СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ Российский патент 2007 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий на герметичность, и может найти применение в тех областях техники, где предъявляются высокие требования к надежности изделий.

Известен способ испытания на герметичность, при котором изделие заключают в замкнутую оболочку, заполняют изделие контрольным газом, накапливают контрольный газ в объеме оболочки, измеряют его концентрацию с помощью течеискателя, а о герметичности судят по интенсивности изменения концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке (авт. св. СССР №214851, опубл. 29.03.68 г.).

Недостатком данного способа является сравнительно низкая достоверность измерения, вызванная наличием контрольного газа в атмосфере.

Известен также способ контроля герметичности, при котором изделие помещают в камеру, заполняют контрольным газом, измеряют фоновую концентрацию контрольного газа в камере, а о герметичности судят по изменению концентрации контрольного газа в камере по сравнению с фоновой (Вакуумная техника. Справочник под редакцией С.С.Фролова и др. М., Машиностроение, 1992 г., с.445).

После заполнения изделия контрольным газом невозможно определить его фоновое значение, и сравнение проводят с фоновым сигналом до заполнения изделия, а фоновый сигнал с течением времени меняется.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ испытаний изделий на герметичность по авт. св. СССР №1132160 (опубл. 30.12.84 г.), заключающийся в том, что изделие размещают в камере, измеряют в ней фоновую концентрацию контрольного газа, затем заполняют изделие контрольным газом, одновременно с фоновой измеряют концентрацию газа, отличного от контрольного, а о фоновой концентрации контрольного газа в камере после заполнения изделия судят по концентрации газа, отличного от контрольного, по соотношению между измеренными концентрациями во времени, о герметичности судят по изменению концентрации контрольного газа в камере по сравнению с фоновой.

Наличие дополнительного течеискателя, регистрирующего концентрацию газа, отличного от контрольного, также увеличивает погрешность измерения, т.к. вполне вероятно изменение его концентрации и изменение реакционной способности течеискателей в течение времени выдержки.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и достоверности результатов контроля герметичности за счет исключения влияния фона контрольного газа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля герметичности изделие размещают в герметичной испытательной камере, измеряют в ней фоновую концентрацию контрольного газа, затем полость изделия заполняют контрольным газом и выдерживают определенное время. О герметичности судят по изменению концентрации контрольного газа в камере по сравнению с фоновой. При этом используют дополнительную камеру, причем перед заполнением изделия контрольным газом регистрируют и уравнивают фоновое содержание контрольного газа в испытательной и дополнительной камерах. После выдержки изделия регистрируют значение фона в дополнительной камере, а расчет негерметичности производят по соотношению:

где Q_И - негерметичность изделия, г/с;

C_К - значение эталонной концентрации контрольного газа, г/л;

V_И - свободный объем испытательной камеры, л;

α_И - реакция течеискателя на концентрацию контрольного газа в испытательной камере, μA;

α_Ф - реакция течеискателя на фоновое содержание контрольного газа в дополнительной камере, μА;

α_К - реакция течеискателя на эталонную концентрацию контрольного газа, μА;

t_И - время накопления контрольного газа в испытательной камере, с.

Отличительными признаками предложенного способа от аналогичных является регистрация концентрации фона контрольного газа не только в испытательной камере, но и в примененной дополнительной камере, причем значение фона в обеих камерах уравнивается. Это позволяет уменьшить влияние изменения фона контрольного газа или реакционной способности течеискателя во время испытания на результат определения негерметичности.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства для реализации технологии контроля герметичности.

На схеме изображено: 1 - изделие, 2 - испытательная камера, 3 - щуп течеискателя, 4 - течеискатель, 5 - дополнительная камера; 6 - патрубки с заглушками для ввода щупа, 7 - пневмопульт для подачи контрольного газа, 8 - емкость с эталонной концентрацией, B1...В6 - вентили.

Способ осуществляется следующим образом.

Изделие 1 размещают в испытательной камере 2. С помощью щупа 3 течеискателя 4 регистрируют фоновую концентрацию контрольного газа в испытательной 2 и дополнительной 5 камерах и уравнивают его значение, например, продувкой нейтральным газом, после чего камеры герметизируют.

Затем в изделие 1 подают контрольный газ под давлением испытания и выдерживают в течение определенного времени t_И, необходимого для накопления контрольного газа в камере 2. Регистрируют сигнал α_Ф течеискателя 3 в дополнительной камере 5, затем реакцию данного течеискателя на содержание контрольного газа от негерметичности изделия 1 в испытательной камере 2 - α_И.

