CN113390576A - 一种压力传感器泄露测试装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力传感器泄露测试装置及操作方法，包括台架、氦质谱检测仪和氦气源；台架的安装台面上设置有若干传感器测试工位，安装台面下包括电控机柜和真空泵柜；传感器测试工位分别管路连接氦质谱检测仪、氦气源和真空泵柜；电控机柜电连接传感器测试工位、真空泵柜、氦质谱检测仪和氦气源。待检测压力传感器放置于传感器检测工位上，氦气源向传感器检测工位中注入氦气，真空泵柜对传感器检测工位进行抽真空，使得待检测压力传感器两侧形成压力差，并利用氦质谱仪检测待检测传感器抽真空一侧是否有氦气存在，如果存在，则说明待检测压力传感器存在泄漏情况。通过电控机柜同时控制若干个传感器检测工位进行检测，提高了工厂的检测效率。

Description

一种压力传感器泄露测试装置及操作方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，更具体的说是涉及一种压力传感器泄露测试装置及操作方法。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，广泛应用于汽车、交通运输、智能建筑、机械设备、生产自控等众多行业。在压力传感器的封装过程中，需要确认其封装的密封性，以免在应用过程中被测压力介质经由传感器本体发生泄露。泄露测试时将传感器的压力介质接口通过密封螺纹或密封圈安装到标准氦质谱检测仪的测量接口，从而在传感器的压力介质接口和氦质谱仪的测量接口之间形成一个对外界密封的空间。氦质谱仪内置的真空泵会通过测量接口制造负压，使对外界密封空间处于负压状态。在测试过程中，在传感器外部四周“喷淋”氦气。如果传感器本身不密封，由于负压状态，外部的氦气会被吸入到氦质谱仪中。如果氦质谱仪探测到氦元素，就证明传感器发生了泄露；反之，就证明传感器封装良好，并未发生泄露。

随着人力成本的逐步提高，越来越多的企业开始重视提升生产效率。目前的压力传感器泄露测试，通常利用标准氦质谱检测仪，通过手工装载被测产品，来实现单件产品的逐一测试。单件检测的做法，产品装载时间长，测试时间也长，故而效率低下，导致泄露测试工位成为整个压力传感器制造过程中的“瓶颈”工位。同时标准氦质谱检测仪厂家并没针对压力传感器泄露测试，开发出效率较高的专用批量自动化检测装置或设备，仅仅使用于单间检测。

因此，如何提高压力传感器泄露测试的效率，实现批量测试是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种压力传感器泄露测试装置及操作方法，包括台架、氦质谱检测仪和氦气源；台架的安装台面上设置有若干传感器测试工位，安装台面下包括电控机柜和真空泵柜；传感器测试工位分别管路连接氦质谱检测仪、氦气源、和真空泵柜；电控机柜电连接传感器测试工位、真空泵柜、氦质谱检测仪和氦气源。待检测压力传感器放置于传感器检测工位上，氦气源向传感器检测工位中待检测压力传感器一侧注入氦气，另一侧利用真空泵柜进行抽真空操作，使得在待检测压力传感器两侧形成压力差，并氦质谱仪检测待检测传感器抽真空一侧是否有氦气存在，如果存在，则说明待检测压力传感器存在泄漏情况，如果不存在则说明待检测压力传感器产品性能良好。通过电控机柜同时控制若干个传感器检测工位检测多组待检测压力传感器，提高了工厂的检测效率，有益于压力传感器的批量生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压力传感器泄露测试装置，包括：台架、氦质谱检测仪和氦气源；所述台架的安装台面上设置有若干传感器测试工位，所述安装台面下包括电控机柜和真空泵柜；所述传感器测试工位分别管路连接所述氦质谱检测仪、所述氦气源、和所述真空泵柜；所述电控机柜电连接所述传感器测试工位、所述真空泵柜、所述氦质谱检测仪和所述氦气源。

优选的，所述电控机柜包括控制模块，所述控制模块电连接所述传感器测试工位、所述真空泵柜和所述氦气源。

优选的，所述传感器测试工位包括气体注入室、气体检测室、气缸、气缸控制阀、检测室控制阀和密封垫圈；所述气体注入室依次通过所述气缸和所述气缸控制阀与所述控制模块电连接；所述气缸控制阀和所述检测室控制阀电连接所述控制模块；所述气体检测室通过所述检测室控制阀与所述真空泵柜、所述氦质谱检测仪管路连接；所述气体注入室在所述气缸带动下与所述气体检测室合模密封；待检测压力传感器放置于所述气体注入室与所述气体检测室合模连接处，放置所述待检测压力传感器的所述气体检测室接口处设置有所述密封垫圈。

