直压式气密检测设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直压式气密检测设备，包括：高压过滤器；与所述高压过滤器气路连接的调压阀；与所述调压阀气路连接的充气阀；与所述充气阀气路连接的气罐，所述气罐内部设置有气压传感器，并且所述气罐可气路连接到被测品；嵌入式系统，分别与所述充气阀和所述气压传感器电连接；其中，所述气压传感器将采集到的压力值传送给所述嵌入式系统；以及，所述嵌入式系统包括用于在充气阶段，当检测到所述气压传感器采集到的压力值达到设定的充气压力阈值时，控制关断所述充气阀的充气控制模块。本实用新型的直压式气密检测设备结构简单、操作方便且气密检测准确性高。
【专利说明】直压式气密检测设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气密性检测【技术领域】，更具体地，涉及一种检测诸如麦克风用音膜或喇叭用音膜等产品的直压式气密检测设备。
【背景技术】
[0002]现有气密性检测设备通常包括差压式气密检测设备和直压式气密检测设备。差压式气密检测设备一般结构复杂。而直压式气密检测设备，如申请号201120338784.0专利文献公开的技术方案，它包括高压过滤器，精密调压阀与高压过滤器连接，电子压力表与精密调压阀连接、外部先导三位五通电磁阀分别与精密调压阀和电子压力表连接、电磁阀和高精度压力传感器连接到被测品。工作中，精密调压阀是根据设定的被测品充气压力对充气气体调压，电子压力表测量经精密调压阀调节后的气体压力，这种精密调压阀与电子压力表结合来提供充气压力的方式结构复杂，且当被测品更换而需改变测试压力时，需要手动调节精密调压阀。此外，精密调压阀长期使用如发生偏差无法自动修复，只能根据电子压力表手动恢复。
[0003]现有技术中，漏气检测和透气性检测分别采用单独的设备进行。现有的漏气检测设备由于量程小，只能检测被测品的漏气性，无法检测被测品的透气性；而且透气性检测的设备也难以完成以微小压强变化为指标的漏气检测。
[0004]而且，现有气密性检测设备要求准确测量气罐内部气压,并对气罐内容积有要求，造成设计气罐以及传感器安装时，气罐往往设计成两盖式，通过密封材料与螺丝将两盖拧在一起。这种方式成本高，存在从两盖之间漏气的风险，并且对工艺材料要求高；而且传感器放入气罐内部，在维修维护时，需要对气罐拆开，工作量大、技术难度高。但将传感器安装在气罐外部并通过气路与气罐连接时，由于增加了气路使得传感器与气罐内部有细小通道，造成内部气压稳定时间长。
实用新型内容
[0005]针对上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、操作方便且气密检测准确性高的直压式气密检测设备。
[0006]根据本实用新型的一种直压式气密检测设备，包括:
[0007]高压过滤器；
[0008]与所述高压过滤器气路连接的调压阀；
[0009]与所述调压阀气路连接的充气阀；
[0010]与所述充气阀气路连接的气罐，所述气罐内部设置有气压传感器，并且所述气罐可气路连接到被测品；
[0011]嵌入式系统，分别与所述充气阀和所述气压传感器电连接；
[0012]其中，所述气压传感器将采集到的压力值传送给所述嵌入式系统；以及，所述嵌入式系统包括用于在充气阶段，当检测到所述气压传感器采集到的压力值达到设定的充气压力阈值时，控制关断所述充气阀，从而使所述嵌入式系统在后续平衡阶段和/或检测阶段能够执行相应的气密检测的充气控制模块。
[0013]可选地，所述检测设备还包括:设置在所述调压阀和所述充气阀之间的第一调速器，所述第一调速器分别与所述调压阀和所述充气阀气路连接。
[0014]可选地，所述检测设备还包括:与所述气罐气路连接的排气阀；设置在所述气罐和所述排气阀之间的第二调速器，所述第二调速器分别与所述气罐和所述排气阀气路连接；以及，所述嵌入式系统与所述排气阀电连接。
