通；

第二阀(V2)，所述第二阀(V2)设置在所述检测管路(12)中，以用于打开或关闭所述检测管路(12)与所述加压头(32)之间的气体连通；

第三阀(V3)，所述第三阀(V3)设置在所述压差管路(15)中，以用于打开或关闭所述压差管路(15)中的一个分支；

第四阀(V4)，所述第四阀(V4)设置在所述检测管路(12)中，以用于打开或关闭所述检测管路(12)与所述压力调节装置(31)之间的气体连通；和

第五阀(V5)，所述第五阀(V5)设置在所述放气管路(17)中，以用于打开或关闭所述加压头(32)与外界大气之间的气体连通。

4.根据权利要求3所述的泄漏检测装置，其特征在于，所述第一阀(V1)设置在所述充气管路(11)中靠近所述加压头(32)的位置。

5.根据权利要求3所述的泄漏检测装置，其特征在于，所述第二阀(V2)设置在所述检测管路(12)中靠近所述加压头(32)的位置。

6.根据权利要求3所述的泄漏检测装置，其特征在于，所述第四阀(V4)设置在所述检测管路(12)和所述压差管路(15)的连接处的靠近所述压力调节装置(31)的一侧。

7.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，所述充气管路(11)的直径是所述检测管路(12)的直径的3-10倍。

8.根据权利要求1所述的泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏检测装置还包括处理器或控制器，所述处理器或控制器用于处理所述压差传感器(23)所检测的气压数据和/或控制各个阀的操作。

9.一种利用根据权利要求1-8中的任一项所述的泄漏检测装置对被检测产品进行泄漏检测的方法，所述方法包括下述步骤：

将加压头(32)气密地联接到被检测产品(2)上，使得所述加压头(32)与所述被检测产品(2)的内部空间气体连通；

利用压力调节装置(31)通过充气管路(11)向所述加压头(32)提供加压气体，使得所述加压头(32)内的气体压力达到预定值；

关闭所述充气管路(11)与所述加压头(32)的气体连通，并且使所述加压头(32)和所述检测管路(12)气体连通；

通过压差传感器(23)测量所述检测管路(12)内的气压随时间的变化，以得到所述被检测产品(2)的泄漏率；

使所述加压头(32)放气，且移除所述被检测产品(2)。

10.根据权利要求9所述的泄漏检测方法，其特征在于，在使所述加压头(32)放气的步骤中，使所述充气管路(11)和检测管路(12)中充填由所述压力调节装置(31)提供的加压气体。