專利名稱：一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在各種工業(yè)系統(tǒng)及汽車工業(yè)中，高壓及真空工作環(huán)節(jié)較為常見。對于很多元器件尤其是閥類元器件如汽車發(fā)動機常見的噴油器等都存在著一定的許用泄漏量，這些元件的泄漏量及許用泄漏量在很多情況下都是極其微量的，通過傳統(tǒng)方法很難檢測或者檢測成本相對較高。目前已有的檢測設(shè)備已有較多，如超聲波檢測泄漏，這種方法對于氣體的泄漏檢測較為有效但其檢測的下限也非常的高，其檢測原理是探測氣體泄漏時發(fā)出的特定頻率的機械波振動，這種方法對于及其微量的滲漏是無能為力的。還有就是針對特定化學(xué)性質(zhì)氣體的濃度進行檢測。這種方法的局限性是可以探測到特定氣體的濃度，但不能準(zhǔn)確估計泄漏量，因為泄漏出的氣體很難被控制在一定的體積內(nèi)。此外，對于絕大多數(shù)不燃、無毒及化學(xué)反應(yīng)不敏感的氣體或液體目前現(xiàn)有技術(shù)還無法進行檢測。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)不僅解決了傳統(tǒng)泄漏量測試系統(tǒng)測試精密度不高的問題，實現(xiàn)快速、精密測量，同時滿足對氣體、液體密封元件的通用化測量，且可以精確計算單位時間元器件的泄漏量。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，包括壓力供給系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、保壓測試系統(tǒng)、泄壓安全系統(tǒng)及整機控制系統(tǒng)，其中所述的壓力供給系統(tǒng)為被測試元件提供高于測試要求的高壓液體動力，所述的加壓系統(tǒng)為被測試元件提供一個模擬的工作環(huán)境，所述的調(diào)壓系統(tǒng)可以精確調(diào)整被測試元件要求的壓力差環(huán)境，進一步逼近被測試元件的工作壓力環(huán)境，所述的保壓測試系統(tǒng)可通過檢查保壓環(huán)境下測試液體的壓強變化來測算保壓環(huán)境下液體的泄漏量，所述的加壓系統(tǒng)包括一個溢流閥、兩個壓力傳感器、一個電磁換向閥、一個單向閥、一個儲液器、一個壓力控制開關(guān)及若干管路，所述的調(diào)壓系統(tǒng)包括兩個溢流閥、兩個電磁換向閥、一個單向閥、一個液控單向閥、一個壓力傳感器、一個儲液器，所述的保壓測試系統(tǒng)包括一個壓力傳感器、一個儲液器、一個單向閥、一個液控單向閥、一個可觀察的壓力表及被測試元件，所述的泄壓安全系統(tǒng)包括一個液控單向閥、一個電磁換向閥、一個溢流閥，所述整機控制系統(tǒng)包括總控制器、通訊總線及接口電路、以及分布在各分系統(tǒng)部件內(nèi)的各種傳感器和電子控制單元，各分系統(tǒng)內(nèi)部的各種傳感器和電子控制單元通過接口電路與總控制器連接。本實用新型的檢測方法如下第一步將被測試元件安裝在測試頭上，固定，密封好。如果被測試元件內(nèi)部有很多空氣，還需要啟用自動排氣功能，通過測試油的沖洗達到排出內(nèi)部氣體的作用。[0008]第二步將被測試元件需密封的兩端建立一定的壓強差，這個壓強差在一定范圍可以根據(jù)需要調(diào)整。第三步將高壓部分的管路進行密封，從而形成一個獨立于外部的高壓源且無外界壓力的持續(xù)補充。第四步對高壓部分的管路在一定時間內(nèi)或者一定壓力范圍內(nèi)進行壓降測試。系統(tǒng)對被測試元件泄漏量的檢查正是基于液體可以微量壓縮的原理。液體的體積彈性模量也就是液體可壓縮率的倒數(shù)是描述液體性質(zhì)的一個重要的物理量，是表征液體材料力學(xué)性質(zhì)的一個重要參數(shù)，其決定了一系列液體材料的物理性能，本測試系統(tǒng)正是利用了這一原理。液體的壓縮率在一般情況下都是忽略的，但在本系統(tǒng)中要精確計算。液體的可壓縮率k:液體的彈性模量是可壓縮率的倒數(shù)
