CN110361145A - 一种歪量法气密性检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于检测设备技术改进领域，提供了一种歪量法气密性检测设备，包含机架模组、测试模组、电气模组及气动模组，所述测试模组包含密封室，配重装置，气罐，扣紧机构，传感器以及Holder，气罐以提供稳定测试气压来源，配重装置通过固定架与密封室盖子相连，上盖内部安装扰流板，以使得室内的气压快速稳定，Holder通过固定板安装在密封室内部，测试时产品放置在Holder的两个测试位上展开测试。盖子的开合由PLC程序控制机械运动，提高操作准确性与稳定性；气罐的和盖子内部扰流板的增加，可以保证气源的稳定以及腔体内Holder上下气压快速平衡稳定的，以减少实验误差，提高准确性。

Description

一种歪量法气密性检测设备

技术领域

本发明属于检测设备技术改进领域，尤其涉及一种歪量法气密性检测设备。

背景技术

电子产品随着使用功能的增加，使用环境的复杂化，其要求达到的标准也在提升。对产品的防水功能也愈发重要。歪量法防水设备是在密封容器内，通过对密封室中充气加压，利用气体产生的压力作用于产品，对其产生形变并检测其形变量大小来判断产品是否合格的检测装置。本发明设备通过压力传感器的监控，精准控制压力装置，在密封检测室内制造气压稳定的测试环境，当产品密封良好，会产生弹性形变；当产品漏气，产生小形变或不产生形变。同时软件记录产品形变——时间曲线以判断产品气密性状况。设备广泛用于智能手机，智能手表，平板电脑和相机等需求做防水的电子产品气密性测试。

现有气密性检测设备存在一定的不足之处，夹持中心没有中心对位，新设备设计加上其定位以确保产品中心落在检测形变的位移传感器上，确保可以检测到最大形变；设备密封室的压力传感器精度为1kPa，相对较低。此外设备造价高昂，不利于大量使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种歪量法气密性检测设备，旨在解决上述的技术问题。

本发明是这样实现的，一种歪量法气密性检测设备，所述歪量法气密性检测设备包括机架模组、电气模组、检测模组、显控模组、气动模组及控制器，所述机架模组内通过隔板分成上下两个部分，所述检测模组设于所述机架模组内置于所述隔板上，所述气动模组分别设于所述检测模组及机架模组的底板上，所述电气模组设于所述机架模组内，所述显控模组分别设于所述机架模组的底板和上端，所述控制器设于所述机架模组上，所述显控模组连接所述检测模组双向通信，所述显控模组连接所述控制器双向通信，所述控制器的输出端分别连接所述检测模组及启动模组，所述气动模组通过气管连接所述检测模组，所述电气模组分别电性连接所述检测模组、显控模组、气动模组及控制器。

本发明的进一步技术方案是：所述歪量法气密性检测设备还包括多个传感器，多个所述传感器分别设于所述检测模组及气动模组上，多个所述传感器的输出端分别连接所述控制器的输入端及显控模组的输入端，多个所述传感器分别电性连接所述电气模组。

本发明的进一步技术方案是：所述检测模组包括密封室、抓紧装置、滑动机构、支撑装置及拉升装置，所述支撑装置及密封室前后平行分别设于所述隔板上，所述抓紧装置分别设于所述隔板及密封室上，所述滑动机构分别设于所述密封室及支撑装置上，所述拉升装置设于所述支撑装置的上端内，所述拉升装置的拉绳一端连接所述密封室。

本发明的进一步技术方案是：所述密封室包括上盖、密封底座、测试夹具、多个位移传感器、连接器及连接架，所述密封底座的顶面向下的凹陷槽，所述凹陷槽的中心设有向下侧壁成六面的凹陷部，所述凹陷部的底面设有开口，所述连接器设于所述开口上，多个所述传感器分别设于所述凹陷部的两端，多个所述传感器的输出端分别连接所述连接器的输入端，所述测试夹具设于所述凹陷槽内，所述上盖盖设于所述密封底座上，所述连接架设于所述上盖的表面。

