CN112098305B - 一种用于防水透气膜防水检测的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于防水透气膜防水检测的检测装置及方法，检测方法采用差压式检测原理，差压传感器一端经管路所联接的基准物侧为封闭管路，另一端经管路联接封堵部中的点水孔。本发明通过水‑气结合的方式，严格控制每次检测所需的用水量，提高气体在整个检测介质中的比例，采用差压对比的检测方式，能够消除外界环境不稳定的因素影响，提高测试的精度、稳定性和重复性。另外，通过准确控制每次检测的点水用量，保证测试数据的重复性、稳定性的同时，可最大限度降低测试用水量，并且可避免发生液体泄漏对设备造成的损坏，降低设备维修维护成本。

Description

一种用于防水透气膜防水检测的检测装置及方法

技术领域

本发明属于智能可穿戴产品上带有防水透气膜的防水检测技术领域，尤其涉及一种用于防水透气膜防水检测的装置及方法。

背景技术

近些年来，智能可穿戴产品已经渗透到人们的日常生活中，例如智能手环、智能手表、蓝牙耳机、智能VR眼镜等，并且各类产品的功能日趋完善，从最初简单的时间显示，逐步增加至现在的语音通话、音乐播放、运动管理、健康监控、睡眠监测等各项功能。其中，声频、音频类的功能，要求产品必须应用可透声的材料，同时兼顾防水，从而促使防水透气膜在各类智能可穿戴产品上的大量应用。

防水透气膜能在设备接触灰尘、溅液及暂时浸入水中时为其提供压力排放和平衡功能，同时可保证高品质声音的传输。此外，还可以有效防止凝露和显示屏结雾现象，通过迅速实现壳体内外压力平衡来减小壳体密封条所承受的应力。

目前智能可穿戴产品的IP防水等级从最初的IPX7已普遍升高到IPX8要求，因此，对产品各部件的组装密封要求更加严格。防水透气膜的防水性能测试同样必不可少。

现有行业内，针对防水透气膜防水性能检测主要有流量测试和真水测试两种方式。标准的防水透气膜，在出入口的压力差保持一致时，通过防水膜的空气流量会保持在一个额定数值范围内。流量测试法主要是利用流量检测元件，通过检测在单位时间内通过防水透气膜的气流量来评估其是否符合标准。然而，不同品牌或者同一品牌不同批次来料时，防水透气膜的流量值存在较大差异，该问题会导致流量测试得到的数据波动较大，实际生产中，很难做到采用同一标准来判定所有的防水透气膜是否满足要求，因此，该方式并未得到普及推广。真水测试指的是在防水透气膜的外侧注入一定压力的真水，通过真水的泄漏量来判定防水透气膜防水性的好坏，该方式可做到仿工况检测，直观有效。然而，目前行业内所使用的真水检测方式均为直压检测，即完全使用真水进行充压，并在充水的管路中加设直压传感器，通过判定直压传感器的压力降进行结果的判断。该方式虽然较简单，但是存在较多隐患，一方面直压传感器的精度普遍较低，耐压极限较差，对于行业内50米防水的测试要求根本无法满足使用，另一方面直压真水检测全部采用液体进行检测，管路一旦发生泄漏，极易引起电路元器件损坏，尤其在自动线检测过程中，发生该现象会直接导致停线，带来严重的经济损失。此外，直压传感器长期处于水路中，水源中的杂质极易导致传感器发生损坏。综合以上，目前智能可穿戴行业内，针对防水透气膜防水性的检测存在较大的技术壁垒。提高设备测试精度，降低设备维护成本，是亟需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于设计一种用于防水透气膜防水检测的方法及装置，通过严格控制水气比例，采用差压对比的检测方式，对带有防水透气膜的智能可穿戴产品进行测试。该方法涉及到采用水-气结合的方式，利用差压传感器对比检测，检测装置采用一种点水机构，通过准确控制每次检测的点水用量，来保证测试数据的重复性、稳定性，同时最大限度降低测试用水量，降低设备维修维护成本。

