检测技术作业——气密性检测技术

图2
ALT系列气密性检测仪 返回目录
2.3气密性检测效率改善方法
• 基于差压测量的气密性检测技术虽然和传统的检测方法相 比，提高了检测效率和自动化程度，但是在有些场合仍然 不能满足生产效率的要求，尤其当被测工件的内容积较大 时，为了保证一定的检测精度，必须保证足够的充气时间 和平衡时间。因为，在充气过程中，气体的温度会发生变 化，如果充气时间和平衡时间不足够长，温度变化不能稳 定下来，进入检测过程时，温度变化会引起差压的变化， 使检测精度下降。此时，检测精度和检测效率就成为了矛 盾的关系。为了提高泄漏检测效率，国内外一些研究机构 分别提出了一些理论和方法，如快速充气法、温度补偿方 法、加装填充物减少被测工件内容积等方法。这些检测效 率改进措施在实际应用中得到了验证和发展。
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如北京拓奇星自动化有限公司为某变速箱生产厂家提供的气密性检 测机，通过采用上述效率改善措施后，工作节拍由原来的每2分钟1 件提高为每1分钟1件，检测效率提高了50%。此外，为满足自动 化生产的需要，该公司在气密性检测仪的基础上又开发出了各种集 上料、封堵、检测、显示、报警、卸料等功能于一体的自动化泄漏 检测设备。图3为北京拓奇星自动化有限公司开发生产且目前已应 用于某变速器生产线的自动化检漏设备。
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2.气密性检测技术 2.1常用气密性检测技术
• 气密性检测的常用方法有气泡法，涂抹法，化学气体示踪 检漏法，压力变化法，流量法，超声波法等等。 • 传统的检测泄漏方法多采用气泡法和涂抹法。 • 气泡法是将工件浸入水中，充入压缩空气，然后在一定时 间内收集从中泄漏出来的气泡以测出泄漏量。 • 涂抹法是在内部充有一定气压的工件表面涂抹肥皂水一类 的易产生气泡的液体，观察产生气泡的情况以检测泄漏量 的大小。 • 这两种方法操作简单，能直接观察到泄漏的部位和泄漏情 况，但由于事先不知道工件泄漏的部位和几处泄漏，难以 收集全气泡，影响测量的准确性；
气密性检测技术改进方法
——物理0901 陆飞 1304090116
目录： • • • • • • • • 1.概述——气密性检测技术改进方法 2.气密性检测技术 2.1 常用气密性检测技术 2.2气密性检测技术国内外现状 2.3气密性检测效率改善方法 3.检测技术概述及总结 4.感谢老师 5.结束谢谢
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漏孔大小的表征
漏气速率：一般采用室温下（20℃），外部为大气压强 1.0133*105帕时间单位干燥空气流过漏孔向真空容器漏入 的气体量来表达： Q0=V · △P/△t P/△
漏率的单位有托升/秒，毫托升/秒，半导体工艺中常用大 气压毫升/秒，冷冻工程常用毫克/年。目前压强单位已逐 步改为帕，相应的漏率单位为 帕·米3/秒。
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简言之，检测技术就是利用各种物理化学效应，选择合适的 方法和装置，将生产、科研、生活中的有关信息通过检查与 测量的方法赋予定性或定量结果的过程。 这学期检测技术这门课，是我们的学位课，它是我们之前学 的很多知识的综合运用，还有一些只是是我们之前没学过的 ，如材料力学，化学等等，行行业业都有检测部门，说明它 是必须存在的，为了质量，为了效率。。。。。。。 这门课让我学到了很多，很多之前学过的知识我遗忘了，或 者运用的不熟练，当然还有很多知识就没接触过，知识面狭 窄，有待拓宽，在今后的学习生活中我会努力运用学过的知 识积极实践，并进一步拓宽知识面。
判定了真空系统漏气后，就可以着手寻找漏孔所在的位置，以及 漏孔的大小。 返回目录
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漏孔大小的概念
漏孔的大小不是几何尺寸，真空系统中存在的漏孔通常 很小，形状也很复杂，很难用漏孔的几何尺寸来表达。 漏孔的本质就是漏气。 漏孔的大小：通常我们用漏气率来表达。如几个漏孔大 小截面可以不同，但只要漏率（漏气速率）相等，就认 为是完全相同的。
图3 LTSA30型变速器/离合器壳体气密性检测设备
