密封性测试设备和测定用于其的最大压力差的方法与流程

1.本发明涉及密封容器密封性测试技术领域，具体地，涉及一种密封性测试设备和一种测定用于其的最大压力差的方法。


背景技术：

2.测试密封容器密封性的方法包括压差法和流量法，前者基于压力单位(也就是经过一定时间的压力变化量，即压力差)作为性能判定指标，通过压力传感器来实现测试；而后者则基于体积流量单位(也就是经过一定时间的气体泄漏量)作为性能判定指标，通过流量传感器来实现测试。相比较而言，压差法相比于流量法具有成本低、技术成熟和设备简单易维护等优势。而当产品要求密封容器以体积流量作为判定其密封性的唯一指标时，往往只能采用流量法。
3.目前的基于压差法的密封性测试设备仍无法同时具备测试过程变量全部自主设定以及自动运行的功能，其中测试过程变量包括：测试的充气保压压力、容器保压时间和用于判断容器密封性是否合格的最大压力差等。


技术实现要素：

4.本发明的一个方面要解决的技术问题是如何提供一种基于压差法的密封性测试设备，利用该设备能够自动化地实现密封性检测。
5.此外，本发明的其它方面还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
6.本发明提供了一种密封性测试设备和测定用于其的最大压力差的方法，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：
7.一种密封性测试设备，用于密封容器的密封性测试，包括密封容器连接接口和与其连接的气道，所述密封容器连接接口连接到密封容器上，所述气道连接到气源上并能够通过密封容器连接接口连接到密封容器的开口上从而对密封容器进行充气，其中，所述密封性测试设备包括至少一个安装在所述气道中的电磁阀、压力控制显示器和压力设定显示器，所述压力控制显示器测量并显示充气时密封容器的实时压力，以及在所述实时压力到达预设的保压初始压力时关闭至少一个所述电磁阀以停止向密封容器充气，在所述压力设定显示器中预设有用于判断密封容器密封性合格的最大压力差，所述压力设定显示器测量并显示密封容器在保压时的保压实时压力，并在保压完成后判断所述保压实时压力是否大于所述保压初始压力和所述最大压力差之差。
8.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述密封容器连接接口包括连接到密封容器的进气开口上的密封容器进气接口和连接到密封容器的出气开口上的密封容器出气接口，在连接到密封容器进气接口的气道上安装有第一电磁阀，在连接到密封容器出气接口的气道上安装有第二电磁阀，所述压力控制显示器在所述实时压力达到预设的保压初始压力时关闭所述第一电磁阀。
9.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述压力控制显示器在充气时测量在所述
密封容器进气接口与第一电磁阀之间的气道中的实时压力作为密封容器的实时压力。
10.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述密封性测试设备还包括与所述气道连接的大气连通阀和控制所述大气连通阀通断的旋钮。
11.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述密封性测试设备还包括可以设定保压时间的时间控制显示器，所述时间控制显示器在设定的保压时间之内进行计时，在计时完成后，所述时间控制显示器控制所述第二电磁阀关闭。
12.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述密封性测试设备还包括显示设备，在保压结束后，如果所述压力设定显示器判断所述保压实时压力大于所述保压初始压力与所述最大压力差之差，则所述压力设定显示器控制所述显示设备显示密封性合格，否则控制所述显示设备显示密封性不合格。
13.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述显示设备包括标记有“检测合格”的指示灯和标记有“检测不合格”的指示灯，在保压结束后，如果所述压力设定显示器判断所述保压实时压力大于所述保压初始压力与所述最大压力差之差，则所述压力设定显示器控制标记有“检测合格”的指示灯亮，否则控制标记有“检测不合格”的指示灯亮。
