差压式气密性检测的基本介绍

科 技论 坛
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差压 式气 密性检测 的基 本介绍
隋璐 娜
（ 青岛市技 师学院， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ０ ０ ）
摘
要： 气密性检 测仪测量压力 变化所产生的空气损 失在测量腔里的物理效应 ， 实现 气体泄 漏的检测。其中差压式检测法较为普遍 。
气 密性 检 测 综 合 应 用 了 电子 、 编 程 及 气流 等技 术领 域பைடு நூலகம்的 知识 ， 此 文 主 要介 绍 了仪 器 的 整 个 工作 原 理 。 关键词 ： 差压 法平 衡 时 间克 拉 伯 龙 方 程 气体泄漏检测中有—项称为气密性检测 ，气密性检测根据检测手 泄露速率（ ｃ ｌ ｎ ） 一 ， 其中ｔ 为实时检测时间。 段有多种方法， 本设备主要采取差压检测法 。采用这种方法 ， 提前准备 即检测的泄露速率为 ：
（ ｅ ｍ ＇ ／ ｍｔ ｎ ） ＝Ｖｘ６ ０ ／ ｔ ＝（ Ｐ ｌ —Ｐ ２ ） Ｖ×６ ｏ ／ ￣ ， ｘｔ ｃ ２ ） 好质量合格的工件作为参考 ， 接人参考腔 ， 被测工件接人测试 口。同时 此外 ， 在使用设备之 前采用标准漏孔对设备进行标定 ， 可保证设备 对两工件加压 ， 排除温度 ， 压缩变形等引起的误差。 在规定时间内， 灵敏 的压差传感器可以采集到因泄露造成的内部压力与标准件内部压力的 的可靠陛； 通过定期对设备进行标定 ， 则能够保证设备的稳定性。在设 差值， 这样可以判断是否合格。 备系统调试和多次实验的过程中，发现 以下 因素会影响检测精度 ： ＆ 检 测容积的影响 ： 在预设特定的泄漏率后 ， 发现被测工件容积越大 ， 腔内 气压平衡的时间就越长 ，测试阶段也会相应延长 ，耽误生厂线后续环 节。 若不想法减少容积或者加快充气时间， 可能无法达到测量要求的灵 敏度。 这时可以采用前面提到过的快速充气法。 ｂ ． 检测压力的影响： 泄漏 率一定程度上依赖测试压力和实际的测量条件。 ： 言， 例如表面租 糙， 多孔的材质 ， 这种依赖陛增强 ， 多孔性较低 ， 影响变小。另外压力增 加， 温度也随之升高 ， 平衡时间又会加长。因此 ， 最好在一定压力值范围 内对被测工件进行气密陛检测 ， 然后挑选—个既能满足测试要求 ， 压值 又比较低的确定为最终测试气压 。 还要考虑耐压值 ， 要低于被测工件各 个机构对于最大压力的承受能力 。ｃ ． 温度对检测的影响： 温度影响是非 如上图所示 ， 压力表相当于天平的指针， 测试 口与参考腔就相当于 常明显的， 是影响测量结果的重要因素之一。温度一升高 ， 腔 内内部压 天平的两个托盘。当进气阀和排气阀关闭时后 ， 我们就可以通过位于 中 力跟着升高。 而且测试 压力越高， 温度影响越大。这是采用差压法测量 间的压力表测量两者气压差的大小 。差压检测的方法和压差传感器的 考虑依据 ， 当准备的标准件和被测工件有着相同参数 ， 例如容积 、 外形 制造工艺密不可分 。 在差压传感器内部存在—个薄膜， 当测试 口和参考 时， 充气本身造成的温度变化可以用差压法 自行消除。 但是如果和环境 腔之间存在气压时 ， 该薄膜就会受到挤压 ， 平衡就会被破环 ， 而我们检 温度差别太大， 就没有办法了。在汽车发动机生产线上 ， 就是把气密性 测的前提条件是假设参考腔是绝对无泄漏的 ，所以该压差就应该为测 检测仪安装在工件清洗之后， 可以兼顾到用水冷却之前的加热环节。冷 试 口引起的。 下面简单描述气密陛检测的基本工作过程 ： 打开充气气源 却至室温后 ， 减少温度的影响。 发动机的材质 、 几何尺寸 、 表面积大小等 和进气阀 ， 向工件进行充气 ， 当压力传感器输出的值在压力表上显示为 都会影响温度变化。