Способ контроля герметичности изделий Советский патент 1991 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для контроля герметичности замкнутых изделий с помощью электронно-захватного детектора.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности путем исключения погрешностей, обусловленных нестабильностью фонового сигнала электронно-захватного детектора.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации способа контроля герметичности; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит баллон 1 с газом- носителем, редуктор 2, регулятор 3 расхода газа, контрольный манометр 4, клапаны 5 и 6, камеру 7 с крышкой 8, клапаны 9-11, электронно-захватный детектор (ЭЗД) 12, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, микроЭВМ 14 и блок 15 согласования.

Выход баллона 1 с газом-носителем через редуктор 2 соединен с входом регулятора 3 расхода газа и входом клапана 5. Выход регулятора 3 расхода газа соединен с контрольным манометром 4 и входами клапанов 6 и 9. Выходы клапанов 5 и 6 соединены с входным отверстием рабочей камеры 7, выходное отверстие которой соединено с входами клапанов 10 и 11. Выходы клапанов 9 и 11 соединены с входным отверстием ЭЗД 12, выход электрического сигнала которого соединен.с первым входом АЦП 13. Второй вход последнего соединен с первым выходом микроЭВМ 14. Выходы АЦП 13 соедио

Ьь

о ел о о

йены с соответствующими входами микро- ЭВМ 14, остальные выходы которой соединены с соответствующими входами блока 15 согласования, выходы последнего соединены соответственно с управляющими входами клапанов 5, 6, 9, 10 и 11 и управляющим входом ЭЗД 12.

Способ контроля герметичности изделий осуществляется следующим образом.

Предварительно при открытых клапанах 5, 9 и 10 продувают камеру 7 и ЭЗД 12 газом-носителем (азотом), измеряют выходной сигнал ЭЗД 12 и сравнивают его с допустимым фоновым сигналом, при достижении которого микроЭВМ 14 выдает команду на его компенсацию (на выходе ЭЗД 12 устанавливается нулевой потенциал).

Контролируемое изделие помещают в камеру 7 и герметично закрывают крышкой 8. В момент времени to клапаны 5 и 10 переходят в закрытое состояние, а клапан 9 продолжает удерживаться в открытом состоянии. В момент времени ti измеряют выходной сигнал ЭЗД 12. После чего в момент времени t2 клапаны 6 и 11 переходят в открытое состояние, а клапаны 5 и 9 - в закрытое. На этом заканчивается ускоренная продувка камеры 7 газом-носителем в атмосферу и начинается продувка камеры 7 через ЭЗД 12. При этом также измеряют выходной сигнал ЭЗД 12 и сравнивают с заданным значением, при превышении которого микроЭВМ 14 выдает сигнал о браке контролируемого изделия из-за наличия в нем большой течи. В противном случае результаты измерения выходного сигнала ЭЗД 12 запоминаются микроЭВМ 14. После чего в момент времени t3 клапан 9 переходит в открытое состояние, а клапаны 6 и 11 переходят в закрытое состояние. На этом заканчивается продувка камеры 7 с изделием через ЭЗД 12 и начинается выдержка изделия в изолированной камере 7, при которой происходит выделение кислорода воздуха через места негерметичности контролируемого изделия. Одновременно продувают ЭЗД 12 газом-носителем, поступающим через клапан 9. При этом его выходной сигнал возвращается к нулевому уровню, но из-за существующего дрейфа фонового сигнала ЭЗД 12 может и отличаться от нуля. Во время выдержки изделия в камере 7 измеряют выходной сигнал ЭЗД 12 и микроЭВМ 14 экстраполирует значение выходного сигнала ЭЗД 12 на время выдержки (фиг. 2 - пунктирная линия на отрезке t4 ... te) и вычисляют значение площади

