檢測(cè)技術(shù)作業(yè)——氣密性檢測(cè)技術(shù).pptx

1、氣密性檢測(cè)技術(shù)改進(jìn)方法,物理0901 陸飛 1304090116,目錄：,1.概述氣密性檢測(cè)技術(shù)改進(jìn)方法 2.氣密性檢測(cè)技術(shù) 2.1 常用氣密性檢測(cè)技術(shù) 2.2氣密性檢測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 2.3氣密性檢測(cè)效率改善方法 3.檢測(cè)技術(shù)概述及總結(jié) 4.感謝老師 5.結(jié)束謝謝,1.概述氣密性檢測(cè)技術(shù)改進(jìn)方法,氣體泄漏的檢測(cè)包括有毒氣體的泄漏檢測(cè)、可燃?xì)怏w的泄漏檢測(cè)以及氣密性檢測(cè)。前兩者多半可以通過(guò)化學(xué)傳感器的方法來(lái)進(jìn)行檢測(cè), 通常是在元件或系統(tǒng)使用過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)。如果有合適的傳感器, 其方法相對(duì)簡(jiǎn)單。本文中介紹的氣密性檢測(cè), 一般是在元件或系統(tǒng)制造過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)，通常需要定量檢測(cè), 而且要求快速、大量地

2、在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。,返回目錄,2.氣密性檢測(cè)技術(shù) 2.1常用氣密性檢測(cè)技術(shù),氣密性檢測(cè)的常用方法有氣泡法，涂抹法，化學(xué)氣體示蹤檢漏法，壓力變化法，流量法，超聲波法等等。 傳統(tǒng)的檢測(cè)泄漏方法多采用氣泡法和涂抹法。 氣泡法是將工件浸入水中，充入壓縮空氣，然后在一定時(shí)間內(nèi)收集從中泄漏出來(lái)的氣泡以測(cè)出泄漏量。 涂抹法是在內(nèi)部充有一定氣壓的工件表面涂抹肥皂水一類的易產(chǎn)生氣泡的液體，觀察產(chǎn)生氣泡的情況以檢測(cè)泄漏量的大小。 這兩種方法操作簡(jiǎn)單，能直接觀察到泄漏的部位和泄漏情況，但由于事先不知道工件泄漏的部位和幾處泄漏，難以收集全氣泡，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；,返回目錄,其次，對(duì)于體積大、笨重、外表面復(fù)雜的零件，氣泡

3、附著于零件底部和褶皺處而不易觀察；測(cè)試完后需要對(duì)工件進(jìn)行清掃干燥處理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、定量測(cè)漏。因此這兩種方法在滿足高精度、高效率的生產(chǎn)需求方面顯得力不從心。,返回目錄,真空系統(tǒng)漏氣的判斷,(1)a壓強(qiáng)保持原來(lái)的值不變。說(shuō)明容器既不漏氣亦不放氣。 (2)b壓強(qiáng)開(kāi)始上升很快后來(lái)呈現(xiàn)飽和狀。說(shuō)明主要是放氣。 (3)c壓強(qiáng)直線上升，說(shuō)明主要是漏氣。 (4)d壓強(qiáng)開(kāi)始上升的很快，后來(lái)變得較，但不出現(xiàn)飽和的情況，這是上述兩種情況的綜合，即同時(shí)存在放氣和漏氣。,判定了真空系統(tǒng)漏氣后，就可以著手尋找漏孔所在的位置，以及漏孔的大小。,返回目錄,漏孔大小的概念,漏孔的大小不是幾何尺寸，真空系統(tǒng)中存在的漏孔通常很小

4、，形狀也很復(fù)雜，很難用漏孔的幾何尺寸來(lái)表達(dá)。漏孔的本質(zhì)就是漏氣。 漏孔的大?。和ǔＮ覀冇寐饴蕘?lái)表達(dá)。如幾個(gè)漏孔大小截面可以不同，但只要漏率（漏氣速率）相等，就認(rèn)為是完全相同的。,返回目錄,漏孔大小的表征,漏氣速率：一般采用室溫下（20），外部為大氣壓強(qiáng)1.0133*105帕?xí)r間單位干燥空氣流過(guò)漏孔向真空容器漏入的氣體量來(lái)表達(dá)： Q0=V P/t 漏率的單位有托升/秒，毫托升/秒，半導(dǎo)體工藝中常用大氣壓毫升/秒，冷凍工程常用毫克/年。目前壓強(qiáng)單位已逐步改為帕，相應(yīng)的漏率單位為 帕米3/秒。,返回目錄,漏孔大小的影響因素：,漏氣率大小的決定因素有： 1)漏孔的幾何尺寸 2)容器外部的壓強(qiáng) 3)氣

