气密性测试装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种气密性测试装置及气密性测试方法。其中，气密性测试装置包括气密性测试单元、气动单元及控制单元，所述气密性测试单元具有密封腔体，所述气动单元包括气源和传感器，所述控制单元根据所述传感器检测出的气压，算出在所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压之后所述密封腔体内的气压在预先确定的时间内的变化量。根据本发明的气密性测试装置，如果待测试产品的壳体存在泄露，则密封腔体内的气压发生变化，根据气压的变化值可以判断出待测试产品的泄露是否达到要求。本发明的气密性测试装置适用于手机或其它手持电子商品的生产防水测试要求和IP67，IP68的研发。
【专利说明】气密性测试装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种气密性测试装置及利用该气密性测试装置进行的气密性测试方 法，特别是用于测试例如手机的电子产品的防水气密性的气密性测试装置及测试方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品电气性能的发展，具有防水性能的通信产品等的应用范围越来越广 泛，对此各行业相关产品的质量和安全性能检验也日显重要，而气密性的检验则是保证产 品质量和安全防水性能的重要手段。
[0003] 已知一种移动通信终端的气密性测试装置，其包括移动通信终端机壳，移动通信 终端机壳上有一个测试孔，气源输出的气体流相继通过减压阀和充气开关后，经过所述的 测试孔进入移动通信终端内部，气压传感器一端通过充气管道与所述的测试孔相通，另一 端连接到一个压力显示仪，使用气压调节装置把气体流调定所需测试气压值，当手机内部 进入保压状态之后，观察压力显示仪的气压值变化，从而判断手机气密测试是否合格，保证 移动通信终端产品的防水质量。
[0004] 然而，以上所述防水手机的整机气密性检测技术使用带测试孔的机壳，从测试孔 吹一定压力的气体来模拟产品在水中受到的压力，根据吹入气体的变化量来判断手机是否 漏气。该方案有以下弊端：第一，此种从内部吹气产生的是正压，产品内部压力比外表面要 高，与实际产品受压相反，影响测试效果；第二，开孔壳体与实际装配壳体不一致，影响产品 最终测试准确性；第三，测试过程中会将空气中的灰尘带入手机内部。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种气密性测试装置，其不需要在测试产品 上开孔进行测试，直接模拟产品放置到一定深度水中的压力状况和泄露状况进行测试。
[0006] 本发明通过如下技术方案实现：一种气密性测试装置，其中，所述气密性测试装置 包括气密性测试单元、气动单元及控制单元，所述气密性测试单元具有用于容纳待测试产 品的密封腔体，所述气动单元包括用于使所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压的气 源和用于检测所述密封腔体内气压的传感器，所述控制单元与所述气动单元连接，且所述 控制单元根据所述传感器检测出的气压，算出在所述密封腔体内的气压达到预先设定的气 压之后所述密封腔体内的气压在预先确定的时间内的变化量。
[0007] 作为上述技术方案的进一步改进，所述气密性测试装置还包括分析及显示单元， 所述分析及显示单元与所述控制单元连接以根据所述密封腔体内的气压在预先确定的时 间内的变化量得出气密性测试结果和显示测试信息。
[0008] 作为上述技术方案的进一步改进，所述气密性测试装置包括至少一个所述气密性 测试单元和至少一个所述气动单元，所述分析及显示单元为计算机，所述控制单元与所述 分析及显示单元通过RS232通讯接口连接。
[0009] 作为上述技术方案的进一步改进，所述预先设定的气压为对应于根据IEC34-5电 机防护等级的防水级别的气压。
