一种无油检漏装置及检漏方法与流程

1.本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种无油检漏装置及检漏方法。


背景技术：

2.氦质谱检漏技术是以电子、离子光学和化学电离理论为基础，集材料科学、精密机械加工、真空技术、电子学和计算机科学为一体，利用逆扩散技术，将由检漏室扩散到质谱室的氦气电离并加速进入磁场中进行分离，通过检测接收器中氦离子信号的大小来判断被检漏的漏率和位置。
3.氦质谱检漏仪是目前用得最广泛的一种检漏仪器，这种仪器除灵敏度高外，还具有应用范围广、定位定量准确、无毒、安全、反应速度快等优点。随着科学技术的进步和工业生产的发展，对设备气密性的要求也越来越高。因此，除了设计和加工过程中应采取的有效措施，防止泄露隐患外，在设备的生产、组装、调试及使用过程中，还要运用有效的检漏手段。
4.目前在氦质谱检漏仪中常用的试验工装是橡胶工装结构，具有以下缺陷：(1)整个试验工装的材料为橡胶，材料较软，使用过程中容易产生形变，因此试验工装会与样品(电池壳体)发生相对运动，产生表面摩擦，长期使用会使橡胶材料发生磨损、龟裂、老化等现象，最终导致其密封性能下降；(2)需要在试验工装与电池壳体的接触面涂导热硅脂(耦合剂)进行密封，由于导热硅脂是油性的，因此在检漏过程中会产生油，产生油污染，对检漏过程产生不良影响，影响检漏的效率。
5.因此，亟需一种密封性好、检漏效率高、灵敏度高的无油检漏装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服现有技术中对电池壳体检漏时密封性差、检漏效率低、检漏过程有油污染的问题。
7.为了达到上述目的，本发明提供了一种无油检漏装置，至少包含：一试验工装，所述试验工装包含一基座和若干个工位模块，所述基座上表面设有若干个安装孔；所述基座下表面设有出气口，所述出气口与所述安装孔通过基座内的腔体相连通；所述工位模块下表面具有与所述安装孔相适配的凸出结构，所述凸出结构卡设于所述安装孔中，所述凸出结构至少具有一通道将所述安装孔与工位模块上表面连通；所述工位模块的上表面设有若干圈同心凹槽，用于放置密封圈；当对所述试验工装抽真空时，通过密封圈将待测电池壳体与所述工位模块密封固定；一氦质谱检漏仪，所述氦质谱检漏仪的抽气口通过所述基座的出气口与所述试验工装相连通，用于对待测电池壳体进行检漏。
8.较佳地，所述无油检漏装置包含四个工位模块。
9.较佳地，所述基座和所述工位模块的材质为不锈钢。
10.较佳地，所述密封圈的线径为3mm～3.5mm。
11.较佳地，所述密封圈的材质为硅橡胶和/或氟橡胶。
12.较佳地，相邻的所述安装孔之间的距离为100mm～120mm。
13.较佳地，所述无油检漏装置的最小检漏率为1.3
×
10-11
pa
·
m3/s。
14.一种使用如上述任意一项所述无油检漏装置对待测电池壳体进行检漏的检漏方法，包含以下步骤：
15.s1，提供一试验工装，所述试验工装包含一基座和若干个工位模块，在工位模块上表面若干圈同心凹槽上放置密封圈，将待测电池壳体放置于工位模块上；对所述试验工装抽真空，待测电池壳体通过密封圈与所述工位模块进行密封固定；
16.s2，将基座下表面的出气口与氦质谱检漏仪的抽气口相连通，对待测电池壳体施加氦气；
17.s3，启动氦质谱检漏仪，判断待测电池壳体的漏率是否大于等于预定值，当待测电池壳体的漏率小于预定值时，则判定待测电池壳体检漏通过，当待测电池壳体的漏率大于等于预定值时，则判定待测电池壳体检漏不通过。
18.较佳地，步骤s2中，施加氦气的压力为0.05mpa～0.1mpa，施加的时间为1s～5s。
19.较佳地，所述预定值为6.72
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10-10
pa
·
m3/s。
20.本发明的有益效果：
21.(1)本发明的试验工装采用的是金属材料不锈钢，具有良好的结构强度；试验工装的工位模块的上表面设有若干圈的同心凹槽，凹槽用于安置和固定o型橡胶圈，由此实现试验工装与电池壳体的接触面采用多层o型橡胶圈密封，缓解了在高真空环境下传统橡胶工装结构的过量变形与位移，保证了检漏过程中的气密性，提高了检漏过程中试验工装的长期可靠性。
