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   質(zhì)量、安全和成本是汽車制造業(yè)中的三個(gè)核心元素，而這三個(gè)元素中任何一個(gè)的提升都不能以犧牲另外的元素作為代價(jià)，成本這個(gè)因素則始終影響著一切。因此，由輕巧但堅(jiān)固的材料制成的元件具有很大的吸引力，因?yàn)樗鼈円子诩庸で覂r(jià)格便宜: 例如容器、管道和塑料外殼。在質(zhì)量這個(gè)話題上制造商和供應(yīng)商有時(shí)候都面臨一個(gè)兩難的境地：一些傳統(tǒng)的工業(yè)檢漏方法，如水檢，壓縮空氣壓降（壓差）法或真空泄漏測(cè)試都難以符合現(xiàn)今標(biāo)準(zhǔn)且安全經(jīng)濟(jì)地對(duì)那些廉價(jià)的塑料元件進(jìn)行泄漏測(cè)試（見圖1）。而如今，一個(gè)適合自動(dòng)化生產(chǎn)要求的常壓氦氣檢漏測(cè)試儀為業(yè)界提供了一個(gè)解決方案。該檢漏測(cè)試儀含核心石英膜傳感器，無(wú)需真空室，能準(zhǔn)確快速地提供測(cè)試結(jié)果。

  2012年，汽車制造商們共向市場(chǎng)供給超過8千萬(wàn)輛汽車，而潤(rùn)滑油、冷卻液、剎車油或液壓油等儲(chǔ)液器、燃油管路、燃油過濾器、低壓燃油泵、電池、油箱和油箱蓋等元件的每一種生產(chǎn)數(shù)量甚至還更多。基于輕量化和多元化的形態(tài)以及優(yōu)化利用空間的需求，越來(lái)越多汽車零部件由塑料制成。然而這數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的每一個(gè)組件都必須被進(jìn)行泄漏檢測(cè) ，并且檢漏的要求如今也越來(lái)越高（見圖2）。以前，司機(jī)在行車途中不時(shí)地向車箱內(nèi)補(bǔ)充液體被認(rèn)為是很正常的， 而如今這卻是絕對(duì)的禁忌并會(huì)被等同看作是產(chǎn)品質(zhì)量低劣，損害品牌形象。空氣冷卻器如今的典型泄漏檢測(cè)指標(biāo)為10-2mbar l/s，油箱、油箱加油口、油箱蓋和管路等的典型泄漏檢測(cè)指標(biāo)則低至為10-4mbar l/s。對(duì)于后者這些組件來(lái)說，當(dāng)泄漏率為10-2毫巴升/秒時(shí)其實(shí)就已經(jīng)不會(huì)滲透液體了。那么，為什么還要讓其典型泄漏檢測(cè)指標(biāo)更低呢？因?yàn)檫@些組件如今還必須要能幾乎完全抑制住更細(xì)小的水蒸汽等霧氣。除了質(zhì)量要求外，更加嚴(yán)格的排放法規(guī)也把行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提得更高了。因此，一方面檢漏必須更加準(zhǔn)確，另一方面則要在低成本產(chǎn)品的商業(yè)背景下追求盈利能力。

   用傳統(tǒng)方法對(duì)新型材料零部件進(jìn)行檢漏 ?

   一直以來(lái)，大多數(shù)容器都是在水槽中進(jìn)行水檢或用壓縮空氣壓力衰減法進(jìn)行氣密性檢測(cè)。雖然這兩種檢測(cè)方法成本都較低，但其在實(shí)際操作中只能檢測(cè)出最高為10-2 mbar l/s的泄漏。由于水的表面張力，小氣泡根本無(wú)法形成，所以在水中進(jìn)行氣泡檢測(cè)根本無(wú)法檢測(cè)出較小漏孔。而且由于檢測(cè)純粹通過人工眼力完成，檢測(cè)結(jié)果則全取決于進(jìn)行檢測(cè)的人的能力及其注意力。且被檢測(cè)的組件在浸水后會(huì)變的很濕，在將其近一步地進(jìn)行制造和組裝前還需快速將其烘干,如果組件中含電子或腐蝕性元件，則從一開始就不能選擇浸水測(cè)試方法。

