CN112284646A - 一种电机控制器气密性的测试方法 - Google Patents

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    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
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Abstract

本发明公开了一种电机控制器气密性的测试方法，包括以下步骤：电机控制器壳体上的防水透气阀安装口封堵后进行气密性测试，如检测合格，则进行下一步：将防水透气阀安装口的封堵取消，安装防水透气阀后进行防水透气阀的泄漏压力测试，当由防水透气阀引起的透气量大于防水透气阀标称的透气量，判定电机控制器气密性不合格，原因为防水透气阀的透气量超标。本发明可检测电机控制器包含防水透气阀在内的整个密封系统的气密性情况，并定位气密性失效的位置。

Description

一种电机控制器气密性的测试方法
[技术领域]
本发明涉及电机控制器的气密性测试，尤其涉及一种电机控制器气密性的测试方法。
[背景技术]
汽车电机控制器通常要求达到IP67以上的防护等级，该项要求对产品安全性有显著影响。所以产品的防水防尘性能在生产过程中要求重点管控。而防水防尘试验一般作为开发阶段验证试验，批量生产中难以进行。行业通常使用气密性测试代替防水防尘试验，在批量生产中检验产品的防水防尘性能。
1)目前精度较高的气密检测设备是压差法测量原理，输出测试结果为泄漏压力值，不够直观。
2)电机控制器壳体上的防水透气阀是为了调节由温度变化引起的电机控制器内外气压差，并防止外部的空气的水蒸气大量进入到电机控制器的控制器外壳的内部。行业内在测试电机控制器的气密性时通常忽略防水透气阀，将其安装口封堵住进行测试，无法检测到由防水透气阀引起的密封失效问题。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种能够检测包含防水透气阀在内的整个密封系统的气密性情况，并定位气密性失效位置的电机控制器气密性的测试方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种电机控制器气密性的测试方法，包括以下步骤：
101)电机控制器壳体上的防水透气阀安装口封堵后进行气密性测试，如检测合格，则进行下一步：
102)将防水透气阀安装口的封堵取消，安装防水透气阀后进行防水透气阀的泄漏压力测试，当由防水透气阀引起的透气量大于防水透气阀标称的透气量，判定电机控制器气密性不合格，原因为防水透气阀的透气量超标。
以上所述的测试方法，在步骤101)中，进行气密性测试时，在设定的时间内，如果压力降△P1大于设定的压力降△P0，则判定电机控制器气密性不合格，且不合格的原因是壳体的气密性不合格；如果压力降△P1小于设定的压力降△P0，则判定电机控制器壳体的气密性合格，可以进入步骤102)。
以上所述的测试方法，在步骤102)中，在设定的时间内泄漏压力为△P2，则由防水透气阀引起的压力泄漏值为△P3＝△P2-△P1；由防水透气阀的泄漏流量Q＝△P3×V1/(P0×t)，其中，泄漏流量Q的单位为m3/s，V1为被测防水透气阀的内部空间体积，单位m3，P0为测试环境气压，单位Pa，t为测试时间，单位为s；将防水透气阀的泄漏流量Q与防水透气阀标称的透气量做比对，若超出防水透气阀标称的透气量，则判定电机控制器气密性不合格，且不合格的原因是防水透气阀的透气量超标。
以上所述的测试方法，防水透气阀在测试过程中的泄漏流量Q与防水透气阀在测试过程中的平均透气流量Qt比对，如Q大于Qt，则判定为防水透气阀测试不合格，存在非设计范围内的气体泄漏，如Q值不大于Qt，即判定为防水透气阀测试合格；防水透气阀在测试过程中的平均透气流量Qt从下式得到：
Figure BDA0002798451000000031
其中，C为常数，可由实测数据获得；
k为流量压力常数，由实验测得；
Vm为气体的摩尔体积，单位L/mol；
Pt0为测试时防水透气阀两侧的初始气压差，单位Pa；
R为气体常数，单位J/(mol·K)；
T为测试环境的绝对温度，单位K；
V1为被测防水透气阀的内部空间体积，单位m3；
t为测试时间，单位为s。
本发明可检测电机控制器包含防水透气阀在内的整个密封系统的气密性情况，并定位气密性失效的位置。
[具体实施方式]
本发明的测试方法分为两步：
第一步将电机控制器壳体上的防水透气阀安装口封堵后通过测试系统进行气密性测试，即不考虑防水透气阀对整机气密性的影响。由于气压作用下产品会发生轻微形变会造成密封壳体内压强有微小变化，对此经反复试验得出测试泄漏压力值在△P0以内，视为通过检测(被测产品除了防水透气阀的防水透气薄膜，其余部位均为气密。测试设备通过测试孔将气体充入产品内部，使产品内部气压达到要求的测试气压Pt,并处于稳定状态。然后停止充气，检测产品内部气压在设定的时间内的变化情况△P。此△P即为测试过程的泄漏压力值)。
当第一步测试结果△P1＞△P0时，视为不通过检测，测试终止，产品做不良品处理。
当第一步测试结果△P1≤△P0时，进入第二步测试。第二步测试将防水透气阀的封堵取消，对产品进行测试测得结果泄漏压力△P2。由此可得到有防水透气阀引起的压力泄漏值为ΔP3＝ΔP2-ΔP1。
由理想气体状态方程
P·V＝n·R·T；
P为压强，单位Pa；
V为体积，单位m3；
n为物质的量，单位mol；
R为气体常数，单位J/(mol·K)；
T为绝对温度，单位K。
得测试过程中泄漏的空气分子数
Δn＝ΔP3·V1/(R·T)；
故在测试环境气压下的泄漏体积为
ΔV＝Δn·R·T/P0；
测试过程的参数如下：
测试温度为T；
测试时间为t；
被测防水透气阀的内部空间为V1，单位m3；
测试环境气压记为P0，单位Pa；
由公式
Q＝V/t
得到防水透气阀的泄漏流量Q＝ΔP3·V1/(P0·t)，单位为m3/s；
将换算得到的泄漏流量Q与防水透气阀标称的透气量做比对，若超出防水透气阀标称的透气量，则判定产品气密性不合格，且气密性不合格的原因是防水透气阀的透气量超标。
具体比对方法如下：
由泄漏流量Q的换算公式可看出，此处换算得到的泄漏流量Q是整个测试过程的平均泄漏量。而防水透气阀的透气量与压力存在相关性，且测试过程中由于气体泄漏压力一直在降低，所以需要换算整个测试过程中防水透气阀的平均透气量范围。即换算出测试时间内流过透气阀气体体积△Vt，除以测试时间t。
防水透气阀的透气量与透气阀两侧气体压力差存在以下关系：
Qt＝k·Pt
关系式中k为流量压力常数，各厂家防水透气阀存在差异，由实验测得；Pt为透气阀两侧气体压力差，单位为Pa。
由公式
Q＝V/t；
得透气阀流过气体体积
Figure BDA0002798451000000051
由公式
P·V＝n·R·T；
Figure BDA0002798451000000052
得透气阀流过气体导致的被测产品内部压力下降
Figure BDA0002798451000000061
其中
Δnt为流过透气阀气体物质的量，单位mol；
Vm为气体摩尔体积，单位L/mol；
有
Pt＝Pt0-ΔPt； (3)
其中Pt0为测试时防水透气阀两侧的初始气压差；
由关系式(1)、(2)、(3)得
Figure BDA0002798451000000062
其中，C为常数，可由实测数据获得；
由上述关系式便可推导出ΔVt数值，再由公式
Q＝V/t；
便可推导出防水透气阀在测试过程中的平均透气流量
Figure BDA0002798451000000063
并将Qt值与测试换算的泄漏流量Q做比对，得出测试结论。
当Q值大于Qt值时，则判定为测试不合格，存在非设计范围内的气体泄漏。如Q值不大于Qt值时，即判定为测试合格。
本发明以上实施例的测试方法，具有以下技术效果：
1)以流量对比的方式检测泄漏情况，结果直观明了；
2)可检测包含防水透气阀在内的整个密封系统的气密性情况；
3)可定位失效位置是防水透气阀还是电机控制器的壳体。

