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影響氣密性測(cè)試結(jié)果的因素,最重要的還要說是測(cè)試時(shí)溫度和體積的變化。在檢出行程中,一旦密封空氣回路中的溫度體積發(fā)生變化,根據(jù) Charle法則會(huì)引起壓力的變化,從而給泄漏測(cè)試帶來較大的誤差。
一.溫度變化的影響:在測(cè)試時(shí)被測(cè)物一側(cè)的空氣回路的空氣溫度變化和差壓的關(guān)系如下:
例t = 25℃,Δt = 1℃
①P = 100kPa 于是ΔPt≒675Pa (被測(cè)物溫度下降時(shí),壓力減少,并顯示正的測(cè)定值。)
②P ≒-101.3kPa(真空)= 0kPa(絕對(duì)壓) 于是ΔPt=0 Pa
綜上我們可以得出,真空的情況下,不受溫度變化的影響? 測(cè)試誤差是隨著測(cè)試壓的增大成正比增加。測(cè)試壓力越接近真空,誤差越小。若實(shí)際環(huán)境溫度穩(wěn)定,不同的溫度環(huán)境下對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響較小,例如溫度環(huán)境相差5攝氏度的差別約為5/(273+20)≈1.7%。而如果測(cè)試中發(fā)生溫度變化,會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果帶來非常大的影響!
通常情況下,以下一些原因會(huì)造成溫度變化,進(jìn)而對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響:
1.充氣過程中氣體分子摩擦生熱
常見現(xiàn)象:充氣過程中氣體分子摩擦?xí)?dǎo)致熱量產(chǎn)生,根據(jù)氣體方程PV=NRT,可知會(huì)導(dǎo)致測(cè)試腔體內(nèi)部壓力升高,當(dāng)充氣結(jié)束后溫度又會(huì)緩慢恢復(fù)到正常的室溫,因此充氣結(jié)束后的穩(wěn)壓時(shí)間如果不充分,即到測(cè)試階段腔體內(nèi)部溫度仍出于下降的回復(fù)期,那么由此溫度下降所導(dǎo)致的壓力下降就會(huì)直接反映到儀器所測(cè)試的泄漏量中。
影響:在測(cè)試階段泄漏量由大變小直至趨于穩(wěn)定。
解決辦法
方法一:延長(zhǎng)穩(wěn)壓時(shí)間。使測(cè)試腔體內(nèi)部溫度自然趨于外部溫度后再進(jìn)入測(cè)試階段。這是常用的最直接有效的方式,缺點(diǎn)在于對(duì)于有些比如內(nèi)部空間較大或塑料件之類的不易導(dǎo)熱的產(chǎn)品,在充氣結(jié)束后產(chǎn)品內(nèi)部的溫度可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能回復(fù)到正常溫度。這樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)試節(jié)拍變長(zhǎng)影響生產(chǎn)效率。
方法二:縮短溫度回復(fù)時(shí)間。對(duì)內(nèi)部空間較大的產(chǎn)品在做測(cè)試密封工裝時(shí)盡量填充減小測(cè)試腔體容積。
方法三:在測(cè)試參考端加與測(cè)試產(chǎn)品相同的對(duì)比件或儲(chǔ)氣罐,以抵消相同的溫度變化。(這是壓差測(cè)試法相對(duì)直壓測(cè)試法的優(yōu)勢(shì)之一)
2.排氣帶走溫度
常見現(xiàn)象:測(cè)試完成后產(chǎn)品內(nèi)部的氣體被排出時(shí)會(huì)帶走產(chǎn)品及密封工裝上的部分溫度。如果馬上對(duì)同一件產(chǎn)品進(jìn)行二次測(cè)試,就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部氣體溫度先被降低后穩(wěn)壓時(shí)升高回復(fù)的狀態(tài),這會(huì)導(dǎo)致測(cè)試階段腔體內(nèi)部壓力有微小的上升狀態(tài),會(huì)抵消部分原有的泄漏量。
影響:對(duì)同一件產(chǎn)品做重復(fù)性測(cè)試時(shí),會(huì)出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果一次比一次變小的現(xiàn)象,如果多次測(cè)量中間間隔時(shí)間不完全一樣還會(huì)出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果反復(fù)的現(xiàn)象,影響測(cè)試的穩(wěn)定性。
解決辦法:對(duì)同一件產(chǎn)品做重復(fù)性測(cè)試時(shí),兩次測(cè)試之間需要間隔足夠的時(shí)間以使產(chǎn)品回復(fù)正常的測(cè)試狀態(tài),每次測(cè)試的間隔時(shí)間最好一致。在對(duì)設(shè)備做重復(fù)性測(cè)試時(shí),可選用多個(gè)產(chǎn)品循環(huán)測(cè)試的方式進(jìn)行。
對(duì)于一些指標(biāo)比較小,重復(fù)性比較高的產(chǎn)品來說,在設(shè)計(jì)工裝時(shí)可考慮使用硬性樹脂類材料作為直接接觸的密封夾具避免使用導(dǎo)熱性較好的金屬材料。
3.測(cè)試產(chǎn)品自身帶有溫度
常見現(xiàn)象:機(jī)加工出來的工件經(jīng)過簡(jiǎn)單清洗直接進(jìn)入測(cè)試工位,工件本身還帶有較高的溫度。冬天放在室外的工件直接拿到室內(nèi)后就進(jìn)行測(cè)試。
