技术领域
[0001] 本
申请涉及一种密封性测试装置，尤其是一种用于测试USB充电
接口密封性的压差法测试装置。
背景技术
[0002] 随着手机市场竞争日趋激烈，越来越多的三防手机成为新的卖点，甚至是每个高端机的标配。三防包括防尘、防
水、防摔。其中做为关键技术之一的防水一般指的是在水下1米的深度，浸泡30分钟，通过人眼分辨机器有没有进水进行判断。用IP等级进行量化，即满足防水防尘等级不低于IP7。
[0003] 随着制造工艺的提高，以及
质量流程更加完善，手机生产过程中品质管控越来越严格。为了降低
风险，提高品质，增加用户满意度，手机厂商普遍对生产的产品零部件进行抽检，甚至全检。对于防水密封测试主要采用充入气体的方法，主要有三种方法：压降法、差压法、大流量法。目前在整机测试过程中主要采用的是压降法，很少对
电路板零部件单独测试。
[0004] 已知的采用压降法测试手机密封性的装置有两种思路。一种为手机壳中有一个开孔，测试装置通过该孔向整机冲入高压气体，充气气管一端与气压
传感器相连，当气体冲入到一定压
力值，充气气路关闭(不影响
压力传感器检测)，保压一段时间后，通过气压传感器观测压力值的变化来判断产品是否合格。另一种改进的方式为将整机置于密闭容器，在机壳外部加压方式以便更好的模拟手机在水下曾受压力的情况。
[0005] 但是，压降法有一个明显的缺点，保压时间过长，
精度不高。现代工业大批量生产对工时要求很苛刻，超过1分钟的测试时间不能满足工厂要求，尤其在产品全部要求检测的情况下。另外，组装完的成品出现问题返工的话，不但使前面组装的工序浪费掉，拆机需要更多的时间。
[0006] 针对压降法的不足，人们开始使用差压法对产品进行气密性测试。差压法测试原理可参照图1所示，虚线框内部分为差压测试仪的主要构成部分。进气气路分为两路，一路经过第二电磁
阀16，作为
气动控制阀17的动作气路；另一路为测试气路，先经过微雾分离器13去除0.01μm以上的颗粒及空气中的水分，精密压力表14用于控制测试气体的充气压力，然后经过第一
电磁阀15。气动控制阀17连接在第一电磁阀15和第二电磁阀16的下游，当第二电磁阀16导通通气时，气动控制阀17被打开，由第一电磁阀15放行过来的测试气体经过气动控制阀17的出气端由测试气管3和对照气管4分别向被测件A和对照件B充气(此时被测件A和对照件B气相连通)。当被测件A和对照件B中的气压达到相同的预设值时，关闭第一电磁阀15和第二电磁阀16停止充气，并保持被测件A和对照件B气相隔离。差压测试仪内的压力传感器18能够实时检测测试气路的压力，差压传感器19实时检测测试端和对照端的压力差。如果被测件A有漏气问题(对照件B不会漏气)，则差压传感器19便能够检测出被测件A和对照件B的压力差，根据如下公式，得出泄露体积变化量，再结合测试时间，进而得出泄露速度。
[0007] ΔP＝P×ΔV÷(V+ΔV) (2-1)
[0008] VL＝ΔV÷T (2-2)
[0009] 式中，
[0010] ΔP：测试腔体和对照腔体压力差，差压传感器测得
[0011] P：充气时的压力，由差压测试仪器压力表测得
[0012] ΔV：两腔体的体积变化值
[0013] VL：泄露速度
[0014] T：测试时间。
[0015] 然而，采用压差法测试产品的密封性时，很难做到测试气管3出气端与被测件A(尤其是USB充电接口)进气口处完全密封，在测试被测件泄露速度的这段时间内，会有很大一部分气体通过测试气管3与被测件A连接处的缝隙漏出，然而这部分泄露气体并不是因为被测件A自身的密封性问题而产生的，而是因为测试装置的结构
缺陷而产生的误差，而且该误差值一般较大，因此存在检测准确度较差的问题，在高精度测试过程中有较高的影响。此外，对照气管4出气端与对照件B连接处也难以做到绝对密封。如果能够保证在压差测试过程中，使测试气路和对照气路(而非被测件和对照件自身)的漏气速度相同，那么差压传感器19所检测出的压力差变化速度便真实反映了被测件A自身的漏气速度。
发明内容
[0016] 本申请的目的是：提供一种的密封性测试装置，以提高对被测产品尤其是USB充电接口的密封性检测准确率及检测效率。
[0017] 为了达到上述目的，本申请的技术方案是：
[0018] 一种密封性测试装置，包括：
[0019] 差压测试仪，其具有至少一个进气口以及包括第一出气口和第二出气口在内的至少两个出气口；