表面积越大， 容积越小 ， 材料导热性强， 温度影响就 所设定的测试压力后 ， 关闭阀门， 如果数值略有超出， 调节压力阀。 经过 明显。 这种影响效果如果不容忽视 ， 就必须考虑采取措施降低影响。 ｄ 封 段时间平衡后 ， 关掉平衡阀， 取平衡时间差值后的压差传感器输出的 堵方式对测量的影响 ： 封堵零件的要素就是要保证在封堵过程中， 必须 压力差 ， 再与测试时间作 比就是被测工件的泄露率。最后打开排气阀 ， 保证接缝密合 ， 这就需要工件和封堵装置的位置不能发生改变。 一般的 放气。 压力在整个测试过程中不同时间段的波动也各有变化 。 测试前的 做法是在封堵位置的终端 ， 增加挡铁可以保证钢件和开 口的接触。 举例 等待阶段 ， 压力值很小， 没有波动 ； 充气阶段 ， 压力快速上升 ， 达 到设定 来说 ， 一直一个测试件的容积是二百立方厘米 ， 测试压力为十的五次方 值， 管道的对称会影响波动的大小； 平衡阶段起始 ， 数值 匕 下起伏 ， 逐渐 帕 ， 封堵面积为二十立方厘米 ， 假使在测试过程中 ， 封堵位置发生 了零 趋于稳定 ； 紧接着的测试阶段要注意， 因为 阀门关 闭的不同步 ， 又会引 点零一厘米的变化 ， 那么体积相应变化了一百帕 ， 这个数值就已经非常 起压力差的波动 ， 因此还要经过测试平衡 ， 才能采集测试结果 。在气密 接近测量的不合格极限值了。 不过这是—个比较特殊极端 的例子， 一般 性检测 中， 平衡时间是关键 ， 这个需要大量实验数据 ， 才能得到不 同平 情况下封堵面积和测试体积的比值没有那么大 ， 要小很多。但是 ， 即是 衡时间对泄露率 的影响 ， 再选取最佳时间。被测工件的容积， 也就是气 例子极端 ， 也不能忽视这个在封堵设计中常见的问题 ， 应该在实际应用 体体积 ， 是计算公式 中的重要参数 ， 因此它的精确度应在百分之一内。 趔程 中具． 体问题具锌： 分析。 数据处理部分采用的公式是基于克拉伯龙方程 ： 除了上述封堵位置变化可能引起 的压力变化外，在气密性检测仪 Ｐ Ｖ ＝ ｎ Ｒ Ｔ （ １ ） 和调试过程中值得注意的是， 封堵元件要作用在零件的坚固位置 ， 例如 其中， Ｐ 表示压强 ， Ｖ表示气体体积 ， ｎ 表示物质的量 ， Ｔ 表示绝对温 支撑结构上 ， 否则可能对零件造成破坏产生新的泄露 。 尤其本设备采 度， Ｒ表示气体常数 ； 计算泄露速率时 ， Ｒ为常数 ， 对一定量（ ｎ一定 ） 的 用气缸控制夹具和封堵部分， 如果忽视会产生调试困难 ， 延长工期 的问 气体， 温度（ Ｔ一定 ， 由于检测环境下温度变化非常微小， 所 以基本可以 题。在车间调试气密 『 生 检测仪时 ， 由于初始封堵设计方案 ， 没有考虑前 设定检测条件为恒温） ， Ｐ Ｖ为常数。气密陛检２ 贝 ０ 分为充气 、 保压和检测 面提到的问题 ， 封堵和充气接头在 自动控制下 ， 气缸动作带动接头作用 三个过程。设定被检测件的体积为 Ｖ， 充气结束时往被检测件充 入的大 在了相对脆弱的宿料骨架上 ，使得塑料骨架和铝合金骨架中间产生了 气的量为 ｎ ， 被检测件的压强为 Ｐ 。 ， 经过保压、 检测后被检测件 中的大气 缝隙 ，出现新的泄露点 ，影响气密陛检测仪对于正常发动机的检测评 分为两部分 ， 被检测件 中大气 的量为 ｎ 。 ， 压强为 Ｐ ２ ， 泄露到空气 的大气 价。 然后经过整改， 接头作用在铝合金骨架上， 这样一来 ， 反作用力回到 的量为 ｎ ： ， 压强为 Ｐ ０ 则： 气缸上， 不会产生新的泄露点。 差压式是 目前气密性检测技术的主流。当然有一点要说明， 在很多 ｎ ｎ Ｉ十 ｎ ２ 要求精度不高的实际生产中， 绝对压力法 已能满足其要求 ， 它测量系统 Ｐ １ Ｖ＝ｎ Ｒ Ｔ ｎ＝ Ｐ １ ｖ ／ Ｒ Ｔ ￣ 简单 ， 不需要标准件作参考 ， 造价较低。因此具体用哪种方法， 也并不是