[0010] 作为上述技术方案的进一步改进，所述密封腔体包括密封下模、密封上模及进气 连接器，所述密封下模与所述密封上模相适配，且所述气密性测试单元还具有用于实现所 述密封腔体的开合的气动夹具，所述气动夹具由所述控制单元控制，所述密封腔体经所述 进气连接器与所述气源连接。
[0011] 作为上述技术方案的进一步改进，所述气源为单缸气缸，所述气源具有下行推力 腔体，所述气源利用单缸气缸的下行推力腔体，通过调节单缸气缸的活塞杆的行程位置调 整单缸气缸的下行推力腔体容积，进而调整充入所述密封腔体的高压气体的容积。
[0012] 作为上述技术方案的进一步改进，所述气动单元还包括气动调节器、二通电磁阀、 第一电子阀、第二电子阀及第三电子阀，所述气动调节器、所述二通电磁阀、所述第一电子 阀、所述第三电子阀及所述进气连接器依次连接，所述第二电子阀的进口连接在所述第一 电子阀与所述第三电子阀之间并用于排出所述密封腔体内的高压气体，所述气动调节器用 于调节和稳定所述气动单元的输出气压，所述气源的输出端经所述第一电子阀和所述第三 电子阀连接所述密封腔体。
[0013] 上述技术方案中，所述待测试产品可以为手机。
[0014] 根据本发明的另一方面，提供了一种气密性测试方法，其用于测试待测试产品的 气密性能，所述气密性测试方法包括充气步骤和测试步骤。充气步骤中，在容纳有所述待测 试产品的密封腔体闭合后，通过气动单元的气源将高压气体充入所述密封腔体内，使所述 密封腔体内的气压达到预先设定的气压。测试步骤中，待所述密封腔体内的气压稳定后，控 制单元根据所述传感器检测出的气压，算出在所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压 之后所述密封腔体内的气压在预先确定的时间内的变化量。
[0015] 作为上述技术方案的进一步改进，所述气密性测试方法还包括分析及显示步骤和 泄压步骤。分析及显示步骤中，计算机根据所述密封腔体内的气压在预先确定的时间内的 变化量得出测试结果和显示测试信息。泄压步骤中，控制单元控制气动夹具打开所述密封 腔体，排出所述密封腔体内的高压气体，使所述密封腔体内的气压等于大气压。
[0016] 本发明的有益效果是：根据本发明的气密性测试装置，包括气密性测试单元、气动 单元及控制单元，将待测试产品容纳在气密性测试单元的密封腔体，通过气动单元的气源 向密封腔体内充入高压气体，使密封腔体内的气压达到预先设定的气压，如果待测试产品 的壳体存在泄露，则充入的高压气体从待测试产品的外表面泄露到内部，密封腔体内的气 压发生变化，根据气压的变化值可以判断出待测试产品的泄露是否达到要求。本发明的气 密性测试装置尤其适用于手机或其它手持电子商品的生产防水测试要求和IP67, IP68的 研发。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是根据本发明的一个具体实施例的气密性测试装置的气密性测试单元的剖 面结构示意图。
[0018] 图2是图1的气密性测试装置的示意性框图。
[0019] 图3是图1的气密性测试装置的另一示意性框图。
[0020] 图4是图1的气密性测试装置的气密性测试原理示意图。
[0021] 图5是图1的气密性测试装置的气动单元的结构示意图。
[0022] 图6是图1的气密性测试装置的另一种气动单元的结构示意图。
[0023] 图7是根据本发明的一个具体实施例的气密性测试方法的流程示意图。
[0024] 图8是根据本发明的另一个具体实施例的气密性测试方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图对本发明的气密性测试装置及利用该气密性测试装置进行的气密 性测试方法的具体实施例进行介绍。
[0026] 本发明的气密性测试装置和气密性测试方法通过在密封腔体内充入定量的高压 气体，使位于密封腔体内的待测试产品的外表面和内部形成压力差，模拟待测试产品放到 水中的受压状态。
