Способ контроля герметичности полых изделий Советский патент 1988 года по МПК G01M3/06 

относится конкретно

к контролю к способам

контроля герметичности с помощью испытательной среды,

Цель изобретения .- повышение точности и производительмостн контроля при воздействии случайных событий на процесс -стае нлиззлдни путем сокращения процесса стабилизации,

На чертеже прнведена временка-я диаграмма процессз контроля,

Ка чертеже обозначеньп р, - значение разности мелсду интервалами времени , разделяющими г-юменты выделения

пузырьковI р,.у допустимое значение разности между интервалами времени, разделя ощими моменты выделения зырьков| pt, - текущая реальная пог- peffiHocTJj измерения , Р цо - допустимое значение погретиности гз черепия; Т - значение иятерв ала времени меззхду моментами вь Деле; кя пуйьтьков; Т|. - матекатическое оли-щание величины

1442843

5

0

пузырьков превышает некоторое задан- ное значение, то проверяемое изделие

имеет заведомо малые утечки и даль нейший контроль этого изделия проводить нецелесообразно.

По окончании процесса стабилизации, когда среднее значение разности между интервалами, разделяющими мо мент выделения пузырьков становится меньше заданной допустимой величины (интервалы принимают- установившиеся значения), произр:: .tT интегрирование величины указа5;::г;ч интервалов до достижения заданной допустимой погрешности измерения (интегрирования) , Если длительность процесса стабилизации или интегрирования превышает некоторое заданное значение, это свидетельствует о невозможности осуществления указанных процессов. Такая ситуация может возникнуть в случае неисправности контрольного оборудования или нарушения техноло

Изобретение относится к способам контроля герметичности полых изделий и позволяет повысить точность и производительность контроля. Соединяют эталонную емкость с трубкой, размещенной в жидкости, частично заполняющей сосуд, а изделие - с воздушной частью сосуда. После создания в эталонной емкости и в изделии испытательного давления газа и разобщения их измеряют интepвaJп l времени между выделяющимися из трубки пузырь- нами. Момент стабилизации щзоцесса выделения пузырьков определяют по достижению разностью измеренных инг тервапов значения не больше допустимого. Затем измеряют значения N, интервалов времени, число которых выбирают из условия обеспечения допустимой ошибки определения негерметичности при заданной величине доверительной вероятности. По N, интервалам определяют текущую реальную погрешность измерения. Если она больше допустимой, измеряют дополнительно N- интервалов, число которых выбирают из условия обеспечения допустимой ошибки при заданной доверительной вероятности. Повторяют измерение дополнительных Nj., интервалов до тех пор, пока текущая реальная погрешность не станет меньше доп стимой. Для усреднения и определения негерметичности используют последние N, интервалов времени. 1 ил. ю С

установившегося интервала; t,v, время 25 гни контроля. Например, в случае проникновения ксидкости из сосуда в трубопровод j соединяющий его с эталонной емкостью или изделиеМ} в процессе стабилизации интервалы времени между моментами выделения пузырьков не принимают установившегося значе ния, что идентифицируется по длительности процесса стабилизации и т,д.

Пусть разность интервалов, разде ляющих моменты вьщеления пузырьков в период установившегося значения, не превьшает R. Определяют значение дисперсий для значений длительностей интервалов, обеспечивающих допусти™ мую ошибку определения негерметичности - погрешность „ с доверительной вероятностью Р, .

F(a, д)4(.) Ф(- fc 1(|)

40

заполнения; t .„ - время стабилизации t gj - время выдержки; t, время измерения; 1;I, время контроля.

