CN109238686A - 安全阀检测装置及安全阀检测方法 - Google Patents

安全阀检测装置及安全阀检测方法 Download PDF

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CN109238686A CN201710546515.5A CN201710546515A CN109238686A CN 109238686 A CN109238686 A CN 109238686A CN 201710546515 A CN201710546515 A CN 201710546515A CN 109238686 A CN109238686 A CN 109238686A
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赵士春
张春莹
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Beijing Const Instruments Technology Inc
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts

Abstract

本发明提供一种检测安全阀的开启压力的安全阀检测装置及使用该装置的安全阀检测方法。该安全阀检测装置(100)包括：气源(10)；与被测安全阀连接的具有固定容积的固定容积容腔(30)；流量控制器(20)，其设置在气源(10)与固定容积容腔(30)之间，控制从气源(10)供给至固定容积容腔(30)的气体的流量；检测固定容积容腔(30)内的压力，并输出压力检测数据的压力传感器(40)；和控制器(50)，其进行控制使流量控制器(20)以规定流量向固定容积容腔(30)供给气体，并根据流量控制器(20)所控制的气体的流量和压力检测数据来确定安全阀的开启压力。由此能够操作简便且高精度地检测安全阀的开启压力。

Description

安全阀检测装置及安全阀检测方法
技术领域
本发明属于压力检测领域，具体涉及一种检测安全阀的开启压力的安全阀检测装置及安全阀检测方法。
背景技术
安全阀是一种安全保护用阀，用于保护设备使其内部的压力保持在安全范围之内。安全阀内部腔体经由取压口与被保护的设备内部相连通。安全阀内部腔体经过一个受控阀门与安全阀的泄压口相连接，泄压口与具有恒定压力的安全阀的外部相连通。
安全阀的输入压力为取压口处介质的压力。当输入压力小于开启压力时，受控阀门处于关闭状态，安全阀内部腔体与外部不连通。随着输入压力升高直到开启压力时，受控阀门自动开启，安全阀内部腔体与外部经由泄压口相连通，通过向外排放/吸收介质来防止设备内部的压力高于/低于规定数值。受控阀门的启闭状态也称为安全阀的启闭状态。
为了检查安全阀在设定压力公差之内能否准确的工作，需要对安全阀的多项参数进行检测。其中一项为开启压力，指安全阀开始开启时的输入压力。
传统的安全阀开启压力的检测采用人工的方法。具体来说，在检测操作时，需要操作人员一边调节安全阀输入压力，一边观察判断安全阀是否开启，在发现安全阀开启时，立即记录压力表的读数作为开启压力。判断安全阀开启时刻是个难点，一般是耳听安全阀的排气声，也有通过浸在水中计数气泡的方式。这些方法操作难度大且复杂，并且需要从读数不断变化的压力表上读数，检测精度不高。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种操作简便且检测精度高的安全阀检测装置及安全阀检测方法。
本发明的一个实施例的安全阀检测装置，其检测安全阀的开启压力，其包括：提供气体的气体供给源；与被测安全阀连接的具有固定容积的固定容积容腔；流量控制单元，其设置在上述气体供给源与上述固定容积容腔之间，实时控制从上述气体供给源供给至上述固定容积容腔的气体的流量；压力传感器，其实时检测上述固定容积容腔内的压力，并输出压力检测数据；和控制器，其对上述流量控制单元进行控制使上述流量控制单元以规定的流量向上述固定容积容腔供给气体，并根据上述流量控制单元所控制的气体的流量和上述压力检测数据确定上述安全阀的开启压力。
