Способ контроля величины утечки из изделия

 

Изобретение относится к контролю герметичности полых изделий и позволяет повысить точность путем учета изменения коэффициента поверхностного натяжения жидкости. Изделие заполняют сжатым газом и соединяют его с воздушной полостью сосуда, частично заполненного жидкостью. Источник сжатого газа соединяют через капилляр с жидкостной полостью сосуда. Измеряют величину абсолютного давления и частоту формирования газовых пузырьков, по которым определяют величину утечки. 1 ил.

(!9) (!!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (я)5 С 01 М 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4604314/25-28 (22) 23.06.88 (46) 30.11.90. Бюл. Ф 44 (7 1) Горьковский конструкторско-технологический институт автомобильной промышленности и Горьковский политехнический институт (72) С.C.Èâàíîâ, Н.И.Пох, С.И.Федин и А.И.Юрченко (53) 620. 165.29 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1341509, кл, G 01 M 3/26, 1987.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет контролировать герметичность полых изделий камерным и бескамерным методами, Цель изобретения — повышение точности путем учета изменения коэффициента поверхностного натяжения жидкости от величины изменякц(егося атмосферного давления.

На чертеже изображена схема устройства для реализации способа контроля величины утечки из изделия при контроле его герметичности.

Устройство содержит источник 1 сжатого"газа с подводящим трубопроводом 2 к изделию 3 и клапанами 4 и 5, контрольный резервуар 6, частично заполненный электропроводной жидкостью

7. Имеется капилляр 8, выходной конец

9 которого расположен в контрольном (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЕЛИЧИНЫ УТЕЧКИ

ИЗ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к контролю герметичности полых изделий и позволяет повысить точность путем учета изменения коэффициента поверхностного натяжения жидкости. Изделие заполняют сжатым газом и соединяют его с воздушной полостью сосуда, частично заполненного жидкостью. Источник сжато-. го газа соединяют через капилляр с жидкостнои полостью сосуда. Измеряют величину абсолютного давления и частоту формирования газовых пузырьков, по которым определяют величину утечки. 1 ил. резервуаре 6 с возможностью взаимодействия с электропроводкой жидкостью 7 ° Датчик 10 абсолютного давления сообщен с газовой полостью изделия 3. Преобразователь 11 регистрирует появление пузырьков газа на выходном конце 9 капилляра 8 и преобразует их в электрические импульсы. Блок 12 формирования сигнала, пропорционального расходу утечки, включает в себя последовательно соединенные формирователь 13 импульсов переменной .длительности и умножитель 14. Блок !5 обработки сигнала соединен с блоком

12 формирования сигнала. Полость изделия 3 соединена с входом датчика 10. абсолютного давления, а выход последнего соединен с одним из входов формирователя 13 импульсов переменной длительности H с входом умножителя

1610354 где Ч

14, выход которого соединен с блоком

15 обработки сигнала, Выход преобра-. -, зователя 11 соединен с другим входом формирователя 13 импульсов переменной длительности. Возможность взаимодействия выходного конца 9 капилляра 8 обеспечивается при помощи привода 16 поворота резервуара 6 вокруг оси 17, Наджидкостная полость резервуара 6 10 через .выпускной канал 18 сообщена с полостью изделия 3. Капилляр 8 выполняет функцию одного электрода, функцию второго электрода выполняет корпус резервуара 6. Капилляр 8 закреплен на крышке 19, изолированной электрически от резервуара 6.

Способ реализуется следующим образом.

В первоначальном положении электропроводная жидкость 7 в.резервуаре

6 находится ниже конца 9 капилляра 8.

При открытии клапанов 4 и 5 происходит заполнение изделия 3 сжатым газом от источника 1 до испытательного давле- 25 ния, Заполнение жидкости 3 происходит как через подводящий трубопровод 2, так и через капилляр 8, наджидкостную

° ° .полость резервуара 6 и выпускной канал 18. После заполнения изделия 3 клапан 5 перекрывают и.при помощи привода 16 поворачивают камеры 6 на определенный угол, После этого под действием сил тяжести жидкость 7 занимает положение, показанное штрихпунктирной линией, При этом за счет капиллярного эффекта жидкость 7 заходит в капилляр 8. и электрическое сопротивление между капилляром 8 и корпусом резервуара 6 резко уменьша- 40 ется. С этого момента устройство находится в режиме слежения за появлением пузырька газа на выходном конце

9 капилляра 8.