Первокачально эталонную емкость соединяют с нижней частью сосуда. . частично заполненного жидкостью, Затем полость издели5{ через сосуд и эталонную ем-сость соединяют с ис тoчннкo 5 сжатого г аза,, при этоы з сосуде вокникают воздушные пузырькиj частота появлекия которых уменьшается за счет уравнивания испытательного давления в полостях изделия и эталонной емкости при их заполнении Когда процесс заполнения заканчивается образование }зо здушнЕхЖ пузьфьков в сосуде прекращаетсяj после чего полости изделия и эталонной емкости отсоединяют от источника сжатог О -га™ за,-Вследствие негерметкчности изде дня давление в иен потгажается за счат 45 утечек и зоадух паретекает из эталонной емкости qepes сосуд, частично заполненный жидкостью, в изделие, причем 3 сосуде с жидкостью образовываются воздушные пузырьки. Перво- начально дпктельгость интервала между - моментами выдепенкя пузьшькоз меняется вследствие .протекания Б систаме переходньк процессов. Когда-стабилизация в системе заканчивазтся величина указаннс-го нктерзала прикь- .- мает установившиеся значзкня,, .слг в процессе интервала

а,

I f

откуда

, Э(Гк/.)1-р, ,

где F(a,) - функция распределения длительности интервалов;

значения математического ожидания и среднеквадратичное отклонение длительности интервалов соответст- ,венно,.

aj 5 G,

а,

I f

да

, Э(Гк/.)1-р, ,

F(a,) - функция распределения длительности интервалов;

значения математического ожидания и среднеквадратичное отклонение длительности интервалов соответст- ,венно,.

aj 5 G,

По известному значейию нормальной

функции распределения Р (т)

Of

можно

найти ее аргумент, так, при

-0,999(1)0,001 . . - i J

случае

1 Г.

Р; к

В общем

(1)

где L, - значение нормальной функции распределения при заданной доверительной вероятности Р По найденному значению ff, можно найти минимально необходимое число N, интервалов времени, разделяющих моменты вьщеления пузырьков, по которым с заданной доверительной вероят- HocTbto можно судить о приближении среднего значения длительности интер вала к установившемуся значению,Это число интервалов равно

N.

ГГ

где N, - число контролируемых интервалов в процессе стабилизации ;

значение распределения Стью дента при заданной доверительной вероятности. Подставив значение (1) в (2), получают

Sf

(2)

N,

(f)

где N - число последних контролируемых интервалов, для которых усредняются значения разности между величинами интервалов, разделякяцих моменты выделения пузырьков в процессе стабилизации. При Р, 0,999 li 5,2, Для осуществления процесса стабилизации принимают N,6 - ближайшее большое целое значение к расчетному.

Таким образом, среднее значение разности между величинами интервалов, разделяющих моменты вьщеления пузырьков в процессе стабилизации, вьгчисля- ется по формуле

,,, -Т,)

,е

Г.

N.

где Т j - i-e значение интервала за

N, последних измерений, Для обеспечения минимально необходимого времени на измерения целесообразно контролировать текущую реальную

-4045

погрешность измерения, получаемую з результате интегрирования измеренных значений интервалов времени между момеитами выделения пузырьков. Оптимально такой контроль необходимо производить после получения каждого нового результата измерения. Однако, исходя из реальных технических огра 0 ничений, накладываемых на реализацию предлагаемого способа, время, непосредственно затрачиваемое на определение указанной погрешности, может ока- заться большим, чем длительность

3Q времени интегрирования первоначально необходимо оценить значения математического ожидания и дисперсии татов измерений. Для этого осуществляется процесс выдержки системы, на

протя ::ении которого накапливается

некоторое предварительное число значений интервалов времени между моментами вьщеления пузырьков. Очевидно, что если результат измерения интервала не отличается больше чем на

35

величину ,0 от некоторого среднего значения, а величина „ не превьшает допустимой погрешности измерения, то интегрирование можно не производить, в противном случае оно необходимо,

Таким образом, по вел11чине „д с доверительной вероятностью Р можно судить о необходимом минимальном объеме фиксируемых интервалов времени между моментами выделения пузьтрьков.