本发明的进一步技术方案是：所述密封室还包括多个扰流板，多个所述扰流板分别设于所述上盖的内表面，所述上盖的中心设有一个通气口，所述通气口设有一压力传感器。

本发明的进一步技术方案是：所述测试夹具上设于两个平行设置的测试固定槽，所述测试固定槽的底面设有测试口。

本发明的进一步技术方案是：所述连接架包括底板、侧板及两个三角连接架，所述侧板连接所述底板，两个所述三角连接架分别连接所述底板及侧板，所述底板的中心设有方形底板口，所述侧板上设于长方形侧板口，所述底板的四周设有螺栓口，所述侧板上设有多个通孔并设于所述侧板口的两侧。

本发明的进一步技术方案是：所述抓紧装置包括第一抓爪、第二抓爪及传动装置，所述第一抓爪及第二抓爪分别设于所述传动装置的两端，所述第一抓爪通过连杆连接所述传动装置的传动轴，所述第二抓爪通过连杆连接所述传动装置的传动轴。

本发明的进一步技术方案是：所述第一抓爪与所述第二抓爪相同，其包括竖板，设于所述竖板的上端的抓爪支架，通过机构轴设于所述抓爪支架上的抓爪，设于所述竖板下端中间的滑轨，设于所述滑轨上的滑块，所述抓爪的下端设于所述滑块上，所述抓爪的下端通过连杆连接所述传动装置的传动轴；所述传动装置包括传动板，设于所述传动板下表面的电机固定板，设于所述电机固定板上的电机，通过两块固定轴板连接所述传动板的传动轴，所述电机的电机轴与所述传动轴平行，所述传动轴通过皮带连接所述电机的电机轴。

本发明的进一步技术方案是：所述滑动机构包括上下滑轨，设于所述上下滑轨上的上下滑块，所述上下滑块连接所述连接架，所述滑动机构还包括两条上下导轨，分别设于两条所述上下导轨上的上下滑块，所述上下滑块分别连接所述侧板；所述支撑装置包括支撑底板，分别设于所述支撑底板上的第一支撑侧板、第二支撑侧板、第三支撑侧板及第四支撑侧板，所述第一支撑侧板、第二支撑侧板、第三支撑侧板及第四支撑侧板的侧面依次连接构成方柱形，设于所述方柱形顶面的支撑顶板，所述方柱形上端的一侧面设有支撑口；所述拉升装置包括拉绳、配重块及滑轮组，所述滑轮组通过固定轴设于所述支撑装置的上端，所述拉绳缠绕滑轮组后一端连接所述连接架，所述拉绳的另一端连接所述配重块，所述配重块置于所述支撑装置内。

本发明的有益效果是：盖子的开合由PLC程序控制机械运动，提高操作准确性与稳定性；气罐的和盖子内部扰流板的增加，可以保证气源的稳定以及腔体内Holder上下气压快速平衡稳定的，以减少实验误差，提高准确性。。

附图说明

图1是本发明实施例提供的歪量法气密性检测设备的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的检测模组的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的密封室和抓紧装置的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的密封底座、测试夹具及抓紧装置的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的抓紧装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，本发明提供的歪量法气密性检测设备，所述歪量法气密性检测设备包括机架模组10、电气模组、检测模组30、显控模组20、气动模组及控制器，所述机架模组10内通过隔板分成上下两个部分，所述检测模组30设于所述机架模组10内置于所述隔板上，所述气动模组分别设于所述检测模组30及机架模组10的底板上，所述电气模组设于所述机架模组内，所述显控模组分别设于所述机架模组的底板和上端，所述控制器设于所述机架模组10上，所述显控模组20连接所述检测模组30双向通信，所述显控模组20连接所述控制器双向通信，所述控制器的输出端分别连接所述检测模组30及启动模组，所述气动模组通过气管连接所述检测模组30，所述电气模组分别电性连接所述检测模组30、显控模组20、气动模组及控制器。

