CN103884718B - 一种用于检测光学气体成像设备的试验装置 - Google Patents

Abstract

一种用于检测光学气体成像设备的试验装置，涉及红外传感设备检测领域。包括恒温机构、气体机构和空气机构，气体机构由可控气体瓶组与气体喷射机构管路连接，空气机构由可控空气钢瓶与空气喷射机构管路连接，恒温机构由恒温水箱与背景板管路连接。气体喷射机构包括若干气体喷嘴，空气喷射机构包括若干空气喷嘴，每个气体喷嘴和每个空气喷嘴均设置于背景板放置待测设备区域的正上方。本发明通过循环热源产生均匀稳定的热背景，运用阀门精确控制气体流量的气路系统，并设计不同的气体喷射方式和方向，准确模拟不同种类的气体在不同温度条件下不同类型的泄漏。

Description

一种用于检测光学气体成像设备的试验装置

技术领域

本发明涉及红外传感设备检测领域，具体涉及一种用于检测光学气体成像设备的试验装置。

背景技术

近年来光学气体成像技术发展较快，发达国家研究各种激光和红外原理的光学气体成像设备，这些设备日趋成熟，被引入国内并陆续应用到电力、石油石化、化工行业的泄漏检测和环境检测中，同时，国内部分科研机构和高科技公司着手研究该技术及其应用。光学气体成像设备在实际应用前需要大量的测试，主要测试该设备在不同环境条件下，对不同种类的气体的检出限值和检测效果。通常情况下，测试方法是在试验室中模拟不同温度条件，气体种类、流量和泄漏类型、方向等诸多气体泄漏的场景，检验光学气体成像设备的在不同参数条件下的性能。目前国内外尚无类似可以模拟各种气体泄漏场景，以检测光学气体成像设备性能的试验装置。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于检测光学气体成像设备的试验装置，其通过循环热源产生均匀稳定的热背景，运用阀门精确控制气体流量的气路系统，并设计不同的气体喷射方式和方向，准确模拟不同种类的气体在不同温度条件下不同类型的泄漏。。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于检测光学气体成像设备的试验装置，包括用于控制背景温度的恒温机构、用于控制喷射目标气体的气体机构和用于控制喷射空气的空气机构。所述气体机构由可控气体瓶组与气体喷射机构管路连接，所述空气机构由可控空气钢瓶与空气喷射机构管路连接，所述恒温机构包括背景板和与背景板管路连接的恒温水箱，所述气体喷射机构包括若干气体喷嘴，所述空气喷射机构包括若干空气喷嘴，所述每个气体喷嘴和每个空气喷嘴均设置于背景板的正前方中央位置

在上述技术方案的基础上，所述可控气体瓶组和气体喷射机构之间的管路设置气路控制阀，所述可控空气钢瓶和空气喷射机构之间的管路设置气路控制阀。

在上述技术方案的基础上，所述可控气体瓶组由三条气体管路尾端连接组成，所述每条气体管路从头至尾依次设置气体钢瓶、减压阀、针阀、浮子流量计和单向阀。

在上述技术方案的基础上，所述气体喷射机构由横向喷射管路和纵向喷射管路首端相连组成，所述横向喷射管路的尾端连接横向喷嘴，所述纵向喷射管路的尾端连接纵向喷嘴，所述纵向喷射管路上设置一个气路切换阀。

在上述技术方案的基础上，所述空气喷射机构由三条空气喷射管路首端相连组成，所述三条空气喷射管路的尾端分别连接横向锥形喷嘴、纵向锥形喷嘴、垂向锥形喷嘴，所述每条空气喷射管路上设置一个气路切换阀。

在上述技术方案的基础上，所述横向锥形喷嘴、纵向锥形喷嘴和垂向锥形喷嘴的喷射方向均互相垂直。

在上述技术方案的基础上，所述恒温水箱内设置加热丝和温度计，所述恒温水箱外连接液位计。

在上述技术方案的基础上，所述背景板的背面设置蛇形管和散热片，所述蛇形管的两端分别设置阀门，所述蛇形管的顶端为进水口，底端为出水口，所述进水管连接进水口与恒温水箱的低位口，所述出水管连接出水口与恒温水箱的高位口。