一种用于防水透气膜防水检测的检测装置，采用差压式检测气路结构，差压传感器一端经管路所联接的基准物侧为封闭管路，另一端经管路联接开设于一充当上治具的封堵部的充气孔的入口端，封堵部还贯通开设有一点水孔，点水孔的入口端位于封堵部的上端面，点水孔的出口端开设的位置与被测产品的防水透气膜孔相对应，点水孔的出口端还固设有一封堵胶圈，充气孔的末端与点水孔孔段相联通。

充气孔末端联通于点水孔的中上段。

充当下治具的治具定位块连同夹紧单元一起能在拉伸单元的驱动下，向封堵部靠近或远离，靠近时直至封堵胶圈与被测物防水透气膜孔抵接联通后发生形变，密封联通到位。

所述拉伸单元包括拉伸气缸、拉伸连接板和导向组件，拉伸气缸和导向组件的导轨皆固定于工装底板上，拉伸气缸的气缸杆和导向组件的导向方向相平行，拉伸连接板与拉伸气缸的气缸杆相固定，拉伸连接板还与导向组件的滑块相固定，治具定位块和夹紧单元则分别固定于拉伸连接板上。

还包括点水控制模块，其包括升降气缸、点胶阀组件、旋转升降气缸和压块；升降气缸和旋转升降气缸的缸体分别固定于工装底板上，点胶阀组件通过连接件与升降气缸的气缸杆相固定，点胶阀组件经管路联通供水单元，点胶阀组件的针头位于点水孔入口端的正上方，并能在升降气缸带动下伸入或远离点水孔；压块一端固接于旋转升降气缸的气缸杆，另一端下端面设有与点水孔入口端对应封堵的封堵胶堵。

还包括管路清扫模块，其包括管路清扫气缸和吸水组件，管路清扫气缸的气缸杆通过清扫连接支架固定连接吸水组件，吸水组件能在管路清扫气缸带动下远离或接近贴紧联通点水孔，并且在与点水孔联通后，吸水组件能通过经管路联通的抽水泵将点水孔内液体吸出。

管路清扫气缸安装于工装底板的下表面，吸水组件设于工装底板的上方，工装底板开设有条形通孔，清扫连接支架穿经条形通孔。

本发明的一种用于防水透气膜防水检测的检测方法，使用如上所述的检测装置。

包括如下步骤：

步骤一：将被测产品放置在治具定位块中，夹紧气缸带动夹紧块将被测产品夹紧，拉伸气缸通过拉伸连接板将治具定位块向测试部移动，直至封堵胶圈与被测产品的防水透气膜孔贴合并发生形变，完成密封联通；

步骤二：升降气缸向下动作，点胶阀组件的针头插入封堵部上的点水孔内进行点水，点水量控制在点水孔内部管路容积的50%；点水完毕后，旋转升降气缸带动旋转压块对点水孔入口端进行封堵；

步骤三：启动气源，打开基准侧平衡阀、测试端平衡阀进行充气，气体推动点水孔的液体至被测产品的防水透气膜上；

若防水透气膜存在微小泄漏，则液体会泄漏，测试端压力下降，由于基准侧压力保持不变，差压传感器输出因防水透气膜微小泄漏产生的基准侧与测试端的差压值；

步骤四：检测完成后，旋转升降气缸带动旋转压块复位；管路清扫气缸带动吸水组件向封堵部移动，直至吸水孔与点水孔贴合，抽取出管路中残留水分；

步骤五：管路清扫气缸复位，拉伸气缸退出，被测产品向初始位置移动，夹紧气缸复位，取出被测产品。

本发明通过水-气结合的方式，严格控制每次检测所需的用水量，提高气体在整个检测介质中的比例，采用差压对比的检测方式，能够消除外界环境不稳定的因素影响，提高测试的精度、稳定性和重复性。另外，通过准确控制每次检测的点水用量，保证测试数据的重复性、稳定性的同时，可最大限度降低测试用水量，并且可避免发生液体泄漏对设备造成的损坏，降低设备维修维护成本。综上所述，本发明能够较好的解决目前真水测试及流量测试方法所遇到的难题，结构整体紧凑，小巧轻便，进一步促进智能可穿戴行业内的防水透气膜防水测试的发展。

附图说明

构成本发明的一部分的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是检测装置整体示意图；图中，电气控制单元1，供水单元2；

