Теория

The Leak Testing Revolution. Easy, Fast and Smart.

Испытание на герметичность

Автоматическое оборудование для испытания на утечку воздуха создает разницу давления между площадью, считающейся герметичной, и внешним телом, подлежащим испытанию. Каждая система может выполнить этот тест с помощью разных методологий.

Все системы запускают тестовый цикл на основе трех основных этапов:
 
  • Заполнение, повышение давления в исследуемом пространстве
  • Урегулирование для стабилизации объема воздушного потока
  • Анализ отклонения давления для измерения возможного спада с течением времени
Существует четыре важных и известных метода измерения  Δp / Δt:
Абсолютная система является теоретическим методом с наиболее непосредственным, экономичным и понятным измерением спада давления.

T8990 - это оборудование, которое предназначено для проведения промышленных испытаний на герметичность детали   с использованием системы спада абсолютного давления.
 
(Подробнее см. технический раздел прибора). 


 
Эта измерительная система обеспечивает измерение падения давления внутри детали, которую тестируют, во время фазы испытания
 


У нас будут какие-либо дефекты, связанные с потерей воздуха, а затем отклонения показаний. По этой причине такая система определяется в «положительной безопасности»
Практически элементы, которые ограничивают точность электрических шумов цепи и механического датчика, соответствуют разрешению или максимальному количеству точек, в пределах которых располагается масштабная шкала: система, которая может гарантировать 100 000 точек на полной шкале (например 1Bar), означает, что можно провести измерения до сотых миллибар
Параметр разрешения гораздо выше и время, необходимое для измерения спада, требуется меньше. С одной стороны, это означает, что уменьшается время для цикла тестирования, но с другой стороны, эта система может содержать ошибки из-за изменений газа, который находится внутри детали.
Существуют разные электронные стратегии для получения этих результатов: они начинаются от датчиков регулирования с чередованием напряжения и использования усовершенствованных преобразователей AD для того, чтобы использовать правильные цепи отслеживания нулей и измерения в окнах. В целом происходит высокая фильтрация как электрической, так и математической меры.
 
Особое внимание следует уделить определению точки «нуля» спада  давления в начале фазы тестирования. Мера «перехвата» при увеличении давления. Время «Задержание» измерения давления увеличивается.
 
Дифференциальная система сегодня используется в тех случаях, когда необходимо иметь одинаковую чувствительность при очень разном давлении или где выполняются тесты с высоким давлением (> 20 бар).  Позже мы увидим, что системы перехвата в любом случае является лучше и безопаснее. Все это происходит благодаря использованию повышенного давления.



T8960 - это оборудование, которое предназначено для проведения промышленных испытаний на герметичность детали при давлении  с использованием системы спада дифференциального давления.

(Подробнее см. технический раздел прибора). 

До 80-х годов измерение утечки дифференциальной пневматической цепью представляло собой самое гениальное изобретение в этой области. Все это было создано для того,  чтобы избавиться до конца от недостатка точности измерения деталей  и электронной установки.
 


Создайте еще одну такую же деталь, но только сделайте ее более жесткой. На практике, анализируя образец, тесты были разработаны в соответствии со следующими пунктами:
  • Фаза наполнения была выполнена при открытии обоих клапанов;
  • Фаза установки была выполнена при закрытом клапане B, а клапан А был открыт, для стабилизации и стандартизации условий давления на две линии.
  • После фазы установки все клапаны были закрыты.
 
Если представить себе преобразователь давления в виде мембраны (но опыт может быть также выполнен с помощью простого двойного сопла ртути), мы получим, что при равновесии дифференциальное давление равно нулю. Возможное уменьшение тестируемой части перемещает нуль этой меры, что позволяет очень разумно определять это отклонение.
По этому принципу можно сделать легкое электрическое усиление сигнала, поступающего от преобразователя, и визуализировать его на игольчатом оборудовании с центральным нулем. Таким образом, с помощью этого метода можно было проанализировать значение типичного распада 1/50 000 (разрешающих преобразователей) при значении давления наполнения. А вот электроника того времени, если и была применена в манометрической системе, не позволяла преодолевать соотношения 1 / 10.000.
Понятно, что был только один предел, который выходил из электронных мер разрешения и шума, поскольку, условия работы преобразователей измерения  ограничивают пределы  одной метрической системы. Однако этот преобразователь должен был быть рассчитан на максимальное давление наполнения, поскольку в случае утечки испытываемого образца мембрана была запрошена общим давлением.
Пневматика, реализованная таким образом, имеет разные недостатки:
  • Сравнение проверяет жесткий опорный сигнал: если этот сигнал показывает утечку, то он совпадает с «маскировкой» реальной меры утечки тестируемой части прибора. Этот дефект был исправлен и заменен непрерывной проверкой, которая использует системы «хороших» образцов и электрических калибровок меры «Ноль». Этот первый пункт классифицирует пневматику на безопасном уровне.
  • Трудно провести калибровку измерения дифференциального преобразователя, которая должна выполняться с конкретной процедурой проверки.
  • Отображаемая мера утечки оказывается измерением, которое не указывает на настоящую утечку для тестируемой детали, а отображает относительную разницу с образцом.
 