其中，上述固定容积容腔为具有固定容积的腔室，其既可以是一个单独设置的腔室，也可以由连接流量控制单元和被测安全阀的管道构成，还可以包括未打开的被测安全阀的内部空间。这里所说的“具有固定容积”，是指在对被测安全阀的检测过程中腔室的容积保持不变。此外，固定容积容腔的容积可以根据气体供给源的气体压力、供给气体的流量等来适当地设定。
在上述安全阀检测装置中，优选从上述流量控制单元以恒定流量对上述固定容积容腔供给气体，上述控制器根据上述固定容积容腔内的压力随时间的变化来计算上述安全阀的开启压力。
在上述安全阀检测装置中，优选从上述流量控制单元以变化的流量对上述固定容积容腔供给气体，上述控制器根据上述固定容积容腔内的压力随时间的变化和上述流量的变化来计算上述安全阀的开启压力。
在上述安全阀检测装置中，优选上述控制器根据上述固定容积容腔内的压力随时间的变化率与上述流量之比来计算上述安全阀的开启压力。
在上述安全阀检测装置中，优选上述流量控制单元为流量控制器，或者为调节阀与流量计的组合。
在上述安全阀检测装置中，优选上述流量控制单元为调节阀，在上述安全阀检测装置中存储有表示上述调节阀的开度与上述调节阀所控制的气体的流量的对应关系的对应表，上述控制器基于该对应表和上述调节阀的开度，来推算上述调节阀所控制的气体的流量。
在上述安全阀检测装置中，优选上述固定容积容腔是连接上述流量控制单元与上述被测安全阀的管道。
本发明的一个实施例的安全阀检测方法，其使用上述安全阀检测装置来检测安全阀的开启压力，其包括：气体供给步骤，使上述流量控制单元从上述气体供给源以规定的流量向上述固定容积容腔供给气体，并输出流量数据；容腔压力检测步骤，实时检测上述固定容积容腔内的压力，并输出压力检测数据；和开启压力确定步骤，根据上述流量数据和上述压力检测数据来确定上述安全阀的开启压力。
在上述安全阀检测方法中，优选在上述气体供给步骤中，以恒流量对上述固定容积容腔供给气体，在上述开启压力确定步骤中，根据上述固定容积容腔内的压力随时间的变化来计算上述安全阀的开启压力。
在上述安全阀检测方法中，优选在上述气体供给步骤中，以变化的流量对上述固定容积容腔供给气体，在上述开启压力确定步骤中，根据上述固定容积容腔内的压力随时间的变化和上述流量的变化来计算上述安全阀的开启压力。
在上述安全阀检测方法中，优选在上述开启压力确定步骤中，根据上述固定容积容腔内的压力随时间的变化率与上述流量之比来计算上述安全阀的开启压力。
在上述安全阀检测方法中，优选上述固定容积容腔是连接上述流量控制单元与上述被测安全阀的管道。
发明效果
在具有上述结构的本发明中，由于安全阀的开启压力能够通过安全阀检测装置的固定容积容腔内的压力、流量测控单元输出的流量和时间的关系曲线来自动判断得到，该过程无需操作人员手动操作，也无需从读数不断变化的压力表上读数，因此，操作简便，且检测出的安全阀的开启压力的精度高，人为操作引起的误差少。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的安全阀检测装置的结构示意图。
图2是本发明的实施方式1的安全阀检测方法的流程图。
图3是表示恒定流量时的流量控制器单位时间内输送至固定容积容腔的气体的流量随时间的变化曲线的示意图。
图4是表示恒定流量时的固定容积容腔内的压力随时间变化的曲线C1的示意图。
图5是表示恒定流量时的压力变化率与质量流量的比值随时间的变化曲线C2的示意图。
图6是表示变化流量时的流量控制器单位时间内输送至固定容积容腔的气体的流量随时间的变化曲线的示意图。
图7是表示变化流量时的固定容积容腔内的压力随时间变化的曲线C1的示意图。
图8是表示变化流量时的压力变化率与质量流量的比值随时间的变化曲线C2的示意图。
图9是本发明的实施方式2的安全阀检测装置200的结构示意图。
图10是本发明的实施方式3的安全阀检测装置300的结构示意图。
图11是表示本发明实施例1的恒定流量时的实时检测出的气体流量与检测时间的关系曲线的图。
图12是表示本发明实施例1的恒定流量时的固定容积容腔内的压力与检测时间的关系曲线的图。
图13是表示本发明实施例1的恒定流量时的固定容积容腔内的压力变化率与气体流量的比值随时间的变化的图。