Реакцию α_К течеискателя 4 на эталонную концентрацию определяют одним из существующих способов, например, может быть применена калиброванная течь или емкость с заранее приготовленной концентрацией контрольного газа.

Негерметичность изделия оценивают по соотношению (1).

Предлагаемый способ опробован на практике при проведении контроля герметичности стыковых соединений высоковольтного элегазового выключателя. Внутренние полости выключателя заполнялись шестифтористой серой SF₆ (элегазом), используемой и в качестве дугогасящей среды, и в качестве контрольного газа. Для регистрации использовался плазменный течеискатель ТП-3. Вокруг контролируемого стыкового соединения создавался герметичный замкнутый объем (испытательная камера), величина свободного объема составила V_И=15 л. Показание течеискателя на фоновое содержание в замкнутом объеме и в дополнительной камере были равны 10 μA, поэтому продувка не проводилась. Дополнительная камера герметизировалась. Накопление контрольного газа в замкнутом объеме осуществлялось в течение 4 часов. За время накопления на испытательном участке повысилось фоновое содержание элегаза из-за проведения технологических операций с другими выключателями. Включался течеискатель перед измерением после накопления. Потенциометром компенсации фонового сигнала измерительный прибор течеискателя устанавливался в первоначальное положение - α_ф'=10 μА. Затем определяли реакцию течеискателя в замкнутом объеме стыкового соединения и дополнительной камере, при этом реакция течеискателя соответственно составила - α_И=12 μА, α_Ф=7 μA. Реакция на эталонную концентрацию - α_К=40 μA. Значение эталонной концентрации при этом составляло С_К=1·10^-8 г/л.

В данном случае, если расчет негерметичности изделия проводить без учета изменения концентрации контрольного газа в течение времени испытания, то негерметичность изделия будет определяться по соотношению:

где α_Ф'=10 μА - реакция течеискателя на фоновое содержание контрольного газа, зарегистрированная до проведения испытаний.

Тогда негерметичность, рассчитанная по соотношению (2), составит:

Если в расчете принять за фоновое содержание контрольного газа реакцию течеискателя на сохраненное в дополнительной камере первоначальное фоновое содержание на испытательном участке - 7 μА, тогда утечка из стыкового соединения, рассчитанная по соотношению (1), составит:

Таким образом, без учета первоначального фонового содержания контрольного газа результат утечки контрольного газа из стыкового соединения оказывается в 2,5 раза меньше действительной величины. Учет влияния фонового содержания контрольного газа на испытательном участке позволил повысить достоверность испытаний.

Способ обладает повышенной надежностью и точностью определения негерметичности, т.к. возможное изменение фонового содержания контрольного газа или изменение реакционной способности течеискателя в процессе накопления не оказывает влияние на точность результатов контроля герметичности.

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение точности и достоверности результатов контроля измерения герметичности за счет исключения влияния фона контрольного газа. Этот результат обеспечивается за счет того, что при проведении контроля герметичности изделие размещают в герметичной испытательной камере и измеряют в ней фоновую концентрацию контрольного газа. Регистрируют значение фона в дополнительной камере и уравнивают его значение со значением фоновой концентрации контрольного газа в испытательной камере. Изделие заполняют контрольным газом и выдерживают определенное время. О герметичности судят по изменению концентрации контрольного газа в камере по сравнению с фоновой. После выдержки изделия регистрируют значение фона в дополнительной камере, а расчет негерметичности производят по соотношению, приведенному в формуле изобретения. 1 ил.

Способ контроля герметичности, заключающийся в том, что изделие размещают в герметичной испытательной камере, измеряют фоновую концентрацию контрольного газа в камере, полость изделия заполняют контрольным газом и выдерживают определенное время, а о герметичности судят по изменению концентрации контрольного газа в камере по сравнению с фоновой, отличающийся тем, что в нем используют дополнительную камеру, причем перед заполнением изделия контрольным газом регистрируют и уравнивают фоновое содержание контрольного газа в испытательной и дополнительной камерах, после выдержки изделия регистрируют значение фона в дополнительной камере, а расчет негерметичности производят по соотношению:

где Q_и - негерметичность изделия, г/с;

C_к - значение эталонной концентрации контрольного газа, г/л;

V_и - свободный объем испытательной камеры, л;

α_и - реакция течеискателя на концентрацию контрольного газа в испытательной камере, μA;

α_ф - реакция течеискателя на фоновое содержание контрольного газа в дополнительной камере, μA;

α_к - реакция течеискателя на эталонную концентрацию контрольного газа, αA;

t_и - время накопления контрольного газа в испытательной камере, с.