14.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述密封性测试设备还包括连接在气道中的精密调压阀，其用于调节气道的气体流速以调节密封容器中的气压。
15.根据本发明的另一方面，本发明提供了一种测定用于以上所述的密封性测试设备的最大压力差的方法，其中，包括如下步骤：
16.使用所述密封性测试设备测量多个不同的密封容器在相同的保压初始压力的情况下经过相同的保压时间之后得到的保压结束压力，并求出所述保压初始压力与保压结束压力的压力差；
17.通过基于流量法的测试设备求出所述多个不同的密封容器在所述相同的保压初始压力的情况下经过所述相同的保压时间之后的气体泄漏量；
18.通过拟合得到所述压力差和所述气体泄漏量之间的关系曲线和关系式模型；
19.将待测试的密封容器的气体泄漏量标准带入到所述关系式模型中，求出与其对应的压力差作为所述最大压力差。
20.可选地，根据本发明的另一方面的一种实施方式，在使用所述密封性测试设备测量多个不同的密封容器的保压结束压力之前，还包括如下步骤：
21.使用所述密封性测试设备测量同一密封容器在相同的保压初始压力的情况下经过相同的保压时间之后得到的保压结束压力，并重复测试5次以上；
22.比较每次测试得到的保压结束压力，如果存在其中两次的保压结束压力之差大于预设的差值，则重新校对和调试所述密封性测试设备并重新执行上一步骤，否则执行下一步骤。
23.本发明的有益之处包括：
24.1.本发明的密封性测试设备可以实现测试过程变量的自主设定，例如通过压力控制显示器设定保压初始压力并测量实时压力，通过压力设定显示器设定最大压力差并判断保压结束时的保压实时压力与保压初始压力和最大压力差之差的关系、通过时间控制显示器设定保压时间，使得整个测试过程完全自动化，无需手动控制测试过程中的变量，使得测试结果更加精确，降低了测试的误差；
25.2.本发明的密封性测试设备通过压力控制显示器、压力设定显示器、时间控制显示器与电磁阀的配合自动运行对密封容器的充气和保压操作，使得整个测试过程简单方便，无需测试人员的过度介入；
26.3.本发明的密封性测试设备通过压力设定显示器将保压结束压力与保压初始压力和预设的最大压力差之差进行比较，自动判断密封容器的密封性是否合格，并通过压力设定显示器控制显示设备显示密封性的判定结果，无需人工地计算压差以及判断密封性合格与否，可以在保压完成后立即获取密封性判断结果，快速且精确；
27.4.本发明还提供了一种将用于判断密封容器密封性的体积流量标准与压力差标准联系起来的方法。首先通过拟合得出体积流量与压力差的关系式，然后再根据体积流量判定标准通过关系式计算出相应的压力差判定标准。基于此，可以通过压差法实现以体积流量作为判定其密封性的唯一指标的密封容器的密封性判定，相比于采用流量法进行测试节省了成本，提高了操作效率。
附图说明
28.参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，
29.图1示出根据本发明的一个实施方式提出的密封性测试设备的结构示意图；
30.图2示出根据本发明的一个实施方式提出的密封性测试设备从另一个方向看的结构示意图；
31.图3示出根据本发明的一个实施方式提出的测定用于密封性设备的最大压力差的方法的流程示意图。
具体实施方式
32.容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神的条件下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
33.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。
34.首先对基于压差法测定密封容器的密封性的原理进行如下介绍：在基于压差法测定密封容器的密封性时，一般先对密封容器进行充气，直到密封容器达到一定的、预设的保压初始压力。此时，进入到密封容器的保压阶段。密封容器与充气源的气路被断开，密封容器相对于外部被密封。保压阶段持续一定的、预设的保压时间。在经过保压时间之后，保压阶段结束，此时测得密封容器的压力为保压结束压力。求出保压初始压力与保压结束压力的差值，如果该差值小于用于判断密封容器密封性合格的最大压力差，则密封容器的密封性合格，否则不合格。
35.参考图1和图2，其示出根据本发明的一个实施方式提出的密封性测试设备分别从