图14是表示本发明实施例2的变化流量时的实时检测出的气体流量与检测时间的关系曲线的图。
图15是表示本发明实施例2的变化流量时的固定容积容腔内的压力与检测时间的关系曲线的图。
图16是表示本发明实施例2的变化流量时的固定容积容腔内的压力变化率与气体流量的比值随时间的变化的图。
附图标记说明
100、200、300安全阀检测装置，10气源，20流量控制器，30固定容积容腔，40压力传感器，50控制器，60安全阀，221调节阀，222流量计，320调节阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明的安全阀检测装置及安全阀检测方法的优选的实施方式进行详细说明。另外，在附图的说明中，对相同或者相当部分附以相同符号，省略重复的说明。
(实施方式1)
以下对本发明的实施方式1的安全阀检测装置100的结构进行说明。
图1是本发明的实施方式1的安全阀检测装置100的结构示意图。如图1所示，安全阀检测装置100包括气源10、流量控制器20、固定容积容腔30、压力传感器40和控制器50。流量控制器20、固定容积容腔30和压力传感器40通过管路连接从而彼此连通。安全阀检测装置100的固定容积容腔30与外部的作为检测对象的安全阀60的气路连通。控制器50与压力传感器40电连接。压力传感器40可以实时地将其感测到的压力值传输给控制器50。控制器50对压力传感器40所提供的压力值、流量测控单元所控制的气体的流量值进行分析，然后得到安全阀60的开启压力值。
气源10可以采用气泵或者氮气瓶，其具有气体的输出接口，经由该输出接口将气体供给至流量控制器20。
流量控制器20为流量控制单元，其对从气源10流向固定容积容腔30的气体进行流量调节，从而控制进入到固定容积容腔30的气体的流量。流量控制器20具有两个接口，一个接口通过连接管路与气源10的输出接口连接，另一个接口通过连接管路与固定容积容腔30连接。流量控制器20还与控制器50电连接。流量控制器20可以以恒定流量输出气体，也可以以变化流量输出气体，由于使用的气体种类不变，气体的流量可以按质量流量来计量，也可以按体积流量来计量。流量控制器20的具体结构没有限制，只要可以实现对气体流量的控制和流量获取功能即可。
在本实施方式1中，流量控制器20为市场上可以直接购买到的流量控制器，该流量控制器可以接收控制器50的流量给定信号Qr自动实现对其输出的气体流量Qy的控制和测量功能。
固定容积容腔30为具有固定容积的腔室，其既可以是一个单独设置的腔室，也可以由连接流量控制器20和被测安全阀60的管道构成，还可以包括未打开的安全阀60的内部空间。这里所说的“具有固定容积”，是指在对安全阀60的检测过程中腔室的容积保持不变。例如，当固定容积腔室30由连接管道构成时，在对安全阀60的检测过程中连接管道不因压力的变化而发生容积变化。在本实施方式1中，固定容积容腔30具有分别与流量控制器20和安全阀60连接的接口，还具有与压力传感器40连接的接口。固定容积容腔30的内部空间的形状没有特别限定，可以为任意具有一固定内部体积的形状，例如可以为立方体、长方体、球体或者圆柱体等。固定容积容腔30接收来自流量控制器20的气体，随着气体的不断输入，固定容积容腔30内的压力不断增大。
压力传感器40用于实时检测固定容积容腔30中的压力，其可以设置在固定容积容腔30之中，也可以设置在固定容积容腔30之外，经由管路接口与固定容积容腔30连接。压力传感器40与控制器50电连接，并将测得的固定容积容腔30中的压力实时传输至控制器50。
控制器50例如可以为CPU处理器，其接收来自压力传感器40的压力数据和来自流量控制器20的流量数据，进行分析以确定检测过程的状态，并根据分析的结果来对流量控制器20提供流量设定值。控制器50还可以包括外部接口，通过该外部接口可以对安全阀检测装置100进行参数设定，也可以获取安全阀检测过程的各项数据。该外部接口可以包含键盘和显示屏的人机交互界面，也可以包含输入输出端口。
此外，为了提高系统集成度，降低成本，也可以将流量控制器20和控制器50集成为一个整体，作为一个流量测控单元来使用。
