专利名称：氧传感器用锆元件微裂纹检测装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种氧传感器的检测装置和方法，特别涉及一种氧传感器用锆元件微裂纹检测装置和方法。
背景技术：
汽车氧传感器其主要核心元件为氧化锆陶瓷元件，在锆元件的凹孔内涂覆各种功能层后，形成传感元件。可以通过各种实验台对传感器的电性能进行检测，但是在烧结及加工过程中锆元件凹孔内涂覆的陶瓷元件容易形成裂纹而产生开裂，较大的裂纹可以通过吸红等实验进行检测，但是对于其中的微小裂纹以及其内部存在的污染杂质，则难以检测。因此，现有技术存在缺陷，有待于进一步改进和发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够对汽车氧传感器的氧化锆陶瓷元件上的微小裂纹进行检测的装置和方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案
氧传感器用锆元件微裂纹检测装置，包括操作台面、设置在所述操作台面上的压紧装置，其中，所述操作台面上设置密封垫圈，所述密封垫圈用于承载所述被测的锆元件；
所述操作台面将被测锆元件的凹孔通过第二通道连接储气装置，所述储气装置连接高压气源；
所述第二通道上设置排气阀，所述排气阀门和所述操作台面之间的第二通道上设置第一压力传感器，所述第一压力传感器上设置压力采样模块；所述排气阀门和所述储气装置之间的第二通道上设置高压截止阀门；
所述储气装置上设置第二压力传感器；
将所述排气阀门关闭，所述高压截止阀门打开；所述压力采样模块检测到所述第一压力传感器在设定时间T内，达到设定压力PO后，关闭所述高压截止阀门；延时后，打开所述排气阀门，排出所述第二通道的气体。所述的检测装置，其中，所述操作台面上还设置陷入所述压紧装置内的凸台，所述凸台位于所述密封垫圈周围。所述的检测装置，其中，所述排气阀连接第二缓冲及消声装置。所述的检测装置，其中，所述压紧装置顶部的第一通道通过第一缓冲及消声装置与外界联通，保持所述第一通道内的压力与大气压一致。所述的检测装置，其中，所述第二通道内壁通道直径D应大于4mm小于8mm。氧传感器用锆元件微裂纹检测方法，用权利要求1的氧传感器用锆元件微裂纹检测装置检测锆元件基体内部是否存在微裂纹，具体包括以下步骤
步骤1、将被测锆元件置于操作台面的密封垫圈上，并使用所述压紧装置将锆元件压紧固定；
步骤2、将排气阀门关闭，高压截止阀门打开，压力采样模块检测到第一压力传感器在设定时间T内，达到设定压力PO后，关闭所述高压截止阀门，这时，所述第二通道内的容积为第一容积LI ；
步骤3、延时I秒后，打开所述排气阀门，排出所述第二通道的第一容积LI的气体，检测过程完成。所述的检测方法，其中，所述步骤I和步骤2之间还包括将所述压紧装置顶部的第一通道通过缓冲及消声装置与外界联通，保持所述第一通道内的压力与大气压一致。所述的检测方法，其中，所述设定PO压力在扩IlMPa ;压力从零达到设定压力PO的设定时间T应大于50毫秒小于100毫秒。
所述的检测方法，其中，所述储气装置的容积为第二容积L，和所述第二通道的第一容积LI的比例K1，所述K1=L/L1;所述第二压力传感器的压力P和设定压力PO的比例为K2，所述 K2=P/P0;K1*K2 介于 100 200。所述的检测方法，其中，Κ2=1. Γ . 5，Κ1=8(Γ150 ;当设定时间T小于50*Κ3时开启高压截止阀门，当设定时间T大于100*Κ4时关闭高压截止阀门。本发明提供的氧传感器用锆元件微裂纹检测装置和方法，通过高压气源和第二通道向锆元件的被测凹孔内通入设定压力PO的气体，从而检测所述锆元件基体内部是否存在微小的裂纹，整个过程将在3飞秒钟内完成，是一种快速高效的检测方法，不仅能够满足筛选功能，并且能够在生产线在线使用。
