Способ контроля герметичности полых изделий

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧКСНИХ СПУБЛИН М 3/Об ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(088.8)видетельст01 М 3/06 СС198 4 ь 4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСИОМУ Св(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ(57) Изобретение относится к спосо"бам контроля герметичности полых из"делий и позволяет повысить точностьи производительностьконтроля. Соединяют эталонную емкость с трубкой,размещенной в жидкости, частично заполняющей сосуд, а изделие - с воздушной частью сосуда, После созданияв эталонной емкости и в иэделии испытательного давления газа и разобщения их измеряют интервалы времени между выделяющимися иэ трубки пузыр -; ками. Момент стабилизации процесса выделения пузырьков определяют по достижению разностью измеренных ин- тервалов значения не больше допустимого. Затем измеряют значения И, интервалов времени, число которых вь- бирают из условия обеспечения допус" тимой ошибки определения негерметичности при заданной величине доверительной вероятности, По Б, интервалам определяют текущую реальную погрешность измерения. Если она больше до" пустимой, измеряют дополнительно М интервалов, число которых выбирают иэ условия обеспечения допустимой ошибки при заданной доверительной вероятности. Повторяют измерение дополнительных И .+, интервалов до тех пор, пока текущая реальная погрешность не станет меньше допустимой, Для усреднения и определения негер" ф метичности используют последние К, интервалов времени, 1 ил.ИзобреГение От 1 ос 1 л 1 ся к "Онтролюгерметичности, конкретно к способамконтроля гермеичнос:,"и с помощьюиспытательной :еды5Цель изабре гения " 1 овыение точН О С ТИ И ПР О И 3 Б О 11Е.1 ЬО С ТКОНТРОЛЯпри. Воздействии случайных событийна процесс стабилизации Уутем сокращения процесса стабилизации,. 1,На чертеже приведена временная диаграмма процесс.- коятаоля,ние разности между интервалами времени, разделяющими моменты выделенияпузырьков1, - д опус тмое з насеие.Оразно ти межцу 1 Итерва,.а;,11 Времени,РЯЭДЕЛ 1 Щ 1 М 1 т О 1," У,; 1. - ,Е 111 ИЯзырьков; 1.- текущая реальная погр 1"шнасть измеения. р, - 11 аптстимое 2 ОЗНЯЧЕ 1 ИЕ ПОГвт,ОС .-:,: 11:.,кЕРЕ 1 ЦЯ; Тзняченфе интзаНа.Ое;,еь 11 ме:-дуаИТЯ 111 31,ВеЯ "ДОВТМЯ "УЕ 1 З 1 ИЧЕС Ч 1 Е З,Ц:. "-1 ИЕ ВЗЛИЧИНЫустанс 1 зин 1 егаг я .:;.1 терваля; .,1, - время 25заполнения: 1 -. Время стабигизации;;, - время выдержки: , - Время измеРениЯ; 1 К " ВРЯЯ контРОлЯЦЕОВОНЯ.;ЯЛ НО 1. ЯЛОН- Ую ЕЛКОСТЬсоединяю с нижней частью сосуда, )частично заполнен:.Ога жидкостью.Затем полость изделия через сосудИ ЗТЙЛОННУЮ Е 1;ОСТ Ь,.ОЕДИКЯЮТ С И 1."ТОчнико сжя".,Ого .:3 я, гри зтОм В1 О 11 Ц В 11, т 1:ЯЮТ : 11;";1 ЫЗ П 11 ЗЫЦЬ Ичастота появления катосх умечьшяется 55за счет уравнивания испытательногодявления В подаст"; Изделия и эталонНай ЕМКОСти ПРИ ИХ ЗЯПОЛНЕНИИ. КОГДЯпроцесс заполнения заканчиваетсяобраз(наи- во з Г шн Ух Ут 1 ъ 13 ь 1в в Щсосуде прекращается., после чего полости изде 1 ия и эталонной емкостиа. ст.; .1 ч.с У 11 Гта;.111 КЯ СтЯТО 1 О .1"Я- -1 О 1-,1 Е В11 Г 111 жас УС, .3.- 45с зчеГ , " 1 1 "Ч.1Сч -,У:1Т 11. 1 ОнОЙ емкос"Яр:-.:.". Оос 1 д,причем В со уже .: жи.ткостью образотсг В;здуц 11,1 е пузырьктл, Церна;ИТ . ВОСТЬ ИНТЕР 13 ЯПЯ МЕ"ЕЦУНЯЧЯЛЬНО Г П 1 Т-.,г; г 1.ТГ - Г1 ЕЕУСЯ В Усл ТдО УРОУЕ,.ЯЧЛС Ебилиэапчя в аисте 1 е за" .ч с,а - , я.величина ук я 1.,е; ъи.иг.,", , - д и -, , с л,и"ч 11 РЧТЕЛЬ 11 О ТЬв угацесс е с уяО 1,и; .я 3 к 1 .интергаля м -ц,:" ч "-" пузырьков превышает некоторое заданное значение, то проверяемое изделие имеет заведомо малые утечки и дальнейший контроль этого изделия проводить нецелесообразно.