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上述气密性检测技术虽然能够检测工件泄漏与否，但不能确定泄漏 的具体位置。在某些场合，当工件检测不合格时，需要将工件放入 水槽中，通过水检的方式确定漏点位置。为了提高检测效率，新的 检漏机常将气密性检测(干式检漏)与水检功能复合在一台设备中。 被测工件进入检漏机后，首先进行干式检漏，如果工件合格，则将 工件送出。如果工件不合格则自动将工件沉入检漏机下方的水槽中， 进行水检以确定漏点位置，这样进一步提高了气密性检测的自动化 程度和检测效率。此外，北京理工大学检测技术与自动化装置研究 所最近还开展了一项研究工作，即采用红外摄像仪结合图像处理技 术进行泄漏位置的检测，其基本原理是向工件中充入比环境温度略 低的气体，采用红外摄像仪拍摄工件外表面的温度场图像，如果工 件有泄漏，则在温度场图像中有奇异点，通过图像处理技术把该温 度奇异点提取出来即可确定泄漏位置。该方法和采用水检确定漏点 位置的方法相比，由于不需要对工件进行后续的干燥清洁处理，可 大大提高检测效率。目前该研究尚处于实验室阶段，预计在不远的 将来即可应用于生产实际。随着计算机、电子、传感技术的飞速发 展，泄漏检测技术的发展将迎来新的发展契机。未来的气密性检测 技术将向高精度、高效率、智能化的方向进一步发展。 返回目录
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其次，对于体积大、笨重、外表面复杂的零件，气泡附着于零件 底部和褶皱处而不易观察；测试完后需要对工件进行清扫干燥 处理，无法实现自动、定量测漏。因此这两种方法在满足高精 度、高效率的生产需求方面显得力不从心。
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真空系统漏气的判断
压强保持原来的值不变。 (1) 压强保持原来的值不变。说明 容器既不漏气亦不放气。 容器既不漏气亦不放气。 (2) 压强开始上升很快后来呈现饱 和状。说明主要是放气。 和状。说明主要是放气。 (3) 压强直线上升，说明主要是漏 压强直线上升，说明主要是漏 气。 压强开始上升的很快， (4) 压强开始上升的很快，后来变 得较，但不出现饱和的情况， 得较，但不出现饱和的情况，这 是上述两种情况的综合， 是上述两种情况的综合，即同时 存在放气和漏气 漏气。 存在放气和漏气。
近年来，国内一些科研机构和厂家也对气密性检测仪进行了开发 研制，其中，北京理工大学检测技术与自动化装置研究所与北京 拓奇星自动化有限公司合作开发了 ALT系列气密性检测仪产品 (图2)，包括直压保压式，直压收集式和差压并联比较式、正负 压一体式、流量式等各种型式，泄漏流量检测精度高达 ±0.1ml/min，差压检测精度高达±0.1Pa(检测精度和测试条 件有关)。高精度，高效率，低成本是该系列产品的最大竞争优势， 此外仪器界面友好，操作简单，而且还配备各种通讯接口，具有 强大的扩展功能。广泛应用于各种阀、泵、汽车零部件、管路、 发动机、消声器等的气密性检测。
1.概述——气密性检测技术改进方法
• 气体泄漏的检测包括有毒气体的泄漏检测、可燃 气体的泄漏检测以及气密性检测。前两者多半可 以通过化学传感器的方法来进行检测, 通常是在 元件或系统使用过程中进行检测。如果有合适的 传感器, 其方法相对简单。本文中介绍的气密性 , 检测, 一般是在元件或系统制造过程中进行检测 ，通常需要定量检测, 而且要求快速、大量地在 生产现场进行。
现代气密性检测设备的广泛应用也将为保证产品质量、保障生产安 全、提高企业经济效益发挥越来越重要的作用。为了提高泄漏检测 效率，国内外一些研究机构分别提出了一些理论和方法，如快速充 气法、温度补偿方法、加装填充物减少被测工件内容积等方法。这 些检测效率改进措施在实际应用中得到了验证和发展。随着计算机、 电子、传感技术的飞速发展，泄漏检测技术的发展将迎来新的发展 契机。未来的气密性检测技术将向高精度、高效率、智能化的方向 进一步发展。
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上式中，PT为测试压，P0为外界压力(大气压)，VW为被测 容器容积，VS为基准容器容积，V为由于差压的产生造成的 差压传感器内容积的变化，∆VL为排到大气中的泄漏量，∆P 为差压，QL为气体泄漏流量，t为产生差压△P相对应的测试 时间。其中PT P0均为绝对压力。基于上述基本原理，国内 外众多厂家都开发出了气密性检测仪，比较著名的有法国 ATEQ公司，美国的USON公司，日本的COSMOS公司等。 ATEQ 公司为世界制造气密性测试仪器的先驱，涉及汽车、 医药、家电、压铸、包装、阀门、煤气、电子、建筑、航空 等领域。USON公司也生产很多种类型的测漏仪，它的 4000系列提供了多种检测模式，同时考虑到了测漏性能、 泄漏量、以及针对实际应用中不同被测物的容积及泄漏量大 小提供了相应的产品。COSMOS 主要生产针对特殊化学气 体的泄漏检测设备。 返回目录