图1为本发明氧传感器用锆元件微裂纹检测装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合优选的实施例对本发明做进一步详细说明。本发明的氧传感器用锆元件微裂纹检测装置，如图1所示，包括操作台面110、设置在所述操作台面上的压紧装置120 ;所述操作台面110上设置密封垫圈111，所述密封垫圈111用于承载所述被测的锆元件，所述操作台面110上还设置陷入所述压紧装置120内的凸台，所述凸台位于所述密封垫圈111周围，所述凸台可以防止压紧装置内碎裂的锆元件碎片飞出伤人；所述压紧装置120用于固定所述锆元件。所述压紧装置120顶部开通一个与大气联通的第一通道121，所述第一通道121连接第一缓冲及消声装置122，所述第一通道121通过所述第一缓冲及消声装置122与外界联通，保持通道内压力与大气压一致。所述操作台面110将锆元件的凹孔通过第二通道130连接储气装置140，所述储气装置140连接高压气源150。所述第二通道130上设置排气阀131，所述排气阀131连接第二缓冲及消声装置132，所述排气阀门131和所述操作台面110之间的第二通道130上设置第一压力传感器133，所述第一压力传感器上设置压力采样模块134 ;所述排气阀门131和所述储气装置140之间的第二通道130上设置高压截止阀门135。所述储气装置140上设置第二压力传感器141。
所述氧传感器用锆元件微裂纹检测方法，具体包括以下步骤
步骤1、将被测锆元件置于所述操作台面110的密封垫圈111上，并使用所述压紧装置120将锆元件压紧固定。步骤2、所述压紧装置120顶部的第一通道121通过第一缓冲及消声装置122与外界联通，保持所述第一通道121内的压力与大气压一致。步骤3、将所述排气阀门131关闭，所述高压截止阀门135打开。所述压力采样模块134检测到所述第一压力传感器133在设定时间T内，达到设定压力PO后，关闭所述高压截止阀门135。这时，所述第二通道130内的容积为第一容积LI。步骤4、延时I秒后，打开所述排气阀门131，排出所述第二通道130的第一容积LI的气体，检测过程完成。 步骤5、所述压紧装置120在感知第一压力传感器133压力为“零”时，抬起所述压紧装置120，可取出被测锆元件。优选的，为了保证快速进气，所述第二通道130内壁通道直径D应至少大于4mm，考虑到锆元件尺寸较小，其内部直径最大不易于超过8mm。所述操作台面110上设置启动按钮，所述启动按钮驱动所述高压截止阀门135。所述高压截止阀门135，通过所述压力采样模块134感知到第一压力传感器133达到设定压力PO后关闭。在此过程中，所述压力采样模块134—方面感知所需检测压力是否达到PO的要求以决定高压截止阀门135的关闭，另一方面，要求所述压力采样模块134记录压力从开始的“零”增加到所需设定压力PO的时间T，为了能有效检出不合格品，并且不损伤正常合格品，需要对设定压力PO和T进行控制，要求设定PO压力在9 llMPa，压力从零达到PO的设定时间T应小于100毫秒，为了避免损坏正常合格品，其T应大于50毫秒。优选的，所述储气装置140的容积为第二容积L，和所述第二通道130的第一容积LI的比例K1，所述K1=L/L1;所述第二压力传感器141的压力P和设定压力PO的比例为K2，所述K2=P/P0;本发明要求Κ1*Κ2介于100 200之间，其中优选K2=l.1 1. 5，Kl=8(Tl50。本发明检测过程的控制，由所述压力采样模块134记录的设定时间T驱动所述高压截止阀门135的通断实现，当设定时间T小于50*Κ3时开启高压截止阀门，当设定时间T大于100*Κ4时关闭高压截止阀门。其中Κ3为开启高压截止阀门的系数，应介于f 2之间，优选1. Γ1. 2 K4为关闭高压截止阀门的系数，应介于O. 5^1之间，优选O. 8^0. 9
为保证上述能够实施，所述高压气源150的最大压力应为设定压力PO的1. 5倍。本发明提供的氧传感器用锆元件微裂纹检测装置和方法，通过高压气源150和第二通道130向锆元件的被测凹孔内通入设定压力PO的气体，从而检测所述锆元件被测凹孔的内壁涂覆的陶瓷元件是否存在微小的裂纹，检测的是锆元件基体内部是否存在微裂纹或者缺陷，如果存在缺陷，通过高压击碎，如果没有缺陷，产品合格。整个检测过程将在3飞秒钟内完成，是一种快速高效的检测方法，不仅能够满足筛选功能，并且能够在生产线在线使用。以上内容是对本发明的优选的实施例的说明，可以帮助本领域技术人员更充分地理解本发明的技术方案。但是，这些实施例仅仅是举例说明，不能认定本发明的具体实施方式
