一种充放气装置和方法与流程

本发明涉及充放气技术领域，尤其涉及一种充放气装置的方法。

背景技术：

由于电子元器件或精密部件等长期储存在空气中会老化、失效，因此需要把长期存储的元器件或精密部件放在一个密闭腔体里，并且在密闭腔体内填充惰性气体，以延长产品的储存期。

为了尽量避免过多的在腔体上开孔，一般只有一个充气阀门对内部气体进行置换、充压，而且腔体上不能直接安装压力表测量内部压力。在腔体没有压力表的情况下，无法得知腔体实际压力，以及腔内气体浓度，容易出现填充气体压力过大，放置产品的容器变形的情况，或者出现填充气体浓度不足，放置产品的存储器大大缩短的情况。

因此，提出一种能够单孔气体置换和控制浓度的充放气方法是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种充放气装置和方法，能够通过密闭腔体的单孔进行气体置换，实现对密闭腔体内的气体浓度的精准控制。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种充放气方法，所述充放气方法包括：

控制器接收充放气循环启动控制信号，根据所述充放气循环启动控制信号获取预设充放气循环设定次数并设置为剩余循环次数；

当所述剩余循环次数大于等于1时，所述控制器生成第一充气控制指令；

电磁阀和进气阀根据所述第一充气控制指令同时开启，用以气源通过安装有所述电磁阀的第一管路和进气阀进入中转腔体，并由所述中转腔体连接的第二管路向存储保藏器件的密闭腔体充气；

所述中转腔体上设置的第一压力传感器实时监测所述中转腔体内的气体压力，得到第一气体压力；当所述第一气体压力达到第一预设压力时，生成第一反馈信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述第一反馈信号生成第一关闭指令，关闭所述电磁阀和进气阀，并对关闭后的静置时长进行计时统计；

当所述静置时长达到第一预设时长时，所述控制器生成第一排气控制指令；

设置在所述中转腔体上的排气阀根据所述第一排气控制指令开启，用以所述密闭腔体中的气体通过第二管路返回中转腔体，并由所述排气阀排出至大气；

当所述第一气体压力达到第二预设压力时，生成第二反馈信号发送给所述控制器，所述控制器根据所述第二反馈信号生成第二关闭指令，关闭所述排气阀；

所述控制器将所述剩余循环次数减1；

当所述剩余循环次数为0时，所述控制器生成第三关闭指令，设置在所述密闭腔体上的阀芯压针根据所述第三关闭指令弹起，断开所述密闭腔体与所述第二管路的连接。

优选的，在当所述剩余循环次数为0时，所述控制器生成第三关闭指令，设置在所述密闭腔体上的阀芯压针根据所述第三关闭指令弹起，断开所述密闭腔体与所述第二管路的连接之后，所述充放气方法还包括：

所述控制器生成第一移动控制指令，发送给机械臂；所述机械臂根据所述第一移动控制指令将所述密闭腔体移动到密封检测装置的检测盒中；

当所述检测盒内的第一传感器识别到所述密闭腔体时，所述第一传感器生成第三反馈信号；所述控制器根据所述第三反馈信号生成抽真空指令，用以所述密封检测装置的真空泵根据所述抽真空指令对所述检测盒进行抽真空；

所述密封检测装置的第二压力传感器监测第二预设时长内所述检测盒内的压力，得到第二气体压力，并发送给所述控制器；

所述控制器根据所述第二气体压力的变化值和预设阈值确定所述密闭腔体的密封性检测结果，并根据所述密封性检测结果生成第二移动控制指令，发送给所述机械臂；所述机械臂根据所述第二移动控制指令将所述密闭腔体移动到预设区域。

