密(mì)封測試(shì)儀連接到個(gè)測(cè)試室，別(bié)來(lái)容納需要被(bèi)檢測(cè)的包(bāo)裝(zhuāng)。包(bāo)裝(zhuāng)被(bèi)置於要被(bèi)抽(chōu)真(zhēn)空的實驗腔(qiāng)內(nèi)。單(dān)或雙真(zhēn)空傳(chuán)感器(qì)用於監控(kòng)測(cè)試室(shì)為(wéi)兩個層(céng)次(cì)的(dí)真(zhēn)空(kōng)狀態(tài)同(tóng)樣也(yě)監測(cè)預定測試時(shí)間段(duàn)的(dí)真空變化，真空(kōng)和(hé)相對真(zhēn)空(kōng)的(dí)變化暗(àn)含了(liǎo)包裝(zhuāng)中存在的(dí)泄漏(lòu)和(hé)缺(quē)陷。
氣體密封性能檢(jiǎn)測原理(lǐ)
理想(xiǎng)氣體狀態方程
在普(pǔ)通物理(lǐ)學的概念上(shàng)，通(tōng)常(cháng)何物質都具(jù)有固態，液態(tài)和(hé)氣(qì)態(tài)，而(ér)氣態是(shì)物(wù)質(zhì)存在的各狀(zhuàng)態(tài)中較(jiào)殊的(dí)狀(zhuàng)態，它本身既(jì)無定形(xíng)狀，也無(wú)定體積(jī)，它(tā)的形(xíng)狀和(hé)體積取決於(yú)盛裝(zhuāng)氣體(tǐ)的(dí)容(róng)器(qì)。意數量(liáng)的氣(qì)體都(dū)能被無限地(dì)膨脹而充滿於(yú)何(hé)形(xíng)狀大(dà)小(xiǎo)的(dí)容(róng)器(qì)之中(zhōng)。
為了(liǎo)對(duì)氣體(tǐ)行客觀細致(zhì)的研究，需要對(duì)客觀氣體分子(zǐ)行些假設限定，這些經過(guò)限(xiàn)定了(liǎo)的氣體稱(chēng)為"理想(xiǎng)氣體"。而描述"理(lǐ)想(xiǎng)氣體"狀態變(biàn)化(huà)規(guī)律的數學議(yì)程式(shì)，稱(chēng)為(wéi)"理想氣(qì)體的狀(zhuàng)態(tài)方程(chéng)"。即:
PV/T=R
式(shì)中R是氣體(tǐ)普適常量，即(jí)對所有(yǒu)氣體均(jūn)普(pǔ)遍(biàn)適用的常(cháng)量。
對於質量為(wéi)M，分子量為μ的氣體(tǐ)，則表述為(wéi):
PV=M/RT
式中常(cháng)量(liáng)R的(dí)數值(zhí)取(qǔ)決於P，V，T等(děng)所用(yòng)的單位(wèi)。在際(jì)單(dān)位製(zhì)中，P的單位(wèi)用(yòng)Pa，V用(yòng)m3，T用K，則R=8.314J/K.mol。
蓋·呂薩(sà)克定律
從理想氣體(tǐ)狀(zhuàng)態方程(chéng)可(kě)以推(tuī)導(dǎo)出(chū)，定質量的(dí)氣體，在壓強不變的情況(kuàng)下(xià)，它的體積跟(gēn)熱(rè)力(lì)學(xué)溫(wēn)度(dù)成(chéng)正(zhèng)比。
即(jí):若P1=P2,則:V1/T1=V2/T2
上式中P1，V1，T1表(biǎo)示氣體在(zài)初(chū)始狀態(tài)下的壓力(lì)，體(tǐ)積和溫度;P2，V2，T2表示(shì)該氣體(tǐ)在終(zhōng)狀態(tài)下的(dí)壓力，體積和(hé)溫度。這個方(fāng)程表明(míng)定質量(liáng)的氣體，不(bù)管其(qí)狀態(tài)如(rú)何(hé)變(biàn)化，它的壓強和(hé)體積(jī)的(dí)乘(chéng)積(jī)除(chú)了溫(wēn)度，所得之商始終保(bǎo)持不(bù)變。這就(jiù)是(shì)采用氣體對(duì)件(jiàn)行密(mì)封性(xìng)能檢(jiǎn)測的基(jī)本原(yuán)理。
