全自動立式氦檢漏機的原理與設計
譯/楊文亮
一、氦檢漏原理及過程（僅限于閉口鋼桶）
氦泄漏檢測是一種使用示蹤氣體的方法。氦泄漏測量時，必須在1%的濃度下充入氦氣。這意味著這測量僅適用于閉口鋼桶。
鋼桶經過2個步驟的測試，首先是大泄漏試驗，然后是氦氣示蹤氣體測試。
鋼桶垂直通過試驗臺，桶頂位于上部。試驗箱配有自動控制的可調頂板，以便適應不同的鋼桶高度。
測試室的底部是升降臺的一部分，輸送機構負責鋼桶垂直移動進入和輸出試驗箱。
測試室連接到中央真空抽氣系統的氦探測器等儀器。
當鋼桶進入測試室后，泄漏測試便開始對鋼桶周圍的容積空間進行抽真空（排空）。
如果鋼桶有大的泄漏，會在排空過程中發現。如果抽真空（約1毫巴）到達時，沒有大的泄漏，將會進入下一步測試。萬一有大泄漏，就會在第二步之前排除它，以免氦污染整個試驗系統。
如果鋼桶通過了大泄漏試驗，則會進行下一步的精細泄漏試驗。系統將用氦探測器檢測樣品氣體中的氦氣量。萬一有一個漏氣的鋼桶，則氦氣會從試驗室鋼桶中逸出到氣體樣品中，氦氣的讀數比背景初始空氣的氦氣讀數要高。最后在取出氣體樣品后，鋼桶移出試驗室，測試箱將會進行通風并使升降臺動作，將鋼桶降低卸下試驗臺。
如果有大泄漏，測試室和真空系統會自動清洗。在下一個鋼桶進入之前對氦氣進行沖洗操作。對細小的漏桶，系統比較容易調整。泄漏試驗的結果則顯示在操作面板上。
德國舒勒全自動立式氦檢漏機
二、壓力差測量原理（適用于開口鋼桶，也可用于閉口鋼桶）
開口鋼桶測試時不加桶頂蓋和墊圈。測試的方法與閉口鋼桶相似。鋼桶升降臺把一個鋼桶引入室內，腔室頂板（裝有軟橡膠密封環），用旋壓的方式壓緊桶頂。鋼桶的體積由鋼桶的內容量組成。接下來，對鋼桶內部進行抽空，并使桶內壓力與大氣壓力保持一致。
泄漏測試分為兩個步驟，和閉口鋼桶氦氣試驗類似。如果某一鋼桶抽真空（約5毫巴）是在一定時間內首先到達的，沒有大的泄漏時，精細泄漏試驗將會開始。
精細泄漏測試工作過程如下：
鋼桶抽真空后有一個駐留時間，其中用非常靈敏的壓差傳感器檢查真空度。如果由于泄漏，使桶外的真空度高于某一設定點，則鋼桶被視為泄漏。對于泄漏的鋼桶，停留時間結束后，真空容積被排出腔室后，鋼桶可卸下。
精細漏點比較容易調整，泄漏試驗結果顯示在操作面板上。
雙室設計檢測效率達800只/小時
三、設計技術要求和數據
1、泄漏檢測類型
有兩種鋼桶可以用這種設備來進行測試：
（1）閉口鋼桶；
（2）開口鋼桶。
根據鋼桶類型的不同，可采用兩種不同的檢漏技術：
（1）氦檢漏：適用于閉口鋼桶；
（2）壓力差檢漏：適用于開口鋼桶；
（3）壓力差檢漏：適用于閉口鋼桶。
兩種測試方法，可以在同一個腔室中運行，而不需要任何機械進行轉換。
2、不合格泄漏標準/標準試驗靈敏度
氦檢漏：0.15atm?cm3/min，相對0.2巴的壓力下（大約12微米的孔）；
壓力差檢漏：150atm?cm3/min，相對0.2巴的壓力下（大約150微米的孔）。
不合格泄漏標準點，可以在操作員面板上調節。測試靈敏度可以隨著測試時間增長而增加。
3、試驗設備
測試系統的主要設備部分是：
（1）包括以下元件的泵裝置：
a.一個葉片式真空泵，冷卻水，容量630m3/h，18千瓦；
b.一個羅茨真空泵，空氣冷卻，容量1500m3/h，2.2千瓦；
c.一個萊寶真空泵，容量8.5m3/h，370瓦。
（2）一級閥門、壓力表和管道用于連接泵和連接到測試室。
（3）氦檢漏儀：
a.最低可檢漏率：5×10-12毫巴XL/S；
b.泄漏率信號時間常數：1s；
c.氦氣的抽取速度：2.5升/s；
d.允許的最大入口壓力：15毫巴；
