Устройство для испытания изделий на герметичность

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1 М 3/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ(57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет обеспечить более высокую точность измерения течей путем исключения влияния на точность измерения положения мембраны и повышения стабильности параметров индуктивного и емкостного датчиков, т.к. результаты измерения не зависят от характеристик элементов, изменения условий окружающей среды и питающих напряжений. Изделие соединяют с источником избыточного давления и с двухполостным измерительным блоком. В исходном положении мембрана занимает крайнее правое по схеме положение. При этом на выходе первого элемента И устанавливается уровень логического О, а на выходе второго элемента НЕ уровень логической 1. На выходе второго элемента И формируется уровень логического О. Процесс испытания изделия начинается с подачи запускающего 801229626 импульса на К-входы первого и второгоК 8-триггеров. Если изделие герметично, тодавления в полостях измерительного блокаостаются неизменными, а мембрана - в исходном положении. Если имеются утечки издавления, то мембрана смещается в сторону меньшего давления, при этом емкости, образованные пластинами в одной полости, возрастают, а емкости, образованные пластинами в другой полости, уменьшаются. На входы первого элемента И поступают уровнилогических 1, на его выходе формируетсяуровень логической 1, который инвертируется вторым элементом НЕ. Уровень логического О поступает на вход второго элемента И и одновременно запускает формирователь эталонного интервала времени, на выходе которого формируется уровень логичес- Жкой 1. На выходе первого элемента И ,рформируется временной интервал, длитель- ЯГность которого определяется величиной течиизделия. Если длительность временного интервала, формируемого на выходе первогоэлемента И, меньше длительности эталонного интервала, формируемого на выходе фор-мирователя, и соответствующей допустимойвеличины негерметичности, то зажигаетсяэлемент индикации, указывающий на недопустимую величину течи. При допустимой величине течи второй К 8-триггер остается в ис- фЪходном состоянии. 1 ил. ЬРИзобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям полых изделий на герметичность манометрическим методом.Цель изобретения - повышение точности измерения течей.На чертеже приведена принципиальная схема устройства,Устройство для испытания изделий на герметичность содержит генератор 1 импульсов, первый и второй ключи 2 и 3, входы которых соединены с противофазными выходами генератора 1 импульсов, третий ключ 4, вход которого соединен с входом первого ключа 2, первую диодно-резисторную цепь, состоящую из диода 5 и резистора 6, вторую диодно-резисторную цепь, состоящую из диода 7 и резистора 8, третью диодно-резисторную цепь, состоящую из диода 9 и резистора 10 и четвертую диодно-резисторную цепь, состоящую из диода 1и резистора 12. Аноды диодов 5 и 9 первой и третьей диодно-резисторных цепей подключены к выходам соответственно первого 2 и третьего 4 ключей, катоды диодов 7 и 11 второй и четвертой диодно-резисторных цепей подключены к выходу второго ключа 3, Емкостный дат. чик перемещения мембраны 13 двухполостного измерительного блока 14 выполнен дифференциальным, пластины которого размещены в полостях двухполостного измерительного блока 14, причем каждая из пластин разделена на две неравные части 15, 16 и 17, 18. Большие и равные по площади части.15 и 16 пластин подключены к точкам соединения соответственно диода 5 и резистора 6, диода 11 и резистора 2 первой и четвертой диодно-резисторных цепей, меньшие и равные по площади части 17 и 18 пластин подключены к точкам соединения соответственно диода 9 и резистора 1 О, диода 7 и резистора 8 третьей и второй диодно-резисторных цепей. Входы первого и второго фильтров 19 и 20 низких частот подключены к точкам соединения соответственно резисторов 6, 8 и 10, 12 диодно-резисторных цепей. Вход первого нуль-органа 21 подключен к выходу первого фильтра 19 низких частот, выход соединен с шиной первого ключа 2.Вход второго нуль-органа 22 подключен к выходу второго фильтра 20 низких частот, выход соединен с шиной питания третьего ключа 4. Вход первого элемента НЕ 23 подключен к выходу второго нуль-органа 22, выход соединен с одним из входов первого элемента 24 И, другой вход которого подключен к выходу первого нуль-органа 21, а выход соединен с выходной шиной устройства, Вход второго элемента НЕ 25 подключен к выходу первого элемента И 24, вход формирователя 26 эталонного интервала времени подключен к выходу второго элемента НЕ 25, а входы второго элемента И 27 подключены к выходам второго 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 41 50 элемента НЕ 25 и формирователя 26 эталонного интервала времени. К-входы первого и второго КЯ-триггеров 28 и 29 соединены с входной шиной 5-вход первого Ю-триггера 28 подключен к выходу второго нуль- органа 22, Ь-вход второго КЬ-триггера 29 подключен к выходу второго элемента И 27, а выходы второго КЯ-триггера,9 соединены с элементами 30 и 31 индикации. Диоды 32 - 35 обеспечивают развязку выходов нуль-органов 21 и 22 с источником питания +Е (не показан), а диод 36, включенный последовательна с источником питания - Е (не показан), температурную компенсацию параметров диодов 32 и 34, нестабильность которых вызывает разбаланс мостовых схем, образованных диодно-резисторными цепями.