CN103471777B - 一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法 - Google Patents
一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法，本发明的方法为将待检测工件密封于一个气密性良好、恒温并置有二氧化碳气敏传感器的容器中，对待检测工件和容器进行真空处理后，将纯二氧化碳气体按一定压力导入检测工件中，传感器负责周期性地采集容器中的二氧化碳气体浓度，采用虚拟仪器作为上位机，经过放大后的浓度信号通过数据采集卡进行数字化处理后输入上位机，对在采集过程中受到各种噪声干扰的数字信号进行去噪处理；由去噪处理后的二氧化碳浓度值得到检测容器内开始检测时的浓度值与结束时的浓度值，由公式计算出检测工件的泄漏量；本发明检测过程方便、可靠、廉价。
Description
技术领域
本发明涉及一种微量气体泄漏的检测领域，具体涉及一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法。
背景技术
随着现代化工业生产的迅速发展，各种密封器件在各个领域也得到广泛的应用，如航空、汽车、医疗行业、民用设备等。人们对密封器件的质量及性能要求越来越高，这就给密封产品的检测手段提出了更高的要求。
根据检测原理的不同把气体泄漏检测方法分为干式和湿式两种。湿式检漏法又叫做水没法，它是指将被测件充满空气后放入水中，观察是否有气泡产生，通过一定时间产生气泡的多少来判断泄漏的程度。此方法操作简单，可以确定泄漏位置，但精度低，在检测前需要对检测后的工件进行烘干、防腐等表面处理，增加了检测成本，无法实现生产自动化。干式检漏法是根据工件内气体状态参量的变化进行测量的。干式检漏法根据检测原理的不同可以分为气压式检漏法、流量式检漏法、卤素检漏法和氦质谱检漏法等。工业上应用最为广泛的是气压式检漏法。气压式检漏法又可分为直压式检漏和差压式检漏，他们都是以压缩气体为介质，对被测工件充气加压或抽真空，然后对其压力进行采样分析，从而判断工件是否泄漏，这种方法操作简单，控制方便，测量精确、可靠，无污染，成本低，易实现生产的自动化检测，得到较为普遍的应用。但此方法存在一个严重的缺陷，测试时间长，而且测试时间会随着测试压力的增高而增高，因此对于大批量生产且需要全部检测的产品，会大大降低生产效率。流量式检漏法、卤素检漏法、氦质谱检漏法和超声波检测法大多局限于定性检测，无法做到定量检测，检测效率不高，并且测试仪器昂贵。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法。
本发明解决的技术问题所采用的技术方案如下：
(1)采用一个下端面开放的检测容器，其上端面设置有二氧化碳气体传感器，将待检测工件密封于检测容器中，检测开始时，利用真空发生器对检测工件及检测容器进行真空处理，将纯二氧化碳气体导入检测工件中达到2-5MPa；
(2)传感器负责周期性地采集容器中的二氧化碳气体浓度，利用加设有放大器组成的电压跟随电路对传感器的采集数据进行信号放大，提高数据采集卡的输入阻抗避免信号失真；
(3)采用虚拟仪器（LabVIEW）作为上位机，经过放大后的浓度信号通过数据采集卡PCI-1716进行数字化处理后输入上位机，对在采集过程中受到各种噪声干扰的数字信号利用框架小波去噪技术进行去噪处理；
(4)由去噪处理后的二氧化碳浓度值得到检测容器内开始检测时的浓度值与结束时的浓度值，浓度差(ppm)=，由公式计算出检测工件的泄漏量，其中（mL）为测试容器体积，（mL）为被测工件体积，为检测时间（s），（mL/h）；
(5)完成检测后，对检测工件进行放气。
所述的检测容器为圆柱形。
基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法有益效果为：
1、本发明相比传统的气体微量泄漏检测方法，其测量结果不受温度变化和容积变化的影响，测量精度较其他方法有明显提高。
2、本发明不需要充气平衡时间，利用二氧化碳传感器响应快速的特点进行快速检测，缩短检测周期，此方法可应用于工业现场的在线批量检测。
3、本发明所用示漏气体为二氧化碳，无腐蚀作用，无毒，不可燃，对人体和环境无害。
4、本发明相应的泄漏量可通过简易计算就可以得到，检测过程方便、可靠、廉价。
具体实施方式
本发明一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法，具体包括以下步骤：
步骤一：采用一个下端面开放的圆柱形检测容器，其上端面设置有二氧化碳气体传感器，将检测工件固定于托盘上，通过气缸将托盘托举至圆柱形检测容器内，并分别将圆柱形检测容器和检测工件密封，检测开始时，利用压缩空气的流动而形成一定真空度的真空发生器对检测工件及检测容器进行真空处理，将纯二氧化碳气体导入检测工件中达到2-5MPa；
步骤二：传感器负责周期性地采集容器中的二氧化碳气体浓度，利用加设有放大器组成的电压跟随电路对传感器的采集数据进行信号放大，提高数据采集卡的输入阻抗避免信号失真；
步骤三：采用虚拟仪器（LabVIEW）作为上位机，经过放大后的浓度信号通过数据采集卡PCI-1716进行数字化处理后输入上位机，对在采集过程中受到各种噪声干扰的数字信号利用框架小波去噪技术进行去噪处理；
步骤四：由去噪处理后的二氧化碳浓度值得到检测容器内开始检测时的浓度值与结束时的浓度值，浓度差(ppm)=，由公式计算出检测工件的泄漏量，其中（mL）为测试容器体积，（mL）为被测工件体积，为检测时间（s），（mL/h）；
步骤五：完成检测后，对检测工件进行放气。
为了进一步提高检测精度，可使用一个与被测工件完全相同但是不漏的基准工件在相同的实验条件下进行对比检测。
Claims (2)
1.一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法，其特征在于该方法具体包括以下步骤：
步骤一：采用一个下端面开放的检测容器，其上端面设置有二氧化碳气体传感器，将待检测工件密封于检测容器中，检测开始时，利用真空发生器对检测工件及检测容器进行真空处理，将纯二氧化碳气体导入检测工件中达到2-5MPa；
步骤二：传感器负责周期性地采集容器中的二氧化碳气体浓度，利用加设有放大器组成的电压跟随电路对传感器的采集数据进行信号放大，提高数据采集卡的输入阻抗避免信号失真；
步骤三：采用虚拟仪器LabVIEW作为上位机，经过放大后的浓度信号通过数据采集卡PCI-1716进行数字化处理后输入上位机，对在采集过程中受到各种噪声干扰的数字信号利用框架小波去噪技术进行去噪处理；
步骤四：由去噪处理后的二氧化碳浓度值ρ得到检测容器内开始检测时的浓度值ρ1与结束时的浓度值ρ2，浓度差Δρ＝ρ2-ρ1，Δρ的单位为ppm，由公式计算出检测工件的泄漏量ΔQ＝Δρ×(V1-V2)×3600/(t×106)，其中V1为测试容器体积，V1的单位为mL，V2为被测工件体积，V2的单位为mL，t为检测时间，t的单位为s，ΔQ的单位为mL/h；
步骤五：完成检测后，对检测工件进行放气。
2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化碳传感器的气体泄漏检测方法，其特征在于：所述的检测容器形状为圆柱形。
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