图2是装置主体示意图；图中，差压传感器3，点胶阀组件4，吸水组件5，导向组件6，拉伸气缸7，治具定位块8，工装底板9，拉伸连接板10，升降气缸11，压块12；

图3是检测关键部件示意图；图中，封堵测试块19，封堵部190，点水孔191，封堵胶圈20，差压传感器3，基准侧平衡阀21，测试端平衡阀22；

图4为检测关键部件气路结构原理图；

图5是拉伸单元示意图；图中，夹紧气缸13，夹紧块14，被测产品15；

图6是旋转封堵机构示意图；图中，旋转升降气缸16、压块12；

图7是管路清扫模块示意图；图中，管路清扫气缸18，清扫连接支架17，吸水组件5；

图8是以手表仿形件为例的被测物示意图；图中，防水透气膜孔151。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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。

如图所示，检测装置包括工装底板9、检测治具模块、拉伸单元、点水控制模块、管路清扫模块、供水单元2、电气控制单元1以及充气检测单元。

检测治具模块包括治具定位块8、夹紧单元和封堵测试块19；夹紧单元包括夹紧气缸13和夹紧块14，夹紧气缸能带动夹紧块14将被测产品15夹紧定位于治具定位块8上。

治具定位块8在夹紧单元的配合下，相当于下治具；封堵测试块19固定于工装底板9上，封堵测试块19上部设有与治具定位块8相对应的封堵部190，封堵测试块19及其封堵部190则相当于上治具。

封堵部贯通开设有一点水孔191，点水孔191的入口端位于封堵部的上端面，点水孔191的出口端开设的位置与被测物的防水透气膜孔151相对应，点水孔191的出口端还固设有一用于与防水透气膜孔151联接时保持通道密封的封堵胶圈20；另外，封堵测试块19的封堵部190还开设有一充气孔192，充气孔192入口经管路连接于差压传感器的一端，充气孔192末端与点水孔191孔段相联通；较佳的，充气孔192末端联通于点水孔191的中上段，从而确保在检测时，充气孔和点水孔的联通点与防水透气膜孔151处的防水透气膜之间的点水孔孔段内能够存有足够的水量，并且水柱上端位置还能低于充气孔和点水孔的联通点。

在拉伸单元的驱动下，治具定位块8连同夹紧单元一起向封堵测试块19的封堵部靠近或远离，靠近时直至封堵胶圈20与被测物防水透气膜孔抵接联通后发生形变，密封联通到位。

参见图2所示，拉伸单元包括拉伸气缸7、拉伸连接板10和导向组件6，拉伸气缸7和导向组件6的导轨皆固定于工装底板9上，拉伸气缸7的气缸杆和导向组件6的导向方向相平行，拉伸连接板10与拉伸气缸7的气缸杆相固定，拉伸连接板10还与导向组件6的滑块相固定，治具定位块8和夹紧单元则分别固定于拉伸连接板10上。

结合图2、图3和图6所示，点水控制模块包括升降气缸11、点胶阀组件4、旋转升降气缸16和压块12；升降气缸11和旋转升降气缸16的缸体分别固定于工装底板9上，点胶阀组件4通过连接件与升降气缸11的气缸杆相固定，点胶阀组件4经管路联通供水单元，点胶阀组件4的针头位于点水孔191入口端的正上方，并能在升降气缸11带动下伸入或远离点水孔191；压块12一端固接于旋转升降气缸16的气缸杆，另一端下端面设有与点水孔191入口端对应封堵的封堵胶堵，压块12能在旋转升降气缸16带动下转至点水孔191入口端正上方，然后下降至封堵胶堵将点水孔入口端封堵；

管路清扫模块包括管路清扫气缸18和吸水组件5，结合图3和图7所示，管路清扫气缸18的气缸杆通过清扫连接支架17固定连接吸水组件5，吸水组件5能在管路清扫气缸18带动下远离或接近贴紧联通点水孔，并且在与点水孔联通后，吸水组件5能通过经管路联通的抽水泵将点水孔内液体吸出。

