氣密檢漏儀的壓力傳感器校準(zhǔn)

楊磊

(廣東省計(jì)量科學(xué)研究院，廣東 廣州510405)

1 背景

1.1 氣密性檢漏儀介紹

氣密性檢漏儀主要用來(lái)測(cè)試工件的密封性。本文針對(duì)的是常見(jiàn)的干式檢漏儀，基本原理為:對(duì)于一個(gè)密閉容器，向其容積內(nèi)充入一定質(zhì)量的壓縮空氣，使其內(nèi)部壓力達(dá)到檢測(cè)時(shí)需要的壓力，假設(shè)該密閉容器無(wú)泄漏，并且與外界無(wú)熱量交換，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這個(gè)密閉容器的內(nèi)部壓力會(huì)保持在檢測(cè)壓力;如果該容器有泄漏，其內(nèi)部壓力必定會(huì)不等于檢測(cè)壓力，檢測(cè)這段時(shí)間內(nèi)的壓力變化，可推導(dǎo)出該密閉容器的泄漏參數(shù)。詳細(xì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)圖1。

圖1 檢漏儀技術(shù)指標(biāo)

有不少客戶使用該設(shè)備檢測(cè)生產(chǎn)出的工件，該設(shè)備后面有兩個(gè)輸出口，一個(gè)接標(biāo)準(zhǔn)工件，另一個(gè)接被測(cè)工件。客戶在使用過(guò)程中，一般直接設(shè)定好參數(shù)，比如根據(jù)工件的特性，設(shè)定密封測(cè)試時(shí)的壓力值，平衡時(shí)間，檢測(cè)時(shí)間等，重要的是設(shè)置規(guī)定時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)工件和被測(cè)工件之間的壓力差值作為判斷工件合格與否的標(biāo)準(zhǔn)。而該壓力差值是通過(guò)差壓傳感器來(lái)測(cè)得的。

1.2 存在問(wèn)題

對(duì)該儀器的壓力校準(zhǔn)問(wèn)題，之前采用的方式是費(fèi)力拆開(kāi)機(jī)箱，通過(guò)分析內(nèi)部氣路布局和走向，直接找到其中的壓力傳感器并拆掉其原連接管路進(jìn)行校準(zhǔn)，且其差壓傳感器隱藏較深不易拆卸而放棄校準(zhǔn)。拆卸耗時(shí)較多，且不小心會(huì)傷到儀器，如何快速方便地校準(zhǔn)該壓力及差值呢?

2 解決方案

通過(guò)分析儀器的工作原理可知，該儀器工作過(guò)程分幾個(gè)步驟。在外部供氣穩(wěn)定并設(shè)置完成后，按下啟動(dòng)鍵，該儀器要按順序做做以下幾個(gè)步驟的工作:①準(zhǔn)備;②充氣;③平衡;④延遲;⑤檢測(cè);⑥排氣。

2.1 直壓傳感器的校準(zhǔn)

在儀器的充氣和平衡階段進(jìn)行。將檢漏儀后面板的兩個(gè)輸出端口中的一個(gè)即標(biāo)準(zhǔn)工件接口堵上，被測(cè)工件接壓力標(biāo)準(zhǔn)器，并將壓力標(biāo)準(zhǔn)器置于測(cè)量狀態(tài)。在氣源穩(wěn)定狀態(tài)下，調(diào)節(jié)前面板壓力調(diào)節(jié)按鈕，設(shè)定儀器輸出氣源壓力也即工件測(cè)試壓力。在充氣階段完成后的平衡階段，直壓傳感器就直接與被測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)工件接口處聯(lián)通，因此，在被測(cè)工件處測(cè)得的壓力值即是直壓傳感器的壓力值，通過(guò)不斷調(diào)節(jié)設(shè)定檢測(cè)輸出壓力值，即可完成直壓傳感器的校準(zhǔn)工作。

2.2 差壓傳感器的校準(zhǔn)

差壓傳感器檢測(cè)原理如圖2 所示。

在儀器的檢測(cè)階段進(jìn)行。將檢漏儀后面板的兩個(gè)輸出端口都打開(kāi)，分別將標(biāo)準(zhǔn)工件端口作為差壓高壓端口，被測(cè)工件端口作為差壓低壓端口。以上述方式將差壓高低壓端口與相應(yīng)量程的差壓測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)連接好。

圖2 差壓式檢測(cè)氣動(dòng)回路

通過(guò)儀器前面板壓力調(diào)節(jié)按鈕，將儀器輸出測(cè)量壓力源設(shè)定為零壓力。為避免設(shè)定壓力過(guò)低引起報(bào)警，通過(guò)儀器面板設(shè)定測(cè)量壓力下限值為零，之后將檢測(cè)階段的時(shí)間設(shè)定到最大值99.9 s，以方便在該階段有充足時(shí)間校準(zhǔn)差壓傳感器的示值誤差等。

根據(jù)儀器工作原理，在檢測(cè)階段，儀器連通差壓傳感器的兩端到被測(cè)工件和標(biāo)準(zhǔn)工件，因此在該兩端測(cè)得的差壓值即是儀器差壓傳感器的差壓值，與標(biāo)準(zhǔn)差壓壓力值比較即可進(jìn)行校準(zhǔn)工作。

3 總結(jié)

該種非常規(guī)的基于壓力測(cè)量原理的儀器越來(lái)越普遍。這種儀器的特點(diǎn)是構(gòu)造較精密測(cè)量原理較復(fù)雜，并輔以軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和運(yùn)算。如何能快速便捷地校準(zhǔn)其壓力參數(shù)，改變以往常拆卸儀器才能校準(zhǔn)的做法，無(wú)論從效率上還是從安全性上都是值得研究的問(wèn)題。

本文是針對(duì)該類型的儀器的壓力參數(shù)的校準(zhǔn)問(wèn)題，提出一種思路，從儀器的原理分析入手，模擬儀器實(shí)際工作過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中尋找解決問(wèn)題的思路。從實(shí)際效果來(lái)看，提高了工作效率。

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