全自动立式氦检漏机的原理与设计
译/杨文亮
一、氦检漏原理及过程（仅限于闭口钢桶）
氦泄漏检测是一种使用示踪气体的方法。氦泄漏测量时，必须在1%的浓度下充入氦气。这意味着这测量仅适用于闭口钢桶。
钢桶经过2个步骤的测试，首先是大泄漏试验，然后是氦气示踪气体测试。
钢桶垂直通过试验台，桶顶位于上部。试验箱配有自动控制的可调顶板，以便适应不同的钢桶高度。
测试室的底部是升降台的一部分，输送机构负责钢桶垂直移动进入和输出试验箱。
测试室连接到中央真空抽气系统的氦探测器等仪器。
当钢桶进入测试室后，泄漏测试便开始对钢桶周围的容积空间进行抽真空（排空）。
如果钢桶有大的泄漏，会在排空过程中发现。如果抽真空（约1毫巴）到达时，没有大的泄漏，将会进入下一步测试。万一有大泄漏，就会在第二步之前排除它，以免氦污染整个试验系统。
如果钢桶通过了大泄漏试验，则会进行下一步的精细泄漏试验。系统将用氦探测器检测样品气体中的氦气量。万一有一个漏气的钢桶，则氦气会从试验室钢桶中逸出到气体样品中，氦气的读数比背景初始空气的氦气读数要高。最后在取出气体样品后，钢桶移出试验室，测试箱将会进行通风并使升降台动作，将钢桶降低卸下试验台。
如果有大泄漏，测试室和真空系统会自动清洗。在下一个钢桶进入之前对氦气进行冲洗操作。对细小的漏桶，系统比较容易调整。泄漏试验的结果则显示在操作面板上。
德国舒勒全自动立式氦检漏机
二、压力差测量原理（适用于开口钢桶，也可用于闭口钢桶）
开口钢桶测试时不加桶顶盖和垫圈。测试的方法与闭口钢桶相似。钢桶升降台把一个钢桶引入室内，腔室顶板（装有软橡胶密封环），用旋压的方式压紧桶顶。钢桶的体积由钢桶的内容量组成。接下来，对钢桶内部进行抽空，并使桶内压力与大气压力保持一致。
泄漏测试分为两个步骤，和闭口钢桶氦气试验类似。如果某一钢桶抽真空（约5毫巴）是在一定时间内首先到达的，没有大的泄漏时，精细泄漏试验将会开始。
精细泄漏测试工作过程如下：
钢桶抽真空后有一个驻留时间，其中用非常灵敏的压差传感器检查真空度。如果由于泄漏，使桶外的真空度高于某一设定点，则钢桶被视为泄漏。对于泄漏的钢桶，停留时间结束后，真空容积被排出腔室后，钢桶可卸下。
精细漏点比较容易调整，泄漏试验结果显示在操作面板上。
双室设计检测效率达800只/小时
三、设计技术要求和数据
1、泄漏检测类型
有两种钢桶可以用这种设备来进行测试：
（1）闭口钢桶；
（2）开口钢桶。
根据钢桶类型的不同，可采用两种不同的检漏技术：
（1）氦检漏：适用于闭口钢桶；
（2）压力差检漏：适用于开口钢桶；
（3）压力差检漏：适用于闭口钢桶。
两种测试方法，可以在同一个腔室中运行，而不需要任何机械进行转换。
2、不合格泄漏标准/标准试验灵敏度
氦检漏：0.15atm?cm3/min，相对0.2巴的压力下（大约12微米的孔）；
压力差检漏：150atm?cm3/min，相对0.2巴的压力下（大约150微米的孔）。
不合格泄漏标准点，可以在操作员面板上调节。测试灵敏度可以随着测试时间增长而增加。
3、试验设备
测试系统的主要设备部分是：
（1）包括以下元件的泵装置：
a.一个叶片式真空泵，冷却水，容量630m3/h，18千瓦；
b.一个罗茨真空泵，空气冷却，容量1500m3/h，2.2千瓦；
c.一个莱宝真空泵，容量8.5m3/h，370瓦。
（2）一级阀门、压力表和管道用于连接泵和连接到测试室。
（3）氦检漏仪：
a.最低可检漏率：5×10-12毫巴XL/S；
b.泄漏率信号时间常数：1s；
c.氦气的抽取速度：2.5升/s；
d.允许的最大入口压力：15毫巴；