优选的，所述氦气源包括氦气瓶、充气阀和数字压力表；所述氦气瓶通过所述充气阀管路连接所述气体注入室；所述充气阀电连接所述控制模块；所述数字压力表安装在所述氦气瓶与所述充气阀之间。

优选的，所述真空泵柜包括真空泵、预抽阀和数字真空表；所述真空泵通过所述预抽阀管路连接所述检测室控制阀；所述预抽阀电连接所述控制模块；所述数字真空表安装在所述真空泵与所述预抽阀之间。

优选的，所述氦质谱检测仪还设置有检漏阀；所述氦质谱检测仪通过所述检漏阀管路连接所述检测室控制阀；所述检漏阀电连接所述控制模块。

优选的，所述装置还包括压缩空气源，所述压缩空气源包括压缩空气瓶和压缩空气阀，所述压缩空气瓶通过所述压缩空气阀管路连接所述气体检测室；所述压缩空气阀电连接所述控制模块。测试完成后，关闭所有电磁阀，打开所述压缩空气阀，清除所述气体检测室中可能残留的氦气，完成后再关闭所述压缩空气阀，保证测试的准确性。

优选的，若干所述传感器测试工位分为测试一区和测试二区，所述测试一区和所述测试二区交替进行测试工作。所述测试一区完成一次测试后，对所述测试二区执行同上操作，进行二区的泄漏测试，在执行所述测试二区测试的同时，卸载及重新装载所述测试一区的被测压力传感器，重复循环轮流操作执行所述测试一区与所述测试二区的泄漏测试，减少了氦质谱检测仪待机时间，提升了检测效率。

优选的，所述气缸控制阀、所述检测室控制阀、所述预抽阀、所述检漏阀、所述充气阀和所述压缩空气阀均为电磁阀。

压力传感器泄露测试装置操作方法，具体过程如下：

步骤1：将测试台面上的传感器测试工位分为测试一区和测试二区，设备上电，所有电磁阀保持关闭；首先选取所述测试一区进行检测；

步骤2：每个所述传感器测试工位的气体检测室固定在测试台面上，测试时，将待检测压力传感器的压力接口朝下、电气接口朝上，放置在气体检测室的密封圈上，所述测试台面下部左边固定的电控机柜内置的控制模块通过气缸控制阀控制气缸并带动所述气体注入室下行，与所述气体检测室合模；

步骤3：所述控制模块控制充气阀打开，同时向所述气体注入室注入氦气，如果被测压力传感器有泄露，氦气会通过泄漏点，扩散到气体检测室中；

步骤4：所述控制模块控制预抽阀打开，且控制检测室控制阀同时打开，通过所述测试台面下部右边固定的真空泵柜内置的真空泵将所述气体检测室中空气抽离，从而使其处于接近真空的负压状态；

步骤5：所述控制模块控制所述预抽阀关闭，再控制检漏阀打开，然后通过氦质谱检漏仪，检测是否有氦元素；如果检测到氦元素，说明所述气体检测室中有氦气，进而说明所述待检测测压力传感器内部封装存在泄露点；反之，说明封装良好、无泄漏；

步骤6：测试完成后，关闭所有所述电磁阀，打开压缩空气阀，清除所述气体检测室中可能残留的氦气，完成后再关闭所述压缩空气阀；

步骤7：选取所述测试二区重复循环执行所述步骤2至所述步骤6的操作，所述测试一区与所述测试二区轮流操作。

优选的，当所述待检测压力传感器的批次泄露率较高时，也可调整测试程序，首先依次对所述传感器测试工位气体检测室抽负压，再通过氦质谱检漏仪依次对所述传感器测试工位检漏，从而精确识别具有不良检测结果的所述传感器测试工位。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种压力传感器泄露测试装置及操作方法，在装置台架的安装台面上设置有若干传感器检测工位，分为测试一区和测试二区，进行交替检测，每组传感器检测工位设置有气体注入室和气体检测室，待检测传感器放置于气体注入室和气体检测室之间，气体注入室在气缸的作用下与气体检测室扣合，形成密封模具，其中气缸由电控机柜内控制模块电连接的气缸控制阀控制启动；在安装台面下设置有真空泵柜和压缩空气源，真空泵柜中的真空泵通过预抽阀连接气体检测室，同时预抽阀由控制模块控制；压缩空气源的压缩空气瓶通过压缩空气阀连接气体检测室，同时压缩空气阀由控制模块控制；气体注入室连接有氦气源，其中的氦气瓶通过充气阀与气体注入室连接，充气阀由控制模块控制；氦质谱仪连接检测气体检测室内是否存在氦气。通过电控机柜点控制、若干传感器检测工位交替进行检测工作，大大提高了压力传感器泄露检测的工作效率，有益于克服压力传感器批量生产瓶颈。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的压力传感器泄露测试装置连接结构示意图；