[0027] 参照图1和图2,所述气密性测试装置包括气密性测试单元100、气动单元200及 控制单元300。所述气密性测试单元100具有用于容纳待测试产品18的密封腔体。所述气 动单元200包括用于使所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压的气源和用于检测所 述密封腔体内气压的传感器。所述控制单元300与所述气动单元200连接，且所述控制单 元300根据所述传感器检测出的气压，算出在所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压 之后所述密封腔体内的气压在预先确定的时间内的变化量。
[0028] 参照图3，在本发明的另一实施例中，所述气密性测试装置还包括分析及显示单元 400。所述分析及显示单元400与所述控制单元300连接以根据所述密封腔体内的气压在 预先确定的时间内的变化量得出气密性测试结果和显示测试信息。而且，其中，所述分析及 显示单元400可以为计算机，且所述控制单元300与所述分析及显示单元400通过RS232 通讯接口连接。所述分析及显示单元400内可安装相关测试程序，以高效、准确地得出气密 性测试结果和显示测试信息。
[0029] 参照图4说明本发明的气密性测试原理。如图4所示，VI表示待输入高压气体 存放区域，V2表示待测试产品的外部气体区域，V3表示待测试产品的内部气体可泄露区 域。其中，待输入高压气体存放区域VI例如为气源内部区域，待测试产品的外部气体区域 V2及待测试产品的内部气体可泄露区域V3例如为密封腔体内部的相应区域。根据克拉 伯龙方程式PV=nRT(P表示压强、V表示气体体积、η表示物质的量、R表示气体比例常数、 Τ表示绝对温度）计算出当VI向待测试产品的外部气体区域V2输入气体后，混合后的气 压？=(?1￥1+?2￥2)八￥1+￥2)(?1为待输入高压气体存放区域￥1对应的压强，？2为待测试 产品的外部气体区域V2对应的压强)。在进行气密性测试时，先在待输入高压气体存放区 域VI中充入高压气体，待测试产品的外部气体区域V2中为正常大气压，然后打开待输入 高压气体存放区域VI与待测试产品的外部气体区域V2之间的阀门，则混合后的气体压强 P=(P1V1+P2V2V(V1+V2)。可通过调整待输入高压气体存放区域气压Ρ1和待输入高压气 体存放区域VI大小，使混合后的气体压强达到预先设定的气压值。本发明中，所述预先设 定的气压为对应于根据IEC34-5电机防护等级的防水级别的气压，例如，预先设定的气压 值可以对应于IP67或IP68的防水级别，且待测试产品为防水手机。当关闭待输入高压气 体存放区域VI和待测试产品的外部气体区域V2之间的阀门时，如果待测试产品的外部气 体区域V2中的气体泄露到待测试产品的内部气体可泄露区域V3中，则P'= (PV2+P3V3)/ (V2+V3)，因为待测试产品的内部气体可泄露区域V3开始压强等于正常大气压，泄露后P' 不等于P。可根据P'的大小和P泄露至P'在预先设定的时间内气压的变化量判断待测试 产品泄露状况是否符合要求。
[0030] 参照图1，所述密封腔体包括密封下模110、密封上模120及进气连接器137。所述 密封腔体经所述进气连接器137与所述气源连接。所述密封下模110与所述密封上模120 相适配，可密封压合在一起，并可相互分离。具体而言，所述密封上模120具有凸出部132， 相应地密封下模110具有凹陷部131。凸出部132与凹陷部131相匹配。且所述密封下模 110与所述密封上模120之间设有密封圈136。另外，所述气密性测试单元100还具有用于 实现所述密封腔体的开合的气动夹具(未示出)，所述气动夹具由所述控制单元300控制。当 将待测试产品18放入密封腔体内并通过气动夹具将密封下模110与所述密封上模120压 合在一起时，密封腔体被待测试产品分割出待测试产品的外部气体区域133和待测试产品 的内部气体可泄露区域135。