5、體的種類 4)溫度以及氣體在漏孔中的流動(dòng)狀態(tài)等。,真空系統(tǒng)檢漏常用的方法有壓力檢漏和真空檢漏兩大類,返回目錄,壓力檢漏：,利用壓強(qiáng)差，將被檢測(cè)容器充入壓縮空氣（或CO2、HCl等），浸沒(méi)在水中（氨水等）或涂上肥皂水，根據(jù)出泡的位置以及時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)判斷漏孔的位置以及大小，僅適用于金屬的真空設(shè)備（靈敏度10-2至10-6）,返回目錄,真空檢漏：,最常用的方法是將被檢測(cè)容器抽成真空，在漏孔可疑處用示漏氣體進(jìn)行探找，有漏孔存在時(shí)，示漏物質(zhì)則經(jīng)過(guò)漏孔進(jìn)入容器，檢測(cè)器就發(fā)出信號(hào)。常用的有氦質(zhì)譜檢漏（靈敏度10-810-12）。,返回目錄,真空系統(tǒng)的極限壓強(qiáng),已知一個(gè)真空系統(tǒng)的抽氣過(guò)程可以用下述方程來(lái)描述：

6、,當(dāng)抽氣進(jìn)行了足夠長(zhǎng)時(shí)間后， dP/dt=0時(shí)容器壓強(qiáng)不再變化，此時(shí)即為極限壓強(qiáng)（平衡壓強(qiáng)）。極限壓強(qiáng)為Po=Q/Se。,返回目錄,容許漏率,實(shí)際上，漏孔的漏氣足夠小，使得平衡壓強(qiáng)低于真空系統(tǒng)工作所需的壓強(qiáng)，這些漏孔就是允許的。 即 設(shè)平衡時(shí)真空系統(tǒng)的抽速為S，抽走的氣體量即為 SP平衡，它應(yīng)該等于漏氣量Q0。故容許漏率為：,實(shí)際上由于任何材料在真空下都要放氣,就消耗掉一部分抽速去抽取這部分氣體。因此為了留有余地， 就規(guī)定 為最大允許漏率。,圖1 差壓法原理,返回目錄,2.2氣密性檢測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,為了提高檢測(cè)精度和效率，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化，目前比較流行的氣密性檢測(cè)方法是差壓法，基本原理如圖1所

7、示。被測(cè)容器如果有泄漏，必然造成容器內(nèi)氣體質(zhì)量的流失，使容器內(nèi)原有的氣壓減低，通過(guò)測(cè)量容器內(nèi)氣體壓力降可以推導(dǎo)出實(shí)際容器泄漏的氣體量，以達(dá)到檢測(cè)氣體泄漏量的目的。泄漏流量與差壓的關(guān)系可以用下式表示：,返回目錄,上式中，PT為測(cè)試壓，P0為外界壓力(大氣壓)，VW為被測(cè)容器容積，VS為基準(zhǔn)容器容積，V為由于差壓的產(chǎn)生造成的差壓傳感器內(nèi)容積的變化，VL為排到大氣中的泄漏量，P為差壓，QL為氣體泄漏流量，t為產(chǎn)生差壓P相對(duì)應(yīng)的測(cè)試時(shí)間。其中PT P0均為絕對(duì)壓力。基于上述基本原理，國(guó)內(nèi)外眾多廠家都開(kāi)發(fā)出了氣密性檢測(cè)儀，比較著名的有法國(guó)ATEQ公司，美國(guó)的USON公司，日本的COSMOS公司等。ATE

8、Q 公司為世界制造氣密性測(cè)試儀器的先驅(qū)，涉及汽車、醫(yī)藥、家電、壓鑄、包裝、閥門、煤氣、電子、建筑、航空等領(lǐng)域。USON公司也生產(chǎn)很多種類型的測(cè)漏儀，它的4000系列提供了多種檢測(cè)模式，同時(shí)考慮到了測(cè)漏性能、泄漏量、以及針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中不同被測(cè)物的容積及泄漏量大小提供了相應(yīng)的產(chǎn)品。COSMOS 主要生產(chǎn)針對(duì)特殊化學(xué)氣體的泄漏檢測(cè)設(shè)備。,返回目錄,近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和廠家也對(duì)氣密性檢測(cè)儀進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研制，其中，北京理工大學(xué)檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置研究所與北京拓奇星自動(dòng)化有限公司合作開(kāi)發(fā)了 ALT系列氣密性檢測(cè)儀產(chǎn)品(圖2)，包括直壓保壓式，直壓收集式和差壓并聯(lián)比較式、正負(fù)壓一體式、流量式等各種型式，