所述歪量法气密性检测设备还包括多个传感器，多个所述传感器分别设于所述检测模组及气动模组上，多个所述传感器的输出端分别连接所述控制器的输入端及显控模组的输入端，多个所述传感器分别电性连接所述电气模组。

所述检测模组30包括密封室301、抓紧装置302、滑动机构304、支撑装置303及拉升装置305，所述支撑装置303及密封室301前后平行分别设于所述隔板上，所述抓紧装置302分别设于所述隔板及密封室301上，所述滑动机构304分别设于所述密封室301及支撑装置303上，所述拉升装置305设于所述支撑装置303的上端内，所述拉升装置305的拉绳一端连接所述密封室301。

所述密封室301包括上盖3012、密封底座3011、测试夹具3014、多个位移传感器、连接器及连接架3013，所述密封底座3011的顶面向下的凹陷槽，所述凹陷槽的中心设有向下侧壁成六面的凹陷部，所述凹陷部的底面设有开口，所述连接器设于所述开口上，多个所述传感器分别设于所述凹陷部的两端，多个所述传感器的输出端分别连接所述连接器的输入端，所述测试夹具3014设于所述凹陷槽内，所述上盖3012盖设于所述密封底座3011上，所述连接架3013设于所述上盖3012的表面。

所述密封室301还包括多个扰流板，多个所述扰流板分别设于所述上盖的内表面，所述上盖3012的中心设有一个通气口，所述通气口内设有一压力传感器。

所述测试夹具3014上设于两个平行设置的测试固定槽，所述测试固定槽的底面设有测试口。

所述连接架3013包括底板、侧板及两个三角连接架，所述侧板连接所述底板，两个所述三角连接架分别连接所述底板及侧板，所述底板的中心设有方形底板口，所述侧板上设于长方形侧板口，所述底板的四周设有螺栓口，所述侧板上设有多个通孔并设于所述侧板口的两侧。

所述抓紧装置302包括第一抓爪、第二抓爪及传动装置，所述第一抓爪及第二抓爪分别设于所述传动装置的两端，所述第一抓爪通过连杆连接所述传动装置的传动轴，所述第二抓爪通过连杆连接所述传动装置的传动轴。

所述第一抓爪与所述第二抓爪相同，其包括竖板，设于所述竖板3029的上端的抓爪支架3027，通过机构轴设于所述抓爪支架上的抓爪3026，设于所述竖板3029下端中间的滑轨3028，设于所述滑轨3028上的滑块，所述抓爪3026的下端设于所述滑块上，所述抓爪3026的下端通过连杆连接所述传动装置的传动轴3021；所述传动装置包括传动板3025，设于所述传动板下表面的电机固定板3024，设于所述电机固定板3024上的电机，通过两块固定轴板3023连接所述传动板3025的传动轴3021，所述电机的电机轴与所述传动轴3021平行，所述传动轴3021通过皮带3022连接所述电机的电机轴。

所述滑动机构304包括上下滑轨，设于所述上下滑轨上的上下滑块，所述上下滑块连接所述连接架3012，所述滑动机构304还包括两条上下导轨，分别设于两条所述上下导轨上的上下滑块，所述上下滑块分别连接所述侧板；所述支撑装置303包括支撑底板，分别设于所述支撑底板上的第一支撑侧板、第二支撑侧板、第三支撑侧板及第四支撑侧板，所述第一支撑侧板、第二支撑侧板、第三支撑侧板及第四支撑侧板的侧面依次连接构成方柱形，设于所述方柱形顶面的支撑顶板，所述方柱形上端的一侧面设有支撑口；所述拉升装置305包括拉绳、配重块及滑轮组，所述滑轮组通过固定轴设于所述支撑装置的上端，所述拉绳缠绕滑轮组后一端连接所述连接架，所述拉绳的另一端连接所述配重块，所述配重块置于所述支撑装置内。

