專利名稱：氣體泄漏檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流量檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種氣體泄漏檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)中，對(duì)于一些部件的氣體泄漏指標(biāo)的測(cè)量要求越來越高，對(duì)生產(chǎn)部件或配件測(cè)試的要求也越來越精細(xì)，所以很多產(chǎn)品或配件在生產(chǎn)過程中或使用前，要進(jìn)行氣體泄漏值的測(cè)試，也就轉(zhuǎn)化為對(duì)氣體泄漏流量的測(cè)試，一般要求觀察和記錄在檢測(cè)過程中 (持續(xù)一段時(shí)間)的氣體流量值，以此判斷產(chǎn)品的各種特性是否滿足測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。大批量生產(chǎn)測(cè)試的要求不同于實(shí)驗(yàn)室的單個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試要求，必須保證測(cè)試裝置的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性， 同時(shí)具有良好的自動(dòng)功能，如自動(dòng)良品判斷功能(上下限度判斷后如果不良則發(fā)出警報(bào)) 和對(duì)所有測(cè)試數(shù)據(jù)的記錄的保存和匯總分析等功能。現(xiàn)在氣體泄漏檢測(cè)裝置應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，如對(duì)于管道泄漏檢測(cè)領(lǐng)域，往往采用向待測(cè)地下管線注入一定壓力的成分示蹤氣體；用可移動(dòng)式氫氣檢漏儀的氫敏探頭沿管路走向檢測(cè)氫氣信號(hào)；將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)；對(duì)連續(xù)檢測(cè)到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行記憶和分析處理，根據(jù)探頭移動(dòng)時(shí)檢測(cè)信號(hào)增強(qiáng)還是減弱的變化趨勢(shì)判斷待測(cè)管線漏點(diǎn)方位，通過與記憶最大值的比較來判斷是否有氣體泄漏以及漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。也有用于具有一定內(nèi)容積的被測(cè)物的氣密檢漏儀，通過單片機(jī)控制，根據(jù)充氣時(shí)間、平衡時(shí)間以及被測(cè)物容積和測(cè)試時(shí)間等參數(shù)來進(jìn)行測(cè)量和處理。以上測(cè)量方法的不足之處在于傳統(tǒng)的使用單片機(jī)的接口方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)， 對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算處理功能、數(shù)據(jù)分析能力有限，而且一般只有實(shí)時(shí)顯示采樣值的功能，對(duì)于歷史數(shù)據(jù)的記錄、管理和匯總分析工作一直比較困難，難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)中產(chǎn)品量產(chǎn)時(shí)所需的歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理功能；另外，被測(cè)物必須要要有一定的容積或是管道，如果被測(cè)物的容積很小或是膜狀物，則目前的測(cè)量裝置的處理方法還不適合。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題在考慮現(xiàn)有技術(shù)存在上述問題的情況下，設(shè)計(jì)了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種氣體泄漏檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問題。