Способ контроля герметичности незамкнутых изделий

Способ контроля герметичности незамкнутых изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике испытания незамкнутых изделий и позволяет повысить точность и производительность контроля герметичности путем увеличения диапазона выявляемых грубых течей и уменьшения постоянной времени измерения сигнала от течи. Предварительный контроль герметичности изделий проводят по возрастанию сигнала течеискателя с применением противоточной схемы отбора анализируемой пробы в условиях повышенной степени сжатия высоковакуумного насоса. Окончательный контроль герметичности проводят с использованием прямоточной схемы контроля по спаду величины сигнала от течи после снятия опрессовки изделия пробным газом. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11>

А1

Р1) 6 01 И 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

Ь °

° М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4666283/28 (22) 24. 03. 89 . (46) 28.02.91. Бюл. У 8 (71) Горьковский политехнический институт и Всесоюзный. научно-исследовательский аккумуляторный институт (72) Б.М.Мясников, С.Г,.Сажин, С.В.Виноградов, E.Ä.Голубков и И.Н.Легкий (53) 620.165.29 (088.8) (56) Сажин С. Г., Мясников В.М., Тараненко Е.В., Фадеев М. А., Юрченко А.Н, и Неволин Б.M. Схемные и конструктивные решения масс-спектрометрических автоматизированных установок контроля герметичности — Дефектоскопия, 1987, Р 4, с. 78-83.

Изобретение относится к технике с испытания незамкнутых изделий и мо- . жет быть использовано в.машиностроительных отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение. точности и производительности контроля путем увеличения диапазона выявляемых грубых течей и уменьшения постоянной времени измерения сигнала от течи ..

На чертеже приведена принципиаль- ная схема устройства для контроля герметичности нез амкнутых изделий.

Устройство содержит камеру 1, s. которую помещают контролируемое изде2 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

НЕЗАМКНУТЫХ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к технике испытания незамкнутых иэделий и позволяет повысить точность и производи- тельность контроля герметичности пу-. тем увеличения диапазона выявляемых грубых течей и уменьшения постоянной времени измерения сигнала от течи.

Предварительный контроль герметичности иэделий проводят по возрастанию сигнала течеискателя с применением. противоточной схемы отбора аналиэиру" емой пробы в условиях повышенной степени сжатия высоковакуумного насоса.

Окончательный контроль герметичности . а проводят с использованием прямоточной схемы контроля по спаду величи-. ны сигнапа от течи после снятия опрессовки изделия пробным газом. 1 ил. С лие 2, форвакуумный насос 3, обеспечивающий откачку полости изделия 2 и поддержание рабочего давления на выходе турбомолекулярного насоса 4, который, в свою очередь, обеспечива- . ©Ъ ет рабочее давление камеры масс-спектрометрического течеискателя 5. Ваккуумметры би 7 контролируют.соответственно форвакуумное и высоковакуум-,Ь ное давления, Преобразователь 8 час- тоты обеспечивает заданную частоту .: вращения ротора турбомолекулярного на соса 4.,Контроллер 9 осуществляет уп" равнение процессом контроля герметичности. Устройство имеет вакуумный на1631336 сос 10, предназначенный для откачки пробного газа иэ камеры 1, и совокупность клапанов, обеспечиванлцих коммутацию пневмовакуумной системы, Клапан

11 служит для подключения изделия 2 к вакуумному насосу 3. С помощью клапана 12 выход турбомолекулярного насоса 4 соединяется с механическим насосом 3. Подача пробного газа (гелия) 10 в камер„ 1 производится клапаном 13.

Клапаны 14 и 15 осуществляют подключейие входа турбомолекулярного насоса

4 соответственно к изделию 2 и к камере масс-спектрометрического тече- 15 искателя 5, Напуск атмосферы в изделие 2 производится клапаном 16. Снятие опрессовочного давления пробного газа в камере 1 производится через клапан 17. 20

Способ осуществляется следукщим образом.