件泄(xiè)漏檢測和(hé)判(pàn)定
假設有(yǒu)個被(bèi)測(cè)件(jiàn)(或物體)的內腔容積(jī)是(shì)V，腔內壓(yā)力是(shì)P，在(zài)溫(wēn)度恒定的情(qíng)況(kuàng)下，經(jīng)過(guò)幾秒或幾(jī)十秒後，它(tā)的內(nèi)腔(qiāng)容積沒(méi)有(yǒu)變化(huà)，而腔(qiāng)內(nèi)壓力(lì)下降了(liǎo)個(gè)確定值△P，這時我們就(jiù)可以判(pàn)定(dìng)該件氣(qì)體密封性能不(bù)好，或(huò)者叫做"有泄漏(lòu)件"。否則(zé)認為(wéi)該(gāi)被(bèi)檢測(cè)件(jiàn)氣(qì)體密(mì)封性能(néng)良好或(huò)叫(jiào)做(zuò)"無泄漏件"。在(zài)實際業過(guò)程中，無泄漏件(jiàn)是少(shǎo)的。在(zài)實際(jì)檢測過程中，通常總是根據該(gāi)件(jiàn)具(jù)體(tǐ)的應用(yòng)環境條件和狀(zhuàng)態給(gěi)出個允(yǔn)許泄(xiè)漏(lòu)值，當(dāng)件泄(xiè)漏值(zhí)小於(yú)該值(zhí)時(shí)則認為該件"無(wú)泄(xiè)漏(lòu)"稱為合格(gé)品(pǐn)。隻有(yǒu)件(jiàn)泄漏值(zhí)大於(yú)該(gāi)值時才認為"不合格"或"嚴(yán)重泄漏"。
漏孔，漏(lòu)率(shuài)和漏(lòu)率的(dí)際單(dān)位(wèi)
件(jiàn)有泄(xiè)漏，定有(yǒu)"漏(lòu)孔"。這(zhè)裏通常的漏(lòu)孔是(shì)非常(cháng)微(wēi)小的，其截(jié)麵形(xíng)狀也各不(bù)相同(tóng)，漏(lòu)孔漏氣(qì)的路徑也(yě)各式(shì)各樣(yàng)。
漏(lòu)孔經常(cháng)出現在物(wù)質(zhì)組(zǔ)織疏鬆(sōng)，裂紋(wén)，裂隙，應力(lì)集(jí)中，彎(wān)折(zhē)，可拆(chāi)卸等件。大多(duō)數是(shì)由於不合(hé)理，結構不(bù)合理(lǐ)，安裝(zhuāng)不合理(lǐ)等(děng)原因(yīn)成(chéng)的。
漏(lòu)孔的(dí)幾何尺寸(cùn)是(shì)很(hěn)微(wēi)小(xiǎo)的(dí)，因(yīn)此它不(bù)能用(yòng)我們的肉(ròu)眼所覺察(chá)，漏(lòu)氣路徑又各式各樣，截麵(miàn)形(xíng)狀又很(hěn)復(fù)雜(zá)，所以漏(lòu)孔(kǒng)的大小(xiǎo)難用它(tā)的幾(jī)何尺(chǐ)寸(cùn)來度量(liáng)。
由氣體定律PV=M/RT可知(zhī)，當溫度定時(shí)，氣(qì)體的質量可以(yǐ)用(yòng)氣體的壓強(qiáng)和體積的乘積(jī)PV(即氣體量)來(lái)表(biǎo)示，而(ér)PV又是容(róng)易(yì)測量(liáng)的，所(suǒ)以"漏孔(kǒng)"的大(dà)小可以(yǐ)用單位時間泄(xiè)漏的氣(qì)體量(liáng)(PV)來表(biǎo)示，稱(chēng)為(wéi)漏率(shuài)。其物(wù)理意義(yì)為(wéi):壓(yā)強x體積(jī)/時(shí)間(jiān)。漏(lòu)率的際單位(wèi)為(wéi)"瓦(wǎ)"(W)或Pa.m3/s。1W=1Pa.m3/S=103Pa.L/S=7.5Torr.L/S。漏孔(kǒng)的漏(lòu)率也(yě)就(jiù)是通(tōng)過漏孔的氣體量，這個氣體(tǐ)量(liáng)受(shòu)環(huán)境(jìng)溫度(dù)，漏孔兩(liǎng)端的(dí)壓(yā)差(chà)(即件內外(wài)壓差)和氣體(tǐ)各類(lèi)等因素(sù)的影響(xiǎng)。從漏率單位的(dí)量(liáng)綱(gāng)我們可以(yǐ)看到:由(yóu)於(yú)1Pa=1N/m2，1J=1N.m;因(yīn)此(cǐ)1Pa.m3/S=1J/S=1W。
