CN115127736A - 密封性测试装置及密封性测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封性测试装置，所述密封性测试装置包括：测试箱，所述测试箱用于放置被测工件；第一取样组件，所述第一取样组件包括第一腔体、取样阀、载气阀及第一真空阀，所述测试箱通过取样阀与所述第一腔体连通，所述载气阀和所述第一真空阀均与所述第一腔体连通，所述载气阀用于连通载气设备；第二取样组件，所述第二取样组件包括第二腔体、第一控制阀及第二真空阀，分析组件，所述分析组件与所述第二腔体连通，所述分析组件用于分析被测物质。上述密封性测试装置，第一腔体与第二腔体组成的二级取样方式，有利于避免压力过大，对分析组件内的分析仪器进行保护，提高密封性测试系统的工作可靠性。

Description

密封性测试装置及密封性测试系统

技术领域

本发明涉及密封性测试技术领域，特别是涉及一种密封性测试装置及密封性测试系统。

背景技术

电池以及电池模组、动力电池包等在生活中随处可见，现已大量应用在汽车、手机、耳机等设备上，随着电池的广泛应用，电池的安全性越发重要，当电池的密封性出现缺陷时，一方面外部的空气水汽等物质容易侵入电池内部引发安全问题；另一方面电池内部产生的气体或者其中的电解液容易往外泄漏引发安全问题。因此，电池在出厂前需要对其密封性进行检测。

传统技术中，电池以及电池模组、动力电池包的密封完整性常用空气压力衰减法、氦质谱法、VOC检测法、人工望闻触测等方法。这些现有方法中存在的问题主要有无法检测微小的泄漏、容易受到电池模组电池包剩余容积的影响、电池的漏孔被电解液堵塞后无法检测、VOC检测法容易被工作环境中的甲醛、胶水挥发的气体干扰。

发明内容

基于此，有必要提供一种密封性测试装置及密封性测试系统，能够有效提高被测工件泄漏试验的准确性。本发明通过针对性地检测电池是否出现特定物质的泄漏如电解液泄漏从而对电池的密封完整性进行判断。

其技术方案如下：一种密封性测试装置，所述密封性测试装置包括：测试箱，所述测试箱用于放置被测工件；第一取样组件，所述第一取样组件包括第一腔体、取样阀、载气阀及第一真空阀，所述测试箱通过取样阀与所述第一腔体连通，所述载气阀和所述第一真空阀均与所述第一腔体连通，所述第一真空阀用于连通真空泵，所述载气阀用于连通载气设备；第二取样组件，所述第二取样组件包括第二腔体、第一控制阀及第二真空阀，所述第二腔体通过所述第一控制阀与所述第一腔体连通，所述第二真空阀与所述第二腔体连通，所述第二真空阀用于连通真空泵；分析组件，所述分析组件与所述第二腔体连通，所述分析组件用于分析被测物质。

上述密封性测试装置，在初始状态下，所有阀门都处于关闭状态，进行泄漏检测时，将被测工件放置于测试箱内，然后，第一真空阀和第二真空阀打开，真空泵对第一腔体与第二腔体抽真空，当第一腔体与第二腔体达到真空状态后，第一真空阀与第二真空阀关闭，取样阀打开，由于压力差的作用，被测工件泄漏出的被测物质从测试箱进入到第一腔体内；接着，关闭取样阀，打开载气阀和第一控制阀，载气设备对第一腔体内通入氦气等载气，被测物质随着载气一同进入到第二腔体内，并进入到分析组件中，分析组件对被测物质进行检测。本密封性测试装置，分析组件能够一直处于工作状态，因此从取样阀和第一控制阀打开的瞬间，分析组件随即能够对被测物质进行检测，第一控制阀关闭后被测样品被隔离起来此时测试系统即可进入新一轮的测试准备中，有利于提高测试准确性和工作效率，并且，第一腔体与第二腔体组成的二级取样方式，在测试条件差异特别大的不同规格产品的测试中有利于避免压力过大，对分析组件内的分析仪器进行保护，提高密封性测试系统的工作可靠性。

