在我們對產品使用氣密性檢測時,通常使用產品的泄漏速率作為判定泄漏的標準。
Q:為什么要用泄漏速率做判定標準?
A:因為同一個產品由不同的氣密檢測設備測試時,治具和產品之間的體積大小不同。如果采用壓降判斷,會出現(xiàn)A設備泄漏上限為50pa,B設備泄漏上限為80pa的現(xiàn)象,就無法統(tǒng)一測試標準。
泄漏速率公式
泄漏速率公式:Q sccm=60(V×?p)/(Patm×t)(注:Q表示泄漏速率,Qsccm表示標準大氣壓下,25℃時氣體的泄漏速率)
氣密性檢測行業(yè)里面,泄漏速率的單位一般是:ml/min,那么泄漏速率的公式是怎么得來的呢?
這需要用到以下兩個公式:
公式一:理想氣體狀態(tài)方程
PV=nRT,理想氣體狀態(tài)方程是描述理想氣體在處于平衡態(tài)時,壓強、體積、溫度間關系的狀態(tài)方程。
p為壓強(Pa),V為氣體體積(m3),T為溫度(K),n為氣體的物質的量(mol),R為摩爾氣體常數(shù)(也叫普適氣體恒量)( 單位:J/(mol.K))。
產品的泄漏跟壓強、體積、溫度、大氣壓、時間因素有關,而產品的泄漏速率是指產品在進行氣密性檢測時,單位時間內有多少氣體是泄漏的。
而我們又可以通過測量壓強的變化得知產品是否發(fā)生泄漏現(xiàn)象。
公式二:流速計算公式
Q=V/t,表示單位時間內通過某一容器的氣體流速,用字母Q表示, V為容器體積,t是時間。
推導過程
1. 理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT,根據公式可以畫出下圖:
2. 在曲線上取兩個點作為狀態(tài)點,根據理想氣體狀態(tài)方程可得這兩個點的計算公式為:PV=nRT;(P-?p)(V+?v)=nRT
3. 這兩個點是取自在同一個產品的氣密性檢測過程的不同時間點,因此n、R不變,假設溫度T是不變的,可以得出PV=(P-?p)(V+?v);
4. 通過計算上述公式得:P?v=V×?p+?p×?v;
5. 假設當時取的這兩個狀態(tài)點非??拷?p 和?v 跟P和V相比,非常的小;
6. 當這兩個點處于無限接近的狀態(tài),相當于重合時,計算過程中,可以將?p 和?v忽略不計,等式就可以寫作P×?v=V×?p
7. 等式變換得到公式:?v=V×?p/P
8. 根據流速計算公式Q=V/t, 泄漏速率Q=?v/t=V×?p/P×t
9. 將壓力換成標準狀態(tài)下的大氣壓力,得到sccm結果的泄漏速率公式:
Qsccm=60(V×?p)/(Patm×t)
從以上可以看出,該公式是?p很小的時候才成立,那得多小呢?
?p相對于P小得多,小到可以忽略不計。
注:
Sccm:標準公升每分鐘流量值
Patm:標準大氣壓;
t:測試時間;
?p:壓降值;
V:被測物體的體積,可以根據標準漏孔算出來。
從以上可以看出,該公式是?p很小的時候才成立,那得多小呢?
?p相對于P小得多,小到可以忽略不計。
注:
Sccm:標準公升每分鐘流量值;
Patm:標準大氣壓,值為101325pa;
t:測試時間,單位,秒(s);
?p:壓降值,單位帕(pa);
V:被測物體的體積,可以根據標準漏孔算出來,單位毫升(ml)。
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