CN103091175A

CN103091175A - 新型外测法水压试验方法及装置

Info

Publication number: CN103091175A
Application number: CN2013100429898A
Authority: CN
Inventors: 陈达如; 沈明海
Original assignee: HANGZHOU BACOU MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU BACOU MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: CN103091175B

Abstract

本发明涉及一种新型外测法水压试验方法及装置。本发明中总手动阀的一端与水源连接，另一端与增压泵的进水端口连接；温度传感器用于检测水源温度；增压泵的出水端口与单向阀入水口连接；单向阀出水口与多个气瓶测试装置入水口连接，在单向阀出水口与第一个气瓶测试装置入水口之间的承压软管上还接有压力表、压力传感器的一端、泄压电磁阀的一端；压力传感器的另一端、泄压电磁阀的控制端口、温度传感器信号输出端、增压泵的控制端口均与计算机控制中心信号连接，泄压电磁阀的出水端口与排水池用低压水管连接。本发明通过串联多个水套，实现了同时对多个气瓶的检测，大大降低了检测成本，提升了检测效率，具有高自动化、低成本、高效率的优点。

Description

新型外测法水压试验方法及装置

技术领域

本发明属于气瓶检测技术领域，特别涉及了一种同时实现多个气瓶外测法水压试验的方法，以及实现该方法的装置。

背景技术

气瓶做为各种气体的装载工具，在人们日常生活和工业生产方面有着广泛的应用。气瓶数量巨大，经常被移动和重复重装，使用环境也常常比较恶劣，一旦发生爆炸，给人们生命财产带来严重损失，对社会安全造成巨大影响。为了加强气瓶的安全监察，保证气瓶安全使用，保护人身和财产安全，每只气瓶必须逐只检验，定期检测。结合自动化、计算机技术的自动化外测法水压试验技术是检验气瓶质量的关键技术之一，已经成为国家规定的必要检测技术之一。

气瓶外测法水压试验技术已经从过去的手动操作、人工记录数据逐步发展到目前的计算机控制、自动采集数据、自动生成报表的全新自动化水平。然而，现有的气瓶外测法水压试验系统一般一次只能实现单个气瓶的检测，大大制约了检测速度和检测效率，不能满足大批量气瓶生产检测的需求。因此，发明一种能够同时实现多个气瓶外测法水压试验的方法及装置具有重要意义。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提出了一种同时实现多个气瓶外测法水压试验的方法，同时提供了实现该方法的装置。

本发明的方法包括以下步骤：

步骤(1)确定气瓶检测的工作压力为P0，确定一次检测的气瓶数量为N。

步骤(2)选择手动阀（3N+1）个、温度传感器(N+1)个、水套N个、量杯N个，电子天平N个；选择工作压力大于P0的增压泵1个、单向阀1个、压力表1个、泄压电磁阀1个和承压软管；选择配有采集卡、驱动卡及相应软件的计算机1台做为控制中心。

步骤(3)将一个手动阀的一端和水源（静置后的自来水）用低压水管连接，另一端和增压泵的进水端口用低压水管连接；将增压泵的控制端口和计算机控制中心用导线连接；将一个温度传感器的一端和水源连接，另一端和计算机控制中心用导线连接；将增压泵的出水端口和单向阀的入口用承压软管连接；将单向阀的出口和N个气瓶的加压端口（在水套盖上）用承压软管连接；承压管上还接压力表、压力传感器的一端、泄压电磁阀的一端；将压力传感器的另一端用导线和计算机控制中心用导线连接；将泄压电磁阀的控制端口和计算机控制中心用导线连接，出水端口和排水池用低压水管连接；每个水套分别和其中3个手动阀用低压水管连接，其中第一个手动阀的另一端和量杯用低压水管连接，量杯放置在电子天平上，电子天平和计算机控制中心用导线连接；其中第二个手动阀的另一端和水源用低压水管连接；其中第三个手动阀的另一端和排水池用低压水管连接；每个水套上安装有温度传感器的一端，温度传感器的另一端和计算机控制中心用导线连接。每个水套和连接的3个手动阀、1个温度传感器、1个量杯及1个电子天平构成了1组气瓶测试装置，同样的N组气瓶测试装置沿着和单向阀连接的承压软管串联。

步骤(4)将N个实测容积为V1，V2，…，VN的待测气瓶分别装入N个水套中，并与水套内部的承压接口连接；调节连接水套的3个手动阀，使得水套内部充满水，没有残余空气；通过计算机控制中心控制增压泵和泄压电磁阀，使得承压水管和待测气瓶内部充满水，没有残余空气。

