CN108362620B - 透气膜防水测试方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种透气膜防水测试方法，将待检测的透气膜部件密闭设置于测试工装中，透气膜一侧设置水腔，另一侧设置真空腔；向水腔注入压力，通过第一真空回路对真空腔抽真空测试判定；保压检测真空压力并判定；通过设有质量流量计的第二真空回路对真空腔抽真空进行微漏检测并判定。本发明还提出一种透气膜防水测试装置。根据本发明的透气膜防水测试方法及其装置，能够针对电子设备的防水膜部件进行高效率、高精度的检测，不仅能够检测出较为明显的漏水现象，还能够检测出轻微渗漏情况，以保障电子设备的防水性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种透气膜防水测试方法及其装置，用于电子设备中透气膜部件防水性能测试。
背景技术
防水透气膜是一种高分子防水材料，主要应用在电子、建筑及医疗等领域。在电子设备行业尤其是手机、平板等电子产品中，透气膜有广泛的应用。随着产业的发展，对电子设备的防水性能提出了更高的要求，如何保证电子设备生产线上所采用的透气膜产品均具备符合要求的防水性能，是行业发展的重要课题。
目前，在透气膜应用到具体产品上时，一般不予检测或仅作常规的水压检测，但是这种检测所能达到的精度满足不了电子设备所需要的防水等级要求。特别是在电子设备要求高于IPX 7的长期潜水性能时，任何一点不易觉察的渗水均可能影响设备的性能或导致设备的损坏，同时因为电子设备的部件例如扬声器部件需要与外界保持气流畅通以保障性能，所以也不能采取完全密封的措施，只能通过提高针对透气膜的检测精度以确保电子设备的合格率。
现有针对透气膜的检测方案均无法满足上述要求。例如专利文献201420434792.9提供了一种带透气防水膜的排气阀的防水测试装置，对带透气防水膜的排气阀进行防水性能测试过程中，是利用了压缩空气促使测试台阶孔位内的积水去冲击待测试排气阀上的透气防水膜，如果待测试排气阀的透气防水膜有存在破损情况，之前堆积在测试台阶孔位内的积水就会在压缩空气作用下透过排气阀中的透气防水膜。但是在冲击测试台阶孔位内的积水时，容易导致积水中产生大量的水气泡，出现水气泡覆盖排气阀的透气防水膜上的破损点进而影响测试结构的情况。
专利文献201521041405.6针对以上水气泡覆盖排气阀的透气防水膜上的破损点问题，利用高压水直接冲击待测试防水透气阀中的防水透气膜，因此能够有效地避免出现水气泡覆盖透气防水膜上的破损点进而影响测试结构的情况，从而提升防水透气阀的防水测试准确性。
上述两个方案对透气膜的防水测试主要是针对户外工业产品壳体上设置的排气阀的透气防水膜，所述排气阀用于保持户外工业产品壳体的内外压力均衡，避免发生外部环境中的水、潮气、灰尘和污物通过密封缝隙进入壳体的内部。其对防水性能的要求较低，因此只要通过简单的水流冲击进行漏水判断。这种方案能够检测出明显漏水的防水透气膜产品，但是对仅有轻微渗漏的透气膜，则无法检测出来。
除此之外，现有技术中还有一些稍微严格些的测试方法，例如发明专利201210439348.1通过连接负压装置，将所要检测的包含透气膜的透气窗过滤器完全浸入注射用水中，启动负压装置将透气窗过滤器抽成负压状态，气压控制在-10KPa～-100KPa，保持负压1S-20S，观察透气窗过滤器的透气窗部位，有注射用水渗入则说明该透气窗过滤器密封不合格。这种方案针对医疗行业的防污染要求，采取了负压检测方法，也能够检测出明显漏水的防水透气膜产品，但是对于仅有轻微渗漏的透气膜来说，由于轻微渗漏情况下，气压的波动较小，不易觉察，水渗入量也极其轻微，通过观察方法不仅效率较低，而且很难保证观察的准确性和有效性，在极其微量的渗漏情况下，则根本无法识别出来。
发明内容
鉴于以上情形，本发明提出一种透气膜防水测试方法及其装置，能够针对电子设备的防水膜部件进行高效率、高精度的检测，不仅能够检测出较为明显的漏水现象，还能够检测出轻微渗漏情况，以保障电子设备的防水性能。
根据本发明的透气膜防水测试方法，包括如下步骤：
将待检测的透气膜部件密闭设置于测试工装中，透气膜部件的透气膜一侧设置水腔，另一侧设置真空腔；
向水腔注入压力，并通过第一真空回路对真空腔抽真空，检测真空压力，若在规定时间内未达到-100KPa，则判定透气膜部件高压漏水并结束测试；
