Способ контроля герметичности изделий Советский патент 1987 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к области контроля герметичности изделий масс-спектрометри- ческим методом «накопление при атмосферном давлении.

Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля путем ускорения проникновения пробного газа в течеискатель и улучшения перемешивания газа в камере,

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из камеры 1 с размещенным в ней испытуемым изделием 2. Нагнетательное устройство 3 вмонтировано в трубопровод 4. Дистанционно управляемый клапан 5 установлен в трубопроводе

4на входе в камеру 1 со стороны нагнетания газовой смеси нагнетательным устройством 3. Пробоотборное устройство 6 выполнено в виде селективной мембраны, отделяющей полость 7 нагнетания от течеиска- теля 8.

В качестве нагнетательного устройства 3 может быть использован побудитель расхода типа ПМВ, насос, вентилятор или другое компрессорное устройство.

В качестве дистанционно управляемого клапана 5 может быть использован клапан типа КЭ-3 (производства Дзержинского ОКБА).

Мембрана пробоотборного устройства 6 изготовлена площадью ,3 см и толщиной f 22 мкм из полимерной пленки - полиэтилентерефтолата.

Свободный объем V камеры 1 равен 1,2 л.

Длительность закрытого состояния клапана 5 установлена равной 3с, длительность открытого состояния его установлена равной 10 с, хотя давление в камере 1 и полости 7 нагнетания выравнивается через 4-

5с. Но так как коэффициент диффузии гелия значительно больше этого коэффициента для других газов, то гелий пройдет через селективную мембрану и за короткое время

Газ

Не

N,

Д(м2/с) 200-10 0,1 10 0,06-10 0,3 -Ю

В то же время известно, что, если газ приходит в соприкосновение с пробоотбор- ным устройством 6, то должно пройти не- торое время, так называемое «время запаздывания, пока газ не появится с другой CTOpoHEji пробоотборного устройства 6. Если в качестве пробоотборного устройства 6 использовать селективную мембрану, то время запаздывания т определяется по . формуле

I;---

вд

0

создания повышенного давления перед ней, а поэтому нет необходимости создавать большое число таких импульсов, можно увеличить время между импульсг.ми, препятствуя

тем самым прохождению через мембрану других газов.

Способ осуществляют следующим образом.

Изделие 2 помеидают в камеру 1, заполняют изделие пробным газом под избыточным давлением, включают нагнетательное устройство 3 и для обеспечения циркуляции газа при открытом клапане 5 перемешивают газ в камере 1 и трубопроводе 4. Затем перекрывают поток газа с помощью клапана 5

5 и течеискателем 8 с помощью пробоотборного устройства 6 измеряют парциальное давление пробного газа, по величине которого судят о герметичности.

Периодическое перекрытие потока в камеру турбулизирует газовую смесь в ка0 мере 1, так как происходит периодическое впрыскивание под значительным давлением порции газа в камеру, где перед этим было некоторое разрежение. Этим создается лучшее перемешивание газа в камере, в больr шей степени исключаются условия для сохранения в ней застойных зон, даже если испытаниям подвергается изделие сложной конфигурации. Кроме того, создание (пусть небольшого) разрежения в камере перед впрыскиванием в нее порции газа способ0 ствует выходу пробного газа через возможные дефекты.

Для усиления эффекта от периодического перекрытия потока в камеру перекрытие по длительности делают таким, чтобы создать условия для прохождения в больщей степени

5 через пробоотборное устройство пробного газа и уменьшить прохождение через него других газов. Известно, что коэффициенты Д диффузии для гелия и других газов сильно различаются. Например, для полиэтилентерефтолата коэффициенты Д диффузии для

0

некоторых газов показаны в нижеприведенной таблице.

СО,

где 1 - толщина мембраны;

D - коэффициент диффузии газа.

Выбирая длительность перекрытия потока в камеру 1 больше времени запаздывания для пробного газа, но меньше времени запаздывания для других газов смеси, можно обеспечить максимальные условия для прохождения через селективную мембра ну на течеискатель 8 пробного газа и минимальные для других газов смеси.

Время перекрытия потока в камеру 1 выбирают из следующих соображений.

Во-первых, момент окончания нестационарного процесса переноса газа через мембрану однозначно связан с временем запаздывания.

Во-вторых, для определенного материала селективной мембраны время запаздывания определяется только коэффициентом диффузии газа (при постоянной толщине мембраны).

Длительность подачи потока в камеру 1 выбирают такой, чтобы за это время давления в полостях камеры 1 и перед пробоот- борным устройством 6 стабилизировались, и можно считать, что перемещивание закончилось и переходный режим в этих полостях завершен. Периодическое увеличение давления газовой смеси в полости 7 нагнетания, т.е. перед селективной мембраной, способствует в больщей степени прохождению через нее гелия и препятствует прохождению других газов, так как при отсутствии давления перед мембраной уменьщается поток других газов через нее. Гелий же в силу своей диффундирующей способности за время закрытого состояния клапана 5 успевает

продвинуться в материала мембраны на боль- щее расстояние и через несколько импульсов давления пройти через нее на течеиска- тель 8.

Формула изобретения

1.Способ контроля герметичности изделий, заключающийся в том, что испытываеQ мое изделие помещают в камеру, создают в камере циркуляцию потока газа, заполняют изделие пробным газом под избыточным давлением, повышают давление газовой смеси на входе в камеру и измеряют на нем концентрацию пробного газа, по величине

5 которой судят о герметичности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности, повышение давления газовой смеси осуществляют путем периодического перекрытия потока на входе в камеру.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, время перекрытия потока выбирают больше времени запаздывания для пробного газа, но менее времени запаздывания для других газов смеси.

0

Изобретение относится к области контроля герметичности изделий масс-спектро- метрическим методом «накопление при атмосферном давлении и позволяет повысить производительность и точность контроля. Изделие 2 помещают в камеру 1 и заполняют пробным газом. С помощью нагнетательного устройства 3 производят циркуляцию пробного газа. Поток газа периодически перекрывают с помощью клапана 5, установленного на входе в камеру 1. При перекрытии клапана Ь в полости 7 нагнетания, сообщающейся через селективную мембрану с те- чеискателем 8, увеличивается давление газовой смеси, и пробный газ через мембрану проходит в течеискатель 8. Клапан перекрывают периодически. Длительность перекрытия клапана больше времени запаздывания для пробного газа, но меньще времени запаздывания других газов смеси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 7 2 (Л со оо о 4 СХ)