CN103033426A - 一种脉冲检测系统及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脉冲检测系统及测试方法，系统包括供水模块、加压模块和计算机控制模块，所述供水模块通过接口与加压模块连接，所述计算机控制模块通过收发信号分别与供水模块和加压模块控制连接；所述计算机控制模块连接有若干摄像头；所述系统对工件进行高压疲劳载荷试验，考核被测工件是否能够承受足够次数的高压、快速的载荷冲击能力。本发明的有益效果为：本发明将不同口径的钢管及高压容器测试所需的参数进行整合，实现了系统化和标准化，同时具有多种安全和防护措施，提高了系统的安全可靠性；另外本发明使用测控软件，全自动远程控制整个过程，在试压过程中无需人为干预，可显示各种参数数据和曲线，并自动储存和打印。

Description

一种脉冲检测系统及测试方法
技术领域
本发明涉及压力检测设备领域，尤其涉及一种脉冲检测系统及测试方法。 
背景技术
脉冲检测设备用于天然气拖车气瓶、焊接钢管、无缝钢管和管状设备进行高压脉冲载荷试验，考核被测工件是否能够承受足够次数的高压、快速的载荷冲击能力。目前人们使用的脉冲检测设备存在很多缺点和问题：1）系统结构简单，功能单一，只能简单的控制；2）脉冲测控系统针对测试工件反映出的测试数据不稳定；3）脉冲裂纹扩展试验时，试样上需贴片，且不能连续测量裂纹长度；4）没有检测软件相支持，既不能参数设定，也没有实时压力曲线。 
发明内容
本发明的目的是提供一种脉冲检测系统及测试方法，以克服目前现有脉冲检测系统存在的缺点和问题。 
本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 
一种脉冲检测系统，系统包括供水模块、加压模块和计算机控制模块，所述供水模块通过接口与加压模块连接，所述计算机控制模块通过收发信号分别与供水模块和加压模块控制连接；所述计算机控制模块连接有若干摄像头。
优选的，所述供水模块包括循环水箱、预充泵、液位传感器、电磁阀和过滤装置；所述加压模块包括两台电动柱塞水泵、压力表、传感器、截止阀、泄压阀、安全阀、单向阀、电磁阀、气动阀和过滤器；两台电动柱塞水泵中一台为高压小流量电动柱塞泵，另一台为低压大流量电动柱塞泵；所述高压小流量电动柱塞泵最大压力值为132MPa，所述低压大流量电动柱塞泵最大压力值为45MPa。 
优选的，所述供水模块和加压模块均为独立撬装设计，供水模块和加压模块均安装在脉冲测试台上。 
一种脉冲检测系统测试方法，包括以下步骤： 
1）检查高压输入介质管路和管路安装情况，安装测试工装并保证牢靠；
2）安装好管路后，接通电控箱电源，等待触摸屏计算机进入控制界面；
3）计算机开机完成后，打开输入介质的对应阀门，控制供水模块和加压模块，进行水压试验，打开液体截止阀，调节好工件测试的压力，并确认加压模块上的压力罐压力是否达到要求，若没有达到要求，则重新设置，若达到要求，则进入步骤4）或步骤5）；
4）当进行保压测试时，按下电控柜上的工件供压启停按钮，此时工件开始冲入压力，观察系统上的高压输出压力和电脑检测模块上接收信号并显示的测试压力是否到达要求值，到达测试压力后，再次按下工件供压启停按钮停止供压，给测试工件保压，同时开始计时；当到达保压时间后，检测完成，然后关闭输入截止阀，按下工件供压启停按钮和泄压启停按钮，给系统泄压；
5）当进行脉冲疲劳检测时，在计算机控制和显示模块上设置压力上限（高于测试压力显示值则无效）、下限保压时间、压力下限、下限保压时间和脉冲总次数，若设置有误则重新设置，若设置无误，则按下电控箱的启停按钮，计算机发出信号控制系统，系统开始自动进行疲劳脉冲检测；当脉冲次数为零时，脉冲测试完成，电控箱警示灯亮，此时先关闭输入截止阀，断开输入介质源，然后给系统及工件泄压；以及
6）电源断开且泄压完成后，即可拆卸测试工件，绝对禁止带压操作。
本发明的有益效果为：1）本发明提供的脉冲检测系统在真正脉动循环及整机能量消耗方面均高于同类系统；2）本发明将不同口径的钢管及高压容器测试所需的所有参数的测试功能进行整合，实现了系统化和标准化；3）本发明设置了多种安全、防护措施，提高了安全可靠性；4）本发明使用了测控软件，提供了自动和手动两种控制模式，提供了交互友好界面，实时显示各种参数数据和曲线，数据能够存储、调用和打印，自动形成测试报告。 
