Способ контроля герметичности полых изделий

 

Изобретение относится к способам контроля герметичности полых изделий и позволяет повысить точность и производительность контроля. Соединяют эталонную емкость с трубкой, размещенной в жидкости, частично заполняющей сосуд, а изделие - с воздушной частью сосуда. После создания в эталонной емкости и в изделии испытательного давления газа и разобщения их измеряют интepвaJп l времени между выделяющимися из трубки пузырьнами. Момент стабилизации щзоцесса выделения пузырьков определяют по достижению разностью измеренных инг тервапов значения не больше допустимого . Затем измеряют значения N, интервалов времени, число которых выбирают из условия обеспечения допустимой ошибки определения негерметичности при заданной величине доверительной вероятности. По N, интервалам определяют текущую реальную погрешность измерения. Если она больше допустимой , измеряют дополнительно N- интервалов, число которых выбирают из условия обеспечения допустимой ошибки при заданной доверительной вероятности. Повторяют измерение дополнительных Nj., интервалов до тех пор, пока текущая реальная погрешность не станет меньше доп стимой. Для усреднения и определения негерметичности используют последние N, интервалов времени. 1 ил. ю С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,А1 (я) 4 С 01 М 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТИУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4156974/25-28 (22) 08.10.86 (46) 07, 12,88, Бюл. Н 45 (71) Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева (72) А.С.Маэин, А.И.Андерсон, В.И.Хохлов и А.И.Снимщиков (53) 620.165.29 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1308847, кл, G 01 М 3/06, 1986. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ,ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к способам контроля герметичности полых изделий и позволяет повысить точность и производительность контроля. Соединяют эталонную емкость с трубкой, размещенной в жидкости, частично заполняющей сосуд, а изделие — с воздушной частью сосуда, После создания в эталонной емкости и в иэделии испытательного давления газа и разобщения их измеряют интервалы времени между выделяющимися из трубки пузырь-; ками. Момент стабилизации процесса выделения пузырьков определяют по достижению разностью измеренных ин-.. тервалов значения не больше допустимого. Затем измеряют значения N, интервалов времени, число которых вь бирают из условия обеспечения допус" тимой ошибки определения негерметичности при заданной величине доверительной вероятности. По Н, интервалам определяют текущую реальную погрешность измерения. Если она больше допустимой, измеряют дополнительно М интервалов, число которых выбирают иэ условия обеспечения допустимой ошибки при заданной доверительной вероятности. Повторяют измерение дополнительных И .+, интервалов до тех пор, пока текущая реальная погрешность не станет меньше допустимой.

Для усреднения и определения негер" метичности используют последние К, интервалов времени. 1 ил.

Изобрете(11-; . Относит !1 к контролю гермети ности„, кoH«lpeòHО к способам контроля герше(-ичнос:.(и с помощью

ИСПЫТаТЕЛЬНОЙ;. :(Ел(А т

Цель изабре Tål-(Ilg .-. 1-1овышен:-(е точНОСТИ И Пракэьаднт 7ЬИС11 ТИ Кантрапя при воздействии случайных событий на процесс стаб-1ли=ации г(утем сокращения процесса стабнлиз1ции,. (Д

На чертеже привстдена временная

ДнаГРаыыа ПРОЦЕСС:-: »СОНТРОЛЯ, ННе разности между интервалами времени, разделяющими моменты выделения

ПУЗЫРЬКОВ: 7,. — ДОП. CтИМОЕ ".HarleSHe . С1 разности межцу иi!TB:1:B.-.:ам11 времени

pBЗдeJIJI1ощи1м11 1(71,".- Т"! Н111»е((е!IHR зырьков; pr„-- текущая реальная погРЕШ11ОСТЬ ИЗМС- 17-" Н11»((7,« — Д»РП»тст»1Мee 20