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检测技术概述及总结
• 学科概况 本学科是隶属于控制学科与工程学科下的 一个二级学科。 检测技术与自动化装置是将自动化 、电子、计算机、控制工程、信息处理、机械等多种学科 、多种技术融合为一体并综合运用的符合技术，广泛应用 于交通、电力、冶金、化工、建材等各领域自动化装备及 生产自动化过程。检测技术与自动化装置的研究与应用， 不仅具有重要的理论意义，符合当前及今后相当长时期内 我国科技发展的战略，而且紧密结合国民经济的实际情况 ，对促进企业技术进步、传统工业技术改造和铁路技术装 备的现代化有着重要的意义。 本学科研究以自动化 、电子、计算机、控制工程、信息处理为研究对象，以现 代控制理论、传感技术与应用、计算机控制等为技术基础
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百度文库
以检测技术、测控系统设计、人工智能、工业计算机集散控制系统 等技术为专业基础，同时与自动化、计算机、控制工程、电子与信 息、机械等学科相互渗透，主要从事以检测技术与自动化装置研究 领域为主体的、与控制、信息科学、机械等领域相关的理论与技术 方面的研究。研究本学科及相关科学领域基础理论的分析、建模与 仿真、应用技术及系统设计和自动化新技术、新产品研究开发等。 掌握本科学领域坚实的理论基础和系统的专门知识是检测技术与自 动化装置学科及其工程应用的重要基础和核心内容之一。随着国民 经济各行业及科学技术的迅速发展，以及本学科专业理论和技术水 平的提高，检测技术与自动化装置学科的研究内容越来越丰富，应 用范围也越来越广阔。检测技术与自动化装置的应用基础是扎实的 理论基础以及科研和工程实践过程中不断积累的新技术使用技能和 知识；随着自动化系统规模和新技术应用范围的不断扩大，加上学 科基础理论和光、机、电结合新技术的迅速发展，越来越促进了检 测技术与自动化装置学科的迅速发展。本学科是一门以应用为主、 理论和实践紧密结合的综合性学科，它的应用已经编及工业、交通、 航空航天、电力、冶金及国防等各个领域。
实际上由于任何材料在真空下都要放气,就消耗掉一部分抽速去 抽取这部分气体。因此为了留有余地， 就规定 为最大允许漏率。
图1
差压法原理
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2.2气密性检测技术国内外现状
• 为了提高检测精度和效率，实现检测自动化，目前比较流 行的气密性检测方法是差压法，基本原理如图1所示。被 测容器如果有泄漏，必然造成容器内气体质量的流失，使 容器内原有的气压减低，通过测量容器内气体压力降可以 推导出实际容器泄漏的气体量，以达到检测气体泄漏量的 目的。泄漏流量与差压的关系可以用下式表示：
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漏孔大小的影响因素：
漏气率大小的决定因素有： 1)漏孔的几何尺寸 2)容器外部的压强 3)气体的种类 4)温度以及气体在漏孔中的流动状态等。
真空系统检漏常用的方法有压力检漏和真空检漏两大类
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压力检漏：
利用压强差，将被检测容器充入压缩空气（或CO2、HCl等），浸 没在水中（氨水等）或涂上肥皂水，根据出泡的位置以及时间的长 短来判断漏孔的位置以及大小，仅适用于金属的真空设备（灵敏度 10^-2至10^-6）
当抽气进行了足够长时间后， dP/dt=0 =0时容器压强不再 当抽气进行了足够长时间后， dP/dt=0时容器压强不再 变化，此时即为极限压强（平衡压强）。极限压强为 变化， 返回目录 Po=Q/Se。 Po=Q/Se。
容许漏率
实际上，漏孔的漏气足够小，使得平衡压强低于真空系统工 作所需的压强，这些漏孔就是允许的。 即 设平衡时真空系统的抽速为S，抽走的气体量即为 SP平衡，它应该等于漏气量Q0。故容许漏率为：
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真空检漏：
最常用的方法是将被检测容器抽成真空，在漏孔可疑处用示漏气体 进行探找，有漏孔存在时，示漏物质则经过漏孔进入容器，检测器 就发出信号。常用的有氦质谱检漏（灵敏度10^-8~10^-12）。
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真空系统的极限压强
已知一个真空系统的抽气过程可以用下述方程来描述： 已知一个真空系统的抽气过程可以用下述方程来描述：