16+Г

Si /t3+r Ui(t)dt,

Ati

где Ui(t)- функциональная зависимость изменения амплитуды выходного сигнала ЭЗД12,экстраполированная по значениям амплитуды его выходного сигнала, полученным при продувке камеры 7 перед ее изоляцией;

ta - момент начала выдержки контролируемого изделия в изолированной камере; te - момент окончания выдержки контролируемого изделия в камере;

т- время задержки появления выходного сигнала ЭЗД 12 от момента начала (окончания) продувки камеры через ЭЗД 12. Затем клапаны 6 и 11 переходят в открытое состояние, а клапан 9 закрывается. На этом заканчивается выдержка изделия и начинается измерение, при котором камеру 7 продувают газом-носителем через клапаны 6 и 11 и ЭЗД 12 и измеряют выходной

сигнал ЭЗД 12, по результатам которого микроЭВМ 14 вычисляет значение площади

S2 /t 67+r U2(t)dt

a U2(t)i + i + u2(t

& 2

где U2(t)i; U2(t)i-n - значения выходного сигнала ЭЗД 12 в начале и конце интервала Ati при продувке камеры газом-носителем чеРез ЭЗД 12 после выдержки изделия в изолированной камере 7;

te, ty - момент начала и конца продувки камеры газом-носителем через ЭЗД после выдержки изделия в изолированной камере,

N - число интервалов Ati в интервале времени (t + т) - (te + т), задаваемое микроЭВМ 14.

Одновременно с вычислением площади микроЭВМ 14 по результатам измерения

выходного фонового сигнала ЭЗД 12 в моменты времени ti и ts экстраполируют изменение фонового сигнала ЭЗД 12 на этап измерения и вычисляют значение площадей ЗзиЗл

Г16+Г

,з+т U3(t)dt,(3)

S« /tl67+rr U3(t)dt,(4)

где 5з - площадь, определяемая изменени- ем значения фонового сигнала ЭЗД 12 на этапе выдержки;

$4 - площадь, определяемая экстраполированным значением фонового сигнала ЭЗД 12 на этапе измерения;

U3(t) - функциональная зависимость из- менения фонового сигнала ЭЗД 12.

После этого микроЭВМ 14 производит вычисление разности площадей ASi иД 82 по формулам

ASi KiS2-Si:(5)

AS2 S4-Sa.(6)

где К 1 - коэффициент, учитывающий разность давлений газа-носителя в камере 7 на этапе ее продувки через ЭЗД 12 и этапе измерения.

В момент времени t клапаны 9 и 10 переходят в открытое состояние, а клапаны 6 и 11 закрываются. На этом заканчивается измерение и начинается сброс давления в камере 7. При этом продувают ЭЗД 12 через клапан 9, а избыточное давление в камере 7 уменьшают до атмосферного за счет утечки газа-носителя через открытый клапан 10. В момент времени t клапан 10 переходит в закрытое состояние и остается открытым только клапан 9. Одновременно микроЭВМ 14 вычисляет значение сигнала, соответствующее значению течи в контролируемом изделии Т ДЗт + Д Sa, причем суммирование осуществляется с учетом знака Д5а, определяемого характером изменения фонового сигнала ЭЗД 12. Результат вычислений сравнивается микроЭВМ 14 с заданным значением и делается заключение о браке или годности контролируемого изделия.

Для повышения чувствительности после изоляции камеры 7 в ней уменьшают давление, например, до атмосферного. Для этого клапан 10 переводят в момент времени 1з в открытое состояние и удерживают его в таком состоянии до момента времени М. Повышение чувствительности достигается за счет улучшения условий диффузии кислорода воздуха из контролируемого изделия в камеру.

Для повышения точности и достоверности контроля после продувки камеры 7 в атмосферу создают в ней такое же давление, при каком проводит продувку электронно-захватного детектора. Для этого после продувки камеры 7 газом-носителем через клапаны 5 и 10 в момент времени ц переводят клапаны 5. 9 и 10 в закрытое состояние, а клапаны 6 и 11 - в открытое состояние.