Иэделие 2 помещают в камеру 1.. В этот момент клапаны 11, 13, 14, 16, Ф

17 должны находиться в закрытом по- 25 ложении, а клапаны 12 и 15 — в открытом.

Первый этап контроля состоит в отбраковке изделий по несозданию форва- куума. При этом апан 12 закрыв э 30 а кпапан. 11 открывают. Тем самам происходит откачка иэделия до давления

5 ° 10 мм.рт.ст, (6.65 Па). С помощью .вакуумметра 6 контролируют форвакуумное давление B H sa аданный 35 промежуток -времени в полости иэделия

2 не создается давление, соответствующее порогу отбраковки по несозданию форвакуумного давления, то изделие 2 бракуется и в дальнейших операциях 40 контроля не участвует.

В противоположном случае, для поиска менее грубых течей иэделие 2 подвергают масс-спектрометрическому контролю, реализуя противоточную ис- 45 пытательную схему. С этой целью увеличивают степень обжатия турбомолекулярного насоса 4, доводя частоту вращения его ротора до максимальной, открывают клапан 12, компенсируют значение фонового сигнала, подают в камеру 1 пробный гаэ под избыточным давлением путем откуытия клапана 13 и по возрастанию сигнала с течеискателя 5 судят о наличии грубых течей..

На этой стадии контроля обраковывают-, 55 ся течи от 10 и . Па/с и более.

-з

Если изделие 2 не . имеет грубых течей, то произ водят контроль (поиск) тонких течей. Для этого закрывают клапаны 11 и 1.5 и открывают клапан

14. Тем самым осуществляют высоковакуумную откачку иэделия 2. При достижении в изделии 2 давления, соответствующего рабочему давлению масс-спектрометрической камеры (5 ° 10 мм.рт.ст.

6„65 !О" Па), открывают клапан 15 и подключают испытуемое изделие к .массспектрометрическому течеискателю 5, После этого снижают частоту враще-! ния ротора турбомолекулярного насоса.

4 до величины, обеспечивающей задан ный порог чувствительности течеискателя. Получаемый с течеискателя 5 сигнал компенсируют на нуль. Снимают испытательное давление пробного газа путем эакры гия клапана 13 и открытия клапана 17, в результате чего камера

1 откачивается насосом 10.

С момента снятия опрессовочного давления пробного газа фиксируют спадание сигнала от негерметичности изделия 2, по результатам измерения которого производят отбраковку иэделия.

Достижение цели подтверждается ре" зультатами двух серий примеров. Пер- . вая серия приоров реализует способ-. прототип, а вторая серия - предлагаBMblH способ. Испытания проводятся на тест-образцах, представлякицих собой цилиндрический сосуд с объемом внутренней полости 500 см . В стенки сосуда встраиваются. калиброванные течи, которые изготавливаются иэ медной трубки с внутренним диаметром

0,3 мм и наружным диаметром 2 мм.

Трубка сдавливается в двух местах.

Причем в зависимости от расстояния между ними получаются течи с разными значениями постоянной времени прохождения пробного газа через их каHcLB .Таким образом получены 12 изделий с течами от 2 "10 до 3 ° 10 м Па/с.

Одновременно в партии имеются 18 годных изделий.

Иэ партии изделий случайным образом извлекается изделие и контролируется вначале согласно способу-прототипу, а затем согласно предлагаемому способу.. Результаты оцениваются по величине 0 достоверности контро0=1" (Ф+ P), где Ы,. — вероятность ошибки первого рода (эабракование годных изделий);

163133

- вероятность ошибки второго

1 рода (про иу ск н егер мети чных изделий в партию годных), 5

Длительность операций способа-прототипа составляет: форвакуумная откачка с последукщей разбраковкой изделий по несозданию форвакуума "

20 с; высоковакуумная откачка с отбраковкой по несозданию высокого вакуума — 35 с; контроль с помощью массспектрометрического метода путем подачи анализируемой пробы масс-спектрометрическую камеру и отбраковка изделия по нарастанию сигнала — 25 с.