安全阀60并非是安全阀检测装置内部的元件，而是安全阀检测装置100的检测对象。作为安全阀60的固定参数，具有开启压力这一固定参数。当输入至安全阀60的压力小于安全阀60的开启压力时，安全阀60处于关闭状态。当输入至安全阀60的压力大于安全阀60的开启压力时，安全阀60处于打开状态。当所述安全阀60处于打开状态时，安全阀检测装置100的固定容积容腔30内的气体经由安全阀60泄漏至外界。
此处，对本实施方式1中的安全阀检测装置100的工作原理进行说明。气源10向流量控制器20提供气体，流量控制器20按照控制器50设定的流量对固定容积容腔30进行充气。其中，控制器50进行控制，使流量控制器20以恒定流量或者变化流量输出气流至固定容积容腔30。在安全阀60处于关闭状态时，随着固定容积容腔30不断接收来自流量控制器20的气流，固定容积容腔30内的压力升高速率与气体流入的流量成正比，两者比值不变，当压力升高到一定值后，使安全阀60处于打开状态，一部分气体经由安全阀60被排放到固定容积容腔30之外，此时，所述压力升高速率与气体流量之比值变小。压力传感器40实时测量固定容积容腔30内的压力，并将实时测量到的压力值输出至控制器50。流量控制器20实时测量其输出的气体流量，并将实时测量到的气体流量值输出至控制器50。控制器50根据由流量控制器20和压力传感器40提供的气体流量和压力值，计算安全阀60的开启压力。
以下，对使用上述安全阀检测装置100的安全阀检测方法的具体步骤进行说明。
图2是本发明的实施方式1的安全阀检测方法的流程图。如图2所示，安全阀检测方法包括以下步骤：
步骤S1，将安全阀检测装置100中的固定容积容腔30与待检测安全阀60的气路连接后，打开气源10，气源10将具有一定压力的气体供给至流量控制器20后，使流量控制器20以规定的流量向固定容积容腔30供给气体，并输出关于该气体的流量数据；
步骤S2，使压力传感器40实时检测固定容积容腔30内的压力，并输出压力检测数据；和
步骤S3，利用由流量控制器20和压力传感器40分别采集到的气体的瞬时流量和固定容积容腔30内部的瞬时压力，绘制固定容积容腔30内的压力随时间变化的曲线C1和压力变化率与流量的比值随时间的变化曲线C2，并且根据曲线C1和曲线C2，确定安全阀的开启压力。
此外，安全阀检测方法还可以包括步骤S4，记录以上步骤S3中确定的开启压力后，改变步骤S2中的流量控制器20输出的气体的流量，重新绘制曲线C1和曲线C2，确定安全阀的开启压力。
以下，进一步说明使流量控制器20以恒定流量和变化流量输出气体的两种方式来确定安全阀的开启压力的方法。
(恒定流量的测量方法)
图3是表示恒定流量时的流量控制器20单位时间内输送至固定容积容腔30的气体的流量随时间的变化曲线的示意图。图3中Q(t)的含义是流量控制器20单位时间内输送至固定容积容腔30的气体量，即瞬时流量，该流量如上所述可以按体积流量来计量，也可以按质量流量来计量。在恒定流量的情况下，流量控制器20单位时间内输送至述固定容积容腔30的气体的体积或质量为一恒定值，即Qc。图3中表示了在恒定流量的情况下Q(t)随着时间的变化为一恒定值。
图4是表示恒定流量时的固定容积容腔30内的压力随时间变化的曲线C1的示意图。如图4所示，当流量控制器20以恒定流量输出气流至固定容积容腔30时，固定容积容腔30内的压力和时间的关系为一斜率固定的直线，该直线的斜率代表了固定容积容腔30内的压力升高速率。随着固定容积容腔30内的压力逐渐升高，当固定容积容腔30内的压力达到安全阀60的开启压力时，安全阀60由关闭状态切换至打开状态，此时固定容积容腔30内的气体经由安全阀60泄漏至外界，进而，固定容积容腔30内的压力升高速率下降。在恒定流量的情况下，能够直接通过固定容积容腔30内的压力随时间变化的曲线判断安全阀60的开启压力。具体来说，在图4中随着时间进行，压力曲线最初为一斜率固定的直线，当安全阀60打开后气体排出，压力曲线的斜率降低，但是压力还在继续增长。例如，在图4中作出最初的直线的延长线，其与压力曲线后半部分的切点即为安全阀60打开的点，该点对应的时间t0为安全阀60打开的时间，该点对应的压力P0为安全阀60的开启压力。
