Способ контроля герметичности изделий Советский патент 1993 года по МПК G01M3/00 

значительно менее продолжителен процесса создания регистрируемого изменения равномерной по объему концентрации, особенно для крупногабаритных замкнутых оболочек, достигается сокращение времени накопления контрольного газа от изделия и, соответственно, времени контроля герметичности последнего. Процесс вакуумиро- вания используется при этом не для создания определенного вакуума и обеспечения тем самым равномерной концентрации контрольного газа в объеме замкнутой оболочки, а как средство транспортировки зоны повышенной концентрации к месту из мерения ее, поэтому для такой задачи не требуется создание глубокого вакуума (КГ1- -10 мм рт.ст.}, а достаточно снижения в замкнутой оболочке давления на 10-30 мм рт.ст., т.е. процесс вакуумирования при достаточно производительных средствах непродолжителен.

Это дает основание использовать предлагаемый способ для контроля герметичности изделий, помещенных в Пл.КА МИ, Кроме того, сокращение времени контроля достигается тем, что тарировка испытательной системы (объем замкнутой оболочки с изделием, средства вакуумирования, средства измерения) производится не по эталонному потоку в замкнутую оболочку, а по единовременно вводимой эталонной порции контрольного газа.

Учитывая, что в процессе накопления зонной концентрации контрольного газа вблизи изделия и в процессе вакуумирования замкнутой оболочки происходит частично рассредоточение зоны повышенной концентрации (за счет диффузии при накоплении и дополнительного перемешивания при вакуумировании), для обеспечения измерения концентрации контрольного газа всей зоны проводят измерения концентрации в течение всего процесса вакуумирования от момента начала изменения до момента достижения в замкнутой оболочке начальной концентрации, свидетельствующей об удалении зонной концентрации из замкнутой оболочки, в подсчет негерметичности изделия проводят по соотношению интегральных изменений концентрации контрольного газа.

Концентрация контрольного газа в замкнутой оболочке снижается до начальной (после удаления вакуумированием зонной концентрации), потому что в силу большого объема замкнутой оболочки, ограниченного времени накопления и вакуумирования ее до заданного давления, значительного рассредоточения повышенной зонной концентрации вблизи изделия не происходит (то

есть не происходит выравнивания концентрации по всему объему замкнутой оболочки), а продолжающийся в течение времени вакуумирования процесс истечения контрольного газа через негерметичности изделия не может привести к образованию регистрируемых изменений концентрации. Кроме того, поскольку дополнительное внешнее натекание окружающего воздуха в

замкнутую оболочку в процессе вакуумирования дополнительно обеспечивает приведение концентрации.контрольного газа к начальному уровню, появляется возможность снижения требований к герметично5 сти конструкции замкнутой оболочки. Данное обстоятельство имеет очень важное значение для испытаний изделий, помещенных в Пя.КА МИ (поскольку к герметичности Плм исходя из условий эксплуатации, не

0 предъявляются достаточные требования), так как в данном случае не требуется проведения достаточно трудоемких работ по дополнительной герметизации его.

На чертеже показаны совмещенные во

5 времени измеренные при вакуаумировании процессы изменения контрольного газа в замкнутой оболочке от введения эталонной порции (кривая 1) и от имитатора негерметичности изделия (кривая 2) по отношению

0 к начальному уровню концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке (кривая 3). Подсчет негерметичности изделия 0Изд производится по соотношению измеренных площадей Si, Sz под соответствующими

5 кривыми на основании следующей зависимости

Тк издТк изд

/ а изд dr - / a dr

Q Ратм Van Гц изд Гц издЖ

- --. -.

0

Тизд

J «эп dr-J Он dr

Т нэп

Гнэп

где РатмУэп - количество контрольного газа эталонной порции, вводимое в объем замкнутой оболочки;

Тнизд, Ткизд. - моменты времени начала и конца измерения концентрации контрольного газа от изделия;

Тнэп, tkan моменты времени начала и конца измерения концентрации контрольного газа от эталонной порции;

УК изд7 чад

/ «иэд tit - J а дт - интеграль- f и издt и изд

ное изменение концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке от изделия за время накопления тизд;

ГкэпГкэп

/ аЭ dr - / «н dr - интегральГнэпf нэп

юе изменение концентрации контрольного аза в замкнутой оболочке от эталонной юрции.

Реализация предлагаемого способа онтроля герметичности производится следующим образом.

Помещают изделие в замкнутую обо- ючку. Подключают к оболочке средства ва- суумирования и средства измерения сонцентрации, причем подключение ;редств измерения целесообразно производить в непосредственной близости от места подключения средств вакуумирования с ем, чтобы весь вакуумируемый поток газов подвергался анализу.

Вакуумируют замкнутую оболочку до изданного давления, которое в основном аависит от конструктивных особенностей аамкнутой оболочки, например, для Пл.КА снижение давления в процессе вакуумиро- нания может быть проведено на 10-50 мм рт.ст.

I Одновременно с процессом взкаууми- (ования замкнутой оболочки измеряют начальную концентрацию контрольного газа кривая 3). Прекращают вакуумирование. Заполняют замкнутую оболочку воздухом до атмосферного давления. I Вводят в зону оболочки вблизи изделия талонную порцию контрольного газа. Ко- / ичество газа эталонной порции выбирает- ся из условия уверенной регистрации ее с редствами измерения испытательной системы и определяется в процессе первого Испытания изделия в замкнутой оболочке данной конструкции.