技術(shù)方案為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種氣體泄漏檢測(cè)裝置，所述裝置包括工廠壓縮氣體輸入口、氣壓調(diào)整單元、氣體通斷控制單元、量程擴(kuò)大選擇單元、氣體流量傳感器及調(diào)理電路、以及夾具單元，所述工廠壓縮氣體輸入口接收檢測(cè)用壓縮氣體，并將所述檢測(cè)用壓縮氣體傳輸至氣壓調(diào)整單元，氣壓調(diào)整單元調(diào)整檢測(cè)用壓縮氣體的氣壓，在得到適合氣壓的流動(dòng)氣體后，將該流動(dòng)氣體傳輸至氣體通斷控制單元，氣體通斷控制單元用于決定氣體的通斷，當(dāng)所述氣體通斷控制單元的閥門打開一定時(shí)間后，所述適合氣壓的流動(dòng)氣體傳輸至所述量程擴(kuò)大選擇單元，量程擴(kuò)大選擇單元根據(jù)待測(cè)物所需的測(cè)量范圍決定是否需要擴(kuò)大量程，然后所述適合氣壓的流動(dòng)氣體通過氣體流量傳感器及調(diào)理電路傳輸至裝有待測(cè)器件的夾具單元。優(yōu)選的，所述氣體泄漏檢測(cè)裝置還包括MCU電路以及氣壓穩(wěn)壓裝置，所述氣壓調(diào)整單元包括一次氣壓調(diào)整單元以及二次氣壓調(diào)整單元，所述二次氣壓調(diào)整單元包括氣壓傳感器和步進(jìn)電機(jī)，所述MCU電路控制所述氣壓傳感器測(cè)得的氣壓信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較， 并由所述MCU電路控制所述步進(jìn)電機(jī)的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓，然后經(jīng)由氣體穩(wěn)壓裝置的作用，得到所述合適氣壓的流動(dòng)氣體。優(yōu)選的，所述氣體泄漏檢測(cè)裝置還包括控制單元，MCU電路把氣體流量傳感器及調(diào)理電路檢測(cè)到的實(shí)時(shí)氣體流量值傳輸給控制單元，進(jìn)行用戶控制以及顯示和分析。優(yōu)選的，所述控制單元包括上位機(jī)模塊、用戶控制模塊和顯示模塊，所述上位機(jī)模塊對(duì)所述氣體通斷單元、一次氣壓調(diào)整單元以及穩(wěn)壓裝置進(jìn)行控制。優(yōu)選的，所述氣體通斷控制單元包括電磁閥以及氣控閥，其中，所述電磁閥根據(jù)所述控制單元給出的第二控制信號(hào)而開或閉，所述電磁閥的輸入端是一次氣壓調(diào)整單元所給出的少量控制用氣體，所述少量控制用氣體形成二級(jí)控制信號(hào)，來控制所述氣控閥的開閉。優(yōu)選的，所述量程擴(kuò)大選擇單元具有旁路結(jié)構(gòu)，通過控制流動(dòng)氣體進(jìn)入的旁路結(jié)構(gòu)和氣體流量傳感器路徑橫截面積之比，從而擴(kuò)大量程范圍。優(yōu)選的，所述夾具單元包括與氣體流量傳感器及調(diào)理電路匹配的接口以及用于密封住待測(cè)器件的密封單元，所述夾具單元通過所述接口和氣體流量傳感器及調(diào)理電路相連接，所述密封單元與待測(cè)器件的形狀相匹配。優(yōu)選的，所述氣體流量傳感器及調(diào)理電路中的氣體流量傳感器為具有溫度補(bǔ)償能力的氣體流量傳感器。優(yōu)選的，所述檢測(cè)用壓縮氣體為氮?dú)?。?yōu)選的，所述氣體流量傳感器及調(diào)理電路在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的檢測(cè)量如果超過預(yù)先設(shè)定值，則說明待測(cè)物氣密性差，所述氣體流量傳感器及調(diào)理電路通過MCU電路向控制單元發(fā)送氣密性差的信息，并由所述控制單元發(fā)出警報(bào)告警。技術(shù)效果根據(jù)本發(fā)明所提供的氣體泄漏檢測(cè)裝置，具有以下技術(shù)效果1)待測(cè)物的內(nèi)容積無要求，適合多種形狀。根據(jù)待測(cè)物的形狀，設(shè)計(jì)合適的夾具進(jìn)行密封固定，只需待測(cè)物的夾具單元的接口(穩(wěn)定氣體流入口)統(tǒng)一即可。幻采樣速率高，測(cè)量范圍廣?？梢灾苯訙y(cè)量的流量范圍為-400 +400sccm(standard-state cubic centimeter per minute,艮口標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘)，最高可以在5ms的積分時(shí)間里得到即時(shí)的氣體流量，這樣的采樣速率和測(cè)量范圍能滿足極大部分應(yīng)用場(chǎng)所的應(yīng)用。3)低噪聲，適用范圍廣等功能。由于在傳感器模塊后采用了儀表放大器和隔離放大器，以及采用光耦進(jìn)行輸入隔離。使系統(tǒng)提高了共模抑制比，并使該電路有著極好的抗干擾性能，能同時(shí)保護(hù)電子儀器設(shè)備和人身安全，適合于工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用。4)具有旁路結(jié)構(gòu)來擴(kuò)大量程范圍根據(jù)測(cè)試需要，可以對(duì)選擇適當(dāng)?shù)呐月窓C(jī)構(gòu)， 來擴(kuò)大量程范圍。