e.一部分流泵系统：1000毫巴。
（4）氦气检测器用空调箱，推荐用于湿热的生产环境。
（5）测试设备的测量精度为压力差检测5级。
（6）一套特殊设计的阀门、管道和法兰。
（7）真空氦气设备应具有完整的规格和说明。
4、钢桶规格
（1）钢桶直径最大极限：574～598mm；
（2）标准钢桶公称直径：571.5mm；
（3）钢桶高度最大极限：800～1038mm，包含钢桶卷边；
（4）钢桶封闭器：¾?和2?各一个，两个距离451mm；
（5）钢桶最大重量：30kg；
（6）钢桶温度：环境温度为10℃～50℃；
（7）钢桶的条件：
a.表面干净、无油、干燥；
b.表面涂料完成干燥不湿；
c.充入约1升或1%的氦气；
d.透气口处于封闭状态。
（8）其他数据：
a.钢桶地底部应被支撑，以便能承受1巴的压力差。
b.为了避免任何测试后引起的钢桶变形，钢桶的桶身厚度应不低于0.6mm，桶顶和桶底厚度应不低于0.75mm。
5、机械规格
（1）氦测试输出速度：720只/h～800只/h；
（2）压力差测试输出速度：720只/h；
（3）上桶和卸桶时间：4.5s；
（4）氦气检测泄漏孔直径：0.012毫米；
（5）压力差检测泄漏孔直径：0.15毫米；
（6）面向生产线布局的外部输送系统；
（7）环境空气的湿度水平：不小于90%（非冷凝）；
（8）氦在环境空气中的浓度最高为10ppm；
（9）噪音水平最大为85分贝；
（10）自动进行粗略和精细试验；
（11）大泄漏时自动冲洗操作；
(12)自动进行压差测量。
6、电气控制
（1）标准：VDE/VDI，舒勒自动化标准。
（2）PLC类型：西门子PLC S7/300型，CPU 315-2，DP接口的CP342.2。
（3）操作面板：有几个按钮的操作面板。
（4）OP270显示器：显示钢桶的高度、钢桶计数器、错误、操作员指令等。
（5）高度调节：真空度自动通过输入操作板进行调节。
（6）电力供应：400伏、50赫兹、3相交流。
（7）测试：包括工作中的软件都要进行初步测试。
（8）操作方式：
a.单室手动操作；
b.单室自动操作；
c.双室自动操作。
7、电气和机械
（1）底座作为测试仪所有单元的支撑结构。其上安装有平台、真空泵、氦探测装置、楼梯、扶手等单元。
（2）在机器的进入端，设计有维修和安装前平台，其自由空间约2000mm。
（3）两个真空室由塑料制成，其上有固定装置和通风阀门等。
（4）两大封闭板，可以根据钢桶的高度，自动调节以密封测试室。其中包括钢桶支撑板和密封设备、排气阀等。
（5）两个升降台，包括钢桶支撑板、通过曲柄和连杆进行驱动、行程固定，并有过载检测。
（6）底部支承板，安装在橡胶板上，由气缸操作，用于钢桶的支撑动作。
（7）两个上桶/卸桶的工位装置，用固定行程的机械驱动。过载保护由钢桶的定位和气动操作臂进行检测。
（8）气动成套装置，包括阀门的安装等。必要空气供应压力为5.5巴，约18升/只，由客户自已准备。
（9）一个气动换向阀控制空气输入输送机。
（10）另一个气动换向阀控制输送系统的分配。供应无驱动辊式输送机和气动推杆向左和向右的分配。
（11）两个无驱动辊的交叉输送机。
（12）一个出口辊道输送机，用于自动输出漏桶。
（13）电气布线根据舒勒自动化标准进行。
（14）在工作中的所有电气控制，都由软件完成，并进行了严格的测试。
（15）机器必须符合CE的要求。
（16）机器具有安全围栏、有机玻璃窗等安全设施。
（17）控制面板、操作面板和机器的连接处，都是分开装运的。
（18）两个检漏室都根据泄漏率要求进行检测。