步骤(5)开启与增压泵连接的手动阀；关闭与水套连接的另外2个手动阀；关闭泄压电磁阀；开启压力传感器和温度传感器；有计算机控制中心开启增压泵，使得气瓶内部压力开始增大；当压力传感器显示压力到达试验压力P0时，关闭增压泵，保持气瓶压力P0的状态维持规定时间，此时读取电子天平数据计算每个气瓶的最大膨胀量分别为MV1，MV2，…，MVN；最后，开启泄压电磁阀，让气瓶内部水压下降到最小压力，此时读取电子天平数据计算每个气瓶的残余膨胀量分别为dV1，dV2，…，dVN；读取温度传感器的数据T。

步骤(6)根据以下公式计算每个气瓶的残余变形率：

Figure 2013100429898100002DEST_PATH_IMAGE002

其中

Figure 2013100429898100002DEST_PATH_IMAGE004

针对不同材质的气瓶对应的计算公式

Figure 2013100429898100002DEST_PATH_IMAGE006

可以在外测法水压试验的国家标准中找到。因此，可以通过一次外测法水压试验获得N个气瓶的残余变形率，再根据国家标准中对不同材质的气瓶的残余变形率的规定来判断所检测的气瓶是否合格。

实现本发明方法的装置包括总手动阀、第一温度传感器、增压泵、单向阀、压力表、泄压电磁阀、计算机控制中心和多个气瓶测试装置。

总手动阀的一端与水源用低压水管连接，另一端与增压泵的进水端口用低压水管连接；增压泵的控制端口与计算机控制中心信号连接；第一温度传感器用于检测水源温度，第一温度传感器的信号输出端与计算机控制中心信号连接；增压泵的出水端口与单向阀入水口用承压软管连接；单向阀出水口与多个气瓶测试装置入水口用承压软管连接，在单向阀出水口与第一个气瓶测试装置入水口之间的承压软管上还接有压力表、压力传感器的一端、泄压电磁阀的一端；压力传感器的另一端与计算机控制中心信号连接；泄压电磁阀的控制端口与计算机控制中心信号连接，泄压电磁阀的出水端口与排水池用低压水管连接；所述的增压泵的工作压力大于待检气瓶的工作压力。

所述的气瓶测试装置包括三个手动阀，一个水套、电子天平和第二温度传感器；待测气瓶设置在水套中，待测气瓶的加压端口作为气瓶测试装置入水口与单向阀出水口连接，所述的待测气瓶的加压端口位于水套盖上；第一个手动阀的一端用低压水管与水套连接，另一端与量杯用低压水管连接，量杯放置在电子天平上，电子天平与计算机控制中心信号连接；第二个手动阀的一端用低压水管与水套连接，另一端与水源用低压水管连接；第三个手动阀的一端用低压水管与水套连接，另一端与排水池用低压水管连接；水套上安装有第二温度传感器，第二温度传感器的信号输出端与计算机控制中心信号连接。

本发明主要适用于气瓶外测法水压试验，采用了配有采集卡、驱动卡及相应软件的计算机1台做为控制中心，通过压力传感器、温度传感器实现了对管路压力和工作介质温度的实时监测，通过增压泵和泄压电磁阀实现了对待测气瓶内部压力的精确控制，实现了操作和数据记录处理的自动化。本发明通过串联多个水套，实现了同时对多个气瓶的检测，大大降低了检测成本，提升了检测效率，具有高自动化、低成本、高效率的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为四个气瓶一次外测法水压试验检测的时间-压力图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，同时实现4个气瓶外测法水压试验的装置包括手动阀13个、温度传感器5个、水套4个、量杯4个，电子天平4个、工作压力大于P0的增压泵1个、单向阀1个、压力表1个、泄压电磁阀1个、计算机控制中心1个。