Зиа«1Е«!1(Е r PГ,7С т(11;О«С-.- :.„: 1т»зт,(ЕР(=!II!g . Т

ЗиаЧ ЕНИЕ Ii Н 1" «от;;.;,(-са:. „т -",;(a íè «»Е71СЦ7g

1«1Е1«та1,.!«(Bb,ij 1,1«,j- .=r; 17» - . (ОЬКОВ; Т

МатЕМа ГИЧЕС1.e" О,;:.!i=! "1 Е ЗЕЛИЧИНЫ уСта-10114BIJreJ Cr(я:;-НТЕрВат(а; 1,, — ВрЕМя 25

ЗаПОЛНBHHH: -- Врзия СтабИГИЗацИИ. время вь(дер7(ски:, — время измерения, l:, . вре я 1сонтроля, ЦЕ»ЗВО«1-ана Jrl HО 1 .",Jleн,уш e!,IK0eтЬ

СОЕДИНЯЮТ С HH)KHBI аСТЬЮ СОС7(ДЯ, >() частична запалненна;, а жид((остью.

Затем полость изделия через сосуд и этапанн JK> е" l..ecTi, !за(« иня10т с и!з

"1 О ЧНИ(Сат(С Са!ТГ! (j .„-« -!ai, 11РИ З Igj 1

СОС»,"ДЕ Б »«= - ИкаЮ7«ВОЗ;(711(ЦЫ= П»УЗЬГРЬ(СИ °

Час»1"Ота ПО»1ВЛЕ,—,;.тн СОРОС(1»17С,»«,1ЕНЬ!Ш(НЕТСЯ

Эа СЧЕТ УпаВНИВаНИЯ ИссlЫТаТЕЛЬНОГО давления 2 полос:т((х изделия H з BJ:он

Най Е;.;К Сти »IPH !Х ЗаПОЛНЕНИИ. КОГДа

П Р О т (Е С С Э - Г(ОЛН Е Н ИЯ 3 а I(BI I H H B B e T C JI y

ОбраЗОВа7(11(". 17!7 = С Штсьтк ут»тзь! 7ЬЬ ОВ В 40 сосуде прекращается., после чтагo паЛОСТИ Hall,Е1»«И»1 H ЗТаЛОННОЙ ЕМКОСТИ о »" Г тдт; I ««(» I О! »(Гтс7;(т(т»KB 7«(а —.:О(а

4Я(-а- Г! ««(r-.r Е т«т»1! ((т»11-т;;;Н С;С,, 3,, 45

«У З тчат

""Р "" - " " =1 : 1 1 "т тн

1»1« ., uae Ти" На

Ной ЕМКОС I = J;= b CC»C ::«, ПРИЧЕМ В . (,ejlr;= . ЖИДКОСТЬЮ ООРазо

Т! =; !=, «««ITуШН1»»Е Пу "blp „-.I(H ЯЕрВС7

-!-, (7стb ч:,НТ! РВаЛа МЕ,"";Ц7» - -

НаЧаЛ. О1»а .!:, JH1»I T e., т.«1 т

1Е Т Г »J т» !Е1«

ЕТСЯ ВСГ1Едстэъ-:Е Про (ЕКаНИН r r ЛС; Е билизавия в с"..Нс, b::je за(!;ь 1«1 1 т я.

* величина ук -,(-;, н е 1771.(,и

B 8З i«r » т.тит:азапа 1(77(..И .! - 1» :,-,-. »т(1, РСЛ». (-!. Р -. =:. ":- т 1 r r J(H f e Jl I»».l (7 !" 1 f

В П ОЦЕС(1 Е С 1 -О1».1.!!.И - = Ц-,, - "r . ( интергала м. пузырьков превышает некоторое заданное значение, то проверяемое изделие имеет заведомо малые утечки и дальнейший контроль этого изделия проводить нецелесообразна.

