氣密檢漏儀依據(jù)的物理原理是氣體的狀態(tài)方程

其中，P是氣體絕對壓強（Pa），V的氣體的體積（m3），m是氣體質(zhì)量（g），T是氣體開氏溫度（K），M是標準狀態(tài)下空氣平均摩爾質(zhì)量（g/mol），R是摩爾氣體常量（J/K·mol）。其中M的數(shù)值是28.8g/mol，R是8.31J/k·mol。

這個公式描述了氣體的壓力、體積、溫度和質(zhì)量四個物理量之間的關(guān)系。

一．體積變化

實際測試過程中，完整的體積由被測工件內(nèi)部的體積和測試管路的體積兩部分構(gòu)成。

在這兩部分體積中，一般不可避免存在形變材料。例如管路材料受壓后會發(fā)生膨脹，密封材料受壓后會被擠壓。所以一般在充氣結(jié)束后，即使整個空間沒有泄漏發(fā)生，也能觀察到空間內(nèi)的壓力在緩慢變小，最后趨向于平衡。這個緩慢變小的過程就是形變材料受到壓力后形狀變化導致的。

壓力變化的公式如下：

例如：對1升的測試容積，如果在測試階段變化1ml，由此而產(chǎn)生的壓差變化200 Pa。10ml的測試容積，一個芝麻粒大小的容積變化，產(chǎn)生壓差變化80Pa。測試管路要盡可能短，前面已經(jīng)分析過，測試時壓力變化的空間是工件內(nèi)部的空間VT和測試管路空間VD的總和。如果能夠減小VD，則泄漏時產(chǎn)生的壓力變化將更加明顯，這就有利于工件泄漏的甄別。

1.管路材料必須彈性小和形變快。管路材料和密封材料如果形變太慢，會嚴重影響測試中平衡的時間，降低測試的效率。建議選用硬尼龍管。

2.在對產(chǎn)品進行封堵的時候，太厚的密封墊會使得密封缸不能完全壓到底，容易受到震動及缸體氣源的影響?？罩玫拿芊庀鹌な艿娇諝獾膲嚎s會產(chǎn)生緩慢的壓縮影響測試容積。采用合適尺寸的O型圈密封或密封墊密封產(chǎn)品并對密封圈設(shè)置擋塊以防止其發(fā)生微小變動。

二．溫度變化

工件內(nèi)部溫度變化：假定工件沒有發(fā)生任何泄漏，但內(nèi)部溫度改變了，則根據(jù)氣體狀態(tài)方程可得

這是一個等容的變化過程，T是開氏溫度，P是絕對壓力。這個公式表示內(nèi)部壓力會隨著溫度的升高而增加，隨著溫度的降低而減少。如果以25℃、0.7MPa作為測試標準，大氣壓為0.1MPa，工件容積為250ml，充氣5s、平衡時間30s、測試時間5s，測得有1.5ml/min的泄漏率。然后由于某個原因，溫度降低了0. 1℃，代入公式，可以計算得到壓力下降了268.3Pa，換算成泄漏率是8ml/min，在日常生活中，0. 1℃溫度的變化人類是無法感知的，但其引起的幾百帕壓力的變化，足以誤導測量結(jié)果出現(xiàn)誤判了。絕對真空的情況下，由于P值為0，所以壓力不受溫度變化的影響? 測試誤差是隨著測試壓的增大成正比增加。測試壓力越接近真空，誤差越小。

1.外部溫度對工件內(nèi)部溫度的影響，比如：夏天空調(diào)或風扇對測試工位的直吹、測試工位靠近窗口受到陽光的直射、布置在外的氣源管經(jīng)過陽光照射后進入車間直接用于測試工位、溫度較低時操作員工的人體溫度等。都會對測試產(chǎn)品帶來一定的影響。管路材料需要隔熱處理。管路材料如果不能隔熱，則設(shè)備的溫度會干擾到測試氣源的溫度，導致測試結(jié)果的不穩(wěn)定。

消除辦法:避免溫度的直接影響，測試工位遠離熱源；管路做隔熱處理。

2.機加工出來的工件經(jīng)過簡單清洗直接進入測試工位，工件本身還帶有較高的溫度。冬天放在室外的工件直接拿到室內(nèi)后就進行測試。帶有較高溫度的工件在進行測試時會對充入的氣體持續(xù)較長時間的加熱，在測試階段產(chǎn)品內(nèi)部的空氣壓力會不降反升，測試結(jié)果出現(xiàn)負值。直接由低溫環(huán)境拿到高溫環(huán)境測試的產(chǎn)品，由于溫度的差別，和測試時間的不同可能會出現(xiàn)泄漏量變大，也可能會出現(xiàn)測試負值的不同現(xiàn)象。

消除辦法：放置自然回復。對帶有溫度或低于測試環(huán)境溫度的產(chǎn)品放置直至其回復到正常測試環(huán)境溫度。常用也是最有效的方式，但需要周轉(zhuǎn)測試產(chǎn)品或添加冷卻工位。

3.充氣過程中氣體分子摩擦會導致熱量產(chǎn)生，根據(jù)氣體方程PV=nRT，可知會導致測試腔體內(nèi)部壓力升高，當充氣結(jié)束后溫度又會緩慢恢復到正常的室溫，因此充氣結(jié)束后的穩(wěn)壓時間如果不充分，即到測試階段腔體內(nèi)部溫度仍出于下降的回復期，那么由此溫度下降所導致的壓力下降就會直接反映到儀器所測試的泄漏量中，在測試階段泄漏量由大變小直至趨于穩(wěn)定。