仅限于这些实施例的说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和变换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.氧传感器用锆元件微裂纹检测装置，包括操作台面、设置在所述操作台面上的压紧装置，其特征在于，所述操作台面上设置密封垫圈，所述密封垫圈用于承载所述被测的锆元件； 所述操作台面将被测锆元件的凹孔通过第二通道连接储气装置，所述储气装置连接高压气源； 所述第二通道上设置排气阀，所述排气阀门和所述操作台面之间的第二通道上设置第一压力传感器，所述第一压力传感器上设置压力采样模块；所述排气阀门和所述储气装置之间的第二通道上设置高压截止阀门； 所述储气装置上设置第二压力传感器； 将所述排气阀门关闭，所述高压截止阀门打开；所述压力采样模块检测到所述第一压力传感器在设定时间T内，达到设定压力PO后，关闭所述高压截止阀门；延时后，打开所述排气阀门，排出所述第二通道的气体。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述操作台面上还设置陷入所述压紧装置内的凸台，所述凸台位于所述密封垫圈周围。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述排气阀连接第二缓冲及消声装置。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述压紧装置顶部的第一通道通过第一缓冲及消声装置与外界联通，保持所述第一通道内的压力与大气压一致。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述第二通道内壁通道直径D应大于4mm 小于 8mm η
6.氧传感器用锆元件微裂纹检测方法，用权利要求1的氧传感器用锆元件微裂纹检测装置检测锆元件基体内部是否存在微裂纹，具体包括以下步骤 步骤1、将被测锆元件置于操作台面的密封垫圈上，并使用所述压紧装置将锆元件压紧固定； 步骤2、将排气阀门关闭，高压截止阀门打开，压力采样模块检测到第一压力传感器在设定时间T内，达到设定压力PO后，关闭所述高压截止阀门，这时，所述第二通道内的容积为第一容积LI ； 步骤3、延时I秒后，打开所述排气阀门，排出所述第二通道的第一容积LI的气体，检测过程完成。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤I和步骤2之间还包括将所述压紧装置顶部的第一通道通过缓冲及消声装置与外界联通，保持所述第一通道内的压力与大气压一致。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述设定PO压力在ITllMPa;压力从零达到设定压力PO的设定时间T应大于50毫秒小于100毫秒。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述储气装置的容积为第二容积L，和所述第二通道的第一容积LI的比例K1，所述K1=L/L1;所述第二压力传感器的压力P和设定压力PO的比例为K2，所述K2=P/P0;K1*K2介于100 200。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，Κ2=1.Γ . 5，Κ1=8(Γ150 ;当设定时间T小于50*Κ3时开启高压截止阀门，当设定时间T大于100*Κ4时关闭高压截止阀门。
全文摘要
氧传感器用锆元件微裂纹检测装置和方法，包括操作台面、设置在操作台面上的压紧装置，操作台面上设置密封垫圈；操作台面将被测锆元件的凹孔通过第二通道连接储气装置；第二通道上设置排气阀，所述排气阀门和所述储气装置之间的第二通道上设置高压截止阀门；所述储气装置上设置第二压力传感器；将所述排气阀门关闭，所述高压截止阀门打开；所述压力采样模块检测到所述第一压力传感器在设定时间T内，达到设定压力P0后，关闭所述高压截止阀门；延时1秒后，打开所述排气阀门，排出所述第二通道的第一容积L1的气体，检测完成。本发明的整个过程将在3～5秒钟内完成，是一种快速高效的检测方法，不仅能够满足筛选功能，并且能够在生产线在线使用。
文档编号G01N19/08GK103018161SQ201310012500
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者黄龙辉, 赵旭东, 陈杰 申请人:黄龙辉