Повторяют вакуумирование замкнутой с болочки до заданного давления и одновременно с вакуумированием измеряют концентрацию контрольного газа в оболочке до момента достижения в ней начальной кон- иентрации (кривая 1). Прекращают вакуумирование. Вновь заполняют замкнутую оболочку воздухом до атмосферного давления.

i Определяют интегральное изменение концентрации контрольного газа в замкну- т|ой оболочке Si в процессе вакуумирования OJT введения в нее эталонной порции контрольного газа.

кэпГкэп

Sr / «эп dr -J «н dr

Г нэпГ нэп

(фазница площадей под кривыми 1 и 3 от Момента гнэп до момента гкэн);

Заправляют изделие контрольным .0- зо м.

Выдерживают изделие в течение определенного времени. Время выдержки гизд при этом рассчитывается по соотношению

К

V3

Q

иэд доп

(2)

где О-изд доп -допустимая негерметичность изделия по технической докувментации;

К- коэффициент, учитывающий рассредоточение зон повышенной концентрации, находится в диапазоне 1,3-2,8 и уточняется в процессе испытаний первого изделия в замкнутой оболочке данной конструкции.

Повторяют вакуумирование замкнутой оболочки до заданного давления (с тем, чтобы условия при каждом измерении были идентичны) и одновременно с вакуумированием измеряют концентрацию контрольного газа в оболочке до момента достижения в ней начальной концентрации (кривая 2).

Определяют интегральное изменение

концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке S2 в процессе вакуумирования от изделия

Т к издГ к изд

Sa / аИЗд dr-/ aHdr

f н издГн изд

(разница площадей под кривыми 2 и 3 от момента времени гн изд до момента зремеНИГкизд.)..

Формула изобретения Способ контроля герметичности изделий, по которому помещают изделие в замкнутую оболочку, вакуумируют замкнутую

оболочку до заданного давления, прекращают вакуумирование оболочки, измеряют начальную концентрацию контрольного газа в оболочке, заправляют изделие контрольным газом, выдерживают изделие в течение

определенного времени, измеряют концентрацию контрольного в замкнутой оболочке, по которой судят о герметичности, отличающийся тем. что. с целью сокращения продолжительности контроля

изделий, помещенных в крупногабаритную замкнутую оболочку, измерение начальной концентрации осуществляют в течение всего процесса вакуумирования ее, после прекращения вакуумирования заполняют

оболочку воздухом до атмосферного давления; вводят в зону вблизи изделия эталонную порцию контрольного газа, повторяют вакуумирование замкнутой оболочки, измеряют концентрацию контрольного газа в замкнутой оболочке в течение всего процесса ваккуумирования до момента достижения в ней начальной концентрации и после прекращения вакуумирования вновь заполняют замкнутую оболочку воздухом до атмосферного давления, определяют интегральное изменение концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке в процессе вакуумирования от поданной эталонной порции контрольного газа, после заправки изделия контрольным газом и последующей выдержки повторяют вакуу0

мирование замкнутой оболочки, измерение концентрации контрольного газа и замкнутой оболочке осуществляют в течение всего процесса вакуумирования до момента достижения в ней начальной концентрации, определяют интегральное изменение концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке от изделия, а сужение о герметичности изделия выносят с учетом соотношения интегральных изменений концентрации контрольного газа.

Применение: изобретение относится к исп|ытательной технике и может быть использовано для контроля герметичности отсеков и систем, расположенных в крупногабаритных гермооболочках. Сущность: способ контроля герметичности изделий заключается о том, что помещают изделие в замкнутую оболочку, вакуумиру- ют замкнутую оболочку до заданного давления, производят измерение начальной концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке в течение всего процесса ваку- умирования. После прекращения IИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля герметичности отсеков и системы, расположенных в крупногабаритных гермооболочках, например, в планере (Лл.) космического аппарата (КА) многоразового испэльзовзпия (МИ). Целью изобретения является сокраще- длительностн контроля изделий, помение met ных в крупногабаритные оболочки. вакуумирования заполняют оболочку воздухом до атмосферного давления, вводят в зону вблизи изделия эталонную порцию контрольного газа. Повторяют вакуумирова- ние и производят измерение концентрации контрольного газа в течение всего процесса вакуумирования до момента достижения в ней начальной концентрации. После прекращения вакуумирования вновь заполняют оболочку воздухом до атмосферного давления, определяют интегральное измерение концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке в процессе вакуумирования от поданной эталонной порции контрольного газа. Поле заправки изделия контрольным газом и последующей выдержки вновь повторяют вакуумирование замкнутой оболочки и производят измерение концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке в течение всего процесса вакуумирования до момента достижения в ней начальной концентрации. Определяют интегральное изменение концентрации контрольного газа в замкнутой оболочке от изделия, а о герметичности изделия судят по соотношению интегральных изменений концентрации контрольного газа. 1 ил. В процессе накопления контрольного газа, поступающего через негерметичности изделия в замкнутую оболочку, происходит образование зоны повышенной концентрации контрольного газа вблизи изделия и в данном случае решается задача измерения интегрального количества контрольного газа в такой зоне. За счет того, что процесс образования регистрируемой повышенной зонной концентрации контрольного газа сл с 00 00 v| ON О

«та