Спосіб контролю герметичності виробів

1. Спосіб контролю герметичності виробів, що включає сполучення виробу з еталонною ємністю, заповнення їх газом до робочого тиску і визначення зміни параметру газу за час витримки, який відрізняє ться тим, що в еталонну ємність устано C2 2 (19) 1 3 78607 4 лонної ємності - див., наприклад [АС СРСР рідину з малим тиском пружності парів, наприклад №250163, МПК G01M 3/26 - прототип]. у вакуумну олію ВО-1. Використання рідини з маНезважаючи на простоту, цей спосіб має сутлим тиском пружності парів дозволяє зменшити тєвий недолік, який полягає у великій погрішності погрішність контролю герметичності за рахунок виміру негерметичності, внаслідок значного вплизнехтовно малого надходження парів рідини в пову на величину спаду тиску різниці температур рожнину контрольованого виробу. газу в порожнині випробуваного виробу та в е та3. Вимір висоти занурення тіла в рідину визналонній ємності, внаслідок того, що темп зміни темчають по глибині занурення в неї вертикально заператури газу у виробі та ємності в процесі конткріпленого до верхньої частини тіла стрижня з ролю може суттєво розрізнятися. меншим, чим у нього поперечним перерізом і заКрім того, під час витримки температура газу у безпеченням занурення основи стрижня в рідину виробі може змінюватися. Тому для підвищення варіюванням робочого тиску газу перед початком точності виміру спаду тиску в деяких випадках довитримки. Зменшення поперечного переріза стридатково вимірюють температуру газу, наприклад жня, у порівнянні з поперечним перерізом тіла, шляхом виміру швидкості звуку в газі, що заповдозволяє значно зменшити час і підвищити точнює виріб, або шляхом установки усередині вироність контролю герметичності, тому що висота бу великої кількості датчиків температури. Однак, занурення обернено пропорційна площі поперечяк показали розрахунки, для достовірного визнаного переріза. чення негерметичності приладових відсіків, при 4. Під час виміру величини негерметичності якій гарантується робота КА протягом 10 років, виробу посудину з рідиною піддають вібрації, що погрішність виміру температури, усередненої по забезпечує відштовхування зануреного в рідину всьому об'єму, не повинна перевищува ти 0,005°С, тіла від стінок посудини, виключає їхнє механічне яка при існуючих методах її контролю практично тертя і підвищує точність контролю герметичності. недосяжна. Таким чином, поєднання відомих суттєви х В основу вина ходу поставлено завдання ознак (сполучення випробуваного виробу з етаспрощення методу і підвищення якості контролю лонною ємністю, заповнення їх газом до робочого герметичності виробів шляхом установки при аттиску і контроль параметрів газу за час витримки), мосферному тиску в еталонну ємність посудини, і нових суттєви х відмітних ознак (установка в етачастково заповненої рідиною з малим тиском прулонну ємність посудини з рідиною і зануреним у жності парів, занурення в рідину плавучого тіла, неї плавучим тілом, вимір параметрів газу по зміні вертикального закріплення до його верхньої часйого щільності, засноване на визначенні глибини тини стрижня з меншим, чим у тіла поперечним занурення плавучого тіла в рідину по висоті зануперерізом, і після з'єднання еталонної ємності з рення у неї, закріпленого до тіла стрижня з менвиробом та подачі в них газу під робочим тиском, шим, чим у тіла поперечним перерізом, забезпевиміру під час витримки щільності газу у виробі по чення занурення основи стрижня в рідину зміні висоти занурення стрижня в рідину, при цьочастковою зміною робочого тиску газу, перед пому перед початком витримки забезпечують занучатком витримки і вплив вібрації на посудину з рення основи стрижня в рідину частковою зміною рідиною під час контролю глибини занурення робочого тиску газу у виробі, а під час витримки стрижня в рідину) забезпечує одержання технічнопосудину з рідиною піддаюсь вібрації, що дозвого результату, який полягає в підвищенні точності лило підвищити точність, зменшити вартість і скоконтролю герметичності виробів, у порівнянні з ротити час контролю герметичності. методом по спаду тиску, а також у зменшенні варТаким чином, пропоноване технічне рішення тості і часу контролю, у порівнянні з масвідрізняється від прототипу наступними суттєвими спектрометричним методом. ознаками. Сутність винаходу пояснюється схемним крес1. Контроль герметичності здійснюють шляхом ленням еталонної ємності, з використанням якої виміру одного параметру - щільності газу у виробі визначається величина негерметичності виробу. за час витримки. У цьому випадку відпадає необПеред початком контролю герметичності в хідність виміру температури газу в декількох місеталонну ємність 1 при атмосферному тиску встацях виробу, від якої для замкнутих об'ємів щільновлюють посудину 2, забезпечуючи її притисненність не залежить, тому що вона визначається ня до вібратору 3, наприклад за допомогою прувідношенням тиску до температури, яке для зажини 4. мкнутого об'єму постійно [див., наприклад X. КухУ посудину 2 заливають рідину з малим тислинг. "Справочник по физике". М., "Мир", 1982г., ком пружності парів, наприклад вакуумну олію стор.154, формула Т13.23; стор.150, формула ВО-1. Т13.14]. Крім того, відпадає необхідність у виміру У рідину занурюють тіло 5, наприклад циліндспаду тиску газу у виробі. Таким чином, скорочуричної форми. Попередньо у верхній частині тіла 5 ється кількість (в основному датчиків температури) вертикально закріплюють стрижень 6 з меншим, та номенклатура, засобів вимірів параметрів газу у чим у нього поперечним перерізом. Щільність тіла виробі, і, отже, зменшується вартість та погріш5 вибирають з умови забезпечення його плавучосність контролю герметичності. ті в рідині. 