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气密性检测的泄漏速率公式是如何得来的?

在我们对产品使用气密性检测时,通常使用产品的泄漏速率作为判定泄漏的标准。

Q:为什么要用泄漏速率做判定标准?

A:因为同一个产品由不同的气密检测设备测试时,治具和产品之间的体积大小不同。如果采用压降判断,会出现A设备泄漏上限为50paB设备泄漏上限为80pa的现象,就无法统一测试标准。

 泄漏速率公式

泄漏速率公式Q sccm=60p)/(Patm×t)(注:Q表示泄漏速率,Qsccm表示标准大气压下,25℃时气体的泄漏速率) 

气密性检测行业里面,泄漏速率的单位一般是:ml/min,那么泄漏速率的公式是怎么得来的呢?

这需要用到以下两个公式

 

公式一:理想气体状态方程

PV=nRT,理想气体状态方程是描述理想气体在处于平衡态时,压强、体积、温度间关系的状态方程。

p为压强(Pa),V为气体体积(m³),T为温度(K),n为气体的物质的量(mol),R为摩尔气体常数(也叫普适气体恒量)( 单位:J/(mol.K))。 

产品的泄漏跟压强、体积、温度、大气压、时间因素有关,而产品的泄漏速率是指产品在进行气密性检测时,单位时间内有多少气体是泄漏的。

而我们又可以通过测量压强的变化得知产品是否发生泄漏现象。

公式二:流速计算公式 

Q=V/t,表示单位时间内通过某一容器的气体流速,用字母Q表示, V为容器体积,t是时间。

推导过程

1. 理想气体状态方程PV=nRT,根据公式可以画出下图:

  

2. 在曲线上取两个点作为状态点,根据理想气体状态方程可得这两个点的计算公式为:PV=nRT;(P-∆p)(V+∆v)=nRT

 

3. 这两个点是取自在同一个产品的气密性检测过程的不同时间点,因此n、R不变,假设温度T是不变的,可以得出PV=(P-∆p)(V+∆v);

4.  通过计算上述公式得:P∆v=V×∆p+∆p×∆v;

5.  假设当时取的这两个状态点非常靠近,即∆p 和∆v 跟P和V相比,非常的小;

 

 

6. 当这两个点处于无限接近的状态,相当于重合时,计算过程中,可以将∆p 和∆v忽略不计,等式就可以写作P×∆v=V×∆p

7. 等式变换得到公式:∆v=V×∆p/P

8. 根据流速计算公式Q=V/t, 泄漏速率Q=∆v/t=V×∆p/P×t

9. 将压力换成标准状态下的大气压力,得到sccm结果的泄漏速率公式:

Qsccm=60V×∆p)/(Patm×t)

从以上可以看出,该公式是∆p很小的时候才成立,那得多小呢?

∆p相对于P小得多,小到可以忽略不计。

 

注:

Sccm:标准公升每分钟流量值

Patm:标准大气压;

  t:测试时间;

  ∆p:压降值;

V:被测物体的体积,可以根据标准漏孔算出来。

从以上可以看出,该公式是∆p很小的时候才成立,那得多小呢?

∆p相对于P小得多,小到可以忽略不计。

 

注:

Sccm:标准公升每分钟流量值;

Patm:标准大气压,值为101325pa;

t:测试时间,单位,秒(s);

∆p:压降值,单位帕(pa);

V:被测物体的体积,可以根据标准漏孔算出来,单位毫升(ml)。

如果你在气检时不便计算或者觉得计算过于繁杂,请不用担心,海瑞思还为您准备了一个专用于气密性检测的计算器。微信搜索小程序“海瑞思HRS常用计算器”即可进入使用。

 

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