CN113358290B - 一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢密封检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢密封检测方法，将检测步骤分为三大部分，分别为初步筛选、静态检测和动态检测，通过对标准对比仪表和待测试仪表进行初步筛选，可以提高效率，同时保证检测的真实性和准确度，对待测试仪表进行静态检测的意义在于确定仪表在稳定环境中的稳定性和密封性，为后续的动态检测提供参考，在静态检测的基础上增加温度变化和振动变化，真实模拟仪表在实际使用过程中遇到的工况，使获得的检测数据更加具有真实性和有效性，进一步提升了仪表本身的质量，为后续的方便耐用提供了保证。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封检测方法，具体为一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法。
背景技术
气体密封性能检测仪的基本工作原理同天平一样，一端是基准参考物(标准品)，另一端是被测零件(被测品)。但是，其测量顺序与天平正好相反，基准参考物与被测工件两边同时充入相同压力的空气，使“天平”——差压传感器两端平衡。如果被测工件有泄漏，即使是微小泄漏，“天平”也将失去平衡，从而检测出两端因泄漏而产生的差压。气体密封性能检测仪将根据差压的变化测出工件的具体泄漏量，然后判断被测工件是否合格，并将这些信息传送给操作人员。因为标准品与被测工件形状、大小都相同，并且检测过程中，两端的外部环境状况完全一样，所以这种测试方法可以消除温度、振动等环境因素的影响，得到高精度的测量结果；在各种检漏技术中，氦质谱检漏技术因检漏效率高，简便易操作，仪器反应灵敏，精度高，不易受其他气体的干扰得到了广泛应用，用到的氦质谱检漏仪是用氦气作示漏气体制成的气密性检测仪器。
但是现有技术中的检测方法通常是在静态环境中对压力表的密封性进行检测，这样的做法在一方面是为了保证检测的精度，但是在另一方面，根据相关仪表的实际应用场合，温度、振动是仪表工作的常态，所以在测试中需要增加对于仪表的动态测试，以保证仪表在正常的工作环境中甚至在短时间的极限工作环境中能够同样保证气密性。为此，我们提供一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，该密封检测方法包括以下步骤：
步骤一：初步筛选：
S11：选取同型号规格的标准对比仪表和待测试仪表，并分别将标准仪表和待测试仪表与两个完全同步的可变压氦气舱进行连接，通过压力传感器测量可变压氦气舱内的当前压力值，同时对其进行记录并将其标记为初定压力值；
S12：记录标准对比仪表和待测试仪表的显示值，并分别标记为对比显示值和测试显示值，将对比显示值和初定压力值进行比值计算，得到对比系数，将对比系数与设定标准系数进行比较，当对比系数超出设定标准系数时，判定标准对比仪表异常，对其进行更换，否则不进行任何处理，同理，将测试显示值和初定压力值进行比值计算，得到预测试系数，将预测试系数与设定测试系数进行比较，当预测试系数超出设定测试系数时，则判定该仪表达不到密封检测要求，否则进行步骤二；
步骤二：静态检测：
S21：分别将可变压氦气舱内的氦气压力调整至仪表量程最大值、量程中值和量程四分之一值所对应的压力，控制氦气温度为室温，当可变压氦气舱内的氦气压力为仪表最大量程时，设定检测时间为K1，当可变压氦气舱内的氦气压力为仪表量程中值时，设定检测时间为K2，当可变压氦气舱内的氦气压力为仪表量程四分之一值时，设定检测时间为K3，其中K1＜K2＜K3；
S22：通过氦质谱检漏仪测量标准对比仪表和待测试仪表在不同检测压力下的漏气率，并分别标记为BLK1、BLK2、BLK3和CLK1、CLK2、CLK3，根据权重计算出标准对比仪表的平均漏气率PBL= a*BLK1+b*BLK2+c*BLK3,其中a+b+c=1，且a＜b＜c，同理，计算得出待测试仪表的平均漏气率PCL= a*CLK1+b*CLK2+c*CLK3；
S23：当PBL≥PCL时，判定待测试仪表通过静态测试，当PBL＜PCL时，求取PCL与PBL的差值并将差值与PBL进行比值运算，求得计算偏差系数，将计算偏差系数与设定偏差系数进行比较，当计算偏差系数小于等于设定偏差系数时，判定待测试仪表通过静态测试，当计算偏差系数大于等于设定偏差系数，判定待测试仪表超出标准，未通过静态测试；
步骤三：动态检测：
S31：让通过静态测试的待测试仪表继续与可变压氦气舱保持连接状态，使可变压氦气舱内的压力呈正弦周期性变化，变化范围在0至仪表量程值之间，变化周期在2至5分钟之内进行设置；
S32：记录待测试仪表在i个变化周期内漏气率并将其标记为DLi，其中，i=1,2,3……n，求取i个变化周期内的漏气率的标准差，标准差表示漏气率的离散程度，当标准差的大小超出设定阈值，则判定对应仪表工作不稳定，此仪表不合格，否则进入S33；