若真空压力在规定时间内达到-100Kpa，关闭真空腔，保压规定时间后开始检测真空压力在预定时间内的数值变化，当真空压力变化达到设定值则判定透气膜部件高压漏水并结束测试，若真空压力变化低于设定值则判定透气膜部件在高压下没有产生漏水；
若通过第一真空回路测得的真空压力变化判定透气膜部件在高压下没有产生漏水，则关闭第一真空回路，通过设有质量流量计的第二真空回路对真空腔抽真空进行微漏检测；
通过质量流量计读取通过第二真空回路的气体质量流量，若在预定检测时间内通过的气体质量流量低于设定数值，则判断透气膜部件漏水量合格；若通过的气体质量流量高于设定数值，则判断透气膜部件漏水量超标，透气膜部件不合格。
优选地，向水腔注水并注入4Bar空气压力，通过第一真空回路对真空腔抽真空，检测真空压力，若在5S内未达到-100KPa，则判定透气膜部件高压漏水；
若在5S内检测真空压力达到-100Kpa，关闭真空腔，保压5S，然后开始检测真空压力20S时间内数值变化，当真空压力变化达到100Pa则判定透气膜部件高压漏水，真空压力变化低于100Pa则判定透气膜部件在高压下没有产生漏水；
若通过第一真空回路测得的真空压力变化判定透气膜部件在高压下没有产生漏水，则关闭第一真空回路，通过设有质量流量计的第二真空回路对真空腔抽真空进行微漏检测；
通过质量流量计读取通过第二真空回路的气体质量流量，在20S检测时间内通过的气体质量流量低于75Sccm，则判断透气膜部件漏水量合格；若通过的气体质量流量高于75Sccm，则判断透气膜部件漏水量超标，透气膜部件不合格。
向水腔注水并注入4Bar空气压力时，透气膜一侧的水腔内为4Bar压力，加上透气膜另一侧的真空腔抽真空形成的负压，透气膜两侧形成的压差约为0.5Mpa(5Bar)，对应50米防水深度要求。若透气膜存在漏水缺陷，则真空腔一侧抽真空时将迟迟达不到-100Kpa，即可判定漏水。
本优选方案中，通过水回路向水腔4注水为常压注水，通过水腔加压回路向水腔4注入4Bar空气，加上真空腔的-1Bar压力确保待检测的透气膜部件的透气膜受力5Bar。在具体实施时根据不同的所要检测的电子设备及其透气膜部件产品具体情况，可以根据其不同的防水深度要求，选择设定并注入不同的水腔4压力值。水腔4内压力值可以通过调节水调压阀61和空气调压阀71进行调整。
在检测真空压力于5S内未达到-100Kpa的情况下，表明有水从水腔中穿过透气膜进入了透气膜另一侧的真空腔密闭空间内，而且水量相对较多足以影响第一真空回路的抽真空效果，故判断透气膜部件为高压漏水(大漏)。
若第一真空回路的真空表测得的真空压力能够达到-100Kpa，但在20S时间内真空压力变化达到100Pa，则说明透气膜并不能保持其水密性能，也判定透气膜部件高压漏水。
若在20S时间内真空压力变化范围低于(小于)100Pa，则说明抽真空效果较好，可判定透气膜部件在高压下没有产生漏水。但此时还需要精确测定是否存在微量漏水现象，故关闭第一真空回路，开启第二真空回路对真空腔抽真空。
在真空腔真空压力达到-100Kpa的状态下，真空腔内若有水进入，将立即沸腾转化为气体。第二真空回路中连接有质量流量计，并在持续进行抽真空操作，从质量流量计测得的气体质量流量就可以判断是否存在轻微的漏水现象，若通过的气体质量流量高于设定数值75Sccm即判定为微漏，即透气膜部件漏水量超标，透气膜部件不合格。反之可判定为合格。
优选地，在向水腔注入压力之前，先通过与水腔连接的真空发生器产生负压，并通过检测真空腔是否有负压判定是否有透气膜部件在测试工装中待测试，若真空腔负压超过-10KPa则判定无透气膜部件，若真空腔负压未达到-10KPa则判定有透气膜部件。通过此方法可以在进行透气膜防水检测之前先行检测测试工装中是否已经装入待检测的透气膜部件，避免误检误报。
优选地，在向水腔注入压力之前，向水腔注水并通过第一真空回路对真空腔抽真空，检测真空压力，若未达到-100KPa，则判定透气膜部件低压漏水；若达到-100KPa，关闭真空腔，保压5S后开始检测真空压力变化，当真空压力变化达到设定值则判定透气膜部件低压漏水，真空压力变化低于设定值则判定透气膜部件在低压下没有产生漏水。
进一步地，当真空压力变化达到100Pa则判定透气膜部件低压漏水，真空压力变化低于100Pa则判定透气膜部件在低压下没有产生漏水。
