專利名稱：高精度氣體泄漏分工位檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高精度氣體泄漏分工位檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前，在汽車、燃氣、航空、軍工、電子、機械、物流配送等相
關(guān)行業(yè)中，對于相關(guān)產(chǎn)品工件和總成的泄漏自動檢測裝置的需求普遍
存在，特別是在寬壓力、大容積、大溫變、多工位檢測要求條件下的
智能化泄漏自動檢測裝置更是急需，這項技術(shù)已成為相關(guān)行業(yè)提高生
產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。
以往采用的定量泄漏檢測法只要是差壓法，氣體的泄漏量與測試
壓和泄漏孔的結(jié)構(gòu)有關(guān)，但泄漏孔的結(jié)構(gòu)無法用物理的方法測量出來，
現(xiàn)在采取相關(guān)參數(shù)的方法，通過測量容器內(nèi)壓力的變化來推導出泄漏
量的公式。另外，由于微小泄漏量使得容器內(nèi)氣體壓力降低，壓力降
只有在測試壓力附近微小的范圍內(nèi)其泄漏量才基本上保持不變。而這
個壓力降比起測試壓力來說小的多，約為測試壓的1/1000 1/100，
因此若直接用壓力傳感器來測量壓力降， 一方面對于微小壓力變化傳 感器的靈敏度和精度達不到，因此不采用壓力傳感器直接測壓，而間 接地使用差壓傳感器來測量壓力的變化值。
基于差壓法的泄漏檢測技術(shù)與傳統(tǒng)的濕式檢測法和絕對壓力法相 比，提高了檢測精度和自動化程度。但差壓法還存在不足之處，其缺 陷主要以下四點。
(1)、根據(jù)差壓法得到的泄漏率檢測公式在對工件進行泄漏檢測前必須預(yù)先計算出被測容器的容積(^) 和標準工件的容積(r)。如果被測容器和標準工件的容積不相等，或 者要用同一臺設(shè)備檢測不同產(chǎn)品時，勢必會降低檢測的效率，同時也 會影響檢測精度。
(2) 、被測容器容積較大時，需要有足夠的充氣時間和平衡時間來 保證檢測精度，這勢必會降低設(shè)備的工作效率，甚至會跟不上現(xiàn)代生 產(chǎn)線的工作節(jié)奏。
(3) 、在研制檢測裝置時，必須保證其具有較寬的檢測范圍，所以 必須選用較大量程的差壓傳感器，但是差壓傳感器的分辨力與其量程 成反比。也就是說為了保證裝置有較大的檢測范圍，必須降低它的檢 測精度。
(4) 、工件內(nèi)氣體的泄漏率與測試壓力和泄漏孔的結(jié)構(gòu)相關(guān)。在用 差壓法檢測的過程中，泄漏孔的結(jié)構(gòu)保持不變，隨著泄漏量的增大， 被測容器內(nèi)的測試壓力就會隨之降低。也就是說被測容器內(nèi)氣體的泄 漏率會隨著測試壓力的降低而減小，是非線性的。這使得經(jīng)過一段時 間后才能判斷工件是否合格，降低了檢測效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有的氣體泄漏檢測裝置的檢測精度較低、檢測效率低 的不足，本發(fā)明提供一種能夠提高檢測精度和檢測效率的高精度氣體 泄漏分工位檢測裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種高精度氣體泄漏分工位檢測裝置，包括標準容器、被測容器和氣源，所述氣源連接接氣源處理設(shè)備，所述的氣源處理設(shè)備出口設(shè) 有檢測減壓閥和充氣減壓閥，所述檢測減壓閥通過總接頭闊連接到檢 測管路和標準容器管路，所述的檢測管道的另一端連接被測容器，所 述的標準容器管的另一端連接標準容器，所述的檢測管路和標準容器 管路之間安裝有差壓接頭閥和差壓傳感器，所述充氣減壓閥連接充氣 接頭閥，所述檢測管路連接用于根據(jù)差壓信號確定補償量并控制步進 電機進給量的智能補償控制器，所述的被測容器位于工作臺上，所述 的工作臺包括充氣工位、平衡工位、檢測工位、排氣工位以及工位轉(zhuǎn) 換機構(gòu)，所述充氣工位設(shè)有充氣接頭閥座、所述平衡工位設(shè)有平衡接 頭閥座、所述檢測工位設(shè)有檢測接頭閥座，所述排氣工位設(shè)有排氣接 頭闊座。
