CN114199475B - 一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置 - Google Patents
一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114199475B CN114199475B CN202111537341.9A CN202111537341A CN114199475B CN 114199475 B CN114199475 B CN 114199475B CN 202111537341 A CN202111537341 A CN 202111537341A CN 114199475 B CN114199475 B CN 114199475B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- joint
- leakage
- leak
- leak rate
- differential pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 9
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 8
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000011410 subtraction method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
Abstract
本发明涉及漏率测量技术领域，提供了一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置，所述方法通过将被测漏孔件与差分式漏率测量装置连接形成一密闭空间，将预定差压范围划分为若干项数的等差数列，调节活塞装置使差压计示值依次分别处于该等差数列的每一项差压值，同时测量每一项差压值下密闭空间的总漏率得到数列Qi，根据数列Qi是否满足预定条件判断接头处和被测漏孔漏气气流处于的泄漏状态，并估算得到被测漏孔与接头处漏率的大小关系。本发明实现了在不需要考虑接头漏率与被测漏孔漏率相对大小关系的特定条件以及环境温度变化影响的情况下，对密封件被测漏孔和接头处漏率进行便捷、高效的测量，提供了一种新的漏率测量方法，提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及漏率测量技术领域，具体涉及一种基于差分式处理法测量漏率的的方法及装置。
背景技术
随着科学技术的发展,不论真空技术领域,还是高压气密性工程,对于部件或系统的气密性要求也随之而提高，从而对于提高其气密性检测精度和影响其气密性因素的研究,就显得十分迫切。而在测量密封件的被测漏孔漏率时，除了被测漏孔发生气体泄漏外，密封件与测量装置连接的接头处也会发生气体泄漏，在测量装置中除被测漏孔以外发生泄漏的漏率叫做本底漏率。通常，密封件上没有设置关闭被测漏孔的阀门，从而导致测量的被测漏孔漏率的难度大且测量误差大。对于气体的泄漏,其漏率与气体的种类、气体的温度以及容器或系统内外的气体压差有关，也与漏孔自身的形状、尺寸有关。当前的漏率测量方法主要采用的减本底法或修正漏气法，通常都是按固定漏率进行修正。其中减本底法测量本底漏率时的差压和实际校准过程中的差压不完全一致，因而误差较大，并且修正漏气法取的是一段时间内的平均值，为一个估算漏率值，只有当接头漏率相对被测漏孔漏率越小时越测量准确。因此当前的漏率测量方法使用的限制条件多，普适性低且测量精度低。
在真空领域中,通常把气体在漏孔中的主要流动状态分为分子流、粘滞流和过渡流三种流动状态，并认为在分子流状态下,漏率是压差的一次方函数，在粘滞流状态下,漏率是压力二次方差的函数。其中气流状态的划分取决于漏孔的直径和气体分子的平均自由路径,而分子的平均路径又是气体温度、气体粘度、气体压强的函数。文献《查良镇.铂丝玻璃型漏孔气流的研究.全国测试基地年会报告集—真空测量,北京,1963》指出,漏率小于1×10-7Pa·m3/s时属于分子流状态,文献《骆定诈.实用真空技术.湖南科学技术出版社,1980:41》指出,当漏孔直径大于5μm时,可视为粘滞流状态,其相应的漏率为10-6Pa·m3/s以上；当漏孔直径小于1μm时,可视为分子流状态,其相应的漏率为10-9Pa·m3/s以下。而实际上,在实践中漏孔的形状极为复杂,如何对其进行准确的测量是极为困难的事情。因而用漏孔的尺寸和漏率的大小来确定气流状态是很困难的或不可能的。