По окончании процесса стабилиэации, когда среднее значение разности между интервалами, разделяющими момент выделения пузырьков, становится меньше заданной допустимой величины (интервалы принимают установившиеся значения), произ:". т интегрирование величины указа:.1 х интервалон до достижения заданной допустимой погрешности измерения (интегрирования)., Если длительность процесса стабилизации или интегрирования превышает некоторое заданное значение, это свидетельствует о невозможности осуществлечия указанных процессов, Такая ситуация может возникнуть в случае неисправности контрольного оборудования или нарушения технологии контроля, Например. в случае проникновения жидкости из сосуда в трубопроводсоединяющий его с эталонной емкостью или изделием, в процессе стабилизации интервалы времени между моментами выделения пузырьков не принимают установившегося значения, что идентифицируется по длительности процесса стабилизации и т 1 деНусть разность интервалов, разде" ляющих моменты выделения пузырьков в период установившегося значения, не превышает . Определяют значение дисперсий для значений длительностей интервалов, обеспечинающих допустимую ошибку определения негерметичности " погрешность , с доверительной вероятностью Р, .а, а 1 я .,)=+( -" - )=7( - )= Ф( - )=откуда1, Р (/б 1 ) =1-Ргде Г(а-) - Функция распределениядлительности интервалов;а 6; . - значения математического ожидания и среднеквадратичное отклонение длительностиинтервалон соответст,венно,43 з 14428По известному значейию нормальнойфункции распределения г 0( в ) можноб,найти ее аргумент, так, прн Р0,999 гг" (-)=0,001 и у =3. В общемГк я1М случаея(1)д ггде Е, - значение нормальной функциираспределения при заданнойдоверительной вероятности Рг фПо найденному значению б, можно найти минимально необходимое число И, интервалов времени, разделяющих моменты выделения пузырьков, по которым с заданной доверительной вероятностью можно судить о приближении среднего значения длительности интер вала к установившемуся значению.Это число интервалов равноу (у 2Я и (2)1 в 25 где Н - число контролируемых интервалов в процессе стабилизацииБ - значение распределения Стьюдента при заданной доверительной вероятностн.Подставив значение (1) в (2), по- лучают(3)г35где И, - число последних контролируемых интервалов, для которыхусредняются значения разности между величинами интервалов, разделяющих моменты 40выделения пузырьков в процессе стабилизации,При Р, = 0 999 0,=5 г 2,Для осуществления процесса стабилизации принимают В, 6 - ближайшее 45большое целое значение к расчетному.Таким образом, среднее значениеразности между величинами интервалов,разделяющих моменты выделения пузырьков в процессе стабилизации, вычисля Оется по.формулеМ 1-.а (Т 1 -Т )е погрешность измерения, получаемую в результате интегрирования измеренных значений интервалов времени между моментами выделения пузырьков. Оптимально такой контроль необходимо про" изводить после получения каждого нового результата измерения, Однако, исходя из реальных технических ограничений, накладываемых на реализацию предлагаемого способа, время, непосредственно затрачиваемое на определение укаэанной погрешности, может оказаться большим, чем длительность интервала, разделяющего моменты выде" ления пузырьков, что в таком случае приводит к резкому снижению произво" дительности, Поэтому представляется целесообразным производить расчет необходимого для достижения требуемой допустимой погрешности измерения объема результатов измерений, его накопление и только затем контроль погрешности. Указанная последовательность приемов позволяет сократить требуемое число вычислений погрешности интегрирования до нескольких единиц при получении необходимого эффекта, Для определения требуемого времени интегрирования первоначально необходимо оценить значения математического ожидания и дисперсии результатов измерений. Для этого осуществляется процесс выдержки системы, на протях:ении которого накапливается некоторое предварительное число значений интервалов времени между моментами выделения пузырьков. Очевидно, что если результат измерения интервала не отличается больше чем на величинуот некоторого среднего значения, а величина о не превышает допустимой погрешности измерения, то интегрирование можно не производить, в противном случае оно необходимо.Таким образом, по величинес доверительной вероятностью Р можно судить о необходимом минимальном объеме фиксируемых интервалов времени между моментами выделения пузырьков.Воэможность предварительной оценки погрешности среднего значения результатов интегрирования доказывается следующим образом.где Т; - -е значение интервала заБ, последних измерений.