两个方向看的结构示意图。该密封性测试设备100包括机体1、安装在机体1上的密封容器连接接口2、3和与其连接的气道(气道构造在机体中)，密封容器连接接口2、3连接到密封容器上，气道连接到气源(气源在图1和2中未示出)上并能够通过密封容器连接接口2、3连接到密封容器的开口上从而对密封容器进行充气或放气。在图1和2的实施方式中，密封容器连接接口2、3包括密封容器进气接口2和密封容器出气接口3，密封容器进气接口2连接到密封容器的进气开口上，密封容器出气接口3连接到密封容器的出气开口上。在机体1侧面还构造有三联件4用于调节从密封容器连接接口2、3到密封容器开口的气体流量。在连接到密封容器进气接口2的气道上安装有第一电磁阀5，在连接到密封容器出气接口3的气道上安装有第二电磁阀6，这两个电磁阀5、6分别用于控制进气和出气时气道的通断。
36.在本发明的一个实施方式中，密封容器密封性测试装备100还包括压力控制显示器7和压力设定显示器8，压力控制显示器7测量并显示密封容器在充气时的实时压力，其尤其在充气时通过测量在密封容器进气接口2与第一电磁阀5之间的气道中的实时压力作为密封容器的实时压力。压力控制显示器7在密封容器的实时压力达到预设的保压初始压力时关闭第一电磁阀5。也就是说，当密封容器在充气阶段压力升高到了预设的保压初始压力时，通过关闭第一电磁阀5断开充气的气道，不再对密封容器进行充气，使得密封容器的气压不再上升，以在保压阶段测试密封容器的压力下降情况。
37.在压力设定显示器8中预设有用于判断密封容器密封性合格的最大压力差。压力设定显示器8在保压阶段测量并显示密封容器在保压时的保压实时压力，并且在保压完成后判断此时的保压实时压力是否大于保压初始压力与最大压力差之差。在保压阶段，密封容器因为不可能保持100％的密封性，其压力一定会有所下降。而如果保压完成后的保压实时压力大于保压初始压力与最大压力差之差，则证明密封容器下降的压力值小于最大压力差，所以此时判定密封容器的密封性合格，否则判定密封容器的密封性不合格。
38.在本发明的一个实施方式中，该密封性测试设备100还包括可以设定时间的时间控制显示器9。时间控制显示器9设定的时间为保压时间，也就是说，时间控制显示器9在设定的保压时间段内进行计时。在时间控制显示器9开始计时时，其控制压力设定显示器8开始工作，此时压力设定显示器8显示的是保压开始时的保压初始压力，在时间控制显示器9计时完成时，压力设定显示器8显示的是保压完成时的保压结束压力，此时，时间控制显示器9控制压力设定显示器8开始判断密封性是否合格。此外，在计时完成时，时间控制显示器9控制第二电磁阀6关闭，从而完全切断密封容器的气路，减少密封容器的实时压力的波动，便于压力设定显示器8对保压完成时的保压结束压力进行判断。
39.在本发明的一个实施方式中，密封性测试设备100还包括显示设备，在保压结束后，如果压力设定显示器8判断所述保压实时压力大于所述保压初始压力与所述最大压力差之差，则压力设定显示器8控制显示设备显示密封性合格，否则显示密封性不合格。在图1和2的实施方式中，该显示设备包括标记有“检测合格”的指示灯10和标记有“检测不合格”的指示灯11。当需要显示密封性合格时，压力设定显示器8控制标记有“检测合格”的指示灯10亮，当需要显示密封性不合格时，压力设定显示器8控制标记有“检测不合格”的指示灯11亮。在图1和2的实施方式中，在该设备100上还安装有标记有“检测中”的指示灯12，该指示灯12在保压阶段常亮，用于指示设备100正在工作。
40.在本发明的一个实施方式中，该设备100还包括与气道连接的大气连通阀(在图中
未示出)和控制大气连通阀通断的旋钮13。该大气连通阀例如连接到与第一电磁阀5相连的气道上，用于在使用设备100之前将气道和密封容器中的气压调节至与大气压力保持一致。所以，在使用该设备进行测试之前，应旋拧旋钮13打开大气连通阀，并且在对密封容器充气之前，旋拧旋钮13关闭大气连通阀，以避免气体从大气连通阀泄漏。
41.在本发明的一个实施方式中，该设备还包括连接在气道中的精密调压阀14，例如连接到充气的气道中。该精密调压阀14用于调节气道中的气体流速，以调节密封容器中气压的升高速度。
42.在本发明的一个实施方式中，该设备还包括复位按钮15，用于压力控制显示器7、压力设定显示器8和时间控制显示器9所显示数值的复位，以方便设备进行下一次检测。
