CN113959654A - 一种气密性测试装置及方法 - Google Patents

一种气密性测试装置及方法 Download PDF

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CN113959654A CN202111230591.8A CN202111230591A CN113959654A CN 113959654 A CN113959654 A CN 113959654A CN 202111230591 A CN202111230591 A CN 202111230591A CN 113959654 A CN113959654 A CN 113959654A
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赖桂文
王东琦
谢英伟
蔡勇宾
程文轩
詹承锐
王淋凡
赖婧琳
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
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Abstract

本发明提供了一种气密性测试装置及方法，包括：控制器、进气回路、气密性检测回路，控制器与所述进气回路的控制端、气密性检测回路的控制端电气连接；进气回路的输入端用于连接气压源，进气回路的输出端用于连接标准端的输入端和工件端的输入端，标准端的输出端和工件端的输出端与气密性检测回路的控制端连接；气密性检测回路包括第一检测单元、第二检测单元、以及积分隔断阀，工件端的输出端通过第一检测单元与积分隔断阀的第一端连接，标准端的输出端与积分隔断阀的第二端连接，第二检测单元配置在第一检测单元和所述积分隔断阀之间解决了在对大体积工件微漏测试时，精度无法达到测试需求的问题。

Description

一种气密性测试装置及方法
技术领域
本发明涉及气密性测试领域，特别涉及一种气密性测试装置及方法。
背景技术
气体流量计是自动化控制系统的检测仪表，指示被测流量或在选定的时间间隔内流体总量的仪表，其中，流量计检测方式为：对被测产品进行测试瞬时损失流量的方式进行密封性测试，主要原理为使用流量传感器直接检测产品的泄漏速率，并实时显示出来，流量测量的测量信号与测试容积无关，不同于压力测量中测量信号随着测试容积的增大而减小。
气密性测试中所用的流量测试方法，为直接检测产品的泄漏速率，是测试大体积工件泄漏的重要方式，但此方式在对大体积工件微漏测试时往往精度无法达到测试需求。
有鉴于此，提出本申请。
发明内容
本发明公开了一种气密性测试装置及方法，旨在解决现有技术中，在对大体积工件微漏测试时，精度无法达到测试需求的问题。
本发明第一实施例提供了一种气密性测试装置，包括：控制器、进气回路、气密性检测回路，所述控制器与所述进气回路的控制端、以及气密性检测回路的控制端电气连接；
所述进气回路的输入端用于连接气压源，所述进气回路的输出端用于连接标准端的输入端和工件端的输入端，所述标准端的输出端和工件端的输出端与所述气密性检测回路的控制端连接；
其中，所述气密性检测回路包括第一检测单元、第二检测单元、以及积分隔断阀，所述工件端的输出端通过所述第一检测单元与所述积分隔断阀的第一端连接，所述标准端的输出端与所述积分隔断阀的第二端连接，所述第二检测单元配置在所述第一检测单元和所述积分隔断阀之间。
优选地，所述进气回路包括电磁比例阀、工件端进气阀、以及标准端进气阀；
其中，所述电磁比例阀的输入端用于连接气压源，所述电磁比例阀的输出端与所述工件端进气阀的输入端、以及标准端进气阀的输入端连接，所述工件端进气阀的输出端与所述工件端的输入端连接，所述标准端进气阀的输出端与所述标准端的输入端连接。
优选地，还包括第一排气阀、以及第二排气阀；
其中，所述第一排气阀的输入端连接在所述电磁比例阀的输出端和所述标准端进气阀的输入端之间；
所述第二排气阀的输入端连接在标准端的输出端和所述积分隔断阀的第二端之间。
优选地，所述第一检测单元为流量计；
所述流量计的输出端与所述控制器的输入端电气连接。
优选地，所述第二检测单元为压力传感器；
所述压力传感器的输出端与所述控制器的输入端电气连接。
优选地，所述控制器为PLC控制器。
本发明第二实施例提供了一种气密性测试方法，包括：
控制所述所述进气回路关闭，保持所述积分隔断阀开启，并获取所述第一检测单元在稳压阶段的第一流量数据；
根据所述第一流量数据判断所述工件端是否存在大漏；
若否，关闭所述积分隔断阀，并经过预设隔断时长之后，开启所述气积分隔断阀；
每隔预设时长，获取所属第一检测单元的第二流量数据，调用积分测试模型对所述第二流量数据进行运算，并生成运算结果，其中，所述运算结果用于判定回路的气密性状况。