По окончании процесса стабилиэации, когда среднее значение разности между интервалами, разделяющими момент выделения пузырьков, становится меньше заданной допустимой величины (интервалы принимаю установившиеся значения), произ.: :т интегрирование величины указа-:: .:- ; Интервалов до достижения заданной допустимой погрешности измерения (интегрирования), Если длительность процесса стабилизации или интегрирования превышает некоторое заданное значение, зто свидетельствует О невозмо7кности асуществлечия указанных процессов, Такая ситуация может возникнуть в случае неисправности контрольного оборудования или нарушения технологии контроля, Например. в случае проникновения жидкости из сосуда в трубопровод „ соединяющий его с эталонной емкостью или изделием, в процессе стабилизации интервалы времени между моментами выделения пузырьков не принимают установившегося значения, что идентифицируется по длительности процесса стабилизации

H Т»Д»

Нусть разность интервалов, разделяющих моменты выделения пузырьков в период установившегося значения, не превышает („. Определяют значение дисперсий для значений длительностей интервалов, обеспечивающих допустимую ошибку определения негерметичности " погрешность (, с доверительной вероятностью P а(- (С-а (II . > II, "() H(— —" — ) =7(— ) = Ф( откуда

l, l((g/6, )=1-е,, где F(a! - „) — функция распределения длительности интервалов; а,, 6; . — значентия математического oII.идания и среднеквадратичное отклонение длительности интервалов соответст,венно. з 14428

По известному значейию нормальной функции распределения г0(†) можно

6, найти ее аргумент, так, прн Р

0,999 У (--)=0,001 и у =3. В общем

Г к

1 1 ч случае

1 tt

1 (1) 10 I где L, — значение нормальной функции распределения при заданной доверительной вероятности P г

По найденному значению 5; можно найти минимально необходимое число

N< интервалов времени, разделяющих моменты выделения пузырьков, по которым с заданной доверительной вероятностью можно судить о приближении среднего значения длительности интер- 20 вала к установившемуся значению.Это число интервалов равно у (у

Я м (2)

1 25 где N — число контролируемых интервалов в процессе стабилизации

S — значение распределения Стьюf дента при заданной доверительной вероятностн.

Подставив значение (1) в (2), получают (--)

Бг (3) г

35 где N, — число последних контролируемых интервалов, для которых усредняются значения разнос ти между величинами интервалов, разделяющих моменты 40 выделения пузырьков в процессе стабилизации, ПриP, =0999 N,=52, Для осуществления процесса стабилизации принимают N, 6 - ближайшее 45 большое целое значение к расчетному.

Таким образом, среднее значение разности между величинами интервалов, разделяющих моменты выделения пузырьков в процессе стабилизации, вычисля- 50 ется по Формуле

М =6 (T(,í) -T;) (-. е

i =- 1 1 где Т; — l.-å значение интервала за

N последних измерений.

Для обеспечения минимально необходимого времени на измерения целесообразно контролировать текущую реальную

43 погрешность измерения, получаемую в результате инте грирования измеренных значений интервалов времени между моментами выделения пузырьков. Оптимально такой контроль необходимо производить после получения каждого нового результата измерения. Однако, исходя из реальных технических ограничений, накладываемых на реализацию предлагаемого способа, время, непосредственно затрачиваемое на определеwe укаэанной погрешности, может оказаться большим, чем длительность интервала, разделяющего моменты выделения пузырьков, что в таком случае приводит к резкому снижению производительности. Поэтому представляется целесообразным производить расчет необходимого для достижения требуемой допустимой погрешности измерения объема результатов измерений, его накопление и только затем контроль погрешности. Указанная последовательность приемов позволяет сократить требуемое число вычислений погрешности интегрирования ро нескольких единиц при получении необходимого эффекта. Для определения требуемого времени интегрирования первоначально необходимо оценить значения математического ожидания и дисперсии результатов измерений. Для этого осуществляется процесс выдержки системы, на протя>:ении которого накапливается некоторое предварительное число значений интервалов времени между моментами выделения пузырьков ° Очевидно, что если результат измерения интервала не отличается больше чем на величину („ от некоторого среднего значения, а величина „о не превышает допустимой погрешности измерения, то интегрирование можно не производить, в противном случае оно необходимо.

Таким образом, по величине с доверительной вероятностью Р можно судить о необходимом минимальном объеме фиксируемых интервалов времени между моментами выделения пузырьков.