因此基于上述理由，本发明提供了一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置，实现在不需要考虑接头漏率与被测漏孔漏率相对大小关系的特定条件以及环境温度变化影响的情况下，对密封件被测漏孔和测量装置本底漏率进行便捷、高效的测量，提供了一种新的漏率测量方法，提升了用户体验。
发明内容
本发明的第一方面，提供了一种基于差分式处理法测量漏率的方法，包括：
将被测漏孔件与差分式漏率测量装置连接形成一密闭空间，在所述密闭空间内外有差压时，所述被校接头处和所述被测漏孔处均发生有漏气现象，所述差分式漏率测量装置包括活塞装置和差压计，所述活塞装置用于调节所述密闭空间的气压大小，所述差压计用于度量所述密闭空间气压的变化值；
将差压范围[-a,a]划分为若干项数的等差数列Pi，其中，a≤100Pa，i为正整数，在排除所述接头处无较大泄漏的情况下，调节所述活塞装置使所述差压计示值依次分别处于所述等差数列的每一项差压值，同时测量每一项差压值下所述密闭空间的总漏率，得到数列Qi；
根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头处漏率的大小关系：若所述数列Qi∝|Pi|，则所述被测漏孔和所述接头处气流均处于分子流状态，所述被测漏孔漏率Q1与所述接头处漏率Q2满足若所述数列Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，则所述被测漏孔处气流处于粘滞流状态且所述接头处气流处于分子流状态，接头处漏率Q2忽略不计，被测漏孔漏率Q1≈Qi，若所述数列Qi∝P2 i，则所述被测漏孔和所述接头处气流均处于粘滞流状态。
进一步地，在排除所述接头处无较大泄漏的情况下包括：将起泡液涂抹到所述被测漏孔件的接头外部，调节所述活塞装置使所述密闭空间的气压超过外界气压，根据所述接头处是否产生气泡判断是否有较大泄漏。
进一步地，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头处漏率的大小关系包括：若当i∈[a,b]时所述数列Qi满足Qi∝|Pi|，且当i∈[1,a)和/或i∈(b,n]时所述数列Qi与|Pi|不满足正比关系，则去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，其中i＝1,2…n，a>1，b<n。
进一步地，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头处漏率的大小关系包括：若当i∈[a,b]时所述数列Qi满足Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，且当i∈[1,a)和/或i∈(b,n]时所述数列Qi与(U2 i+|Ri|)不满足正比关系，则去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，其中i＝1,2…n，a>1，b<n。
本发明的第二方面，提供了一种基于差分式处理法测量漏率的装置，包括：
第一差压计、活塞装置、接头、气阀、三通接头，管道；
所述第一差压计包括第一连接口和第二连接口，所述气阀包括第一气阀、第二气阀和第三气阀，所述三通接头包括第一三通接头、第二三通接头和第三三通接头，所述第一三通接头的三个接口分别与所述第一连接口、所述活塞装置、所述第一气阀的第一端连接，当所述第一气阀闭合时形成一密闭的空间校准室，所述第一气阀的第二端与所述接头的第一端连接，所述接头的第二端用于连接被测漏孔件，所述第二三通接头的三个接口分别与所述第二连接口、所述第二气阀的第一端、所述所述第三气阀的第一端连接，当所述第一和第二气阀闭合时形成另一密闭的空间参考室，所述第二气阀的第二端通过第三三通管与所述校准室连接，所述第三气阀的第二端与大气连通，所述连接的连接方式均采用管道连接。