5)把溫度變化影響降低到最低?？紤]到傳感器的被測(cè)對(duì)象為氣體，對(duì)于溫度的變化比較敏感，所以本發(fā)明在幾個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)考慮。首先，氣體通斷控制單元不再是簡(jiǎn)單的使用一個(gè)電磁閥來進(jìn)行控制被測(cè)氣體的通斷，因?yàn)殡姶砰y在經(jīng)過一定時(shí)間的工作后，會(huì)發(fā)熱，這樣會(huì)影響到待測(cè)對(duì)象氣體，而通過電磁閥控制氣控閥，由氣控閥來進(jìn)行對(duì)被測(cè)氣體的通斷控制，這樣的一個(gè)二級(jí)控制裝置能非常好的把溫度變化影響降低到最低；其次，本發(fā)明所采用的傳感器以及相關(guān)放大器具有溫度補(bǔ)償能力，從而減少了溫度變化所造成的測(cè)量誤差?？紤]到所測(cè)氣體的穩(wěn)定性，本發(fā)明優(yōu)選使用氮?dú)?，但常?guī)氣體在一般的車間環(huán)境也可以用來進(jìn)行測(cè)試。6)數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大由于使用了 NI公司的LABVIEW軟件作為數(shù)據(jù)處理和控制平臺(tái)，能記錄所有需要的數(shù)據(jù)，所以能非常方便的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控畫面，異常數(shù)據(jù)的匯總和所有歷史數(shù)據(jù)的匯總功能。這一點(diǎn)比僅使用單片機(jī)的氣密泄漏檢測(cè)裝置功能更為強(qiáng)大和實(shí)用。


從對(duì)說明本發(fā)明的主旨及其使用的優(yōu)選實(shí)施例和附圖的以下描述來看，本發(fā)明的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的整體構(gòu)造示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的氣體通斷控制單元構(gòu)造示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的旁路構(gòu)造示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的氣體流量傳感器及調(diào)理電路示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的二次氣壓調(diào)整單元?dú)鈮簻y(cè)量電路圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的MCU電路及上位機(jī)通信電路圖。
具體實(shí)施例方式以下，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例方式進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的整體構(gòu)造示意圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置包括工廠壓縮氣體輸入口 1、一次氣壓調(diào)整單元2、二次氣壓調(diào)整單元3、氣體穩(wěn)壓裝置4、氣體通斷控制單元5、量程擴(kuò)大選擇單元6、氣體流量傳感器及調(diào)理電路7、夾具單元8、MCU (微型控制模塊)電路9、以及控制單元10。本實(shí)施例所要檢測(cè)的待測(cè)物為一圓膜狀待測(cè)物，需檢測(cè)此產(chǎn)品的氣密性，即氣體泄漏檢測(cè)，通過氣體流量的檢測(cè)，以此判斷是否合格。此待測(cè)物被密封在夾具單元8 (上下夾住)中，此夾具單元通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口和前部的測(cè)量裝置相連接，當(dāng)需變更測(cè)量產(chǎn)品(不同形狀)時(shí)，只需設(shè)計(jì)合適形狀的密封夾具能密封住待測(cè)物，保證接口的統(tǒng)一性即可，因此，本發(fā)明所檢測(cè)物體形狀不限于本實(shí)施例給出的圓膜狀。待測(cè)物的正下方是氣體通道， 此通道前方接的是氣體流量測(cè)量傳感器和調(diào)理電路，實(shí)際進(jìn)行檢測(cè)到的物理量就是此通道的氣體泄漏量，通過規(guī)定時(shí)間的測(cè)量，如果此物理量超過規(guī)定限度，說明待測(cè)物氣密性有問題，上位機(jī)主控程序就發(fā)出警報(bào)顯示不良。否則就判斷為良品。