由此可(kě)見(jiàn)PV單位表示(shì)的量(liáng)本(běn)質上(shàng)就(jiù)是(shì)單(dān)位時間(jiān)穿過某(mǒu)截麵的能(néng)量，它(tā)並(bìng)不(bù)是氣體分子(zǐ)本身攜帶的(dí)動能或(huò)位能(néng)，而是使(shǐ)氣體(tǐ)分子(zǐ)通(tōng)過(guò)某截麵動所(suǒ)需(xū)的能量。
氣密儀(yí)檢測作(zuò)原理
氣密(mì)儀(yí)根(gēn)據檢(jiǎn)測(cè)方式不(bù)同(tóng)主(zhǔ)要可(kě)分為(wéi)直壓式和差壓式兩(liǎng)大類(lèi)。
當談到為(wéi)產(chǎn)品做微(wēi)量檢測時，我們(mén)可(kě)能會想到(dào)稱量用(yòng)的天平。
直(zhí)壓(yā)方式(shì)檢測(cè)相當於用(yòng)電子天(tiān)平行微(wēi)量稱量。若有(yǒu)個充滿(mǎn)氣的氣(相(xiāng)當(dāng)於(yú)被測件(jiàn))，在(zài)電子(zǐ)天(tiān)平(píng)上稱出(chū)質(zhì)量(liáng)後(hòu)，若氣(被測(cè)件(jiàn))有(yǒu)泄漏則(zé)電子(zǐ)天(tiān)平稱出的(dí)質量會減(jiǎn)少，這兩(liǎng)次(cì)稱量有質(zhì)量(liáng)差，這(zhè)個(gè)質(zhì)量差(chà)就是氣(被測件)的(dí)泄漏量。
直(zhí)壓方式檢(jiǎn)測泄漏(lòu)的過(guò)程(chéng)與此為(wéi)相(xiāng)似:
直壓型氣(qì)密儀檢測(cè)操作(zuò)過程是這樣(yàng)的(dí):對件的被測(cè)容腔在定壓(yā)力條(tiáo)件下(xià)(具(jù)體(tǐ)壓(yā)力參(cān)數由綫(xiàn)檢測(cè)規程決定)行(háng)充(chōng)氣，保持定時間後(hòu)，切(qiē)斷被測件(jiàn)和氣(qì)源的聯係並記錄下此(cǐ)時(shí)的壓力(lì)示(shì)值，經(jīng)過(guò)定(dìng)時間(jiān)(數秒或數十(shí)秒(miǎo))後(hòu)，再(zài)次讀取(qǔ)壓(yā)力示值並和前次記(jì)錄(lù)的壓(yā)力示(shì)值行。若被(bèi)測容(róng)腔有泄漏，則兩(liǎng)次壓(yā)力示值(zhí)有個差值(zhí)。此(cǐ)差值(zhí)大(dà)小反映件(jiàn)在檢測時間周期內的泄漏狀(zhuàng)態，差值越(yuè)大(dà)表示件(jiàn)泄(xiè)漏(lòu)越(yuè)嚴重。隻(zhī)要此(cǐ)差(chà)值在(zài)允(yǔn)許(xǔ)範(fàn)圍內(nèi)，即(jí)可認為被(bèi)測(cè)件(jiàn)合格(gé)。反之，為(wéi)不合(hé)格。
差(chà)壓方式檢(jiǎn)測(cè)相當於杠杆天平(píng)稱量(liáng)。天(tiān)平(píng)端(duān)放有(yǒu)"基準砝碼(mǎ)(參(cān)考(kǎo)物(wù))"，另端(duān)放入(rù)待(dài)檢(jiǎn)零件(jiàn)，不斷(duàn)的增減零件的數(shù)量使(shǐ)天平(píng)達到(dào)平衡時(shí)，砝碼(mǎ)(參考物)的質(zhì)量(liáng)即為零件(jiàn)的質(zhì)量。
