CN101666701B - 一种容器空气泄漏量的检测装置及其检测方法 - Google Patents

一种容器空气泄漏量的检测装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种容器空气泄漏量的检测装置及其检测方法，包括容器，其特征在于：所述的容器通过管路和加压阀与气源相连接，所述的管路上设有放气孔通过回大气阀与大气相通，管路上还设有与控制器电连接的压力传感器，控制器分别与温度传感器、加压阀、回大气阀电连接；控制器通过接口与编程和显示的人机界面相连接。容器在密闭的状态下，向其抽或注入一定的压力，当停止向其抽或注入压力时，如果容器有泄漏产生经过一定的时间容器内的压力就会变化。检测装置记录这个变化就可以计算出在检测压力下该容器的空气泄漏量。容器空气泄漏量的检测装置可以广泛应用与汽车零部件的泄漏量检测，该检测装置检测范围大、效率高、维修简单方便。

Description

一种容器空气泄漏量的检测装置及其检测方法
技术领域
本发明所要保护的技术方案涉及一种容器空气泄漏量的检测装置及其检测方法。
背景技术
在汽车工业和其它行业中(如塑料制品；管道等)广泛需要对各类存在腔体类的零部件进行泄漏量检测(负压或正压)，来判断腔体类的零部件是否合格。目前国内外普遍采用的检测方法有两种1、采用因数喷嘴；因数喷嘴是一种传统的测量流量的方法，其机械结构比较复杂。主要由机械的主流量通道和机械孔板构成测量通道构成，它对检测使用的压力较为敏感，因而检测范围较窄。由于上述原因采用该检测方法造价高；附属设备投资大，检测压力要求精度高。2、采用热式空气质量流量计，该传感器采用一种对温度敏感的材料，做成电桥式结构的检测头，安装在流量通道中。一般采用恒流源为检测头供电。当有流量物质流过检测通道时，检测头的本质温度会发生变化，流量大温度下降大；流量小温度下降小。检测头桥路的输出连接有电子线路感知检测头因温度变化引起的不平衡电压，再将这个电压换算为流体的流量。由于温度敏感的范围有限，不同的流量检测头只能有一个较小的检测范围。这两种检测方式均存在造价高；检测范围小；维修困难的弱点，如果在检测范围较宽的系统中采用热式空气质量流量计就需要分成多段检测，造成明显的投资及上级电气采样系统投资造价的增加和控制软件开销的上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种检测范围大、效率高的容器空气泄漏量的检测装置及其检测方法，采用容器在密闭或临时密闭的状态下，如果有泄漏发生，而引发的压力变化计算出容器在正压或负压状态下的空气泄漏量。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种容器空气泄漏量的检测装置，包括容器，其特征在于：所述的容器通过管路和加压阀与气源相连接，所述的管路上设有放气孔通过回大气阀与大气相通，管路上还设有与控制器电连接的压力传感器，控制器分别与温度传感器、加压阀、回大气阀电连接；控制器通过接口与编程和显示的人机界面相连接；
所述的控制器，用于接收压力传感器检测容器在规定的时间内压力变化信号，计算出空气泄漏量，通过人机界面显示出来。
一种容器空气泄漏量的检测装置，所述气源的工作压力均采用绝对压力。
一种容器空气泄漏量的检测装置，所述的控制器为PLC控制器，型号为西门子S7-300。
一种容器空气泄漏量的检测装置，所述的压力传感器型号为CYB-20。
5、一种容器空气泄漏量的检测装置的检测方法，其特征在于，所述控制器内存储着容器在不同压力参数下测算空气泄漏量程序，所述的控制器执行如下步骤；
a)首先通过人机界面设定容器压力的设定值，检测时间设定值，泄漏量的设定值；
b)根据压力的设定值，控制加压阀的开启和关闭；
c)控制器依次接收检测开始时的压力P1；检测结束时的压力P2，温度值T；
d)根据测算公式；计算出容器泄漏量Q＝(ΔP×V×176.42)÷T×检测时间；
e)计算出的容器泄漏量Q与泄漏量的设定值比对，判断容器泄漏量是否合格。
一种容器空气泄漏量的检测装置及其检测方法，由于采用上述的结构的方法，当一个容器在密闭的状态下，向其注入一定的压力，当停止向其注入压力时，如果容器有泄漏产生，经过一定的时间容器内的压力就会变化。检测装置记录这个变化就可以计算出在检测压力下该容器的空气泄漏量。容器空气泄漏量的检测装置可以广泛应用与汽车零部件的泄漏量检测，例如进气歧管；电动节气门；油轨；散热水箱；节温喉管等众多产品。该检测装置检测范围大、效率高、维修简单方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种容器空气泄漏量的检测装置结构框图；
图2为图1所示的控制器结构示意图；
图3为本发明一种容器空气泄漏量的检测方法流程框图；
在图1、图2中，1、容器；2、加压阀；3、回大气阀；4、压力传感器；5、温度传感器；6、控制器；7、人机界面。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种容器空气泄漏量的检测装置，包括容器1，容器为各类存在腔体类的零部件，例如进气歧管；电动节气门；油轨；散热水箱；节温喉管等众多产品。所述的容器1通过管路和加压阀2与气源相连接，气源可根据检测的要求采用正压气源或负压气源。所述的管路上设有放气孔通过回大气阀3与大气相通，检测结束释放容器1内压力。管路上还设有与控制器6电连接的压力传感器4，压力传感器4型号为CYB-20。控制器6分别与温度传感器5、加压阀2、回大气阀3电连接；控制器6通过接口与编程和显示的人机界面7相连接，人机界面7型号为ST-3301WB。控制器6为PLC控制器，型号为西门子S7-300。西门子S7系列300型和200型系统均可获得12位(二进制)A/D的分辨率，其分辨精度为1/32768。