显控模组20采用的是工控机、显示器、键盘及鼠标，其中在工控机上安装有数据采集设置软件，通过软件将数据显示出来给用户。

电气模组采用的电源及插座组成，使得各个设备能够得到供电。

启动模组采用的气管控制板和气罐，气罐通过气管连接测试模组。

气密性检测设备包括显示器、测试模组、机架、气路控制板、工控机、气罐、安全光栅、指示灯。气罐401、为测试模组、提供稳定气压来源，通过气管连接以保证气源稳定；安全光栅为测试操作员提供安全操作，操作发生时机器停止运行，以确保人员安全；测试模组主体为密封室，内部装载Holder以承接测试产品；顶盖通过连接板连接至配重块；

密封室301盖子与配重装置相连，工作时指示灯显示设备运行状态。

上盖内部装有与对应的滑动块，上盖下压后，其滑块下压，从而推动由联动机构连接的堵头和定位滑块，对产品定位夹紧，同时封堵住漏气孔。

测试模块密封室301通过气罐连接着左右两侧的储气罐，以确保充气时气源的稳定

测试模组30里面的密封室，其特征在顶盖内侧分布扰流片，以平衡充气时密封室内的气压，快速达到稳定状态，并实现holder上下方的气压平衡。

测试密封室为了实现其检测时密封性，在盖子两侧安装锁扣装置。装置通过连杆与电机连接，电机转动带动连杆控制盖子运动。上盖下压后，扣紧装置下压，运动到指定位置后，连杆拉紧形成密封。

密封室301边缘设置了槽位，用于放置O型密封圈，目的是在上下盖间形成密封环境，以实现对腔体的良好密封。

密封后充气加压，由流量不同的大中小三种充气阀，和两个排气阀对腔体内的气压进行调节，接近墙体内目标测试压力时关闭大流量充气阀，结合小充气阀及排气阀使得气压缓慢接近目标值。

测试模组30密封室301内检测到产品在气压作用下发生形变，传感器检测到其形变量，通过精密连接器，将信息传递至IPC处理。

本发明提出一种气密性检测设备，在密封室内充气，通过位移传感器检测手机在气压下造成的形变量，根据形变量的范围实现判断手机气密性状况的功能，达到快速高效检测手机气密性。

歪量法检测设备技术方案是这样实现的：

歪量法检测设备包含机架模组，测试模组，电气模组，气动模组和标定模组。所述测试模组包括测试密封室和配重装置及气罐组成，配重装置与密封室的上盖通过连接板块相连，可通过机械控制带动上盖的开合。上盖外部装有压力传感器，检测密封室内压力变化，以控制测试时能够保证室内压力可达到测试条件要求。上盖的内部安装扰流板，使得密封室充气时快速稳定气流。所述密封室内由Holder，精密位移传感器，Pogo Pin（精密连接器）连接器组成。由防静电POM加工而成的Holder通过连接板安装在密封室内，Holder中由长短固定块来固定产品位置，保证在每次测试时位移传感器位于手机中心，以检测到最大形变量。上盖合上时，外部的抓爪下降将上盖盖紧扣住。充气后开始测试。形变量信号由位移传感器检测获得，通过Pogo Pin放大至IPC进行数据收集处理。

密封室内底座内部挖空，左右两个测试位下方挖空放置位移传感器，通过内部孔侧边的安装座固定传感器的位置，保留可微小调节的空间。固定座安装在凹槽的上方边缘，可通过调节安装座调节传感器的位置，校验块和方形标定块可帮助标定传感器位置。底座凹槽上方放置Holder（载具），Holder通过下方的固定板与密封室底座连接。在底座上方标记了不同测试对象的Holder安装位置，安装时用销钉将Holder固定在底座上方。

密封室内底部传感器通过Pogo Pin（接线柱）将传感器的位移信号放大，连接至IPC处理。

上盖合上后，两侧的爪子合上扣紧上盖，形成密封的环境。两边的抓爪通过下方的连杆带动，抓爪扣紧上盖后，通过调节下方铰链机构轴向可固定拉紧抓爪扣紧上盖。两个连杆由同一个直线导轨连接，并由一个电机驱动连杆带动，以保证同样的电机转动距离。工作时，电机转动带动直线导轨，驱动连杆上升或下压，从而将侧边抓爪松开或扣紧。抓爪扣紧时，将上盖压紧，在腔体与上盖间形成密封测试环境。