在其中一个实施例中，所述第二取样组件还包括加热件，所述加热件与所述第一腔体和/或所述第二腔体导热配合，所述加热件用于加热所述第一腔体和/或所述第二腔体内的被测物质。

在其中一个实施例中，所述第一控制阀为流量控制阀，所述流量控制阀用于控制流经物质的流量和/或流速。

在其中一个实施例中，所述第二取样组件还包括标样件和标样阀，所述标样件通过标样阀与所述第二腔体连通，所述标样件用于所述分析组件的标定。

在其中一个实施例中，所述分析组件包括分析仪器、取样管及质谱腔体，所述质谱腔体与所述分析仪器连通，所述质谱腔体通过所述取样管与所述第二腔体连通。

在其中一个实施例中，所述第一取样组件还包括分压件及分压阀，所述分压件通过分压阀连通于所述载气阀与所述第一腔体之间，所述分压件用于定量控制载气和调整压力。

在其中一个实施例中，所述第一取样组件还包括第二控制阀，所述第二控制阀连通于所述载气阀与所述第一腔体之间，所述第二控制阀用于控制流经物质的流量和/或流速。

在其中一个实施例中，所述第一腔体包括罐体与活塞，所述活塞活动连接于所述罐体内，所述活塞用于增大或减小所述罐体的容积。

在其中一个实施例中，所述密封性测试装置还包括第三取样组件，所述第三取样组件包括第三腔体与第三控制阀，所述第三腔体连通于所述第一腔体与第一控制阀之间，所述第三控制阀连通于所述第一腔体与所述第三腔体之间。

一种密封性检测系统，所述密封性检测系统包括真空泵及上述中任意一项所述的密封性测试装置，所述真空泵分别与所述第一真空阀和所述第二真空阀连通。

上述密封性检测系统，在初始状态下，所有阀门都处于关闭状态，进行泄漏检测时，将被测工件放置于测试箱内，然后，第一真空阀和第二真空阀打开，真空泵对第一腔体与第二腔体抽真空，当第一腔体与第二腔体达到真空状态后，第一真空阀与第二真空阀关闭，取样阀打开，由于压力差的作用，被测工件泄漏出的被测物质从测试箱进入到第一腔体内；接着，关闭取样阀，打开载气阀和第一控制阀，载气设备对第一腔体内通入氦气等载气，被测物质随着载气一同进入到第二腔体内，并进入到分析组件中，分析组件对被测物质进行检测。本密封性测试装置，分析组件能够一直处于工作状态，因此从取样阀和第一控制阀打开的瞬间，分析组件随即能够对被测物质进行检测，第一控制阀关闭后被测样品被隔离起来此时测试系统即可进入新一轮的测试准备中，有利于提高测试准确性和工作效率，并且，第一腔体与第二腔体组成的二级取样方式，在测试条件差异特别大的不同规格产品的测试中有利于避免压力过大，对分析组件内的分析仪器进行保护，提高密封性测试系统的工作可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为一实施例中所述的密封性测试装置的工作原理图1；

图2为一实施例中所述的密封性测试装置的工作原理图2；

图3为一实施例中所述的密封性测试装置的工作原理图3。

附图标记说明：

100、密封性测试装置；110、测试箱；120、第一取样组件；121、第一腔体；122、取样阀；123、载气阀；124、第一真空阀；125、分压件；126、分压阀；127、第二控制阀；130、第二取样组件；131、第二腔体；132、第一控制阀；133、第二真空阀；134、标样件；135、标样阀；140、分析组件；141、分析仪器；142、取样管；143、质谱腔体；200、被测工件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的密封性测试装置100的工作原理图1，本发明一实施例提供了的一种密封性测试装置100，密封性测试装置 100包括：测试箱110、第一取样组件120、第二取样组件130及分析组件140。测试箱110用于放置被测工件200。第一取样组件120包括第一腔体121、取样阀122、载气阀123及第一真空阀124，测试箱110通过取样阀122与第一腔体121连通。载气阀123和第一真空阀124均与第一腔体121连通，第一真空阀 124用于连通真空泵，载气阀123用于连通载气设备。第二取样组件130包括第二腔体131、第一控制阀132及第二真空阀133，第二腔体131通过第一控制阀 132与第一腔体121连通。第二真空阀133与第二腔体131连通，第二真空阀 133用于连通真空泵。分析组件140与第二腔体131连通，分析组件140用于分析被测物质。