Кроме того, для повышения точности и достоверности после выдержки изделия в изолированной камере 7 создают в ней такое же давление, при каком проводят продувку ЭЗД 12. Для этого в момент времени te переводят в открытое состояние клапан 6, а клапан 9 удерживают в открытом состоянии. Клапаны 5, 10 и 11 находятся в закрытом состоянии. Камера 7 заполняется через клапан 6 газом-носителем до значения давления, соответствующего показаниям манометра 4. После этого клапан 6 удерживается

в открытом состоянии, а клапан 11 переходит в открытое состояние.

Повышение точности и достоверности контроля в рассмотренных случаях, когда в

камере 7 устанавливают давление, при котором проводят продувку ЭЗД 12 через клапан 9 в моменты времени ta и te. приводит к сокращению переходных процессов в газовой системе при переключении на режим

продувки камеры 7 через ЭЗД 12, что приводит к малым изменениям выходного сигнала ЭЗД 12 из-за коммутаций в газовой системе и, следоват-ельно, в первом случае это обеспечивает более точную экстраполяцию изменения выходного сигнала ЭЗД 12 на этап выдержки и более точное вычисление площади Si, а во втором случае - более точное вычисление площади S2.

Для обеспечения идентичности контроля при повторных испытаниях изделий с различными объемами перед помещением контролируемого изделия в камеру 7 устанавливают внутренний обьем камеры таким, чтобы свободный объем камеры при

помещении в нее контролируемого изделия оставался постоянным. Это достигается, например, выполнением камеры с регулировкой внутреннего объема с помощью сильфона или заполнением свободного обьема камеры 7 при контроле изделий малого объема вкладышами соответствующего объема.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность и достоверность за счет исключения погрешностей, обусловленных нестабильностью фонового сигнала электронно-захватного детектора.

Формула изобретения

1.Способ контроля герметичности из- делий, заключающийся в том. что изделие

помещают в камеру, продувают ее газом-носителем в атмосферу, изолируют камеру и через время выдержки продувают камеру газом-носителем через детектор, предварительно продутый газом-носителем, и регистрируют первую зависимость его выходного сигнала от времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, перед изоляцией

камеру продувают через детектор и измеряют вторую зависимость его выходного сигнала от времени, определяют площадь под экстраполированной на время выдержки второй зависимостью и площадь под первой

зависимостью за время продувки, равное времени выдержки, и по разности площадей судят о герметичности.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, после изоляции камеры в ней уменьшают давление.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что после продувки камеры в атмосферу создают в ней такое же давление, при каком проводят продувку детектора.

4.Способ по пп. 1и 2, отличающий- с я тем, что после выдержки изделия в камере

создают в ней такое же давление, при каком проводят продувку детектора. 5. Способ по пп. 1-4, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, при испытаниях изделий с различными обь- емами свободный объем камеры поддерживают постоянным.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для контроля герметичности замкнутых изделий с помощью электронно-захватного детектора. Цель изобретения - повышение точности и достоверности путем исключения погрешностей, обусловленных нестабильностью фонового сигнала электронно-захватного детектора. Контролируемое изделие помещают в камеру, продувают ее газом-носителем в атмосферу. Перед изоляцией камеру продувают через электронно-захватный детектор и измеряют при этом вторую зависимость его выходного сигнала от времени. Во время выдержки изделия в камере при продувке электронно-захватного детектора газом-носителем также измеряют первую зависимость его выходного сигнала от времени. Определяют площадь под первой зависимостью и под экстраполированной на время выдержки второй зависимостью и по их разности судят о герметичности изделия. Для повышения чувствительности после изоляции камеры в ней повышают давление. Для повышения точности и достоверности после продувки камеры в атмосферу, а также после выдержки изделия в ней, создают в камере такое же давление, при каком проводят продувку электронно-захватного детектора. 4 з.п.ф-лы, 2 ил. СП С

н

Е.Савина

t0 tjtz t3btste

Фиг. 2

Составитель Л.Абызова Техред М.Моргентал

Корректор О.Ципле