Для обеспечения минимально необхо" димого времени на измерения целесообразно контролировать текущую реальную Число указанных интервалов, необходимых для осуществления выдержки, можно найти из расчетных зависимостей, аналогичных используемым для вывода формулы (3).(4)где И - число накапливаемых интервалов в процессе вьдержки;Я, Ь - значения нормальной функциираспределения Стьюдента позаданной доверительной вероятности Р 4,10Очевидно, при Р, =Р =0,999 имеютЯ Х 6.Накопив в процессе вьдержки значения интервалов, разделяющих моментывыделения пузырьков, можно оценитьнеобходимое дополнительное число Иинтервалов, которые должны быть проконтролированы для достижения требуемой погрешности интегрирования.Математическое ожидание а=Т результатов измерения интервалов и несмещенную оценку дисперсии О можно- йрассчитать по формуламйТ =а -Х 1;1МО = (; Х 2 - Иа 2)1 (б)1:1где К, - -й результат измерения интервала времени между моментами вьделения пузырьков;И - суммарное с момента окончания стабилизации число интервалов времени, раэделяю 35щих моменты образования пузырьков.Объем результатов измерения интервалов, который необходимо .накопитьдля достижения погрешности; можно 4 Ооценить по формулеубей1Игде Б - значение распределения Стью 45дента.Если к этому времени уже накопленоБ результатов измерения интервалов,то 1-о дополнительное число интервалов определяется по формуле8 250и -( - )2(7)Реально принимают в качестве до"полнительного числа интервалов, разделяющих моменты вьделения пузырьков, 55наименьшее положительное целое число,ближайшее к расчетному значению И ,После накопления значений интегрирования при отсчете дополнительного числа пузырьков, соответствующих до" полнительному числу интервалов времени между ними, можно подсчитать 3-ю текущую погрешность измеренияпо формуле(8)Если полученное в результате интегрирования значение Г )накап)иофливается дополнительное число интер"валов И(З+1) по форм;. (7) и процессизмерения продолжается до тех пор,пока не выполняется условие- тИоПри выполнении указанного условиярезультат интегрирования значенийинтервалов времени между моментамивьделения пузырьков снимается в видезначения а,Предлагаемый способ позволяет повысить производительность контроля,так как позволяет осуществлять оперативную диагностику контрольных процессов путем регистрации ситуаций,приводящих к невозможности реализации способа, а также уменьшить времяконтроля изделий с заведомо малымивеличинами утечек.1Формула изобретенияСпособ контроля герметичности полых изделий путем соединения эталонной емкости с нижней частью сосуда, частично заполненной жидкостью, а изделия - с верхней его частью и с эталонной емкостью, создания в иэделии эталонной емкости одинакового испытательного давления газа, разобщения их, измерения интервалов времени между вьделяющимися из эталонной емкости в жидкость пузырьками газа, регистрации момента стабилизации и значения установившихся интервалов времени и по ним определения негерметичности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля при воздействии случайных событий на процесс стабилизации, момент стабилизации определяют по достижению разностью измеренных интервалов времени значения не больше допустимого, измеряют значения М, интервалов времени, число которых выбирают из условия обеспечения допустимой ошибки определения негерметичности при заданной величине доверительной вероятности, определяют по ним текущую реальнуюСоставитель Л.Овсянниковаедактор И,Горная Техред И,Дидык Корректор В. Бутяг Подписное 8 Тираж 847 ВНИИПИ Государствепо делам изобрет 113035, Иосква, Ж,каз б 374/3 ного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4/ роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна 1442843 8погрешность измерения, при превышении ти, повторяют измерение Х , интерва"11ею допустимой погрешности измерения лов до тех пор, пока текушая реальная дополнительно измеряют И интервалов погрешность измерения не станет мень- времени, число которых вйбирают из5ше допустимой а за установившиесяФусловия обеспечения допустимой ошибки интервалы времени принимают Я последпри заданной доверительной вероятнос- них измеренных интервалов,