[0015]可选地，所述嵌入式系统在检测阶段根据设置的漏气检测模式以及漏气检测参数可以进行漏气检测。可选地，所述嵌入式系统在检测阶段根据设置的透气检测模式以及透气检测参数还可以进行透气检测。例如，嵌入式系统可以通过漏气检测模块和透气检测模块实现上述功能。
[0016]可选地，所述气罐包括:
[0017]一端开口的中空壳体，所述开口的内壁周面上设置有第一螺纹区，所述中空壳体上设有与所述充气阀气路连接用的充气口、与所述排气阀气路连接用的排气口，以及连接所述被测品用的气路接口；
[0018]具有通槽的密封接头，所述密封接头的至少一部分外周面上设置有第二螺纹区，所述密封接头设置在所述开口内并且所述第二螺纹区与所述第一螺纹区啮合，所述密封接头的通槽内灌封有环氧树脂材料，并且所述环氧树脂材料中布置有相互绝缘、且穿过所述通槽并延伸到所述中空壳体内部的导线；以及，
[0019]安装有所述气压传感器的印刷电路板PCB，所述PCB设置在所述中空壳体内部，并且焊接在所述导线上。
[0020]可选地，所述气罐的充气口和所述排气口为同一气路接口。
[0021]可选地，所述检测设备为检测麦克风音膜或喇叭用音膜的气密性的设备。
[0022]可选地，所述嵌入式系统还包括:键盘；液晶显示模块；以及用以接入自动化或设备或PC机的外部接口。
[0023]本实用新型的气密检测设备相比于现有技术，省略了测量经调压阀后的气源压力值的电子压力表，结构简单；并且使用嵌入式系统和设置气罐内部的气压传感器可以更精确地控制气罐的充气过程。此外，采用嵌入式系统，可以方便地设置压力阈值，因此当被测品更换时，重新设置压力阈值即可，操作简单方便，无须手动调节调压阀。此外，对于被测品为麦克风音膜或喇叭用音膜等产品，由于检测这类产品气密性的气密检测设备中使用气罐的内容积极小，要充入准确的压力并不容易，并且其对气压的误差极为敏感。因此，精确控制气罐的充气过程可大大提高该检测设备的气密检测性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是根据一实施方式的气密检测设备的原理示意图。
[0025]图2是气密检测设备中的气罐的结构示意图。
[0026]图3是气密检测设备中的嵌入式系统的一实施例的结构示意框图。
[0027]图4是气密检测设备中的嵌入式系统的另一实施例的结构示意框图。
[0028]图5是根据一实施方式的使用图1的气密检测设备进行气密检测的方法流程示意图。
[0029]图6是根据另一实施方式的使用图1的气密检测设备进行气密检测的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型实施方式作进一步的说明。
[0031]图1是根据本实用新型一实施方式的气密检测设备的原理示意图。如图1所示，过滤器I气路连接到调压阀2，调压阀2气路连接到第一调速器3，第一调速器3气路连接到充气阀4，充气阀4气路连接到气罐7，气罐7气路连接到被测品。气压传感器8设置在气罐7内部，以采集气罐内部的气压。气罐8还与第二调速器5气路连接，第二调速器5与排气阀6气路连接，排气阀6与气密检测设备的排气口气路连接。气压传感器8与嵌入式系统电连接，可选地，气压传感器8可以是通过导线与嵌入式系统9电连接，嵌入式系统9还与充气阀4和排气阀6电连接。嵌入式系统可设置有外部接口，以接入自动化设备和PC机。嵌入式系统可包括键盘、液晶显示模块和控制电路。
[0032]当被测品接入后，在充气阶段，排气阀6关闭，充气阀打开开始充气。具体地，气压源经过高压过滤器I后，进入到调压阀2将气压源调到合适的压力值。调压后的气源经过第一调速器3到充气阀4，然后经充气阀4到气罐7。嵌入式系统9通过气压传感器不断读取气罐7内部的压力值，当气罐7内部的气压达到设定的压力阈值时，控制关断充气阀，停止充气。这样，嵌入式系统在后续平衡阶段和/或检测阶段可执行相应的气密检测从而检测被测品的气密性。例如，在平衡阶段根据气罐的气压变化和预先设置的参数来确定被测品是否存在泄露；或，在检测阶段根据气罐的气压变化和预先设置的参数来确定被测品是否存在泄露。