上述密封性测试装置100，在初始状态下，所有阀门都处于关闭状态，进行泄漏检测时，将被测工件200放置于测试箱110内，然后，第一真空阀124和第二真空阀133打开，真空泵对第一腔体121与第二腔体131抽真空，当第一腔体121与第二腔体131达到真空状态后，第一真空阀124与第二真空阀133 关闭，取样阀122打开，由于压力差的作用，被测工件200泄漏出的被测物质从测试箱110进入到第一腔体121内；接着，关闭取样阀122，打开载气阀123 和第一控制阀132，载气设备对第一腔体121内通入氦气等载气，被测物质随着载气一同进入到第二腔体131内，并进入到分析组件140中，分析组件140对被测物质进行检测。本密封性测试装置100，分析组件140能够一直处于工作状态，因此从取样阀和第一控制阀132打开的瞬间，分析组件140随即能够对被测物质进行检测，有利于提高测试准确性和工作效率，并且，第一腔体121与第二腔体131组成的二级取样方式，有利于避免压力过大，对分析组件140内的分析仪器141进行保护，提高密封性测试系统的工作可靠性。

在其他实施例中，当压力情况可控时，第一取样组件120和第二取样组件 130能够单独运行，即密封性测试装置100可以只包括第一取样组件120或第二取样组件130，第一取样组件120连通于测试箱110和分析组件140之间，或第二取样组件130连通于测试箱110和分析组件之间，对测试箱110内泄漏的被测物质进行取样。

其中，进行泄漏检测时，将被测工件200放置于测试箱110内，然后，第一真空阀124和第二真空阀133打开，取样阀122打开可以直接把被测工件200 泄漏出的被测物质从测试箱110抽入到第一腔体121内。

另外，分析仪器141对被测物质分析完毕后，所有阀门处于关闭状态，第一控制阀132关闭，取样阀打开，载气流向测试箱110，能够将测试箱110中残留的气体清扫干净，防止测试箱110被污染，影响下次产品检测的结果，清扫过程也能破坏测试箱110的真空度，有利于打开测试箱110。

在一个实施例中，第二取样组件130还包括加热件(图中未示出)，加热件与第一腔体121和/或第二腔体131导热配合，加热件用于加热第一腔体121和 /或第二腔体131内的被测物质。如此，由于气体需要经过的管路较长，加热件能够对第一腔体121和/或第二腔体131加热，或对第一腔体121和/或第二腔体131内的气体进行加热，有利于防止气体碰到金属壁时发生冷凝现象，导致由气体转为液体，从而避免损坏分析仪器141如质谱仪，保证测试结果的可靠性和检测精度。

需要说明的是，加热件用于加热第一腔体121和/或第二腔体131内的被测物质应理解为，加热件的设置方式可单独对第一腔体121内的被测物质进行加热，还可单独对第二腔体131内的被测物质进行加热，还可以同时对第一腔体 121和第二腔体131内的被测物质进行加热。且加热的方式可以在第一腔体121 或第二腔体131内对被测物质直接加热，还可以通过加热第一腔体121和第二腔体131，从而对被测物质进行间接加热，或是加热第一腔体121和第二腔体 131，使得第一腔体121和第二腔体131的温差不致使被测物质发生液化。并且，下述关于和/或的表述，均可参阅此表述方式。

可选地，加热件可为火炉、加热丝、加热管、加热棒或其它加热装置。

具体地，第一腔体121和第二腔体131内均设有加热丝(图中未示出)。如此，结构简单，温度控制方便，能够直接对被测物质进行加热，效率高，有利于避免被测物质遇冷液化，保证测试的有效性。本实施例仅提供一种加热件的具体实施方式，但并不以此为限。

具体地，请参图1，第一控制阀132为流量控制阀，流量控制阀用于控制流经物质的流量和/或流速。如此，通过手动或自动控制流量控制阀，能够控制气体从第一腔体121到第二腔体131的流速和流量，使得第二腔体131的压力达到可控状态。

