Способ испытания на герметичность идентичных изделий

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники и может быть использовано для контроля герметичности преимущественно малогабаритных изделий. Изобретение направлено на повышение чувствительности контроля герметичности, что обеспечивается за счет того, что каждое изделие, включая герметичное эталонное, идентичное испытуемым, нагружают давлением путем перемещения поршня в цилиндре из одного положения в другое, измеряют давление в начале и в конце установленного времени и судят о герметичности испытуемых изделий по изменению давления за указанное время. Причем испытуемые изделия совместно с поршнем и цилиндром предварительно выдерживают определенное время при температуре окружающей среды до выравнивания температур поршня с цилиндром, испытуемых изделий и эталонного изделия, нагружают эталонное изделие давлением P₁ путем перемещения поршня в цилиндре из одного положения в другое, производят выдержку эталонного изделия под этим давлением в течение установленного времени и в конце его регистрируют установившееся давление Р₂, и определяют разницу между P₁ и Р₂. Далее производят нагружение каждого испытуемого изделия давлением путем перемещения поршня в цилиндре из одного положения в другое и измеряют давление в начале и конце установленного времени, а о герметичности каждого испытуемого изделия судят по разности между фактическим изменением давления в каждом испытуемом изделии и изменением давления эталонного изделия, причем работы с испытуемыми изделиями проводят при минимальном изменении начальной температуры окружающей среды с равными интервалами времени между испытаниями очередных изделий. 1 ил.

 

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники и может быть использовано для контроля герметичности преимущественно малогабаритных изделий.

Известен манометрический способ испытания на герметичность по ГОСТ 24054, заключающийся в том, что в изделии создают давление, а о его герметичности судят по изменению давлений за установленное время. Главный недостаток способа - невозможность использования его для испытания укупоренных изделий.

Известен способ контроля герметичности по российскому Патенту №2182701, выбранный за прототип, заключающийся в том, что перемещением поршня в цилиндре из одного положения в другое создают на стенках изделия перепад давления, а о его герметичности судят путем сравнения величины обратного хода поршня с эталонной величиной, полученной при тех же условиях с использованием герметичного изделия, идентичного контролируемому.

Этот способ позволяет проводить испытания на герметичность укупоренных изделий; однако ему присущи следующие недостатки. Во-первых, он обладает неудовлетворительной чувствительностью, обусловленной низкой разрешающей способностью, шкалы для измерения величины обратного хода поршня, а во-вторых, из-за низкой чувствительности не может быть учтено влияние термодинамических процессов, имеющих место при сжатии или разрежении воздуха под действием поршня, что в итоге может привести к недостоверному результату испытания.

Изобретение направлено на повышение чувствительности и достоверности способа по Патенту № 2182701.

Это достигается тем, что перемещением поршня в цилиндре на стенках изделия создают перепад давления, измеряют давление в начале и конце установленного времени, а о его герметичности судят по разнице фактического изменения давления и термодинамического, за который принимают изменение давления, предварительно полученного данным способом при тех же условиях с использованием эталонного изделия, причем работы с изделиями, включая эталонное, проводят при минимальном изменении температуры окружающей среды с равными интервалами времени между испытаниями очередных изделий.

На чертеже представлено устройство для реализации способа, содержащее поршень 1, цилиндр 2, прибор 3 для измерения давления, кран 4 и трубку 5, позволяющую пневматически сообщать подпоршневую полость цилиндра с контролируемым или эталонным изделием 6.

Способ реализуется следующим образом. Устройство и партию идентичных изделий, включая эталонное (герметичное), выдерживают при температуре окружающей среды, причем температуру среды во время выдержки и дальнейших работ поддерживают постоянной или с минимальными изменениями. Выдержка необходима для выравнивания температур устройства и изделий. При помощи трубки 5 подключают к подпоршневой полости цилиндра 2 эталонное изделие. Создают в нем давление путем перемещения поршня 1, например, из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение, по прибору 3 регистрируют давление P₁ в пневмосистеме «устройство-изделие», производят выдержку эталонного изделия под давлением в течение установленного времени и в конце ее вновь регистрируют давление Р₂. Величина изменения давления ΔР_т=P₁-P₂ есть термодинамическое изменение давления, обусловленное только тем, что в начальный момент за счет сжатия воздух имел температуру выше, чем температура окружающей среды, а в конце выдержки за счет теплоотдачи его температура понизилась и вызвала соответствующее уменьшение давления в замкнутом объеме пневмосистемы. Ясно, что это изменение давления никак не связано с утечками воздуха из изделия, т.к. оно герметично, а также то, что для изделий, идентичных эталонному, термодинамическое изменение при проведении испытаний подобным образом и при тех же условиях будет одно и то же. Следовательно, по разности между фактическим изменением давления ΔР_ф и известным термодинамическим ΔР_т можно однозначно судить о герметичности идентичных изделий. Действительно, если в результате испытаний указанным способом получено ΔР_ф-ΔР_т=0 (т.е. ΔР_ф=ΔР_т), можно утверждать, что контролируемое изделие герметично, т.к. оно соответствует эталонному изделию, если ΔР_ф-ΔР_т=ΔР - изделие не герметично, ибо дополнительное увеличение фактического изменения давления на величину ΔР может быть вызвано только утечками воздуха из контролируемого изделия через сквозной дефект. Испытания каждого изделия заканчивают стравливанием сжатого воздуха в атмосферу открытием крана 4.

При этом необходимо указать на следующий момент, влияющий на качество испытаний. Стабильность термодинамического изменения давления ΔР_т зависит не только от постоянства температуры во время испытаний изделий, но и от интервала времени между испытательными циклами каждого изделия. Дело в том, что длительность термодинамических процессов после сжатия воздуха под действием поршня может превышать длительность испытательного цикла и интервала времени между ними, а поэтому неравенство интервалов может привести к различным начальным условиям испытания идентичных изделий и, как следствие, к нестабильности параметра ΔР_т. Таким образом, одним из необходимых условий проведения серии испытаний таких изделий с постоянным значением термодинамического изменения давления ΔР_т является равенство интервалов времени между испытаниями.

Экспериментальные работы по исследованию описанного способа испытаний изделий на герметичность подтвердили возможность его реализации и его повышенную чувствительность в сравнении с известным способом.

Способ испытания на герметичность, заключающийся в том, что каждое изделие, включая герметичное эталонное, идентичное испытуемым, нагружают давлением путем перемещения поршня в цилиндре из одного положения в другое, измеряют давление в начале и в конце установленного времени и судят о герметичности испытуемых изделий по изменению давления за указанное время, отличающийся тем, что испытуемые изделия совместно с поршнем и цилиндром предварительно выдерживают определенное время при температуре окружающей среды до выравнивания температур поршня с цилиндром, испытуемых изделий и эталонного изделия, нагружают эталонное изделие давлением Р₁ путем перемещения поршня в цилиндре из одного положения в другое, производят выдержку эталонного изделия под этим давлением в течении установленного времени и в конце его регистрируют установившееся давление Р₂ и определяют разницу между Р₁ и Р₂, далее производят нагружение каждого испытуемого изделия давлением путем перемещения поршня в цилиндре из одного положения в другое и измеряют давление в начале и в конце установленного времени, а о герметичности каждого испытуемого изделия судят по разности между фактическим изменением давления в каждом испытуемом изделии и изменением давления эталонного изделия, причем работы с испытуемыми изделиями проводят при минимальном изменении начальной температуры окружающей среды с равными интервалами времени между испытаниями очередных изделий.