图5是表示恒定流量时的压力变化率与流量的比值随时间的变化曲线C2的示意图。图5中的R(t)表示压力变化率与流量的比值，其由以下计算式(1)计算得到。
其中，P(t)表示t时刻的固定容积容腔30内的压力。
在恒定流量的情况下，R(t)为一恒定值，即Rc。当固定容积容腔30内的压力达到安全阀60的开启压力时，安全阀60由关闭状态切换至打开状态，此时，R(t)随时间变化的曲线将会下降，产生一个拐点，这个拐点产生的时刻to就是安全阀60由关闭状态切换至打开状态的时刻。在步骤S3中，根据图3确定出时刻to对应的固定容积容腔30内的压力P0，该压力即为安全阀60的开启压力。
(变化流量的测量方法)
图6是表示变化流量时的流量控制器20单位时间内输送至固定容积容腔30的气体的流量随时间的变化曲线的示意图。图6中Q(t)的含义是流量控制器20单位时间内输送至固定容积容腔30的气体量，即瞬时流量，该流量如上所述可以按体积流量来计量，也可以按质量流量来计量。当所述流量为变化流量时，流量随着时间的变化是没有规则的，其可以为任意形状的曲线。
图7是表示变化流量时的固定容积容腔30内的压力随时间变化的曲线C1的示意图。如图7所示，当流量控制器20以变化流量输出气流至固定容积容腔30时，固定容积容腔30内的压力随时间逐渐升高，但是升高的速率即斜率不固定。因此，固定容积容腔30内的压力和时间的关系为逐渐升高的斜率不固定的曲线。在变化流量的情况下，例如也可以通过图7中的压力曲线后半部分的切点来确定安全阀60的开启压力，但为了进一步提高精度，优选使用以下的压力变化率与流量的比值随时间的变化曲线来确定安全阀的开启压力。
图8是表示变化流量时的压力变化率与流量的比值随时间的变化曲线C2的示意图。图8中的R(t)表示压力变化率与流量的比值，其由以下计算式(2)计算得到。
其中，P(t)表示t时刻的固定容积容腔30内的压力。
由于对具有固定容积的固定容积容腔30充气，因此，在变化流量的情况下，R(t)也为一恒定值，即Rc。当固定容积容腔30内的压力达到安全阀60的开启压力时，安全阀60由关闭状态切换至打开状态，此时，R(t)随时间变化的曲线将会下降，产生一个拐点，这个拐点产生的时刻to就是安全阀60由关闭状态切换至打开状态的时刻。在步骤S3中，根据图6确定出时刻to对应的固定容积容腔30内的压力P0，该压力即为安全阀60的开启压力。
根据以上所述的本发明的一实施方式，由于安全阀60的开启压力能够通过安全阀检测装置100的固定容积容腔30内的压力、流量控制器20输出的流量和时间的关系曲线来自动判断得到，该过程无需操作人员手动操作，也无需从读数不断变化的压力表上读数，因此，操作简便，且检测出的安全阀的开启压力的精度高，人为操作引起的误差少。
此外，安全阀检测装置100还可以包括与控制器50电连接的人机交互界面，在该人机交互界面能够显示安全阀60的开启压力值。由此，安全阀60的开启压力可以在安全阀检测装置100的人机界面直接读取，也可以经由数据接口获取，因此，可以使安全阀检测装置100更加直观便捷地提供安全阀60的开启压力。此外，用户还能够利用人机交互界面输入用于检测的各种参数，例如气源10的初始压力、供给气体的初始流量，以及是采用恒定流量还是采用变化流量进行检测等，可经由控制器50控制安全阀检测装置100的检测。
(实施方式2)
在以上的实施方式1中，对具有流量控制器20的安全阀检测装置100及使用其的检测方法进行了说明。与该实施方式1的不同，在本实施方式2中，作为流量控制单元，使用调节阀和流量计的组合来替代流量控制器20。也就是说，在本实施方式2中，作为流量控制单元，使用调节阀和流量计。其余结构与实施方式1相同，在此省略说明。
图9是本发明的实施方式2的安全阀检测装置200的结构示意图。如图9所示，安全阀检测装置200，与实施方式1的安全阀检测装置100的区别在于，具有调节阀221和流量计222，作为流量控制单元。调节阀221和流量计222分别与控制器50电连接，调节阀221还与气源10和固定容积容腔30的管路连接。流量计222可以测量从调节阀221输出的气体的流量Qy，调节阀221接收从控制器50输送来的开度信号u而改变打开程度，调节阀221可以为开关阀或者比例阀。控制器50根据流量计222的反馈自动调节调节阀221的开关比率或者打开比率，以使气体流量Qy满足实施方式1中的安全阀检测方法的要求。
