CN114791341B - 一种气密性检测方法及检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气密性检测方法及检测仪，涉及气密检测技术领域，解决了现有技术中存在的气密性检测方法得出的结果不精确还可能误判的技术问题。该气密性检测方法包括参数设置，预充气阶段，预稳压阶段，预稳压之后判断P2与P_min的大小关系，若P2＜P_min，进行复充气，并且对复充气稳压后再次的系统气压再次判定与P_min的大小关系，经过多次充气后再进行测试。采用此种方法来避免预充气、稳压过后工件内系统气压降低，导致测试前的起始气压低于规定值，而使最终检测数据不准确甚至是误判的问题。

Description

一种气密性检测方法及检测仪

技术领域

本发明涉及气密检测技术领域，尤其是涉及一种气密性检测方法及检测仪。

背景技术

某些汽车配件，特别是新能源汽车配件，如电池包总成、高压控制盒、整车控制器、配电盒等，有严格的IP防护等级要求。在对这些配件进行售后维护时，需要进行气密性检测，防止由于水或粉尘的侵入，造成内部电子元件或零部件的损坏。

现有的气密性检测仪检测步骤一般分为充气、稳压、检测和排气四个阶段。厂家会给出测试标准，也就是规定被测工件的测试起始气压、测试时间和在这个起始气压下的泄露限值。

充气阶段，将被测工件的测试孔与气密性检测仪连接，气密性检测仪通过测试孔对工件进行充气，达到测试起始气压后停止充气；

稳压阶段，关闭气路，经过一段时间的稳压，使工件内部气压稳定。

检测阶段，测量经过规定的测试时间后的终止气压。如果测试起始气压与终止气压的差值（泄露值）小于泄露限值，则工件气密性通过；如果泄露值大于泄露限值，则工件气密性不通过。

放气阶段，系统对工件进行放气，测试结束。

现有的气密性检测仪检测时由于被测工件的测试孔本身具有预压力，且大多测试孔孔径较小，在对工件进行充气时会产生较大气阻。现有的气密性检测仪的检测方法，对稳压后的起始气压没有判断，如果按照厂家给定的测试起始气压充气，待稳压后，实际起始气压会小于规定值，导致测出的泄露值偏小，数据无效，结果误判；如果增大充气气压，充入工件的瞬时气压会大于测试气压甚至超过工件的承压范围，导致工件变形甚至失效。因此目前所采用的气密性检测方法往往得出的检测结果不够精确，还存在着误判的可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气密性检测方法及检测仪，解决了现有技术中存在的气密性检测方法得出的结果不精确还可能误判的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的气密性检测方法，包括：

参数设置，在控制板内预设测试气压上限P_max、测试气压下限P_min；

预充气阶段，对工件进行预充气，系统压力为P1时停止充气；

预稳压阶段，工件静置稳压时间，稳压后系统气压为P2；

判断P2与P_min的大小关系：

若P2＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2＜P_min，则进入复充气阶段，复充气截止气压为P1^，=P_max+（Pmin-P2），进行充气计数，充气次数加1，进行二次稳压后系统气压为P2^，；

判断P2^，与Pmin的大小关系：

若P2^，＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2^，＜P_min，则判断充气次数是否小于预设数值；若是，则再次进入所述复充气阶段；若否，则输出工件严重泄漏的测试结果。

优选地，还包括放气阶段，输出测试结果后进入所述放气阶段。

优选地，所述充气次数的预设数值为5。

优选地，所述参数设置，在控制板内预设稳压时间Sh、测试时间St以及泄露限值ΔP。

本发明提供的一种检测仪，包括充放气组件、气压传感器、控制板以及电源模块，所述充放气组件、所述气压传感器以及所述电源模块均与所述控制板连接。

优选地，所述充放气组件包括气泵、第一电磁阀、转接头、气管以及第二电磁阀，所述第一电磁阀的进气端与所述气泵通过所述气管连接，所述第一电磁阀的出气端与所述转接头通过所述气管连接，所述第二电磁阀的进气端与所述气管连接，所述第二电磁阀的出气端与大气连通。

优选地，所述第一电磁阀、所述气泵以及所述第二电磁阀均与所述控制板连接。

优选地，还包括显示屏及具有按键的操作面板，所述显示屏通过显示驱动与所述控制板连接，所述操作面板与所述控制板连接。

优选地，所述气压传感器包括三通头、扩散硅芯体、膜片、气门以及压力弹簧，所述三通头的第一通气口直接与大气连通，所述三通头的第二通气口内设置所述膜片与所述扩散硅芯体，所述膜片设置在所述扩散硅芯体朝向所述三通头内部的一端，所述三通头的第三通气口内设置所述气门和所述压力弹簧，所述气门封堵在所述第三通气口靠近所述三通头内部的一端，所述压力弹簧设置在所述气门与所述第三通气口远离所述三通头的一端，所述压力弹簧处于压缩状态。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

