理想氣(qì)體(tǐ)狀態(tài)方程
在(zài)普(pǔ)通物(wù)理(lǐ)學的概念上，通常何(hé)物質都具有固(gù)態(tài)，液(yè)態和氣態，而(ér)氣(qì)態(tài)是物(wù)質存在(zài)的各(gè)狀(zhuàng)態中較(jiào)殊的狀態(tài)，它本身既無(wú)定形狀(zhuàng)，也(yě)無定(dìng)體(tǐ)積，它(tā)的形(xíng)狀和體積取決於盛裝(zhuāng)氣體的(dí)容器(qì)。意(yì)數(shù)量的氣體都能被(bèi)無限地膨脹(zhàng)而充(chōng)滿於何形(xíng)狀(zhuàng)大(dà)小的容器之中。
為了對(duì)氣體(tǐ)行客觀(guān)細致的(dí)研(yán)究(jiū)，需要(yào)對客(kè)觀氣體(tǐ)分子行些假設(shè)限定，這些經過限(xiàn)定(dìng)了(liǎo)的(dí)氣(qì)體稱為"理(lǐ)想氣(qì)體(tǐ)"。而(ér)描述"理想氣(qì)體(tǐ)"狀(zhuàng)態變化規律的數學議(yì)程(chéng)式，稱(chēng)為(wéi)"理(lǐ)想(xiǎng)氣(qì)體的(dí)狀(zhuàng)態(tài)方(fāng)程(chéng)"。即:
PV/T=R
式(shì)中(zhōng)R是(shì)氣體(tǐ)普適(shì)常(cháng)量，即對(duì)所有(yǒu)氣(qì)體均普遍適用的常(cháng)量。
對(duì)於質量(liáng)為M，分子(zǐ)量(liáng)為(wéi)μ的氣體(tǐ)，則表(biǎo)述為:
PV=M/RT
式(shì)中常(cháng)量(liáng)R的(dí)數(shù)值取(qǔ)決於P，V，T等所用的(dí)單(dān)位(wèi)。在際單位製(zhì)中(zhōng)，P的(dí)單位(wèi)用Pa，V用m3，T用K，則R=8.314J/K.mol。
蓋·呂薩克定(dìng)律
從理想(xiǎng)氣(qì)體(tǐ)狀(zhuàng)態方程(chéng)可以推導(dǎo)出，定質(zhì)量的氣(qì)體，在壓(yā)強不變的(dí)情況(kuàng)下，它(tā)的體積(jī)跟(gēn)熱力(lì)學(xué)溫度(dù)成正比。
即:若P1=P2,則:V1/T1=V2/T2
上(shàng)式(shì)中P1，V1，T1表(biǎo)示(shì)氣(qì)體在初始(shǐ)狀(zhuàng)態下的壓(yā)力(lì)，體積(jī)和溫(wēn)度;P2，V2，T2表(biǎo)示該(gāi)氣體在zui終(zhōng)狀(zhuàng)態(tài)下(xià)的(dí)壓力(lì)，體積(jī)和溫度(dù)。這(zhè)個方(fāng)程(chéng)表明(míng)定(dìng)質(zhì)量的氣(qì)體，不管(guǎn)其狀(zhuàng)態如(rú)何(hé)變化，它的壓強和體(tǐ)積的乘積(jī)除了溫度，所得(dé)之商始終保(bǎo)持不(bù)變。這就是采用(yòng)氣體(tǐ)對件行(háng)密封性(xìng)能(néng)檢(jiǎn)測(cè)的(dí)基(jī)本原理。
件(jiàn)泄漏檢(jiǎn)測和判(pàn)定(dìng)
