業(yè)界對汽車(chē)制造的質(zhì)量要求越來(lái)越高，但汽車(chē)制造業(yè)的盈利壓力卻一如既往并沒(méi)有降低。對密封性的要求及其檢測方法的發(fā)展狀況同樣如此。傳統的檢測方法不再可靠，而像真空氦氣檢漏儀這樣的儀器卻價(jià)格昂貴，并且過(guò)于敏感，上千種因素都能引起其變化。如今，一款常壓氦檢漏設備添補了空白。

   壓力和氣泡檢測不夠精確

   一直以來(lái)，大多數汽車(chē)與摩托車(chē)容納液體的容器都需要在水槽中水檢或者采用壓力衰減法進(jìn)行氣密性檢測。雖然這兩種方法的檢測成本較低，但其只能檢測最高為10-2 至 10-3 mbar l/s的泄露。另外，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)行氣泡檢測根本無(wú)法檢測出較小漏孔。與此同時(shí)，空調零部件或帶閥門(mén)的燃油箱的檢測漏率范圍為10-5 mbar l/s，但噴射閥的檢測范圍還是保持在10-4 mbar l/s。所以，傳統的泄漏檢測法在汽車(chē)業(yè)根本不適用。此外，由于有些檢測部件是潮濕的，該方法不能對所有零部件進(jìn)行檢測，而且作為一項純粹的需要眼力的工作，檢測結果完全取決于進(jìn)行檢測的人的能力及其注意力。

   采用壓力衰減法時(shí)（或壓降法檢測），將空氣以特定的壓力引入到檢測部件中。如果有泄露情況，壓力則會(huì )降低，其差值可以被檢測出來(lái)。理論上非常簡(jiǎn)單，但在實(shí)際操作中，必須應對各種變量的干擾。因為壓力變化并不一定是泄露造成的。一方面，檢測部件本身的彈性變化也會(huì )對壓力產(chǎn)生影響，當空氣快速地進(jìn)入檢測部件時(shí)，檢測部件會(huì )膨脹，然后再逐漸緊縮檢測。因為所測差值取決于壓力和體積，所以在檢測過(guò)程中需要等待，直至檢測部件恢復其原始體積（穩定期）。原始體積與空氣進(jìn)入時(shí)的壓力越大，檢測部件達到穩定期所需的時(shí)間則越長(cháng)。在生產(chǎn)情況下，檢測部件體積上限約為5升。

   如果穩定期所需時(shí)間太長(cháng)，該種檢測法也稱(chēng)不上低成本了。另外，當空氣進(jìn)入塑料檢測部件時(shí)，還需要考慮蠕變性能（檢測部件的塑料部分會(huì )因載重而變形）。檢測過(guò)后，取決于塑料的分子結構，檢測部件的體積會(huì )有不同程度的增大，壓力也會(huì )隨之衰減。這種情況下，幾乎不可能對低泄漏率進(jìn)行可靠測量。此外，隨著(zhù)溫度的不同，壓力也會(huì )發(fā)生很大的變化。當檢測壓力為5巴，檢測體積為1升，檢測時(shí)間為30秒時(shí)，溫度每下降0.1°C就會(huì )產(chǎn)生6*10-2 mbar l/s的虛擬泄漏率。然而，如果溫度上升0.1°C，即使泄漏率為6*10-2 mbar l/s，在檢測部件上也不會(huì )有所體現，這是因為，檢測盡管隨著(zhù)溫度的變化壓力增加了，但這些增加的壓力卻被泄露而導致的壓力衰減同時(shí)抵消了。制造汽車(chē)所需的很多零部件大多都直接來(lái)源于生產(chǎn)線(xiàn)，由于生產(chǎn)過(guò)程，這些零部件的溫度一般不會(huì )低。

