CN205826241U - 气密性检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种气密性检测装置，其包括：密封检测箱，收容并固定待检测的产品；检测机构，与待检测的产品的内部连通以检测产品的气密性；以及检测加强机构，与密封检测箱内部连通，并能够加强检测机构的检测效果。在根据本实用新型的气密性检测装置中，检测加强机构能够加强检测机构的检测效果，提高气密性检测装置检测的准确性和检测效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及气密性检测领域，尤其涉及一种气密性检测装置。
背景技术
电池制造行业普遍采用激光焊接方式将顶盖与壳体焊接在一起。顶盖或壳体金属成份发生变异、顶盖边缘或电池壳体边缘被污染、焊接操作时环境污染等原因将引起焊接熔合区存在针孔、裂缝等品质缺陷。这类品质缺陷将引起电池内部与外界环境导通，引起电池漏液、环境水汽进入电池内部，导致电池不能正常使用或电池的使用寿命明显下降。
电池制造过程中，业界主要有三类方法来判断顶盖与壳体的焊接品质。其一，CT扫描焊接区域；其二，氦检法；其三，负压法或正压法。
于2015年4月22日授权公告的中国专利文献CN103149224B公开了一种用于动力电池焊接质量检测的方法。其原理为：利用CT扫描仪对动力电池的焊接熔合区截面进行扫描，并获得扫描图样。将所获得的扫描图样与标准图样进行对比，当扫描图样中的有效焊接面积大于等于标准图样中的焊接面积的70％，则判定焊接合格。但是，CT扫描仪投资成本、维护成本均高。同时CT扫描过程耗时长，不适用于规模化生产全检动力电池产品。
于2012年12月26日授权公告的中国专利文献CN202631207U公开了一种动力电池气密性检测装置。其原理为：在动力电池半成品内部注入氦气，利用氦质普检漏仪检测电池外部的氦气含量。氦气含量超过一定规格，则判定被检的动力电池气密性不良。但是，氦质普检漏仪投资成本高，同时每个动力电池半成品均需要被注入氦气，生产使用过程中消耗的氦气成本也高。
于2011年4月13日授权公告的中国专利文献CN201795907U公开了一种动力锂离子电池气密性测试装置。其原理为利用负压法判断半成品动力电池气密性；于2016年2月24号申请公布的中国专利文献CN105352677A公开了一种动力电池包密封性测试装置。其原理为利用正压法判断电池包的密 封性。负压法与正压法均存在检测精度低、检测效率低。尤其是检测精度低，难以确保高端电池产品长达8年～20年的使用寿命需求。
业界常用的负压法判断腔体气密性的原理为：参照图1，第一步给定时间内(T0～T1)从P0(环境气压)抽真空至初始气压值P1(为便于说明，图1中的P1是由真空表测得的表压的绝对值，其数值为大气压与绝对压强的差值，下述的测真空时的气压都是如此)；第二步(即保压阶段)在给定时间(T1～T2)内保压，保压结束时内部气压为P2；第三步(即测试阶段)在给定时间内(T2～T3)测试气压为P3，计算泄漏率K2(K2＝|(P3-P2)/(T3-T2)|)或压降值(P2-P3)，第四步泄压(时间从T3到T4)。气密性不良判断依据为初始气压值P1小于目标值(目标值为气密性良好的电池测定的数值)或测试阶段气压泄漏率K2大于目标值或测试阶段气压压降值大于目标值。因测试阶段电池的腔体内气压与环境气压的压差比保压阶段电池的腔体内气压与环境气压的压差更小，测试阶段气压泄漏率K2小于保压阶段的气压泄漏率K1(K1＝|(P2-P1)/(T2-T1)|)。相同的被检测对象，泄漏率越小越难以准确判断气密性优劣。同时，因保压阶段气压相对不稳定，保压阶段气压泄漏率的准确度相对较低，业界通常不作为腔体气密性的判断依据。正压法判断腔体气密性的问题亦是如此。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种气密性检测装置，其能提高气密性检测的准确性和检测效率。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种气密性检测装置，其包括：密封检测箱，收容并固定待检测的产品；检测机构，与待检测的产品的内部连通以检测产品的气密性；以及检测加强机构，与密封检测箱内部连通，并能够加强检测机构的检测效果。