进一步地，第二取样组件130还包括压力传感器，压力传感器用于检测第二腔体131内的压力值，且所述压力传感器与第一控制阀132电性连接。如此，通过预设压力阈值，能够与第一控制阀132形成反馈调节，自动调整第一控制阀132的流速，从而保证第二腔体131的压力在阈值范围内。

在一个实施例中，请参阅图1、图2与图3，第二取样组件130还包括标样件134和标样阀135，标样件134通过标样阀135与第二腔体131连通，标样件 134用于分析组件140的标定。如此，标样件134能够对分析仪器141进行校准，例如对质谱仪进行校准，当对质谱仪的检测结果产生怀疑时，打开标样阀135，使得标样件134内的标准物质对质谱仪进行校准，有利于提高质谱仪检测结果的可靠性。

具体地，请参阅图1、图2与图3，分析组件140包括分析仪器141、取样管142及质谱腔体143，质谱腔体143与分析仪器141连通，质谱腔体143通过取样管142与第二腔体131连通。如此，被测物质进入到第二腔体131后，通过取样管142进入到质谱腔体143内，从而供分析仪器141进行分析测试，有利于提高检测精度，并进一步对分析仪器141进行保护，避免压力过大造成仪器损害。

进一步地，取样管142为取样微孔。如此，有利于限制进入到质谱腔体143 内的气体流量，防止大量气体流入质谱腔体143，使得质谱仪需要检测的分子量太多，增加质谱仪的工作负担。另外，取样微孔有利于保护质谱腔体143的高真空度，保证质谱仪的检测精度，避免损坏质谱仪。

请参阅图2，图2示出了本发明一实施例中的密封性测试装置100的工作原理图2，在一个实施例中，第一取样组件120还包括分压件125及分压阀126，分压件125通过分压阀126连通于载气阀123与第一腔体121之间，分压件125 用于定量控制载气和调整压力。例如，分压件125为分压器、分压罐、定压罐等。如此，分压件125能够利用分压原理对第一腔体121进行增压，有利于根据已知分压前气体压力和已知分压前后的容积，计算出分后的气体压力，有利于准确控制第二腔体131的压力，进而提高测试可靠性和安全性。

请参阅图3，图3示出了本发明一实施例中的密封性测试装置100的工作原理图3，在一个实施例中，第一取样组件120还包括第二控制阀127，第二控制阀127连通于载气阀123与第一腔体121之间，第二控制阀127用于控制流经物质的流量和/或流速。例如，第二控制阀127为流量控制阀。如此，通过流量控制阀可以控制载气流入第一腔体121的容积，根据设定好的流通时间和气体流量，可以计计算出流入第一腔体121的的气体体积，从而可以定量控制进入第二腔体131的气体流量，有利于保证第二腔体131的压力稳定性，从而有利于将被测物质从第一腔体121通过流量控制阀流动到第二腔体131中。

在一个实施例中，第一腔体121包括罐体与活塞(图中未示出)，活塞活动连接于罐体内，活塞用于增大或减小罐体的容积。如此，第一腔体121为可变容积罐，通过活塞的运动压缩容积，从而增加被测物质的浓度，并且增加第一腔体121的压力，从而增大第一腔体121和第二腔体131的压力差，提高被测物质的运送效率。

在其他实施例中，第一腔体121容积的变化还可以通过罐体的弹性形变、活塞杆的螺纹啮合等方式改变。

在一个实施例中，密封性测试装置100还包括第三取样组件(图中未示出)，第三取样组件包括第三腔体与第三控制阀，第三腔体连通于第一腔体121与第一控制阀132之间，第三控制阀连通于第一腔体121与第三腔体之间。如此，第三腔体能够与第一腔体121和第二腔体131组成三级取样，进一步提高测试的安全性和可靠性。当然，密封性测试装置100还可以为四级、五级或多级取样方式对被测物质进行取样。