Av其中k為測試油可壓縮率；外為保壓狀態(tài)下測試油容積m為被測試元器件泄漏量；Ap為保壓狀態(tài)下測試油壓強變化；κ為測試油彈性模量。系統(tǒng)內(nèi)密封環(huán)境的體積、是根據(jù)預(yù)估的被測試元件的泄漏量進行設(shè)計的，體積過大則壓降偏小，體積過小有可能壓降劇烈。系統(tǒng)中測試油彈性模量K可通過實驗獲得，系統(tǒng)壓降通過壓力傳感器測量，則泄漏量Δν可計算得到
Δν = - 絲 0
K 0本實用新型的有益效果是采用上述系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)不僅解決了傳統(tǒng)泄漏量測試系統(tǒng)測試精密度不高的問題，實現(xiàn)快速、精密測量，同時滿足對氣體、液體密封元件的通用化測量，且可以精確計算單位時間元器件的泄漏量。本實用新型可進一步設(shè)置為所述壓力供給系統(tǒng)的壓力源可由本系統(tǒng)自帶的變頻液壓泵提供，也可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)由外界壓力源提供。本實用新型還可進一步設(shè)置為所述的儲液器內(nèi)設(shè)有過濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和位液指
示裝置。本實用新型還可進一步設(shè)置為還包括漏液回收管路及過濾裝置。
圖1是本實用新型系統(tǒng)總成結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型系統(tǒng)啟動模式示意圖；圖3是本實用新型系統(tǒng)加壓模式示意圖；[0025]圖4是本實用新型系統(tǒng)調(diào)壓模式示意圖；圖5是本實用新型系統(tǒng)保壓測試模式示意圖；圖6是本實用新型系統(tǒng)泄壓模式示意圖；圖7是本實用新型系統(tǒng)待機模式示意圖。其中1為主油箱，2為液位計，3為吸油口過濾器，4為溫度計，5為電動機，6為油泵，7為溢流閥，8為壓力表，9為三位四通電磁換向器，10為單向閥，11為儲液器，12為壓力繼電器，13為液控單向閥，14為兩位四通電磁換向閥，15為被測試元件。
具體實施方式
本實用新型提供了一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，包括壓力供給系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、保壓測試系統(tǒng)、泄壓安全系統(tǒng)及整機控制系統(tǒng)，其中所述的壓力供給系統(tǒng)為被測試元件15提供高于測試要求的高壓液體動力，所述的加壓系統(tǒng)為被測試元件15提供一個模擬的工作環(huán)境，所述的調(diào)壓系統(tǒng)可以精確調(diào)整被測試元件15要求的壓力差環(huán)境，進一步逼近被測試元件15的工作壓力環(huán)境，所述的保壓測試系統(tǒng)可通過檢查保壓環(huán)境下測試液體的壓強變化來測算保壓環(huán)境下液體的泄漏量，所述的加壓系統(tǒng)包括一個溢流閥7、兩個壓力表8、一個三位四通電磁換向器9、一個單向閥10、一個儲液器11、一個壓力控制開關(guān)及若干管路，所述的調(diào)壓系統(tǒng)包括兩個溢流閥7、一個三位四通電磁換向器9、一個兩位四通電磁換向閥14、一個單向閥10、一個液控單向閥13、一個壓力表8、一個儲液器11，其中加壓系統(tǒng)與調(diào)壓系統(tǒng)共用一個溢流閥7、一個壓力表8、一個三位四通電磁換向器9、一個單向閥10、一個儲液器11、一個壓力控制開關(guān)及相應(yīng)管路，所述的保壓測試系統(tǒng)包括兩個壓力表8、一個儲液器11、一個單向閥10、一個液控單向閥13、被測試元件15，所述的泄壓安全系統(tǒng)包括一個液控單向閥13、一個兩位四通電磁換向閥14、一個溢流閥7，所述整機控制系統(tǒng)包括總控制器、通訊總線及接口電路、以及分布在各分系統(tǒng)部件內(nèi)的各種傳感器和電子控制單元，各分系統(tǒng)內(nèi)部的各種傳感器和電子控制單元通過接口電路與總控制器連接。