通过此方法可以事先排除严重漏水的透气膜部件，提高测试效率。此步骤检测时水腔不加压，仅通过第一真空回路对真空腔抽真空至-100KPa，是为低压检测。若透气膜具有在低压下即能漏水的缺陷，则抽真空时将无法达到-100Kpa，或者，虽然能够达到-100Kpa，却不能保持稳定，真空压力变化范围达到或超过设定范围(100Pa)。若在低压检测时，抽真空能够达到-100Kpa，并且真空压力变化范围低于(小于)100Pa，则判定透气膜部件在低压下没有产生漏水。
优选地，在向水腔注水之前，接入干燥空气，对真空腔进行干燥处理。
接入干燥空气，对真空腔进行干燥处理，主要确保真空腔在测试前处于干燥状态，保证后续步骤精确检测，确保测试值的准确。
优选地，向水腔注水时，通过与水腔连接的液位传感器感应水腔内是否有水，判断水腔内有水后，水泵停止工作，若水腔内无水则报警提示。
通过液位传感器确保水腔内已经注入水，保证进行有效的防水检测。
一种透气膜防水测试装置，设有放置待检测透气膜部件的测试工装，所述测试工装内，透气膜部件的一侧设有水腔，另一侧设有真空腔，透气膜部件密闭设置在水腔和真空腔之间，透气膜部件的透气膜构成水腔和真空腔之间的气体交换通道；还设有水回路、空气回路、第一真空回路和第二真空回路，所述水回路和空气回路分别与水腔连接，水腔连接设置水腔压力传感器；所述第一真空回路和第二真空回路分别与真空腔连接，真空腔连接设置真空压力传感器；第二真空回路中连接设置质量流量计。
优选地，所述第一真空回路包括真空泵及相互连接的大真空阀和大漏阀，大真空阀与真空泵连接，大漏阀与所述真空腔连接。当大真空阀和大漏阀打开时，此时关闭与真空腔连接的所有回路中的其它控制阀，可以通过真空泵对真空腔抽真空，读取真空压力传感器的读数，以判断透气膜部件是否存在较大程度的漏水缺陷。例如真空压力传感器的读数达不到-100Kpa，则判断大漏。
进一步地，所述第一真空回路还包括连接在大真空阀和大漏阀之间的真空排气阀及其消声器。主要为了在测试完成后排掉真空腔内的负压，便于操作人员取放透气膜部件。
优选地，所述第二真空回路包括真空泵及相互连接的微真空阀、质量流量计和微漏阀，微真空阀与真空泵连接，微漏阀与所述真空腔连接。当微真空阀、质量流量计和微漏阀打开时，此时关闭与真空腔连接的所有回路中的其它控制阀，可以通过真空泵对真空腔抽真空，若质量流量计测得第二真空回路有气体质量流量，则判断微漏。
进一步地，所述空气回路包括与气源连接的干燥机及吹气阀，吹气阀在质量流量计和微漏阀之间接入第二真空回路并连通。气源、干燥机、吹气阀与微真空阀、微漏阀、大漏阀、大真空阀、真空排气阀等组成干燥回路，主要确保真空腔在测试前处于干燥状态，确保测试的准确性。
优选地，所述水回路包括依次连接的水泵、水调压阀、注水阀、注水单向阀，注水单向阀与水腔连接。用于向水腔注水。
进一步地，所述水回路还包括与水腔连接的液位传感器及排水阀。用于在注水时，通过与水腔连接的液位传感器感应水腔内是否有水，判断水腔内有水后，水泵停止工作，若水腔内无水则报警提示，确保水腔内已经注入水，保证进行有效的防水检测。排水阀打开则形成注水回路，可以在测试结束或者注水过多时排出水腔中的水。
优选地，所述空气回路包括依次连接的气源、空气调压阀、加压阀和气路单向阀，气路单向阀与水腔连接。形成一个水腔加压回路，主要用于给水腔4注入加压空气。
进一步地，所述空气回路还包括与气源连接的小真空阀及真空发生器，所述真空发生器通过吸水阀与水腔连接，真空发生器设有消声器。通过真空发生器产生一个负压，在水腔内抽真空，用于在泄露测试前先运行确认测试工装中有无透气膜部件。具体操作方法为打开真空腔的阀门(即第一真空回路的大漏阀)，检测真空腔的真空压力传感器的压力值来判断有无放入透气膜部件。
优选地，所述测试工装包括上密封板和下密封板，所述待检测透气膜部件密闭设置在上密封板和下密封板之间的密封空间内，透气膜部件将所述密封空间分隔为真空腔和水腔。
进一步地，所述空气回路包括与气源连接的气缸控制阀及气缸，气缸控制阀与气缸连接，气缸的活塞杆与上密封板或下密封板连接。所述连接可以是直接连接，也可以是通过固定上密封板的上密封座或固定下密封板的下密封座实现的间接连接。气缸用于驱动上密封板或下密封板，使测试工装的上密封板和下密封板压紧，将待测试的透气膜部件密封在上密封板和下密封板之间，并且在上密封板和下密封板之间的密闭空间内，由透气膜部件分隔为真空腔和水腔。
优选地，所述大真空阀、大漏阀、微真空阀、微漏阀、真空排气阀、吹气阀、小真空阀、吸水阀、注水阀及排水阀，采用二通电磁阀，以实现所在回路/支路的通断。水调压阀可以采用常用的压力调节阀/流量控制阀，以控制注入水压。