[0020] 气源，其通过进气管路与所述差压测试仪的至少一个所述进气口相连；
[0021] 测试气管，其连接所述差压测试仪的所述第一出气口和被测件，以向所述被测件充气；以及
[0022] 对照气管，其连接所述差压测试仪的所述第二出气口和对照件，以向所述对照件充气；
[0023] 所述测试气管的出气端连接一其内带有气体流通孔的堵头安装
块，该堵头安装块中安装一其内带有气体流通孔的PU堵头，所述测试气管的内部管腔、堵头安装块内的气体流通孔和PU堵头内的气体流通孔依次连通，还包括用于推动所述堵头安装块向所述被测件移动、进而使所述PU堵头的出气端密封压紧在所述被测件上的堵头推动设备。
[0024] 本申请在上述技术方案的
基础上，还包括以下优选方案：
[0025] 所述测试气管的出气端与所述堵头安装块是通过其内设有气体流通孔的第一气
管接头相连的，该第一气管接头的出气端制有外
螺纹，所述堵头安装块内气体流通孔的孔壁上制有
内螺纹，所述第一气管接头的进气端插设连接在所述测试气管的出气端，所述第一气管接头的出气端通过其上设置的所述
外螺纹与该堵头安装块内气体流通孔孔壁上的内螺纹
锁紧配合。
[0026] 所述对照气管的出气端与所述对照件是通过其内设有气体流通孔的第二气管接头相连的，该第二气管接头的出气端制有外螺纹，所述对照件是一个带有
盲孔的盲孔件，且所述盲孔的孔壁上制有内螺纹，所述第二气管接头的进气端插设连接在所述对照气管的出气端，所述第二气管接头的出气端通过其上设置的所述外螺纹与该对照件内盲孔孔壁上的所述内螺纹锁紧配合。
[0027] 所述第一气管接头和所述第二气管接头的尺寸相同，所述对照件上盲孔的孔径与所述堵头安装块内气体流通孔的孔径相同，所述对照件上盲孔孔壁上的内螺纹与所述堵头安装块内气体流通孔孔壁上的内螺纹尺寸相同。
[0028] 所述测试气管的进气端与所述差压测试仪的第一出气口通过第三气管接头相连，所述对照气管的进气端与所述差压测试仪的第二出气口通过第四气管接头相连，所述第三气管接头和第四气管接头具有相同的尺寸和结构。
[0029] 所述堵头推动设备包括：
[0031]
导轨，其与所述堵头安装块滑动连接，以引导所述堵头安装块的移动；
[0032] 弹性伸缩架，其连接在所述气缸和下述压力传感器之间，以将所述气缸提供的推动力传递给下述压力传感器，并且该弹性伸缩架能够产生；以及
[0033] 压力传感器，其连接在所述弹性伸缩架和所述堵头安装块之间，将所述弹性伸缩架受到的推动力传递给所述堵头安装块。
[0034] 所述气缸的驱动端与所述弹性伸缩架铰接，所述气缸安装在一个能够调节该气缸
位置的调节滑台上。
[0035] 还包括用于
定位所述测试气管和对照气管走向、而使所述测试气管和对照气管平行布置的若干个气管固定夹，而且所述测试气管和对照气管为长度和管径相同的尼龙气管。
[0036] 所述尼龙气管外套设有一层抗振外管，所述气管固定夹夹在所述抗振外管上。
[0037] 所述被测件为USB充电接口。
[0038] 本申请的有益效果是：
[0039] 1、本申请这种测试装置测试气管的出气端通过可受压
变形的PU堵头与被测件巧妙配合，实现测试气管与被测件连接处密封不漏气，大大提高了被测件密封性检测结果的准确性。
[0040] 2、相比其他相似产品30s以上的测试时间，本申请这种测试装置的测试时间能优化到5.5s，非常适用于现代工厂大批量生产。
[0041] 3、该测试装置泄露
分辨率能达到0.0005sccm，完全满足IP7及以上的防水测试要求。
[0042] 4、该测试装置测试重复性好，重复测试一致性CP能达到5.0以上。
[0043] 5、该测试装置测试气管和对照气管的走线固定方式能够抵抗较大的振动，测试
波动小。
附图说明
[0044] 图1为本申请
实施例中密封性测试装置的整体结构示意图，其中被测件和堵头推动设备未示出；
[0045] 图2为图1的F部放大图；
[0046] 图3为本申请实施例中堵头推动设备的结构示意图；
[0047] 其中：A-被测件，B-对照件，1-差压测试仪，2-气源，3-测试气管，4-对照气管，5a-第一管结构，5b-第二管接头，5c-第三管接头，5d-第四管接头，6-堵头安装块，7-PU堵头，8-气缸，9-导轨，10-弹性伸缩架，11-压力传感器，12-调节滑台，13-微雾分离器，14-精密压力表，15-第一电磁阀，16-第二电磁阀，17-气动控制阀，18-压力感应器，19-差压传感器，20-第三电磁阀，21-第一减压阀，22-第二减压阀，23-气管固定夹。