在本实施方式2中，可以通过与实施方式1中所述的安全阀检测方法同样的方法，来确定安全阀60的开启压力。
通过本实施方式2，也能够获得与实施方式1同样的上述技术效果。
(实施方式3)
在以上的实施方式1中，对具有流量控制器20的安全阀检测装置100及使用其的检测方法进行了说明。与该实施方式1的不同，在本实施方式3中，作为流量控制单元，使用单个的调节阀来替代流量控制器20。其余结构与实施方式1相同，在此省略说明。
图10是本发明的实施方式3的安全阀检测装置300的结构示意图。如图10所示，安全阀检测装置300，与实施方式1的安全阀检测装置100的区别在于，具有调节阀320来作为流量控制单元。调节阀320可以为一开关阀或者比例阀，调节阀320与控制器50电连接，并与气源10和固定容积容腔30的管路连接。调节阀320由控制器50控制，控制器50可控制所述调节阀的打开程度，以调整通过调节阀320的气体的流量。在本实施方式3中，需要预先对调节阀320的特性进行建模，使得调节阀320实际输出的流量可以根据调节阀320的开度及其两端压力计算来获取，控制器50通过调节阀320的运行状态计算并获取的气体的流量由此执行安全阀检测方法。也就是说，在安全阀检测装置300中存储有表示调节阀320的开度与调节阀320所控制的气体的流量的对应关系的对应表，控制器50基于该对应表和调节阀320的开度，来推算调节阀320所控制的气体的流量。
在本实施方式3中，可以通过与实施方式1中所述的安全阀检测方法同样的方法，来确定安全阀60的开启压力。
通过本实施方式3，也能够获得与实施方式1同样的上述技术效果。
(实施例1)
以下，使用图11～图13来说明实际使用本发明的安全阀检测装置来检测安全阀的开启压力的一个实施例。
在本实施例1中，使用实施方式1的安全阀检测装置100以恒定流量的测量方法来检测安全阀的开启压力，固定容积容腔30是由一个气容和连接流量控制单元与被测安全阀的管道构成，总容积为300mL。如上所述，安全阀检测装置100中，作为流量控制单元使用了流量控制器20，其可以自动实现对其输出的气体流量的控制和测量功能。
在本实施例1中，将安全阀检测装置100与待检测安全阀60的气路连接后，打开气源10，气源10将具有一定压力的气体供给至流量控制器20，流量控制器20根据控制单元的控制信号，将向固定容积容腔30输出的气体的流量保持为大致恒定值。其中，气源10供给的气体的初始压力为大致723KPa，检测时间为大致50秒。
图11表示流量控制器20实时检测出的供给向固定容积容腔30的气体流量与检测时间的关系曲线。根据图11可以看出，流量控制器20测量出的流量随着时间的变化而保持为大致恒定的值，即大致保持为6公升/分钟(NLPM)。
图12表示压力传感器40实时检测出的固定容积容腔30内的压力与检测时间的关系曲线。根据图12可以看出，固定容积容腔30内的压力随着不断被供给气体而逐渐上升，其升高的速率即斜率大致相同，这是因供给向固定容积容腔30的气体流量大致恒定而引起的。此外，当固定容积容腔30内的压力到达某个值后下降，然后随着时间的变化而保持为大致固定的值，这认为是由于安全阀60从关闭状态切换至开启状态而引起的。因此，根据图12中的该关系曲线也可以大致地确定出安全阀60的开启压力，也就是，可以将固定容积容腔30内的压力开始下降时的压力值，即产生拐点处的压力值确定为安全阀的开启压力。
此外，为了进一步提高精度，也可以通过以下的压力变化率与流量的比值随时间的变化曲线来确定安全阀的开启压力。
图13表示固定容积容腔30内的压力变化率与流量控制器20测量出的流量的比值随时间的变化结果。该结果基于图11和图12中的测量结果通过上述计算式(1)计算得到。
根据图13可以知道，压力变化率与流量的比值起初大致没有变化，但到达检测时间的第19.14秒时，压力变化率与流量的比值急剧减小。该压力变化率与流量的比值的急剧减小认为是由于安全阀60从关闭状态切换至开启状态而引起的，从而可以认为安全阀60在检测时间的第19.14秒开启，即确定出开启时刻t0为19.14秒。