优选的，为使结构更为紧凑、小型化，管路清扫气缸18则被安装于工装底板9的下表面，吸水组件5设于工装底板9的上方，工装底板9开设有条形通孔，清扫连接支架17穿经条形通孔。

供水单元包括集水瓶及回收水瓶。

电气控制单元包括检测控制组件与气缸动作控制组件。

结合图4所示，充气检测单元主要由气源、差压传感器3、基准侧平衡阀21、测试端平衡阀22经管路组成差压式检测方式的比较典型的气路结构，气源通过管路分别经基准侧平衡阀21、测试端平衡阀22与差压传感器3两端联接，差压传感器3一端还经管路联接基准物侧，另一端还经管路联接封堵测试块19的充气孔192，基准物侧为一段封闭管路，因此压力相对于被测物侧保持不变。

图8是以手表仿形件为例的被测产品15示意图，通过防水透气膜孔151检测手表仿形件的防水透气膜的防水性能；

图3中的箭头分别标识出了旋转升降气缸的旋转方向和管路清扫模块的移动方向；图4为图3所示的检测关键部件的气路结构原理图，封堵测试块19涉及到充气孔192入口端、点水孔191入口端及出口端三点，充气孔192与充气检测单元相联通，点水孔191与点胶阀组件4结合，点水孔出口端经封堵胶圈20与被测产品15的防水透气膜孔151贴合；

测试时，通过手动或自动方式将被测产品15放置在治具定位块8上，夹紧单元的夹紧气缸13带动夹紧块14将被测产品15与治具定位块8相夹紧。在拉伸单元的驱动下，治具定位块8向封堵测试块19靠近，直至封堵胶圈发生形变，封堵到位。然后气缸带动点胶阀组件的针头运动至封堵测试块点水孔内进行点水。点水结束后，气缸复位，点胶阀组件抬起，旋转升降气缸动作，压块将点水孔封堵。启动气源进行充气，对防水透气膜的防水性进行检测。检测环节结束后，旋转升降气缸复位，管路清扫驱动气缸动作，将清扫组件送至封堵测试块上的点水孔处。清扫组件上的吸水块贴紧封堵测试块，此时再通过启动控制单元，促使真空发生器工作，对点水管路进行吸水清扫处理。吸水环节完毕后，拉伸单元复位，将治具定位块运送至上料初始位置，夹紧气缸复位，取下被测产品。

本实例用于手表底壳的防水透气膜孔中的防水透气膜的防水检测。

检测步骤如下：

步骤一：将被测产品15放置在治具定位块8中，夹紧气缸13带动夹紧块14将被测产品夹紧，拉伸气缸7通过拉伸连接板10将治具定位块向封堵部移动，直至封堵胶圈20与被测产品15的防水透气膜孔151贴合并发生形变，完成密封联通；

步骤二：升降气缸11向下动作，点胶阀组件4的针头插入封堵部的点水孔内进行点水，点水量控制在点水孔内部管路容积的50%；点水完毕，旋转升降气缸16带动旋转压块12对点水孔进行封堵；

步骤三：启动气源，打开基准侧平衡阀21、测试端平衡阀22进行充气，气体推动封堵测试块19内部管路中的液体至被测产品15的防水透气膜上，若防水透气膜存在微小泄漏，则液体会泄漏，测试端压力下降。由于基准侧为一段封闭管路，因此压力保持不变，从而出现测试端与基准端的压力差，差压传感器3输出因防水透气膜微小泄漏产生的差压值；

步骤四：检测完成后，旋转升降气缸16带动旋转压块12复位；管路清扫气缸18与清扫连接支架17联接，带动吸水组件5向封堵部移动，直至吸水孔与点水孔贴合，启动电气控制单元1，使得真空发生装置对管路中残留水分进行抽取处理；

步骤五：抽气处理完成后，管路清扫气缸18复位，拉伸气缸7退出，被测产品15向初始位置移动，夹紧气缸13复位，取出被测产品15；

此测试流程结束，可重复以上步骤，进行对下一个产品的测试。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于防水透气膜防水检测的检测装置，其特征在于，采用差压式检测气路结构，差压传感器（3）一端经管路所联接的基准物侧为封闭管路，另一端经管路联接开设于一充当上治具的封堵部（190）的充气孔（192）的入口端，封堵部还贯通开设有一点水孔（191），点水孔（191）的入口端位于封堵部的上端面，点水孔（191）的出口端开设的位置与被测产品的防水透气膜孔（151）相对应，点水孔（191）的出口端还固设有一封堵胶圈（20），充气孔（192）的末端与点水孔（191）孔段相联通；