具体实施方式
[0048] 下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。
[0049] 然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。
[0050] 此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。
[0051] 本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
[0052] 图1～图3示出了本申请这种密封性测试装置的一个具体实施例，与传统差压法测试装置相同的是，该装置也包括差压测试仪1、气源2、测试气管3和对照气管4。差压测试仪1具有两个进气口和两个出气口(分别为第一出气口和第二出气口)，该差压测试仪1由法国ATEQ公司生产，其分辨率能达到0.6Pa。两进气口均与气源2相连，其中一个进气口与第二电磁阀16相连，作为动作气路的进气口；另一个进气口与第一电磁阀15相连，作为测试气路的进气口。第一出气口通过测试气管3与被测件A(本实施例中，该被测件A具体为USB充电接口)相连，以向被测件A充气；第二出气口通过对照气管4与对照件B相连，以向对照件B充气。
[0053] 本实施例的关键改进在于测试气管3与被测件A的连接处采用了特殊的结构形式，以保证在压差测试时被测件A进气口处基本不漏气，具体如下：
[0054] 所述测试气管3的出气端连接一其内带有气体流通孔的堵头安装块6，该堵头安装块6中安装一其内带有气体流通孔的PU堵头7(即PU材质的堵头)。所述测试气管3的内部管腔、堵头安装块6内的气体流通孔和PU堵头7内的气体流通孔依次连通。还设置有堵头推动设备，该堵头推动设备用于推动所述堵头安装块6向所述被测件A移动，进而使所述PU堵头7的出气端密封压紧在所述被测件A上(具体紧压在被测件A的进气口处)，而且PU堵头7被弹性压紧在堵头安装块6和被测件A之间，同时也实现了堵头安装块6内气体流通孔、PU堵头7内气体流通孔和被测件A自身进气孔的密封连通。
[0055] 为了保证PU堵头7与被测件A良好
接触，同时使PU堵头受到
挤压力时具有足够的变形量以保证PU堵头7与堵头安装块6及被测件A之间的密封性，本实施例中PU堵头7的出气端凸出于所述堵头安装块6外。
[0056] 虽然上述结构设计完全保证了差压测试时，PU堵头7与堵头安装块6以及PU堵头7与被测件A之间的密封性，但是不能保证测试气管3与堵头安装块6连接处的密封性，同时也不能保证对照气管3与对照件B连接处的密封性，对此，本实施例进一步采用了下述结构设计，以使得测试气管3与堵头安装块6连接处的漏气速度(非常小)和对照气管3与对照件B连接处的漏气速度(非常小)基本一致，具体如下：
[0057] 测试气管3的出气端与堵头安装块6是通过其内设有气体流通孔的第一气管接头5a相连的。该第一气管接头5a的出气端制有外螺纹，堵头安装块6内气体流通孔的孔壁上制有内螺纹，第一气管接头5a的进气端插设连接在测试气管3的出气端，而第一气管接头5a的出气端通过其上设置的外螺纹与堵头安装块6内气体流通孔孔壁上的内螺纹锁紧配合。
[0058] 对照气管4的出气端与对照件B是通过其内设有气体流通孔的第二气管接头5b相连的。该第二气管接头5b的出气端制有外螺纹，对照件B是一个带有盲孔的盲孔件，且所述盲孔的孔壁上制有内螺纹，第二气管接头5b的进气端插设连接在对照气管4的出气端，而第二气管接头5b的出气端通过其上设置的外螺纹与该对照件B内盲孔孔壁上的内螺纹锁紧配合。
[0059] 由上不难看出，因本实施例采用了可弹性变形的PU堵头来间接连接测试气管3的出气端与被测件A，在差压测试过程中，通过挤压PU堵头而能够实现测试气管3与被测件A的密封连接不漏气(而且因PU堵头的挤压变形，PU堵头与堵头安装块也密封配合)。虽然第一气管接头与测试气管的套接处以及第一气管接头与堵头安装块的
螺纹连接处会产生少量漏气，但是本实施例由于采用了同样的结构形式来连接对照气管4和对照件B，故对照气管4和对照件B连接处具有与测试气管和堵头安装块6连接处相同的漏气速度，在进行差压测试时，二者相互抵消，相当于二者在上述对应位置均密封不漏气，丝毫并不影响测试结果的准确性。