進一步，所述差壓傳感器兩端口與保護接頭閥的兩端口連接，所 述差壓傳感器的低壓端與保壓接頭閥連接。
再進一步，所述檢測管路連接第一溫度傳感器和第一壓力傳感器， 所述標準容器管路連接第二溫度傳感器和第二壓力傳感器，所述第一 溫度傳感器位于靠近所述被測容器的檢測管路上。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為提出基于容積補償?shù)牟顗菏椒止の恍孤z 測法，在普通差壓基礎(chǔ)上，在連有被測容器的管路中安裝了容積補償 裝置，且采用高分辨力的微差壓傳感器。當標準工件與被測容器兩側(cè) 出現(xiàn)壓力差時，能及時對被測容器一側(cè)進行氣體補償，使兩側(cè)壓力達 到平衡，從而使測試壓力保持恒定，解決了非線性問題。此外，用分 工位檢測機構(gòu)，將普通差壓法的四個環(huán)節(jié)分別安排在四個工位上完成， 以一當四，解決了大容積工件檢測效率低的問題。最后根據(jù)補償裝置所補償?shù)臍怏w的量就可得到被測容器的泄漏量。而不用根據(jù)公式計算
得到，也不用在檢測前預(yù)先計算被測容器和標準工件的容積，進一步
提高了檢測效率和檢測精度。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、提高了檢測精度；2、提高了
檢測效率。


圖1是本發(fā)明的高精度氣體泄漏檢測管路裝置的示意圖。 圖2是本發(fā)明的被測容器工位傳送的示意圖。
圖3是本發(fā)明的充氣接頭的示意圖。 圖4是本發(fā)明的被測容器接口的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
參照圖1， 一種高精度氣體泄漏分工位檢測裝置，包括標準容器 14、被測容器和氣源1，所述氣源1連接氣源處理設(shè)備2，所述的氣源 處理設(shè)備出口設(shè)有檢測減壓閥3和充氣減壓閥20，所述檢測減壓閥3 連接總接頭閥4，兩者之間外接一個壓力表27，所述總接頭閥4通過 檢測接頭閥5a接到檢測管道，所述的檢測管道終端連接被測容器，所 述總接頭閥4通過標準接頭閥5b接到標準容器管道，此管道終端連接 標準容器14，所述的兩個管道之間接有保壓接頭閥6，保護接頭閥7 和差壓傳感器8，所述差壓傳感器8的兩端口與保護接頭閥7的兩端 口連接，所述差壓傳感器8的低壓端與保壓接頭閥6連接，所述的高 精度氣體泄漏檢測管路裝置還包括智能補償控制器，所述的智能補償 控制器是根據(jù)差壓信號確定補償量來控制步進電機進給量，所述檢測管道連接容積補償接頭閥19，所述容積補償接頭閥19連接補償氣缸
17，所述補償氣缸17連接步進電機15，所述步進電機15的輸出軸連 接位移傳感器16，所述差壓傳感器8、位移傳感器16連接所述智能補 償控制器。
所述的被測容器位于工作臺上，所述的工作臺包括充氣工位 GW1、平衡工位GW2、檢測工位GW3、排氣工位GW4以及工位轉(zhuǎn) 換機構(gòu)，所述充氣工位設(shè)有充氣接頭閥座、所述平衡工位設(shè)有平衡接 頭閥座、所述檢測工位設(shè)有被測接頭闊座，所述排氣工位設(shè)有排氣接 頭閥座。由工位轉(zhuǎn)換機構(gòu)實現(xiàn)各個工作的自動轉(zhuǎn)換。
所述氣源1連接充氣減壓閥20，所述充氣減壓閥20連接充氣接 頭閥22，所述充氣接頭閥22安裝在所述充氣接頭閥座上。排氣接頭 閥25安裝在所述排氣接頭閥座上，所述排氣接頭閥25連接消音器26。
在檢測管路上設(shè)有手動閥13a，壓力傳感器lla，以及溫度傳感器 12a;標準容器管路上設(shè)有手動閥13b，壓力傳感器llb，以及溫度傳 感器12b。