进一步优选的，所述密封性检测结果包括合格和不合格；所述控制器根据所述第二气体压力的变化值和预设阈值确定所述密闭腔体的密封性检测结果具体包括：

当所述第二气体压力的变化值小于或等于预设阈值时，所述控制器确定所述密闭腔体的密封性检测结果为合格；

当所述第二气体压力的变化值大于预设阈值时，所述控制器确定所述密闭腔体的密封性检测结果为不合格。

进一步优选的，在当所述检测盒内的第一传感器识别到所述密闭腔体时，所述第一传感器生成第三反馈信号之后，所述充放气方法还包括：

所述控制器根据所述第三反馈信号生成自动工作指令，发送给等间距放置多个密闭腔体的传送带。

进一步优选的，在控制器接收充放气循环启动控制信号之前，所述充放气方法还包括：

所述传送带根据接收到的人工工作指令或者所述自动工作指令移动预设距离；

所述传送带停止后，所述控制器生成开启指令，设置在所述密闭腔体上的阀芯压针根据所述开启指令压紧，所述密闭腔体与所述第二管路连接；所述阀芯压针压紧后生成充放气循环启动控制信号，发送给所述控制器。

优选的，所述第一预设压力大于所述第二预设压力。

第二方面，本发明提供了一种充放气装置，所述充放气装置包括：控制器、第一管路、电磁阀、第二管路、阀芯压针、中转腔体、进气阀、排气阀和第一压力传感器；

所述第一管路与所述中转腔体的进气口连接；所述电磁阀设置在所述第一管路上；所述中转腔体的第一排气口通过第二管路与所述密闭腔体的充放气口连接；所述中转腔体的第二排气口与外界空气连通；所述第一压力传感器设置在所述中转腔体上；所述进气阀设置在所述进气口上；所述排气阀设置在所述第二排气口上；所述阀芯压针设置在所述充放气口上；所述电磁阀、进气阀、排气阀、阀芯压针分别与所述控制器有线或者无线连接；

充气时，气源通过安装有所述电磁阀的第一管路和进气阀进入中转腔体，并由所述中转腔体连接的第二管路向存储保藏器件的密闭腔体充气；排气时，所述密闭腔体中的气体通过第二管路返回中转腔体，并由所述排气阀排出至大气。

优选的，所述充放气装置还包括：传送带和机械臂；

所述传送带上等间距放置有多个密闭腔体；所述传送带与所述控制器有线或者无线连接；所述传送带用于，根据接收到的人工工作指令或者所述自动工作指令移动预设距离；

所述机械臂与所述控制器有线或者无线连接；所述机械臂用于，根据所述第一移动控制指令将所述密闭腔体移动到密封检测装置的检测盒中，或者根据所述第二移动控制指令将所述密闭腔体移动到预设区域。

本发明提供的一种充放气装置和方法，结构简单，易操作，通过密闭腔体的单孔进行气体置换，实现对密闭腔体内的气体浓度的精准控制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的充放气装置的结构示意图，

图2为本发明实施例提供的充放气方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的密封性检测方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供的一种充放气装置和方法，结构简单，易操作，通过密闭腔体的单孔进行气体置换，实现对密闭腔体内的气体浓度的精准控制。

图1为本发明实施例提供的充放气装置的结构示意图，如图1所示，本发明提供的充放气装置，包括：第一管路1、电磁阀2、中转腔体3、第一压力传感器4、第二管路5、阀芯压针6、进气阀7(图中未示出)、排气阀8(图中未示出)和控制器9(图中未示出)。

第一管路1与中转腔体3的进气口连接，电磁阀2设置在第一管路1上。中转腔体3的第一排气口通过第二管路5与密闭腔体的充放气口连接，中转腔体3的第二排气口与外界空气连通。第一压力传感器4设置在中转腔体3上，用于实时监测中转腔体3内的气体压力。进气阀7设置在进气口上，排气阀8设置在第二排气口上，阀芯压针6设置在充放气口上。电磁阀2、进气阀7、排气阀8、阀芯压针6分别与控制器9有线或者无线连接。

充气时，气源通过安装有电磁阀2的第一管路1和进气阀7进入中转腔体3，并由中转腔体3连接的第二管路5向存储保藏器件的密闭腔体充气。排气时，密闭腔体中的气体通过第二管路5返回中转腔体3，并由排气阀8排出至大气。

在优选的方案中，充放气装置还包括传送带和机械臂，用于辅助实现对密闭腔体的流水线充放气操作。传送带、机械臂分别与控制器9有线或者无线连接。传送带上等间距放置有多个密闭腔体。传送带用于，根据接收到的人工工作指令或者自动工作指令移动预设距离。机械臂用于，根据第一移动控制指令将密闭腔体移动到密封检测装置的检测盒中，或者根据第二移动控制指令将密闭腔体移动到预设区域。