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。 
图1是本发明实施例所述的脉冲测试系统的结构示意图； 
图2是本发明实施例所述的脉冲测试系统的俯视图；
图3是本发明实施例所述的脉冲检测系统的检测方法的流程图。
图中： 
1、循环水箱；2、压力表；3、过滤器；4、供水泵；5、脉冲测试台；6、电动脉冲液泵。
具体实施方式
如图1-2所示，一种脉冲检测系统，系统包括供水模块、加压模块和计算机控制模块，所述供水模块通过接口与加压模块连接，所述计算机控制模块通过收发信号分别与供水模块和加压模块控制连接；所述计算机控制模块连接有若干摄像头；所述供水模块包括循环水箱1、预充泵、液位传感器和电磁阀；所述加压模块包括两台供水泵4、压力表2、传感器、截止阀、泄压阀、安全阀、单向阀、电磁阀、气动阀和过滤器3；两台供水泵4中一台为高压小流量电动柱塞泵，另一台为低压大流量电动柱塞泵；所述高压小流量电动柱塞泵最大压力值为132MPa，所述低压大流量电动柱塞泵最大压力值为45MPa；所述供水模块和加压模块均为独立撬装设计，供水模块和加压模块均安装在脉冲测试台5上。 
如图3所示，一种脉冲检测系统测试方法，包括以下步骤： 
1）检查高压输入介质管路和管路安装情况，安装测试工装并保证牢靠；
2）安装好管路后，接通电控箱电源，等待触摸屏计算机进入控制界面；
3）计算机开机完成后，打开输入介质的对应阀门，控制供水模块和加压模块，进行水压试验，打开液体截止阀，调节好工件测试的压力，并确认加压模块上的压力罐压力是否达到要求，若没有达到要求，则重新设置，若达到要求，则进入步骤4）或步骤5）；
4）当进行保压测试时，按下电控柜上的工件供压启停按钮，此时工件开始冲入压力，观察系统上的高压输出压力和电脑检测模块上接收信号并显示的测试压力是否到达要求值，到达测试压力后，再次按下工件供压启停按钮停止供压，给测试工件保压，同时开始计时；当到达保压时间后，检测完成，然后关闭输入截止阀，按下工件供压启停按钮和泄压启停按钮，给系统泄压；
5）当进行脉冲疲劳检测时，在计算机控制和显示模块上设置压力上限（高于测试压力显示值则无效）、下限保压时间、压力下限、下限保压时间和脉冲总次数，若设置有误则重新设置，若设置无误，则按下电控箱的启停按钮，计算机发出信号控制系统，系统开始自动进行疲劳脉冲检测；当脉冲次数为零时，脉冲测试完成，电控箱警示灯亮，此时先关闭输入截止阀，断开输入介质源，然后给系统及工件泄压；以及
6）电源断开且泄压完成后，即可拆卸测试工件，绝对禁止带压操作；所述计算机控制模块发送流量信号控制水的流速，计算机控制模块接收工件的圆周变形、压力信号和应变信号。
具体使用时，电动脉冲设备单元主要包括：电动脉冲测试系统2台(含变频)、循环冷却水箱1个和风冷式换热器1台。电动脉冲设备单元的作用为：根据不同压力和流量进行设计，用于各种管道元件的脉冲试验。 
本发明中核心部件采用1台高压小流量（Max.132MPa）和1台低压大流量（Max.45MPa）电动柱塞水泵，另外采用低压高寿命电磁阀结合大通径高压气动阀实现快速泄压，首先根据较大通径的气动阀确定能够达到的泄压时间，然后根据增压时间确定柱塞泵的压力和流量参数。 
[0016] 对容积为V0的工件预充满水后，忽略工件变形所需的补水量，由p0=0增压到压力某p所需的补水量V1之间存在以下关系： 
Figure DEST_PATH_780264DEST_PATH_IMAGE001
式中：EV-水的体积弹性模量，不影响精度情况下取常数EV=2000MPa=2.9X105psi
事实上气瓶随压力高低存在弹性变形，压力为p时的变形量由下式决定：
Figure DEST_PATH_47297DEST_PATH_IMAGE002
式中：p1-增压上限压力；K-变形率；
所以总补水量V和增压压力p之间的关系：
Figure DEST_PATH_59247DEST_PATH_IMAGE003