[0033]如图3所示，嵌入式系统包括充气控制模块92，用于在充气阶段，当检测到所述气压传感器采集到的压力值达到设定的充气压力阈值时，控制关断所述充气阀。
[0034]本实用新型的气密检测设备相比于现有技术，省略了测量经调压阀后的气源压力值的电子压力表，并且使用嵌入式系统和设置气罐内部的气压传感器可以更精确地控制气罐的充气过程。由于被测品为麦克风音膜或喇叭用音膜等产品，用于检测这类产品气密性的气密检测设备中使用气罐的内容积极小，要充入准确的压力并不容易，并且其对气压的误差极为敏感。因此，精确控制气罐的充气过程可大大提高气密检测设备的检测性能。此夕卜，对于嵌入式系统，可以方便地设置压力阈值，因此当被测品更换时，重新设置压力阈值即可，无须手动调T*调压闽。
[0035]图1中示出了气路连接在调压阀2和充气阀4之间的第一调速器3以及气路连接在气罐7和排气阀6之间的第二调速器5。然而，本领域技术人员能够理解在本实用新型的一些实施方式中，第一调速器3和/或第二调速器5可以省略。在充气阀4之前连接第一调速器3的目的是降低充气速度，从而延长充气时间。这是由于气罐的内容积很小，适当延长充气时间可以让嵌入式系统的控制使气罐内部的气压更准确地达到预定的压力值。由于充气准确度与充气速度之间的矛盾，现有的技术采用先快速充气，将要达到所需压力时，关闭快速充气，进行慢速充气的方式以提高充气准确度，然而现有这种方式结构复杂、成本高。对于排气，由于气体快速排出会对被测品有一定的冲击作用，导致被测品容易损坏，在排气阀6之前设置第二调速器5可以降低排气速度，从而对被测品起到保护作用。
[0036]在本实施例中，充气阶段结束后进入平衡阶段，嵌入式系统9包括平衡检测模块94。平衡检测模块94在平衡阶段开始时，将充气阶段结束时气压传感器8采集到的压力值取作第一基准值。平衡检测模块94还在平衡阶段结束时，计算气压传感器在平衡阶段结束时采集到的压力值和第一基准值之间的压力差值；以及检测该压力差值是否超过设定的平衡检测阈值，如果检测为是，则判定被测品大漏气，控制打开排气阀6进入排气阶段。如果平衡检测模块93检测到压力差值没有超过设定的平衡检测阈值，则自动进入检测阶段。
[0037]根据产品检测需求(例如有些产品检测漏气性，有些产品检测透气性)，气压检测设备进入相应的检测模式。
[0038]可选地，嵌入式系统9包括漏气检测模块96。漏气检测模块96在漏气检测模式下，将平衡阶段结束时气压传感器8采集到的压力值作为第二基准值，计算预定的时间段内气压传感器采集到的压力值与第二基准值的压力差值，并且检测所述压力差值是否超过设定的漏气检测阈值，如果检测为是，则判定被测品漏气，控制打开排气阀进入排气阶段；如果检测为否，则判定被测品合格。
[0039]可选地，所述嵌入式系统包括透气检测模块98。透气检测模块98在透气检测模式下，将平衡阶段结束时气压传感器8采集到的压力值作为第二基准值，计算预定的时间段内气压传感器采集到的压力值与第二基准值的压力差值，并且检测所述压力差值是否在设定的第一透气检测阈值A和设定的第二透气检测阈值B之间。其中，第二透气检测阈值大于第一透气检测阈值，即第一透气检测阈值是下限值，第二透气检测阈值是上限值。透气检测模块98如果检测为压力变化值小于第一透气检测阈值，则判定所述被测品不漏异常，并控制打开排气阀6，进入排气阶段。透气检测模块98如果检测为压力变化值大于第二透气检测阈值，则判定被测品超漏异常，并控制打开排气阀6，进入排气阶段。透气检测模块98如果检测为压力变化值在第一透气检测阈值和第二透气检测阈值之间，则判定被测品合格。