图2为本发明实施例提供的充放气方法的流程图，如图2所示，基于上述的充放气装置的充放气方法的具体步骤如下：

步骤101，控制器接收充放气循环启动控制信号，根据充放气循环启动控制信号获取预设充放气循环设定次数并设置为剩余循环次数；

具体的，预设的充放气循环设定次数与最终密闭腔体内要达到的填充气体浓度相关，剩余循环次数为当前剩余需要对密闭腔体的充放气次数。

预设的充放气循环设定次数是根据用户对密闭腔体内的填充气体的浓度的需求计算得到的，具体确定预设的充放气循环设定次数的计算过程如下：

首先，根据理想气体方程pv＝nrt，可知设备中气体摩数为n＝pv/rt。

cs0为密闭腔体中填充气体的起始浓度，c0为置换用气源的浓度，r为气体常数，t为气体温度。

当充气达到压力p1时，密闭腔体中填充气体摩数为n1＝cs0p1v/rt,释放压力到常压p0时，密闭腔体中填充气体摩数为n2＝cs0(p1-p0)v/rt；

所以，第一次充气并释放到常压后，密闭腔体中填充气体的浓度为cs1＝(n1+n2)/n,即为cs1＝c0-(c0-cs0)(p0/p1)；第二次充气并释放到常压后，密闭腔体中填充气体浓度为：cs2＝c0-(c0-cs0)(p0/p1)²；第n次充气并释放到常压后，填充气体浓度为：csn＝c0-(c0-cs0)(p0/p1)ⁿ；

在一个具体的例子中，气源浓度99.5％，每次加压2p0，经过四次充放气后腔体浓度约为96.4％。经试验测试验证后，理论数据与实测数据基本符合。

需要注意的是，这种浓度计算方法适用于气体混合均匀的情况下，所以在每次充气之后需要静置一段时间，使气体混合均匀。

步骤102，控制器判断剩余循环次数是否大于等于1；

具体的，当剩余循环次数大于等于1时，说明对密闭腔体充放气未完成，执行步骤103；当剩余循环次数小于1时，即等于0时，说明对密闭腔体充放气已完成，执行步骤200，控制器生成第三关闭指令，设置在密闭腔体上的阀芯压针根据第三关闭指令弹起，断开密闭腔体与第二管路的连接。具体的，阀芯压针弹起后，密闭腔体处于密封状态。在对密闭腔体充放气的过程中，阀芯压针一直保持压紧的状态，使得密闭腔体和中转腔体连通。

步骤103，控制器生成第一充气控制指令；

步骤104，电磁阀和进气阀根据第一充气控制指令同时开启，用以气源通过安装有电磁阀的第一管路和进气阀进入中转腔体，并由中转腔体连接的第二管路向存储保藏器件的密闭腔体充气；

具体的，密闭腔体用于放置需要长期存储的元器件或者精密部件，通过向密闭腔体内填充气体，延长放置在其中的器件的存储期。中转腔体与密闭腔体相连通，填充气体混合均匀的情况下，中转腔体内的气体浓度和密闭腔体内的气体浓度相同。

步骤105，中转腔体上设置的第一压力传感器实时监测中转腔体内的气体压力，得到第一气体压力；

具体的，中转腔体与密闭腔体相连通，第一压力传感器实时监测中转腔体内的气体压力，实际上就是实时监测密闭腔体内的气体压力。

步骤106，当第一气体压力达到第一预设压力时，生成第一反馈信号发送给控制器；

具体的，在向密闭腔体内充气过程中，第一气体压力达到第二预设压力时，继续充气；第一气体压力达到第一预设压力时，生成第一反馈信号发送给控制器。

步骤107，控制器根据第一反馈信号生成第一关闭指令，关闭电磁阀和进气阀，并对关闭后的静置时长进行计时统计；

步骤108，当静置时长达到第一预设时长时，控制器生成第一排气控制指令；

具体的，充气完成后需静置足够长的时间，才能使密闭腔体内的气体混合均匀。

步骤109，设置在中转腔体上的排气阀根据第一排气控制指令开启，用以密闭腔体中的气体通过第二管路返回中转腔体，并由排气阀排出至大气；

具体的，在密闭腔体内的填充气体混合均匀后，才开始排气，以减少因气体浓度不均引起的误差。

步骤110，当第一气体压力达到第二预设压力时，第一压力传感器生成第二反馈信号发送给控制器，控制器根据第二反馈信号生成第二关闭指令，关闭排气阀；

具体的，具体的，第一预设压力大于第二预设压力。第二预设压力一般为常压。第一压力传感器实时检测中转腔体内的气体压力，在排气过程中，中转腔体内的压力下降到第二预设压力时，控制器关闭排气阀。