接着，根据图12所示的压力与检测时间的关系曲线，能够确定出开启时刻t0所对应的压力值为507.7KPa，将该压力值确定为安全阀60的开启压力P0。
在图13中，由于随着安全阀60从关闭状态切换至开启状态，压力变化率与流量的比值急剧地减小，因此，相比图12所示的曲线，能够更加容易且精确地确认出安全阀60的从关闭状态切换至开启状态的时刻，基于该时刻确定的安全阀60的开启压力P0也更加精确。
此外，由于在实施例1的恒定流量的测量方法中，供给向固定容积容腔30的气体流量保持为大致恒定，因此，即使不使用压力变化率与流量控制器20测量出的流量的比值，而仅使用压力变化率，也能够大致相同地检测出安全阀60的开启压力P0。
(实施例2)
以下，使用图14～图16来说明实际使用本发明的安全阀检测装置来检测安全阀的开启压力的一个实施例。
在本实施例2中，使用实施方式2的安全阀检测装置200以变化流量的测量方法来检测安全阀的开启压力，固定容积容腔30同样由一个气容和连接流量控制单元与被测安全阀的管道构成，总容积为300mL。如上所述，实施方式2的安全阀检测装置200，作为流量控制单元使用了调节阀221和流量计222。
在本实施例2中，将安全阀检测装置200与待检测安全阀60的气路连接后，打开气源10，气源10将具有一定压力的气体供给至调节阀221，流量计222测量从调节阀221向固定容积容腔30输出的气体的流量。其中，气源10供给的气体的初始压力为大致646KPa，调节阀221的初始的阀门开度为0.460，检测时间为大致50秒。
图14表示流量计222实时检测出的供给向固定容积容腔30的气体流量与检测时间的关系曲线。根据图14可以看出，流量计222测量出的流量随着时间的变化而变化。
图15表示压力传感器40实时检测出的固定容积容腔30内的压力与检测时间的关系曲线。根据图15可以看出，固定容积容腔30内的压力随着不断被供给气体而逐渐上升，其升高的速率即斜率不固定，这是因供给向固定容积容腔30的气体流量不断变化而引起的。此外，当固定容积容腔30内的压力到达某个值后下降，然后随着时间的变化而保持为大致固定的值，这认为是由于安全阀60从关闭状态切换至开启状态而引起的。因此，根据图15中的该关系曲线也可以大致地确定出安全阀60的开启压力，也就是，可以将固定容积容腔30内的压力开始下降时的压力值，即产生拐点处的压力值的压力值确定为安全阀的开启压力。
此外，为了进一步提高精度，也可以通过以下的压力变化率与流量的比值随时间的变化曲线来确定安全阀的开启压力。
图16表示固定容积容腔30内的压力变化率与流量计222测量出的流量的比值随时间的变化结果。该结果基于图14和图15中的测量结果通过上述计算式(2)计算得到。
根据图16可以知道，压力变化率与流量的比值起初大致没有变化，但到达检测时间的第32.22秒时，压力变化率与流量的比值急剧减小。该压力变化率与流量的比值的急剧减小认为是由于安全阀60从关闭状态切换至开启状态而引起的，从而可以认为安全阀60在检测时间的第32.22秒开启，即确定出开启时刻t0为32.22秒。
接着，根据图15所示的压力与检测时间的关系曲线，能够确定出开启时刻t0所对应的压力值为499.74KPa，将该压力值确定为安全阀60的开启压力P0。
在图16中，由于随着安全阀60从关闭状态切换至开启状态，压力变化率与流量的比值急剧地减小，因此，相比图15所示的曲线，能够更加容易且精确地确认出安全阀60的从关闭状态切换至开启状态的时刻，基于该时刻确定的安全阀60的开启压力P0也更加精确。
根据以上实施例1、2可知，通过本发明的上述安全阀检测装置，在检测过程无需操作人员手动操作，也无需从读数不断变化的压力表上读数，能够操作简便且精度高地检测出的安全阀的开启压力。
在以上实施例1、2中，使用了实施方式1的具有流量控制器20的安全阀检测装置100和实施方式2的具有调节阀221和流量计222的安全阀检测装置200来检测安全阀的开启压力，但是本领域技术人员知道通过具有调节阀320和表示调节阀的开度与气体流量的对应关系的对应表的安全阀检测装置300，也能够获得以上同样的技术效果。