S33：在S32的基础上，增加三个阶段的温度设定，分别设置为低温4度，室温25度和高温50度，同时记录变化周期内的漏气率，计算出每个设定温度下的变化周期内的平均漏气率，随着温度升高的趋势，计算温度变化导致的漏气变化率，漏气变化率的计算公式为：（相对高温的平均漏气率-相对低温的平均漏气率）/相对低温的平均漏气率，将漏气变化率与变化率限值进行比较，当漏气变化率超出变化率限值时，判定温度对仪表工作状态影响明显，对应仪表不合格，否则判定仪表合格。
本发明的进一步技术改进在于：所述可变压氦气舱的外部壳体内埋设有加热管，可变压氦气舱的一侧通过密封管连接有气体压力泵，所述可变压氦气舱内安装有温度控制器。
本发明的进一步技术改进在于：所述加热管呈U形回路设置，且加热管的输出端连接有水泵，根据温度控制器的示数与当前设定温度比对，对水泵的功率进行调节，控制加热管中流体的流速，通过控制流速能够使可变压氦气舱内的温度保持在设定温度。
本发明的进一步技术改进在于：静态检测中K1的大小为K2的二分之一，K2的大小为K3的二分之一，这种时间设置方式可以避免压力长时间处于高量程范围内对仪表造成损害。
本发明的进一步技术改进在于：在动态检测过程中，在可变压氦气舱的底部设置振动测试台，模拟仪表在实际使用环境下的工况，所述振动测试台的振动频率在0-50HZ内任意设置。
本发明的进一步技术改进在于：当待测试仪表通过静态检测后，则立即进行动态检测，一个待测试仪表的静态检测次数与动态检测次数设置为3次以上，保证检测的准确性，提高精确度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在使用时，先进行初步筛选，选取同型号规格的标准对比仪表和待测试仪表并将其与可变压氦气舱进行连接，并获取氦气压力舱的初定压力值，同时对标准对比仪表进行校准，当校准异常后对其进行更换，并对待测试仪表进行预测试，达不到密封检测要求的进行初步筛选，通过对标准对比仪表和待测试仪表进行初步筛选，可以提高效率，同时保证检测的真实性和准确度。
2、将可变压氦气舱内的氦气压力依次调整至三种压力状态，控制氦气温度为室温，对应三种压力状态下对其设置不同时间，对待测试仪表进行静态检测，得到标准对比仪表和待测试仪表的平均漏气率，同时求得计算偏差系数，并根据计算偏差系数与设定偏差系数的比较结果确定仪表通过静态检测或不通过静态检测，对待测试仪表进行静态检测的意义在于确定仪表在稳定环境中的稳定性和密封性，为后续的动态检测提供参考。
3、在静态检测的基础上增加温度变化和振动变化，真实模拟仪表在实际使用过程中遇到的工况，使获得的检测数据更加具有真实性和有效性，进一步提升了仪表本身的质量，为后续的方便耐用提供了保证。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，该密封检测方法包括以下步骤：
步骤一：初步筛选：
S11：选取同型号规格的标准对比仪表和待测试仪表，并分别将标准仪表和待测试仪表与两个完全同步的可变压氦气舱进行连接，通过压力传感器测量可变压氦气舱内的当前压力值，同时对其进行记录并将其标记为初定压力值；
S12：记录标准对比仪表和待测试仪表的显示值，并分别标记为对比显示值和测试显示值，将对比显示值和初定压力值进行比值计算，得到对比系数，将对比系数与设定标准系数进行比较，当对比系数超出设定标准系数时，判定标准对比仪表异常，对其进行更换，否则不进行任何处理，同理，将测试显示值和初定压力值进行比值计算，得到预测试系数，将预测试系数与设定测试系数进行比较，当预测试系数超出设定测试系数时，则判定该仪表达不到密封检测要求，否则进行步骤二；
步骤二：静态检测：
S21：分别将可变压氦气舱内的氦气压力调整至仪表量程最大值、量程中值和量程四分之一值所对应的压力，控制氦气温度为室温，当可变压氦气舱内的氦气压力为仪表最大量程时，设定检测时间为K1，当可变压氦气舱内的氦气压力为仪表量程中值时，设定检测时间为K2，当可变压氦气舱内的氦气压力为仪表量程四分之一值时，设定检测时间为K3，其中K1＜K2＜K3；
S22：通过氦质谱检漏仪测量标准对比仪表和待测试仪表在不同检测压力下的漏气率，并分别标记为BLK1、BLK2、BLK3和CLK1、CLK2、CLK3，根据权重计算出标准对比仪表的平均漏气率PBL= a*BLK1+b*BLK2+c*BLK3,其中a+b+c=1，且a＜b＜c，同理，计算得出待测试仪表的平均漏气率PCL= a*CLK1+b*CLK2+c*CLK3；
S23：当PBL≥PCL时，判定待测试仪表通过静态测试，当PBL＜PCL时，求取PCL与PBL的差值并将差值与PBL进行比值运算，求得计算偏差系数，将计算偏差系数与设定偏差系数进行比较，当计算偏差系数小于等于设定偏差系数时，判定待测试仪表通过静态测试，当计算偏差系数大于等于设定偏差系数，判定待测试仪表超出标准，未通过静态测试；
步骤三：动态检测：
S31：让通过静态测试的待测试仪表继续与可变压氦气舱保持连接状态，使可变压氦气舱内的压力呈正弦周期性变化，变化范围在0至仪表量程值之间，变化周期在2至5分钟之内进行设置；