在采取本发明提出的技术后，根据本发明的技术方案，其有益效果在于：
1)既能快速识别判断出漏水严重(也可称为大漏)的透气膜部件，提高测试的效率；又能准确识别判断出存在轻微渗漏(也可称为微漏)的透气膜部件，保障电子设备具有符合要求的例如符合深潜要求的防水性能。
2)检测精度高，可靠性高，能够测试出具有极微量漏水缺陷的透气膜部件，并且可以根据不同设备的防水要求进行匹配调整。
3)测试方便，检测速度快，既适合少量检测例如实验室检测使用，也适合部署在电子设备产品或部件的生产线上作为过程检验或最终检验使用。
附图说明
图1示出了本发明实施例的透气膜防水测试装置结构图；
图2示出了本发明实施例的测试工装示意图；
图3示出了本发明实施例的真空回路连接图；
图4示出了本发明实施例的水回路连接图；
图5示出了本发明实施例的空气回路连接图。
附图标记说明
上密封座10、导柱101、上密封板11、下密封座20、下密封板21、第一真空腔31、第二真空腔32、水腔4、真空泵50、大真空阀51、第一大漏阀521、第二大漏阀522、真空排气阀53、消声器531、微真空阀54、质量流量计55、第一微漏阀561、第二微漏阀562、第一真空压力传感器591、第二真空压力传感器592、水泵60、水调压阀61、注水阀62、注水单向阀63、液位传感器64、排水阀65、水腔压力传感器69、气源70、空气调压阀71、加压阀72、气路单向阀73、小真空阀74、真空发生器75、消声器751、吸水阀76、干燥机77、吹气阀78、气缸控制阀79、第一透气膜部件81、第二透气膜部件82、底板91、气缸支架92、密封支架95、气缸93、活塞杆930。
具体实施方式
下面将结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。所描述的实施例包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的，是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。同时，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所述的“上”、“下”或者“上方”、“下方”是本申请附图所大致展示的上下关系。在放置状态发生变化时，例如翻转时，相应的位置关系也应随之转换以理解或实施本申请的技术方案。
如图1所示，一种透气膜防水测试装置，设有底板91以及固定在底板91上的气缸支架92和密封支架95。所述气缸支架92上设有气缸93，气缸93的活塞杆930向下设置，活塞杆930的端部设有上密封座10，上密封座10可随活塞杆930上下移动并通过导柱101保证其只可以沿轴向移动而不发生其它方向的偏转。密封支架95上设有下密封座20。
所述上密封座10和下密封座20之间设有放置待检测透气膜部件的测试工装，测试工装包括上密封板11和下密封板21，待检测透气膜部件密闭设置在上密封板11和下密封板21之间设置的密封空间内，透气膜部件将所述密封空间分隔为真空腔和水腔4。上密封板11固定在上密封座10内，下密封板21固定在下密封座20内。
气缸93用于驱动上密封座10及上密封板11，使上密封板11和下密封板21压紧，将待测试的透气膜部件密封在上密封板11和下密封板21之间。当然，根据具体使用需求，也可以将气缸93设计为驱动下密封板21运动而上密封板11保持固定，或者分别通过两个气缸或者液压缸分别驱动上密封板11和下密封板21使其压紧或分开。
图1为了更清楚地表达，省略了包括部分外壳在内的一些部件，并且对上密封座10作出剖切，以看清其内部的上密封板11。
本实施例提供的透气膜防水测试装置可以同时检测两个透气膜部件，故所述待检测透气膜部件包括第一透气膜部件81和第二透气膜部件82，所述真空腔包括第一真空腔31和第二真空腔32，可以分别识别判断出第一透气膜部件81或第二透气膜部件82的透气膜是否存在漏水缺陷。
所述水腔4也可以随两个透气膜部件分别设置，但在本实施例中，第一透气膜部件81和第二透气膜部件82下方的水腔空间相互连通，为第一透气膜部件81和第二透气膜部件82的检测提供同样的水压力，所以只有一个水腔4，以降低部件/管路连接的复杂性。
测试工装内的部件位置关系如图2所示，因为不同的待测试透气膜部件具体结构不完全相同，但其测试工作原理和方法与本申请一致，所以图2采用了示意性的简化表达，以更清晰地阐述本申请的原理、结构和方法。