影響:帶有較高溫度的工件在進(jìn)行測(cè)試時(shí)會(huì)對(duì)充入的氣體持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的加熱,在測(cè)試階段產(chǎn)品內(nèi)部的空氣壓力會(huì)不降反升,測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)負(fù)值。直接由低溫環(huán)境拿到高溫環(huán)境測(cè)試的產(chǎn)品,由于溫度的差別,和測(cè)試時(shí)間的不同可能會(huì)出現(xiàn)泄漏量變大,也可能會(huì)出現(xiàn)測(cè)試負(fù)值的不同現(xiàn)象。
解決辦法:
方法一:放置自然回復(fù)。對(duì)帶有溫度或低于測(cè)試環(huán)境溫度的產(chǎn)品放置直至其回復(fù)到正常測(cè)試環(huán)境溫度。常用也是最有效的方式,但需要周轉(zhuǎn)測(cè)試產(chǎn)品或添加冷卻工位。
方法二:溫度補(bǔ)償。對(duì)測(cè)試中的溫度差異進(jìn)行硬件溫度補(bǔ)償。缺點(diǎn)在于只適合于體積較大、溫度變化比較明顯、導(dǎo)熱性較好的測(cè)試產(chǎn)品。
4.外部溫度的影響
常見現(xiàn)象:外部溫度的影響來源有多種,比如:夏天空調(diào)或風(fēng)扇對(duì)測(cè)試工位的直吹、測(cè)試工位靠近窗口受到陽(yáng)光的直射、布置在外的氣源管經(jīng)過陽(yáng)光照射后進(jìn)入車間直接用于測(cè)試工位、溫度較低時(shí)操作員工的人體溫度等。都會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)品帶來一定的影響。
影響:測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)負(fù)值或泄漏量不穩(wěn)定。
解決辦法:避免溫度的直接影響,測(cè)試工位遠(yuǎn)離熱源。
二.體積變化的影響
在泄漏測(cè)試的測(cè)試行程中,一旦被測(cè)物一側(cè)或標(biāo)準(zhǔn)品一側(cè)的空氣回路的容積發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生差壓并引起測(cè)試誤差。這種情況經(jīng)常發(fā)生在被測(cè)物被夾緊時(shí)引起的壓力變動(dòng),因此有必要在使用O形密封圈的密封部設(shè)置擋塊以防止其發(fā)生微小變動(dòng)。在測(cè)試時(shí)間中被測(cè)物的容積變化和差壓的關(guān)系如下:
例如:對(duì)1升的測(cè)試容積,如果在測(cè)試階段變化1ml,由此而產(chǎn)生的壓差變化200 Pa。
在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行封堵的時(shí)候,太厚的密封墊會(huì)使得密封缸不能完全壓到底,容易受到震動(dòng)及缸體氣源的影響??罩玫拿芊庀鹌な艿娇諝獾膲嚎s會(huì)產(chǎn)生緩慢的壓縮影響測(cè)試容積。采用合適尺寸的O型圈密封或密封墊密封產(chǎn)品。
三.其他因素
1.氣源的穩(wěn)定性
常見現(xiàn)象:測(cè)試工位處于用氣量較大的車間環(huán)境中、雙工位或多工位測(cè)試臺(tái)使用同一氣管源。
影響:測(cè)試過程中,如果測(cè)試工位附近用氣量減小,則氣源壓力會(huì)增加使氣缸內(nèi)的壓力有微小的增加會(huì)導(dǎo)致氣缸下 壓力度增大,密封的腔體容積減小,腔體內(nèi)部壓力增大,此時(shí)若處于測(cè)試極端那么測(cè)試結(jié)果將會(huì)變小或出現(xiàn)負(fù)值。如果外部用氣量增大,則氣源壓力會(huì)下降,會(huì)導(dǎo)致密封腔回縮容積變大,測(cè)試結(jié)果就會(huì)突然變大。因此氣源不穩(wěn)定會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
解決辦法:
1)對(duì)密封缸體行程作限位處理 。
2)給測(cè)試工位用氣加出氣罐。
3)調(diào)整測(cè)試工位氣缸用氣壓力,使其低于氣源壓力,以減少氣源壓力波動(dòng)帶來的影響。
2.測(cè)試產(chǎn)品對(duì)空氣的吸附性
常見現(xiàn)象:對(duì)于一些材質(zhì)密度較小或存在小孔的產(chǎn)品(比如 碳罐)來說,首次測(cè)試后產(chǎn)品內(nèi)部可能吸附有壓縮的空氣,如果馬上進(jìn)行二次測(cè)試由于已吸附的空氣不能馬上排出,可吸附的空氣也會(huì)越來越少。
影響:對(duì)這類產(chǎn)品做連續(xù)的重復(fù)性測(cè)試,會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果越來越小。
解決辦法:連續(xù)測(cè)試同一件產(chǎn)品需要之間需要足夠的間隔時(shí)間,或選取多件產(chǎn)品循環(huán)測(cè)試。
四.使用建議:
避免測(cè)試設(shè)備的晃動(dòng)
保證氣缸氣源的穩(wěn)定性或者使用電缸下壓
避免使用軟管
避免周邊的空調(diào)風(fēng)扇直接對(duì)著測(cè)試系統(tǒng)
避免測(cè)試過程中過多的人員流動(dòng)
抓取被測(cè)試部件必須戴手套
避免陽(yáng)光或燈光直射
保證被測(cè)件與環(huán)境溫度一致
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