43.在本发明的一个实施方式中，在该设备上还安装有变压器16和漏电保护器17，用于调节设备的电压与保护用电安全。
44.在本发明的一个实施方式中，使用该密封性测试设备100进行测试包括如下步骤：
45.1.旋拧大气连通阀旋钮13，接通大气连通阀，使设备100连通大气；
46.2.将设备100的电源开关旋钮18旋入关闭位置，切断设备电路；
47.3.将精密调压阀14调节到合适的位置；
48.4.将电源线接入电源接口19，将设备进气接口20接入压缩气源；
49.5.将密封容器进气接口2与密封容器的进气开口通过气管连接，将密封容器出气接口3与密封容器的出气开口通过气管连接；
50.6.在压力控制显示器7中设定预设的保压初始压力；
51.7.在压力设定显示器8中设定预设的最大压力差；
52.8.在时间控制显示器9中设定预设的保压时间；
53.9.旋拧旋钮13，关闭大气连通阀，使设备100断开与大气的连接，将电源开关旋钮18旋入打开位置，设备上电运行；
54.10.当压力控制显示器7显示的实时压力到达预设的保压初始压力时，压力控制显示器7控制第一电磁阀5关闭，从而停止向密封容器充气，密封容器保压阶段开始，时间控制显示器9开始计时，同时“检测中”指示灯12亮起；
55.11.在时间控制显示器9计时完成后，其控制第二电磁阀6关闭，密封容器的气路被完全切断，此时保压阶段结束。压力设定显示器8判断此时的保压实时压力是否大于所述保压初始压力和所述最大压力差之差；如是，则控制“检测合格”指示灯亮起，如否，则控制“检测不合格”指示灯亮起；
56.12.单次检测结束，点按设备上的复位按钮15，并旋拧旋钮13打开大气连通阀使设备100连接大气；
57.13.如需要再次检测，则重复步骤5-12，如检测完成，则重新执行步骤1-2，然后断开设备100的电源和气源连接。
58.在将该设备100应用于要求以体积流量作为判定其密封性的唯一指标的密封容器时，需要首先求得相应于该体积流量标准的最大压力差。因此，本发明的另一方面还提出一种测定用于上述密封性测试设备的最大压力差的方法。参考图3，其示出根据本发明的一个实施方式提出的测定用于密封性测试设备的最大压力差的方法的流程示意图。该方法包括如下步骤：
59.使用所述密封性测试设备100测量多个不同的密封容器在相同的保压初始压力的情况下经过相同保压时间之后得到的保压结束压力，并求出保压初始压力与保压结束压力的压力差；
60.通过基于流量法的测试设备求出所述多个不同的密封容器在所述相同的保压初始压力的情况下经过所述相同的保压时间之后的气体泄漏量；
61.通过拟合得到所述压力差和所述气体泄漏量之间的关系曲线和关系式模型；
62.将待测试的密封容器的气体泄漏量标准带入到所述关系式模型中，求出与其对应的压力差作为所述最大压力差。
63.通过上述方法可以得到不同的密封容器在相同的保压初始压力的情况下经过相同的保压时间得到的压力差与气体泄漏量之间的相关关系。通过执行一次上述方法，就可以根据不同的气体泄漏量标准(也就是气体流量标准)来获取其相应的压力差标准，从而简单地通过基于压力法的测试设备来测试密封容器的密封性。
64.在本发明的另一方面的一个实施方式中，在使用所述密封性测试设备100测量多个不同的密封容器的保压结束压力之前，还包括如下步骤：
65.使用所述密封性测试设备100测量同一密封容器在相同的保压初始压力的情况下经过相同的保压时间之后得到的保压结束压力，并重复测试5次以上；
66.比较每次测试得到的保压结束压力，如果存在其中两次的保压结束压力之差大于预设的差值，则重新校对和调试所述密封性测试设备100并重新执行上一步骤，否则执行下一步骤。
67.上述步骤旨在对密封性测试设备100的精度进行检验，如果密封性测试设备的精度不满足预设的条件，则应该对密封性测试设备进行校对或调试来提高其精度，以避免在之后测试压力差的过程中出现较大的误差。
68.应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。

技术特征：