   如果在檢測過(guò)程中冷卻這些零部件，會(huì )使檢測結果不真實(shí)，從而不利于對泄漏率進(jìn)行有效控制。我們當然可以在檢測部件達到適當穩定期之后再行檢測，從而抵消這種不利影響，但浪費掉的大量時(shí)間也是影響成本的因素?；蛘?，我們可以設立一個(gè)冷卻區，但這意味著(zhù)投資的大幅度增加。周?chē)h(huán)境的溫度也是一個(gè)主要問(wèn)題，甚至日照變化都可能引起溫度的波動(dòng)，從而導致檢測結果的改變。一般來(lái)說(shuō)，高溫是最值得警惕的問(wèn)題。最后，空氣濕度也會(huì )使檢測結果發(fā)生變化，因為空氣中水蒸氣的蒸汽壓會(huì )影響測量，產(chǎn)生差值檢測。以上這些都是亞洲區域低成本生產(chǎn)設備的主要特點(diǎn)，所以在亞洲建立檢測區極為復雜且富于挑戰，并且這樣做還會(huì )抹殺我們在成本上的優(yōu)勢。這種情況下，很難保證出現同一測量結果，而且，隨著(zhù)泄漏率變小或容積變大，各項測量數據相同的幾率會(huì )持續下降。所以，就汽車(chē)行業(yè)批量生產(chǎn)的諸多要求來(lái)說(shuō)，壓降法已經(jīng)無(wú)法保證其測量數據的準確性，或者可以說(shuō)，該方法在某些地區已失去效用。

   真空檢漏價(jià)格昂貴

   我們還可以選擇其他檢測方法：如將氦氣作為檢測氣體采用質(zhì)譜儀檢測泄漏情況。雖然用最少的氦氣就能檢測出最小的泄漏率（10-11 mbar l/s），但這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。真空箱必須高度密封，而且還要配備各種高性能泵才能產(chǎn)生真空效果，這樣一來(lái)，生產(chǎn)和操作成本都太高。這種方法非常有效，極小的泄漏也能被檢測出來(lái)，并且檢測僅需幾秒就可完成，該系統非常先進(jìn)，在完成幾輪檢測后依然可以保持最佳檢測狀態(tài)，即使在氦氣濃度持續增高的情況下，也依然如此。

   但是，該系統并不是上述問(wèn)題的最佳解決方案，因為這項檢測敏感度極高，多達上千種因素都可引起其檢測結果的變化，而且其購置和操作成本太高，大大抵消了其優(yōu)勢。另外，為檢測部件而將檢測室抽成真空意味著(zhù)其壓差通常會(huì )高達1巴。由于設計零部件時(shí)通常不會(huì )考慮到會(huì )出現如此大的壓力，許多塑料部件可能會(huì )被損壞。在這種情況下，同時(shí)對檢測室和檢測部件進(jìn)行真空處理，與之前低壓下用氦氣填充檢測部件花費相當。另外，對于大體積檢測部件如汽車(chē)水箱和其他零部件而言，真空室的大小也需相應變化。因此,一方面檢測室真空處理的泵送時(shí)間以及整個(gè)檢測時(shí)間都會(huì )延長(cháng)；另一方面，安裝工程較大，致使投資成本上漲。在汽車(chē)行業(yè)向低成本、高效率轉型的今天，無(wú)論是時(shí)間的延長(cháng)還是成本的增加，都已經(jīng)不再適用。

   在非真空條件下進(jìn)行替代檢漏/混合氦氣檢漏

   在汽車(chē)工業(yè)中，采用空氣進(jìn)行檢測在很多方面已經(jīng)達到極限，但在真空環(huán)境下進(jìn)行檢測成本又過(guò)于高昂。泄漏率在10-2 到 10-5 mbar l/s之間，確實(shí)存在一個(gè)區域可以采用高性能、全自動(dòng)的檢測方法。如今，在大氣壓下，在積累箱內采用氦氣或氫氣進(jìn)行泄漏檢測（積累法），已經(jīng)成為填充這一區域最經(jīng)濟的解決方案（見(jiàn)圖1）。氫氣，更準確地說(shuō)是一種含氫量為5%的合成氣體，它與氦氣一樣也可用于泄漏檢測。作為一種檢測氣體，它的價(jià)格更為合理（在美國，它只是氦氣價(jià)格的1/3，在中國，這個(gè)數字是1/10）。但是采用這種氣體進(jìn)行檢測，無(wú)法保持相同的敏感度，且對于較小泄漏率如10-3 mbar l/s而言，在檢測部件凈容積為10升的情況下，檢測時(shí)間約為5分鐘（氦氣檢漏為11秒）。

   就檢測情況來(lái)說(shuō)，氫檢漏法更接近于壓降法，但其在彈性和溫度方面卻沒(méi)有壓降法的那些弱點(diǎn)。氦氣也適用于泄漏率為10-4 至 10-5 mbar l/s的泄漏檢測。因為檢測在正常壓力下，這種檢測方法不能使用質(zhì)譜儀，所以需要一個(gè)敏感度高的傳感器來(lái)測量不斷增加的氦濃度。這些傳感器采用Wise Technology專(zhuān)利，且僅應用于英?？迪到y。在檢測室內通過(guò)檢測氣體的連接氦氣被導入到檢測部件中檢測，如果存在泄漏，檢測氣體就會(huì )通過(guò)泄露處跑到積累箱中。