所述壓力供給系統(tǒng)的壓力源可由本系統(tǒng)自帶的變頻液壓泵提供，也可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)由外界壓力源提供。所述的儲液器內(nèi)設(shè)有過濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和位液指示裝置。所述的加壓系統(tǒng)由總控制器控制的三位四通電磁換向器9調(diào)節(jié)，加壓程度可以任意調(diào)節(jié)。所述調(diào)壓系統(tǒng)調(diào)壓閾值由總控制器控制三位四通電磁換向器9進而控制液控單向閥13完成。所述的調(diào)壓系統(tǒng)包括回液系統(tǒng)，所述的回液系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有防止系統(tǒng)壓力突變和脈動的兩位四通電磁換向閥14及溢流閥7。所述保壓測試系統(tǒng)的保壓回路中只有一個單向閥10和一個液控單向閥13與外界連通，避免了保壓過程中的系統(tǒng)自泄露，提高測量精密度，所述的保壓測試環(huán)境預(yù)留了多參數(shù)可調(diào)測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)保壓密封容積，測試液體類型及單位時間壓力下降值等可以綜合判斷被測試元件15的泄漏量，如果給出驗收條件還可以直接作為檢查儀器使用，保壓測試系統(tǒng)容積需根據(jù)被測試元件15允許的泄漏量進行調(diào)整，調(diào)整的目的是使得選擇傳感器和壓力表量程等參數(shù)時更有針對性。本測試系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)有漏液回收管路及吸油口過濾器3，對于泄漏出元件的測試液體可以進行回收再利用。本實用新型的工作流程如下1.啟動測試系統(tǒng)如圖1和2所示為測試系統(tǒng)啟動后工作原理，當(dāng)整機啟動按鈕按下后，整機控制系統(tǒng)進行自檢，如各個系統(tǒng)無異常則進入啟動程序。此時如液位計2和溫度計4無異常則電動機5啟動，油泵6開始供油。電動機5轉(zhuǎn)速由變頻器根據(jù)整機控制系統(tǒng)要求來定，一般來說啟動轉(zhuǎn)速相對較低以達到節(jié)能目的。測試用油經(jīng)吸油口過濾器3和油泵6進入測試管路。此時，溢流閥7處于開度最小狀態(tài)不溢流，測試油經(jīng)三位四通電磁換向器9中路回流主油箱1，壓力表指示為零。2.系統(tǒng)進入加壓工作狀態(tài)如圖1和3所示為測試系統(tǒng)啟動后進入加壓狀態(tài)的原理圖，加壓狀態(tài)是測試整個過程的一個必要步驟，當(dāng)需要對被測試元件15進行測試的時候，需首先將被測試元件15裝夾到測試頭后開啟測試按鈕，總控制器將引導(dǎo)系統(tǒng)自動完成加壓、調(diào)壓、測試及泄壓等一系列操作。當(dāng)進入加壓操作狀態(tài)后，電動機5根據(jù)加壓需求自動調(diào)整加壓轉(zhuǎn)速，一般來說如果被測試元件15要求的測試壓力高，加壓轉(zhuǎn)速就相對較高，測試壓力低，加壓轉(zhuǎn)速也相對較低。這樣的設(shè)計可以有效地縮短整個測試時間，提供效率并節(jié)約能源。加壓狀態(tài)下，三位四通電磁換向器9的閥芯右移，測試油進入測試環(huán)境的通路被打開，此時高壓測試油充滿了測試環(huán)境管路。當(dāng)測試油壓力超過預(yù)設(shè)的測試壓力值時，三位四通電磁換向器9將自動閥芯左移，此時測試油通往測試管路的通道被封閉，測試油從回油管回流到主油箱1。3.系統(tǒng)進入調(diào)壓狀態(tài)在加壓狀態(tài)結(jié)束后，總控制器將調(diào)整系統(tǒng)迅速進入調(diào)壓狀態(tài)調(diào)整測試管路內(nèi)測試油壓力。