S32：记录待测试仪表在i个变化周期内漏气率并将其标记为DLi，其中，i=1,2,3……n，求取i个变化周期内的漏气率的标准差，标准差表示漏气率的离散程度，当标准差的大小超出设定阈值，则判定对应仪表工作不稳定，此仪表不合格，否则进入S33；
S33：在S32的基础上，增加三个阶段的温度设定，分别设置为低温4度，室温25度和高温50度，同时记录变化周期内的漏气率，计算出每个设定温度下的变化周期内的平均漏气率，随着温度升高的趋势，计算温度变化导致的漏气变化率，漏气变化率的计算公式为：（相对高温的平均漏气率-相对低温的平均漏气率）/相对低温的平均漏气率，将漏气变化率与变化率限值进行比较，当漏气变化率超出变化率限值时，判定温度对仪表工作状态影响明显，对应仪表不合格，否则判定仪表合格。
所述可变压氦气舱的外部壳体内埋设有加热管，可变压氦气舱的一侧通过密封管连接有气体压力泵，所述可变压氦气舱内安装有温度控制器。
所述加热管呈U形回路设置，且加热管的输出端连接有水泵，根据温度控制器的示数与当前设定温度比对，对水泵的功率进行调节，控制加热管中流体的流速。
静态检测中K1的大小为K2的二分之一，K2的大小为K3的二分之一。
在动态检测过程中，在可变压氦气舱的底部设置振动测试台，模拟仪表在实际使用环境下的工况，所述振动测试台的振动频率在0-50HZ内任意设置。
当待测试仪表通过静态检测后，则立即进行动态检测，一个待测试仪表的静态检测次数与动态检测次数设置为3次以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，其特征在于：该密封检测方法包括以下步骤：
步骤一：初步筛选：
S11：选取同型号规格的标准对比仪表和待测试仪表并将其与可变压氦气舱进行连接，并获取氦气压力舱的初定压力值；
S12：对标准对比仪表进行校准，当校准异常后对其进行更换，并对待测试仪表进行预测试，对达不到密封检测要求的进行筛选；
步骤二：静态检测：
S21：将可变压氦气舱内的氦气压力依次调整至三种压力状态，控制氦气温度为室温，对应三种压力状态下，设定检测时间分别为K1、K2和K3，其中K1＜K2＜K3；
S22：通过氦质谱检漏仪测量标准对比仪表和待测试仪表在不同检测压力下的漏气率，并分别计算得出标准对比仪表和待测试仪表的平均漏气率PBL和PCL；
S23：将PBL和PCL进行对比，同时求取PCL与PBL的差值并将差值与PBL进行比值运算，求得计算偏差系数，并根据计算偏差系数与预设的设定偏差系数的比较结果确定仪表通过静态检测或不通过静态检测；
步骤三：动态检测：
S31：让通过静态测试的待测试仪表继续与可变压氦气舱保持连接状态，使可变压氦气舱内的压力呈正弦周期性变化，变化范围在0至仪表量程值之间，变化周期在2至5分钟之内进行设置；
S32：记录待测试仪表在i个变化周期内漏气率并将其标记为DLi，其中，i=1,2,3……n，求取i个变化周期内的漏气率的标准差，标准差表示漏气率的离散程度，当标准差的大小超出设定阈值，则判定对应仪表工作不稳定，此仪表不合格，否则进入S33；
S33：在S32的基础上，增加三个阶段的温度设定，同时记录变化周期内的漏气率，计算出每个设定温度下的变化周期内的平均漏气率，随着温度升高的趋势，计算温度变化导致的漏气变化率，将漏气变化率与变化率限值进行比较，当漏气变化率超出变化率限值时，判定温度对仪表工作状态影响明显，对应仪表不合格，否则判定仪表合格。
2.根据权利要求1所述的一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，其特征在于，所述可变压氦气舱的外部壳体内埋设有加热管，可变压氦气舱的一侧通过密封管连接有气体压力泵，所述可变压氦气舱内安装有温度控制器。
3.根据权利要求2所述的一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，其特征在于，所述加热管呈U形回路设置，且加热管的输出端连接有水泵，根据温度控制器的示数与当前设定温度比对，对水泵的功率进行调节，控制加热管中流体的流速。
4.根据权利要求1所述的一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，其特征在于，静态检测中K1的大小为K2的二分之一，K2的大小为K3的二分之一。
5.根据权利要求1所述的一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，其特征在于，在动态检测过程中，在可变压氦气舱的底部设置振动测试台，模拟仪表在实际使用环境下的工况，所述振动测试台的振动频率在0-50HZ内任意设置。
6.根据权利要求1所述的一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢仪表密封检测方法，其特征在于，当待测试仪表通过静态检测后，则立即进行动态检测，一个待
测试仪表 的静态检测次数与动态检测次数设置为3次以上。
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