e.一部分流泵系統：1000毫巴。
（4）氦氣檢測器用空調箱，推薦用于濕熱的生產環境。
（5）測試設備的測量精度為壓力差檢測5級。
（6）一套特殊設計的閥門、管道和法蘭。
（7）真空氦氣設備應具有完整的規格和說明。
4、鋼桶規格
（1）鋼桶直徑最大極限：574～598mm；
（2）標準鋼桶公稱直徑：571.5mm；
（3）鋼桶高度最大極限：800～1038mm，包含鋼桶卷邊；
（4）鋼桶封閉器：¾?和2?各一個，兩個距離451mm；
（5）鋼桶最大重量：30kg；
（6）鋼桶溫度：環境溫度為10℃～50℃；
（7）鋼桶的條件：
a.表面干凈、無油、干燥；
b.表面涂料完成干燥不濕；
c.充入約1升或1%的氦氣；
d.透氣口處于封閉狀態。
（8）其他數據：
a.鋼桶地底部應被支撐，以便能承受1巴的壓力差。
b.為了避免任何測試后引起的鋼桶變形，鋼桶的桶身厚度應不低于0.6mm，桶頂和桶底厚度應不低于0.75mm。
5、機械規格
（1）氦測試輸出速度：720只/h～800只/h；
（2）壓力差測試輸出速度：720只/h；
（3）上桶和卸桶時間：4.5s；
（4）氦氣檢測泄漏孔直徑：0.012毫米；
（5）壓力差檢測泄漏孔直徑：0.15毫米；
（6）面向生產線布局的外部輸送系統；
（7）環境空氣的濕度水平：不小于90%（非冷凝）；
（8）氦在環境空氣中的濃度最高為10ppm；
（9）噪音水平最大為85分貝；
（10）自動進行粗略和精細試驗；
（11）大泄漏時自動沖洗操作；
(12)自動進行壓差測量。
6、電氣控制
（1）標準：VDE/VDI，舒勒自動化標準。
（2）PLC類型：西門子PLC S7/300型，CPU 315-2，DP接口的CP342.2。
（3）操作面板：有幾個按鈕的操作面板。
（4）OP270顯示器：顯示鋼桶的高度、鋼桶計數器、錯誤、操作員指令等。
（5）高度調節：真空度自動通過輸入操作板進行調節。
（6）電力供應：400伏、50赫茲、3相交流。
（7）測試：包括工作中的軟件都要進行初步測試。
（8）操作方式：
a.單室手動操作；
b.單室自動操作；
c.雙室自動操作。
7、電氣和機械
（1）底座作為測試儀所有單元的支撐結構。其上安裝有平臺、真空泵、氦探測裝置、樓梯、扶手等單元。
（2）在機器的進入端，設計有維修和安裝前平臺，其自由空間約2000mm。
（3）兩個真空室由塑料制成，其上有固定裝置和通風閥門等。
（4）兩大封閉板，可以根據鋼桶的高度，自動調節以密封測試室。其中包括鋼桶支撐板和密封設備、排氣閥等。
（5）兩個升降臺，包括鋼桶支撐板、通過曲柄和連桿進行驅動、行程固定，并有過載檢測。
（6）底部支承板，安裝在橡膠板上，由氣缸操作，用于鋼桶的支撐動作。
（7）兩個上桶/卸桶的工位裝置，用固定行程的機械驅動。過載保護由鋼桶的定位和氣動操作臂進行檢測。
（8）氣動成套裝置，包括閥門的安裝等。必要空氣供應壓力為5.5巴，約18升/只，由客戶自已準備。
（9）一個氣動換向閥控制空氣輸入輸送機。
（10）另一個氣動換向閥控制輸送系統的分配。供應無驅動輥式輸送機和氣動推桿向左和向右的分配。
（11）兩個無驅動輥的交叉輸送機。
（12）一個出口輥道輸送機，用于自動輸出漏桶。
（13）電氣布線根據舒勒自動化標準進行。
（14）在工作中的所有電氣控制，都由軟件完成，并進行了嚴格的測試。
（15）機器必須符合CE的要求。
（16）機器具有安全圍欄、有機玻璃窗等安全設施。
（17）控制面板、操作面板和機器的連接處，都是分開裝運的。
（18）兩個檢漏室都根據泄漏率要求進行檢測。
