气密性检测仪,又称防水检测仪、气密性测试仪、检漏仪、测漏仪、密封性测试仪、真空测试仪等。
常用的气密性检测方法:
干式泄漏检测法有多种,在生产中采用最多的主要是直接压力测量法(又称绝对压力测量法)和差压测量法两种,它们的共同点是均以压缩气替代真实的工作介质,也就是以气密性试验模拟液密性试验。按这两种工作原理开发的泄漏检测装置有些已成为系列化的、成熟的产品,大量配置在现代化的生产线上。
1、直接压力测量法:
直接压力法测量系统,由气源、过滤器、平衡阀、压力传感器等部分组成。气源—过滤器—平衡阀—压力传感器—被测件。按直接压力测量法研制的测漏仪的原理,工作开始后,先经开通的平衡阀向被测件内充入经过滤的压缩空气。压力值由压力传感器测定,当压力升至预先设定的工作压力后,通过信号反馈给平衡阀,使其关闭。如果被测件有泄漏,系统内的压力将不断降低。在给定的时间内,压力传感器将连续监测这一动态的压力值,并与预先设定的值进行比较,从而确定工件的密封性能是否合格。直接测量法实际上是以工件发生泄漏后的剩余压力作为密封性的判据,由于测试时间很短,可视为等温过程。这种方法的准确度较低,尤其在生产现场规定的测试时间内,往往难以测出很微小的泄漏量。原因是极小的泄漏引起系统的压降值也很小。为了使传感器能精确的测出,只有延长测试时间,积累满足它需要的气体泄漏量,而这往往又与提高工效,保证生产节拍相矛盾。尽管如此,还应当指出:按直接压力测量法开发的测漏仪比较简单可靠、气路较短,气体充到额定压力到稳定状态所需时间较短,用于生产现场进行频率较高的在线检测还是相当合适的,再加上价格因素的考虑,故在气密性测试的生产线有着广泛的应用。
2、差压测量法:
气源—过滤器—平衡阀—差压传感器—被测件(标准件),与直接压力测量法相比,差压法用差压传感器取代压力传感器,并在系统中加入一个标准件,其密封型很好,在工作压力长时间作用下也不会泄漏。差压传感器两侧分别与工件和标准件相连。开始工作后,压缩空气分两路同时向二者充气,待充气过程结束后平衡阀关闭,此时标准件、被测件与差压传感器被同时密封在一个密闭的气路中。此时,如果被测件没有发生泄漏,则差压传感器两侧的压力始终是相等的,其传感器的输出为零,由此说明被测工件的密封性良好。当被测件发生泄漏时,差压传感器两侧的压力会产生压力差值,经转换后测漏仪显示出一个压力值,用预先设定的值来定量判断被测工件的合格与否。由于测试时间很短,可视为等温过程。采用差压测量法的测漏仪组成较为复杂,价格较高,与前一类测漏仪相比有优势也有不足,差压测量法用于气密性测试场合的密封性要比直接压力测量法要高出很多。
气密性检测仪的测试过程:
气密性检测仪在充气的过程中伴随着发热,在电磁阀关闭时会有一个压力冲击,随着温度的降低,测试腔内的压力逐渐下降并趋于平衡,而后才开始检测,测试完毕就是排气。充气时间与气源的压力和流量有关;平衡时间与被测物体的散热性能、气源的温度和环境的温度有关;测试时间与被测物体的容积、传感器的灵敏度和所要求的准确度有关;排气时间与电磁阀和消声器等的通流量有关。
影响气密性测试的因素:
1、被测件容积的影响:对于一个特定的泄漏量而言,若被测件容积增大,则相应的压力降低的速度就降低,因而测量时间需要相应增加。在一些特定条件下,若不设法减少测量容积,则可能无法达到需要的灵敏度。
2、检测压力的影响:泄漏率对测试压力的依赖性,对不同的测量条件是不同的。一般而言,对于测试点较多的被测件进行气密性测试时,试验压力对泄漏率的影响较大;而对于测试点较少的被测件进行气密性测试时,影响较小。另外,随测试压力的升高,温度的变化也会给气密性测试过程带来一定的影响,这就需要考虑增加整个测试过程中的稳定时间等一系列问题。因此,建议对特定的工件可采用在一定压力范围内进行气密性测试,然后选择一个满足测试要求的最低压力作为气密性测试的测试压力。