22.(2)本发明的试验工装采用四个工位模块，可对不同形状的电池壳体进行检漏；也可以同时对多个电池壳体进行检漏，提高了检漏的效率，节约了检漏的成本。
23.(3)相较于传统技术中需要在电池壳体与试验工装的接触面涂导热硅脂进行密封，由于本发明的电池壳体与试验工装的接触面采用多层o型橡胶圈密封，因此密封性较好，故无需另外再添加任何耦合剂，可以避免因加入油性耦合剂而在检漏过程中产生油，防止了电池壳体在检漏之后发生表面油污染的情况。
24.(4)试验工装的表面和内部经过抛光处理，可以减少气体的吸附量，使其更容易获得高真空度。
附图说明
25.图1为本发明的无油检漏装置的基座主视图。
26.图2为本发明的无油检漏装置的基座俯视图。
27.图3为本发明的无油检漏装置的基座底视图。
28.图4为本发明的无油检漏装置的工位模块示意图。
29.图5为本发明的无油检漏装置整体结构示意图。
30.其中，1-基座，11-安装孔，12-出气口，2-工位模块，21-凹槽，211-第一橡胶圈，212-第二橡胶圈，3-电池壳体，4-氦质谱检漏仪。
具体实施方式
31.以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
32.如图1～5所示，本发明提供了一种无油检漏装置，一试验工装，所述试验工装包含一基座1和若干个工位模块2，所述基座1上表面设有若干个安装孔11；所述基座1下表面设有出气口12，所述出气口12与所述安装孔11通过基座1内的腔体相连通；所述工位模块下表面具有与所述安装孔11相适配的凸出结构，所述凸出结构卡设于所述安装孔11中，所述凸出结构至少具有一通道将所述安装孔11与工位模块上表面连通；所述工位模块的上表面设有若干圈同心凹槽21，用于放置密封圈；当对所述试验工装抽真空时，通过密封圈将待测电池壳体与所述工位模块密封固定；
33.一氦质谱检漏仪，所述氦质谱检漏仪的抽气口通过所述基座的出气口与所述试验工装相连通，用于对待测电池壳体进行检漏。
34.一些实施例中，为了同时对多个待测电池壳体进行检漏，所述无油检漏装置分别包含四个安装孔11和四个工位模块2，所述工位模块2通过凸出结构卡设安装在所述基座1上，所述工位模块2精确的装配在所述基座1上。
35.一些实施例中，为了实现安装孔11与工位模块上表面的连通，所述凸出结构至少具有一通道，所述通道两端均为开口结构，当将所述凸出结构卡设于所述安装孔11中时，由于所述通道两端均开口，因此，凸出结构的一端开口与安装孔11相连通，另一端开口与工位模块的上表面相连通。
36.一些实施例中，为了防止试验工装在高真空环境下发生变形，影响密封性，所述基座1和所述工位模块2的材质为不锈钢，具有良好的结构强度，所述基座1和所述工位模块2不会发生变形，在检漏过程中不会与样品待测电池壳体发生相对运动；为了进一步提高密封性，所述同心凹槽21内固定放置有两层橡胶圈，分别为第一橡胶圈211和第二橡胶圈212，所述橡胶圈的线径(单个橡胶圈的直径)为3mm～3.5mm，可以是硅橡胶和/或氟橡胶，能够提供较佳的密封环境。
37.一些实施例中，所述基座的尺寸为200mm
×
240mm，所述相邻的安装孔之间的距离为100mm～120mm。
38.本发明的无油检漏装置的工作原理：
39.如图5所示，将电池壳体通过第一橡胶圈211、第二橡胶圈212与所述工位模块2对接，将所述工位模块2的凸出结构安装在所述基座1的安装孔11内，将基座1底部的出气口12与氦质谱检漏仪4的抽气口对接，在对接部位缠绕生料带进行密封。完成连接后，对所述试验工装抽真空，通过第一橡胶圈211、第二橡胶圈212将待测电池壳体与所述工位模块密封连接。启动氦质谱检漏仪4，氦质谱检漏仪4中的氦压机会将待测电池壳体中的气体通过工位模块2、基座1抽到氦质谱检漏仪4，氦质谱检漏仪4会对抽的气体进行实时组分分析。当在待测电池壳体的外部施加氦气，若焊缝焊接不良会存在漏气，外部的氦气会被通过上述方式抽到氦质谱检漏仪4中，从而被氦质谱检漏仪4检测到，超过标准要求浓度时待测电池壳体则会被判定为漏气，焊接不合格。