[0040]图2示出了图1中的气密检测设备中使用的气罐的一实施例的结构示意图。如图2所示,气罐7为一体式气罐，包括中空壳体10，中空壳体10的一端开有开口，相对的一端上设有气路连接被测品的接口 12。中空壳体10还设有充气口 14和排气口 16。中空壳体10的开口的内周侧壁上设有第一螺纹区。
[0041]该气罐还包括密封接头28，该密封接头28的至少一部分外周面上设置有第二螺纹区，以便密封接头28的至少一部分可以通过旋拧安装到开口内部(如标号24所示出的螺纹区)，其中第一螺纹区和第二螺纹区啮合。如图1所示，密封接头28 —端的外周面上设置有螺纹。可选地，也可以是密封接头28的全部外周面上设置有螺纹。
[0042]密封接头28设有一通槽，通槽中可以填充环氧树脂材料26，为了保证密封接头的密封性，可以采用灌封的方式填充环氧树脂材料。灌封时，放入延伸穿过通槽的若干导线34。导线34可以是传感器32所需的导线，其可以选用纯金属线并避免互相接触、或者用漆包线。
[0043]气压传感器32安装在小型或微型印刷电路板PCB30上，PCB30可以直接焊接在导线34上。如果导线选择的为具有足够强度的金属或漆包线，可以直接对传感器起支撑作用，无需额外固定。
[0044]具体地，密封接头28中灌封环氧树脂材料后，将安装有气压传感器32的PCB30焊接到设置在环氧树脂材料26中的导线34上。然后，将带有气压传感器32的密封接头直接旋拧到气罐上，即完成安装，结构简单，操作方便。而且，在进行维修维护时，也只是从气罐上旋开密封接头便可。
[0045]可选地，密封接头可以是采用市售的标准管密封接头。只要将密封接头内部的密封圈取掉，便可进行环氧树脂灌封。由于采用标准件，因此气罐漏气风险变小、对工艺要求降低，并且成本也降低了。用通常的环氧树脂材料进行灌封也可以进一步降低成本。
[0046]需要说明的是，图2示出的接口 12、充气口 14和排气口 16的位置仅是示意性的，本领域技术人员能够理解接口 12、充气口 14和排气口 16也可以是设置在壳体10的其他位置。可选地，充气口和排气口可以是相同的一个接口，并不必须单独设置。
[0047]发明人还发现，应用气密检测设备中的电磁阀(例如充气阀和排气阀等)会在关闭动作瞬间，存在时间和阀内部结构的变化，导致气罐内部压力变化。即通过气压传感器读取为设定压力Pth时，虽然迅速控制关闭充气阀，然而待稳定后，气压P会偏离设定的压力值，偏尚量为ΔΡ。
[0048]针对上述问题，发明人提出了气密检测设备的另一实施方式。在该实施方式中，如图4所示，嵌入式系统除了包括充气控制模块92、平衡检测模块94、漏气检测模块96和透气检测模块98之外，还包括用于确定充气阶段的气压补偿值的补偿模块91。
[0049]在该实施方式中，补偿模块91用于实现以下功能:获取气压传感器在前N个充气阶段结束时采集到的N个充气压力值；获取气压传感器在前N个平衡阶段结束时采集到的N个平衡压力值；以及，根据以下公式计算压力补偿值ΛΡ:
[0050]X Phul (/) - Σ Ptw (O In
/=1 /=1 /
[0051]其中，Pfill(I)表示第i个充气阶段结束时的充气压力值，Pbal (i)表示第i个平衡阶段结束时的平衡压力值，I^N0 N的取值根据设计需求可是任意整数值。
[0052]充气控制模块92还用于根据压力补偿值Λ P和存储的充气压力阈值确定新的充气压力阈值:ρ
newth Poldth
ΛΡ，其中， Poldth 为初始设定的充气压力阈值。
[0053]这样，即使气压在平衡稳定阶段时，气压的压力值相对于充起阶段结束时的压力值会存在一定偏差，但由于通过补偿该偏差，使得稳定后气罐内部的气压可达到期望的压力值。
[0054]下面详细描述气密检测设备确定气压补偿值的一个例子。
[0055]在气密检测设备工作开始时，先将标准合格产品与气罐7气路连接。首次充气，将气压补偿值Λ P设为0，即充气到气压Pfill = Pth-O时，嵌入式系统控制关闭充气阀。充气完毕自然稳定后测得的压力值为Pbal，则计算补偿值为MP = Pbal-Pfill = Pbal-PthO
