Устройство для контроля герметичности Советский патент 1986 года по МПК G01M3/06 

i

Изобретение относится к испыта- rejifjHOH технике и может быть исполь- з(звано для контроля герметичности изделий путем подсчета воздушных пузырьков.

Целью изобретения является повышение надежности испытания путем исключения влияния паразитных сигналов

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы дискретно-импульсного датчика определения течи.

Устройство для контроля герметичности содержит дискретно-импульсный датчик 1 определения течи и счетчик 2 импульсов. Вход счетчика 2 импульсов соединен с выходом датчика 1 определения течи. Датчик 1 определения течи выполнен в виде прозрачного герметичного сосуда 3, частично за- полненного жидкостью, с трубкой 4 ввода и трубкой 5 вывода. Сосуд 3 снабжен источником 6 света и фотоприемником 7, расположенными извне с диаметрально противоположных сторон прозрачного герметичного сосуда 3. Датчик 1 определения течи дополнительно снабжен, генератором 8 импульсов, резонансным усилителем 9 и детектором 10 с усредняющим фильтром.

Выход генератора 8 импульсов соединен с источником 6 света. Выход фотоприемника 7 соединен с входом резонансного усилителя 9. Выход резонансного усилителя 9 соединен с входом детектора 10. Выход детектора 10 подключен к выходу датчика 1 определения течи.

Устройство снабжено дополнительными дискретно-импульсными датчика-

ми 1 определения течи, каждый из KOTOjibix соединен с соответствующим входом счетчика 2 пузырьков. Количество датчиков определения течи соответствует количеству полостей в контролируемом изделии.

Счетчик 2 импульсов дополнительно снабжен многоканальным аналого-цифровым преобразователем 1 и блоком 12 памяти. Каждый канал аналого-циф- рового преобразователя 11 подключен к соответствующему входу счетчика 2 импульсов. Выход аналого-цифрового преобразователя 11 соединен с входом вычислительЯого блока 1 3, -который соединен с блоком 12 памяти.

В каждом датчике 1 определения течи луч света от источника 6 света

0

5 0 5 0

5

о

35

5

752

к фотоприемнику 7 проходит выше среза трубки 4 нвода на расстоянии, превышающем высоту остаточного пузырька. Источник 6 света и фотоприемник 7 работают в спектрально согласованном инфракрасном диапазоне длин волн. Источник 6 света снабжен диафрагмой 14. Вычислительный блок 13 и блок 12 памяти выполнены в виде микроЭВМ. Источник 6 света может быть выполнен в виде инфракрасного светодиода.

Фотоприемник 7 может быть выполнен в виде инфракрасного фотодиода и операционного усилителя. Генератор 3 импульсов может быть выполнен в виде двух инверторов, усилительного элемента с открытым коллектором и времязадающих конденсаторов и резисторов. Резонансный усилитель 9 может быть выполнен на двух интегральных повторителях. Детектор 10 с усредняющим фильтром может быть выполнен на двух инвертирующих усилителях и двух диодах. Вычислительный блок 13 и блок 12 памяти могут быть выполнены на ЭВМ СМ-1800. Многоканальный аналого- цифровой преобразователь 11 может быть выполнен на блоке микроЭВМ СМ-1800, СМ-1800.9201.01.

С помощью аналого-цифрового преобразователя 11 по сигналам с детекторов 10 контролируется происхождение воздушных пузырьков в каждом датчике 1 определения течи.

Импульсы, поступающие с выхода генератора 8 на вход источника 6 света, обуславливают его работу на определенной модулированной частоте. Инфракрасное модулированное излучение от источника 6 света проходит через отверстие диафрагмы 14 и через прозрачный герметичный сосуд 3, час-; тично заполненный жидкостью, к фотоприемнику 7, контролируя прохождение воздушных пузырьков в сосуде 3.

Фотоприемник 7 преобразует инфракрасное модулированное излучение в электрический сигнал, которь й поступает на вход резонансного усилителя 9. Резонансный усилитель 9 обеспечивает избирательность по отношению к сигналам, отличающимся от частоты модуляции, и усиливает только модулированный сигнал. Остальные сигналы, не совпадающие по частоте с модулированным сигналом, подавляются. С выхода резонансного усилителя 9 сигнал попадает на вход детектора

3

10 с усредняющим фильтром, который преобразует модулированный сигнал в импульсы, следующие с частотой прохождения пузырьков через сосуд 3.

Каждое контролируемое изделие подключается к трубке 5 вывода соответствующего датчика 1 определения течи, к трубкам 4 ввода подключаются абсолютно герметичные эталонные емкости (ресиверы).

Цикл контроля герметичности аналогичен для всех проверяемых изделий.

При подготовке к контролю в эталонную емкость и испытуемое изделие, соединенные с соответствующим датчиком 1, подается под давлением воздух,. С началом цикла контроля подачи сжатого воздуха в испытуемое изделие и эталонную емкость прекращается. Эталонная емкость остается соединенной через трубку 4 ввода, сосуд 3, трубку 5 вывода с изделием. Если контролируемое изделие негерметично, в следствие утечек давление воздуха, в нем понижается. Воздух начинает перетекать из эталонной емкости через трубку 4 ввода, сосуд 3, трубку 5 вывода в изделие, что приводит к появлению воздушных пузырьков в сосуде 3.