总手动阀1的一端和水源（静置后的自来水）用低压水管连接，另一端和增压泵2的进水端口用低压水管连接；增压泵2的控制端口和计算机控制中心3用导线连接；温度传感器4的一端和水源连接，另一端和计算机控制中心3用导线连接；增压泵2的出水端口和单向阀5的入口用承压软管连接；单向阀5的出口和第一个水套9中的待测气瓶加压端口用承压软管连接；承压软管上还接压力表7、压力传感器6的一端、泄压电磁阀8的一端；压力传感器6的另一端用导线和计算机控制中心3用导线连接；泄压电磁阀8的控制端口和计算机控制中心3用导线连接，泄压电磁阀8的出水端口和排水池用低压水管连接；第一个水套9分别和手动阀10的一端、手动阀13的一端、手动阀14的一端用低压水管连接，其中手动阀10的另一端和量杯11用低压水管连接，量杯11放置在电子天平12上，电子天平12的输出端口和计算机控制中心3用导线连接；手动阀13的另一端和水源用低压水管连接；其中手动阀14的另一端和排水池用低压水管连接；第一个水套9接温度传感器15的一端，温度传感器15的另一端和计算机控制中心3用导线连接。水套9、手动阀10、量杯11、电子天平12、手动阀13、手动阀14和温度传感器15构成了第一组气瓶测试装置，同样的4组气瓶测试装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ沿着和单向阀5连接的承压软管串联。

利用该检测装置的温度传感方法包括以下步骤：

(1)确定气瓶检测的工作压力为30MPa，确定一次检测的气瓶数量为4；

(2)选择手动阀13个、温度传感器5个、水套4个、量杯4个，电子天平4个；选择工作压力大于30MPa的增压泵1个、单向阀1个、压力表1个、泄压电磁阀1个和承压软管；选择配有采集卡、驱动卡及相应软件的计算机1台做为控制中心。

(3)将手动阀1的一端和水源（自来水）用低压水管连接，将手动阀1的另一端和增压泵2的进水端口用低压水管连接；将增压泵2的控制端口和计算机控制中心3用导线连接；将温度传感器4的一端和水源连接，将温度传感器4的另一端和计算机控制中心3用导线连接；将增压泵2的出水端口和单向阀5的入口用承压软管连接；将单向阀5的出口和待测气瓶16的加压端口用承压软管连接；承压软管上还接压力表7、压力传感器6的一端、泄压电磁阀8的一端；将压力传感器6的另一端用导线和计算机控制中心3用导线连接；将泄压电磁阀8的控制端口和计算机控制中心3用导线连接，将泄压电磁阀8的出水端口和排水池用低压水管连接；将第一个水套9分别和手动阀10的一端、手动阀13的一端、手动阀14的一端用低压水管连接，将手动阀10的另一端和量杯11用低压水管连接，将量杯11放置在电子天平12上，将电子天平12的输出端口和计算机控制中心3用导线连接；将手动阀13的另一端和水源用低压水管连接；将手动阀14的另一端和排水池用低压水管连接；将第一个水套9接温度传感器15的一端，将温度传感器15的另一端和计算机控制中心3用导线连接。水套9、手动阀10、量杯11、电子天平12、手动阀13、手动阀14和温度传感器15构成了第一组气瓶测试装置，同样的第二、第三、第四组气瓶测试装置沿着和单向阀5连接的承压软管串联。

(4)将4个实测容积为10.1，15.0，20.0，20.1的待测气瓶16分别装入4个水套中，并与水套内部的承压接口连接；调节连接水套的3个手动阀，使得水套内部充满水，没有残余空气；通过计算机控制中心控制增压泵和泄压电磁阀，使得承压水管和待测气瓶内部充满水，没有残余空气；

(5)开启与增压泵连接的手动阀；开启与量杯和水套连接的手动阀；关闭与水套连接的另外2个手动阀；关闭泄压电磁阀；开启压力传感器和温度传感器；有计算机控制中心开启增压泵，使得气瓶内部压力开始增大；当压力传感器显示压力到达试验压力30MPa时，关闭增压泵，保持气瓶压力30MPa的状态维持60秒，此时读取电子天平数据计算每个气瓶的最大膨胀量分别为0.1060L,0.1610L，0.2098L，0.2061L；最后，开启泄压电磁阀，让气瓶内部水压下降最小压力，此时读取电子天平数据计算每个气瓶的残余膨胀量分别为0.00101L，0.00172L，0.00251L，0.00672L；读取温度传感器的数据为20.1度；

(6)根据国家标准《GB 17258-1998 汽车用压缩天然气钢瓶》，计算4个气瓶的残余变形率分别为0.93%，1.07%，1.20%，3.26%。国家标准规定“在保压1 min内，压力表指针不得回降，容积残余变形率不得大于3％”，结合计算机自动生成的时间压力图（图2），可以判定前3个气瓶合格，第4个气瓶不合格。

本发明利用了高性能的计算机作为控制中心，基于压力传感器、温度传感器、采集卡、驱动卡及相应软件实现了对管路压力和工作介质温度的实时监测，通过增压泵和泄压电磁阀实现了对待测气瓶内部压力的精确控制，实现了操作和数据记录处理的自动化。本发明通过串联多个水套，实现了同时对多个气瓶的检测，大大降低了检测成本，提升了检测效率，具有高自动化、低成本、高效率的优点。