1.一种密封性测试设备，用于密封容器的密封性测试，包括密封容器连接接口和与其连接的气道，所述密封容器连接接口连接到密封容器上，所述气道连接到气源上并能够通过密封容器连接接口连接到密封容器的开口上从而对密封容器进行充气，其特征在于，所述密封性测试设备包括至少一个安装在所述气道中的电磁阀、压力控制显示器和压力设定显示器，所述压力控制显示器测量并显示充气时密封容器的实时压力，以及在所述实时压力到达预设的保压初始压力时关闭至少一个所述电磁阀以停止向密封容器充气，在所述压力设定显示器中预设有用于判断密封容器密封性合格的最大压力差，所述压力设定显示器测量并显示密封容器在保压时的保压实时压力，并在保压完成后判断所述保压实时压力是否大于所述保压初始压力和所述最大压力差之差。2.根据权利要求1所述的密封性测试设备，其特征在于，所述密封容器连接接口包括连接到密封容器的进气开口上的密封容器进气接口和连接到密封容器的出气开口上的密封容器出气接口，在连接到密封容器进气接口的气道上安装有第一电磁阀，在连接到密封容器出气接口的气道上安装有第二电磁阀，所述压力控制显示器在所述实时压力达到预设的保压初始压力时关闭所述第一电磁阀。3.根据权利要求2所述的密封性测试设备，其特征在于，所述压力控制显示器在充气时测量在所述密封容器进气接口与第一电磁阀之间的气道中的实时压力作为密封容器的实时压力。4.根据权利要求1所述的密封性测试设备，其特征在于，所述密封性测试设备还包括与所述气道连接的大气连通阀和控制所述大气连通阀通断的旋钮。5.根据权利要求2所述的密封性测试设备，其特征在于，所述密封性测试设备还包括可以设定保压时间的时间控制显示器，所述时间控制显示器在设定的保压时间之内进行计时，在计时完成后，所述时间控制显示器控制所述第二电磁阀关闭。6.根据权利要求1所述的密封性测试设备，其特征在于，所述密封性测试设备还包括显示设备，在保压结束后，如果所述压力设定显示器判断所述保压实时压力大于所述保压初始压力与所述最大压力差之差，则所述压力设定显示器控制所述显示设备显示密封性合格，否则控制所述显示设备显示密封性不合格。7.根据权利要求6所述的密封性测试设备，其特征在于，所述显示设备包括标记有“检测合格”的指示灯和标记有“检测不合格”的指示灯，在保压结束后，如果所述压力设定显示器判断所述保压实时压力大于所述保压初始压力与所述最大压力差之差，则所述压力设定显示器控制标记有“检测合格”的指示灯亮，否则控制标记有“检测不合格”的指示灯亮。8.根据权利要求1所述的密封性测试设备，其特征在于，所述密封性测试设备还包括连接在气道中的精密调压阀，其用于调节气道的气体流速以调节密封容器中的气压。9.一种测定用于根据权利要求1至8中任一项所述的密封性测试设备的最大压力差的方法，其特征在于，包括如下步骤：使用所述密封性测试设备测量多个不同的密封容器在相同的保压初始压力的情况下经过相同的保压时间之后得到的保压结束压力，并求出所述保压初始压力与保压结束压力的压力差；通过基于流量法的测试设备求出所述多个不同的密封容器在所述相同的保压初始压力的情况下经过所述相同的保压时间之后的气体泄漏量；
通过拟合得到所述压力差和所述气体泄漏量之间的关系曲线和关系式模型；将待测试的密封容器的气体泄漏量标准带入到所述关系式模型中，求出与其对应的压力差作为所述最大压力差。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在使用所述密封性测试设备测量多个不同的密封容器的保压结束压力之前，还包括如下步骤：使用所述密封性测试设备测量同一密封容器在相同的保压初始压力的情况下经过相同的保压时间之后得到的保压结束压力，并重复测试5次以上；比较每次测试得到的保压结束压力，如果存在其中两次的保压结束压力之差大于预设的差值，则重新校对和调试所述密封性测试设备并重新执行上一步骤，否则执行下一步骤。

技术总结
本发明提供了一种密封性测试设备和测定用于其的最大压力差的方法，所述密封性测试设备用于密封容器的密封性测试，包括密封容器连接接口和与其连接的气道，所述密封容器连接接口连接到密封容器上，所述气道连接到气源上并能够通过密封容器连接接口连接到密封容器的开口上从而对密封容器进行充气，其中，所述密封性测试设备包括至少一个安装在所述气道中的电磁阀、压力控制显示器和压力设定显示器，所述压力控制显示器测量并显示充气时密封容器的实时压力，以及在所述实时压力到达预设的保压初始压力时关闭至少一个所述电磁阀以停止向密封容器充气。止向密封容器充气。止向密封容器充气。


技术研发人员：黎欣欣 高志刚 殷伟智 卫晓晴 赵炯 雷帅 徐澳门 郭文俊 单晓峰
受保护的技术使用者：上汽通用汽车有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/21