[0060] 而且，在本实施例中，所述第一气管接头5a和第二气管接头5b的尺寸相同，对照件B上盲孔的孔径与堵头安装块6内气体流通孔的孔径相同，同时对照件B上盲孔孔壁上的内螺纹与堵头安装块6内气体流通孔孔壁上的内螺纹尺寸也相同，如此可进一步提高对照气管4和对照件B连接处与测试气管和堵头安装块6连接处漏气速度的一致性。此外，堵头安装块6和盲孔件采用相同的材质，一般为金属材质。
[0061] 考虑到，测试气管3与差压测试仪1第一出口气的连接处也可能产生少量漏气，同时对照气管4与差压测试仪1第二出口气的连接处也可能产生少量漏气，本实施例例又额外设置了两个气管接头——第三气管接头5c和第四气管接头5d，而且这两个气管接头5与上述第一和第二气管接头的结构一致，其中第三气管接头5c连接所述差压测试仪2的第一出气口与测试气管3的进气端，第四气管接头5d连接所述差压测试仪2的第二出气口与对照气管4的进气端。具体来说，第三气管结构5c的进气端通过其上设置的外螺纹与第一出气口内设置的内螺纹锁紧配合，第三气管结构5c的出气端插设连接在测试气管3的进气端；第四气管结构5d的进气端通过其上设置的外螺纹与第二出气口内设置的内螺纹锁紧配合，第四气管结构5c的出气端插设连接在对照气管4的进气端。如此保证测试气管3与差压测试仪1第一出口气的连接处以及对照气管4与差压测试仪1第二出口气的连接处具有基本相同的漏气速度，在进行差压测试时，二者相互抵消，并不影响测试结果的准确性。
[0062] 同理，所述第三气管接头5c和第四气管接头5d也采用相同的尺寸，以进一步提高测试气管3与差压测试仪1第一出口气连接处和对照气管4与差压测试仪1第二出口气连接处漏气速度的一致性。
[0063] 本实施例中，所述堵头推动设备包括气缸8、导轨9、弹性伸缩架10和压力传感器11。其中，气缸8用于提供推动力。导轨9与堵头安装块6滑动连接，以引导堵头安装块6的移动。弹性伸缩架10连接在气缸8和压力传感器11之间，以将气缸8提供的推动力传递给压力传感器11。压力传感器11连接在弹性伸缩架10和堵头安装块6之间，以将弹性伸缩架10受到的推动力传递给所述堵头安装块6。
[0064] 本实施例中，上述弹性伸缩架10主要由左半架、右半架及水平连接在左半架和右半架之间的
弹簧构成，当该弹性伸缩架10受到水平方向的挤压力或拉伸力时，弹簧会随之发生形变。
[0065] 实际应用时，气缸8动作而向前推动弹性伸缩架10，弹性伸缩架10将其受到的推动力依次传递给压力传感器11和堵头安装块6，而带动堵头安装块6向前移动，将PU堵头7密封压紧在被测件A上。在此过程中，弹性伸缩架10(具体来说是该弹性伸缩架内的弹簧)因受到挤压力而产生缩短变形，压力传感器11检测其受到的压力值，也即PU堵头7对被测件A的压力值，实际应用中，该压力值一般要大于测试压力(即差压测试时被测件和对照件的初始压力)的3倍。
[0066] 本实施例中，所述气缸8的驱动端与弹性伸缩架10铰接(即转动连接)，而且气缸8安装在一个调节滑台12上，实际应用时，可通过手动调整该气缸8在调节滑台12(滑台上设置有手动调节旋钮)的初始位置，来改变弹性伸缩架10的形变量，进而改变PU堵头7受到的挤压力。
[0067] 不难看出，弹性伸缩架内弹簧的变形量决定了PU堵头对被测件A的挤压力，可利用上述调节滑台调节气缸压缩弹性伸缩架内弹簧的变形量，进而调节压差测试时的PU堵头对被测件的压力。
[0068] 由于被测件的充气体积非常小，测试气路微小的振动都会对测试结果有很大的影响。为了防止气路膨胀对测试的影响，所述测试气管3和对照气管4均采用尼龙气管，同时，尽量使测试气管和对照气管的长度和管径相同。此外，还设置了多个气管固定夹23，这些气管固定夹23用来定位所述测试气管3和对照气管4的走向，并使所述测试气管3和对照气管4平行布置(即二者走线一致)，以进一步消除振动等环境变化导致两根气管内部腔体体积变化不一致的误差。而且至少要在测试气管3和对照气管4的接头附近设置有气管固定夹23。并且，本实施例在尼龙气管外套设了一层大直径的的抗振外管，上述各个气管固定夹23均直接夹在该抗振外管上，依次来限定测试气管3和对照气管4的走向，如此可减轻测试气管3和对照气管4在使用过程中受到的振动。
[0069] 以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
