(中航光電科技股份有限公司，河南洛陽(yáng)，471000)

1 引言

充電槍主要應(yīng)用于各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)與交直流充電樁的連接。因其充電功率較大，充電槍質(zhì)量的好壞直接影響著使用者的安全。因此一款優(yōu)秀的充電槍產(chǎn)品不僅要充電性能好，還需滿足苛刻的絕緣、阻燃、耐高溫、防水要求。我司為保證產(chǎn)品良好的使用安全性能，針對(duì)某型號(hào)充電槍提出了需滿足IP67防護(hù)等級(jí)，對(duì)應(yīng)IPX7防水等級(jí)的要求(IPX7防水等級(jí)：短視浸水試驗(yàn)，測(cè)試樣件底部距離水面至少1M，樣件頂部距離水面至少0.15M，測(cè)試時(shí)間30min可確保樣件不因浸水而造成損害)。

此類(lèi)浸水檢測(cè)有著不可避免的缺點(diǎn)：1、因測(cè)試周期長(zhǎng)，無(wú)法與產(chǎn)線節(jié)拍匹配，只能進(jìn)行線下檢測(cè)；2、測(cè)試效率低下，且測(cè)試過(guò)程無(wú)法量化控制；3、水密測(cè)試后需增加其他檢測(cè)手段驗(yàn)證是否漏水；4、整個(gè)測(cè)試過(guò)程均為人工操作，無(wú)有效記錄不便于產(chǎn)品追溯；5、產(chǎn)品一旦進(jìn)水將造成不可修復(fù)的損傷，生產(chǎn)成本增大切存在安全隱患。針對(duì)以上不足，我司通過(guò)大批量試驗(yàn)驗(yàn)證與之對(duì)應(yīng)的氣密測(cè)試參數(shù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)了一款可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)檢測(cè)、具有測(cè)試數(shù)據(jù)記錄功能的差壓式氣密測(cè)試裝置，并通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證了氣密測(cè)試后的產(chǎn)品可達(dá)到相應(yīng)的防護(hù)等級(jí)要求。

2 試驗(yàn)器材及參數(shù)選定

2.1 氣密測(cè)試儀的選定

氣密測(cè)試儀根據(jù)測(cè)試方法不同通常分為直壓式和差壓式氣密測(cè)試儀。

直壓式氣密測(cè)試儀工作原理為向固定的被測(cè)容腔內(nèi)充氣，待充氣達(dá)到一定壓力值后進(jìn)行一段時(shí)間的保壓，然后堵截被測(cè)容腔與充氣起源的連接并記錄下此時(shí)的壓力值，經(jīng)過(guò)要求的測(cè)試時(shí)間后再次讀取容腔內(nèi)的壓力值，將兩次讀取到的壓力值進(jìn)行對(duì)比即可得出被測(cè)容腔的泄漏值。若被測(cè)容腔有泄漏，則兩次讀取的壓力示數(shù)有一個(gè)差值，此差值即可反應(yīng)被測(cè)容腔的泄漏情況，若差值在允許范圍內(nèi)則說(shuō)明符合密封性測(cè)試，若差值超出允許范圍則說(shuō)明不符合密封性測(cè)試。

圖1 差壓式氣密測(cè)試儀及其工作原理

差壓式氣密測(cè)試儀工作原理如圖1所示，同時(shí)向被測(cè)容腔和完全密封的標(biāo)準(zhǔn)容腔充氣，待達(dá)到一定壓力值后進(jìn)行一段時(shí)間的保壓，由于標(biāo)準(zhǔn)容腔是完全密封的，如果被測(cè)容腔存在泄漏，則兩個(gè)容腔之間會(huì)存在壓力差，利用壓差傳感器測(cè)出兩個(gè)容腔間的壓力差并與判定參數(shù)進(jìn)行比較，依此判定被測(cè)容腔是否滿足密封性要求。

另外，通過(guò)對(duì)比可知，直壓式氣密測(cè)試儀測(cè)試效率高、通用性強(qiáng)、可多通道獨(dú)立測(cè)試、適用于半密封和全密封產(chǎn)品，是目前主流的氣密測(cè)試儀檢測(cè)方式。差壓式氣密測(cè)試儀測(cè)試精度高、受環(huán)境干擾小，但是和直壓式氣密測(cè)試儀相比測(cè)試效率稍低。結(jié)合我司所測(cè)產(chǎn)品的實(shí)際要求，直壓式氣密測(cè)試儀難以滿足測(cè)試精度要求，差壓式氣密測(cè)試儀在滿足產(chǎn)品測(cè)試精度要求的前提下可與實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍相匹配。

綜上所述，根據(jù)我司產(chǎn)品特性及測(cè)試性能需求選取差壓式氣密測(cè)試儀進(jìn)行氣密檢測(cè)。

2.2 氣密測(cè)試參數(shù)的選定

我公司本次驗(yàn)證型號(hào)充電槍需滿足IP67防護(hù)等級(jí)，對(duì)應(yīng)的防水等級(jí)為短時(shí)浸水驗(yàn)證密封性的IPX7，但標(biāo)準(zhǔn)的防水等級(jí)與氣密測(cè)試參數(shù)之間并無(wú)直接轉(zhuǎn)換關(guān)系。因此我們將經(jīng)過(guò)水密測(cè)試的合格及不合格品分別進(jìn)行氣密測(cè)試，經(jīng)數(shù)據(jù)分析對(duì)比確定相應(yīng)的氣密測(cè)試參數(shù)。

