Способ контроля герметичности

 

Использование: контроль герметичности изделий, находящихся под избыточным давлением. Сущность: изделие и контрольную емкость, находящиеся под испытательным давлением, соединяют с полостями дифманометра. Многократно измеряют перепад давления в моменты времени τ_i . В каждый момент времени τ_i измеряют значение функции закона распределения погрешности испытания и допустимую вероятность неправильности суждения о герметичности изделия, признанного по результатам контроля герметичным (P^a_в)_g . Испытания прекращают в момент времени τ_н , при котором выполняется условие , при , где G - допустимая скорость падения давления в изделии, - оценка средней скорости падения давления в изделии по результатам многократных испытаний.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля герметичности полых изделий методом избыточного давления.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля герметичности, заключающийся в том, что испытуемое изделие соединяют с первой полостью дифманометра, а контрольную емкость - со второй полостью дифманометра, заполняют изделие и емкость контрольной средой под испытательным давлением, многократно измеряют перепад давления на дифманометре в известные моменты времени, по результатам измерений судят о герметичности изделия, определяют случайную составляющую погрешности, а длительность выдержки определяют из условия: τ ≥ , где k₁ - коэффициент, устанавливающий соотношение между допускаемым падением давления в изделии от его негерметичности и допустимой погрешностью измерения.

Δs - систематическая составляющая погрешности измерения; К - квантиль, зависящая от вида закона распределения и доверительной вероятности; σ - оценка среднеквадратического отклонения результатов измерения перепада давления; G - допустимая для изделия скорость падения давления.

Заявляемое изобретение направлено на решение следующей задачи: исключить недопустимое количество отказов и аварийных ситуаций вследствие негерметичности изделий при их эксплуатации. Техническим результатом является способ контроля герметичности, при применении которого вероятность ошибки результата контроля герметичности конкретного изделия не превышает допустимую.

Предлагаемое решение заключается в том, что испытуемое изделие соединяют с первой полостью дифманометра, контрольную емкость - со второй полостью дифманометра, заполняют изделие и емкость контрольной средой под испытательным давлением, многократно измеряют перепад давления на дифманометре в известные моменты времени, по результатам испытаний судят о герметичности изделий, определяют случайную составляющую погрешности испытания, а длительность выдержки определяют из условия обеспечения заданной достоверности результата контроля: F(G - Δ x) ≥ 1 - (P_в^а)_д при Δ ≅х G (2) где F(G - Δx ) - значение функции закона распределения погрешности испытания F( Δex) в точке Δex = G - Δ x; (Р_в^а)_д - допустимая вероятность неправильности суждения о герметичности объекта, признанного по результатам контроля герметичным; Δx - оценка средней скорости падения давления в испытуемом объекте по результатам многократных испытаний; Δех - погрешность испытания.

По данным многократных испытаний вычисляют среднюю скорость падения давления в испытуемом объекте Δ х; сравнивая Δ x с допуском G, судят о герметичности испытуемого объекта (при Δх≅ G результатом контроля является утверждение о герметичности объекта); вычисляют ряд значений случайной составляющей погрешности испытания и погрешности испытания Δех. Заключение о герметичности объекта является ошибочным для тех значений Δех, для которых справедливо неравенство: Δx + Δex > G или Δeх > G -Δ x (3)
Вероятность ошибки, т. е. вероятность того, что погрешность испытания Δех превысит разность (G - Δx) равна разности [1 - -F(G - Δx)].

Другим положительным техническим результатом, который обеспечивается заявляемым изобретением, является уменьшение объема вычислительных операций, так как отпадает необходимость определять вид закона распределения погрешности, достаточно вычислить значение функции закона распределения в точке Δех = G -Δх. Одновременно исключаются погрешности, неизбежные при определении вида закона распределения.

Соединение дифманометра с испытуемым изделием и контрольной емкостью, заполнение изделия и емкости контрольной средой под испытательным давлением, многократное измерение перепада давления и определение средней скорости падения давления в испытуемом изделии, по которой судят о герметичности изделия, осуществляют известным способом.

Разработана информационно-измерительная система контроля герметичности (ИИСКГ), реализующая заявляемый способ. ИИСКГ состоит из блока контроля, содержащего контрольную емкость с регулируемой теплоизоляцией и дифманометр, и блок обработки информации на базе ПЭВМ. Дифменометр вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный перепаду давления между контрольной емкостью и испытуемым объектом. Сигнал поступает в ПЭВМ, его значения в определенные моменты времени образуют статический массив. Программное обеспечение ИИСКГ позволяет выполнять обработку статистического массива: вычислять среднее значение скорости роста перепада давления Δх, между контрольной емкостью и испытуемым объектом, сравнить значение Δ х с допуском G и давать заключение о герметичности объекта, вычислять ряд значений случайной составляющей погрешности испытания и, суммируя их с систематической составляющей, вычислять ряд значений погрешности испытания Δ ех. Выполняется сортировка значений Δех: из общего их количества n отбирается n₁значений, удовлетворяющих условию Δех≅ G - Δ x. Оценивается значение функции F( Δex) в точке Δех = G -Δ x:
F(G-) = (4) и проверяется выполнение условия (2).

Возможность выполнения условия (2) подтверждается следующим: при увеличении продолжительности выдержки τ (и соответственно количества испытаний n) случайная составляющая погрешности испытания уменьшается пропорционально n. Систематическая погрешность испытания с увеличением τ также уменьшается по зависимости, близкой к:
Δ_s= A+ , (5) где А, В - постоянные коэффициенты.

Поэтому уменьшается и погрешность испытания Δех. Отсюда: при увеличении продолжительности τ все большее число значений Δех будет удовлетворять условию ех≅ G - Δx, т.е. функция F( Δех) является возрастающей во времени. Поэтому существует такая продолжительность выдержки τ , при которой начинает выполняться условие (2).

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ, заключающийся в том, что испытуемое изделие соединяют с первой полостью дифманометра, контрольную емкость - с второй полостью дифманометра, заполняют изделие и контрольную емкость контрольной средой под испытательным давлением, выдерживают изделие под этим давлением, многократно измеряя перепад давления на дифманометре в фиксированные моменты времени τ_i, и по результатам измерений судят о герметичности изделия, отличающийся тем, что в каждый фиксированный момент времени τ_i вычисляют значение функции F(G-X) и 1-(P^а_в)_д и прекращают измерения в момент времени τ_н , принимаемый за время выдержки изделия под испытательным давлением, при котором выполняется условие
F(G-X) ≥ 1-(P^а_в)_д, при X ≅ G,
где F(G-X) - значение функции закона распределения погрешности испытаний F(Δ_ex) в точке Δ_ex= G-X ;
(P_в ^a)_д - допустимая вероятность неправильности суждения о герметичности изделия, признанного по результатам контроля герметичным;
G - допустимая скорость падения давления в изделии;
X - оценка средней скорости падения давления в испытуемом изделии по результатам многократных испытаний;
Δ_ex - погрешность испытания.