如图2所示，测试工装包括上密封板11和下密封板21，上密封板11和下密封板21内设有第一透气膜部件81和第二透气膜部件82，第一透气膜部件81的一侧与上密封板11之间形成第一真空腔31，第二透气膜部件82的一侧与上密封板11之间形成第二真空腔32，第一透气膜部件81和第二透气膜部件82的另一侧与下密封板21之间形成水腔4。
第一透气膜部件81和第二透气膜部件82密封设置在上密封板11和下密封板21之间，第一透气膜部件81和第二透气膜部件82的透气膜分别构成第一真空腔31和第二真空腔32与水腔4之间的气体交换通道。
本实施例提供的透气膜防水测试装置要检测的是透气膜有无透水(漏水)现象，即检测其防水性能。第一透气膜部件81和第二透气膜部件82的其它结构部分亦即既不透气也不透水的构件部分通过密封结构固定在测试工装中上密封板11和下密封板21之间，例如通过密封圈结构固定密封，使第一真空腔31和第二真空腔32与水腔4之间相互隔离，除了透气膜之外不会有任何相互连通之处。
本实施例提供的透气膜防水测试装置，还设有真空回路、水回路和空气回路，所述真空回路分别与第一真空腔31和第二真空腔32连接，所述水回路和空气回路分别与水腔4连接。
所述真空回路又分为第一真空回路和第二真空回路，第一真空回路和第二真空回路分别用于本申请的透气膜防水测试方法中的不同步骤，分别检测判断透气膜部件可能存在的不同程度的漏水情况，并通过两者的结合，既能快速识别判断出漏水严重(也可称为大漏)的透气膜部件，提高测试的效率，又能准确识别判断出存在轻微渗漏(也可称为微漏)的透气膜部件，保障电子设备具有符合要求的例如符合深潜要求的防水性能。
因为需要同时检测两个透气膜部件即第一透气膜部件81和第二透气膜部件82，所以第一真空回路和第二真空回路均分别与第一真空腔31和第二真空腔32连接。
下面结合附图具体阐述真空回路、水回路和空气回路的部件及其与测试工装的连接和配合关系。真空回路、水回路和空气回路的部件可以设置在图1所示的透气膜防水测试装置中，各部件的外形结构和位置关系可以参考图1，也可以根据具体情况选择能够实现本申请所述功能的零部件并布置其安装位置，各部件之间的连接关系请参考以下具体描述。
图3所示为本实施例提供的透气膜防水测试装置真空回路，包括真空泵50、大真空阀51、第一大漏阀521、第二大漏阀522、真空排气阀53、消声器531、微真空阀54、质量流量计55、第一微漏阀561和第二微漏阀562。
所述第一真空腔31和第二真空腔32分别连接设置第一真空压力传感器591和第二真空压力传感器592。
所述真空泵50、大真空阀51、第一大漏阀521和第二大漏阀522构成第一真空回路，大真空阀51与真空泵50连接，在大真空阀51之后分为两个支路，其中第一大漏阀521与第一真空腔31连接，第二大漏阀522与第二真空腔32连接。当大真空阀51以及第一大漏阀521和第二大漏阀522打开时，此时与真空腔连接的所有回路中的其它控制阀关闭，可以通过真空泵50对第一真空腔31和第二真空腔32抽真空，读取第一真空压力传感器591和第二真空压力传感器592的读数，以判断透气膜部件是否存在较大程度的漏水缺陷。例如第一真空压力传感器591和第二真空压力传感器592的读数达不到-100Kpa，则判断大漏。
第一真空回路还包括连接在大真空阀51和第一大漏阀521及第二大漏阀522之间的真空排气阀53及消声器531。主要为了在测试完成后排掉第一真空腔31和第二真空腔32内的负压，便于操作人员取放透气膜部件。
所述真空泵50、微真空阀54、质量流量计55、第一微漏阀561和第二微漏阀562构成第二真空回路，微真空阀54与真空泵50连接，质量流量计55设置在微真空阀54和第一微漏阀561及第二微漏阀562之间，在质量流量计55之后分为两个支路，其中第一微漏阀561与第一真空腔31连接，第二微漏阀562与第二真空腔32连接。当微真空阀54、质量流量计55以及第一微漏阀561和第二微漏阀562打开时，此时与真空腔连接的所有回路中的其它控制阀关闭，可以通过真空泵50对第一真空腔31和第二真空腔32抽真空，若质量流量计55测得第二真空回路有气体质量流量，则判断微漏。
图4所示为本实施例提供的透气膜防水测试装置水回路，包括水泵60、水调压阀61、注水阀62、注水单向阀63、液位传感器64及排水阀65。
所述水泵60、水调压阀61、注水阀62和注水单向阀63依次连接，注水单向阀63与水腔4连接，用于向水腔4注水。