9、泄漏流量檢測(cè)精度高達(dá)0.1ml/min，差壓檢測(cè)精度高達(dá)0.1Pa(檢測(cè)精度和測(cè)試條件有關(guān))。高精度，高效率，低成本是該系列產(chǎn)品的最大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，此外儀器界面友好，操作簡(jiǎn)單，而且還配備各種通訊接口，具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能。廣泛應(yīng)用于各種閥、泵、汽車零部件、管路、發(fā)動(dòng)機(jī)、消聲器等的氣密性檢測(cè)。,圖2 ALT系列氣密性檢測(cè)儀,返回目錄,2.3氣密性檢測(cè)效率改善方法,基于差壓測(cè)量的氣密性檢測(cè)技術(shù)雖然和傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，提高了檢測(cè)效率和自動(dòng)化程度，但是在有些場(chǎng)合仍然不能滿足生產(chǎn)效率的要求，尤其當(dāng)被測(cè)工件的內(nèi)容積較大時(shí)，為了保證一定的檢測(cè)精度，必須保證足夠的充氣時(shí)間和平衡時(shí)間。因?yàn)?，在充氣過(guò)程中，氣體的溫度

10、會(huì)發(fā)生變化，如果充氣時(shí)間和平衡時(shí)間不足夠長(zhǎng)，溫度變化不能穩(wěn)定下來(lái)，進(jìn)入檢測(cè)過(guò)程時(shí)，溫度變化會(huì)引起差壓的變化，使檢測(cè)精度下降。此時(shí)，檢測(cè)精度和檢測(cè)效率就成為了矛盾的關(guān)系。為了提高泄漏檢測(cè)效率，國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)分別提出了一些理論和方法，如快速充氣法、溫度補(bǔ)償方法、加裝填充物減少被測(cè)工件內(nèi)容積等方法。這些檢測(cè)效率改進(jìn)措施在實(shí)際應(yīng)用中得到了驗(yàn)證和發(fā)展。,返回目錄,如北京拓奇星自動(dòng)化有限公司為某變速箱生產(chǎn)廠家提供的氣密性檢測(cè)機(jī)，通過(guò)采用上述效率改善措施后，工作節(jié)拍由原來(lái)的每2分鐘1件提高為每1分鐘1件，檢測(cè)效率提高了50%。此外，為滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，該公司在氣密性檢測(cè)儀的基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)出了各種集上料

11、、封堵、檢測(cè)、顯示、報(bào)警、卸料等功能于一體的自動(dòng)化泄漏檢測(cè)設(shè)備。圖3為北京拓奇星自動(dòng)化有限公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)且目前已應(yīng)用于某變速器生產(chǎn)線的自動(dòng)化檢漏設(shè)備。,圖3 LTSA30型變速器/離合器殼體氣密性檢測(cè)設(shè)備,返回目錄,上述氣密性檢測(cè)技術(shù)雖然能夠檢測(cè)工件泄漏與否，但不能確定泄漏的具體位置。在某些場(chǎng)合，當(dāng)工件檢測(cè)不合格時(shí)，需要將工件放入水槽中，通過(guò)水檢的方式確定漏點(diǎn)位置。為了提高檢測(cè)效率，新的檢漏機(jī)常將氣密性檢測(cè)(干式檢漏)與水檢功能復(fù)合在一臺(tái)設(shè)備中。被測(cè)工件進(jìn)入檢漏機(jī)后，首先進(jìn)行干式檢漏，如果工件合格，則將工件送出。如果工件不合格則自動(dòng)將工件沉入檢漏機(jī)下方的水槽中，進(jìn)行水檢以確定漏點(diǎn)位置，這樣進(jìn)一步

12、提高了氣密性檢測(cè)的自動(dòng)化程度和檢測(cè)效率。此外，北京理工大學(xué)檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置研究所最近還開(kāi)展了一項(xiàng)研究工作，即采用紅外攝像儀結(jié)合圖像處理技術(shù)進(jìn)行泄漏位置的檢測(cè)，其基本原理是向工件中充入比環(huán)境溫度略低的氣體，采用紅外攝像儀拍攝工件外表面的溫度場(chǎng)圖像，如果工件有泄漏，則在溫度場(chǎng)圖像中有奇異點(diǎn)，通過(guò)圖像處理技術(shù)把該溫度奇異點(diǎn)提取出來(lái)即可確定泄漏位置。該方法和采用水檢確定漏點(diǎn)位置的方法相比，由于不需要對(duì)工件進(jìn)行后續(xù)的干燥清潔處理，可大大提高檢測(cè)效率。目前該研究尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)即可應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。隨著計(jì)算機(jī)、電子、傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，泄漏檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展將迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。未來(lái)的氣密性