在一个实施例中，一种密封性检测系统(图中未示出)，密封性检测系统包括真空泵及上述中任意一项的密封性测试装置100，真空泵分别与第一真空阀 124和第二真空阀133连通。

上述密封性检测系统，在初始状态下，所有阀门都处于关闭状态，进行泄漏检测时，将被测工件200放置于测试箱110内，然后，第一真空阀124和第二真空阀133打开，真空泵对第一腔体121与第二腔体131抽真空，当第一腔体121与第二腔体131达到真空状态后，第一真空阀124与第二真空阀133关闭，取样阀122打开，由于压力差的作用，被测工件200泄漏出的被测物质从测试箱110进入到第一腔体121内；接着，关闭取样阀122，打开载气阀123和第一控制阀132，载气设备对第一腔体121内通入氦气等载气，被测物质随着载气一同进入到第二腔体131内，并进入到分析组件140中，分析组件140对被测物质进行检测。本密封性测试装置100，分析组件140能够一直处于工作状态，因此从取样阀122和第一控制阀132打开的瞬间，分析组件140随即能够对被测物质进行检测，有利于提高测试准确性和工作效率，并且，第一腔体121与第二腔体131组成的二级取样方式，有利于避免压力过大，对分析组件140内的分析仪器141进行保护，提高密封性测试系统的工作可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种密封性测试装置，其特征在于，所述密封性测试装置包括：

测试箱，所述测试箱用于放置被测工件；

第一取样组件，所述第一取样组件包括第一腔体、取样阀、载气阀及第一真空阀，所述测试箱通过取样阀与所述第一腔体连通，所述载气阀和所述第一真空阀均与所述第一腔体连通，所述第一真空阀用于连通真空泵，所述载气阀用于连通载气设备；

第二取样组件，所述第二取样组件包括第二腔体、第一控制阀及第二真空阀，所述第二腔体通过所述第一控制阀与所述第一腔体连通，所述第二真空阀与所述第二腔体连通，所述第二真空阀用于连通真空泵；

分析组件，所述分析组件与所述第二腔体连通，所述分析组件用于分析被测物质。

2.根据权利要求1所述的密封性测试装置，其特征在于，所述第二取样组件还包括加热件，所述加热件与所述第一腔体和/或所述第二腔体导热配合，所述加热件用于加热所述第一腔体和/或所述第二腔体内的被测物质。

3.根据权利要求1所述的密封性测试装置，其特征在于，所述第一控制阀为流量控制阀，所述流量控制阀用于控制流经物质的流量和/或流速。

4.根据权利要求1所述的密封性测试装置，其特征在于，所述第二取样组件还包括标样件和标样阀，所述标样件通过标样阀与所述第二腔体连通，所述标样用于所述分析组件的标定。

5.根据权利要求1所述的密封性测试装置，其特征在于，所述分析组件包括分析仪器、取样管及质谱腔体，所述质谱腔体与所述分析仪器连通，所述质谱腔体通过所述取样管与所述第二腔体连通。

6.根据权利要求1所述的密封性测试装置，其特征在于，所述第一取样组件还包括分压件及分压阀，所述分压件通过分压阀连通于所述载气阀与所述第一腔体之间，所述分压件用于定量控制载气和调整压力。

7.根据权利要求1或6所述的密封性测试装置，其特征在于，所述第一取样组件还包括第二控制阀，所述第二控制阀连通于所述载气阀与所述第一腔体之间，所述第二控制阀用于控制流经物质的流量和/或流速。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的密封性测试装置，其特征在于，所述第一腔体包括罐体与活塞，所述活塞活动连接于所述罐体内，所述活塞用于增大或减小所述罐体的容积。

9.根据权利要求1所述的密封性测试装置，其特征在于，所述密封性测试装置还包括第三取样组件，所述第三取样组件包括第三腔体与第三控制阀，所述第三腔体连通于所述第一腔体与第一控制阀之间，所述第三控制阀连通于所述第一腔体与所述第三腔体之间。

10.一种密封性检测系统，其特征在于，所述密封性检测系统包括真空泵及权利要求1-9中任意一项所述的密封性测试装置，所述真空泵分别与所述第一真空阀和所述第二真空阀连通。

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