水腔4连接设置水腔压力传感器69，用于监测水腔4中的压力，确保水腔4中注水及充气加压之后的压力符合测试要求，以准确测试透气膜部件的透气膜在相应的水压下的防水性能。若水腔4中的压力不符合要求，则可以通过调节水调压阀61和下文提及的空气回路中的空气调压阀71，使其满足测试要求。
所述水回路还包括与水腔4连接的液位传感器64及排水阀65。用于在注水时，通过液位传感器64感应水腔4内是否有水，判断水腔4内有水后，水泵60停止工作，若水腔4内无水则报警提示。确保水腔4内已经注入水，保证进行有效的防水检测。排水阀65打开则形成注水回路，可以在测试结束或者注水过多时排出水腔4中的水。
图5所示为本实施例提供的透气膜防水测试装置空气回路，包括气源70、空气调压阀71、加压阀72、气路单向阀73、小真空阀74、真空发生器75、吸水阀76、干燥机77、吹气阀78及气缸控制阀79。
所述气源70、空气调压阀71、加压阀72和气路单向阀73依次连接，气路单向阀73与水腔4连接。形成一个水腔加压回路，主要用于给水腔4注入加压空气。
所述空气回路还包括与气源70连接的小真空阀74及真空发生器75，所述真空发生器75通过吸水阀76与水腔4连接，真空发生器75设有消声器751。通过真空发生器75产生一个负压，在水腔4内抽真空，用于在泄露测试前先运行确认测试工装中有无透气膜部件。具体操作方法为打开真空腔的阀门(即第一真空回路的第一大漏阀521和第二大漏阀522)，检测第一真空腔31和第二真空腔32的第一真空压力传感器591和第二真空压力传感器592的压力值来判断有无放入透气膜部件。
所述空气回路还包括与气源70连接的干燥机77及吹气阀78，吹气阀78在质量流量计55和第一微漏阀561及第二微漏阀562之间接入第二真空回路并连通。在第一真空回路和第二真空回路的各控制阀均打开的情况下，从吹气阀78吹入的干燥空气可以进入第一真空回路和第二真空回路。气源70、干燥机77、吹气阀78与微真空阀54、第一微漏阀561、第二微漏阀562、第一大漏阀521、第二大漏阀522、大真空阀51、真空排气阀53等组成干燥回路，在泄露测试前先运行，主要确保第一真空腔31和第二真空腔32在测试前处于干燥状态，确保测试的准确性。
所述空气回路还包括与气源70连接的气缸控制阀79，气缸控制阀79与气缸93连接，控制气缸93的活塞杆930带动上密封板11上下移动。
在具体部件选用上，所述大真空阀51、第一大漏阀521、第二大漏阀522、微真空阀54、第一微漏阀561、第二微漏阀562、真空排气阀、吹气阀、小真空阀、吸水阀、注水阀及排水阀等，均可以采用二通电磁阀，以实现所在回路/支路的通断。水调压阀61可以采用常用的压力调节阀/流量控制阀，以控制注入水压。第一真空压力传感器591和第二真空压力传感器592是用于测量真空压力的压力传感器，水腔压力传感器69是用于测量水压的压力传感器，采用压力传感器可以输出电信号或数据信号，有利于数据显示和收集，并可以通过工控系统进行处理以便于调试、控制或实现自动化运行。根据使用场合或需求的不同，也可以设置真空表和水压表来代替上述压力传感器。
下面结合上述透气膜防水测试装置具体描述本实施例的透气膜防水测试方法。为简化表达，便于理解，以下描述中若非必须区分，将直接使用透气膜部件代表第一透气膜部件81和第二透气膜部件82，使用真空腔代表第一真空腔31和第二真空腔32，使用真空压力传感器代表第一真空压力传感器591和第二真空压力传感器592。
本实施例的透气膜防水测试方法，按照如下步骤进行。
第一步：气缸93的活塞杆930下压，带动上密封板11压住透气膜部件，第一透气膜部件81和第二透气膜部件82压紧固定在上密封板11和下密封板21之间。
第二步：通过与水腔4连接的真空发生器75产生负压，并通过检测真空腔是否有负压判定是否有透气膜部件在测试工装中待测试，若真空腔负压超过-10KPa则判定无透气膜部件，若真空腔负压未达到-10KPa则判定有透气膜部件。通过此方法可以在进行透气膜防水检测之前先行检测测试工装中是否已经装入待检测的透气膜部件，避免误检误报。
第三步：在向水腔4注水之前，接入干燥空气，对真空腔进行干燥处理。
具体方法为启动与气源70连接的干燥机77，打开第一真空回路和第二真空回路的各控制阀及吹气阀78，向第一真空回路和第二真空回路及真空腔内吹入干燥空气，干燥管路和真空腔。主要确保真空腔在测试前处于干燥状态，保证后续步骤精确检测，确保测试值的准确。