Поднимаясь к поверхности жидкости, воздушные пузьфьки перекрывают модулированный с частотой генератор 8 луч света от источника 6 света к фотоприемнику 7, что ведет к изменению уровня выходного сигнала фотоприемника 7 и соответственно датчика J определения течи.

Вычислительный блок 13 при помощи аналого-цифрового преобразователя 11 осуществляет контроль уровня выходного сигнала с выхода каждого датчика 1 определения течи и фиксирует прохождение пузырьков.

Количество воздушных пузырьков, зафиксированных в течение времени контррля в датчике 1, свидетельствует о величине негерметичности испытываемого изделия.

Алгоритм контроля герметичности проверяемых изделий задается программой, хранящейся в памяти микроЭВМ.

Программа, управляющая предлагаемым устройством, должна быть рассчитана на обработку информации, по- ступающей по каналам аналого-цифрового преобразователя 11с датчиков

.329754

I определения течи в реальном масштабе времени.

Так как все датчики 1 определения течи работают по аналогичным циклам 5 контроля, фрагменты программы, обеспечивающие их работоспособность, могут быть аналогичны друг другу и связаны- между собой диспетчером задач. Логические блоки датчика I выполняют 0 следующие действия: запомнить в блоке 12 памяти величину сигнала с датчика 1 определения течи (воздушные пузырьки отсутствуют); осуществить подготовку к контролю; начать отсчет 5 времени контроля; проверить: прозрачность жидкости ниже нормы ; вывести информацию о необходимости смены жидкости; останов; проверить: время на контроль кончилось ; сравнить уровень

0 сигнала с датчика 1 определения течи с величиной уровня, которая хранится в блоке 12 памяти; проверить: различие уровней свидетельствует о прохождении пузырька ; накопить сумму

5 зафиксированных воздушных пузырько в; пересчитать накопленную сумму пузырьков в величину реальной утечки ( см /е); отсортировать изделия на бракованные и годные.

0 Предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью, обусловленной тем, что благодаря частотной селективности тракта усиления датчика 1 определения течи, на его выходе

отсутствуют шумы и сигналы помехи с

частотами, не входящими в полосу пропускания, что кроме того позволяет расположить источник 6 света,, прозрачный сосуд 3 и фотоприемник 7 на

удалении от остальной части прибора.

За счет использования диафрагмы 14, инфракрасного источника 6 света и фотоприемника 7 достигается более надежный контроль прохождения пузырьков в сосуде 3.

Каждый раз перед началом контроля микроэвм сохраняет в блоке 12 памяти уровень сигнала с датчиков 1 определения течи, когда воздушные

пузырьки в сосуде 3 не образуются. Этот уровень зависит от прозрачности жидкости, имеющей разную степень загрязненности вследствие эксплуатации, и поэтому для разных датчиков

имеет различное значение.

Фиксация до начала контроля уровня сигнала с датчика 1 определения течи позволяет исключить влияние на

результат контроля изменения прозрачности жидкости, так как факт прохождения воздушного пузырька определяется путем сравнения уровня сигнала с датчика 1 определения те.чи с величиной уровня, хранящейся в блоке 12 памяти.

Кроме того, до начала контроля по уровню сигнала с датчика 1 определения течи можно определить, насколь- ю и фотоприемник, размещенный между

ко прозрачна : жидкость и есть ли необходимость в ее замене.

Устройство обладает более широкими технологическими возможностями, заключающимися в том, что осуществлена возможность одновременного контроля герметичности изделий с помощью нескольких датчиков 1 определения течи, возможность легко изменить по программе цикл контроля, программно менять величину уставок, обеспечить наглядность и оперативность отображения результатов контрол а такжепростоту встраивания в различное технологическое оборудование.

Крометого, предлагаемое устройствоза счет самодиагностики обладаетболее высокой надежностью .

Формула изобретения

;

Устройство для контроля герметичности, содержащее источник света

ними прозрачный герметичный сосуд, частично заполненный жидкостью, трубку ввода утечки, один конец которой размещен в жидкости, и трубку вывода,

соединенную с сосудом с стороны воздушного пространства, отличающееся тем, что, с целью повьтшения надежности, источник света выполнен в виде г знератора импульсов

света модулированной частоты, а устройство снабжено последовательно соединенными с фотоприемником резонансным усилителем, детектором с усредняющим фильтром и счетчиком импульсов.

И

-ЕЬй

Выход генератора 8 импульсов

Изобретение относится к контролю герметичности и позволяет повысить надежность контроля путем исключения влияния паразитных сигналов при подсчете пузырьков. Между источником света и фотоприемником размещен прозрачный сосуд, частично заполненный жидкостью. Конец трубки ввода утечки размещен в жидкости, а трубка вывода соединена с воздушным пространством сосуда. Источник света выполнен в виде генератора импульсов света модулированной частоты, а с фотоприемником последовательно соединены резонансный усилитель, детектор с усредняющим фильтром и счетчик импульсов. Резонансный усилитель усиливает только модулированный сигнал, поступающий от источника света, а остальные сигналы подавляются, 2 ил. (Л

Выход сротоприем ника 7

Выход резонансного усилителя 9

Выход детектора Ю -| |1 p-j i-i г-

с усредняющимА Л А

срильтром//

Прокондение пузырька Фиг.г