所述氣體泄漏測(cè)試裝置對(duì)被測(cè)物進(jìn)行氣體泄漏檢測(cè)時(shí)，首先，經(jīng)過氣體調(diào)壓，得到穩(wěn)定的適合被測(cè)物測(cè)量范圍的氣壓，然后，經(jīng)過氣體流量傳感器后流向待測(cè)物的專門夾具接口，氣體流量傳感器的相關(guān)采集信號(hào)由MCU電路通過RS232總線，輸入到控制單元中，通過相應(yīng)的上位機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、判斷以及對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的記錄進(jìn)行保存和匯總分析等功能。具體可言，繼續(xù)參考圖1，工廠的壓縮氣體通過工廠壓縮氣體輸入口 1進(jìn)入到一次氣壓調(diào)整單元2，通過一次氣壓調(diào)整單元2后得到基本穩(wěn)定的比較合適的氣壓值，而為了得到較穩(wěn)定的氣壓，需要進(jìn)行二次氣壓的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)此功能的二次氣壓調(diào)整單元3利用氣壓傳感器的信號(hào)經(jīng)過MCU電路的控制，和設(shè)定值進(jìn)行比較，由MCU電路發(fā)出控制信號(hào)C3控制步進(jìn)電機(jī)的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓的功能，然后再和氣體穩(wěn)壓裝置4的共同作用下，得到合適氣壓的流動(dòng)氣體，根據(jù)氣體通斷控制單元5的控制，可以決定氣體的通斷，即決定是否開始測(cè)試，當(dāng)氣體通斷控制單元5的閥門打開一定時(shí)間后，穩(wěn)定的氣體通過量程擴(kuò)大選擇單元6，可以根據(jù)待測(cè)物所需的測(cè)量范圍事先決定進(jìn)行是否需擴(kuò)大量程的選擇，然后穩(wěn)定的氣體通過氣體流量傳感器及調(diào)理電路和測(cè)量裝置7，輸出氣體到裝有待測(cè)器件的夾具單元8，對(duì)待測(cè)器件進(jìn)行氣密性的檢測(cè)，同時(shí)氣體流量傳感器及相應(yīng)的調(diào)理電路7通過MCU電路9的RS232接口把檢測(cè)到的實(shí)時(shí)流量值傳輸給控制單元10，進(jìn)行用戶控制以及各種數(shù)據(jù)的顯示和分析功能，所述控制單元10包括上位機(jī)程序、用戶控制和顯示程序及界面，同時(shí)控制單元10中的上位機(jī)程序?qū)怏w通斷單元5根據(jù)測(cè)試時(shí)間等要求通過控制信號(hào) C2進(jìn)行控制，而且控制單元10通過控制信號(hào)Cl也對(duì)一次氣壓調(diào)整單元2和穩(wěn)壓裝置4進(jìn)行控制。本實(shí)施例中，一次氣壓調(diào)整單元2以及氣體穩(wěn)壓裝置4均采用公知構(gòu)造的相關(guān)器件，二次氣壓調(diào)整單元3是在公知?dú)鈮赫{(diào)整單元構(gòu)造基礎(chǔ)上進(jìn)行上述相關(guān)設(shè)計(jì)，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說均是很容易理解的，為表述清楚起見，在此不作贅述。在本實(shí)施例中，決定待測(cè)氣體通斷的控制由氣體通斷控制單元5進(jìn)行控制，如圖2 所示。在圖2中，所述氣體通斷控制單元5采用二級(jí)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，由控制單元10給出的控制信號(hào)C2控制電磁閥的開閉，以決定是否開始或結(jié)束測(cè)量，電磁閥的輸入端是一次氣壓調(diào)整裝置2所給出的少量控制用氣體，由此所述少量控制用氣體形成2級(jí)控制信號(hào)，來控制氣控閥的開閉。這樣的二級(jí)控制機(jī)構(gòu)與單獨(dú)電磁閥控制的機(jī)構(gòu)相比，有效避免因電磁閥工作時(shí)間長(zhǎng)而導(dǎo)致的發(fā)熱會(huì)影響到待測(cè)氣體的體積變化，從而確保溫度變化所導(dǎo)致的測(cè)量誤差最小化。圖3是根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的旁路構(gòu)造示意圖。根據(jù)圖3，當(dāng)氣控閥打開后，穩(wěn)定的氣體通過量程擴(kuò)大選擇單元6，可以根據(jù)待測(cè)物所需的測(cè)量范圍進(jìn)行是否需擴(kuò)大量程的選擇，如果不需要，得到的基準(zhǔn)讀數(shù)就是我們所需要的結(jié)果，就是當(dāng)η = 0，即所有氣體都通過了氣體流量傳感器時(shí)的讀數(shù)，如果測(cè)試范圍超過了規(guī)定的流量范圍-400 +400sCCm，可以對(duì)選擇適當(dāng)?shù)呐月窓C(jī)構(gòu)，來擴(kuò)大量程范圍，通過控制旁路結(jié)構(gòu)和進(jìn)入氣體流量傳感器路徑的橫截面積之比η 1，即可得到擴(kuò)大的量程范圍后的讀數(shù)基準(zhǔn)讀數(shù) *(η+1)。