在预稳压阶段后，判断P2与P_min的大小关系：

若P2＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2＜P_min，则进入复充气阶段，复充气截止气压为P1^，=P_max+（Pmin-P2），进行充气计数，充气次数加1，进行再次稳压，再次稳压后系统气压为P2^，；

判断P2^，与Pmin的大小关系：

若P2^，＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2^，＜P_min，则判断充气次数是否小于预设数值；若是，则再次进入所述复充气阶段；若否，则输出工件严重泄漏的测试结果。

如此通过反复充气的方式来使测试前的初始气压保持在初始气压设定范围内，避免初始预稳压之后初始气压降低而影响最终检测数据的问题，提高气密性检测的精度，避免出现误判。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的气密性检测方法流程图；

图2是本发明实施例提供的检测仪气路板层结构示意图；

图3是本发明实施例提供的检测仪电气板层结构示意图；

图4是本发明实施例提供的控制原理示意图；

图5是本发明实施例提供的检测仪连接状态示意图；

图6是本发明实施例提供的气压传感器结构示意图。

图中1、充放气组件；2、气压传感器；3、控制板；4、电源模块；5、气泵；6、第一电磁阀；7、转接头；8、气管；9、第二电磁阀；10、显示屏；11、操作面板；12、显示驱动；13、三通头；14、扩散硅芯体；15、膜片；16、气门；17、压力弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明的具体实施例提供了一种气密性检测方法，包括

参数设置，在控制板内预设测试气压上限P_max、测试气压下限P_min；

预充气阶段，对工件进行预充气，系统压力为P1时停止充气；

预稳压阶段，工件静置稳压时间，稳压后系统气压为P2；

判断P2与P_min的大小关系：

若P2＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2＜P_min，则进入复充气阶段，复充气截止气压为P1^，=P_max+（P_min-P2），进行充气计数，充气次数加1，进行再次稳压，再次稳压后系统气压为P2^，；

判断P2^，与P_min的大小关系：

若P2^，＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2^，＜P_min，则判断充气次数是否小于预设数值；若是，则再次进入所述复充气阶段；若否，则输出工件严重泄漏的测试结果。

结合附图1，在进行参数设置时，需预设测试气压上限P_max、测试气压下限P_min、预设稳压时间Sh、测试时间St以及泄露限值ΔP等数值，在参数设置完成后进入预充气阶段，通过连接在工件上的检测仪对工件进行充气，充气过程中气压传感器2实时地反馈工件的气压，当系统压力为P1时停止充气，此时完成预充气阶段。

预充气完成后，进入预稳压阶段后，工件静置一定的时间完成预稳压，此一定的时间为预设在控制板内的稳压时间Sh，当经过压时间Sh之后，测得此时工件内系统压力，此时系统压力设定P2。

判断P2与P_min的大小关系：

若P2＞P_min，说明此时工件内系统的压力在厂家给出的测试气压范围之内，则进入测试阶段，此时P2值为起始气压，测试完成后输出测试结果。

测试阶段，包括让工件静置规定的测试时间St，然后测得静置之后的终止气压，然后判断终止气压与起始气压的差值与预设在控制板内的泄露限值ΔP之间的关系，若差值大于ΔP则输出工件气密性不通过的信息，若差值小于ΔP则输出工件气密性通过的信息。

若P2＜P_min，说明此时工件内系统的压力不在厂家给出的测试气压范围之内，不能作为测试的起始气压，此时需要进行复充气，进入复充气阶段，控制板3计算一个充气偏移量δP=(P_min-P2)，复充气时，则需要此时的P1^，=P_max+δP，此种情况是增加一个稳压阶段失去的气压，当气压达到P1^，时截止充气，此时计算一个充气计数，此次充气后充气的次数为N+1，例如在第一个复充气阶段时，充气次数为2。复充气之后再进入二次稳压阶段，实时监测工件内的系统气压P2^，。

得到P2^，后，为防止稳压过程降低过多气压，为此还需判断P2^，与P_min的大小关系：

若P2^，＞P_min，则进入如上的测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2^，＜P_min，说明此时的气压还是不符合测试气压要求的，为了避免工件严重泄漏导致气压降低问题，为此需要判断充气次数是否小于预设数值；若是，则再次进入所述复充气阶段；若否，则输出工件严重泄漏的测试结果。此预设值可以是3、4、5、6、7等，当经过几次的复充气后的系统气压数值还是小于P_min，则说明此时工件严重泄露。