进一步地，还包括，第二差压计和第四三通接头，所述第二差压计的第一端通过所述第四三通接头与所述校准室连接，所述第二差压计的第二端与大气连通。
进一步地，所述活塞装置包括套筒和活塞杆，所述活塞杆可滑动设置于所述套筒内部并使所述套筒底部空间保持密封状态，所述套筒底部设置一开放式接口，所述开放式接口通过管道与所述第一三通接头连接；所述活塞装置上设有位移测量单元，所述位移测量单元用于测量所述活塞杆的移动距离。
进一步地，所述活塞装置还包括定位器，所述定位器设置于所述套筒上，用于使所述活塞杆处于可移动状态或限制移动状态。
进一步地，所述接头采用快速接头或螺纹接头。
进一步地，所述接头采用不锈钢材料、PVC材料或PU材料。
本发明实施例提供的技术方案至少带来以下有益技术效果：
本发明提供了一种基于基于差分式处理法测量漏率的方法及装置，与相关技术相比，实现在不需要考虑接头漏率与被测漏孔漏率相对大小关系的特定条件以及环境温度变化影响的情况下，对密封件被测漏孔和测量装置本底漏率的测量，更加便捷、高效，适用性更强，同时无须考虑温度变化对测量结果造成的影响，提供了一种新的漏率测量方法，提升了用户体验。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的一种基于差分式处理法测量漏率方法的流程图；
图2是根据本发明实施例提供的一种基于差分式处理法测量漏率的装置的结构示意图；
图3是根据本发明实施例提供的一种包括第二差压计的基于差分式处理法测量漏率的装置的结构示意图；
图4是根据本发明实施例提供的一种活塞装置与定位器的结构示意图；
附图标记：
第一差压计-1、活塞装置-2、套筒-201、活塞杆-202、接头-3、第一气阀-4、第二气阀-5、第三气阀-6、第一三通接头-7、第二三通接头-8、第三三通接头-9、被测漏孔件-10、第二差压计-11、第四三通接头-12、定位器-13。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列步骤S或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚的列出的那些步骤S或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤S和单元。
为了更好地理解本发明方案，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种基于差分式处理法测量漏率的方法，如图1所示，包括：
步骤S10、将被测漏孔件10与差分式漏率测量装置连接形成一密闭空间，在所述密闭空间内外有差压时，所述被校接头处和所述被测漏孔处均发生有漏气现象，所述差分式漏率测量装置包括活塞装置2和差压计，所述活塞装置2用于调节所述密闭空间的气压大小，所述差压计用于度量所述密闭空间气压的变化值。
需要说明的是，所述被测漏孔件10采用含一定漏率的漏孔件与被校接头进行组合的组合件，所述被校接头与差分式漏率测量装置的接头配对连接，形成含有较小漏率的接头连接处。所述活塞装置2用于使装置内气压按照预定要求进行改变，包括升高或降低。
其中，所述活塞装置2包括套筒201和活塞杆202，所述活塞杆202可滑动设置于所述套筒201内部并使所述套筒201底部空间保持密封状态，所述套筒201底部设置一开放式接口，所述开放式接口通过管道与所述密封空间连接。
具体的，将被测漏孔件10通过接头与差分式漏率测量装置连接，所述接头3的类型和材质此处不做限制，例如可以采用不锈钢螺纹接头或者PVC快速接头，具体实施过程中需要根据被测漏孔件10的接头类型进行匹配。
步骤S20、将差压范围[-a,a]划分为若干项数的等差数列Pi，其中，a≤100Pa，i为正整数，在排除所述接头3处无较大泄漏的情况下，调节所述活塞装置2使所述差压计示值依次分别处于所述等差数列的每一项差压值，同时测量每一项差压值下所述密闭空间的总漏率，得到数列Qi。
需要说明的是，所述接头3采用与所述被测漏孔件10配套类型和型号的接头，并且与所述被测漏孔件10连接后的气体漏率不超过预设的范围，例如规定该预设范围为1.0*10-6Pa·m3/s～9.9*10-5Pa·m3/s，在通常情况下，采用在接头处涂抹肥皂水等起泡液并通过观察起泡状态的方式，可以判断是否处于该预设范围内。