联立式（1）、（2）可得到泄压过程中气瓶内用于增压部分的水量V和泄压流量q之间的关系：
Figure DEST_PATH_790442DEST_PATH_IMAGE004
可以看出，泄压流量和气瓶内用于增压的水量成平方根关系，由此得到水量的变化微量为：
Figure DEST_PATH_596855DEST_PATH_IMAGE005
所以对应水量变化微量的泄压时间t微量：
Figure DEST_PATH_413502DEST_PATH_IMAGE006
增压压力为上限40MPa刚刚开始泄压时流量最大为q0，直到流量为0时泄压完成，此阶段所需时间：
Figure DEST_PATH_150513DEST_PATH_IMAGE007
工程上实际泄压时间均按3~5秒考虑，根据流量选择泄放阀门。按照式（3）可分别计算所需的增压水量和流量计算见下表：
3000L，45MPa 脉冲系统
Figure DEST_PATH_486948DEST_PATH_IMAGE008
600L，132MPa 脉冲系统
Figure DEST_PATH_979109DEST_PATH_IMAGE009
以上方案按照，40MPa压力，3000L容积计算的，按照计算要求，本方案推荐柱塞泵如下表所示：
Figure DEST_PATH_33784DEST_PATH_IMAGE010
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种脉冲检测系统，其特征在于：系统包括供水模块、加压模块和计算机控制模块，所述供水模块通过接口与加压模块连接，所述计算机控制模块通过收发信号分别与供水模块和加压模块控制连接；所述计算机控制模块连接有若干摄像头。
2.根据权利要求1所述的脉冲检测系统，其特征在于：所述供水模块包括循环水箱（1）、预充泵、液位传感器和电磁阀。
3.根据权利要求1所述的脉冲检测系统，其特征在于：所述加压模块包括两台供水泵（4）、压力表（2）、传感器、截止阀、泄压阀、安全阀、单向阀、电磁阀、气动阀和过滤器（3）。
4.根据权利要求3所述的脉冲检测系统，其特征在于：两台供水泵（4）中一台为高压小流量电动柱塞泵，另一台为低压大流量电动柱塞泵。
5.根据权利要求4所述的脉冲检测系统，其特征在于：所述高压小流量电动柱塞泵最大压力值为132MPa，所述低压大流量电动柱塞泵最大压力值为45MPa。
6.根据权利要求1-5任一项所述的脉冲检测系统，其特征在于：所述供水模块和加压模块均为独立撬装设计，供水模块和加压模块均安装在脉冲测试台（5）上。
7.一种脉冲检测系统测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）检查高压输入介质管路和管路安装情况，安装测试工装并保证牢靠；
2）安装好管路后，接通电控箱电源，等待触摸屏计算机进入控制界面；
3）计算机开机完成后，打开输入介质的对应阀门，控制供水模块和加压模块，进行水压试验，打开液体截止阀，调节好工件测试的压力，并确认加压模块上的压力罐压力是否达到要求，若没有达到要求，则重新设置，若达到要求，则进入步骤4）或步骤5）；
4）当进行保压测试时，按下电控柜上的工件供压启停按钮，此时工件开始冲入压力，观察系统上的高压输出压力和电脑检测模块上接收信号并显示的测试压力是否到达要求值，到达测试压力后，再次按下工件供压启停按钮停止供压，给测试工件保压，同时开始计时；当到达保压时间后，检测完成，然后关闭输入截止阀，按下工件供压启停按钮和泄压启停按钮，给系统泄压；
5）当进行脉冲疲劳检测时，在计算机控制模块上设置压力上限、下限保压时间、压力下限、下限保压时间和脉冲总次数，若设置有误则重新设置，若设置无误，则按下电控箱的启停按钮，计算机发出信号控制系统，系统开始自动进行疲劳脉冲检测；当脉冲次数为零时，脉冲测试完成，电控箱警示灯亮，此时先关闭输入截止阀，断开输入介质源，然后给系统及工件泄压；以及
6）电源断开且泄压完成后，即可拆卸测试工件，绝对禁止带压操作。
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