Воэможность предварительной оценки погрешности среднего значения результатов интегрирования доказывается следующим образом.

Число указанных интервалов, необходимых для осуществления выдержки, можно найти из расчетных зависимостей, аналогичных используемым для вывода фс рмулы (3).

1442843

Окончательно имеют

N = (--)2, Б

L (4) где N — число накапливаемых интерва- 5 лов в процессе вьдержки;

$, L — значения нормальной функции распределения Стьюдента по заданной доверительной вероятности Р4.

Очевидно, при Р, =Р =0,999 имеют

Я *Х 6.

Накопив в процессе вьдержки значения интервалов, разделяющих моменты выделения пузырьков, можно оценить необходимое дополнительное число N интервалов, которые должны быть проконтролированы для достижения требуемой погрешности интегрирования.

Математическое ожидание a=T результатов измерения интервалов и несмещенную оценку дисперсии g можно — 2 рассчитать по формулам и

Т а — (Х;1 ;

s =

М

О = (, Х, -Na ) (6)

1=! ! где К; — i-й результат измерения ин- ЗО тервала времени между моментами вьделения пузырьков;

N — суммарное с момента окончания стабилизации число интервалов времени, раэделяю35 щих моменты образования пузырьков.

Объем результатов измерения интервалов, который необходимо .накопить для достижения погрешности 1 0 можно 40 оценить по формуле

S25 2

I )

yz где S — значение распределения Стью1 45 дента.

Если к этому времени уже накоплено

Б результатов измерения интервалов, то j-о дополнительное число интервалов определяется по формуле

82

5Î

N (- — -- И)

3 (2 (7)

Реально принимают в качестве дополнительного числа интервалов, разделяющих моменты вьделения пузырьков, 55

1 наименьшее положительное целое число, ближайшее к расчетному значению N, После накопления значений интегрирования при отсчете дополнительного числа пузырьков, соответствующих po"" полнительному числу интервалов времени между ними, можно подсчитать j-ю текущую погрешность измерения (по формуле (8)

Если полученное в результате интегрирования значение ) накап 1 <, II(>> ливается дополнительное число интервалов N(j+1) по форм„., (7) и процесс измерения продолжается до тех пор, пока не выполняется условие - j- асмо °

При выполнении указанного условия результат интегрирования значений интервалов времени между моментами вьделения пузырьков снимается в виде значения а.

Предлагаемый способ позволяет повысить производительность контроля, так как позволяет осуществлять оперативную диа" íîñòèêó контрольных процессов путем регистрации ситуаций, приводящих к невозможности реализации способа, а также уменьшить время контроля изделий с заведомо малыми величинами утечек.

Формула изобретения

Способ контроля герметичности полых изделий путем соединения эталонной емкости с нижней частью сосуда, частично заполненной жидкостью, а изделия — с верхней его частью и с эталонной емкостью, создания в иэделии эталонной емкости одинакового испытательного давления газа, разобщения их, измерения интервалов времени между вьделяющимися из эталонной емкости в жидкость пузырьками газа, регистрации момента стабилизации и значения установившихся интервалов времени и по ним определения негерметичности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля при воздействии случайных событий на процесс стабилизации, момент стабилизации определяют по достижению разностью измеренных интервалов времени значения не больше допустимого, измеряют значения N интервалов времени, число которых выбирают из условия обеспечения допустимой ошибки определения негерметичности при заданной величине доверительной вероятности, определяют по ним текущую реальную

Составитель Л.Овсянникова

Редактор И,Горная Техред 11,Дидык

Корректор В. Бутяга

Заказ б374/38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/ 5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, я 4

7 1442843 8 погрешность измерения, при превышении ти, повторяют измерение я, интерва)ф) ею допустимой погрешности измерения лов до тех пор, пока текушая реальная дополнительно измеряют N интервалов погрешность измерения не станет меньвремени, число которых вйбирают из

5 ше допустимой а за установившиеся

Ф условия обеспечения допустимой ошибки интервалы времени принимают Я послед1 при заданной доверительной вероятнос- них измеренных интервалов,