图2附图为本发明提供的压力传感器泄露测试装置电路示意图。

1-氦质谱检测仪，2-氦气瓶，311-气体注入室，312-气体检测室，313-密封垫圈，314-气缸，4-真空泵，5-压缩空气瓶，6-待检测压力传感器，7-数字真空表，8-数字压力表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种压力传感器泄露测试装置，包括：台架、氦质谱检测仪1和氦气源；台架的安装台面上设置有若干传感器测试工位，安装台面下包括电控机柜和真空泵柜；

传感器测试工位分别管路连接氦质谱检测仪1、氦气源、和真空泵柜；电控机柜电连接传感器测试工位、真空泵柜、氦质谱检测仪1和氦气源。

为了进一步优化上述技术方案，电控机柜包括控制模块，控制模块电连接传感器测试工位、真空泵柜和氦气源。

为了进一步优化上述技术方案，传感器测试工位包括气体注入室311、气体检测室312、气缸314、气缸控制阀、检测室控制阀和密封垫圈313；气体注入室311依次通过气缸314和气缸控制阀与控制模块电连接；气缸控制阀和检测室控制阀电连接控制模块；气缸控制阀用于分别控制各个气缸314的运动，也可配合位置开关实现闭环控制；

气体检测室312通过检测室控制阀与真空泵柜、氦质谱检测仪1管路连接；

气体注入室311在气缸314带动下与气体检测室312合模密封；待检测压力传感器6放置于气体注入室311与气体检测室312合模连接处，放置待检测压力传感器6的气体检测室312接口处设置有密封垫圈313。密封垫圈313使气体检测室312与气体注入室311合模后成为独立区域，即待检测压力传感器6的外部空间被隔离成两个区域，其电气接口部分属于气体注入室311区域，其压力接口部分属于气体检测室312区域。待检测压力传感器6电气接口端未与外界密封，氦气瓶2中的氦气可以通过气体注入室311进入待检测压力传感器6内部；待检测压力传感器6压力接口端接触气体检测室312，相当于应用环境中的压力介质腔，但由于其内部存在密封结构，氦气不会通过压力接口泄漏到气体检测室312。

为了进一步优化上述技术方案，氦气源包括氦气瓶2、充气阀和数字压力表8；氦气瓶2通过充气阀管路连接气体注入室311；充气阀电连接控制模块；数字压力表8安装在氦气瓶2与充气阀之间。充气阀用于具体控制氦气瓶与各个气体注入室311的连接，充气阀和数字压力表8用于控制和监测氦气瓶2的输出氦气压力，从而保证测量的一致性。

为了进一步优化上述技术方案，氦质谱检测仪1还设置有检漏阀；氦质谱检测仪1通过检漏阀管路连接检测室控制阀；检漏阀电连接控制模块。氦质谱检测仪1通过电磁阀与各个气体检测室312连通，检测其中是否存在氦气成分。

为了进一步优化上述技术方案，真空泵柜包括真空泵4、预抽阀和数字真空表7；真空泵4通过预抽阀管路连接检测室控制阀；预抽阀电连接控制模块；数字真空表7安装在真空泵4与预抽阀之间。真空泵4用于抽取管路中的空气，为各个气体检测室312提供一个接近于真空的负压环境。数字真空表7配合真空泵4，用于监控管路的负压状态，当负压达到一个定值时，预抽阀关闭，检漏阀打开。

为了进一步优化上述技术方案，气体检测室312分别通过检测室控制阀与真空泵4或氦质谱检测仪连接。当预抽阀打开时，气体检测室312与真空泵4连接；当检漏阀打开时，气体检测室312与氦质谱检测仪1连接。

为了进一步优化上述技术方案，装置还包括压缩空气源，压缩空气源包括压缩空气瓶5和压缩空气阀，压缩空气瓶5通过压缩空气阀管路连接气体检测室312；压缩空气阀电连接控制模块。