Если изделие 3 имеет сквозной де- 45 фект, то через капилляр 8 устанавливается поток, компенсирующий потерю газа из изделия 3 в атмосферу. Поэтому на выходном конце 9 капилляра 8 начинает формироваться пузырек газа, скорость, формирования которого определяется величиной потока газа через сквозной дефект изделия 3. При достижении пузырьком определенной величины граница ограничивающей его пленки жидкссти 7, соприкасающаяся с концом

9 капилляра 8, переходит на токонепроводящее покрытие конца 9 капилляра

8 и наступает изоляция проводящей ча-.. о сти конца 9 (торцовой части конца 9 и внутренней проводящей поверхности капилляра 8) и разрыв электрической цепи через электропроводную жидкость

7 между капилляром 8 и корпусом резервуара 6. После этого ввиду даль-. нейшего роста пузырька происходит его отрыв от капилляра 8 и на конце 9 начинает образовываться новый пузырек. Процесс повторяется.

Преобразователь 11 формирует короткие электрические импульсы с периодом, равным периоду отрыва пузырь- ков газа, и подает их на вход блока

12, на другой вход которого подается электрический сигнал датчика 10 абсолютного давления.

В блоке 12 формирователь 13 выдает импульсы, длительность которых функционально зависит от величины сигнала датчика 10 и период следования которых равен периоду сигнала, выдаваемого преобразователем 11. Последовательность импульсов с формирователя

13 поступает на один из входов умножителя 14, на другой вход которого подается сигнал датчика 10. Таким образом, в блоке 12 формируется сигнал, пропорциональный величине расхода утечки, который направляется в блок 18 обработки (в частном случае просто показывающий прибор).

После окончания измерения расхода утечки резервуар 6 при помощи привода 16 возвращается в исходное положение, перекрывается клапан и производится подключение нового изделия 3.

В результате исследований установлено, что расход утечки определяется следующей зависимостью, полученной экспериментально, т.е. (- )

Q=K P — расход утечки;

- коэффициент, зависящий от геометрических размеров капилляра 8, плотности электропроводной жидкости 7 и глубины погружения капилляра 8 в жидкость 7; — время формирования газового пузырька на конце капилляра 8 д" момента его отрыва; — абсолютное испытательное давление газа; — коэффициент влияния изменения поверхностного натяжения

16 электропроводной жидкости 7, зависящий от химического состава жидкости, ее температуры и материала токонепроводящего покрытия капилляра 8.

Произведение К Р 6 представляет -с собой количество газа в пузырьке, причем с изменением испытательного давления оно изменяется нелинейно, а это ведет к возникновению дополнительной погрешности при оценке герметичности.

Для упрощения реализации удобнее представить полученную зависимость в приближенном виде, полученном после разложения степенной функции в ряд

Тейлера, т.е, К асс

Q — — — — ——

Ф 1+ (e, - P,) где К,, — эмпирические коэффициенты;

P — величина аргумента выбО равная для разложения в ряд из условий его сходимости.

Способ контроля величины утечки из изделия при контроле его герметичности путем заполнения изделия сжатым газом, соединения его с воздушной полостью сосуда, частично заполнен- . ного жидкостью, соединения источника сжатого газа через капилляр с жидкостной полостью сосуда, измерения времени формирования газовых пузырьков, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем учета изменения коэффициента поверхностного натяжения жидкости от величины изменяющегося испытательного давления, одновременно с частотой измеряют величину испытательного атмосферного давления Р в воздуш35 ной полости сосуда, а величину ( утечки определяют по соотношению (к()

К Раас

0 = — с —— с

40 где К Ы вЂ” эиреские коэффициенты

Здесь мйожитель — — — — — — -- характе1 (Р Р ) ризует влияние сил поверхностного натяжения на величину отрывающегося от капилляра 8 пузырька газа. Количество газа в одном пузырьке не будет постоянной величиной, оно будет в сильной степени зависеть от величины испытательного давления, но не прямо пропорционально, так как с увеличением испытательного давления уменьшается коэффициент поверхностного натяжения жидкости. В данном способе о степени герметичности судят по величине рас1

10354 б хода утечки, определяемой по электрической зависимости, являющейся функцией частоты отрыва пузырьков газа и испытательного давления, что позволяет с большей точностью судить о степени герметичности испытуемого изделия.

Таким образом, на одном и том же испытательном стенде можно работать с различными испытательными давлениями и при каждом из них перетарировку устройства производить нет необходимости.

Формула, изобретения

1610354

12

Составитель Л.Вихляев

Редактор М.Келемеш Техред A.Кравчук Корректор Н.Король

Заказ 3733 Тираж 449 Подписное

В ББПР ос

ББПР Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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