40.和旧工装相比，本发明的新工装具有以下特点：旧工装的密封材料是真空橡胶板，新工装的密封材料是o型密封圈；旧工装采用的密封方式是面密封，新工装采用的密封方式是线密封；旧工装的电池壳体与工装的接触面涂有真空硅脂，新工装的电池壳体与工装的
接触面无需涂真空硅脂；旧工装的最小可检漏率为5.96
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m3/s，新工装的最小可检漏率为1.3
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pa
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m3/s；旧工装的检测最小精度为1
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10-12
pa
·
m3/s，新工装的检测最小精度为1
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10-12
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m3/s；旧工装的疲劳值为7件，新工装的疲劳值为60件；旧工装的检测效率为35min/60件，新工装的检测效率为12min/60件；旧工装的工位数为1个，新工装的工位数为4个。
41.本发明提供了一种使用上述无油检漏装置进行检漏的方法，包含以下步骤：s1，提供一试验工装，所述试验工装包含一基座和若干个工位模块，在工位模块上表面若干圈同心凹槽上放置密封圈，将待测电池壳体放置于工位模块上，对所述试验工装抽真空，待测电池壳体通过密封圈与所述工位模块进行密封连接；s2，将基座下表面的出气口与氦质谱检漏仪的抽气口相连通，对待测电池壳体施加氦气；s3，启动氦质谱检漏仪，判断待测电池壳体的漏率是否大于等于预定值，当待测电池壳体的漏率小于预定值时，则判定待测电池壳体检漏通过，当待测电池壳体的漏率大于等于预定值时，则判定待测电池壳体检漏不通过。
42.将已知漏率为6.72
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m3/s的标准电池壳体安置在工位模块上，电池壳体通过双层橡胶圈与工位模块对接，工位模块通过凸出结构与基座的安装孔相适配，为了避免漏气，安装时在工位模块与安装孔的对接位置缠绕生料带进行再次密封。将基座底部的出气孔与氦质谱检漏仪的抽气口对接，启动氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪中的氦压机将电池壳体中的气体通过工位、基座抽到氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪对抽的空气进行实时组分分析。在电池壳体的外部施加氦气，施加氦气的压力为0.05mpa～0.1mpa，施加的时间为1s～5s。待数据稳定记录反应值，最后通过计算测得系统最小可检漏率，计算按照式i进行计算：
[0043][0044]
式中：
[0045]qmin
‑‑‑
最小可检漏率，pa
·
m3/s；
[0046]
is
‑‑‑
标准漏孔打开后稳定的输出刻度值，相对单位；
[0047]
‑‑‑
噪声或最小可读信号，相对单位；
[0048]
‑‑‑
本底，相对单位；
[0049]
‑‑‑
标准漏孔的标称值，pa
·
m3/s。
[0050]
采用本发明的无油检漏装置和检漏方法进行检测验证，检漏率为6.54
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m3/s，小于标准检漏率6.72
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m3/s，误差小于5％，满足误差小于15％的检测要求。说明使用本发明的无油检漏装置进行电池壳体的检测，检漏灵敏度高、检漏效率高、操作简单方便。
[0051]