步骤111，控制器将剩余循环次数减1；

具体的，完成一次充放气，控制器将剩余循环次数减1，并且控制器再次对剩余循环次数进行判断，直至剩余循环次数为0。

在优选的方案中，密闭腔体在充放气完成后，即控制器生成第三关闭指令，设置在密闭腔体上的阀芯压针根据第三关闭指令弹起，断开密闭腔体与第二管路的连接之后，本发明实施例还可以对该密闭腔体的密封性检测。

本发明实施例中，所采用的方法为负压检测法。当检测箱内为真空状态时，是负压。而待检测的密闭腔体已经充气完毕，即已经形成正压。如果密闭腔体的密封性不好，发生了泄漏，压力传感器可以识别到。

图3为本发明实施例提供的密封性检测方法的流程图，如图3所示，具体密封性检测的步骤如下：

步骤s1，控制器生成第一移动控制指令，发送给机械臂；

步骤s2，机械臂根据第一移动控制指令将密闭腔体移动到密封检测装置的检测盒中；

步骤s3，当检测盒内的第一传感器识别到密闭腔体时，第一传感器生成第三反馈信号；

具体的，第一传感器作用是确保密闭腔体已经放置在检测盒中。检测盒根据第三反馈信号自动密封。同时，控制器根据第三反馈信号生成自动工作指令，发送给等间距放置多个密闭腔体的传送带。

步骤s4，控制器根据第三反馈信号生成抽真空指令，用以密封检测装置的真空泵根据抽真空指令对检测盒进行抽真空；

具体的，对检测盒进行抽真空后，检测盒内为负压。因而，只要密闭腔体发生泄露，压力传感器就能够准确识别到。

步骤s5，密封检测装置的第二压力传感器监测第二预设时长内检测盒内的压力，得到第二气体压力，并发送给控制器；

步骤s6，控制器根据第二气体压力的变化值和预设阈值确定密闭腔体的密封性检测结果，并根据密封性检测结果生成第二移动控制指令，发送给机械臂；

具体的，密封性检测结果包括合格和不合格。当第二气体压力的变化值小于或等于预设阈值时，控制器确定密闭腔体的密封性检测结果为合格。当第二气体压力的变化值大于预设阈值时，控制器确定密闭腔体的密封性检测结果为不合格。控制器根据密闭腔体的密封性检测结果生成不同的移动指令，用以对密闭腔体进行分类。

步骤s7，机械臂根据第二移动控制指令将密闭腔体移动到预设区域。

具体的，机械臂根据第二移动控制指令将密闭腔体移动到两个不同的预设区域，方便工作人员对不合格的密闭腔体的分析处理。

为使得对密闭腔体的充放气过程流水线化，在控制器接收充放气循环启动控制信号之前，传送带根据接收到的人工工作指令移动预设距离。或者每个密闭腔体充气完成后，传送带根据自动工作指令移动预设距离。

密闭腔体通过传送带从上一个生产线传输过来，多个密闭腔体等间距放置在传送带上。传送带移动的预设距离等于传送带上每两个密闭腔体之间的间距。传送带停止后，控制器生成开启指令，设置在密闭腔体上的阀芯压针根据开启指令压紧，密闭腔体与第二管路连接。阀芯压针压紧后生成充放气循环启动控制信号，发送给控制器。

进一步优选的方案中，可以同时对多个密闭腔体进行充放气和密封性检测处理，以提高流水线作业效率。

本发明的一种充放气装置和方法，结构简单，易操作，通过密闭腔体的单孔进行气体置换，实现对密闭腔体内的气体浓度的精准控制。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、控制器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。