[0031] 参照图5,气动控制单元200主要实现高压气体的产生和输出。所述气动单元200 还包括气动调节器210、二通电磁阀211、第一电子阀213、第二电子阀215及第三电子阀 216等器件。所述气动调节器210、所述二通电磁阀211、所述第一电子阀213、所述第三电 子阀216及所述进气连接器137依次连接。所述第二电子阀215的进口连接在所述第一电 子阀213与所述第三电子阀216之间，并用于排出所述密封腔体内的高压气体。传感器214 设置在第一电子阀213的下游，可用于检测所述密封腔体内气压。所述气动调节器210用 于调节和稳定所述气动单元200的输出气压。所述气源212的输出端连接在所述二通电磁 阀211与所述第一电子阀213之间，且所述气源212的输出端经所述第一电子阀213和所述 第三电子阀216连接所述密封腔体。本实施例中，所述气源212为单缸气缸，所述气源212 具有下行推力腔体，并通过调整下行推力腔体的容积改变充入所述密封腔体内的高压气体 容积。
[0032] 参照图6,为提高工作效率，所述气密性测试装置包括2个所述气密性测试单元和 2个所述气动单元。另外，可以不限于2个，也可以为更多所述气密性测试单元和所述气动 单元，且2个或多个所述气密性测试单元和2个或多个所述气动单元可以共用一个气动调 节器210、一个控制单元、一个分析及显示单元。即，另一气密性测试单元100A里放置另一 待测试产品18A。且气动单元200A还包括二通电磁阀221、第一电子阀223、第二电子阀225 及第三电子阀226。所述气动调节器220、所述二通电磁阀221、所述第一电子阀223、所述第 三电子阀226及所述进气连接器137依次连接。所述第二电子阀225的进口连接在所述第 一电子阀223与所述第三电子阀226之间，并用于排出所述密封腔体内的高压气体。传感 器224设置在第一电子阀213的下游，可用于检测所述密封腔体内气压。所述气动调节器 220用于调节和稳定所述气动单元200的输出气压。所述气源222的输出端连接在所述二 通电磁阀221与所述第一电子阀223之间，且所述气源222的输出端经所述第一电子阀223 和所述第三电子阀226连接所述密封腔体。所述气源222利用单缸气缸的下行推力腔体， 通过调节气缸的活塞杆的行程位置调整单缸气缸的下行推力腔体容积，以调整充入所述密 封腔体的高压气体的容积。
[0033] 如上所述，本发明的气密性测试装置通过气动调节器调节待充入的高压气体的压 强，使其达到设定的要求。并通过二通电磁阀控制高压气体充入和不充入密封腔体。本发 明的气密性测试装置的控制单元通过RS232接口和计算机通讯，将测试配置信息输入控制 单元，控制单元控制气动单元的各器件动作。而且，控制单元通过传感器采集到的密封腔体 内的气压数据通过RS232接口传送给计算机进行分析。本发明的气密性测试装置可通过测 试泄露初始值和泄露变化率与设定值的比较判断测试产品是否合格，将其作为测试结果显 示出来。
[0034] 根据本发明的另一方面，提供了一种气密性测试方法，其利用上述的气密性测试 装置进行待测试产品例如手机的气密性能测试。如图7所示，所述气密性测试方法包括充 气步骤S1和测试步骤S2。充气步骤S1中，在容纳有所述待测试产品的密封腔体闭合后，通 过气动单元的气源将高压气体充入所述密封腔体内，使所述密封腔体内的气压达到预先设 定的气压。另外，在充气步骤S1之前，气密性测试装置处于待机状态，密封腔体内的气压等 于大气压(不考虑密封腔体闭合时造成的密封腔体内气压的变化)。测试步骤S2中，待所述 密封腔体内的气压稳定后，控制单元根据所述传感器检测出的气压，算出在所述密封腔体 内的气压达到预先设定的气压之后所述密封腔体内的气压在预先确定的时间内的变化量。 其中，待所述密封腔体内的气压稳定后再进行测试，可以减少测试数据的波动，得到更准确 的测试结果。可以通过气动调节器使所述密封腔体内的气压稳定。
[0035] 如图8所示，在另一实施例中，所述气密性测试方法还包括分析及显示步骤S3和 泄压步骤S4。分析及显示步骤S3中，计算机根据所述密封腔体内的气压在预先确定的时间 内的变化量得出测试结果和显示测试信息。泄压步骤S4中，控制单元控制气动夹具打开所 述密封腔体，排出所述密封腔体内的高压气体，使所述密封腔体内的气压等于大气压。下表 1中显示了气动单元的各器件的状态图，各器件的状态可通过计算机及控制单元进行控制。