3、温度的影响:对处于密闭容器的气体而言,当温度升高时,其内部压力随之升高,因而温度变化不可避免地会影响压力变化,从而影响测试对象的气密性测试。一般估计这种影响的范围大致是温度每变化1°C时引起的压力变化为0.4%。因此,随测试压力的提高,温度的影响会变得明显。采用压差法测量时,当采用的参考件与测量工件具有相同的几何形状及内腔容积时,由充气本身引起的温度变化效应可被测试系统自身消除。但当被测件温度与环境温度不一致时,采用压差法测量也无法消除这种温度的影响。对于生产线上应用的测漏仪而言,其工序安排、在车间的安放位置等均应在影响测量结果的考虑因素之内。温度对测量结果的影响对不同的测量对象而言也是不同的。工件的几何形状、内腔容积、表面积的大小、工件的材料等都会成为影响温度效应的因素。工件表面积大,内腔容积小,材料的导热性好,温度的影响就较显著。在通常的测量条件下,由于测试时间较短,温度的影响不会十分显著。但若温度的影响不容忽略,则应采取相应措施,在其他条件难以改变时,可考虑采用以下方法:
①降低测试压力或者采用真空法测试,以降低温度的影响。
②采用带温度补偿功能的仪器。即对高温工件进行大量检测,根据测试温度曲线作出温度补偿。为使温度补偿准确可靠,这些工作必须在现场生产条件下进行。
4、稳定时间对测试的作用:
当充气时,压缩空气由受压状态进入一个密闭容器后,将引起一系列的热力学、动力学变化,即当一定体积的压缩空气迅速移至一个密闭容器后,其压力会降低,若此时进行测量,则这种压力的变化会被视为一个由泄漏所引起的压力变化,影响测量结果的准确性。这种“充气效应”受充气压力、测试容积及测试件材料的影响。当充气压力或测试容积增大时,这种充气引起的压力降低会随之变得明显。解决这个问题的办法之一是在充气与测量之间增加一段稳定时间来消除这种影响。稳定时间需要多长应根据具体测量对象确定。在生产线上进行气密性测试时,稳定时间过长会影响生产线生产进度,这时,可行的措施就是采用压差测量法。在压差测量系统中,由于标准件的引入,这种效应在测试件回路及标准件回路中同时产生,因此可以在很大程度上降低这种影响。
标准件的选择可以采用:
①与被测件完全相同的零件。
②采用与被测件体积近似的工件,在测量过程中调整其容积大小,以达到一个满意的平衡效果。应当指出的是,标准件的引入还不能达到测量要求时,只能通过增加温度时间来达到目的。
气密性检测仪的适用范围:
在各企业自动化生产线上,通常采用的气密性测试方法有放置法、浸水法、浸油法等。但这些方法只能作为定性判断,而不能作为定量判定,且明显存在不足。
1、零件必须浸入水中。对于尺寸、质量较大的零件不易操作,对于易生锈的零件在检测完成后还需进行清洗、吹干并做防锈处理。
2、工作环境恶劣,劳动强度大,成本高。为避免零件的生锈,一般还需在选择介质时作一定的考虑,通常要将防腐剂混入水中或在没有腐蚀性的液体中进行气密性测试。
3、气密性测试结果很容易受到人为因素的干扰和影响。
4、不能定量测量。
5、检测周期长,自动化程度低,不能适用于大批量的生产。
使用气密性检测仪时的注意事项:
1、应保持气体的干燥和洁净,否则会污染试件和传感器,影响测试的准确性。
2、应注意温度的变化,在工作过程中应尽量避免温度的剧烈变化。气密性检测仪的测量原理是建立在等温过程之上的,温度变化对仪器的测试结果有着决定性的影响。
3、被测件应保持一定的刚性,且不易变形,不应有密闭容积方面的变化,否则会影响测试的准确度。
4、直接压力测量法的检测仪准确度低,价格便宜,而差压测量法的检测仪准确度高,价格贵,应根据不同工件的具体特征,合理选用气密性检测仪器。
5、当选用差压测量法的检测仪时,尽量让标准件的容积、材质跟被测件的一致,这样测试结果更准确。
6、要求被测件密封可靠,以确保检测结果的准确。
7、应避免环境热源和震动的干扰。
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