Установка контроля герметичности карусельного типа для малогабаритных изделий

Установка контроля герметичности карусельного типа (УКГКТ), разработанная лабораторией «Ликлаб», предназначена для высокочувствительных испытаний малогабаритных изделий на герметичность с применением гелиевого масс-спектрометрического течеискателя. Конструкция установки ориентирована на работу в производственных условиях, где требуется стабильный, воспроизводимый и документируемый контроль герметичности изделий серийного и массового выпуска. Карусельный принцип организации рабочих камер позволяет сократить время цикла испытаний и обеспечить непрерывную загрузку изделий, что повышает общую производительность участка.

Область применения и типовые контролируемые изделия

Установка контроля герметичности карусельного типа предназначена для испытаний широкого спектра изделий, для которых критична герметичность и минимальные допустимые потоки утечки. Конструкция рабочих «стаканов» и вакуумной системы позволяет проводить испытания как серийной продукции, так и опытных партий в условиях производственной линии или специализированного участка контроля качества.

Типовые объекты контроля:

• Электромагнитные и герметичные реле различного типоразмера;
• Упаковка интегральных схем и герметичные корпуса микросборок;
• Электронные лампы, СВЧ-устройства, вакуумные и газонаполненные приборы;
• Оптоволоконные соединители и разъемы с герметичным исполнением;
• Кардиостимуляторы, имплантируемые медицинские устройства, чувствительные датчики;
• Миниатюрные запорные и регулирующие клапаны, в том числе для агрессивных сред;
• Другие малогабаритные изделия, для которых требуется контроль утечек в диапазоне малых потоков.

Установка может быть адаптирована под специфические изделия заказчика за счет изменения формы и объема рабочих камер («стаканов»), а также конфигурации присоединительных элементов и оснастки для подключения изделий к вакуумной системе и линии подачи гелия.

Принцип действия и описание цикла испытаний

Основа работы УКГКТ – гелиевое масс-спектрометрическое течеискание в режиме прямого потока. Карусельная платформа несет на себе несколько рабочих камер («стаканов»), в каждой из которых изделие герметизируется и подключается к вакуумной системе. В зависимости от конфигурации объекта контроля используется либо подача гелия внутрь изделия с последующим контролем утечек наружу, либо подача гелия снаружи при вакуумировании внутреннего объема.

Типовой цикл испытаний включает:

• Установку изделия в рабочий «стакан» и подключение к вакуумной и/или гелиевой магистрали;
• Форвакуумную откачку камеры и контролируемого объема до заданного давления;
• Переход на высоковакуумную откачку для достижения рабочего диапазона давления течеискателя;
• Подачу гелия в качестве индикаторного газа (внутрь или снаружи изделия) по заданному сценарию;
• Измерение потока натекания гелия масс-спектрометрическим течеискателем и сравнение результата с установленной нормой герметичности;
• Автоматизированную классификацию изделия как годного или негодного по критерию герметичности;
• Вентиляцию камеры и выгрузку изделия для дальнейших технологических операций.

При использовании малого «стакана» минимальное время полного цикла испытаний, включающего форвакуумную и высоковакуумную откачку, а также измерение потока утечки, составляет не более 12 секунд. Такое значение позволяет обеспечить высокую пропускную способность установки при сохранении требуемой чувствительности и точности измерений.

 

Технические характеристики установки

Карусельная установка контроля герметичности спроектирована для работы в режиме непрерывной эксплуатации и обеспечивает высокую чувствительность регистрации утечек гелия. Основные технические характеристики:

Параметр	Значение
Минимально регистрируемый поток гелия	1·10-10 м³·Па/с (режим прямого потока на течеискателе)
Минимальное время цикла испытания	не более 12 с (при использовании малого «стакана»)
Варианты объема рабочих камер	три типоразмера: малый, средний, большой
Время выхода установки в режим готовности	не более 15 мин после включения
Допустимая продолжительность непрерывной работы	до 24 ч в сутки
Питание	однофазная сеть 220 В ±10%, 50 Гц
Диапазон рабочих температур окружающей среды	от 10 до 35 °С
Относительная влажность воздуха	до 80% при 25 °С
Атмосферное давление	примерно 630–800 мм рт. ст. (климатическое исполнение УХЛ 4.2)

Применение сменных «стаканов» трех объемов позволяет оптимизировать внутренний объем вакуумной камеры под конкретное изделие, тем самым сокращая время откачки и повышая чувствительность к малым потокам утечек. Это особенно важно при испытании миниатюрных медицинских изделий, микросборок и ответственных элементов электронной техники.