這樣，根據(jù)測(cè)試需要，用戶可以對(duì)選擇適當(dāng)?shù)呐月窓C(jī)構(gòu)，來擴(kuò)大量程范圍，從而使得所述氣體泄漏裝置的使用范圍更廣。圖4為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的氣體流量傳感器及調(diào)理電路示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的二次氣壓調(diào)整單元?dú)鈮簻y(cè)量電路圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的氣體泄漏裝置的MCU電路及上位機(jī)通信電路圖。如圖4所示，通過氣體流量傳感器及調(diào)理電路7，對(duì)流量傳感器得到的信號(hào)通過調(diào)理，得到了 Vsen和P0S/NEG兩個(gè)信號(hào)，分別表示測(cè)到的流量值以及氣體的流向(高電平表示氣體正向流動(dòng)，低電平表示氣體反向流動(dòng))，這兩個(gè)信號(hào)都傳入到MCU電路9中。從流量傳感器得到的信號(hào)首先經(jīng)過AD621運(yùn)放電路，進(jìn)行信號(hào)放大，然后通過U4A這個(gè)芯片AD712 組成的調(diào)偏置電路，這部分電路的功能是能通過R5這個(gè)IOK的電阻進(jìn)行調(diào)偏，既保證當(dāng)流量為0的時(shí)候，讀數(shù)為0，由于R6電阻值為2M，遠(yuǎn)大于R7的值1K，所以根據(jù)相關(guān)的電路原理，通過R5進(jìn)行的調(diào)偏作用是微調(diào)的作用。然后電路分為兩路，第一路信號(hào)經(jīng)過U4B這個(gè)芯片AD712和二極管Dl組成的精密整流電路，此部分電路的目的是保證調(diào)偏電路輸出的電壓 (-5V +5V)經(jīng)過整流后得到0 +5V的電壓Vsen信號(hào)，把負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的絕對(duì)值電壓，能更好的滿足單片機(jī)MCU的輸入范圍，為了保證電路的穩(wěn)定性，在精密整流電路后，設(shè)計(jì)了隔離運(yùn)放電路IS0122，使輸出到MCU電路的Vsen信號(hào)不受到前后電路的干擾和影響， 更適合在工業(yè)場(chǎng)合使用；第二路信號(hào)經(jīng)LM393電壓比較器和4N25這個(gè)光耦隔離單元，得到輸入到MCU電路的第二個(gè)信號(hào)-P0S/NEG信號(hào)，當(dāng)調(diào)偏置電路給出的信號(hào)(假設(shè)此電壓信號(hào)為正)通過R3時(shí)，此時(shí)LM393的3腳電壓大于2腳電壓，輸出1腳為開路，這樣4N25的發(fā)光管就沒有電流，三極管截止，這樣P0S/NEG輸出端就得到高電平，表示測(cè)到的氣體流向是正向的。如果當(dāng)調(diào)偏置電路給出的信號(hào)通過R3時(shí)的電壓信號(hào)為負(fù)時(shí)，LM393電壓比較器的 3腳電壓小于2腳電壓，此時(shí)LM393的一腳電壓為-15V，此時(shí)4N25的發(fā)光管就導(dǎo)通，輸出的 P0S/NEG輸出端就得到低電平，表示測(cè)到的氣體流向是反向的。此信號(hào)有助于我們測(cè)試一些工作在小于正常氣壓環(huán)境下的特殊產(chǎn)品。根據(jù)圖5，在二次氣壓調(diào)整電路中，根據(jù)氣體壓力傳感器的輸出，經(jīng)過AD712和 R13，R14，R15組成的調(diào)偏置電路，確保在微調(diào)后能實(shí)現(xiàn)調(diào)零功能。然后經(jīng)過IS0122的隔離運(yùn)放，得到了氣體的壓力值Vpressure，這個(gè)值傳遞給MCU電路。根據(jù)圖6，MCU的控制電路上述測(cè)試氣體的流量信號(hào)Vsen，測(cè)試氣體的流向信號(hào) P0S/NEG以及二次自動(dòng)調(diào)壓時(shí)的氣體壓力信號(hào)Vpressure這三個(gè)輸入信號(hào)，進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)10的RS232通信功能，以及通過步進(jìn)電機(jī)的正反向驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)二次氣壓的自動(dòng)調(diào)壓功能。MCU的控制電路的單片機(jī)可采用具有A/D功能80C51系列的芯片，能直接輸入模擬信號(hào)。