Время всего цикла контроля с учетом загрузки и выгрузки иэделий — 110 с.

Достоверность контроля при данной длительности операций и всего цикла Ю не превышает 0,96. Сокращение длительности операций приводит к. снижению . достоверности контроля.

Длительность операций предлагаемого способа контроля составляет: фор- 25 вакуумная, откачка с последующей разбраковкой изделий — 20 с; разбраковка изделий масс-спектрометрическим методом по нарастанию сигнала — 12 с; высоковакуумная откачка — 15 с; раэбраковка изделий масс-спектрометрическим методом по спаду сигнала15 с. Длительность в сего цикла контроля с учетом загрузки и выгрузки изделия из камеры составляет 90 с. Дос35 товерность контроля при данной циклограмме составляет 0,98, Проводя сопоставительный анализ способа-прототипа с длительностью цикла контроля 110 с,достоверностью 40 контроля 0,96 и предлагаемого способа с длительностью цикла 90 с и достоверностью контроля 0,98, можно сделать вывод, что предлагаемый способ пОз Воля еТ пОВысить прОиэ ВОдительнО сть 45 и точность контроля.

Таким образом, данная последовательность операций позволяет повысить точность и производительность контроля чтО дОстигается следукщими иеро» 50 приятиями: во-первых, увеличением диапазона выявляемых грубых течей, что надежно исключает попадание изделий с грубыми течами иа масс-спектрометрический контроль, это не допускает попадания большого количества гелия в высоковакуумную систему, следовательно, Отсутствует необходимость .в Ддительной операции ее восстановления; б ь во-вторых, заменой длительной высоковакуумной откачки и отбраковки изде»" лий по несоэданию высокого вакуума на контроль масс-спектрометрическим методом по противоточной схеме; в-третьих, отбраковка по измерению спада сигнала от негерметичного иэделия.

2 уменьшает длительность контроля sa счет меньшего значения,постоянной времени измеряемого сигнапа по cpasнению с измерением по нарастанию сигналаа.

С уменьшением постоянной времени сигнала от негерметичности иэделия

2 происходит увеличение его крутизны, что позволяет более точно отделить полезный сигнал от фонового. Уменьшение постоянной времени связано с тем, что дополнительно к оттоку пробного газа из полости течи в вакуумную сис" тему происходит его Отток в полость испытуемого изделия после снятия в нем опрессовочного давления, Формула иэ о бр ет ения

Способ контроля герметичности незамкнутых изделий, заключаницийся в том, что герметизируют изделие, раз" мещенное в камере, вакуумируют первую полость с одной стороны стенки иэделий с помощью форвакуумного насоса, контролируют герметичность по значению созданного в этой полости форвакуумного давления эа заданный промежуток времени, з аполняют вторую полость с другой стороны стенки изделия пробным газом, вакуумируют первую полость с помощью высоковакуумного насоса и на его входе регистрируют возрастание выходного сигнала масс-спектрометрического течеискателя, по которому судят о негерметичности иэделий, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точ-, ности и производительности контроля, после контроля герметичности изделия по значению созданного форвакуумного давления увеличивают степень сжатия высоковакуумного насоса по пробному газу и соединяют первую полость с выходом высоковакуумного насоса, à пос» ле регистрации возрастания выходного, сигнала снижают скорость вакуумирова-, I ния первой полости до величины, Обес печиванщей заданный порог чувствительности, сбрасывают давление пробного

1631336 газа во второй полости и регистрируют снижение выходного сигнала течеиска- теля, по которому судят о негерметичности изделия.

Составитель В. Черноусов

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле

Редактор И.Касарда Заказ 537 Тираж 359 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

f13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина„ 101