本实用新型的有益效果如下：
在根据本实用新型的气密性检测装置中，检测加强机构能够加强检测机构的检测效果，提高气密性检测装置检测的准确性和检测效率。
附图说明
图1为现有技术的气密性检测装置检测过程中产品的内压变化示意图；
图2根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例的示意图；
图3为图2的气密性检测装置检测过程中产品的内压变化示意图；
图4为根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例的示意图；
图5为图4的气密性检测装置检测过程中产品的内压变化示意图。
其中，附图标记说明如下：
1密封检测箱 B2抽真空设备用电磁阀
2检测机构 C真空检测设备
3检测加强机构 D检测加强机构侧连接管道
4控制系统 E增压设备
A检测机构侧连接管道 E1气源
A1弹性胶管 E2增压设备用电磁阀
A2气动软管 F气压检测设备
B抽真空设备 M产品
B1真空源
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本实用新型的气密性检测装置。
参照图2至图5，根据本实用新型的气密性检测装置包括：密封检测箱1，收容并固定待检测的产品M；检测机构2，与待检测的产品M的内部连通以检测产品M的气密性；以及检测加强机构3，与密封检测箱1内部连通，并能够加强检测机构2的检测效果。
在根据本实用新型的气密性检测装置中，检测加强机构3能够加强检测机构2的检测效果，提高气密性检测装置检测的准确性和检测效率。
在根据本实用新型的气密性检测装置中，参照图2，密封检测箱1包括下箱体以及上盖，上盖固定在下箱体上且可以自由的闭合和打开，同时下箱体设有固定产品M的限位机构(未示出)。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例中，参照图2，检测机构2包括：检测机构侧连接管道A，一端伸入密封检测箱1内并与待检测的产品M的内部连通；抽真空设备B，与检测机构侧连接管道A连通；以 及真空检测设备C，与检测机构侧连接管道A连通。真空检测设备C可为真空表。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例中，参照图2，检测机构侧连接管道A包括：弹性胶管A1，一端与待检测的产品M的内部连通；以及气动软管A2，一端与弹性胶管A1的另一端接合连通，接合的部位密封固定在密封检测箱1上；其中，抽真空设备B和真空检测设备C均与气动软管A2连通。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例中，参照图2，抽真空设备B包括：真空源B1；以及抽真空设备用电磁阀B2，连通真空源B1和检测机构侧连接管道A。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例中，参照图2，检测加强机构3包括：检测加强机构侧连接管道D，一端密封固定在密封检测箱1上且与密封检测箱1连通；增压设备E，与检测加强机构侧连接管道D连通；以及气压检测设备F，与检测加强机构侧连接管道D连通。气压检测设备F可为气压表。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例中，参照图2，增压设备E包括：气源E1，能够提供稳定压力的压缩气体；以及增压设备用电磁阀E2，连通气源E1和检测加强机构侧连接管道D。
下面参照图2和图3说明根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例的检测过程。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例中，参照图2和图3，首先(抽真空阶段)，打开抽真空设备用电磁阀B2，真空源B1在给定的时间内(T0～T1)经由气动软管A2、弹性胶管A1对产品M的内部(环境气压P0)抽真空，当抽真空的时间到达T1时，真空检测设备C检测得到此时的初始气压P1，当P1小于设定的目标值时，则产品M存在严重的气密性缺陷，直接判定不合格。