假(jiǎ)設有個被(bèi)測件(或物體(tǐ))的內腔容積是V，腔(qiāng)內(nèi)壓力是P，在(zài)溫(wēn)度恒定的(dí)情況下(xià)，經過幾(jī)秒或(huò)幾(jī)十秒(miǎo)後，它的(dí)內(nèi)腔(qiāng)容積沒有變化(huà)，而(ér)腔內(nèi)壓力下降了個(gè)確定值△P，這時(shí)我們(mén)就(jiù)可以(yǐ)判定(dìng)該件氣(qì)體(tǐ)密封性(xìng)能不好，或(huò)者(zhě)叫做"有(yǒu)泄(xiè)漏件(jiàn)"。否(fǒu)則認(rèn)為(wéi)該(gāi)被檢(jiǎn)測件(jiàn)氣體密封(fēng)性能(néng)良好(hǎo)或叫(jiào)做(zuò)"無泄(xiè)漏件"。在(zài)實際(jì)業(yè)過程(chéng)中(zhōng)，無(wú)泄(xiè)漏(lòu)件是少的(dí)。在(zài)實(shí)際檢測(cè)過程(chéng)中，通常總(zǒng)是根據該件(jiàn)具體(tǐ)的應用(yòng)環境條件和狀態(tài)給出個(gè)允許(xǔ)泄(xiè)漏值(zhí)，當(dāng)件泄漏(lòu)值(zhí)小(xiǎo)於(yú)該值時則認為該(gāi)件"無泄漏"稱為合格品(pǐn)。隻有件泄漏(lòu)值(zhí)大於該(gāi)值(zhí)時才(cái)認(rèn)為"不(bù)合格(gé)"或"嚴(yán)重泄漏(lòu)"。
漏(lòu)孔(kǒng)，漏率(shuài)和漏(lòu)率的際(jì)單(dān)位(wèi)
件(jiàn)有泄漏，定有"漏孔(kǒng)"。這(zhè)裏(lǐ)通(tōng)常(cháng)的漏孔是(shì)非(fēi)常微小(xiǎo)的，其(qí)截麵(miàn)形(xíng)狀(zhuàng)也(yě)各(gè)不相(xiāng)同(tóng)，漏孔(kǒng)漏氣的路(lù)徑(jìng)也(yě)各(gè)式各(gè)樣(yàng)。
漏孔經(jīng)常出(chū)現(xiàn)在物質組織疏(shū)鬆，裂紋，裂(liè)隙，應力(lì)集(jí)中，彎(wān)折，可(kě)拆卸等件。大(dà)多數是(shì)由於不(bù)合(hé)理，結構(gòu)不(bù)合(hé)理(lǐ)，安(ān)裝不合理等原因(yīn)成的。
漏孔的幾何尺寸(cùn)是很微小的(dí)，因(yīn)此它(tā)不能(néng)用我們的肉眼所覺(jué)察，漏氣路徑又各(gè)式(shì)各樣，截麵形狀又(yòu)很復雜(zá)，所(suǒ)以(yǐ)漏孔(kǒng)的大小難用它(tā)的幾何尺寸(cùn)來度量。
由(yóu)氣(qì)體定(dìng)律(lǜ)PV=M/RT可(kě)知，當溫度定時，氣體的質量(liáng)可以用氣(qì)體(tǐ)的(dí)壓強(qiáng)和(hé)體(tǐ)積(jī)的(dí)乘(chéng)積(jī)PV(即氣(qì)體量(liáng))來(lái)表(biǎo)示，而(ér)PV又(yòu)是容(róng)易測量(liáng)的，所以"漏(lòu)孔"的大小(xiǎo)可以用(yòng)單位時間泄漏的氣(qì)體量(PV)來(lái)表示(shì)，稱為(wéi)漏率。其物(wù)理意義為:壓(yā)強(qiáng)x體積(jī)/時間。漏率的(dí)際單位(wèi)為(wéi)"瓦"(W)或Pa.m3/s。1W=1Pa.m3/S=103Pa.L/S=7.5Torr.L/S。漏(lòu)孔的(dí)漏率也就是(shì)通過(guò)漏孔的氣體量，這(zhè)個氣體(tǐ)量受(shòu)環境溫(wēn)度，漏孔(kǒng)兩端的壓(yā)差(chà)(即件內(nèi)外壓差)和氣(qì)體各(gè)類等(děng)因素的(dí)影(yǐng)響。從(cóng)漏率(shuài)單位的(dí)量(liáng)綱我們可以(yǐ)看(kàn)到(dào):由於(yú)1Pa=1N/m2，1J=1N.m;因此1Pa.m3/S=1J/S=1W。
