常见的三种压力变化检漏方法的原理、优缺点及应用范围

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州空间技术物理研究所 作者:王凡

  压力变化检漏方法是利用被检测产品内部密闭容器压力变化实现被检产品总漏率测量。一般漏率计算公式如下:

  Q = ΔP·V /Δt ( 1)

  式中Q 为被检测产品总漏率,Pa·m3 /s; ΔP 为测量时间间隔内的密封容器压力变化量,Pa; V 为被测产品密闭容器容积,m3 ; Δt 为测量时间间隔,s。

  一般情况下,按照压力增大或减小的状态可以将压力变化法分为静态升压法和静态降压法,如果测量间隔时间前的压力小于测量间隔时间后的压力,则称之为静态升压法,反之则称之为静态降压法。

  按照所选用压力测量传感器的不同,真空技术网(www.chvacuum.com)将压力变化法分为绝对压力变化法、差压力变化法和真空压力变化法。

绝对压力变化检漏法

  绝对压力变化法是采用绝对压力传感器实现被检测产品密闭容器内的压力测量,对于真空密闭容器来说,停止抽空后通过测量某一间隔时间段内压力上升值,实现被测产品总漏率测量,对于带压容器来说,通过测量充气后某一间隔时间段内压力下降值,实现被测产品总漏率测量。

  绝对压力变化法的优点是测量方法简单,操作方便。绝对压力变化法的缺点是被测容器内压力受温度影响大,当需要精确测量漏率时,必须对测量结果进行温度修正,但是对于不同结构的被检件,压力随温度变化规律也不完全一样,需要通过大量的实验来确定修正方法。

  绝对压力变化法一般应用于真空系统研制过程的定量检漏工作,某些特殊场合的在线泄漏检测,例如神舟飞船舱门密封性能的在轨检测工作就是采用绝对压力变化法的原理实现的。

差压力变化检漏法

  差压力变化法是采用差压传感器实现被检测产品密闭容器内的压力测量,差压传感器的两端分别连接被测容器和基准容器,其中基准容器是一个相对被检件来说是无泄漏存在的密闭容器,测量前向被测容器和基准容器同时充入相同压力的气体,经过一定时间间隔后,如果被测容器有漏孔存在,会导致被测容器的压力发生变化,而基准容器压力不会发生变化,差压传感器会给出了这一微小压力变化量,从而实现漏率测量。

差压力变化法检漏原理图

图1 差压力变化法检漏原理图

  差压力变化法的优点是检测灵敏度高,可以克服温度变化对测量结果的影响。差压力变化法的缺点是结构复杂,需要专用的测量系统才能实现。这里需要说明,基准密闭容器的容积材料需要与被测对象的容积应尽量一致或接近,以减小测量不确定度。

  差压力变化法一般应用于批量化小型产品的检漏工作。

真空压力变化检漏法

  真空压力变化法是利用真空抽气原理实现双道密封结构的泄漏检测工作。双道密封结构示意图如图2所示,其工作过程中,存在两个泄漏通道,一个是被检件外的大气环境向密封腔体内泄漏,一个是密封腔体向被检件内的真空环境泄漏,密封腔体内压力变化可以用公式( 2) 表示。通过求解公式( 2) 表示的微分方程可以获得密封腔体内的压力变化与两道密封圈漏率间的关系,从而实现漏率测量。

  V dPt/dt = Q1 - Q2( 2)

  式中Pt为密封腔体内的瞬时压力,Pa; t 为测量时间,s ; V 为双道密封腔体容积,m3 ; Q1为密封圈1 的泄漏率,Pa·m3 /s; Q2为密封圈2 的泄漏率,Pa·m3 /s。

双道密封结构泄漏示意图

图2 双道密封结构泄漏示意图

  真空压力变化法的优点是能准确分辨出双道密封结构的哪一个密封圈发生泄漏,从而为堵漏工作提供指导。真空压力变化法的缺点是两道密封圈的漏率相等时,密封腔体内压力不会发生变化,无法通过压力变化法实现漏率测量。

  真空压力变化法适用于双道密封结构的长期在线密封泄漏监测,例如空间站主结构静密封泄漏监测工作。

  常见的三种压力变化检漏方法的原理、优缺点及应用范围为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/leakhunting/042988.html

  与 真空检漏 绝对压力变化法 差压力变化法 真空压力变化法 压力变化检漏方法 相关的文章请阅读:

  真空检漏http://www.chvacuum.com/leakhunting/