  • Это не обязательно совпадает с понятием, что контрольные образцы могут протекать (что также соответствует действительности). Например, если учесть, что при практическом использовании этих систем мы будем иметь образец, который подвергается механическому напряжению на каждом испытательном цикле, тогда как образец тестируется только во время этапа собственного испытания. Практически, вы проанализируете ход измеренного спада, который прогрессирует с часами использования системы, индекс прогрессивной механической настройки эталонного образца не будет совпадать с настройкой контрольных образцов.
 
Кроме того, если и существуют некоторые преимущества с точки зрения теплового измерения, то это все благодаря общему режиму. На самом деле, этот объем является двойным и даже эти два элемента, которые мы измеряем, можно разместить рядом, а солнечный свет может усилить тепловую разницу. Этот принцип помог добиться больших результатов до 70 и начала 80-х годов, но в настоявшее время он не находит практического применения  поскольку его заменили более легкими и точными системами абсолютного спада давления.
Пределы дифференциальной системы следующие:
  • Основная сложность пневматики
  • Небезопасная пневматика
  • Секция измерения двойного давления (наполнение и тестирование)
  • Более низкая повторяемость измерений
  • Более длительное время тестирования
  • Основные затраты на аппаратуру
 
 
Мы можем проанализировать (рис.2), для того, чтобы понять разницу между двумя системам и рассмотреть дифференциальное применение симметричным образом, так называемую воздухонепроницаемую стандартную деталь и тестируемую деталь; Очень легко понять, что между тестированием в первый день и последующими тестами, мы увидим стандартную деталь с кумулятивной просадкой, как с термическим значением, так и с механическим. Эти значения будут равны «n», а тестируемая деталь будет равна «0», потому что она является замененным тестом. Именно по этой причине система несовместима с прямыми измерениями в условиях повторяемости.
 

Кроме того, что действительно важно для перехода от одной системы к другой, так это то, что значения давления, измеренные в Δp / Δt, часто не совпадают. Фактически, в абсолютной системе этот реальный спад давления можно сравнить с сертифицированным прецизионным манометром, в то время как дифференциальное измерение является мерой разницы между двумя давлениями.
В соответствии с проверенными элементами, симметричным или несимметричным использованием и временем расчета, мы можем рассматривать пропорцию от 1: 0,8 до 1: 0,1 между абсолютной величиной и дифференциальной мерой. Другими словами, миллибар во втором случае, измеряется с помощью абсолютной или манометрической системы, которые можно рассматривать как 0,8 - 0,1 мб / с на основе дифференциальной системы.
Это не означает, что дифференциальная система работает некорректно. Это  означает, что они представляют собой два разных типа измерения между собой, и этот факт необходимо учитывать на этапе установки.
 
Испытание на герметичность воздухом позволяет напрямую измерять воздушный поток, создаваемый утечкой. В конце этапов заполнения и настройки времени тестирования - это время, необходимое для получения стабильной меры потока, этот этап, обычно, очень короткий (например: 100..300 мсек.).


T8710 - это устройство, которое предназначено для проведения испытаний промышленного потока под давлением с использованием системы потока.
 
(Подробнее см. техническую страницу продукта.) 



Как показано на рис. 3, мера этого потока зависит от дифференциального преобразователя, который может считывать перепад давления на утечке заполнения. Чтобы уменьшить квадратичное направление, вызванное турбулентным движением частиц газа, используется ламинарный элемент, который может частично выполнять эту функцию (Δp/Flow). Для получения дополнительной информации мы также можем обратиться к CNR-UNI 10023.
Рассматривая «историческую систему» теста на герметичность, измерения утечек, выполненные по этому принципу, имеют следующие преимущества:

Непрерывная мера утечки
 
Этот аспект является реальной причиной, потому что этот принцип еще применяется в промышленной области.
Естественно, что благодаря этой системе есть возможность анализировать зафиксированное время утечки, что позволяет оператору находить ее и восстанавливать уже в реальном времени или во время измерения.
 
 
Длительность фазы тестирования практически равна нулю
 
Как мы уже говорили, измерение потока является непрерывным типом измерения.  Этот тип измерения позволяет исключить реальное время проведения теста. Эта концепция должна рассматриваться только строго теоретически. Потому что, если это происходит в системах спада Δp, то в фазах корректировки или тестирования могут быть частичные наложения. В этом методе измерения должны быть обязательно произведены наилучшие условия корректировки.
 