如圖1和4所示為測試系統(tǒng)啟動后進入調(diào)壓狀態(tài)的原理圖，此時加壓電動機5以極低速轉(zhuǎn)動以降低能耗并同時提供液控單向閥13動能。三位四通電磁換向器9閥芯繼續(xù)左移，調(diào)壓支路開啟。根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力限制，多余的測試油將由液控單向閥13溢出經(jīng)兩位四通電磁換向閥14從溢流閥7回流到主油箱1。經(jīng)過液控單向閥13的調(diào)整，測試環(huán)境內(nèi)管路壓力被精確定位在要求的壓力值，以便進入下一個測試環(huán)境。4.系統(tǒng)進入保壓測試狀態(tài)這個狀態(tài)是整個工作流程中最重要的一個環(huán)節(jié)也是直接得出合格性結(jié)論的一個環(huán)節(jié)。如圖1和5所示為測試系統(tǒng)啟動后進入保壓測試狀態(tài)的原理圖，此時的測試油被一個單向閥10和一個液控單向閥13完全封閉，如不考慮被測元器件的泄漏，要求系統(tǒng)自身的泄漏量為零。在這個狀態(tài)下，測試的方法有兩種。一種以單位時間的被封閉的測試油壓強下降值為堅持標(biāo)準(zhǔn)，即在單位規(guī)定的時間內(nèi)，如5分鐘內(nèi)，液壓的下降值必須少于某在設(shè)計值就認為系統(tǒng)合格；另一種方法是考察在下降單位壓強的情況下所需的時間，即在測試環(huán)境內(nèi)測試油下降單位壓強，如Ibar所需的時間。當(dāng)以第一種測試方法進行工作時，總控制器在測試初始時候開始計時，根據(jù)被測試元件15要求在規(guī)定時間如5分鐘的時候停止計時并測量液體壓強的下降值，通過上面的公式可以方便的計算出被測試元件15的泄漏量。其中，測試液體的彈性模量可以根據(jù)實驗或者查手冊獲得。5.系統(tǒng)進入泄壓狀態(tài)在測試完畢后，系統(tǒng)會顯示測試結(jié)果之后自動進行泄壓操作以便進入下一個測試環(huán)節(jié)。如圖1和6所示為測試系統(tǒng)啟動后進入泄壓狀態(tài)的原理圖，此時加壓電動機5以極低速轉(zhuǎn)動以降低能耗并同時提供液控單向閥13動能。三位四通電磁換向器9閥芯左移，泄壓支路完全導(dǎo)通，多余的測試油將由液控單向閥13溢出經(jīng)兩位四通電磁換向閥14從溢流閥7回流到主油箱1。泄壓操作的作用是降低測試環(huán)境內(nèi)壓力，方便拆卸被測試元件15，降低操作危險性。6.系統(tǒng)待機在泄壓操作后，系統(tǒng)需自動進入一個待機環(huán)境以便于下一次測試操作可以迅速啟動。如圖1和7所示為測試系統(tǒng)啟動后進入泄壓狀態(tài)的原理圖，當(dāng)泄壓操作完成后，總控制器將測試系統(tǒng)調(diào)整為待機低功耗模式。此時電動機5及油泵6以怠速泵油，電機轉(zhuǎn)速由變頻器根據(jù)整機控制系統(tǒng)要求來定，較低的轉(zhuǎn)速是考慮到節(jié)能。測試用油經(jīng)過油經(jīng)吸油口過濾器3和油泵6進入測試管路。此時，溢流閥7處于開度最小狀態(tài)不溢流，測試油經(jīng)三位四通電磁換向器9中路回流主油箱1，壓力表指示為零。如長時間無需使用測試系統(tǒng)，可以直接斷電停機即可。本測試系統(tǒng)的優(yōu)越性在于其高度的靈敏性。通常情況下測試液體的彈性模量都非常的大，如一般油基測試液其K值高達1.Γ2Χ IO3Mpa,所以即時泄漏量極端微小，乘以K值后也被放到了數(shù)億倍，再配以高精度壓力傳感器就可以探知極其微量的泄漏了。為了提高測試系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，必須要求系統(tǒng)內(nèi)部自密封性要好，不得有泄漏或者自泄漏量遠低于被測試元件15的泄漏量。在本實用新型中，專門設(shè)計了一個單向閥10和一個液控單向閥13對被測試油進行密封。本實用新型中的整機控制系統(tǒng)將以預(yù)先設(shè)定好的程序工作，自動檢測時間、壓強變化等參數(shù)并計時泄漏量情況，較以往的產(chǎn)品直接檢測泄漏量更加準(zhǔn)確、高效。與現(xiàn)有直接檢測泄漏物質(zhì)的技術(shù)相比，本實用新型在機理上占有較大優(yōu)勢。