测试产品放在Holder测试穴上，测试穴下方由四个支撑柱支撑手机，支撑柱的设计靠近产品外边缘，在规避产品重要功能部位的同时实现产品的最大形变；位移传感器位于产品正中心位置，更易于确保检测到的产品最大形变量。

腔体内Holder的位置根据不同产品需求可以方便切换，在腔体内设有不同产品Holder定位孔，以安装不同的产品Holder。Holder上方的定位块设置不同的安装空位，根据产品不同的外形尺寸，可快速调整定位块，以实现对不同产品的更换测试。

上盖上部连接配重装置，上盖上升时辅助以背后的配重块拉动，确保设备的平衡以及运行时的稳定性。

上盖与腔体密封后，气体由气源进入，连接到储气罐，再经过气管进入腔体，以确保气压的稳定。密封室内由背部两个充进气口充气加压，并实时通过上盖顶部的压力传感器检测腔体内的气压变化。充气初期，通过大排量充气阀充气，到达目标气压后关掉改用中小排量充气阀充气作业，以使得腔体内气压缓缓增加至目标测试环境气压。上盖下部安装的扰流板，可以对腔体内气流扰流，使腔体内气压快速稳定。腔体密封性由腔体外沿密封胶条来实现密封，采用硬度适中偏软，外观良好的塑胶密封条，在上盖下压后，在与腔体接触面通过完整的密封圈连接腔体上边沿，以此实现整个腔体的密封性。在测试前，通过气管充气后通过观察压力传感器的压力变化，若密封圈没有泄露，气压值在长时间内保持稳定，则腔体密封性良好，形成了封闭的测试环境，可以对产品进行测试。

产品放置在腔体测试位中，若产品自身密封性良好，内部没有泄露；气体加压后，由于气压作用于产品表面，压力对产品产生形变，产品背部接触位移传感器，同时位移传感器检测放置产品前后位移量的变化，可以实现其检测。若产品气密性差，气压作用时其形变较小或者没有产生形变，通过对产品的形变量来判断产品的气密性状况。

联动机构结构以及其机理，上盖下压后上盖上的压块下压Holder上的斜块，产生推力，经过下方导轨横向的传导，推动堵头，活动定位块以及短边定位块行进。定位块对产品定位，以保产品测试的稳定性；堵头对产品上的泄露孔进行封堵，实现产品的密封状况，然后展开测试。

位移传感器的位置安装通过校验块来实现。将Dummy（仿制模型）放置测试位上，通过中部挖空的安装位置，将方形校验块插入传感器与固定座的安装块上，以此确定传感器的安装位置。方形块的设计使得可以实现左右两个测试位置传感器安装位置的一致性，以减小测试位间的差异性。

设备中机械的运动，充排气，数据收集等都通过PLC控制，数据处理由软件进行分析处理。腔体内气压变化数据，先由气压传感器接收，由PLC控制，经过精密数据采集卡，采集气压数据。同样的，产品位移变化量也通过精密位移传感器收集记录信号，通过探针转接信号传达至数据采集卡，然后分析处理。

采用完整的O型密封圈，同时用抓爪扣紧设备上盖，以使得形成气密性良好的封闭性测试环境。机器运动和数据的收集都由PLC编程来控制，数据处理分析通过软件进行，可通过数据和界面图表的实时显示来判断测试结果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述歪量法气密性检测设备包括机架模组、电气模组、检测模组、显控模组、气动模组及控制器，所述机架模组内通过隔板分成上下两个部分，所述检测模组设于所述机架模组内置于所述隔板上，所述气动模组分别设于所述检测模组及机架模组的底板上，所述电气模组设于所述机架模组内，所述显控模组分别设于所述机架模组的底板和上端，所述控制器设于所述机架模组上，所述显控模组连接所述检测模组双向通信，所述显控模组连接所述控制器双向通信，所述控制器的输出端分别连接所述检测模组及启动模组，所述气动模组通过气管连接所述检测模组，所述电气模组分别电性连接所述检测模组、显控模组、气动模组及控制器。