Claims (4)

1.一种电机控制器气密性的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
101)电机控制器壳体上的防水透气阀安装口封堵后进行气密性测试，如检测合格，则进行下一步：
102)将防水透气阀安装口的封堵取消，安装防水透气阀后进行防水透气阀的泄漏压力测试，当由防水透气阀引起的透气量大于防水透气阀标称的透气量，判定电机控制器气密性不合格，原因为防水透气阀的透气量超标。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在步骤101)中，进行气密性测试时，在设定的时间内，如果压力降△P1大于设定的压力降△P0，则判定电机控制器气密性不合格，且不合格的原因是壳体的气密性不合格；如果压力降△P1小于设定的压力降△P0，则判定电机控制器壳体的气密性合格，可以进入步骤102)。
3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，在步骤102)中，在设定的时间内泄漏压力为△P2，则由防水透气阀引起的压力泄漏值为△P3＝△P2-△P1；由防水透气阀的泄漏流量Q＝△P3×V1/(P0×t)，其中，泄漏流量Q的单位为m3/s，V1为被测防水透气阀的内部空间体积，单位m3，P0为测试环境气压，单位Pa，t为测试时间，单位为s；将防水透气阀的泄漏流量Q与防水透气阀标称的透气量做比对，若超出防水透气阀标称的透气量，则判定电机控制器气密性不合格，且不合格的原因是防水透气阀的透气量超标。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，防水透气阀在测试过程中的泄漏流量Q与防水透气阀在测试过程中的平均透气流量Qt比对，如Q大于Qt，则判定为防水透气阀测试不合格，存在非设计范围内的气体泄漏，如Q值不大于Qt，即判定为防水透气阀测试合格；防水透气阀在测试过程中的平均透气流量Qt从下式得到：
Figure FDA0002798450990000021
其中，C为常数，可由实测数据获得；
k为流量压力常数，由实验测得；
Vm为气体的摩尔体积，单位L/mol；
Pt0为测试时防水透气阀两侧的初始气压差，单位Pa；
R为气体常数，单位J/(mol·K)；
T为测试环境的绝对温度，单位K；
V1为被测防水透气阀的内部空间体积，单位m3；
t为测试时间，单位为s。
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高素欣: ""电机控制器用防水透气阀的计算及选型方法"", 《客车技术与研究》 *

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