Устройство для испытания изделий на герметичность

 

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 импульса на R-входы первого и второго RS-триггеров. Если изделие герметично, то давления в полостях измерительного остаются неизменными, а мембрана - в исходном положении. Если имеются утечки из давления, 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 уровни логических «1, на его выходе формируется уровень 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 логической «1. На выходе первого элемента И формируется временной интервал, длительность которого определяется величиной течи изделия. Если длительность временного интервала , формируемого на выходе первого элемента И, меньше длительности эталонного интервала, формируемого на выходе формирователя , и соответствуюш,ей допустимой величины негерметичности, то зажигается элемент индикации, указывающий на недопустимую величину течи. При допустимой величине течи второй RS-триггер остается в исходном состоянии. 1 ил. (О (Л ю ьо со 05 to а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (в 4 G 01 М 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3828740/25-28 (22) 05.11.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (72) Г. Ф. Афанасьев и М. М. Сиразетдинов (53) 620.165.29 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 909598, кл. G 01 L 3/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 896444, кл. G 01 M 3/26, 1980. (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 HE уровень логической «1». На выходе второго элемента И формируется уровень логического «О». Процесс испытания изделия начинается с подачи запускающего

„„SU„„1229626 А1 импульса на R-входы первого и второго

RS-триггеров. Если изделие герметично, то давления в полостях измерительного блока остаются неизменными, а мембрана — в исходном положении. Если имеются утечки из давления, 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 уровни логических «1», на его выходе формируется уровень логической «1», который инвертируется вторым элементом HE. Уровень логического «О» поступает на вход второго элемента И и одновременно запускает формирователь эталонного интервала времени, на выходе которого формируется уровень логичес- ж кой «1». На выходе первого элемента И формируется временной интервал, длитель- фф ность которого определяется величиной течи изделия. Если длительность временного интервала, формируемого на выходе первого элемента И, меньше длительности эталонного интервала, формируемого на выходе фор- ° мирователя, и соответствующей допустимой величины негерметичности, то зажигается элемент индикации, указывающий на недопустимую величину течи. При допустимой величине течи второй RS-триггер остается в ис- фЪ ходном состоянии. 1 ил. ЬР

1229626

Изобретение 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 11 и 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 датчик 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 10, 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 пер ваго кл юч а 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

10 !

41

55 элемента НЕ 25 и формирователя 26 эталонного интервала времени. К-входы первого и второго КЯ-триггеров 28 и 29 соединены с входной шиной S-вход первого RS-триггера

28 подключен к выходу второго нульоргана 22, S-вход второго RS-триггера 29 подключен к выходу второго элемента И 27, а выходы второго RS-триггера 29 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 параллельно 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 R S-триггера 28.

Устройство для испытания изделий на герметичность работает следующим образом.

В исходном состоянии мембрана 13 двухполостного 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 и 7 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 диоднорезистор.ных 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 35

1229626

Формула изобретения

55 заперты приложенным обратным напряжением, на выходе первого элемента И 24 устанавливается уровень логического «О», а на выходе второго элемента HE 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 4О— 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 íà R-входы первого и второго

RS-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 KQHTpoëå, 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 13 емкости, образованные частями 15 и 17 левой пластины, возрастают, а емкости, образованные частями 16 и 18 правой пластины,,уменьшаются. 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, определяемую соотношением выходного напряжения первого нуль-органа 21 и напряжения источника питания +Е. 3а счет положительной 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 HE 25. Уровень логического «0» 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 ем5

35 костного датчика положительный уровень н»пряжения устанавливается на выходе второго нуль-органа 22, который инвертируется первым элементом HE 23. При этом ны выходе первого элемента И 24 вновь устанавливается уровень логического «О», диод 33 открывается, а диод 32 закрывается, на н ине питания третьего ключа 4 напряжение возрастает на величину, определяемую соотношением напряжения выходного напряжения второго нуль-органа 22 и напряжс ния источника питания +Е. 3а счет положительной обратной связи создается зона нечувствительности для второго нуль-органа 22. Одновременно выходной сигнал второго нуль-:p гана 22 устанавливае< нс-рвый RS-триггер

28 в единичное состояние, вследствие чего открывается второй электропнс Вмокч»пан 40, шунтируя пневмытическсчо цепь дву полостного измерительного блока 14.

Таким образом, на выходе перво-о элемента И 24 формируется вре. пенной и T<.рвал, длительность которого <:прсдс ляется величиной течи изделия 39. Уроне< ь логического «О» на выходе и<рвсн о элс мечты 11 24 инвертируется вторым элемсн<о 11Е 25, и уровень логической «1» подается на вхо.с второго элемента И 27. Если длительность временного интервала, формируемого на выходе первого элемента И 24, меньше длительности эталонного интервала, формирусмог s и» выходе формирователя 26, и соответствуюпсей допустимой величины негерметичности, то на выходе второго элемента И 27 появляется уровень логической «1», переключающий второй RS-триггер 29 в единичное состояние, при котором зажигается элемент 31 индикации, указывающий на недопустимую величину течи. При допустимой величине течи второй RS-триггер 29 остается в исходном состоянии.

Изобретение обеспечивает более высокую точность измерения течей, так как на:ало 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. Полученный 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 coc 1229626 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 диодно-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 нульорганов 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 RS-триггером, S-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 RS-триггером, R-вход которого соединен с R-входом первого RS-триггера и с шиной пита20 ния первого элемента И, à S-вход соединен с выходом второго элемента И, и двумя элементами индикации, соединенными соответственно с каждым из двух выходов второго RS-триггера, каждая из пластин ем25 костного 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.

1229628

Составитель Л. Вихлян

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 2224/42 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная. 4