Конструкция карусельного узла и вакуумной системы

Карусельный узел установки представляет собой вращающуюся платформу с несколькими позициями для размещения рабочих камер. На каждой позиции установлен «стакан» с индивидуальной системой уплотнения и присоединением к вакуумной магистрали. При повороте карусели позиции последовательно проходят стадии загрузки, откачки, измерения и выгрузки, что обеспечивает перекрытие операций по времени и высокую общую производительность.

Вакуумная система включает форвакуумный насос и высоковакуумный ступень (в зависимости от конфигурации – турбомолекулярный или другой высоковакуумный насос), а также блок коммутационных клапанов. Схема построена таким образом, чтобы минимизировать паразитные объемы и утечки в самой системе, обеспечить быстрое достижение рабочего давления и устойчивую работу масс-спектрометрического течеискателя в режиме прямого потока.

Система подачи гелия интегрирована с вакуумной частью и может включать редукторы, измерители расхода и клапаны дозирования. Это позволяет реализовывать различные методики испытаний, включая проверку герметичности при заданном давлении гелия, проведение повторных циклов для одного изделия и тестирование по нескольким программам.

Система управления и интерфейс оператора

Управление установкой контроля герметичности карусельного типа реализовано на основе промышленного контроллера. Система специально спроектирована таким образом, чтобы оператору не требовалось выполнять математические расчеты, вводить численные значения с клавиатуры или работать со сложной системой меню в процессе испытаний. Основной режим эксплуатации – полностью автоматический.

Ключевые особенности системы управления:

• Простой и интуитивно понятный интерфейс без избыточных настроек на этапе серийных испытаний;
• Запуск и остановка цикла испытаний по кнопкам «СТАРТ» и «СТОП» без необходимости дополнительных действий;
• Автоматическая коммутация вакуумной системы по алгоритму контроллера на основании заранее заданных параметров;
• Отображение основной информации о ходе испытаний и результатах в компактном и наглядном виде;
• Возможность настройки технологических параметров (время откачки, пороги браковки, выдержки) в сервисном режиме.

Органы управления и индикации выполнены с учетом эргономических требований. Клавиши имеют достаточные размеры и ход для уверенного срабатывания при работе в перчатках, что актуально для производственных и лабораторных условий. Интерфейс адаптирован для операторов без глубоких знаний вакуумной техники, при этом сохраняется возможность углубленной настройки для инженерно-технического персонала.

Диагностика, защита и надежность

Система управления УКГКТ оснащена рядом диагностических функций, которые позволяют своевременно detectировать нештатные режимы работы и предотвращать выход оборудования из строя. Контроллер отслеживает состояние вакуумной системы, корректность последовательности работы клапанов, наличие питания, параметры времени цикла, а также сигналы от течеискателя.

При возникновении отклонений (несоответствие давления заданному диапазону, превышение времени откачки, сбой сигнала течеискателя, авария по питанию) установка может перейти в безопасный режим, остановить карусель, разгерметизировать камеры и выдать оператору сообщение о характере неисправности. Это снижает риск повреждения дорогостоящих насосов, течеискателя и контролируемых изделий.

Конструктивные решения по компоновке пневматических и электрических компонентов учитывают требования к промышленной надежности и удобству технического обслуживания. При регламентных работах обеспечивается доступ к основным узлам без полной разборки карусели.

Эксплуатация, сервис и сопровождение лабораторией «Ликлаб»

Лаборатория «Ликлаб» не только разрабатывает и поставляет установки контроля герметичности карусельного типа, но и обеспечивает полный комплекс сервисного сопровождения. В рамках ввода в эксплуатацию проводится пусконаладка, проверка достигнутой чувствительности, настройка режимов откачки и методики течеискания под конкретные изделия заказчика.

Специалисты «Ликлаб» выполняют:

• оптимизацию объема «стаканов» и режимов откачки для сокращения времени цикла;
• калибровку и проверку течеискателя по поверенным гелиевым течам;
• разработку и документирование методик контроля герметичности для конкретных типов изделий;
• обучение операторов и инженерного персонала работе с установкой;
• консультации по интеграции установки в существующую систему контроля качества предприятия.

В процессе эксплуатации «Ликлаб» может осуществлять периодическое техническое обслуживание, диагностику и модернизацию установки, а также сопровождать метрологическое обеспечение контроля герметичности. Такое комплексное сопровождение позволяет поддерживать установку карусельного типа в рабочем состоянии, обеспечить стабильную чувствительность и соответствие требованиям нормативной документации и внутренних стандартов заказчика.