2.根据权利要求1所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述歪量法气密性检测设备还包括多个传感器，多个所述传感器分别设于所述检测模组及气动模组上，多个所述传感器的输出端分别连接所述控制器的输入端及显控模组的输入端，多个所述传感器分别电性连接所述电气模组。

3.根据权利要求1或2所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述检测模组包括密封室、抓紧装置、滑动机构、支撑装置及拉升装置，所述支撑装置及密封室前后平行分别设于所述隔板上，所述抓紧装置分别设于所述隔板及密封室上，所述滑动机构分别设于所述密封室及支撑装置上，所述拉升装置设于所述支撑装置的上端内，所述拉升装置的拉绳一端连接所述密封室。

4.根据权利要求3所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述密封室包括上盖、密封底座、测试夹具、多个位移传感器、连接器及连接架，所述密封底座的顶面向下的凹陷槽，所述凹陷槽的中心设有向下侧壁成六面的凹陷部，所述凹陷部的底面设有开口，所述连接器设于所述开口上，多个所述传感器分别设于所述凹陷部的两端，多个所述传感器的输出端分别连接所述连接器的输入端，所述测试夹具设于所述凹陷槽内，所述上盖盖设于所述密封底座上，所述连接架设于所述上盖的表面。

5.根据权利要求4所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述密封室还包括多个扰流板，多个所述扰流板分别设于所述上盖的内表面，所述上盖的中心设有一个通气口，所述通气口设有一压力传感器。

6.根据权利要求5所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述测试夹具上设于两个平行设置的测试固定槽，所述测试固定槽的底面设有测试口。

7.根据权利要求6所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述连接架包括底板、侧板及两个三角连接架，所述侧板连接所述底板，两个所述三角连接架分别连接所述底板及侧板，所述底板的中心设有方形底板口，所述侧板上设于长方形侧板口，所述底板的四周设有螺栓口，所述侧板上设有多个通孔并设于所述侧板口的两侧。

8.根据权利要求7所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述抓紧装置包括第一抓爪、第二抓爪及传动装置，所述第一抓爪及第二抓爪分别设于所述传动装置的两端，所述第一抓爪通过连杆连接所述传动装置的传动轴，所述第二抓爪通过连杆连接所述传动装置的传动轴。

9.根据权利要求8所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述第一抓爪与所述第二抓爪相同，其包括竖板，设于所述竖板的上端的抓爪支架，通过机构轴设于所述抓爪支架上的抓爪，设于所述竖板下端中间的滑轨，设于所述滑轨上的滑块，所述抓爪的下端设于所述滑块上，所述抓爪的下端通过连杆连接所述传动装置的传动轴；所述传动装置包括传动板，设于所述传动板下表面的电机固定板，设于所述电机固定板上的电机，通过两块固定轴板连接所述传动板的传动轴，所述电机的电机轴与所述传动轴平行，所述传动轴通过皮带连接所述电机的电机轴。

10.根据权利要求9所述的歪量法气密性检测设备，其特征在于，所述滑动机构包括上下滑轨，设于所述上下滑轨上的上下滑块，所述上下滑块连接所述连接架，所述滑动机构还包括两条上下导轨，分别设于两条所述上下导轨上的上下滑块，所述上下滑块分别连接所述侧板；所述支撑装置包括支撑底板，分别设于所述支撑底板上的第一支撑侧板、第二支撑侧板、第三支撑侧板及第四支撑侧板，所述第一支撑侧板、第二支撑侧板、第三支撑侧板及第四支撑侧板的侧面依次连接构成方柱形，设于所述方柱形顶面的支撑顶板，所述方柱形上端的一侧面设有支撑口；所述拉升装置包括拉绳、配重块及滑轮组，所述滑轮组通过固定轴设于所述支撑装置的上端，所述拉绳缠绕滑轮组后一端连接所述连接架，所述拉绳的另一端连接所述配重块，所述配重块置于所述支撑装置内。