權(quán)利要求1.一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，其特征在于包括壓力供給系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、保壓測試系統(tǒng)、泄壓安全系統(tǒng)及整機控制系統(tǒng)，其中所述的壓力供給系統(tǒng)為被測試元件提供高壓液體動力，所述的加壓系統(tǒng)為被測試元件提供一個模擬的工作環(huán)境，所述的調(diào)壓系統(tǒng)可以精確調(diào)整被測試元件要求的壓力差環(huán)境，進一步逼近被測試元件的工作壓力環(huán)境，所述的保壓測試系統(tǒng)可通過檢查保壓環(huán)境下測試液體的壓強變化來測算保壓環(huán)境下液體的泄漏量，所述的加壓系統(tǒng)包括一個溢流閥、兩個壓力傳感器、一個電磁換向閥、一個單向閥、一個儲液器、一個壓力控制開關(guān)及若干管路，所述的調(diào)壓系統(tǒng)包括兩個溢流閥、兩個電磁換向閥、一個單向閥、一個液控單向閥、一個壓力傳感器、一個儲液器，所述的保壓測試系統(tǒng)包括一個壓力傳感器、一個儲液器、一個單向閥、一個液控單向閥、一個可觀察的壓力表及被測試元件，所述的泄壓安全系統(tǒng)包括一個液控單向閥、一個電磁換向閥、一個溢流閥，所述整機控制系統(tǒng)包括總控制器、通訊總線及接口電路、以及分布在各分系統(tǒng)部件內(nèi)的傳感器和電子控制單元，各分系統(tǒng)內(nèi)部的傳感器和電子控制單元通過接口電路與總控制器連接
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，其特征在于所述壓力供給系統(tǒng)的壓力源可由本系統(tǒng)自帶的變頻液壓泵提供，也可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)由外界壓力源提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，其特征在于所述的儲液器內(nèi)設(shè)有過濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和位液指示裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，其特征在于還包括漏液回收管路及過濾裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種密封元件微泄漏量的測試系統(tǒng)，包括壓力供給系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、保壓測試系統(tǒng)、泄壓安全系統(tǒng)及整機控制系統(tǒng)，其中所述的壓力供給系統(tǒng)為被測試元件提供高于測試要求的高壓液體動力，所述的加壓系統(tǒng)為被測試元件提供一個模擬的工作環(huán)境，所述的調(diào)壓系統(tǒng)可以精確調(diào)整被測試元件要求的壓力差環(huán)境，進一步逼近被測試元件的工作壓力環(huán)境，所述的保壓測試系統(tǒng)可通過檢查保壓環(huán)境下測試液體的壓強變化來測算保壓環(huán)境下液體的泄漏量，該測試系統(tǒng)不僅解決了傳統(tǒng)泄漏量測試系統(tǒng)測試精密度不高的問題，實現(xiàn)快速、精密測量，同時滿足對氣體、液體密封元件的通用化測量，且可以精確計算單位時間元器件的泄漏量。
文檔編號G01F22/02GK202177417SQ20112014943
公開日2012年3月28日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者周斯加, 李峰平, 龍江啟 申請人:溫州大學(xué)