Индикация утечки в объемных единицах (CC / время)


Эта характеристика должна сохранять свои преимущества, даже если мы будем анализировать некоторые системы уже после завершения процесса измерения в более точно и однозначном виде. Но также, по сравнению с другими системами, у этого принципа есть некоторые недостатки; первый и наиболее очевидный, возникает из-за сложности и нестабильности измерения потока
Фактически, в дополнение к расходу двойного измерения (давления и расхода), и к двойному контролю, для получения полной проверки измерения, существует ламинарный элемент, который практически такой же как и капиллярный, но на него не будет оказывать ни влияние загрязнения, ни искажения. Поэтому измерения должны постоянно проверяться с помощью сопел, которые представляют собой микропоры на керамическом или металлическом основании. Как правило, они имеют свойство портиться и конечно же они имеют ограниченную продолжительность в работе.
Кроме того, взглянув на эскиз, на Рис.3, мы можем увидеть, что любая побочная утечка перед элементом измерения потока может быть ложной и маскировать утечку тестируемого образца.
Поэтому эту пневматическую цепь нельзя считать полностью «безопасной», и ее необходимо постоянно проверять.
В конце испытания чувствительность измерений ограничена от шкалы расходометра, в то время как наличие системы распада или Δp системы может служить связующим звеном для увеличения времени тестирования
Практическое применение этих приборов для измерения утечек происходит в четырех случаях: 
 
  • Когда объем детали неизвестен и изменен: например, очень гибкие упаковки или бутылки (емкости);
  • Когда время тестирования должно быть сокращено на максимум;
  • Когда необходимо провести непрерывное измерение утечки для проведения анализа и ремонта;
  • Когда измеренные утечки настолько велики, что система Δp не может поддерживать постоянное давление, тогда применяется метод прямых утечек: картриджные клапаны или масляные распределители,
 
Благодаря потребляемым пневматическим деталям, системы Δp являются более дешевыми и более прочными для разных применений в области промышленности.
 
Система соответствия или система перехвата означает, что эта система способна измерить утечки вне полости прибора тестирования.

T8980 - это прибор, предназначенный для проведения промышленных испытаний на герметичность при давлении на детали с использованием системы соответствия .
 

(Подробнее см. техническую страницу прибора.) 
Благодаря практическому примеру можно понять, как работает измерение потерь затвора клапанов: воздух вводится сбоку, а утечка перехватывается с противоположной стороны.
Эта концепция подходит к каждому компоненту и к каждой детали. Для этого нужно поместить элемент под специальный колпак (bell) и в то же время надавить на него изнутри.



Значение этой системы  с высокой чувствительностью (с учетом нормы: в 10 раз>, чем Δp-системы и в 100 раз, чем детекторы потока) при повышенной скорости выполнения теста.
Высокая чувствительность появляется благодаря возможности измерить утечки, в то время как повышения давления сравнивается с «нулевой» средой, а затем происходит смещение без каких-либо проблем.
Повышенная скорость связана с тем, что (за исключением особых применений на эластичных компонентах), весь тест выполняется при высоком давлении, и результат мы получаем почти сразу.
Ввиду необходимости выполнения тестового колпака  система подходит для испытаний под высоким давлением воздуха и азота, а также для испытаний до 180 бар, поскольку она может быть безопасна как для людей, так и вещей
Напротив, сложность прибора заключается в нежесткой пневматике: По этой причине обычно эти приборы включают традиционную секцию утечки, чтобы проверить правильность утечки закрытого колпака.
Систему со специальным колпаком можно использовать для применения типа перехвата, когда деталь можно поставить под давлением изнутри и в то же время закрыть ее снаружи.
Если этот процесс невозможен (установите давление изнутри детали), использование герметичного колпака - отличный способ улучшить характеристики тестирования с обычной системой давления на деталях  большого объема,  создав промежуточное пространство между тестируемой деталью и колпаком  как можно меньше.
Только тогда, когда вам необходимо провести тесты при давлении максимум в 1Бар, использование системы с низким давлением, которая находится под автоматически соединенной функцией закрытия, а потом в герметичном боксе, регенерация корпуса обычно представляет собой положительное давление внутри детали. В отличие от тех требований, которые мы описали для других методов, в системе перехвата не требуется никакое время настройки и время тестирования, поскольку оно накладывается на фазу заполнения, что делает систему более быстрой.
Такое оборудование обычно оснащено двумя датчиками измерения давления; Один для измерения давления наполнения, а другой для определения давления утечки. Оба преобразователя должны быть рассчитаны на более высокое давление заполнения, чтобы предотвратить большие утечки, а затем максимальное  давление на стороне обнаружения утечки.

Анализ утечек - это соотношение между двумя давлениями, и оно может быть представлено как в процентном соотношении между двумя значениями (давление утечки / давление заполнения) или  может быть рассчитано как давление утечки при номинальном значении наполнения. В самом сложном случае, мы знаем внешний объем или объем колпака, заданный как индекс объема (см3 / час).
С  точки зрения электроники важно определить размер приобретения, учитывая, что испытания в целом длились несколько секунд или меньше и что расчет отношения выполняется при повышении давления наполнения. Поэтому две меры должны выполняться поэтапно друг за другом и с достаточно высокой частотностью, чтобы избежать ошибок введения