如圖1所示的檢漏系統(tǒng)原理圖，它主要由分工位檢測機構(gòu)和氣密 性檢測儀的氣路系統(tǒng)這兩部分組成。其中，虛線框外部為分工位檢測 機構(gòu)，虛線框內(nèi)部為氣密性檢測儀的氣路系統(tǒng)。分工位檢測機構(gòu)由管 路、充氣接頭閥22、平衡接頭閥23、檢測接頭閥24、排氣接頭閥25 和一個圓形工作臺組成。其中管路分為三路，分別是預(yù)充氣管路、檢 測管路、排氣管路。這三路管路共同由一個氣缸驅(qū)動同時工作，實現(xiàn) 與接頭閥的連接和斷開。接頭閥內(nèi)置二位二通電磁閥，每個閥分別有 對應(yīng)的氣缸驅(qū)動上下運動，實現(xiàn)與被測容器的連接與斷開。工作臺的上部用來固定接頭閥，下部有四個工位用來放置被測容器，它可由電 機驅(qū)動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換。工作臺下面可以用來安放氣密 性檢測儀及其下位機控制系統(tǒng)。開始工作前，管路和接頭閥都處于復 位狀態(tài)，處于頂端。工作過程中，當預(yù)充氣工位檢測到被測容器時， 其上方的接頭閥向下運動，其下端與被測容器連接，然后管路向下運 動與接頭閥上端連接，隨后打開電磁閥進行充氣。充氣完成后，工作 臺旋轉(zhuǎn)，充氣后的被測容器開始平衡，下一個被測容器進入預(yù)充氣工 位。平衡完成后的工件在檢測工位完成泄漏檢測，記錄檢測數(shù)據(jù)，并 判斷工件是否合格。檢測完后工作臺旋轉(zhuǎn)，將工件送到排氣工位，并 按照合格品與不合格品分類。四個工位上都有工件時，預(yù)充氣、平衡、 檢測、排氣同時進行，協(xié)調(diào)工作。
氣密性檢測儀的氣路系統(tǒng)的核心部件是差壓傳感器8，差壓傳感
器8與保護接頭閥7并聯(lián)，并聯(lián)后再與差壓接頭閥6串聯(lián)，兩個接頭 閥均采用二位二通電磁閥，當檢測儀停止檢測時，差壓接頭閥6關(guān)閉， 保護接頭閥7打開，這樣差壓傳感器8兩端的壓力就相等，起到保護 差壓傳感器8的作用，同時，差壓接頭閥6也可以保證標準容器14 中的大部分氣體不會流失。在連接標準件的管路中連有一個補償容器 10，其中手動閥9，因為在實際系統(tǒng)中，連接被測件的管路往往會比 連接標準件的管路長，使用補償容器IO，使差壓傳感器8兩側(cè)管路的 容積盡量相等，以減少環(huán)境對檢測儀的影響。
本實施例的泄漏檢測裝置主要包括充氣平衡檢測排氣四個狀態(tài)， 下面以四個狀態(tài)詳細介紹
檢測儀工作前首先應(yīng)對標準工件進行充，即打開總接頭閥4、標準接頭閥5b、保護接頭閥7，關(guān)閉電磁閥5a、差壓接頭閥6，對標準 件和補償容器進行充氣，其壓力由壓力傳感器llb測得。壓力達到設(shè) 定值時關(guān)閉總接頭閥4、標準接頭閥5b。
被測容器由傳送帶送到檢測儀時，先放置與預(yù)充氣工位，將預(yù)充 氣管路通過接頭閥與被測容器相連，并打開對應(yīng)的接頭閥進行充氣。 被測容器內(nèi)氣體壓力由壓力傳感器lla測得，當壓力達到設(shè)定值時關(guān) 閉對應(yīng)的接頭閥，而后將充氣管路與接頭閥斷開，而接頭閥與工件依 然相連?？刂乒ぷ髋_下的皮帶輪傳送一定的距離，被測容器進入平衡 工位，同時對下一工件進行預(yù)充氣。充氣速度可由調(diào)壓閥20控制。
當經(jīng)過平衡的被測容器到達檢測工位時，將檢測管路與對應(yīng)的接 頭閥相連。先打開被測接頭閥5a、標準接頭閥5b、補償接頭閥19和 檢測工位對應(yīng)的接頭閥，直到被測容器和標準工件的壓差為零。此時 打開總接頭閥4，對檢測回路進行再次充氣，充氣速度有調(diào)壓閥3控 制。充氣過程應(yīng)當緩慢，盡量減少對原有氣體的沖擊。當壓力達到設(shè) 定值時，關(guān)閉總接頭閥4，讓其進行再平衡。由于經(jīng)過預(yù)充氣和平衡 過程，對工件進行再充氣和再平衡的時間會大大減小。氣體平衡后， 關(guān)閉被測接頭閥5a、標準接頭閥5b、保護接頭閥7，打開差壓接頭閥 6。若被測容器存在泄漏，則差壓傳感器兩側(cè)就會出現(xiàn)壓力差，這個差 值有高精度的差壓傳感器測得，并用此差壓值控制步進電機驅(qū)動補償 氣缸將氣體打入連有被測容器的回路，使差壓傳感器兩端壓力差重新 歸零，以此往復直到檢測完畢。檢測完后，根據(jù)補償氣缸推進的位移 計算被測容器的泄漏量，進而能計算其泄漏率。