本发明提供的一种无油检漏装置和检漏方法，包含一个基座、四个工位模块、八个密封圈，所述基座和工位模块采用不锈钢材质，电池壳体与试样工装的接触面采用双层橡胶圈密封，大大提升了密封性，提升了检漏的效率，无需另外在电池壳体与试样工装的接触面涂覆导热硅脂，因此在检漏的过程中不会发生电池壳体表面油污染的情况，具有自动化程度高、检测速度快、检测灵敏度高等特点。
[0052]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的
描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：
1.一种无油检漏装置，其特征在于，至少包含：一试验工装，所述试验工装包含一基座和若干个工位模块，所述基座上表面设有若干个安装孔；所述基座下表面设有出气口，所述出气口与所述安装孔通过基座内的腔体相连通；所述工位模块下表面具有与所述安装孔相适配的凸出结构，所述凸出结构卡设于所述安装孔中，所述凸出结构至少具有一通道将所述安装孔与工位模块上表面连通；所述工位模块的上表面设有若干圈同心凹槽，用于放置密封圈；当对所述试验工装抽真空时，通过密封圈将待测电池壳体与所述工位模块密封固定；一氦质谱检漏仪，所述氦质谱检漏仪的抽气口通过所述基座的出气口与所述试验工装相连通，用于对待测电池壳体进行检漏。2.如权利要求1所述的无油检漏装置，其特征在于，所述无油检漏装置包含四个工位模块。3.如权利要求1所述的无油检漏装置，其特征在于，所述基座和所述工位模块的材质为不锈钢。4.如权利要求1所述的无油检漏装置，其特征在于，所述密封圈的线径为3mm～3.5mm。5.如权利要求1所述的无油检漏装置，其特征在于，所述密封圈的材质为硅橡胶和/或氟橡胶。6.如权利要求1所述的无油检漏装置，其特征在于，相邻的所述安装孔之间的距离为100mm～120mm。7.如权利要求1所述的无油检漏装置，其特征在于，所述无油检漏装置的最小检漏率为1.3
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m3/s。8.一种使用如权利要求1～7中任意一项所述无油检漏装置对待测电池壳体进行检漏的检漏方法，其特征在于，包含以下步骤：s1，提供一试验工装，所述试验工装包含一基座和若干个工位模块，在工位模块上表面若干圈同心凹槽上放置密封圈，将待测电池壳体放置于工位模块上；对所述试验工装抽真空，待测电池壳体通过密封圈与所述工位模块进行密封固定；s2，将基座下表面的出气口与氦质谱检漏仪的抽气口相连通，对待测电池壳体施加氦气；s3，启动氦质谱检漏仪，判断待测电池壳体的漏率是否大于等于预定值，当待测电池壳体的漏率小于预定值时，则判定待测电池壳体检漏通过，当待测电池壳体的漏率大于等于预定值时，则判定待测电池壳体检漏不通过。9.如权利要求8所述的检漏方法，其特征在于，步骤s2中，施加氦气的压力为0.05mpa～0.1mpa，施加的时间为1s～5s。10.如权利要求8所述的检漏方法，其特征在于，步骤s3中，所述预定值为6.72
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m3/s。

技术总结
本发明公开了一种无油检漏装置及检漏方法，至少包含：一试验工装，所述试验工装包含一基座和若干个工位模块，所述基座上表面设有若干个安装孔；所述基座下表面设有出气口，所述出气口与所述安装孔通过基座内的腔体相连通；所述工位模块下表面具有与所述安装孔相适配的凸出结构，所述凸出结构卡设于所述安装孔中，所述凸出结构至少具有一通道将所述安装孔与工位模块上表面连通；所述工位模块的上表面设有若干圈同心凹槽，当对所述试验工装抽真空时，通过密封圈将待测电池壳体与所述工位模块密封固定；一氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪与所述试验工装相连通，对待测电池壳体进行检漏。所述检漏装置检漏效率高、灵敏度高、不会产生油污染。油污染。油污染。


技术研发人员：王珂 黄经纬 李平华 孙艳婷 刘志强 王杰 颜志毅
受保护的技术使用者：上海空间电源研究所
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/5