Устройство для поиска мест негерметичности
Владельцы патента RU 2599412:
Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство (RU)
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Гермес" (АО "НИИ "Гермес") (RU)
Изобретение относится к устройствам для поиска мест негерметичности изделий. Сущность: устройство включает контрольную течь (1) с линейной шкалой (7) и течеискатель (10) со щупом (9). Контрольная течь (1) и течеискатель (10) соединены с электронным устройством (5). На щуп (9) течеискателя (10) установлено приспособление (11) с чувствительным элементом, соединенное с электронным устройством (5). Электронное устройство (5) выполнено с возможностью определения и контроля скорости перемещения щупа (9). Технический результат: повышение вероятности обнаружения дефектов. 3 ил.
Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано в ракетно-космической, электронной, атомной промышленности, машиностроении, где требуется поиск мест негерметичности испытуемых изделий.
При проведении поиска мест негерметичности методом щупа объектов, заполненных пробным газом, важное значение имеет скорость перемещения щупа по контролируемой поверхности, так как течеискательные средства имеют определенную достижимую динамическую чувствительность испытаний, которая определяется при использовании контрольных течей по соотношению (ОСТ 92-1527-89 «Изделия отрасли. Методы испытаний на герметичность с применением масс-спектрометрических течеискателей»):
,
где SД - динамическая чувствительность испытаний при скорости перемещения щупа V, м3·Па/с;
QТ - поток пробного газа от контрольной течи, м3·Па/с;
αmin - минимальный достоверно регистрируемый сигнал течеискателя (может быть до 10% шкалы прибора), ед. изм.;
αТ - максимальная реакция течеискателя при прохождении щупа над выходным отверстием при скорости перемещения V, ед. изм.
При различной скорости перемещения щупа чувствительность испытаний будет соответственно разной, при этом поиск негерметичности, чтобы не пропустить утечку, необходимо проводить с такой динамической чувствительностью, которая будет соответствовать значению допустимой величины негерметичности. Так как скорость перемещения щупа течеискателя при поиске мест негерметичности всецело зависит от испытателя, т.е. от человеческого фактора, то предлагаемое техническое решение направлено на получение объективного результата испытаний и повышения надежности функционирования контролируемых изделий.
Известна контрольная течь с линейной шкалой и цифровой индикацией значения скорости перемещения по ней щупа течеискателя (ПМ РФ №149700, G01F 13/00). Однако данное устройство не позволяет контролировать значение скорости перемещения щупа, которой необходимо оператору придерживаться в процессе поиска места негерметичности, что влияет на объективность результата испытаний.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению может быть принято решение, используемое в масс-спектрометрических течеискателях типа ТИ1-30, ТИ1-50 в составе со щупом, имеющих графическую, цифровую индикацию потока пробного газа и звуковую (световую) сигнализацию (Руководство по эксплуатации ТФИЯ.406239.016-01 РЭ на масс-спектрометрический течеискатель ТИ1-30 компании ОАО «Завод «Измеритель», г. Санкт-Петербург). Недостатком является то, что индицируемое значение потока пробного газа от течи может изменяться или вовсе быть неопределенным при различной скорости перемещения щупа вдоль линейной шкалы.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности определения места утечки пробного вещества при поиске мест негерметичности путем обеспечения объективности результатов испытаний при требуемой динамической чувствительности контроля герметичности.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для поиска мест негерметичности, включающем контрольную течь с линейной шкалой, соединенную с электронным устройством, течеискатель со щупом, согласно изобретению, на щуп течеискателя, который сообщен с электронным устройством, установлено приспособление с чувствительным элементом также соединенное с электронным устройством, позволяющим определять и контролировать скорость перемещения щупа при требуемом значении динамической чувствительности контроля герметичности.
Отличительным признаком устройства является установка на щуп течеискателя, который сообщен с электронным устройством, приспособления с чувствительным элементом, также соединенного с электронным устройством. Объективность результатов испытаний достигается за счет того, что электронное устройство рассчитывает скорость перемещения щупа, а при получении с течеискателя сигнала на реакцию от потока пробного газа рассчитывает и динамическую чувствительность при данной скорости перемещения щупа, сохраняет полученное значение скорости и чувствительности в памяти. Таким образом, при поиске мест негерметичности электронным устройством контролируется требуемая скорость перемещения щупа течеискателя.
Сравнение заявляемого технического решения - устройства для поиска мест негерметичности - с уровнем техники по научно-технической литературе и патентным источникам показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна.
Заявляемое решение может быть промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость».
Конструкция устройства иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - пример схемы контроля герметичности изделия с применением данного устройства.
Устройство для поиска мест негерметичности включает контрольную течь, состоящую из корпуса 1, представляющего собой емкость, которая служит для заполнения и хранения пробного газа (например, гелия). В корпус 1 контрольной течи герметично устанавливаются проницаемый элемент 2 (стеклянный или металлический капилляр, пористый материал, диффузионно-проницаемый элемент и т.п.), служащий для создания стабильного потока пробного газа, заправочный клапан 3, предназначенный для заполнения течи пробным газом, датчик давления 4, к которому присоединено электронное устройство 5 с жидкокристаллическим дисплеем 6. На контрольную течь устанавливается линейная шкала 7 с выходным отверстием 8 напротив проницаемого элемента 2. Линейная шкала 7 представляет собой прямоугольную площадку, предназначенную для имитации контролируемой поверхности (например, сварного шва).