在上述技术方案的基础上，所述进水管从低位口到进水口的方向依次设置离心泵、流量调节阀和流量计。

在上述技术方案的基础上，所述所有管路采用角阀或三通连接。

本发明的有益效果在于：本专利提供了一套包括恒温机构、气体机构和空气机构的装置，恒温机构可以控制背景温度，气体机构可以控制喷射目标气体，空气机构可以控制喷射空气，因此本发明可以精确控制背景温度，不同气体的流量、喷射角度等参数，从而模拟不同类型和场景的气体泄漏，检测气体光学成像设备的检出限值、检测条件和适用范围，满足设备的性能测试需求。

附图说明

图1为本发明试验装置的结构示意图。

图2为图1中背景板的后视图。

图3为图1中背景板的左视图。

图4为图1中背景板的俯视图。

图5为本发明试验装置的工作示意图。

附图标记：气体钢瓶1，减压阀2，针阀3，浮子流量计4，单相阀5，角阀6，三通7，气路控制阀8，气路切换阀9，可控空气钢瓶10，横向锥形喷嘴11，纵向锥形喷嘴12，垂向锥形喷嘴13，横向喷嘴14，纵向喷嘴15，恒温水箱16，温度计17，加热丝18，液位计19，离心泵20，流量调节阀21，流量计22，进水管23，出水管24，背景板25，蛇形管26，散热片27，阀门28，成像仪29，三角架30，气体泄漏气团31，红外辐射32。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种用于检测光学气体成像设备的试验装置，包括用于控制背景温度的恒温机构、用于控制喷射目标气体的气体机构和用于控制喷射空气的空气机构。所述气体机构由可控气体瓶组与气体喷射机构组成，所述可控气体瓶组与气体喷射机构之间管路连接并设置气路控制阀8，所述可控气体瓶组由三条气体管路尾端连接组成，所述每条气体管路从头至尾依次设置气体钢瓶1、减压阀2、针阀3、浮子流量计4和单向阀5，所述气体喷射机构由横向喷射管路和纵向喷射管路首端相连组成，所述横向喷射管路的尾端连接横向喷嘴14，所述纵向喷射管路的尾端连接纵向喷嘴15，所述纵向喷射管路上设置一个气路切换阀9，本发明中所有管路连接采用角阀6或三通7连接。本实施例中，三条气体管路通过两个三通7和两个角阀6汇合成一条总管，然后通过一个三通7分流成横向喷射管路和纵向喷射管路，三个气体钢瓶1分别充装不同种类和浓度的气体碳氢化合物。所述空气机构由可控空气钢瓶10与空气喷射机构之间管路连接，并设置气路控制阀8，所述空气喷射机构由三条空气喷射管路首端相连组成，所述每条空气喷射管路上设置一个气路切换阀9，所述三条空气喷射管路的尾端分别连接横向锥形喷嘴11、纵向锥形喷嘴12、垂向锥形喷嘴13，所述横向锥形喷嘴11、纵向锥形喷嘴12和垂向锥形喷嘴13的喷射方向均互相垂直。本实施例中，通过两个三通7将连接可控空气钢瓶10的管道分为三条空气喷射管路。

如图1、图2、图3和图4所示，恒温机构包括恒温水箱16和背景板25，所述恒温水箱16内设置加热丝18、温度计17，所述恒温水箱16外连接液位计19，本实施例中，恒温水箱16顶部开孔插入安装温度计17，恒温水箱的内底部设置加热丝18。所述背景板25的背面设置蛇形管26和散热片27，所述蛇形管26的两端分别设置阀门，所述蛇形管26的顶端为进水口，底端为出水口，本实施例中，散热片27垂直于蛇形管26的直管，散热片与背景板的连接处涂抹导热硅脂。所述进水管23连接进水口与恒温水箱16的低位口，所述出水管24连接出水口与恒温水箱16的高位口，所述进水管23从低位口到进水口的方向依次设置离心泵20、流量调节阀21和流量计22，本实施例中，恒温机构还包括PLC模块，其通过反馈的输出信号控制流量调节阀21的开度，实现对水流的稳定控制。