为了进一步优化上述技术方案，若干传感器测试工位分为测试一区和测试二区，测试一区和测试二区交替进行测试工作。

压力传感器泄露测试装置操作方法，具体过程如下：

S1：将测试台面上的传感器测试工位分为测试一区和测试二区，设备上电，所有电磁阀保持关闭；首先选取测试一区进行检测；

S2：每个传感器测试工位的气体检测室312固定在测试台面上，测试时，将待检测压力传感器6的压力接口朝下、电气接口朝上，放置在气体检测室312的密封圈313上，测试台面下部左边固定的电控机柜内置的控制模块通过气缸控制阀控制气缸314并带动气体注入室311下行，与气体检测室312合模；

S3：控制模块控制充气阀打开，同时向气体注入室311注入氦气；

S4：控制模块控制预抽阀打开，且控制检测室控制阀同时打开，通过测试台面下部右边固定的真空泵柜内置的真空泵4将气体检测室312中空气抽离，令气体检测室312处于真空的负压状态；

S5：控制模块控制预抽阀关闭，再控制检漏阀打开，然后通过氦质谱检测仪1，检测是否有氦元素；如果检测到氦元素，说明气体检测室312中有氦气，进而说明待检测压力传感器6内部封装存在泄露点；反之，说明封装良好、无泄漏；

S6：测试完成后，关闭所有电磁阀，打开压缩空气阀，清除气体检测室312中可能残留的氦气，完成后再关闭压缩空气阀；

S7：选取测试二区重复循环执行S2至S6的操作，测试一区与测试二区轮流操作。

为了进一步优化上述技术方案，当待检测压力传感器6的批次泄露率较高时，调整测试程序，首先依次对传感器测试工位的气体检测室312抽负压，再通过氦质谱检测仪1依次对传感器测试工位检漏，从而精确识别具有不良检测结果的传感器测试工位。

实施例

装置设置有六组传感器测试工位，分为测试一区和测试二区，一区气缸控制阀包括气缸控制阀15-17，充气阀包括充气阀21-23，压缩空气阀包括压缩空气阀27-29，检测室控制阀包括检测室控制阀33-35；二区气缸控制阀包括气缸控制阀18-20，充气阀包括充气阀24-26，压缩空气阀包括压缩空气阀30-32，检测室控制阀包括检测室控制阀36-38；预抽阀包括预抽阀41-42；检漏阀包括检漏阀11-12；上述所有控制阀为电磁阀，所有控制阀均与控制模块连接，由控制模块控制，控制模块采用可编程控制器FP7。

六组传感器测试工位的充气阀21-26与氦气瓶连接的总路线之间设置有数字压力表8；真空泵4与预抽阀41-42连接的总路线之间设置有数字真空表7。

真空泵4经过电磁阀9和数字真空表7分为两路，分别通过预抽阀41连接测试一区的检测室控制阀33-35和检漏阀12，通过预抽阀42连接测试二区的检测室控制阀36-38和检漏阀11；检漏阀11和检漏阀12均连接氦质谱检测仪1。电磁阀43是真空泵4抽负压管路的总控制开关，在测试过程中通常保持打开的状态。

气缸控制阀15-20分别连接一个气缸314，且均连接控制模块，受控制模块控制，气缸314带动气体注入室311下行，从而实现与气体检测室312合模；充气阀21-26分别连接在氦气瓶2和各气体注入室311之间；压缩空气阀27-32分别连接在压缩空气瓶6和各气体检测室312之间；检测室控制阀33-35一端分别连接测试一区的三个气体检测室312，另一端均连接预抽阀41和检漏阀12；压缩空气阀36-38一端分别连接测试二区的三个气体检测室312，另一端均连接预抽阀42和检漏阀11。

本发明实现了压力传感器批量泄漏测试，解决了批量生产中压力传感器泄漏测试效率低下的问题。与原手工测试方式相比，采用自动加载被测工件及自动测试的方式，因此大大缩短了测试时间，从而使得泄漏测试不再是制造过程中的瓶颈工位。同时，集成了压力监测、真空监测功能以及残留氦气清除功能，有效防止了误判情况的发生。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，包括：台架、氦质谱检测仪(1)和氦气源；所述台架的安装台面上设置有若干传感器测试工位，所述安装台面下包括电控机柜和真空泵柜；

所述传感器测试工位分别管路连接所述氦质谱检测仪(1)、所述氦气源、和所述真空泵柜；所述电控机柜电连接所述传感器测试工位、所述真空泵柜、所述氦质谱检测仪(1)和所述氦气源。