На щуп 9 течеискателя 10 устанавливается приспособление 11 с чувствительным элементом, который состоит из принимающей (приемник) и передающей (излучатель) частей. Течеискатель 10 и приспособление 11 сообщены с электронным устройством 5. Звуковой 12 и (или) световой 13 сигнализаторы также соединены с электронным устройством 5. Сигнализаторы 12, 13 служат для подачи сигнала при превышении скорости перемещения щупа 9 течеискателя 10 по контролируемому изделию.
Основным элементом устройства является приспособление 11 с чувствительным элементом, устанавливаемое на щуп 9 течеискателя 10. С помощью приспособления 11 возможно определять скорость перемещения щупа 9 как по поверхности линейной шкалы 7 контрольной течи, так и по поверхности контролируемого на герметичность изделия.
Чувствительный элемент приспособления 11 предназначен для передачи электрического сигнала с определенной частотой на электронное устройство 5 при прохождении щупа 9 течеискателя 10 по поверхности линейной шкалы 7 или изделия 17 (см. фиг. 3) и может быть фотоэлектрического, электромагнитного, оптико-электронного или другого типа.
Электронное устройство 5 служит для приема электрических сигналов с приспособления 11 с чувствительным элементом, течеискателя 10 и датчика давления 4 и определения значений скорости перемещения щупа (V), потока пробного газа (QT), динамической чувствительности (SД), которые индицируются на дисплее 6.
Пример расположения приспособления 11 с чувствительным элементом, установленного на щуп 9 течеискателя 10, показан на фиг. 2. К щупу 9 прикреплен вращающийся диск 14, в котором установлен излучатель 15. При перемещении щупа 9 по линейной шкале 7 или контролируемой поверхности диск 14 вращается и излучатель 15 передает сигнал на приемник 16, с которого сигнал поступает в электронное устройство 5. В этом случае скорость перемещение щупа V, мм/с, рассчитывается по соотношению:
,
где R - радиус вращающегося диска, мм;
n1 - количество оборотов (сигналов с излучателя);
τi - время i-ro сигнала с чувствительного элемента, с;
τi-1 - время предыдущего (i-1)-го сигнала с чувствительного элемента, с.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Приспособление 11 с чувствительным элементом устанавливается на щуп 9 течеискателя 10. После включения электронного устройства 5, течеискателя 10 и выхода его на режим, щуп 9 течеискателя 10 подводится к началу линейной шкалы 7 контрольной течи, нажимается кнопка на электронном устройстве 5 для определения скорости перемещения щупа 9 и одновременно оператор начинает перемещать щуп 9 с равномерной скоростью вдоль линейной шкалы 7. При прохождении щупа 9 напротив выходного отверстия 8 пробного газа с течеискателя 10 на электронное устройство 5 поступает максимальный выходной сигнал течеискателя (αТ) при данной скорости перемещения щупа 9. Скорость перемещения щупа 9 определяется электронным устройством 5 по результатам обработки полученных сигналов с чувствительного элемента приспособления 11. В электронное устройство 5 постоянно поступает выходной сигнал с датчика давления 4. Электронное устройство 5 определяет значение потока пробного газа. Также в память электронного устройства 5 введено значение минимального достоверно регистрируемого сигнала течеискателя (αmin), например, значение, равное 10% шкалы регистрирующего прибора.
По полученной максимальной реакции течеискателя (αТ) при прохождении щупа 9 над выходным отверстием 8 электронное устройство 5 определяет динамическую чувствительность течеискателя 10 при данной скорости перемещения щупа 9. После обработки результатов электронным устройством 5 на дисплее 6 выводится достижимая динамическая чувствительность течеискания (SД), скорость перемещения щупа (V), поток пробного газа (QT).
При недостаточной чувствительности течеискания операция по перемещению щупа 9 вдоль линейной шкалы 7 повторяется с меньшей скоростью, при этом повторное нажатие кнопки на электронном устройстве 5 обнуляет предыдущее значения скорости и динамической чувствительности. Если оператора удовлетворяют полученные значения достижимой чувствительности течеискателя, то в память электронного устройства 5 вводится определенная при этом оптимальная скорость перемещения щупа 9 нажатием кнопки.
При поиске места негерметичности на изделии 17 (фиг. 3) электронным устройством 5 постоянно контролируется скорость перемещения щупа 9 по поверхности, и показания текущей скорости индицируются на дисплее 6. Оператор должен выдерживать требуемую скорость перемещения щупа 9, чтобы не пропустить утечку пробного газа из изделия через негерметичность. При превышении требуемой скорости перемещения щупа 9 звучит предупреждающий звуковой и (или) световой сигнал через сигнализирующие приборы 12 и 13, сообщенные с электронным устройством 5.
Таким образом, применение данного устройства для поиска мест негерметичности позволит объективно проводить контроль герметичности изделия при поиске мест утечки пробного газа, не превышая допустимой скорости перемещения щупа, т.е. повысить вероятность обнаружения дефекта и надежность.
Устройство для поиска мест негерметичности, включающее контрольную течь с линейной шкалой, соединенную с электронным устройством, течеискатель со щупом, отличающееся тем, что на щуп течеискателя, который сообщен с электронным устройством, установлено приспособление с чувствительным элементом, также соединенное с электронным устройством, позволяющим определять и контролировать скорость перемещения щупа при требуемом значении динамической чувствительности контроля герметичности.