  采用壓縮空氣壓力衰減法（或壓差法檢測(cè)）時(shí)，檢測(cè)者將空氣以特定的壓力引入到檢測(cè)部件中，如果有泄漏情況，壓力則會(huì)降低，其差值可以被檢測(cè)出來(lái)。然而檢測(cè)部件本身的容積和溫度變化也會(huì)使組件內(nèi)部的壓力產(chǎn)生顯著變化，尤其是塑料部件。另外當(dāng)空氣被引入塑料部件時(shí)，由于塑料具有蠕變性能，檢測(cè)過后被檢測(cè)部件內(nèi)的壓力和容積會(huì)降低，所以在這種情況下，幾乎不可能實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)量，測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性十分重要，而此方法卻很難保證測(cè)試結(jié)果的可再現(xiàn)性，并且該可再現(xiàn)性會(huì)隨泄漏率的降低或容積的增大而持續(xù)降低。因此，就該行業(yè)要求來(lái)說，該測(cè)試方法已不再足夠精準(zhǔn)了。

  真空檢漏價(jià)格昂貴

  我們還可以選擇其他檢測(cè)方法：如將氦氣作為檢測(cè)介質(zhì)氣體進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)泄漏。雖然用很少的氦氣就能檢測(cè)出最小的泄漏率（10-11 mbar l/s），但要用質(zhì)譜儀檢測(cè)到涌出的氦氣則必須在高度真空的條件下才能進(jìn)行。就這一點(diǎn)而言，這種方法成本太高，因?yàn)樯a(chǎn)和操作高度密封的真空箱和高性能的真空泵成本很高且十分繁瑣。而這種方法在需要快速檢測(cè)出極小的泄漏時(shí)卻很有效，檢測(cè)僅需幾秒就可完成且該系統(tǒng)非常先進(jìn)，即使在氦氣濃度持續(xù)增高的情況下，在完成幾輪檢測(cè)后依然可以保持理想的檢測(cè)狀態(tài)。但是，該系統(tǒng)并不是上述問題的最佳解決方案，因?yàn)橐环矫妫@項(xiàng)檢測(cè)敏感度過高，多達(dá)上千種因素都可引起其檢測(cè)結(jié)果的變化; 另一方面， 塑料容器在真空中可能坍塌或被拆分。容器內(nèi)部和真空測(cè)試室之間哪怕是最小的100毫巴的氣壓差值都足以讓容器變形。唯一的可能性是同時(shí)撤離被測(cè)試組件和真空測(cè)試室，然而，這又需要額外的真空技術(shù)來(lái)支持。考慮到采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)成本的因素，這個(gè)方法就顯得不太實(shí)惠了。

   檢漏測(cè)試中的新領(lǐng)域 - 非真空條件下的混合氦氣檢漏

  采用壓縮空氣進(jìn)行檢測(cè)在很多方面已經(jīng)達(dá)到極限，而在真空環(huán)境下進(jìn)行檢測(cè)的成本又過于高昂，泄漏率在10-2 到 10-5 mbar l/s之間確實(shí)存在需要更高性能、全自動(dòng)的檢測(cè)方法。如今在大氣壓下積累箱內(nèi)采用氦氣或氫氣進(jìn)行泄漏檢測(cè)（積累法）的方法已經(jīng)成為填充這一區(qū)域最經(jīng)濟(jì)的解決方案（見圖3）。氫氣與氦氣一樣也可用于泄漏檢測(cè)，作為一種檢測(cè)氣體，它的價(jià)格更為合理，但是采用氫氣進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法保持與使用氦氣相同的敏感度。由于在正常大氣壓力下這種檢測(cè)方法不能使用質(zhì)譜儀，所以安裝一個(gè)高敏傳感器是使用該方法的前提條件，這些傳感器采用Wise -Technology專利制造且僅被應(yīng)用于英福康檢測(cè)儀器系統(tǒng)中，該Wise-Technology傳感器能在大氣壓中測(cè)試到檢測(cè)室里增加的氦氣濃度。在檢測(cè)室內(nèi)通過將檢測(cè)氣體-氦氣充入檢測(cè)部件中，若存在泄漏，檢測(cè)氣體就會(huì)通過泄漏處跑到積累箱中，風(fēng)扇可以保證腔室中氦氣的平均分布，然后就可以進(jìn)行精確測(cè)量。在英福康 T-Guard 系統(tǒng)中，傳感器由真空玻璃管構(gòu)成，該玻璃管上部帶有能滲透氦的石英膜，這層石英膜像一塊海綿，只有分子水平的氦氣才能從中穿過，玻璃管中氦氣濃度的變化可以通過輔助的壓力測(cè)量裝置中的電流變化測(cè)量出來(lái)。采用這種方法，傳感器解決方案可以確切地分辨出濃度到底是25 ppb（0.0025 ppm）的變化，這便能夠在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下可靠地檢測(cè)出10-6 mbar l/s以內(nèi)的泄漏率。在生產(chǎn)過程中， 對(duì)于一個(gè)5升的自由容積檢測(cè)室（自由容積是指檢測(cè)室容積減去檢測(cè)部件容積的外部密閉體積），該方法可以在大約30秒之內(nèi)檢測(cè)出1*10-4 mbar l/s的泄漏率。對(duì)于容積為1升的檢測(cè)室，檢測(cè)出這樣的泄漏率僅需11秒。連同開機(jī)設(shè)定時(shí)間在內(nèi)，每個(gè)檢測(cè)部件的檢測(cè)時(shí)間僅需約16秒，每小時(shí)可檢測(cè)225個(gè)檢測(cè)部件。除了速度快之外，該檢測(cè)方法還有其他優(yōu)點(diǎn)，如它可以對(duì)塑料檢測(cè)部件無(wú)障礙地進(jìn)行檢測(cè)。氣體導(dǎo)入后，檢測(cè)部件容積變大，但這并不會(huì)影響該測(cè)量系統(tǒng)。為了檢查該系統(tǒng)是否能達(dá)到泄漏率檢測(cè)的重復(fù)性，可將檢測(cè)部件放置在檢測(cè)箱的不同位置，以便進(jìn)一步檢查檢測(cè)箱中的氦氣濃度是否保持一致。