Возможность предварительной оценки погрешности среднего значения результатов интегрирования доказывается следующим образом.

Число указанных интервалов, необходимых для осуществления выдержки, можно найти из расчетных зависимостей, аналогичных используемым для вывода формулы (3).

Окончательно имеют

N.

где N (--)2

VT /

(4)

Ч

L. N,

число накапливаемых интервалов в процессе выдержки; значения нормальной функции распределения Стьюдента по заданной доверительной вероятности Р,

Очевидно, при ,,999 имеют .

Накопив в процессе выдержки значения интервалов, разделяющих моменты выделения пузырьков, можно оценить необходимое дополнительное число NJ интервалов, которые должны быть проконтролированы для достижения требуемой погрешности интегрирования,

Математическое ожидание результатов измерения интервалов и несмещенную оценку дисперсии О можно рассчитать по формулам N

(X;

N,1

(5)

;i:i (У

н

-f-(,

(6)

Предлагаемый сп высить производите так как позволяет ративную диагности 25 цесоов путем регис приводящих к невоз ции способа, а так контроля изделий с

величинами утечек.

де X; - i-й результат измерения ин- зо тервала времени между моментами вьщеления пузьгрьков} N - суммарное с момента окончания стабилизации число интервалов времени, разделяющих моменты образования пузырьков.

Объем результатов измерения интералов, который необходимо Накопить ля достижения погрешности f можно ценить по формуле

Формула из

N

S ио

Способ контроля лых изделий путем ной емкости с нижн

35 частично заполненн изделия - с верхне эталонной емкостью лии эталонной емко испытательного дав щения их, измерени ни мелэду вьщеляющи емкости в жидкость регистрации момент значения установив

где S - значение распределения Стьюдента.

Если к этому времени уже накоплено N результатов измерения интерваловj то J-0 дополнительное число интервалов определяется по формуле

sfa

(7)

N(--- - N).

ч о

50 цесс стабилизации, момент стабилизации определяют по достижению разностью измеренных интервалов времени значения не больше допустимого, измеряют значения N, интервалов времени.

Реально принимают в качестве до полнительного числа интервалов разделяющих моменты вьщеления пузырьков, 55 число которых выбирают из условия

наименьшее положительное целое число,обеспечения допустимой ошибки опредеближайшее к расчетному значению Nj.ления негерметичности при заданной

- После накопления значений интегри-величине доверительной вероятности,

рования при отсчете дополнительногоопределяют по ним текущую реальную

14428436

числа пузырьков, соответствующих дополнительному числу интервалов времени между ними, можно подсчитать j-ю текущую погрешность измерения по формуле

§ J 4N

(8)

Если полученное в результате интегрирования значение „д, накапливается дополнительное число интервалов N(j-f1) по форму51:е (7) и процесс измерения продолжается до тех пор, пока не выполняется условие . ,

При выполнении указанного условия результат интегрирования значений интервалов времени между моментами выделения пузырьков снимается в виде значения а.

Предлагаемый способ позволяет повысить производительность контроля, так как позволяет осуществлять оперативную диагностику контрольных про- цесоов путем регистрации ситуаций, приводящих к невозможности реализации способа, а также уменьшить время контроля изделий с заведомо малыми

Формула изобретения

Способ контроля герметичности полых изделий путем соединения эталонной емкости с нижней частью сосуда,

частично заполненной жидкостью, а изделия - с верхней его частью и с эталонной емкостью, создания в изделии эталонной емкости одинакового испытательного давления газа, разобщения их, измерения интервалов времени мелэду вьщеляющимися из эталонной емкости в жидкость пузырьками газа, регистрации момента стабилизации и значения установившихся интервалов

времени и по ним определения негерметичности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

и производительности контроля при

воздействии случайных событий на процесс стабилизации, момент стабилизации определяют по достижению разностью измеренных интервалов времени значения не больше допустимого, измеряют значения N, интервалов времени.

число которых выбирают из условия