优选地，所述控制所述所述进气回路关闭，保持所述积分隔断阀开启，并获取所述第一检测单元在稳压阶段的第一流量数据之前，还包括：
开启所述进气回路以及所述积分隔断阀进行充气，并实时获取通过第二检测单元采集到的压力值，其中，所述压力值用于判断回路是否充气完成。
优选地，所述积分测试模型为：
Figure BDA0003315736300000031
令Δt1＝Δt2＝…＝Δtn＝Δt，取
Figure BDA0003315736300000041
其中，J为测试平均流量积分，T1为测试总时间，T2为测试积分时间，n为取样个数，Δt为采样间隔时间，f(ξi)为流量计输出采样读数。
优选地，所述根据所述第一流量数据判断所述工件端是否存在大漏，具体为：
判断所述第一流量数据是否大于预设流量值；
若是，定义工件端存在大漏；
若否，定义工件端不存在大漏。
基于本发明提供的一种气密性测试装置及方法，在充气阶段，所述控制器通过开启所述进气回路、气密性检测回路对回路进行充气，此时所述第二检测单元实时获取回路中的压力值，在所述压力值达到预设值时，关闭所述进气回路，并进入预稳压阶段和预测试阶段，此时，所述第一检测单元实时获取回路中的流量值，在判断到回路无大漏的情况下，进入积分隔断阶段，先关闭所述气密性检测回路，进而进入稳压测试阶段，每隔预设时长读取所述第一检测单元的数值，调用积分测试模型进行测试，其测试结果可以判定工件是否存在泄漏，解决了现有技术中在对大体积工件微漏测试时，精度无法达到测试需求的问题。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种气密性测试装置的气路示意图；
图2是本发明提供的阀门与控制器的通讯示意图；
图3是本发明第一实施例提供的一种气密性测试方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
本发明公开了一种气密性测试装置及方法，旨在解决现有技术中，在对大体积工件微漏测试时，精度无法达到测试需求的问题。
请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供了一种气密性测试装置，包括：控制器13、进气回路、气密性检测回路，所述控制器13与所述进气回路的控制端、以及气密性检测回路的控制端电气连接；
所述进气回路的输入端用于连接气压源1，所述进气回路的输出端用于连接标准端8的输入端和工件端4的输入端，所述标准端8的输出端和工件端4的输出端与所述气密性检测回路的控制端连接；
其中，所述气密性检测回路包括第一检测单元5、第二检测单元6、以及积分隔断阀9，所述工件端4的输出端通过所述第一检测单元5与所述积分隔断阀9的第一端连接，所述标准端8的输出端与所述积分隔断阀9的第二端连接，所述第二检测单元6配置在所述第一检测单元5和所述积分隔断阀9之间。
在本实施例中，所述控制器13可以用来开启和关闭所述气密性检测回路和进气回路，具体地，所述控制器13可以根据所述第一检测单元5和所述第二检测单元6采集到的信号进行动作，所述控制器13还可以连接有一触摸屏，所述触摸屏，可以实现与所述控制器13进行人机交互，当然，还可以在输入端连接按键模块来进行与所述控制器13进行人机交互，这里不做具体限定。
需要说明的是，在本实施例中，所述第一检测单元5可以为流量计，所述第二检测单元6可以为压力传感器，所述流量计的输出端与所述控制器13的输入端电气连接，所述压力传感器的输出端与所述控制器13的输入端电气连接。具体地，所述流量计可以用于实时采集回路中的气体流量，所述压力传感器可以用于实时采集回路中的压力值，应当理解，所述流量计和所述压力传感器采集到信号为模拟量信号，所述控制器13可以连接有A/D模块，用于将模拟量信号转化为数字量信号，其可以在所述触摸屏上实时显示。在其他实施例中，所述第一检测单元5和第二检测单元6还可以采用其他的仪器来获取回路中的参数，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，所述进气回路包括电磁比例阀2、工件端进气阀3、以及标准端进气阀7；
其中，所述电磁比例阀2的输入端用于连接气压源1，所述电磁比例阀2的输出端与所述工件端进气阀3的输入端、以及标准端进气阀7的输入端连接，所述工件端进气阀3的输出端与所述工件端4的输入端连接，所述标准端进气阀7的输出端与所述标准端8的输入端连接。
以下介绍在本实施例中的测试过程：