还包括点水控制模块，其包括升降气缸（11）、点胶阀组件（4）、旋转升降气缸（16）和压块（12）；升降气缸和旋转升降气缸的缸体分别固定于工装底板（9）上，点胶阀组件通过连接件与升降气缸的气缸杆相固定，点胶阀组件经管路联通供水单元，点胶阀组件的针头位于点水孔（191）入口端的正上方，并能在升降气缸带动下伸入或远离点水孔；压块一端固接于旋转升降气缸的气缸杆，另一端下端面设有与点水孔入口端对应封堵的封堵胶堵；

还包括管路清扫模块，其包括管路清扫气缸（18）和吸水组件（5），管路清扫气缸的气缸杆通过清扫连接支架（17）固定连接吸水组件，吸水组件能在管路清扫气缸带动下远离或接近贴紧联通点水孔，并且在与点水孔联通后，吸水组件能通过经管路联通的抽水泵将点水孔内液体吸出。

2.根据权利要求1所述的一种用于防水透气膜防水检测的检测装置，其特征在于，充气孔（192）末端联通于点水孔（191）的中上段。

3.根据权利要求1所述的一种用于防水透气膜防水检测的检测装置，其特征在于，充当下治具的治具定位块（8）连同夹紧单元一起能在拉伸单元的驱动下，向封堵部靠近或远离，靠近时直至封堵胶圈与被测物防水透气膜孔抵接联通后发生形变，密封联通到位。

4.根据权利要求3所述的一种用于防水透气膜防水检测的检测装置，其特征在于，所述拉伸单元包括拉伸气缸（7）、拉伸连接板（10）和导向组件（6），拉伸气缸和导向组件的导轨皆固定于工装底板上，拉伸气缸的气缸杆和导向组件的导向方向相平行，拉伸连接板与拉伸气缸的气缸杆相固定，拉伸连接板还与导向组件的滑块相固定，治具定位块和夹紧单元则分别固定于拉伸连接板上。

5.根据权利要求1所述的一种用于防水透气膜防水检测的检测装置，其特征在于，管路清扫气缸安装于工装底板的下表面，吸水组件设于工装底板的上方，工装底板开设有条形通孔，清扫连接支架穿经条形通孔。

6.一种用于防水透气膜防水检测的检测方法，其特征在于，使用如权利要求1至5任意一项所述的检测装置。

7.根据权利要求6所述的一种用于防水透气膜防水检测的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将被测产品（15）放置在治具定位块中，夹紧气缸带动夹紧块将被测产品夹紧，拉伸气缸通过拉伸连接板将治具定位块向测试部移动，直至封堵胶圈与被测产品的防水透气膜孔贴合并发生形变，完成密封联通；

步骤二：升降气缸（11）向下动作，点胶阀组件（4）的针头插入封堵部上的点水孔内进行点水，点水量控制在点水孔内部管路容积的50%；点水完毕后，旋转升降气缸（16）带动旋转压块（12）对点水孔入口端进行封堵；

步骤三：启动气源，打开基准侧平衡阀（21）、测试端平衡阀（22）进行充气，气体推动点水孔的液体至被测产品的防水透气膜上；

若防水透气膜存在微小泄漏，则液体会泄漏，测试端压力下降，由于基准侧压力保持不变，差压传感器（3）输出因防水透气膜微小泄漏产生的基准侧与测试端的差压值；

步骤四：检测完成后，旋转升降气缸（16）带动旋转压块（12）复位；管路清扫气缸（18）带动吸水组件（5）向封堵部移动，直至吸水孔与点水孔贴合，抽取出管路中残留水分；

步骤五：管路清扫气缸复位，拉伸气缸（7）退出，被测产品（15）向初始位置移动，夹紧气缸（13）复位，取出被测产品（15）。

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