如果当P1不小于设定的目标值，则可判定产品M不存在严重的气密性缺陷，并进入下一步的检测。关闭抽真空设备用电磁阀B2，停止对产品M抽真空，以对产品M进行保压(保压阶段)，保压的时间从T1到T2；当保压到T2时，真空检测设备C检测得到保压后的气压P2，计算得到保压阶段 的气体泄漏率K1(K1＝|(P2-P1)/(T2-T1)|)。在此补充的是，当产品M密封性合格时，保压阶段也存在气体泄漏(由于气动软管A2、弹性胶管A1、产品M、真空源B1及真空检测设备C连接的部分不可避免的存在泄漏，只不过这部分的气体泄漏率远小于产品M不合格导致的气体泄漏率)。
然后，打开增压设备用电磁阀E2，气源E1通过检测加强机构侧连接管道D对密封检测箱1的内部提供压缩气体(气压检测设备F保证密封检测箱1的内部气压达到设定值)，以增大产品M内外的压差并进入测试阶段；测试阶段的时间从T2到T3，时间到达T3时，真空检测设备C检测得到测试阶段的气压P3，以求得测试阶段中气体泄漏率K2(K2＝|(P3-P2)/(T3-T2)|)。
由于检测加强机构3增大了产品M内外的压差，所以如果产品M存在气密性缺陷，则测试阶段中气体泄漏率K2会明显大于保压阶段的气体泄漏率K1(产品M内外的压差小，所以K1较小)，所以如果K2与K1的差值大于设定的目标值，则可判定产品M存在气密性缺陷。
如果产品M的气密性合格，则K2相对K1的变化较小(产品M的气密性合格，增大产品M内外的压差，仅可能增大其它外连接部分(例如弹性胶管A1与产品M等连接的部分)的气体泄漏率，而由于该部分气体泄漏率极小，因此导致K2相对K1的变化也较小)，所以如果K2与K1的差值小于设定的目标值，则可判定产品M合格。
最后，对产品M和密封检测箱1进行泄压(时间从T3到T4)。
因此，本实用新型的气密性检测装置利用检测加强机构3增大了产品M在测试阶段的内外压差，加强了检测机构2的检测效果，提高了气密性检测装置检测的准确性以及检测的速度。
在此补充的是，在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例的检测过程中，上述的气压P1、P2及P3均由真空表测得，其数值为真空表表压的绝对值(环境气压与产品M内绝对压强的差值)，其中P0为环境气压。各阶段的设定的目标值为经过测量气密性良好的电池所得到的参考数值(例如，经过测试，气密性良好的电池在抽真空阶段结束时的气压的范围为Pm(真空表表压的绝对值)，则以Pm为此阶段的设定的目标值，当测得的产品的P1小于Pm时，则可判定产品M存在严重的气密性缺陷；同理，在测试阶段，与K2与K1的差值比较的设定的目标值也是由气密性良好的电池通过 测试得到的参考数值)。
另外，在根据本实用新型的气密性检测装置的第一实施例的检测过程中，还可以通过比较保压阶段的压降值和测试阶段的压降值来判断产品M是否存在气密性缺陷，在此不再赘述。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例中，参照图4，检测机构2包括：检测机构侧连接管道A，一端伸入密封检测箱1内并与待检测的产品M的内部连通；增压设备E，与检测机构侧连接管道A连通；以及气压检测设备F，与检测机构侧连接管道A连通。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例中，参照图4，检测机构侧连接管道A包括：弹性胶管A1，一端与待检测的产品M的内部连通；以及气动软管A2，一端与弹性胶管A1的另一端接合连通，接合的部位密封固定在密封检测箱1上；其中，增压设备E和气压检测设备F均与第三气动软管A2连通。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例中，参照图4，增压设备E包括：气源E1，能够提供稳定压力的压缩气体；以及增压设备用电磁阀E2，连通气源E1和检测机构侧连接管道A。