[0036] 表1气动单元各器件的测试控制逻辑关系表
[0037]
【权利要求】
1. 一种气密性测试装置，其特征在于，所述气密性测试装置包括气密性测试单元、气动 单元及控制单元，所述气密性测试单元具有用于容纳待测试产品的密封腔体，所述气动单 元包括用于使所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压的气源和用于检测所述密封腔 体内气压的传感器，所述控制单元与所述气动单元连接，且所述控制单元根据所述传感器 检测出的气压，算出在所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压之后所述密封腔体内的 气压在预先确定的时间内的变化量。
2. 根据权利要求1所述的气密性测试装置，其特征在于，所述气密性测试装置还包括 分析及显示单元，所述分析及显示单元与所述控制单元连接以根据所述密封腔体内的气压 在预先确定的时间内的变化量得出气密性测试结果和显示测试信息。
3. 根据权利要求2所述的气密性测试装置，其特征在于，所述气密性测试装置包括至 少一个所述气密性测试单元和至少一个所述气动单元，所述分析及显示单元为计算机，所 述控制单元与所述分析及显示单元通过RS232通讯接口连接。
4. 根据权利要求1所述的气密性测试装置，其特征在于，所述预先设定的气压为对应 于根据IEC34-5电机防护等级的防水级别的气压。
5. 根据权利要求1所述的气密性测试装置，其特征在于，所述密封腔体包括密封下模、 密封上模及进气连接器，所述密封下模与所述密封上模相适配，且所述气密性测试单元还 具有用于实现所述密封腔体的开合的气动夹具，所述气动夹具由所述控制单元控制，所述 密封腔体经所述进气连接器与所述气源连接。
6. 根据权利要求1所述的气密性测试装置，其特征在于，所述气源为单缸气缸，所述气 源具有下行推力腔体，所述气源利用单缸气缸的下行推力腔体，通过调节单缸气缸的活塞 杆的行程位置调整单缸气缸的下行推力腔体容积，进而调整充入所述密封腔体的高压气体 的容积。
7. 根据权利要求1所述的气密性测试装置，其特征在于，所述气动单元还包括气动调 节器、二通电磁阀、第一电子阀、第二电子阀及第三电子阀，所述气动调节器、所述二通电磁 阀、所述第一电子阀、所述第三电子阀及所述进气连接器依次连接，所述第二电子阀的进口 连接在所述第一电子阀与所述第三电子阀之间并用于排出所述密封腔体内的高压气体，所 述气动调节器用于调节和稳定所述气动单元的输出气压，所述气源的输出端经所述第一电 子阀和所述第三电子阀连接所述密封腔体。
8. 根据权利要求1所述的气密性测试装置，其特征在于，所述待测试产品为手机。
9. 一种气密性测试方法，用于测试待测试产品的气密性能，其特征在于，所述气密性测 试方法包括以下步骤： S1充气步骤：在容纳有所述待测试产品的密封腔体闭合后，通过气动单元的气源将高 压气体充入所述密封腔体内，使所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压；和 S2测试步骤：待所述密封腔体内的气压稳定后，控制单元根据所述传感器检测出的气 压，算出在所述密封腔体内的气压达到预先设定的气压之后所述密封腔体内的气压在预先 确定的时间内的变化量。
10. 根据权利要求9所述的气密性测试方法，其特征在于，所述气密性测试方法还包括 以下步骤： S3分析及显示步骤：计算机根据所述密封腔体内的气压在预先确定的时间内的变化 量得出测试结果和显示测试信息；和 S4泄压步骤：控制单元控制气动夹具打开所述密封腔体，排出所述密封腔体内的高压 气体，使所述密封腔体内的气压等于大气压。
【文档编号】G01M3/26GK104122046SQ201310152636
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2013年4月27日
【发明者】朱永球 申请人:共青城赛龙通信技术有限责任公司