[0056]将气体排空后再次充气时，嵌入式系统在检测到压力为Pth-AP时控制停止充气。这样，自然稳定后的压力为Pth-AP+AP = Pth,即，可满足被测品的设定压力的要求。
[0057]例如，如果充到压力为1Kpa时停止充气，自然稳定后的压力为llKpa，那下次充到压力为9Kpa时停止,则自然稳定后的压力为lOKpa。
[0058]通过确定补偿值的方式可以克服自然稳定后气罐气压偏离设定压力值的问题。而且，由于气罐在接入不同被测品时，实际内容积为气罐+气路+被测品内容积，因此需要充气的内容积会随产品变化而变化，导致补偿值ΛΡ也会变化，因此，无法进行出厂预设置该补偿值。本实用新型的气密检测设备通过嵌入式系统可以根据具体的被测品自动设置相应的补偿值，从而提高检测的准确性。
[0059]可选地，为进一步得到更准确的补偿值，本实用新型确定气压补偿值的方式还可以是在整个测试过程中，每次测试的补偿值都是前N次测试统计所得。
[0060]例如，针对充气阶段的设定压力，在气压补偿值为O的前提下，进行5次充气过程，相应地可得到5个充气阶段结束时的充气压力值，以及充气阶段后的平衡阶段结束时的平衡压力值。这样，可根据公式ΛΡ = Pbal-Pfill计算得到5个补偿值ΛPp ΛΡ2、ΛΡ3、八匕和ΛP5，然后对这5个补偿值求平均，所得到的平均值即为最后确定的补偿值。通过多次测试的方式，可以得到更准确的压力补偿值，从而提高检测的准确性。
[0061]在本实用新型的实施方式中，前述嵌入式系统确定的测试结果(例如判定被测品漏气或合格等)可以通过声音、LED灯、LCD液晶显示屏等报告，或者通过嵌入式系统的外部接口连接到PC机上显示。
[0062]相应地，本实用新型还提供了使用本实用新型的气密检测设备进行气密检测的方法。
[0063]图5是根据本实用新型一实施例的使用图1的气密检测设备进行气密检测的方法流程图。如图5所示，该方法包括:
[0064]S501，在充气阶段，嵌入式系统检测到气压传感器采集到的压力值达到设定的充气压力阈值时，控制关断所述充气阀。
[0065]S502，在平衡阶段，嵌入式系统检测气压传感器采集到的压力值相对于第一基准值的压力变化值是否超过设定的平衡检测阈值。其中，所述第一基准值为充气阶段结束时气压传感器采集到的压力值。
[0066]如果检测为是，则执行步骤S503，判定所述被测品大漏气，并控制打开所述排气阀进行排气。
[0067]如果检测为否，则执行步骤S504，在漏气检测模式下，嵌入式系统检测气压传感器采集到的压力值相对于第二基准值的压力变化值是否超过设定的漏气检测阈值。其中，所述第二基准值为所述平衡阶段结束时所述气压传感器采集到的压力值。
[0068]如果检测为是，则执行步骤S505，判定所述被测品漏气，并控制打开所述排气阀进行排气。如果检测为否，则执行步骤S506，判定所述被测品合格。
[0069]图6是根据本实用新型另一实施例的使用图1的气密检测设备进行气密检测的方法流程图。如图5所示，该方法包括:
[0070]S601，在充气阶段，嵌入式系统检测到气压传感器采集到的压力值达到设定的充气压力阈值时，控制关断所述充气阀。
[0071]S602，在平衡阶段，嵌入式系统检测气压传感器采集到的压力值相对于第一基准值的压力变化值是否超过设定的平衡检测阈值。其中，所述第一基准值为充气阶段结束时气压传感器采集到的压力值。
[0072]如果检测为是，则执行步骤S603，判定被测品大漏气，并控制打开排气阀进行排气。
[0073]如果检测为否，则执行步骤S604，在透气检测模式下，嵌入式检测系统检测气压传感器采集到的压力值相对于第二基准值的压力变化值是否大于设定的第一透气检测阈值。其中，第二基准值为平衡阶段结束时气压传感器采集到的压力值。