   風(fēng)扇可以保證腔室中氦氣的平均分布。如此一來(lái)，就可以在不知道泄漏位置的情況下進(jìn)行精確測量。傳感器可檢測出大氣中檢測氣體的含量。在英?？?T-Guard 系統中，傳感器由真空玻璃管構成，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(guò)。玻璃管中氦氣濃度的變化可以通過(guò)輔助的壓力測量裝置中的電流變化測量出來(lái)。（見(jiàn)圖2）

  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增加了25 ppb還是增加了0.025 ppm，檢測能夠可靠地檢測出10-6 mbar l/s以?xún)鹊男孤┞?。在生產(chǎn)過(guò)程中， 對于一個(gè)5升的自由容積檢測室（自由容積是指檢測室容積減去檢測部件容積），該方法可以在大約30秒之內檢測出1*10-4 mbar l/s的泄漏率。對于容積為1升的檢測室，檢測出這樣的泄漏率僅需11秒。連同開(kāi)機設定時(shí)間在內，每個(gè)檢測部件的檢測時(shí)間僅需約16秒，每小時(shí)可檢測225個(gè)檢測部件。（見(jiàn)圖3）

  該檢測方法還有其他特殊應用，如檢測排氣再循環(huán)系統內部和外部的氣密性，能檢測的泄漏率為2 sccm，約合3.3 * 10-2 mbar l/s。在一個(gè)體積為40升、以混合氣體（含10%氦氣）作為檢測氣體的檢測箱中，檢測時(shí)間為11秒，每個(gè)檢測部件全部循環(huán)時(shí)間為45秒。除了速度快之外，該檢測方法還有其他優(yōu)點(diǎn)，如它可以對塑料檢測部件進(jìn)行檢測。氣體導入后，檢測部件容積變大，但并不會(huì )影響該測量系統。此外，溫度、濕度和彈性也都不能造成任何影響。為了檢查該系統是否能達到泄漏率檢測限檢測部件，可將檢測部件放置在檢測箱的不同位置，以便進(jìn)一步檢查檢測箱中的氦氣濃度是否保持一致。

  傳感器和系統

   作為泄漏檢測系統的組成部分，敏感度并非是對于測量系統的唯一要求。此外，還需要易于集成、個(gè)性化設置以及低維護運行性能。另外，為迎合工廠(chǎng)工程需求，檢檢測系統還必須設計簡(jiǎn)單緊湊，這樣該系統就可以與液壓件和電子元件很好地進(jìn)行連接，同時(shí)還可以在多種檢測模式中靈活運用。（見(jiàn)圖4）

  該積累法優(yōu)勢明顯。首先無(wú)需對標準大氣進(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)化了測量系統的設計，并能更好地控制或降低整個(gè)系統的采購和維護成本。另外，采用該種方法能檢測得出可靠且具有重復性的檢測結果，即使采用家用塑料盒也能成功完成。此外，即使檢測部件體積非常大、高溫度或潮濕，這種混合氦氣檢漏的測量值依然具有高度的重復性，檢測部件無(wú)需在檢測前進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的冷卻或干燥。從經(jīng)濟上考慮，快速、全自動(dòng)的檢測是生產(chǎn)線(xiàn)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(chē)零部件制造業(yè)的理想手段，能滿(mǎn)足汽車(chē)制造業(yè)對于質(zhì)量和成本的雙重需求。

  圖片：
 
               
   圖1：在常壓下，氦氣檢漏可以填充10-2 到 10-5 mbar l/s之間的區域。（理想狀態(tài)：10-6mbar l/s）

               
   圖2：傳感器中心是真空玻璃管，該玻璃管上部帶有能滲透氦的石英膜。

               
    圖3：常壓下氦檢漏過(guò)程中檢測部件泄漏率與凈容積之間的關(guān)系。

               
   圖4：在大氣壓下T-Guard就能通過(guò)簡(jiǎn)單檢測箱工作，無(wú)需復雜的高真空箱及真空泵。

                  
   圖5：以積累箱進(jìn)行混合氦氣檢漏，該方法已用于檢測汽車(chē)行業(yè)的扭矩轉換器。

               
   圖6：檢測箱需與檢測部件盡量靠近，有限的自由容積使檢測時(shí)間更短且更富有成效。