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例中，参照图4，检测加强机构3包括：检测加强机构侧连接管道D，一端密封固定在密封检测箱1上且与密封检测箱1连通；抽真空设备B，与检测加强机构侧连接管道D连通；以及真空检测设备C，与检测加强机构侧连接管道D连通。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例中，参照图4，抽真空设备B包括：真空源B1；以及抽真空设备用电磁阀B2，连通真空源B1和检测加强机构侧连接管道D。
下面参照图4和图5说明根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例的检测过程。
在根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例中，参照图4和图5，首先(增压阶段)，增压设备用电磁阀E2，气源E1在给定的时间内(T0～T1)经由气动软管A2、弹性胶管A1对产品M的内部(环境气压P0)提供压缩空气，当时间到达T1时，气压检测设备F检测得到此时的初始气压P1，当 P1小于设定的目标值时，则产品M存在严重的气密性缺陷，直接判定不合格。
如果当P1不小于设定的目标值，则可判定产品M不存在严重的气密性缺陷，并进入下一步的检测。关闭增压设备用电磁阀E2，停止对产品M加压，以对产品M进行保压(保压阶段)，保压的时间从T1到T2；当保压到T2时，气压检测设备F检测得到保压后的气压P2，计算得到保压阶段的气体泄漏率K1(K1＝|(P2-P1)/(T2-T1)|)。在此补充的是，当产品M密封性合格时，保压阶段也存在气体泄漏(由于气动软管A2、弹性胶管A1、产品M、气源E1及气压检测设备F连接的部分不可避免的存在泄漏，只不过这部分的气体泄漏率远小于产品M不合格导致的气体泄漏率)。
然后，打开抽真空设备用电磁阀B2，真空源B1通过检测加强机构侧连接管道D对密封检测箱1的内部抽真空(真空检测设备C保证密封检测箱1的内部的真空度达到设定值)，以增大产品M内外的压差并进入测试阶段；测试阶段的时间从T2到T3，时间到达T3时，气压检测设备F检测得到测试阶段的气压P3，求得测试阶段中气体泄漏率K2(K2＝|(P3-P2)/(T3-T2)|)。
由于检测加强机构3增大了产品M内外的压差，所以如果产品M存在气密性缺陷，则测试阶段中气体泄漏率K2会明显大于保压阶段的气体泄漏率K1(产品M内外的压差小，所以K1较小)，所以如果K2与K1的差值大于设定的目标值，则可判定产品M存在气密性缺陷。
如果产品M的气密性合格，则K2相对K1的变化较小(产品M的气密性合格，增大产品M内外的压差，仅可能增大其它外连接部分(例如弹性胶管A1与产品M等连接的部分)的气体泄漏率，而由于该部分气体泄漏率极小，因此导致K2相对K1的变化也较小)，所以如果K2与K1的差值小于设定的目标值，则可判定产品M合格。
最后，对产品M和密封检测箱1进行泄压(时间从T3到T4)。
因此，本实用新型的气密性检测装置利用检测加强机构3增大了产品M在测试阶段的内外压差，加强了检测机构2的检测效果，提高了气密性检测装置检测的准确性以及检测的速度。
在此补充的是，上述的气压P0、P1、P2及P3均由气压表测得，其数值为产品M内绝对压强与大气压的差值(即气压表的表压，其中P0为环境气压)。 各阶段的设定的目标值为经过测量气密性良好的电池所得到的参考数值。
另外，在根据本实用新型的气密性检测装置的第二实施例的检测过程中，还可以通过比较保压阶段的压降值和测试阶段的压降值来判断产品M是否存在气密性缺陷，在此不再赘述。
在根据本实用新型的气密性检测装置中，待检测的产品M可为二次电池，且检测机构2通过二次电池的注液孔与二次电池的内部连通，二次电池包括焊接在一起的且形成二次电池内部腔体的顶盖和壳体，气密性检测装置检测顶盖和壳体之间的焊接密封性、顶盖上的极柱及防爆阀的气密性、壳体自身的气密性。