13、檢測(cè)技術(shù)將向高精度、高效率、智能化的方向進(jìn)一步發(fā)展。,返回目錄,現(xiàn)代氣密性檢測(cè)設(shè)備的廣泛應(yīng)用也將為保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障生產(chǎn)安全、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。為了提高泄漏檢測(cè)效率，國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)分別提出了一些理論和方法，如快速充氣法、溫度補(bǔ)償方法、加裝填充物減少被測(cè)工件內(nèi)容積等方法。這些檢測(cè)效率改進(jìn)措施在實(shí)際應(yīng)用中得到了驗(yàn)證和發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)、電子、傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，泄漏檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展將迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。未來(lái)的氣密性檢測(cè)技術(shù)將向高精度、高效率、智能化的方向進(jìn)一步發(fā)展。,返回目錄,檢測(cè)技術(shù)概述及總結(jié),學(xué)科概況 本學(xué)科是隸屬于控制學(xué)科與工程學(xué)科下的一個(gè)二級(jí)學(xué)科。 檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置是

14、將自動(dòng)化、電子、計(jì)算機(jī)、控制工程、信息處理、機(jī)械等多種學(xué)科、多種技術(shù)融合為一體并綜合運(yùn)用的符合技術(shù)，廣泛應(yīng)用于交通、電力、冶金、化工、建材等各領(lǐng)域自動(dòng)化裝備及生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程。檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置的研究與應(yīng)用，不僅具有重要的理論意義，符合當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)我國(guó)科技發(fā)展的戰(zhàn)略，而且緊密結(jié)合國(guó)民經(jīng)濟(jì)的實(shí)際情況，對(duì)促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和鐵路技術(shù)裝備的現(xiàn)代化有著重要的意義。 本學(xué)科研究以自動(dòng)化、電子、計(jì)算機(jī)、控制工程、信息處理為研究對(duì)象，以現(xiàn)代控制理論、傳感技術(shù)與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)控制等為技術(shù)基礎(chǔ),返回目錄,以檢測(cè)技術(shù)、測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人工智能、工業(yè)計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)等技術(shù)為專業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)與自

15、動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、控制工程、電子與信息、機(jī)械等學(xué)科相互滲透，主要從事以檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置研究領(lǐng)域?yàn)橹黧w的、與控制、信息科學(xué)、機(jī)械等領(lǐng)域相關(guān)的理論與技術(shù)方面的研究。研究本學(xué)科及相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論的分析、建模與仿真、應(yīng)用技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自動(dòng)化新技術(shù)、新產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)等。掌握本科學(xué)領(lǐng)域堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)的專門知識(shí)是檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置學(xué)科及其工程應(yīng)用的重要基礎(chǔ)和核心內(nèi)容之一。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及本學(xué)科專業(yè)理論和技術(shù)水平的提高，檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置學(xué)科的研究?jī)?nèi)容越來(lái)越豐富，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣闊。檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置的應(yīng)用基礎(chǔ)是扎實(shí)的理論基礎(chǔ)以及科研和工程實(shí)踐過(guò)程中不斷積累的新技

16、術(shù)使用技能和知識(shí)；隨著自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)模和新技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，加上學(xué)科基礎(chǔ)理論和光、機(jī)、電結(jié)合新技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越促進(jìn)了檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置學(xué)科的迅速發(fā)展。本學(xué)科是一門以應(yīng)用為主、理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的綜合性學(xué)科，它的應(yīng)用已經(jīng)編及工業(yè)、交通、航空航天、電力、冶金及國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域。,返回目錄,簡(jiǎn)言之，檢測(cè)技術(shù)就是利用各種物理化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法和裝置，將生產(chǎn)、科研、生活中的有關(guān)信息通過(guò)檢查與測(cè)量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過(guò)程。這學(xué)期檢測(cè)技術(shù)這門課，是我們的學(xué)位課，它是我們之前學(xué)的很多知識(shí)的綜合運(yùn)用，還有一些只是是我們之前沒(méi)學(xué)過(guò)的，如材料力學(xué)，化學(xué)等等，行行業(yè)業(yè)都有檢測(cè)部門，說(shuō)明它是必須存在的，為了質(zhì)量，為了效率。這門課