所述的控制器6，用于接收压力传感器4检测容器1在规定的时间内压力变化信号，计算出空气泄漏量，通过人机界面7显示出来。人机界面7型号为ST-3301WB。
PLC控制器内存储着容器在不同压力参数下测算空气泄漏量计算公式；
泄漏量Q＝(ΔP×V×S)÷(R×T×ρ×检测时间)
其中：
ΔP＝P1-P2；P1为检测开始时的压力；P2为检测结束时的压力。
V＝容器的容积；
R＝空气常数为287；
T＝20℃时的热力学温度为273+20＝293K；
ρ＝1.185Kg/m3为空气密度。
检测时间：P1到P2的间隔时间。
如果P的单位采用Kp；V的单位采用毫升(ml)；单位时间采用秒(S)，则Q的单位为ml/min，T采用变量，可得：
泄漏量Q＝(ΔP×V×176.42)÷T×检测时间
如果T采用常温值(20℃)，或略其变量，该计算式可进一步简化为：
泄漏量Q1＝(ΔP×V×0.6)÷检测时间
计算出空气泄漏量，通过与设定的空气泄漏量比对，信号灯XD1显示不合格，信号灯XD3显示合格。
参见图2、图3，图3为一种容器空气泄漏量的检测装置的检测方法流程框图，控制器6内存储着容器在不同压力参数下测算空气泄漏量程序，所述的控制器执行如下步骤；
首先通过人机界面7设定容器压力的设定值，检测时间设定值，泄漏量的设定值；根据压力的设定值，控制器6控制加压阀的开启和关闭。
在开始步骤100之后，步骤101按下启动开关后，PLC控制器执行判断步骤103，以判断被测工件是否到位。如果判断是否定的，则执行步骤104报警，如果判断是肯定的，则进行步骤102，PLC控制器输出端Q0.6＝1加压阀开启，开始抽真空。在步骤105中判断读取压力传感器真空压力值与压力的设定值是否相等。如果判断是否定的，则返回步骤102，如果判断是肯定的，则进入步骤106，PLC控制器输出端Q0.6＝0加压阀关闭，并延时T1时间。执行完步骤106后，流程进入步骤107，PLC控制器读取压力传感器检测开始时的压力P1后，进入步骤108，启动设定的检测时间。检测时间到，流程进入步骤109，PLC控制器读取压力传感器检测结束时的压力P2，读取温度传感器的温度值后，进入计算步骤110，根据计算式；泄漏量Q＝(ΔP×V×176.42)÷T×检测时间计算被测容器的空气泄漏量。执行完步骤110后，流程进入判断步骤111，判断泄漏量是否合格，如果判断是否定的，则执行步骤112，PLC控制器输出端Q0.2＝1接通不合格信号灯XD1后返回到步骤104。如果判断是肯定的，则进行步骤113，PLC控制器输出端Q0.4＝1接通合格信号灯XD3后返回步骤100。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种容器空气泄漏量的检测装置，包括容器(1)，其特征在于：所述的容器(1)通过管路和加压阀(2)与气源相连接，所述的管路上设有放气孔通过回大气阀(3)与大气相通，管路上还设有与控制器(6)电连接的压力传感器(4)，控制器(6)分别与温度传感器(5)、加压阀(2)、回大气阀(3)电连接；控制器(6)通过接口与编程和显示的人机界面(7)相连接；
所述的控制器(6)，用于接收压力传感器(4)检测容器(1)在规定的时间内压力变化信号，控制器(6)内存储着容器在不同压力参数下测算空气泄漏量计算公式；泄漏量Q＝(ΔP×V×S)÷(R×T×ρ×检测时间)，
其中，ΔP＝P1-P2；P1为检测开始时的压力；P2为检测结束时的压力；
V＝容器的容积；
R＝空气常数为287；
T＝20℃时的热力学温度为273+20＝293K；
ρ＝1.185Kg/m3为空气密度；
S＝单位时间；
检测时间：P1到P2的间隔时间；
通过计算公式计算出空气泄漏量，通过人机界面(7)显示出来。
2.根据权利要求1所述的一种容器空气泄漏量的检测装置，其特征在于：所述的气源为正压气源或负压气源。
3.根据权利要求1所述的一种容器空气泄漏量的检测装置，其特征在于：所述的控制器(6)为PLC控制器，型号为西门子S7-300。
4.根据权利要求1所述的一种容器空气泄漏量的检测装置，其特征在于：所述的压力传感器(4)型号为CYB-20。
5.一种根据权利要求1所述的容器空气泄漏量的检测装置的检测方法，其特征在于，所述的控制器(6)，执行如下步骤；
a)首先通过人机界面(7)设定容器压力的设定值，检测时间设定值，泄漏量的设定值；
b)根据压力的设定值，控制加压阀(2)的开启和关闭；
c)控制器(6)依次接收检测开始时的压力P1；检测结束时的压力P2，温度值T；
d)根据测算公式；计算出容器泄漏量Q＝(ΔP×V×S)÷(R×T×ρ×检测时间)；
e)计算出的容器泄漏量Q与泄漏量的设定值比对，判断容器泄漏量是否合格。
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