在根据本实用新型的气密性检测装置中，参照图2和图4，所述气密性检测装置还可包括：控制系统4，控制检测机构2和检测加强机构3，并收集检测机构2和检测加强机构3检测的数据。控制系统4通过信号线分别与增压设备用电磁阀E2、抽真空设备用电磁阀B2、真空检测设备C及气压检测设备F连接，以控制增压设备用电磁阀E2和抽真空设备用电磁阀B2的通断，并记录真空检测设备C及气压检测设备F的读数，且能够通过得到的数据判定产品M是否合格。
Claims (10)
1.一种气密性检测装置，其特征在于，包括：
密封检测箱(1)，收容并固定待检测的产品(M)；
检测机构(2)，与待检测的产品(M)的内部连通以检测产品(M)的气密性；以及
检测加强机构(3)，与密封检测箱(1)内部连通，并能够加强检测机构(2)的检测效果。
2.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，检测机构(2)包括：
检测机构侧连接管道(A)，一端伸入密封检测箱(1)内并与待检测的产品(M)的内部连通；
抽真空设备(B)，与检测机构侧连接管道(A)连通；以及
真空检测设备(C)，与检测机构侧连接管道(A)连通。
3.根据权利要求2所述的气密性检测装置，其特征在于，检测机构侧连接管道(A)包括：
弹性胶管(A1)，一端与待检测的产品(M)的内部连通；以及
气动软管(A2)，一端与弹性胶管(A1)的另一端接合连通，接合的部位密封固定在密封检测箱(1)上；其中，抽真空设备(B)和真空检测设备(C)均与气动软管(A2)连通。
4.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，检测加强机构(3)包括：
检测加强机构侧连接管道(D)，一端密封固定在密封检测箱(1)上且与密封检测箱(1)连通；
增压设备(E)，与检测加强机构侧连接管道(D)连通；以及
气压检测设备(F)，与检测加强机构侧连接管道(D)连通。
5.根据权利要求4所述的气密性检测装置，其特征在于，增压设备(E)包括：
气源(E1)，能够提供稳定压力的压缩气体；以及
增压设备用电磁阀(E2)，连通气源(E1)和检测加强机构侧连接管道(D)。
6.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，检测机构(2)包括：
检测机构侧连接管道(A)，一端伸入密封检测箱(1)内并与待检测的产品(M)的内部连通；
增压设备(E)，与检测机构侧连接管道(A)连通；以及
气压检测设备(F)，与检测机构侧连接管道(A)连通。
7.根据权利要求6所述的气密性检测装置，其特征在于，检测机构侧连接管道(A)包括：
弹性胶管(A1)，一端与待检测的产品(M)的内部连通；以及
气动软管(A2)，一端与弹性胶管(A1)的另一端接合连通，接合的部位密封固定在密封检测箱(1)上；其中，增压设备(E)和气压检测设备(F)均与气动软管(A2)连通。
8.根据权利要求6所述的气密性检测装置，其特征在于，增压设备(E)包括：
气源(E1)，能够提供稳定压力的压缩气体；以及
增压设备用电磁阀(E2)，连通气源(E1)和检测机构侧连接管道(A)。
9.根据权利要求6所述的气密性检测装置，其特征在于，检测加强机构(3)包括：
检测加强机构侧连接管道(D)，一端密封固定在密封检测箱(1)上且与密封检测箱(1)连通；
抽真空设备(B)，与检测加强机构侧连接管道(D)连通；以及
真空检测设备(C)，与检测加强机构侧连接管道(D)连通。
10.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，待检测的产品(M)为二次电池，且检测机构(2)通过二次电池的注液孔与二次电池的内部连通，二次电池包括焊接在一起的且形成二次电池内部腔体的顶盖和壳体，气密性检测装置检测顶盖和壳体之间的焊接密封性、顶盖上的极柱及防爆阀的气密性、壳体自身的气密性。
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