氣密測(cè)試儀的測(cè)試過(guò)程分為充氣階段、平衡階段、測(cè)試階段，其中：

充氣階段：穩(wěn)定氣源向測(cè)試容腔及標(biāo)準(zhǔn)容腔內(nèi)進(jìn)行充氣直至達(dá)到設(shè)定壓力值的階段(不同測(cè)試壓力所需充氣時(shí)間不同)；

平衡階段：氣密測(cè)試儀保持向測(cè)試容腔及標(biāo)準(zhǔn)容腔充氣，此時(shí)減小充氣量并以保證兩個(gè)容腔內(nèi)壓力值平衡為目的(本次實(shí)驗(yàn)設(shè)置平衡階段時(shí)間為10s)；

測(cè)試階段：此階段氣源與容腔之間的連接關(guān)閉并按照設(shè)定時(shí)間保持一段時(shí)長(zhǎng),并以測(cè)試階段結(jié)束后測(cè)試容腔與標(biāo)準(zhǔn)容腔的壓力差作為衡量泄漏值的標(biāo)準(zhǔn)(不同測(cè)試壓力所需測(cè)試時(shí)間不同)。

表1 測(cè)試參數(shù)設(shè)定

經(jīng)過(guò)對(duì)氣密測(cè)試不同階段的分析，設(shè)定幾組測(cè)試參數(shù)如表1所示，并按照此參數(shù)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

3 對(duì)比測(cè)試驗(yàn)證及試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 對(duì)比測(cè)試驗(yàn)證

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)制作對(duì)應(yīng)的密封模具及固定加緊裝置，并將差壓式氣密測(cè)試儀與穩(wěn)定潔凈的氣源相連接。由于試驗(yàn)場(chǎng)地室內(nèi)溫度恒定，溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響較小，因此本次試驗(yàn)將排除溫度因素干擾不另行增加溫度補(bǔ)償措施。充電槍試驗(yàn)樣件及試驗(yàn)?zāi)＞呷鐖D2所示。

圖2 充電槍試驗(yàn)樣件及試驗(yàn)?zāi)＞?/p>

根據(jù)樣件防水測(cè)試結(jié)果，選取兩個(gè)OK樣件一個(gè)NG樣件按照選定的測(cè)試參數(shù)分別進(jìn)行測(cè)試，OK及NG樣件測(cè)試如圖3所示，試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)绫?所示：

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)三組不同測(cè)試參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果可知：

1、在測(cè)試壓強(qiáng)15Kpa充氣10s平衡10s測(cè)試20s的條件下時(shí)，本測(cè)試裝置雖可以有效區(qū)分OK及NG樣件，但OK樣件泄漏值過(guò)小，且數(shù)值過(guò)于接近。因此可知，該測(cè)試參數(shù)條件下檢測(cè)精度較低，可能存在無(wú)法有效區(qū)分OK、NG樣件的隱患；

圖3 OK樣件NG樣件部分測(cè)試結(jié)果

表2 不同測(cè)試參數(shù)下的測(cè)試結(jié)果

測(cè)試壓強(qiáng)(Kpa)樣件類(lèi)型泄漏值(pa)15OK樣件112OK樣件214NG樣件8920OK樣件130OK樣件242NG樣件61725OK樣件1232OK樣件2264NG樣件超量程(量程1500)

2、在測(cè)試壓強(qiáng)15Kpa充氣10s平衡10s測(cè)試15s的條件下時(shí)，本測(cè)試裝置可以有效區(qū)分OK及NG樣件，且各個(gè)樣件泄漏值差異顯著，因此可以有效識(shí)別不同泄漏量的樣件。

3、在測(cè)試壓強(qiáng)25Kpa充氣15s平衡10s測(cè)試15s的條件下時(shí)，OK樣件泄漏值可準(zhǔn)確讀取。但是，NG樣件泄漏值過(guò)大，超出了顯示量程，無(wú)法追溯測(cè)試記錄。

4 結(jié)論

通過(guò)本次氣密測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)及氣密測(cè)試試驗(yàn)可得到以下結(jié)論及成果：

(1)提出以氣密測(cè)試代替水密測(cè)試檢測(cè)產(chǎn)品防水等級(jí)的方法，并選定合適的氣密測(cè)試儀設(shè)計(jì)一套完整的氣密測(cè)試裝置。

(2)通過(guò)氣密測(cè)試試驗(yàn)得出氣密測(cè)試與防水等級(jí)之間關(guān)系，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定了氣密測(cè)試參數(shù)。

(3)通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了氣密測(cè)試的可行性，有效提高生產(chǎn)效率、測(cè)試數(shù)據(jù)可追溯，使得檢測(cè)過(guò)程可控檢測(cè)結(jié)果量化。