另外，在以上实施例1、2中，固定容积容腔是由一个气容和连接流量控制单元与被测安全阀的管道构成，但本发明不限于此，固定容积容腔也可以仅由连接流量控制单元与被测安全阀的管道构成，从而能够使安全阀检测装置小型化。此外，固定容积容腔的容积也没有特别限定，可以根据气体供给源的气体压力、供给气体的流量等来适当地设定，只要是在对被测安全阀的检测过程中保持不变即可。
本发明并不限定于上述实施方式，而是包含了各种变形例。上述实施方式是为了对本发明简单易懂地说明而进行的详细说明，并非限定必须具备所说明的全部的结构。此外，各部件的结构、连接方式等都不限于此，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (11)

1.一种检测安全阀的开启压力的安全阀检测装置，其特征在于，包括：
提供气体的气体供给源；
与被测安全阀连接的具有固定容积的固定容积容腔；
流量控制单元，其设置在所述气体供给源与所述固定容积容腔之间，实时控制从所述气体供给源供给至所述固定容积容腔的气体的流量；
压力传感器，其实时检测所述固定容积容腔内的压力，并输出压力检测数据；和
控制器，其对所述流量控制单元进行控制使所述流量控制单元以规定的流量向所述固定容积容腔供给气体，并根据所述流量控制单元所控制的气体的流量和所述压力检测数据确定所述安全阀的开启压力。
2.根据权利要求1所述的安全阀检测装置，其特征在于：
从所述流量控制单元以恒定流量对所述固定容积容腔供给气体，
所述控制器根据所述固定容积容腔内的压力随时间的变化来计算所述安全阀的开启压力。
3.根据权利要求1所述的安全阀检测装置，其特征在于：
从所述流量控制单元以变化的流量对所述固定容积容腔供给气体，
所述控制器根据所述固定容积容腔内的压力随时间的变化和所述流量的变化来计算所述安全阀的开启压力。
4.根据权利要求2或3所述的安全阀检测装置，其特征在于：
所述控制器根据所述固定容积容腔内的压力随时间的变化率与所述流量之比来计算所述安全阀的开启压力。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的安全阀检测装置，其特征在于：
所述流量控制单元为流量控制器，或者为调节阀与流量计的组合。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的安全阀检测装置，其特征在于：
所述流量控制单元为调节阀，
在所述安全阀检测装置中存储有表示所述调节阀的开度与所述调节阀所控制的气体的流量的对应关系的对应表，
所述控制器基于该对应表和所述调节阀的开度，来推算所述调节阀所控制的气体的流量。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的安全阀检测装置，其特征在于：
所述固定容积容腔是连接所述流量控制单元与所述被测安全阀的管道。
8.一种检测安全阀的开启压力的安全阀检测方法，其使用权利要求1至7中任一所述的安全阀检测装置来进行检测，该安全阀检测方法的特征在于，包括：
气体供给步骤，使所述流量控制单元从所述气体供给源以规定的流量向所述固定容积容腔供给气体，并输出流量数据；
容腔压力检测步骤，实时检测所述固定容积容腔内的压力，并输出压力检测数据；和
开启压力确定步骤，根据所述流量数据和所述压力检测数据来确定所述安全阀的开启压力。
9.根据权利要求8所述的安全阀检测方法，其特征在于：
在所述气体供给步骤中，以恒定流量对所述固定容积容腔供给气体，
在所述开启压力确定步骤中，根据所述固定容积容腔内的压力随时间的变化来计算所述安全阀的开启压力。
10.根据权利要求8所述的安全阀检测方法，其特征在于：
在所述气体供给步骤中，以变化的流量对所述固定容积容腔供给气体，
在所述开启压力确定步骤中，根据所述固定容积容腔内的压力随时间的变化和所述流量的变化来计算所述安全阀的开启压力。
11.根据权利要求9或10所述的安全阀检测方法，其特征在于：
在所述开启压力确定步骤中，根据所述固定容积容腔内的压力随时间的变化率与所述流量之比来计算所述安全阀的开启压力。
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