Claims

1. 新型外测法水压试验装置，包括总手动阀、第一温度传感器、增压泵、单向阀、压力表、泄压电磁阀、计算机控制中心和多个气瓶测试装置，其特征在于：

总手动阀的一端与水源用低压水管连接，另一端与增压泵的进水端口用低压水管连接；增压泵的控制端口与计算机控制中心信号连接；第一温度传感器用于检测水源温度，第一温度传感器的信号输出端与计算机控制中心信号连接；增压泵的出水端口与单向阀入水口用承压软管连接；单向阀出水口与多个气瓶测试装置入水口用承压软管连接，在单向阀出水口与第一个气瓶测试装置入水口之间的承压软管上还接有压力表、压力传感器的一端、泄压电磁阀的一端；压力传感器的另一端与计算机控制中心信号连接；泄压电磁阀的控制端口与计算机控制中心信号连接，泄压电磁阀的出水端口与排水池用低压水管连接；所述的增压泵的工作压力大于待检气瓶的工作压力；

2.新型外测法水压试验方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤(1)确定气瓶检测的工作压力为P0，确定一次检测的气瓶数量为N；

步骤(2)选择手动阀3N+1个、温度传感器N+1个、水套N个、量杯N个，电子天平N个；选择工作压力大于P0的增压泵1个、单向阀1个、压力表1个、泄压电磁阀1个和承压软管；选择配有采集卡、驱动卡及相应软件的计算机1台做为计算机控制中；

步骤(3)将一个手动阀的一端和水源用低压水管连接，另一端和增压泵的进水端口用低压水管连接；将增压泵的控制端口和计算机控制中心用导线连接；将一个温度传感器的一端和水源连接，另一端和计算机控制中心用导线连接；将增压泵的出水端口和单向阀的入口用承压软管连接；将单向阀的出口和N个气瓶的加压端口用承压软管连接；承压软管上还接压力表、压力传感器的一端、泄压电磁阀的一端；将压力传感器的另一端用导线和计算机控制中心用导线连接；将泄压电磁阀的控制端口和计算机控制中心用导线连接，出水端口和排水池用低压水管连接；每个水套分别和3个手动阀用低压水管连接，其中第一个手动阀的另一端和量杯用低压水管连接，量杯放置在电子天平上，电子天平和计算机控制中心用导线连接；其中第二个手动阀的另一端和水源用低压水管连接；其中第三个手动阀的另一端和排水池用低压水管连接；每个水套上安装有温度传感器的一端，温度传感器的另一端和计算机控制中心用导线连接；每个水套和连接的3个手动阀、1个温度传感器、1个量杯及1个电子天平构成了1组气瓶测试装置，同样的N组气瓶测试装置沿着和单向阀连接的承压软管串联；

步骤(4)将N个实测容积为V1，V2，…，VN的待测气瓶分别装入N个水套中，并与水套内部的承压接口连接；调节连接水套的3个手动阀，使得水套内部充满水，没有残余空气；通过计算机控制中心控制增压泵和泄压电磁阀，使得承压水管和待测气瓶内部充满水，没有残余空气；

步骤(5)开启与增压泵连接的手动阀；开启与量杯和水套连接的手动阀；关闭与水套连接的另外2个手动阀；关闭泄压电磁阀；开启压力传感器和温度传感器；有计算机控制中心开启增压泵，使得气瓶内部压力开始增大；当压力传感器显示压力到达试验压力P0时，关闭增压泵，保持气瓶压力P0的状态维持规定时间，此时读取电子天平数据计算每个气瓶的最大膨胀量分别为MV1，MV2，…，MVN；最后，开启泄压电磁阀，让气瓶内部水压下降到最小压力，此时读取电子天平数据计算每个气瓶的残余膨胀量分别为dV1，dV2，…，dVN；读取温度传感器的数据T；

步骤(6)根据以下公式计算每个气瓶的残余变形率：

Figure 2013100429898100001DEST_PATH_IMAGE002

其中

Figure 2013100429898100001DEST_PATH_IMAGE004

针对不同材质的气瓶对应的计算公式

Figure 2013100429898100001DEST_PATH_IMAGE006

可以在外测法水压试验的国家标准中找到；因此，可以通过一次外测法水压试验获得N个气瓶的残余变形率，再根据国家标准中对不同材质的气瓶的残余变形率的规定来判断所检测的气瓶是否合格。