由此(cǐ)可見PV單位(wèi)表(biǎo)示(shì)的量本(běn)質(zhì)上(shàng)就(jiù)是(shì)單位時間(jiān)穿過某(mǒu)截麵(miàn)的能(néng)量，它(tā)並(bìng)不是氣(qì)體(tǐ)分子(zǐ)本(běn)身攜帶(dài)的動能(néng)或(huò)位能，而(ér)是使(shǐ)氣(qì)體分子(zǐ)通過(guò)某截麵動所需的能(néng)量(liáng)。
氣(qì)密儀根據(jù)檢測(cè)方(fāng)式不(bù)同(tóng)主要可分(fēn)為直壓式和差(chà)壓(yā)式兩(liǎng)大(dà)類(lèi)。
當談(tán)到為(wéi)產(chǎn)品做微量檢測時(shí)，我們可能(néng)會(huì)想到(dào)稱量用(yòng)的(dí)天(tiān)平(píng)。
直壓(yā)方(fāng)式(shì)檢測相當於(yú)用(yòng)電子(zǐ)天平行(háng)微量稱量。若有(yǒu)個(gè)充滿氣的氣(qì)(相(xiāng)當於(yú)被測(cè)件(jiàn))，在(zài)電(diàn)子(zǐ)天平(píng)上(shàng)稱出質量(liáng)後，若(ruò)氣(qì)(被測件)有(yǒu)泄漏則電子天平稱出的質(zhì)量(liáng)會(huì)減少，這兩(liǎng)次稱量有(yǒu)質(zhì)量差，這(zhè)個(gè)質量(liáng)差就(jiù)是氣(被測件)的(dí)泄漏量。
直壓(yā)方式檢測泄漏的過(guò)程與此為(wéi)相(xiāng)似:
直(zhí)壓型氣(qì)密儀檢(jiǎn)測操作(zuò)過程是(shì)這樣的(dí):對(duì)件的(dí)被測(cè)容(róng)腔在定壓力(lì)條件(jiàn)下(具體壓力參(cān)數由綫檢測規程決定)行充(chōng)氣(qì)，保持定(dìng)時間後，切斷被測件和氣源的並(bìng)記錄下此(cǐ)時的壓力示值(zhí)，經過定時(shí)間(jiān)(數秒或數(shù)十(shí)秒)後(hòu)，再次(cì)讀取壓力示(shì)值(zhí)並和前(qián)次記(jì)錄(lù)的(dí)壓力示值行。若被(bèi)測容(róng)腔有泄(xiè)漏，則(zé)兩(liǎng)次壓(yā)力(lì)示值有個差(chà)值。此差(chà)值大(dà)小(xiǎo)反映件在(zài)檢測時間(jiān)周(zhōu)期內的泄漏(lòu)狀態(tài)，差值(zhí)越(yuè)大表(biǎo)示件(jiàn)泄漏越嚴(yán)重(zhòng)。隻(zhī)要此差值在允(yǔn)許(xǔ)範(fàn)圍內，即可(kě)認(rèn)為(wéi)被(bèi)測(cè)件合格。反之，為(wéi)不合(hé)格。
差(chà)壓方(fāng)式(shì)檢(jiǎn)測相(xiāng)當於杠杆(gān)天(tiān)平(píng)稱量(liáng)。天平端(duān)放(fàng)有"基(jī)準砝(fǎ)碼(參(cān)考(kǎo)物(wù))"，另端放入(rù)待檢(jiǎn)零件(jiàn)，不斷(duàn)的增減(jiǎn)零(líng)件(jiàn)的(dí)數量使天平達(dá)到(dào)平衡(héng)時(shí)，砝(fǎ)碼(參考物(wù))的質量(liáng)即為(wéi)零件(jiàn)的(dí)質(zhì)量(liáng)。