Пневматическая цепь устройства включает источник 37 избыточного давления, соединенный через первый электропневмоклапан 38 с одной из полостей двухполостного измерительного блока 14, другая полость которого соединена с испытуемым изделием 39, Пневматический канал второго электрапневмоклапана 40 включен параллель. но двухполостному измерительному блоку 14. Электрическая цепь первого электропневмоклапана 38 подключена к шине внешней системы управления (не показана), а электрическая цепь второго электропневмоклапана 40 связана с инверсным выходом первого К 5-триггера 28.Устройство для испытания изделий на герметичность работает следующим образом.В исходном состоянии мембрана 13 двух- полостного измерительного блока 14 занимает крайнее правое по схеме положение, при котором емкости, образованные мембраной 13 и частями 16 и 18 правой пластины емкастного датчика, превосходят по величине емкости, образованные мембраной 13 и частями 15 и 17 левой пластины. Части 15 и7 пластины запитываются положительными импульсами напряжения с выходов соответственно первого и третьего ключей 2 и 4 через первую и третью диодно-резисторные цепи. Части 16 и 18 пластин запитываются отрицательными импульсами напряжения с выхода второго ключа 3 через вторую и четвертую диодно-резисторные цепи При этом в точках соединения диодов 5, 7, 9 и 1 и резисторов 6, 8, 10 и 12 формируются импульсы напряжения с длительностью спада, определяемой емкостью, образованной мембраной 13 и соответствующей частью пластины емкостного датчика.Таким образом, в исходном состоянии схемы при идентичных параметрах диоднорезисторных цепей на выходах первого и второго фильтров 19 и 20 низких частот формируются отрицательные уровни напряжения На выходах первого и второго нуль-органов 21 и 22 формируются также отрицательные уровни напряжения. Диоды 33 и 3540 45 50 формула изобретения 55 заперты приложенным обратным напряжением, на выходе первого элемента И 24 устанавливается уровень логического О, а на выходе второго элемента НЕ 25 - уровень логической 1. На выходе второго элемента И 27 формируется уровень логического О, поскольку отсутствует напряжение на выходе формирователя 26 эталонного интервала времени. В исходном положении первый электропневмоклапан 38 находится в закрытом, а второй электропневмоклапан 40 - в открытом состоянии. С открытием первого электропневмоклапана 38 в изделие 39 от источника 37 избыточного давления подается испытательное давление. Процесс испытания изделия 39 начинается с подачи запускающего импульса на К-входы первого и второго Ю-триггеров 28 и 29, которые устанавливаются в исходное нулевое состояние. При этом зажигается элемент 30 индикации, указывающий на соответствие изделия 39 техническим условиям при допусковом контроле, а второй электропневмоклапан 40 закрывается.Если изделие 39 герметично, то давления в полостях измерительного блока 14 остаются неизменными, а мембрана 13 - в исходном положении. Если имеются утечки из изделия 39, то мембрана 13 смегцается в сторону меныпего давления (на чертеже справа налево). В процессе перемещения мембраны 3 емкости, образованные частями 15 и 17 левой пластины, возрастают, а емкости, образованные частями 16 и 18 правой пластиныуменынаются, В момент равенства емкостей, образованных частями 15 и 18 пластин емкостного датчика, выходное напряжение первого фильтра 19 низких частот становится равным нулю, а на выходе первого нуль-органа 21 устанавливается напряжение положительной полярности. Диод 35 открывается, а диод 34 закрывается, и на шине питания первого ключа 2 напряжение возрастает на величину, определяе. мую соотношением выходного напряжения первого нуль-органа 21 и напря. жения источника питания +Е. За счет по. ложительной обратной связи возникает зона нечувствительности, определенная указанным соотношением напряжений и предотвращающая обратное переключение первого нуль-органа 21 под воздействием помех.На входы первого элемента И 24 поступают уровни логических 1 с выхода первого нуль-органа 21 и с выхода первого элемента НЕ 23, и на его выходе формируется уровень логической 1, который инвертируется вторым элементом НЕ 25. Уровень логического О поступает на вход второго элемента И 27 и одновременно запускает отрицательным фронтом формирователь 26 эталонного интервала времени, на выходе которого формируется уровень логической 1. В момент равенства емкостей, образованных частями 16 и 17 пластин ем 5 1 О 15 20 25 30 35 костного датчика положительный уровень н- пряжения устанавливается на выходе второго нуль-органа 22, который инвертируется первым элементом НЕ 23. При этом на выходе первого элемента И 24 вновь устанавливается уровень логического О, диод 33 открывается, а диод 32 закрывается, на нине питания третьего ключа 4 напряжение возрастает на величину, определяемую соотношением напряжения выходного напряжения второго нуль-органа 22 и напряжения источника питания +Е. За счет положительной обратной связи создается зона нечувствительности для второго нуль-органа 22. Одновременно выходной сигнал второго нуль-ор гана 22 устанавливае первый К 8-триггер 28 в единичное состояние, вследствие чего открывается второй электропнсвмоклпан 40, шунтируя пневматическую цепь двухполостного измерительного блока 14.