自行车轮胎是否漏气,尤其是要确定是否有微量漏气,往往是很麻烦的。本文介绍一种简易检漏仪,它能用来检查漏气情况,甚至极微小的漏气也能觉察。它还能用来检测汽车轮胎的漏气,液化石油气罐的漏气等等。
工作原理
无论漏气还是漏水,都会产生一种特有的嘶嘶声,它所发出的噪声频谱范围很宽,一般来说,它在50~60KHz有一个主峰,但考虑到人耳的灵敏度和耳机的频率响应,我们这个检测器仅检出1~5KHz范围内的漏气噪音,这时虽灵敏度较低,但只要放大器的放大倍数足够大,也是切实可行的,而且电路也可以设计得比较简单。
漏气声通过声电探头和放大电路,用耳机播放出来,靠人耳加以区别,其电原理图见图1。在图1中,声电探头是一只声电换能器,它的作用类似于电唱机中的晶体唱头。传到探头上的漏气声,激发了声电换能器产生输出电压。由于它结构的特殊性,其输出阻抗很高,且随频率而变化。采用由 3DJ6组成的场效应管放大器进行阻抗变换,由3DJ6组成的放大器输入阻抗大于500KΩ,而输出阻抗较低,且不随频率而改变,故信号几乎能无损失地加到BG\(_{2}\)上。

BG\(_{2}\)、BG3组成两管直接耦合放大电路,可对微弱信号进行达1000倍的放大。R\(_{8}\)是直流负反馈电阻,用以稳定直流工作点。C6是负反馈电容,它对较高频率的噪声反馈量比较大,因此大大压低了电路的本身噪音。C\(_{8}\)是射极旁路电容,由于它取得较小,故对800Hz以下的低频噪音有较大的衰减。特别要指出的是,它大大地降低了50Hz的交流哼声。放大后的信号通过电位器W的衰减,送入BG4、BG\(_{5}\)进行功率放大,其中R15是负反馈电阻。这时低频漏气声经过约10万倍的放大,由耳机播放出来,我们就能听到漏气声了。耳机旁路电容 C可用亦可不用。
整个放大器中,交连电容和旁路电容取得都比较小,目的是为了减小1KHz以下的噪音。
元件及制作
图2是声电换能器装配结构图。图2中后盖5中孔的大小根据所用电缆而定,我们用的是4mm的屏蔽电缆。零件加工好后,先把电缆的屏蔽层和后盖5在内部用锡焊在一起,再把1、2、3用环氧树脂全部胶接起来。等固化后,把电缆的芯线焊在黄铜块3上,再把4、5全部胶接上去,如图2所示。测量引出线绝缘电阻必须在20MΩ以上。最后在声电换能器外面刷上导电胶,达到完全电屏蔽。电缆引出线长约1米。

压电片2用的是2L465中频陶瓷滤波器中的小瓷片,其直径为5mm,厚度为0.2mm。
胶接时切忌胶层内有气泡。制好后可以接到示波器或电子管毫伏表上,敲击有磁钢的一边,应有电信号输出,且输出信号的幅度较大(有时可达2V以上)。如不灵敏,则是因制作不良。
BG\(_{1}\)和BG2要选用低噪声管,耳机选用高阻抗的,即R>800Ω的一种。电源用9V积层电池。
按图1接好线路,分别调节R\(_{8}\)和R13,使各管的工作电流均达到图1要求。这时耳机中就有轻微的50Hz哼声,这是由于电路输入阻抗较高、目前电缆很难达到完全电屏蔽、放大器放大倍数较大的缘故。调节W至最大位置,稍微用手触摸一下声电探头表面,就能听到沙抄声,而且很响,表明工作正常,这时将电路装入铁壳中就能使用了。
整个仪器的核心部分是换能器,在压电片两面的胶接面一定要磨平,并用丙酮彻底清洗。如自制有困难可以购买北京牛街电子仪器厂的Z28-1型加速度计换能器。
倘若有其它低频叫声,表明电路自激振荡不能正常工作。这一般是由引线所引起的,所有引出、引入线均需用屏蔽电缆,并改善接地方式,一般就能解决。倘若有较大的50Hz交流哼声,这是外壳屏蔽不良所引起的,轻微的50Hz交流哼声并不影响使用。倘若装成后噪音较大,这一般是BG\(_{1}\)或BG2的噪声太大,可以换只管子试试。图3是印刷电路板图,比例为1:1。

使用
把声电换能器头上抹上一点黄油,吸在自行车的钢圈上。调节电位器W,在耳机中听到嘶嘶声就表明有漏气。这时从自行车钢圈上取下声电探头,耳机内就没有嘶嘶声。测量时仪器应放在静止物体上,不要拿在手里,也不要敲击自行车。不要让其它较大的振动传到自行车钢圈上去,仪器和自行车均须放在振动比较小的地方,这样测听就比较容易。(王骏康)