如图1所示，横向锥形喷嘴11、纵向锥形喷嘴12、垂向锥形喷嘴13、横向喷嘴14和纵向喷嘴15均设置于背景板25的正上方中央位置。本实施例中，横向锥形喷嘴11、纵向锥形喷嘴12、垂向锥形喷嘴13位于背景板25的前方中部，并均在横向喷嘴14、纵向喷嘴15的外侧且均处于同一立面。

本试验装置的工作过程为：第一步，将待测设备成像仪29固定于三角架30上，并安放于背景面板25正前方一定距离处，检查恒温水箱16的液位高度满足试验用量；第二步，打开加热丝18电源给水加热，并打开离心泵20循环供水；第三步，待恒温机构工作稳定后，在PLC模块中设置循环水的流量，并观察温度计17是否达到预设温度；第四步，待温度计17达到设定温度，停止加热；第五步，打开气体机构中的气路控制阀8、气体钢瓶1，调节针阀3，观察浮子流量计4，直至流量稳定在预设值；第六步，根据试验设定开闭气路切换阀9；第七步，根据试验设定开闭空气机构中的气路切换阀9，打开气路控制阀8，打开并调节可控空气钢瓶10直至流量达到预设值，记录各项指标；第八步，各气路和喷嘴在背景板25前形成模拟泄漏的气体泄漏气团31，并有肉眼不可见的红外辐射32穿透气体泄漏气团31向外发散；第九步，通电并打开待测设备成像仪29进行各项参数检测，检测过程中根据检出限值，手动调节各阀门控制不同气体的流量变化。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种用于检测光学气体成像设备的试验装置，包括用于控制背景温度的恒温机构、用于控制喷射目标气体的气体机构、以及用于控制喷射空气的空气机构，其特征在于：所述气体机构由可控气体瓶组与气体喷射机构管路连接，所述空气机构由可控空气钢瓶(10)与空气喷射机构管路连接，所述恒温机构包括背景板(25)和与背景板(25)管路连接的恒温水箱(16)，所述气体喷射机构包括若干气体喷嘴，所述空气喷射机构包括若干空气喷嘴，所述每个气体喷嘴和每个空气喷嘴均设置于背景板(25)的正前方中央位置；所述气体喷射机构由横向喷射管路和纵向喷射管路首端相连组成，所述横向喷射管路的尾端连接横向喷嘴(14)，所述纵向喷射管路的尾端连接纵向喷嘴(15)，所述纵向喷射管路上设置一个气路切换阀(9)。

2.如权利要求1所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述可控气体瓶组和气体喷射机构之间的管路设置气路控制阀(8)，所述可控空气钢瓶(10)和空气喷射机构之间的管路设置气路控制阀(8)。

3.如权利要求1所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述可控气体瓶组由三条气体管路尾端连接组成，所述每条气体管路从头至尾依次设置气体钢瓶(1)、减压阀(2)、针阀(3)、浮子流量计(4)和单向阀(5)。

4.如权利要求1所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述空气喷射机构由三条空气喷射管路首端相连组成，所述三条空气喷射管路的尾端分别连接横向锥形喷嘴(11)、纵向锥形喷嘴(12)、垂向锥形喷嘴(13)，所述每条空气喷射管路上设置一个气路切换阀(9)。

5.如权利要求4所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述横向锥形喷嘴(11)、纵向锥形喷嘴(12)和垂向锥形喷嘴(13)的喷射方向均互相垂直。

6.如权利要求1所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述恒温水箱(16)内设置加热丝(18)和温度计(17)，所述恒温水箱(16)外连接液位计(19)。

7.如权利要求1所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述背景板(25)的背面设置蛇形管(26)和散热片(27)，所述蛇形管(26)的两端分别设置阀门，所述蛇形管(26)的顶端为进水口，底端为出水口，所述进水管(23)连接进水口与恒温水箱(16)的低位口，所述出水管(24)连接出水口与恒温水箱(16)的高位口。

8.如权利要求7所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述进水管(23)从低位口到进水口的方向依次设置离心泵(20)、流量调节阀(21)和流量计(22)。

9.如权利要求1至8中任一所述的用于检测光学气体成像设备的试验装置，其特征在于：所述所有管路采用角阀(6)或三通(7)连接。