首先，在充气阶段，可以通过所述控制器13，开启所述电磁比例阀2、工件端进气阀3、以及积分隔断阀9，具体地，外部的气压源1经过过滤器、油雾分离器净化，通过设定好参数的电磁比例阀2，将调压完毕的气体充入气路中，此时，电磁比例阀2、工件端进气阀3、以及积分隔断阀9打开，将一定压力的气体充入工件端和标准端，所述实时监控气路中的压力变化。
预稳压阶段：通过设定的充气时间或者在气路中的压力达到预设值时，所述控制器13控制所述工件端进气阀3、以及标准端进气阀7，此时，所述流量计、工件端与标准端8成闭合气路，为防止充气后的气流冲击震荡，因此需要设定稳压时间。
预测试阶段：通过所述控制器13读取系统稳定后所述流量计的第一流量数据，并根据判别待测工件是否有大漏，若高精度质量流量计示数大于预设流量值，则直接判别为大漏。
积分隔断阶段：所述控制器13在判断到工件端为非大漏工件时，积分隔断阀9关闭，经过预设时长的隔断，即把工件端与标准端隔断一段时间，在此阶段，若工件有微漏，则工件端回路的微小泄漏将在隔断时间内积分累积。
稳压测试阶段：在经过预设时长的隔断后，所述控制器13将所述积分隔断阀9打开，稳压后进行测试。工件端若无泄漏，阀打开之后，流量计示数在零附近，无明显变化；工件端若有泄漏(在隔段时间内的累积积分泄漏)，标准端内的气就会往工件端流动，所述流量计将有明显示数变化(在初始流量基础上加上隔断时间内的累积积分泄漏流量)，在设定好的测试时间T2内将流量计的读数每隔Δt秒读数结果转化为电信号输入所述控制器13，并对取出的读数进行积分计算，计算模型为：
Figure BDA0003315736300000081
令Δt1＝Δt2＝…＝Δtn＝Δt，取
Figure BDA0003315736300000082
其中，J为测试平均流量积分，T1为测试总时间，T2为测试积分时间，n为取样个数，Δt为采样间隔时间，f(ξi)为流量计输出采样读数。积分补偿方法可缩短(T1-T2)测试时间，减少较长测试时间带来系统误差的影响。将该信号处理为相应结果显示在人机交互界面中，并通过设定的泄漏标准，判别结果是否合格，解决了现有技术中在对大体积工件微漏测试时，精度无法达到测试需求的问题。
在本实施例中，还包括第一排气阀10、以及第二排气阀12；
其中，所述第一排气阀10的输入端连接在所述电磁比例阀2的输出端和所述标准端进气阀7的输入端之间；
所述第二排气阀12的输入端连接在标准端的输出端和所述积分隔断阀9的第二端之间。
需要说明的是，所述第一排气阀10、以及第二排气阀12用于在测试结束之后，排出工件端和标准端的大气，使之压力恢复到正常的大气压。
在本实施例中，所述控制器13可以为PLC控制器13。
需要说明的是，所述PLC控制器13在工业环境中的稳定性较好，出现干扰的概率较小，当然，在其他实施例中，还可以采用其他类型的控制器13，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
请参阅图3，本发明第二实施例提供了一种气密性测试方法，包括：
S101，控制所述所述进气回路关闭，保持所述积分隔断阀9开启，并获取所述第一检测单元5在稳压阶段的第一流量数据；
S102，根据所述第一流量数据判断所述工件端是否存在大漏；
S103，若否，关闭所述积分隔断阀9，并经过预设隔断时长之后，开启所述气积分隔断阀9；
S104，每隔预设时长，获取所属第一检测单元5的第二流量数据，调用积分测试模型对所述第二流量数据进行运算，并生成运算结果，其中，所述运算结果用于判定回路的气密性状况。
优选地，所述控制所述所述进气回路关闭，保持所述积分隔断阀9开启，并获取所述第一检测单元5在稳压阶段的第一流量数据之前，还包括：
开启所述进气回路以及所述积分隔断阀9进行充气，并实时获取通过第二检测单元6采集到的压力值，其中，所述压力值用于判断回路是否充气完成。
优选地，所述积分测试模型为：
Figure BDA0003315736300000091
其中，J为测试平均流量积分，T1为测试总时间，T2为测试积分时间，Δt为采样间隔时间，xk为流量计输出采样读数，ε为系统误差。
优选地，所述根据所述第一流量数据判断所述工件端是否存在大漏，具体为：
判断所述第一流量数据是否大于预设流量值；
若是，定义工件端存在大漏；
若否，定义工件端不存在大漏。
基于本发明提供的一种气密性测试装置及方法，在充气阶段，所述控制器13通过开启所述进气回路、气密性检测回路对回路进行充气，此时所述第二检测单元6实时获取回路中的压力值，在所述压力值达到预设值时，关闭所述进气回路，并进入预稳压阶段和预测试阶段，此时，所述第一检测单元5实时获取回路中的流量值，在判断到回路无大漏的情况下，进入积分隔断阶段，先关闭所述气密性检测回路，进而进入稳压测试阶段，每隔预设时长读取所述第一检测单元5的数值，调用积分测试模型进行测试，其测试结果可以判定工件是否存在泄漏，解决了现有技术中在对大体积工件微漏测试时，精度无法达到测试需求的问题。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气密性测试装置，其特征在于，包括：控制器、进气回路、气密性检测回路，所述控制器与所述进气回路的控制端、以及气密性检测回路的控制端电气连接；