  泄漏測(cè)試不只是傳感器

  作為泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的組成部分，敏感度并非是對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)的唯一要求。此外，還需要易于集成、個(gè)性化設(shè)置以及低維護(hù)運(yùn)行性能。另外為迎合工廠工程需求，檢測(cè)系統(tǒng)還必須設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單緊湊，這樣該系統(tǒng)就可以與其他部件和電子元件很好地進(jìn)行連接，同時(shí)還可以在多種檢測(cè)模式中靈活運(yùn)用。

  結(jié)論

  對(duì)于泄漏率在10-2 到 10-5 mbar l/s之間的檢測(cè),氦氣常壓積累法優(yōu)勢(shì)明顯：首先，無(wú)需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)大氣進(jìn)行真空處理，這樣就可以避免使用渦輪分子泵、氣密性要求極高的真空箱，以及高敏質(zhì)譜儀。這極大地簡(jiǎn)化了測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并能更好地控制或降低整個(gè)系統(tǒng)的采購(gòu)和維護(hù)成本。另外，采用該種方法能檢測(cè)得出可靠且具有重復(fù)性的檢測(cè)結(jié)果，即使采用家用塑料盒也能成功完成。此外，即使檢測(cè)部件體積非常大、高溫度或潮濕，這種混合氦氣檢漏的測(cè)量值依然具有高度的重復(fù)性，檢測(cè)部件無(wú)需在檢測(cè)前進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的冷卻或干燥。從經(jīng)濟(jì)上考慮，快速、全自動(dòng)的檢測(cè)是生產(chǎn)線上最為關(guān)鍵的部分，所以這種無(wú)需真空條件的氦檢漏方法是汽車塑料零部件制造業(yè)的理想手段。這種由高敏氦氣傳感器和積累箱構(gòu)成的測(cè)試系統(tǒng)填補(bǔ)了該測(cè)試領(lǐng)域的空缺。借此可以滿足汽車制造行業(yè)對(duì)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)成本的雙重高要求， 并確保其所創(chuàng)價(jià)值。

  圖片
 
                 
  圖1: 傳統(tǒng)的檢漏方法無(wú)法同時(shí)準(zhǔn)確而經(jīng)濟(jì)地檢測(cè)清洗液罐和其它許多廉價(jià)塑料零部件  
 
                 

  圖 2: 各汽車零部件及其典型泄漏率: 對(duì)其中許多的檢漏要求現(xiàn)在都已提高
 
                    

  圖 3： 在大氣壓下T-Guard就能通過簡(jiǎn)單檢測(cè)箱工作，無(wú)需復(fù)雜的高真空箱及真空泵測(cè)試不會(huì)被溫度或濕度所影響， 塑料和彩色金屬組件也可被測(cè)試比壓降測(cè)試系統(tǒng)和水檢測(cè)系統(tǒng)敏感100倍