輸出信號(hào)有兩部分，第一部分是P3.0和P3. 1腳的串口通信的輸入和輸出信號(hào)，通過 MAX232芯片，實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的串口進(jìn)行通信。第二部分輸出是P2. 0，P2. 1和P2. 2腳，MCU 電路給出了三個(gè)控制信號(hào)DIR，EN和CP信號(hào)，用來對(duì)PLD芯片GAL16V8的控制，根據(jù)自編程的邏輯順序，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，4路控制信號(hào)首先通過TLP621進(jìn)行光耦隔離，再通過 ULN2003A實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)壓功能，如果Vpressure小于用戶設(shè)定的值，則步進(jìn)電機(jī)根據(jù)PLD芯片的邏輯順序，控制氣體的閥門增大，這樣可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加壓，反之，步進(jìn)電機(jī)就反轉(zhuǎn)，減少通過氣體的壓力。這樣有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)二次氣壓的自動(dòng)調(diào)離整。
由上述介紹可以知道，本發(fā)明采用多次氣壓調(diào)整得到穩(wěn)定的待測(cè)氣體流，然后沒有簡(jiǎn)單的直接使用電磁閥進(jìn)行氣體通斷的控制，而是采用了一個(gè)多級(jí)通斷的控制單元來控制氣體通斷的開關(guān)，其次增加了量程擴(kuò)大選擇單元，通過氣體流量測(cè)量裝置，使輸出的氣體到達(dá)裝有待測(cè)器件的夾具單元，克服了以往氣密性測(cè)量中，待測(cè)物必須有一定內(nèi)容積的要求的缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明采用數(shù)據(jù)采集卡和LABVIEW的數(shù)據(jù)采集和控制功能，可非常有效的進(jìn)行監(jiān)控和相關(guān)的管理功能，另外，所述氣體泄漏檢測(cè)裝置在細(xì)節(jié)處均考慮采用隔離技術(shù)和采用儀表放大器，所以具有非常好的抗干擾能力，非常適合于工業(yè)場(chǎng)所的使用，在實(shí)際應(yīng)用中，適當(dāng)變更部件(如旁路機(jī)構(gòu))的參數(shù)，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整輸入氣體的種類及壓力， 根據(jù)待測(cè)物的形狀變更使用具有統(tǒng)一接口的合適夾具，從而滿足更多的應(yīng)用場(chǎng)合。
盡管已示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以設(shè)想，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)設(shè)計(jì)對(duì)本發(fā)明的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述裝置包括工廠壓縮氣體輸入口、氣壓調(diào)整單元、氣體通斷控制單元、量程擴(kuò)大選擇單元、氣體流量傳感器及調(diào)理電路、以及夾具單元，所述工廠壓縮氣體輸入口接收檢測(cè)用壓縮氣體，并將所述檢測(cè)用壓縮氣體傳輸至氣壓調(diào)整單元，氣壓調(diào)整單元調(diào)整檢測(cè)用壓縮氣體的氣壓，在得到適合氣壓的流動(dòng)氣體后，將該適合氣壓的流動(dòng)氣體傳輸至氣體通斷控制單元，氣體通斷控制單元用于決定氣體的通斷，當(dāng)所述氣體通斷控制單元的閥門打開一定時(shí)間后，所述適合氣壓的流動(dòng)氣體傳輸至所述量程擴(kuò)大選擇單元，量程擴(kuò)大選擇單元根據(jù)待測(cè)物所需的測(cè)量范圍決定是否需要擴(kuò)大量程，然后所述適合氣壓的流動(dòng)氣體通過氣體流量傳感器及調(diào)理電路傳輸至裝有待測(cè)器件的夾具單元，所述氣體流量傳感器及調(diào)理電路在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的檢測(cè)的氣體流量值如果超過預(yù)先設(shè)定值，則說明待測(cè)器件氣密性差，如果未超過所述預(yù)先設(shè)定值，則說明待測(cè)器件氣密性良好。