第四步：通过水泵60向水腔4注水，向水腔4注水时，通过与水腔4连接的液位传感器64感应水腔4内是否有水，判断水腔4内有水后，水泵60停止工作，若水腔4内无水则报警提示。
通过液位传感器64确保水腔4内已经注入水，保证进行有效的防水检测。
第五步：启动第一真空回路对真空腔抽真空，检测真空压力，若未达到-100KPa，则判定透气膜部件低压(1Bar)漏水；若达到-100KPa，关闭真空腔，保压5S后开始检测真空压力变化，当真空压力变化达到100Pa则判定透气膜部件低压(1Bar)漏水，真空压力变化低于100Pa则判定透气膜部件在低压(1Bar)下没有产生漏水。
通过本步骤方法可以事先排除严重漏水的透气膜部件，提高测试效率。此步骤检测时水腔4不加压，仅通过第一真空回路对真空腔抽真空至-100KPa，是为低压(1Bar)检测。若透气膜具有在低压(1Bar)下即能漏水的缺陷，则抽真空时将无法达到-100Kpa，或者，虽然能够达到-100Kpa，却不能保持稳定，真空压力变化范围达到或超过设定范围(100Pa)。若在低压检测时，抽真空能够达到-100Kpa，并且真空压力变化范围低于(小于)100Pa，则判定透气膜部件在低压下没有产生漏水。
第六步：向水腔4注入4Bar空气压力，通过第一真空回路继续对真空腔抽真空，检测真空压力，若在5S内未达到-100KPa，则判定透气膜部件高压(5Bar)漏水。
若在5S内检测真空压力达到-100Kpa，关闭真空腔(即关闭与真空腔连接的各个回路的控制阀使真空腔能够保持负压)，保压5S，然后开始检测真空压力20S时间内数值变化，当真空压力变化达到100Pa则判定透气膜部件高压(5Bar)漏水，真空压力变化低于(小于)100Pa则判定透气膜部件在高压(5Bar)下没有产生漏水。
第七步：若上述步骤中通过第一真空回路测得的真空压力变化判定透气膜部件在高压(5Bar)下没有产生漏水，则关闭第一真空回路，开启设有质量流量计55的第二真空回路对真空腔抽真空进行微漏检测；
通过质量流量计55读取通过第二真空回路的气体质量流量，在20S检测时间内通过的气体质量流量低于75Sccm，则判断透气膜部件漏水量合格，并记录测试数值；若通过的气体质量流量高于75Sccm，则判断透气膜部件漏水量超标，透气膜部件不合格。
向水腔4注水并注入4Bar空气压力时，透气膜一侧的水腔4内为4Bar压力，加上透气膜另一侧的真空腔抽真空形成的负压，透气膜两侧形成的压差约为0.5Mpa(5Bar)，对应50米防水深度要求。若透气膜存在漏水缺陷，则真空腔一侧抽真空时将迟迟达不到-100Kpa，即可判定漏水。
本实施例中，通过水回路向水腔4注水为常压注水，通过水腔加压回路向水腔4注入4Bar空气压力，加上真空腔的-1Bar压力确保待检测的透气膜部件的透气膜受力5Bar。在具体实施时根据所要检测的电子设备及其透气膜部件产品不同的具体情况，可以根据其不同的防水深度要求，选择设定并注入不同的水腔4压力值，从而调整测试的精度以匹配其防水要求。水腔4内压力值可以通过调节水调压阀61和/或空气调压阀71进行调整。
在检测真空压力于5S内未达到-100Kpa的情况下，表明有水从水腔4中穿过透气膜进入了透气膜另一侧的真空腔密闭空间内，而且水量相对较多足以影响第一真空回路的抽真空效果，故判断透气膜部件为高压漏水(大漏)。
若第一真空回路的真空表测得的真空压力能够达到-100Kpa，但在20S时间内真空压力变化达到100Pa，则说明透气膜并不能保持其水密性能，也判定透气膜部件高压漏水。
若在20S时间内真空压力变化范围低于(小于)100Pa，则说明抽真空效果较好，可判定透气膜部件在高压下没有产生漏水。但此时还需要精确测定是否存在微量漏水现象，故关闭第一真空回路，开启第二真空回路对真空腔抽真空。
在真空腔真空压力达到-100Kpa的状态下，真空腔内若有水进入，将立即沸腾转化为气体。第二真空回路中连接有质量流量计55，并在持续进行抽真空操作，从质量流量计55测得的气体质量流量就可以判断是否存在轻微的漏水现象，若通过的气体质量流量高于设定数值75Sccm即判定为微漏，即透气膜部件漏水量超标，透气膜部件不合格。反之可判定为合格。