Таким образом, на выходе первого элемента И 24 формируется вре.:сизой интер вал, длительность которого определяется величиной течи изделия 39. Уровгл ь логического О на выходе первого элем.чта 11 24 инвертируется вторым элеменом 11 Г, и уровень логической 1 подается на вход второго элемента И 27. Если длительность временного интервала, формируемого на выходе первого элемента И 24, меньше длительности эталонного интервала, формируемого и выходе формирователя 26, и соответствук 1 щси допустимой величины негерметичности, то на выходе второго элемента И 27 появляется уровень логической 1, переклочающий второй КЯ-триггер 29 в единичное состояние, при котором зажигается элемент 31 индикации, указывающий на недопустимую величину течи. При допустимой величине течи второй К 8-триггер 29 остается в исходном состоянии. Изобретение обеспечивает более высокую точность измерения течей, так как начало и конец измерения интервала времени определяются моментами равенства соответствующих пар емкостей датчика, т.е. моменгами уравновешенного состояния мостовых схем, образованных элементами устройства, и не за висят от характеристик других элементов, изменяющихся условий окружающей среды и питающих напряжений. Г 1 олученный временной интервал может быть преобразован в цифровой код, удобный для отсчета и регистрации. Устройство для испытания изделий на герметичность, содержащее источник избыточного давления, двухполостной измерительный блок с мембраной, одна полость которого соединена с источником избыточного давления, а другая предназначена для сое.динения с изделием, и емкостной датчик перемещения мембраны, пластины которого размещены в полостях двухполостного измерительного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено генератором импульсов, первым и вторым ключами с шинами питания, входы ключей соединены с выходами генератора импульсов, первой диодно- резисторной цепью, анод диода которой соединен с выходом первого ключа, второй диод- но-резисторной цепью, катод диода которой соединен с выходом второго ключа, первым фильтром низких частот, вход которого соединен с резисторами первой и второй диодно-резисторных цепей, первым нуль-органом, вход которого соединен с выходом первого фильтра низких частот, третьим ключом с шиной питания, вход третьего ключа соединен с входом первого ключа и с выходом генератора импульсов, третьей диодно-резисторной цепью, анод диода которой соединен с выходом третьего ключа, четвертой диодно-резисторной цепью, катод диода которой соединен с выходом второго ключа, вторым фильтром низких частот, вход которого соединен с резисторами третьей и четвертой диодно-резисторных цепей, вторым нуль-органом, вход которого соединен с выходом второго фильтра низких частот, а выходы первого и второго нуль- органов соединены соответственно с шинами питания первого и третьего ключей, первым элементом НЕ, вход которого соединен с выходом второго нуль-органа, первым элементом И с шиной питания и выходной шиной, первый вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, второй вход - с выходом первого элемента НЕ, а выход соединен с выходной шиной, электропневмоклапаном, пневматическая цепь которого соединена с полостями двухполостного измерительного блока, первым КЬ-триггером, Ь-вход которого соединен с выходом второго нуль-органа, а инверсный выход соединен с электрической цепью электропневмоклапана, вторым элементом НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента И, формирователем эталонного интервала времени, вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, вторым элементом И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, а второй вход - с выходом формирователя эталонного интервала времени, вторым КЯ-триггером, К-вход которого соединен с К-входом первого К:5-триггера и с шиной пита ния первого элемента И, а 5-вход соединен с выходом второго элемента И, и двумя элементами индикации, соединенными соответственно с каждым из двух выходов второго КЯ-триггера, каждая из пластин емкостного датчика перемещения мембраны выполнена в виде двух неравных по площади частей, большая и меньшая части одной пластины соединены соответственно с точкой соединения диодов и резисторов первой и третьей диодно-резисторных цепей, а большая и меньшая части другой пластины соединены соответственно с точкой соединения диодов и резисторов четвертой и второй диодно-резисторных цепей.лян Реда Зака мчи р Н, Яцола224/42ВНИИПИпо113035, Мфилиал ППП Составитель Л. ВиТехред И. Верес Тираж 778Государственного комитет ела м изобретений и откр сква, Ж - 35, Раушская н Патент, г. Ужгород, ул. КорректорПодписноеСССРийд. 4/5Проектная. 4