基于差压测量的气密性检测技术

气密性检测是确保产品质量和生产安全的重要环节，其在生产过程中的作用已得到广泛认可，应用领域也在不断扩大，从过去的汽车制造业延伸到日常用品、家用电器、食品包装、医疗器械等多个行业。气体泄漏的检测包括有毒气体泄漏、可燃气体泄漏以及气密性检测。前两种大多可以通过化学传感器进行检测，通常在组件或系统的使用过程中进行。

常见的气密性检测方法包括气泡法、涂抹法、化学气体示踪剂泄漏检测法、压力变化法、流量法、超声波法等。传统的气密性检测方法主要采用气泡法和涂抹法。气泡法是将工件浸入水中，充入压缩空气，然后在一段时间内收集泄漏出的气泡，以测量泄漏量。

涂抹法是将肥皂水等易起泡的液体涂在具有一定内部压力的工件表面，通过观察气泡的产生来检测泄漏的大小。这两种方法操作简单，可以直接观察到泄漏位置和情况。然而，由于工件中的泄漏位置和泄漏数量事先未知，难以收集所有气泡，影响了测量的准确性。其次，对于体积大、外表面复杂的零件，气泡会附着在零件的底部和褶皱处，难以观察。测试后，工件需要清洗和干燥，无法实现自动化和定量泄漏检测。因此，这两种方法在满足高精度和高效率的生产需求方面存在不足。

为了提高检测精度和效率，并实现检测的自动化，目前流行的是差压法气密性检测。其基本原理如图1所示。如果被测容器有泄漏，必然会导致容器内气体质量的损失，从而使容器内原有的气体压力下降。通过测量容器内气体的压力降，可以推导出容器实际泄漏的气体量，从而达到检测气体泄漏量的目的。

尽管基于差压测量的气密性检测技术在检测效率、自动化方面相较于传统检测方法有所提升，但在某些情况下仍无法满足生产效率的要求，特别是当被测工件的内部体积较大时。为了确保一定的检测精度，必须保证足够的充气和平衡时间。因为在充气过程中，气体的温度会发生变化。如果充气和平衡时间不够长，温度变化无法稳定。进入检测过程时，温度变化会导致差压变化，从而降低检测精度，此时，检测精度和检测效率成为矛盾。

为了提高泄漏检测的效率，国内外一些研究机构提出了一些理论和方法的改进，如快速充气法、温度补偿法，以及通过添加填充物减少被测工件的内部体积等。这些提高检测效率的措施在我们的实际应用中得到了验证和发展。通过采用上述效率提升措施，工作周期从每2分钟1件提高到每1分钟1件，检测效率提高了50%。此外，为了满足自动化生产的需求，我公司基于气密性检测仪开发了各种自动化泄漏检测设备，集成了送料、密封、检测、显示、报警和卸载等功能。