2.根据权利要求1所述的一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，所述电控机柜包括控制模块，所述控制模块电连接所述传感器测试工位、所述真空泵柜和所述氦气源。

3.根据权利要求2所述的一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，所述传感器测试工位包括气体注入室(311)、气体检测室(312)、气缸(314)、气缸控制阀、检测室控制阀和密封垫圈(313)；所述气体注入室(311)依次通过所述气缸(314)和所述气缸控制阀与所述控制模块电连接；所述气缸控制阀和所述检测室控制阀电连接所述控制模块；

所述气体检测室(312)通过所述检测室控制阀与所述真空泵柜、所述氦质谱检测仪(1)管路连接；

所述气体注入室(311)在所述气缸(314)带动下与所述气体检测室(312)合模密封；待检测压力传感器(6)放置于所述气体注入室(311)与所述气体检测室(312)合模连接处，放置所述待检测压力传感器(6)的所述气体检测室(312)接口处设置有所述密封垫圈(313)。

4.根据权利要求3所述的一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，所述氦气源包括氦气瓶(2)、充气阀和数字压力表(8)；所述氦气瓶(2)通过所述充气阀管路连接所述气体注入室(311)；所述充气阀电连接所述控制模块；所述数字压力表(8)安装在所述氦气瓶(2)与所述充气阀之间。

5.根据权利要求3所述的一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，所述真空泵柜包括真空泵(4)、预抽阀和数字真空表(7)；所述真空泵(4)通过所述预抽阀管路连接所述检测室控制阀；所述预抽阀电连接所述控制模块；所述数字真空表(7)安装在所述真空泵(4)与所述预抽阀之间。

6.根据权利要求3所述的一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，所述氦质谱检测仪(1)还设置有检漏阀；所述氦质谱检测仪(1)通过所述检漏阀管路连接所述检测室控制阀；所述检漏阀电连接所述控制模块。

7.根据权利要求3所述的一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，所述装置还包括压缩空气源，所述压缩空气源包括压缩空气瓶(5)和压缩空气阀，所述压缩空气瓶(5)通过所述压缩空气阀管路连接所述气体检测室(312)；所述压缩空气阀电连接所述控制模块。

8.根据权利要求1所述的一种压力传感器泄露测试装置，其特征在于，若干所述传感器测试工位分为测试一区和测试二区，所述测试一区和所述测试二区交替进行测试工作。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的压力传感器泄露测试装置操作方法，其特征在于，具体过程如下：

步骤1：将测试台面上的传感器测试工位分为测试一区和测试二区，设备上电，所有电磁阀保持关闭；首先选取所述测试一区进行检测；

步骤2：每个所述传感器测试工位的气体检测室(312)固定在测试台面上，测试时，将待检测压力传感器(6)的压力接口朝下、电气接口朝上，放置在气体检测室(312)的密封圈(313)上，所述测试台面下部左边固定的电控机柜内置的控制模块通过气缸控制阀控制气缸(314)并带动所述气体注入室(311)下行，与所述气体检测室(312)合模；

步骤3：所述控制模块控制充气阀打开，同时向所述气体注入室(311)注入氦气；

步骤4：所述控制模块控制预抽阀打开，且控制检测室控制阀同时打开，通过所述测试台面下部右边固定的真空泵柜内置的真空泵(4)将所述气体检测室(312)中空气抽离，令所述气体检测室(312)处于真空的负压状态；

步骤5：所述控制模块控制所述预抽阀关闭，再控制检漏阀打开，然后通过氦质谱检测仪(1)，检测是否有氦元素；如果检测到氦元素，说明所述气体检测室(312)中有氦气，进而说明所述待检测压力传感器(6)内部封装存在泄露点；反之，说明封装良好、无泄漏；

步骤6：测试完成后，关闭所有所述电磁阀，打开压缩空气阀，清除所述气体检测室(312)中可能残留的氦气，完成后再关闭所述压缩空气阀；

步骤7：选取所述测试二区重复循环执行所述步骤2至所述步骤6的操作，所述测试一区与所述测试二区轮流操作。

10.根据权利要求9所述的压力传感器泄露测试装置操作方法，其特征在于，当所述待检测压力传感器(6)的批次泄露率较高时，调整测试程序，首先依次对所述传感器测试工位的所述气体检测室(312)抽负压，再通过所述氦质谱检测仪(1)依次对所述传感器测试工位检漏，从而精确识别具有不良检测结果的所述传感器测试工位。

Images