2. Для визначення щільності газу в еталонну За допомогою грузил 7 регулюють ступінь заємність установлюють посудину з рідиною і занунурення тіла 5 у рідину таким чином, щоб основа реним у неї плавучим тілом, наприклад циліндричстрижня 6 у місці його кріплення до тіла потопала ної форми. Визначення щільності газу проводять в рідині. Остаточне регулювання ступіні занурення шляхом виміру висоти занурення плавучого тіла в тіла 5 у рідину проводять за допомогою тих же 5 78607 6 грузил 7 при робочому тиску контрольного газу, pd 2 наприклад повітря або азоту, після установки заDVт = × Dh , 4 глушки 8. Контрольний газ в еталонну ємність 1 подають через фланець 9. де Контроль величини герметичності проводять у d - діаметр стрижня; наступному порядку. Dh - величина занурення стрижня в рідину за Випробуваний виріб через фланець 9 з'єднучас витримки. ють з еталонною ємністю 1. У внутрішню порожниУраховуючи те, що негерметичність визначану виробу подають контрольний газ під робочим ється витоком газу з виробу за одиницю часу, ветиском, після чого роблять невелику паузу, досталичини зменшення щільності газу та занурення тню для вирівнювання робочого тиску у виробі та стрижня в рідину також визначають за одиницю еталонній ємності 1. часу, тобто Після вирівнювання тиску перевіряють величину занурення стрижня 6 у рідину посудини 2. Drг & Drг = - - зменшення щільності газу у виПри необхідності, величину занурення регулюють t шляхом плавної зміни робочого тиску газу у виробі робі за одиницю часу; в невеликих припустимих межах, забезпечуючи & Dh - глибина занурення стрижня в рідину Dh = занурення основи стрижня 6 у рідину в місці його t кріплення до тіла 5. за одиницю часу; Для визначення величини негерметичності виробу роблять витримку. Унаслідок негерметичності DVт p d2 & & DVт = = × D h - об'єм витісненої тілом щільність газу у виробі під час витримки поступово t 4 зменшується і тому зменшується виштовхувальна рідини за одиницю часу, (Ар химедова) сила, діюча з боку газу через рідину де на тіло 5. t - час витримки виробу під робочим тиском За рахунок зменшення виштовхувальної сили газу при контролі герметичності. тіло 5 і прикріплений до нього стрижень 6 поступоУ цьому випадку во глибше занурюються в рідину. Величину їх занурення в рідину контролюють через прозорий 2 & ілюмінатор 10 по поділках на стрижні 6 або по пеpd × D h & Drг = r ж × реміщенню верхньої частини цього стрижня щодо 4 × Vт поділок шкали на рахунковій лінійці 11. Під час контролю глибини занурення тіла 5 у Для визначення негерметичності виробу по рідину посудину 2 піддають вібрації шляхом підвезменшенню щільності газу за одиницю часу визнадення перемінного струму по стр умопроводам 12 чають темп спаду тиску в ньому з використанням до вібратора 3, виконаного, наприклад у виді п'єрівняння стану газів: зоелектричної пластини. У результаті виключається тривале зіткнення тіла 5 із посудиною 2 і меха2 & нічне тертя між ними, за рахунок чого p d × Dh & & DР = Dr г × RT = r ж × RT підвищується точність контролю герметичності. 4 × Vт Величину негерметичності виробу визначають по зменшенню щільності газу за час витримки. де Зменшення щільності газу визначають за за& DР - спад тиску газ у у виробі за одиницю часу; коном Архімеда, виходячи з рівності зменшення R - газова постійна; виштовхувальної сили газу і ваги витісненої тілом Τ - абсолютна температура газу у виробі або рідини по виразу: еталонній ємності.Dr г·Vт=r ж·DVт , З останнього виразу видно, що при зміні темде ператури газу у виробі або еталонній ємності за Dr г - зменшення щільності газу у виробі за час час витримки навіть на 3°С приводить до погрішвитримки; ності у визначенні спаду тиску, а в остаточному Vт - об'єм тіла; підсумку і величини негерметичності виробу усього r ж - щільність рідини, у яку занурене тіло; на ~1%. DVт - об'єм витісненої тілом рідини, при його Величину негерметичності виробу визначають зануренні. по виразу: Отже, DVт Drг = r ж Vт Оскільки величину занурення тіла в рідину визначають по зміні висоти занурення стрижня в рідину, то & & Q = DPV де & Q - негерметичність виробу, виражена, наприклад у розмірності Па·м 3/с; V - сумарний об'єм внутрішньої порожнини виробу та еталонної ємності. Тоді остаточний вираз для визначення негерметичності виробу прийме вид: 7 78607 8 випробуваннях на результати виміру негерметич2 & pd × Dh V & ності. Крім того, застосування пропонованого споQ = rж × × × RT 4 Vт собу дозволяє значно зменшити вартість контролю герметичності виробів, у порівнянні з масПрактичне використання пропонованого споспектрометричним методом, за рахунок виключенсобу контролю герметичності виробів технічних ня необхідності будівництва та обслуговування труднощів не викликає і дозволяє підвищити точдорогих вакуумних камер з вакуумним устатк уванність контролю до рівня, порівнянного з масням і мас-спектрометричною апаратурою. спектрометричним методом, за рахунок виключення впливу коливань температури газу у виробі при Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601