皮帶輪再傳送一定的距離，檢測完后的工件被送到排氣工位。將排氣回路與對應(yīng)接頭閥相連，然后打開接頭閥，將高壓氣體排出被測 容器。完成以上操作后，將接頭閥與被測容器和排氣回路斷開。
在以上檢測過程中，預(yù)充氣回路能對被測容器進行快速充氣。充 氣接頭閥內(nèi)置二位二通電磁閥，隨著工作臺的轉(zhuǎn)動循環(huán)使用。充氣管 路、檢測管路和排氣管路由氣缸驅(qū)動同時運動，同時工作。代工作臺 上有四個被測容器，便可對四個工件分別同時進行預(yù)充氣、平衡、檢 測和排氣。如此將大大提高檢測儀的工作效率，又不置于大幅提高檢 測儀的生產(chǎn)成本。
參照圖2，被測容器GW置于皮帶輪上，工件所處的工位將隨皮
帶的轉(zhuǎn)動而循環(huán)變化。接頭27和28緊密連接，并和虛線框內(nèi)的接頭
閥跟隨檢測工件一起向后一個工位移動，直到最后的排氣工位，接頭
閥會才與工件分離。參照圖3，接頭27和接頭28過括擴口式管接頭 緊密連接，此圖具體表現(xiàn)了圖2中的結(jié)構(gòu)。
參照圖4，所述的工件接口裝置包括擴口式管接頭，所述的擴口 式管接頭固定在U行鋼板上，所述的擴口式管接頭一端套有橡皮圈， 所述的擴口式管接頭另一端通過接頭與通氣管相連。
通氣管1的端頭為喇叭狀，通過帶有內(nèi)螺紋的接頭29與擴口式管 接頭30相連，擴口式管接頭30的另一端套有帶內(nèi)螺紋的橡皮圈31， 擴口式管接頭30固定在U行鋼板32上，橡皮圈31在擴口式管接頭 30與被測容器相接觸時起緩沖作用，同時還有密封的作用。
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權(quán)利要求
1、一種高精度氣體泄漏分工位檢測裝置，包括標準容器、被測容器和氣源，所述氣源連接氣源處理設(shè)備，所述的氣源處理設(shè)備出口設(shè)有檢測減壓閥和充氣減壓閥，所述檢測減壓閥通過總接頭閥連接到檢測管路和標準容器管路，所述的檢測管道的另一端連接被測容器，所述的標準容器管的另一端連接標準容器，所述的檢測管路和標準容器管路之間安裝有差壓傳感器、保護接頭閥和保壓接頭閥，所述充氣減壓閥連接充氣接頭閥，所述檢測管路連接容積補償閥和補償氣缸，所述補償氣缸連接步進電機，所述步進電機的輸出軸連接位移傳感器，所述的被測容器位于工作臺上，其特征在于所述的工作臺包括充氣工位、平衡工位、檢測工位、排氣工位以及工位轉(zhuǎn)換機構(gòu)，所述充氣工位設(shè)有充氣接頭閥座、所述平衡工位設(shè)有平衡接頭閥座、所述檢測工位設(shè)有檢測接頭閥座，所述排氣工位設(shè)有排氣接頭閥座。
2、 如權(quán)利要求1所述的高精度氣體泄漏分工位檢測裝置，其特征在于 所述差壓傳感器兩端口與保護接頭閥的兩端口連接，所述差壓傳感器 的低壓端與保壓接頭閥連接。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的高精度氣體泄漏分工位檢測裝置，其特征 在于所述檢測管路連接第一溫度傳感器和第一壓力傳感器，所述標 準容器管路連接第二溫度傳感器和第二壓力傳感器，所述第一溫度傳 感器位于靠近所述被測容器的檢測管路上。
全文摘要
一種高精度氣體泄漏分工位檢測裝置，包括標準容器、被測容器和氣源，檢測減壓閥通過總接頭閥連接到檢測管路和標準容器管路，檢測管道的另一端連接被測容器，標準容器管的另一端連接標準容器，檢測管路和標準容器管路之間安裝有差壓接頭閥和差壓傳感器，充氣減壓閥連接充氣接頭閥，檢測管路連接用于根據(jù)差壓信號確定補償量并控制步進電機進給量的智能補償控制器，被測容器位于工作臺上，其特征在于工作臺包括充氣工位、平衡工位、檢測工位、排氣工位以及工位轉(zhuǎn)換機構(gòu)，充氣工位設(shè)有充氣接頭閥座、平衡工位設(shè)有平衡接頭閥座、檢測工位設(shè)有檢測接頭閥座，排氣工位設(shè)有排氣接頭閥座。本發(fā)明能夠提高檢測精度和檢測效率。
文檔編號G01M3/32GK101458148SQ20081016376
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者朱堅棟, 熊四昌, 胡承建 申請人:浙江工業(yè)大學