[0074]如果检测为否，则执行步骤S605，判定被测品不漏异常，并控制打开排气阀进行排气。如果检测为是，则执行步骤S606，嵌入式检测系统继续检测上述压力变化值是否小于第二透气检测阈值。如果检测为否，则执行步骤S607，判定所述被测品超漏异常，并控制打开所述排气阀进行排气。如果检测为是，则执行步骤S608，判定被测品合格。
[0075]可选地，上述气密检测方法还可包括在步骤S501或S601之前，确定充气阶段的气压补偿值，以及根据设定的充气压力阈值和气压补偿值确定新的充气压力阈值。具体可参见本文前面关于补偿模块91和充气控制模块92的描述，在此不再赘述。
[0076]尽管本实用新型允许许多不同形式的实施例，但说明书和附图仅详细描述了本实用新型的几个可能的实施例。需要理解的是，本公开应该被视为对本实用新型原理的例示，并不是要将本实用新型限制为在所示例的实施例的范围内。在不脱离本实用新型的精神的情况下，本领域技术人员会想到许多变形，本实用新型的保护范围应当由所附权利要求书的内容确定。
【权利要求】
1.一种直压式气密检测设备，包括: 高压过滤器； 与所述高压过滤器气路连接的调压阀； 与所述调压阀气路连接的充气阀； 与所述充气阀气路连接的气罐，所述气罐内部设置有气压传感器，并且所述气罐可气路连接到被测品； 嵌入式系统，分别与所述充气阀和所述气压传感器电连接； 其中，所述气压传感器将采集到的压力值传送给所述嵌入式系统；以及，所述嵌入式系统包括用于在充气阶段，当检测到所述气压传感器采集到的压力值达到设定的充气压力阈值时，控制关断所述充气阀，从而使所述嵌入式系统在后续平衡阶段和/或检测阶段能够执行相应的气密检测的充气控制模块。
2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括:设置在所述调压阀和所述充气阀之间的第一调速器，所述第一调速器分别与所述调压阀和所述充气阀气路连接。
3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括: 与所述气罐气路连接的排气阀； 设置在所述气罐和所述排气阀之间的第二调速器，所述第二调速器分别与所述气罐和所述排气阀气路连接；以及， 所述嵌入式系统与所述排气阀电连接。
4.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述气罐包括: 一端开口的中空壳体，所述开口的内壁周面上设置有第一螺纹区，所述中空壳体上设有与所述充气阀气路连接用的充气口、与所述排气阀气路连接用的排气口，以及连接所述被测品用的气路接口； 具有通槽的密封接头，所述密封接头的至少一部分外周面上设置有第二螺纹区，所述密封接头设置在所述开口内并且所述第二螺纹区与所述第一螺纹区啮合，所述密封接头的通槽内灌封有环氧树脂材料，并且所述环氧树脂材料中布置有相互绝缘、且穿过所述通槽并延伸到所述中空壳体内部的导线；以及， 安装有所述气压传感器的印刷电路板PCB，所述PCB设置在所述中空壳体内部，并且焊接在所述导线上。
5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，所述气罐的充气口和所述排气口为同一气路接口。
6.根据权利要求1至5任一项所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备为检测麦克风音膜或喇叭用音膜的气密性的设备。
7.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述嵌入式系统还包括:键盘；液晶显示模块；以及用以接入自动化或设备或PC机的外部接口。
【文档编号】H04R29/00GK203968379SQ201420430955
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】陈军生, 吴海雯, 马琼儒 申请人:歌尔声学股份有限公司