根据上述实施例的透气膜防水测试方法及其装置，相对现有技术而言，既能快速识别判断出漏水严重(也可称为大漏)的透气膜部件，提高测试的效率；又能准确识别判断出存在轻微渗漏(也可称为微漏)的透气膜部件，保障电子设备具有符合要求的例如符合深潜要求的防水性能。检测精度高，可靠性高，能够测试出具有极微量漏水缺陷的透气膜部件，并且可以根据不同设备的防水要求进行匹配调整。测试方便，检测速度快，既适合少量检测例如实验室检测使用，也适合部署在电子设备产品或部件的生产线上作为过程检验或最终检验使用。
Claims (6)
1.一种透气膜防水测试装置，其特征在于，设有放置待检测透气膜部件的测试工装，所述测试工装内，透气膜部件的一侧设有水腔，另一侧设有真空腔，透气膜部件密闭设置在水腔和真空腔之间，透气膜部件的透气膜构成水腔和真空腔之间的气体交换通道；还设有水回路、空气回路、第一真空回路和第二真空回路，所述水回路和空气回路分别与水腔连接，水腔连接设置水腔压力传感器；所述第一真空回路和第二真空回路分别与真空腔连接，真空腔连接设置真空压力传感器；第二真空回路中连接设置质量流量计；所述第一真空回路包括真空泵及相互连接的大真空阀和大漏阀，大真空阀与真空泵连接，大漏阀与所述真空腔连接；所述第二真空回路包括真空泵及相互连接的微真空阀、质量流量计和微漏阀，微真空阀与真空泵连接，微漏阀与所述真空腔连接；所述水回路包括依次连接的水泵、水调压阀、注水阀、注水单向阀，注水单向阀与水腔连接；所述空气回路包括依次连接的气源、空气调压阀、加压阀和气路单向阀，气路单向阀与水腔连接；
采用所述透气膜防水测试装置的透气膜防水测试方法，包括如下步骤：
将待检测的透气膜部件密闭设置于测试工装中，透气膜部件的透气膜一侧设置水腔，另一侧设置真空腔；
先通过与水腔连接的真空发生器产生负压，并通过检测真空腔是否有负压判定是否有透气膜部件在测试工装中待测试，若真空腔负压超过-10KPa则判定无透气膜部件，若真空腔负压未达到-10KPa则判定有透气膜部件；
向水腔注水并注入4Bar空气压力，通过第一真空回路对真空腔抽真空，检测真空压力，若在5S内未达到-100KPa，则判定透气膜部件高压漏水并结束测试；
若在5S内检测真空压力达到-100Kpa，关闭真空腔，保压5S，然后开始检测真空压力20S时间内数值变化，当真空压力变化达到100Pa则判定透气膜部件高压漏水并结束测试，若真空压力变化低于100Pa则判定透气膜部件在高压下没有产生漏水；
若通过第一真空回路测得的真空压力变化判定透气膜部件在高压下没有产生漏水，则关闭第一真空回路，通过设有质量流量计的第二真空回路对真空腔抽真空进行微漏检测；
通过质量流量计读取通过第二真空回路的气体质量流量，在20S检测时间内通过的气体质量流量低于75Sccm，则判断透气膜部件漏水量合格；若通过的气体质量流量高于75Sccm，则判断透气膜部件漏水量超标，透气膜部件不合格。
2.根据权利要求1所述的一种透气膜防水测试装置，其特征在于，采用所述透气膜防水测试装置的透气膜防水测试方法步骤中，在向水腔注入压力之前，向水腔注水并通过第一真空回路对真空腔抽真空，检测真空压力，若未达到-100KPa，则判定透气膜部件低压漏水；若达到-100KPa，关闭真空腔，保压5S后开始检测真空压力变化，当真空压力变化达到设定值则判定透气膜部件低压漏水，真空压力变化低于设定值则判定透气膜部件在低压下没有产生漏水。
3.根据权利要求2所述的一种透气膜防水测试装置，其特征在于，采用所述透气膜防水测试装置的透气膜防水测试方法步骤中，当真空压力变化达到100Pa则判定透气膜部件低压漏水，真空压力变化低于100Pa则判定透气膜部件在低压下没有产生漏水。
4.根据权利要求1所述的一种透气膜防水测试装置，其特征在于，采用所述透气膜防水测试装置的透气膜防水测试方法步骤中，在向水腔注水之前，接入干燥空气，对真空腔进行干燥处理。
5.根据权利要求1所述的一种透气膜防水测试装置，其特征在于，采用所述透气膜防水测试装置的透气膜防水测试方法步骤中，向水腔注水时，通过与水腔连接的液位传感器感应水腔内是否有水，判断水腔内有水后，水泵停止工作，若水腔内无水则报警提示。
6.根据权利要求1所述的一种透气膜防水测试装置，其特征在于，所述测试工装包括上密封板和下密封板，所述待检测透气膜部件密闭设置在上密封板和下密封板之间的密封空间内，透气膜部件将所述密封空间分隔为真空腔和水腔；所述空气回路包括与气源连接的气缸控制阀及气缸，气缸控制阀与气缸连接，气缸的活塞杆与上密封板或下密封板连接。
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