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述氣體泄漏檢測(cè)裝置還包括MCU電路以及氣壓穩(wěn)壓裝置，所述氣壓調(diào)整單元包括一次氣壓調(diào)整單元以及二次氣壓調(diào)整單元，所述二次氣壓調(diào)整單元包括氣壓傳感器和步進(jìn)電機(jī)，所述MCU電路控制所述氣壓傳感器測(cè)得的氣壓信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，并由所述MCU 電路控制所述步進(jìn)電機(jī)的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓，然后經(jīng)由氣體穩(wěn)壓裝置的作用， 得到所述合適氣壓的流動(dòng)氣體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述氣體泄漏檢測(cè)裝置還包括控制單元，MCU電路把氣體流量傳感器及調(diào)理電路檢測(cè)到的實(shí)時(shí)氣體流量值傳輸給控制單元，進(jìn)行用戶控制以及顯示和分析。
4.如權(quán)利要求3所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述控制單元包括上位機(jī)模塊、用戶控制模塊和顯示模塊，所述上位機(jī)模塊對(duì)所述氣體通斷單元、一次氣壓調(diào)整單元以及穩(wěn)壓裝置進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求3所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述氣體通斷控制單元包括電磁閥以及氣控閥，其中，所述電磁閥根據(jù)所述控制單元給出的第二控制信號(hào)而開或閉，所述電磁閥的輸入端是一次氣壓調(diào)整單元所給出的少量控制用氣體，所述少量控制用氣體形成二級(jí)控制信號(hào)，來控制所述氣控閥的開閉。
6.如權(quán)利要求3或5所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述量程擴(kuò)大選擇單元具有旁路結(jié)構(gòu)，通過控制流動(dòng)氣體進(jìn)入的旁路結(jié)構(gòu)和氣體流量傳感器路徑的橫截面積之比，從而擴(kuò)大量程范圍。
7.如權(quán)利要求3或5所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述夾具單元包括與氣體流量傳感器及調(diào)理電路匹配的接口以及用于密封住待測(cè)器件的密封單元，所述夾具單元通過所述接口和氣體流量傳感器及調(diào)理電路相連接，所述密封單元與待測(cè)器件的形狀相匹配。
8.如權(quán)利要求7所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于所述氣體流量傳感器及調(diào)理電路中的氣體流量傳感器為具有溫度補(bǔ)償能力的氣體流量傳感器。
9.如權(quán)利要求8所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于 所述檢測(cè)用壓縮氣體為氮?dú)狻?br> 10.如權(quán)利要求9所述的氣體泄漏檢測(cè)裝置，其特征在于當(dāng)檢測(cè)出待測(cè)器件氣密性差時(shí)，所述氣體流量傳感器及調(diào)理電路通過MCU電路向控制單元發(fā)送氣密性差的信息，并由所述控制單元發(fā)出警報(bào)告警。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氣體泄漏檢測(cè)裝置，所述裝置包括工廠壓縮氣體輸入口、氣壓調(diào)整單元、氣體通斷控制單元、量程擴(kuò)大選擇單元、氣體流量傳感器及調(diào)理電路、以及夾具單元，所述工廠壓縮氣體輸入口接收檢測(cè)用壓縮氣體，并將所述氣體傳輸至氣壓調(diào)整單元，在得到適合氣壓的流動(dòng)氣體后，傳輸至氣體通斷控制單元，氣體通斷控制單元打開，穩(wěn)定的氣體傳輸至所述量程擴(kuò)大選擇單元，然后流動(dòng)氣體通過氣體流量傳感器及調(diào)理電路并輸出至夾具單元。本發(fā)明增加了量程擴(kuò)大選擇單元，通過氣體流量測(cè)量裝置，使輸出的氣體到達(dá)裝有待測(cè)器件的夾具單元，克服了以往氣密性測(cè)量中，待測(cè)物必須有一定內(nèi)容積的要求的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M3/26GK102323015SQ20111024349
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者劉正, 張鵬, 王莉, 蔣常炯, 袁華, 陳強(qiáng), 陳雪勤 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)園區(qū)服務(wù)外包職業(yè)學(xué)院