氣(qì)體(tǐ)密(mì)封(fēng)性(xìng)能檢測儀的基本作原理(lǐ)同天平(píng)樣，端(duān)是基準參考物(標(biāo)準品)，另端是(shì)被測零件(被測(cè)品)。但(dàn)是(shì)，其測量(liáng)順(shùn)序與天(tiān)平正好相(xiāng)反，基準(zhǔn)參考(kǎo)物(wù)與被(bèi)測(cè)件兩(liǎng)邊(biān)同(tóng)時充(chōng)入(rù)相(xiāng)同壓力的空(kōng)氣，使(shǐ)"天平"--差(chà)壓(yā)傳感器兩端平衡。如果被測件有泄(xiè)漏，即(jí)使是微小(xiǎo)泄漏(lòu)，"天(tiān)平"也(yě)將失去(qù)平衡，從而(ér)檢測出兩端(duān)因(yīn)泄(xiè)漏而產生的差壓(yā)。氣體(tǐ)密封性能(néng)檢測(cè)儀將(jiāng)根據差壓(yā)的(dí)變(biàn)化(huà)測出(chū)件(jiàn)的具體(tǐ)泄漏量(liáng)，然(rán)後判斷(duàn)被測(cè)件是否(fǒu)合(hé)格，並將(jiāng)這些信息(xī)傳送給操(cāo)作人員。因為(wéi)標(biāo)準品與(yǔ)被測(cè)件形狀，大小(xiǎo)都相同(tóng)，並(bìng)且(qiě)檢(jiǎn)測過程(chéng)中(zhōng)，兩端的(dí)外環(huán)境(jìng)狀況樣，所(suǒ)以這種(zhǒng)測(cè)試方法可(kě)以(yǐ)消除溫度(dù)，振(zhèn)動(dòng)等(děng)環境因素的(dí)影響，得到(dào)度的(dí)測(cè)量(liáng)結果(guǒ)。
直壓型氣密儀和差壓型氣密(mì)儀(yí)的(dí)檢(jiǎn)測(cè)原理(lǐ)是相同(tóng)的(dí)，它(tā)們的(dí)主(zhǔ)要差(chà)別是檢測(cè)方(fāng)式不(bù)同(tóng)。
差(chà)壓型氣密儀(yí)的檢測(cè)操作(zuò)過程和直壓型的差別主要(yào)是利用(yòng)"標準(zhǔn)品(pǐn)"作為(wéi)參(cān)照物在相(xiāng)同(tóng)的(dí)過(guò)程和狀態條(tiáo)件下，被(bèi)測件與(yǔ)"標準品(pǐn)"的差異(yì)來(lái)判斷被測件是否(fǒu)合格。其檢測(cè)過(guò)程如下(xià):
在氣密儀(yí)標(biāo)示的標(biāo)準品(pǐn)端(duān)接(jiē)上標準品(pǐn)(標準品可以是(shì)個被用(yòng)多種方(fāng)法(fǎ)檢(jiǎn)測合格(gé)並(bìng)被(bèi)確認為(wéi)可以作為衡(héng)量其他與之相同的被測(cè)件(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)的件(jiàn)或(huò)定(dìng)製(zhì)品(pǐn))，然後同時(shí)對標準品(pǐn)與被測(cè)件容腔充氣(qì)(充氣(qì)壓(yā)力，時間(jiān)等參(cān)數由程(chéng)確(què)定(dìng))，經過段(duàn)數(shù)秒或(huò)數十秒(miǎo)的(dí)平(píng)衡時(shí)間(jiān)後，將(jiāng)標(biāo)準(zhǔn)品(pǐn)與(yǔ)件(jiàn)被(bèi)測容(róng)腔隔(gé)斷行數(shù)秒(miǎo)或數(shù)十秒(miǎo)的(dí)壓力(lì)監視(shì)後二者(zhě)的壓力示值(zhí)差，這(zhè)個壓(yā)力(lì)差就是件被測容(róng)腔(qiāng)的壓力泄漏值，若其(qí)值在(zài)允(yǔn)許(xǔ)範圍(wéi)內(nèi)則認(rèn)為被(bèi)測品合格，否則判(pàn)為不合(hé)格。
當前(qián)位(wèi)置(zhì)：