氣體(tǐ)密封性能檢測儀(yí)的基(jī)本作(zuò)原理(lǐ)同(tóng)天平樣(yàng)，端是(shì)基準(zhǔn)參(cān)考(kǎo)物(標準(zhǔn)品)，另端是被測(cè)零件(jiàn)(被(bèi)測品)。但是，其測(cè)量(liáng)順序與天平正好相反，基(jī)準參考物(wù)與被(bèi)測件兩邊(biān)同(tóng)時充(chōng)入相(xiāng)同壓力的空氣(qì)，使"天平(píng)"--差(chà)壓傳感(gǎn)器(qì)兩(liǎng)端平衡(héng)。如果被測件有(yǒu)泄漏，即(jí)使是微小泄(xiè)漏(lòu)，"天(tiān)平(píng)"也將失(shī)去平衡(héng)，從而檢測出(chū)兩端因泄(xiè)漏而產(chǎn)生的差(chà)壓。氣(qì)體密(mì)封(fēng)性能(néng)檢(jiǎn)測儀將根(gēn)據差(chà)壓的變(biàn)化測出件(jiàn)的具體(tǐ)泄漏(lòu)量，然(rán)後(hòu)判斷(duàn)被測件(jiàn)是否合格(gé)，並將這些信(xìn)息傳送(sòng)給操作人員(yuán)。因(yīn)為標準品與(yǔ)被測(cè)件(jiàn)形狀(zhuàng)，大小都(dū)相(xiāng)同，並且檢測過程(chéng)中(zhōng)，兩端(duān)的(dí)外(wài)環(huán)境(jìng)狀況樣(yàng)，所以(yǐ)這(zhè)種測試(shì)方法(fǎ)可以(yǐ)消(xiāo)除溫(wēn)度，振動等環(huán)境因(yīn)素的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)，得(dé)到度的(dí)測(cè)量結(jié)果。
直壓(yā)型(xíng)氣(qì)密(mì)儀(yí)和差壓型氣密(mì)儀的檢測原(yuán)理(lǐ)是相同(tóng)的，它(tā)們的(dí)主(zhǔ)要差(chà)別是(shì)檢(jiǎn)測(cè)方(fāng)式(shì)不同。
差壓(yā)型氣密(mì)儀(yí)的(dí)檢測(cè)操作(zuò)過程和直壓型的差別主要(yào)是利用(yòng)"標準品"作為參照(zhào)物在相同(tóng)的(dí)過程(chéng)和(hé)狀(zhuàng)態條(tiáo)件下，被測(cè)件與(yǔ)"標(biāo)準(zhǔn)品"的差(chà)異(yì)來(lái)判斷(duàn)被(bèi)測(cè)件是(shì)否合格。其(qí)檢測過程(chéng)如下:
在(zài)氣(qì)密(mì)儀標(biāo)示的(dí)標準(zhǔn)品端接(jiē)上標準(zhǔn)品(標(biāo)準品可以(yǐ)是個被用多(duō)種(zhǒng)方法(fǎ)檢測(cè)合格並被(bèi)確(què)認為可以作(zuò)為衡量其(qí)他與之相(xiāng)同的(dí)被測件(jiàn)標準(zhǔn)的件(jiàn)或定製品(pǐn))，然(rán)後同(tóng)時對(duì)標(biāo)準品與(yǔ)被測(cè)件(jiàn)容(róng)腔(qiāng)充(chōng)氣(充(chōng)氣(qì)壓力(lì)，時(shí)間等參(cān)數(shù)由(yóu)程確定)，經(jīng)過段數秒或(huò)數(shù)十秒(miǎo)的(dí)平(píng)衡時(shí)間(jiān)後，將標準品與件(jiàn)被測容腔隔斷行(háng)數秒或(huò)數十秒(miǎo)的(dí)壓力監(jiān)視(shì)後二者(zhě)的壓(yā)力示(shì)值(zhí)差(chà)，這個壓力差就是件被(bèi)測(cè)容腔(qiāng)的壓力(lì)泄漏值，若(ruò)其值在允許(xǔ)範圍(wéi)內則認為(wéi)被測品合(hé)格，否則判(pàn)為不(bù)合格(gé)。
當(dāng)前位(wèi)置(zhì)：