此种检测方法中，经过两次或者两次以上的充气阶段进行充气，如此可以避免稳压阶段气压降低之后不符合给定的起始气压要求的问题，最终可以避免最终测试数据不准确甚至出现误判的问题。

在输出测试结果之后进入放气阶段，通过检测仪对工件放气。

本申请还提供了一种检测仪，包括充放气组件1、气压传感器2、控制板3以及电源模块4，充放气组件1、气压传感器2以及电源模块4均与控制板3连接。

充放气组件1，用于实现对工件的充气与放气，气压传感器2用于实时监测工件内部的气压情况，并将监测到的气压信息传输给控制板3，控制板3内预设控制程序，电源模块4为检测仪提供电源，可以采用电池组件，配置在检测仪内的电源模块4为其供电，可以实现检测仪的可以移动性，方便操作人员对工件气密性的检测，避免来回搬运待检测工件。

一个实施例中，充放气组件1包括气泵5、第一电磁阀6、转接头7、气管8以及第二电磁阀9，第一电磁阀6的进气端与气泵5通过气管8连接，第一电磁阀6的出气端与转接头7通过气管8连接，第二电磁阀9的进气端与气管8连接，第二电磁阀9的出气端与大气连通。

结合附图2，其中气泵5提供灌注气体的动力，转接头7设置在检测仪的外壳上用于连接外接气管，外接气管可以直接连接到工件的检测口处，第一电磁阀6连接气泵5和转接头7，气泵5提供的气体通过第一电磁阀6和转接头7之后进入到工件内。而第二电磁阀9连接在气管8上，其连接位置可以是在第一电磁阀6与气泵5之间的气管8，也可以是第一电磁阀6和转接头7之间的气管8上。在充气时第二电磁阀9关闭，第一电磁阀6打开。若第二电磁阀9设置在第一电磁阀6与气泵5之间的气管8上，若放气则需要第一电磁阀6和第二电磁阀9同时打开。若第二电磁阀9设置在第一电磁阀6和转接头7之间的气管8上，放气时需要第一电磁阀6关闭，同时打开第二电磁阀9即可。

第一电磁阀6、气泵5和第二电磁阀9均与控制板3连接，通过控制板3控制。

本申请中还包括显示屏10以及具有按键的操作面板11，显示屏10通过显示驱动12与控制板3连接，操作面板11与控制板3连接。

结合附图4，显示屏10通过显示驱动12与控制板3连接，显示屏10上可以显示交互信息，方便用户查看，显示屏10可以为2.8寸、262K液晶显示屏，显示驱动12为液晶显示驱动。通过软件集成，将显示屏控制和测试控制两部分功能集成在一路主控芯片中。如图4所示。第一部分集成显示屏控制，将显示屏的驱动以变量的方式预先编译在底层程序中，所有的显示功能和按钮操作功能直接调用驱动变量来，即可实现各功能按键与显示屏的连接。第二部分集成测试控制，程序直接用标准8051编译完成，根据显示屏操作界面的输入命令控制气泵5、第一电磁阀6和第二电磁阀9的开关，以及内置电源模块4、气压传感器2的数据交互与存储，并将实时数据上报给显示屏。采用以上方案，驱动系统与测试系统之间的通讯在一路主控芯片内部即可完成，不需要通过第二路主控芯片及外部电路转接，降低了产品成本，同时驱动系统和测试系统又完全解耦，大大提高了控制板的抗干扰能力。

内部电源模块使用三节可循环充电的18650电池串联总标称电压为12V，系统主控芯片正常工作电压为5V，电池与主控芯片之间设置稳压电路，其稳压电路主要基于脉宽调制控制电路调节PWM输出占空比限制电压输出，经滤波输出5V基准电源，以保证主控芯片正常工作；同时，系统有USB接口通过升压电路与电源模块连接，其升压电路主要基于用高频方波控制高频开关器件，使得脉冲线圈按照高频方波的频率不断充放电使后端产生比USB接口电压高许多的高压脉冲，经整流后输出12V电压给电池充电。同时系统还内置了充电指示灯，正常充电时指示灯为红色，电池充满之后指示灯为绿色，充电器未连接时指示灯熄灭。该电源模块4保证气密性检测仪不需插电即可工作，且充电一次可以连续工作较长时间，大大提高了测试的便利性和使用场景。