消除辦法：延長穩(wěn)壓時間。使測試腔體內(nèi)部溫度自然趨于外部溫度后再進入測試階段。這是常用的最直接有效的方式，缺點在于對于有些比如內(nèi)部空間較大或塑料件之類的不易導熱的產(chǎn)品，在充氣結(jié)束后產(chǎn)品內(nèi)部的溫度可能需要很長的時間才能回復到正常溫度。這樣會導致測試節(jié)拍變長影響生產(chǎn)效率。對內(nèi)部空間較大的產(chǎn)品在做測試密封工裝時盡量填充減小測試腔體容積，從而使溫度回復時間縮短。在測試參考端加與測試產(chǎn)品相同的對比件或儲氣罐，以抵消相同的溫度變化。或者對溫度變化引起的壓降進行補償。

4.測試完成后產(chǎn)品內(nèi)部的氣體被排出時會帶走產(chǎn)品及密封工裝上的部分溫度。如果馬上對同一件產(chǎn)品進行二次測試，就會出現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部氣體溫度先被降低后穩(wěn)壓時升高回復的狀態(tài)，這會導致測試階段腔體內(nèi)部壓力有微小的上升狀態(tài)，會抵消部分原有的泄漏量。會造成對同一件產(chǎn)品做重復性測試時，會出現(xiàn)測試結(jié)果一次比一次變小的現(xiàn)象，如果多次測量中間間隔時間不完全一樣還會出現(xiàn)測試結(jié)果反復的現(xiàn)象。

消除辦法：對同一件產(chǎn)品做重復性測試時，兩次測試之間需要間隔足夠的時間以使產(chǎn)品回復正常的測試狀態(tài)，每次測試的間隔時間最好一致。在對設(shè)備做重復性測試時，可選用多個產(chǎn)品循環(huán)測試的方式進行。對于一些指標比較小，重復性比較高的產(chǎn)品來說，在設(shè)計工裝時可考慮使用硬性樹脂類材料作為直接接觸的密封夾具避免使用導熱性較好的金屬材料。

外界環(huán)境溫度變化：0.7MPa作為測試標準，大氣壓為0.1MPa，工件容積為250ml，充氣5s、平衡時間30s、測試時間5s，測得有1.5ml/min的泄漏率；換到10°和35°分別測量，得出下表測量結(jié)果。

測試壓力與標準一致，但測試溫度分別是10℃和35℃，可以看到結(jié)果相比標準A，分別改變了-5.03%和3.35%。這就是說，在冬天時測試的結(jié)果會偏小，漏檢的概率增加，而夏天時測試結(jié)果會偏大，但是相對于工件內(nèi)部的穩(wěn)定變化的影響來說，影響率要小很多。所以本文主要考慮因素還是工件內(nèi)部溫度的變化。

三．其他因素

1.氣源的穩(wěn)定性

測試工位處于用氣量較大的車間環(huán)境中、雙工位或多工位測試臺使用同一氣管源。測試過程中，如果測試工位附近用氣量減小，則氣源壓力會增加使氣缸內(nèi)的壓力有微小的增加會導致氣缸下壓力度增大，密封的腔體容積減小，腔體內(nèi)部壓力增大，此時若處于測試極端那么測試結(jié)果將會變小或出現(xiàn)負值。如果外部用氣量增大，則氣源壓力會下降，會導致密封腔回縮容積變大，測試結(jié)果就會突然變大。因此氣源不穩(wěn)定會對測試結(jié)果的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

消除辦法：對密封缸體行程作限位處理?；給測試工位用氣加儲氣罐；使測試工位氣缸用氣壓力低于氣源壓力，以減少氣源壓力波動帶來的影響。

2.測試產(chǎn)品對空氣的吸附性

對于一些材質(zhì)密度較小或存在小孔的產(chǎn)品（比如碳罐）來說，首次測試后產(chǎn)品內(nèi)部可能吸附有壓縮的空氣，如果馬上進行二次測試由于已吸附的空氣不能馬上排出，可吸附的空氣也會越來越少。對這類產(chǎn)品做連續(xù)的重復性測試，會導致測試結(jié)果越來越小。

消除辦法：連續(xù)測試同一件產(chǎn)品需要之間需要足夠的間隔時間,或選取多件產(chǎn)品循環(huán)測試。

3.測試氣體含水量

測試用氣體如果干燥處理不合格，導致其中出現(xiàn)水分，水汽在測試管路中凝結(jié)，會導致測試管路的有效體積VD變小。在這種情況下測試，泄漏的數(shù)值將會偏大，導致誤判的概率增加。若水汽未發(fā)生凝結(jié)，由于水汽摩爾質(zhì)量小于干燥空氣的摩爾質(zhì)量，使用這種氣體進行測試會引起測試結(jié)果偏小，導致誤判的概率增加。

消除辦法：首先，測試用的氣體必須經(jīng)過除水和除塵的處理。配置外部排氣閥防止微塵水油等堵塞測試管路，損壞測試儀表和測試裝置。

四.此外在日常氣密儀的使用上給出如下建議：

1.定期檢查并清理密封圈2.設(shè)置合理的平衡時間3.選擇合理的校準標定時間

編輯：黃飛

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