所述进气回路的输入端用于连接气压源，所述进气回路的输出端用于连接标准端的输入端和工件端的输入端，所述标准端的输出端和工件端的输出端与所述气密性检测回路的控制端连接；
其中，所述气密性检测回路包括第一检测单元、第二检测单元、以及积分隔断阀，所述工件端的输出端通过所述第一检测单元与所述积分隔断阀的第一端连接，所述标准端的输出端与所述积分隔断阀的第二端连接，所述第二检测单元配置在所述第一检测单元和所述积分隔断阀之间。
2.根据权利要求1所述的一种气密性测试装置，其特征在于，所述进气回路包括电磁比例阀、工件端进气阀、以及标准端进气阀；
其中，所述电磁比例阀的输入端用于连接气压源，所述电磁比例阀的输出端与所述工件端进气阀的输入端、以及标准端进气阀的输入端连接，所述工件端进气阀的输出端与所述工件端的输入端连接，所述标准端进气阀的输出端与所述标准端的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种气密性测试装置，其特征在于，还包括第一排气阀、以及第二排气阀；
其中，所述第一排气阀的输入端连接在所述电磁比例阀的输出端和所述标准端进气阀的输入端之间；
所述第二排气阀的输入端连接在标准端的输出端和所述积分隔断阀的第二端之间。
4.根据权利要求2所述的一种气密性测试装置，其特征在于，所述第一检测单元为流量计；
所述流量计的输出端与所述控制器的输入端电气连接。
5.根据权利要求2所述的一种气密性测试装置，其特征在于，所述第二检测单元为压力传感器；
所述压力传感器的输出端与所述控制器的输入端电气连接。
6.根据权利要求2所述的一种气密性测试装置，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
7.一种气密性测试方法，其特征在于，包括：
控制所述所述进气回路关闭，保持所述积分隔断阀开启，并获取所述第一检测单元在稳压阶段的第一流量数据；
根据所述第一流量数据判断所述工件端是否存在大漏；
若否，关闭所述积分隔断阀，并经过预设隔断时长之后，开启所述气积分隔断阀；
每隔预设时长，获取所属第一检测单元的第二流量数据，调用积分测试模型对所述第二流量数据进行运算，并生成运算结果，其中，所述运算结果用于判定回路的气密性状况。
8.根据权利要求7所述的一种气密性测试方法，其特征在于，所述控制所述所述进气回路关闭，保持所述积分隔断阀开启，并获取所述第一检测单元在稳压阶段的第一流量数据之前，还包括：
开启所述进气回路以及所述积分隔断阀进行充气，并实时获取通过第二检测单元采集到的压力值，其中，所述压力值用于判断回路是否充气完成。
9.根据权利要求7所述的一种气密性测试方法，其特征在于，所述积分测试模型为：
Figure FDA0003315736290000031
令Δt1＝Δt2＝…＝Δtn＝Δt，取
Figure FDA0003315736290000032
其中，J为测试平均流量积分，T1为测试总时间，T2为测试积分时间，n为取样个数，Δt为采样间隔时间，f(ξi)为流量计输出采样读数。
10.根据权利要求7所述的一种气密性测试方法，其特征在于，所述根据所述第一流量数据判断所述工件端是否存在大漏，具体为：
判断所述第一流量数据是否大于预设流量值；
若是，定义工件端存在大漏；
若否，定义工件端不存在大漏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114018504A (zh) * 2021-11-03 2022-02-08 厦门理工学院 一种气密性测试装置及方法
CN115014744A (zh) * 2022-06-29 2022-09-06 厦门理工学院 一种基于排气时间确定分布式小孔出水效果的检测装置
CN115014744B (zh) * 2022-06-29 2024-05-31 厦门理工学院 一种基于排气时间确定分布式小孔出水效果的检测装置

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CN115014744A (zh) * 2022-06-29 2022-09-06 厦门理工学院 一种基于排气时间确定分布式小孔出水效果的检测装置
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