一个实施例中，气压传感器2包括三通头13、扩散硅芯体14、膜片15、气门16以及压力弹簧17，三通头13的第一通气口直接与大气连通，三通头13的第二通气口内设置膜片15与扩散硅芯体14，膜片15设置在扩散硅芯体14朝向三通头13内部的一端，三通头13的第三通气口内设置气门16和压力弹簧17，气门16封堵在第三通气口靠近三通头13内部的一端，压力弹簧17设置在气门16与第三通气口远离三通头的一端，压力弹簧17处于压缩状态。

三通头13为三端连通的接头，其中三通头13的第一通气口直接与大气连通，此第一通气口与转接头7同时与工件上的检测口连接，使三通头13内的气压与工件内气压相同，起到检测的作用，膜片15设置在扩散硅芯体14朝向三通头13内部的一端，工件内气压直接作用到膜片15上，通过膜片15上的压力变换从而使膜片15产生与当时压力成正比的微位移，从而使扩散硅芯体14内部电路的电阻值改变，扩散硅芯体14还内置了专用的电路对气压值计算进行温度补偿和校正，最终通过内置的转换芯片将气压传感器2内部的气压电信号转换为I2C数字信号输出给控制板3。

同时设置在第三通气口内设置气门16和压力弹簧17组件，可以起到对该气压传感器2的冗余超压保护功能，如图6所示。第三通气口内部装配有一个气门16和压力弹簧17，气门16位于第三通气口靠近三通头13内部的一端位置，气门16可以封闭三通头13内部空间，使三通头13内的气体在常态下无法从第三通气口内排出，压力弹簧17将气门16抵紧在端口位置，当内部气压作用在气门16上的力大于压力弹簧17的预紧力时，内部气压会克服压力弹簧17预紧力推动气门16，此时内部气压与大气相通，气压传感器2实现泄压，以保护内部气压不会超压，防止系统和工件因超压而损坏，同时该压力弹簧17的预紧力可调节，例如更换不同压力的压力弹簧17，以满足不同客户需求。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种气密性检测方法，其特征在于，包括：

参数设置，在控制板内预设测试气压上限P_max、测试气压下限P_min；

预充气阶段，对工件进行预充气，系统压力为P1时停止充气；

预稳压阶段，工件静置稳压，稳压后系统气压为P2；

判断P2与P_min的大小关系：

若P2＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2＜P_min，则进入复充气阶段，复充气截止气压为P1^，=P_max+（P_min-P2），同时进行充气计数，充气次数加1；进行再次稳压，再次稳压后系统气压为P2^，；

判断P2^，与P_min的大小关系：

若P2^，＞P_min，则进入测试阶段，测试完成后输出测试结果；

若P2^，＜P_min，则判断充气次数是否小于预设数值；若是，则再次进入所述复充气阶段；若否，则输出工件严重泄漏的测试结果；

所述充气次数的预设数值为5。

2.根据权利要求1所述的气密性检测方法，其特征在于，还包括放气阶段，输出测试结果后进入所述放气阶段。

3.根据权利要求1所述的气密性检测方法，其特征在于，所述参数设置包括：在控制板内预设稳压时间Sh、测试时间St以及泄露限值ΔP。

4.一种检测仪，用于权利要求1-3任一所述的气密性检测方法，其特征在于，包括充放气组件、气压传感器、控制板以及电源模块，所述充放气组件、所述气压传感器以及所述电源模块均与所述控制板连接；

所述充放气组件包括气泵、第一电磁阀、转接头、气管以及第二电磁阀，所述第一电磁阀的进气端与所述气泵通过所述气管连接，所述第一电磁阀的出气端与所述转接头通过所述气管连接，所述第二电磁阀的进气端与所述气管连接，所述第二电磁阀的出气端与大气连通；

所述气压传感器包括三通头、扩散硅芯体、膜片、气门以及压力弹簧，所述三通头的第一通气口直接与大气连通，所述三通头的第二通气口内设置所述膜片与所述扩散硅芯体，所述膜片设置在所述扩散硅芯体朝向所述三通头内部的一端，所述三通头的第三通气口内设置所述气门和所述压力弹簧，所述气门封堵在所述第三通气口靠近所述三通头内部的一端，所述压力弹簧设置在所述气门与所述第三通气口远离所述三通头的一端，所述压力弹簧处于压缩状态。

5.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，所述第一电磁阀、所述气泵以及所述第二电磁阀均与所述控制板连接。

6.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，还包括显示屏及具有按键的操作面板，所述显示屏通过显示驱动与所述控制板连接，所述操作面板与所述控制板连接。

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