具体的，由于在接头处的气体泄漏较大的情况下，例如接头处漏气过大导致差压计的数据变化过快或者读数不稳定等情况，对漏率测量会产生较大影响，导致测量误差过大，因而需要排除接头处较大泄漏的情况，例如通过在接头处涂抹起泡液的方式进行判断，若有明显的气泡产生，则说明有较大泄漏。
需要说明的是，所述总漏率为接头处和被测漏孔的漏率之和。
优选的，分别将差压范围[-100pa,10]和差压范围[10,100pa]划分为若干项数的等差数列Ai和Bi，并调节所述活塞装置2使所述差压计示值依次分别处于所述等差数列Ai和Bi的每一项差压值，同时测量每一项差压值下所述密闭空间的总漏率，得到数列Ci和Di。
步骤S30、根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头3处漏率的大小关系：若所述数列Qi∝|Pi|，则所述被测漏孔和所述接头3处气流均处于分子流状态，所述被测漏孔漏率Q1与所述接头3处漏率Q2满足若所述数列Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，则所述被测漏孔处气流处于粘滞流状态且所述接头3处气流处于分子流状态，接头处漏率Q2忽略不计，被测漏孔漏率Q1≈Qi，若所述数列Qi∝P2 i，则所述被测漏孔和所述接头3处气流均处于粘滞流状态。
具体的，将数列Qi与数列Pi的每一项对应值进行对比，并判断数列Qi与数列Pi是否满足以下三种关系其中之一：Qi∝|Pi|、Qi∝(U2 i+|Ri|)、Qi∝P2 i，其中，Ui+Ri＝Pi。
其中，将数列Qi与数列Pi的每一项对应值进行对比并判断他们的相互关系，为近似上满足上述本实施例中的三种数学关系，例如Q1＝1.98×10-7Pa·m3/s，Q2＝4.11×10- 7Pa·m3/s，P1＝10Pa，P2＝20Pa，则认为数列Qi与数列Pi在第1和第2项上满足Qi∝|Pi|。
其中，若所述数列Qi∝P2 i，则判断所述被测漏孔和所述接头3处气流均处于粘滞流状态，在此种判断结果下采用其他方法进行所述被测漏孔和所述接头3处的漏率测量，例如采用带阀门的漏孔模拟件测量测量本底漏率法等方法。
需要说明的是，由于在真空领域中,通常气体在漏孔中处于分子流、粘滞流和过渡流三种流动状态的一种，并认为在分子流状态下,漏率是压差的一次方函数，在粘滞流状态下,漏率是压力二次方差的函数。其中气流状态的划分取决于漏孔的直径和气体分子的平均自由路径,而分子的平均路径又是气体温度、气体粘度、气体压强的函数。而实际上,在实践中漏孔的形状极为复杂,如何对其进行准确的测量是极为困难的事情，因而用漏孔的尺寸和漏率的大小来确定气流状态是难以做到的。
其中，过渡流状态为包含了分子流、粘滞流两种状态的组合状态，其中，组合状态的粘滞流组成部分，漏率Q正比于压力的平方差，即Q∝P2 1-P2 2＝(P1+P2)(P1-P2)，其中，Q为漏孔漏率，P1和P2为所述漏孔内外侧的压力，P1为大气压力，P2为漏孔内压力。
当|P1-P2|<100Pa时，P1+P2≈2P1，P1+P2可近似为常数，得到Q∝|P1-P2|，即漏孔漏率近似正比于漏孔两侧的压力差，因此在过渡流状态下处于微小压差的气流，漏率与压力差的关系近似于分子流。
由此可见，本发明实施例所述的基于差分式处理法测量漏率的方法，与现有技术相比，至少具备以下技术效果：实现了在不需要考虑接头漏率与被测漏孔漏率相对大小关系的特定条件以及环境温度变化影响的情况下，对密封件被测漏孔和测量装置本底漏率进行便捷、高效的测量，提供了一种新的漏率测量方法，提升了用户体验。
在一个优选的实施例中，在排除所述接头3处无较大泄漏的情况下包括：将起泡液涂抹到所述被测漏孔件10的接头外部，调节所述活塞装置2使所述密闭空间的气压超过外界气压，根据所述接头3处是否产生气泡判断是否有较大泄漏。
需要说明的是，所述接头3采用与所述被测漏孔件10配套类型和型号的接头，并且与所述被测漏孔件10连接后的气体漏率不超过预设的范围，例如规定该预设范围为1.0*10-6Pa·m3/s～9.9*10-5Pa·m3/s，在通常情况下，采用在接头处涂抹肥皂水等起泡液并通过观察起泡状态的方式，可以判断是否处于该预设范围内。
具体的，由于在接头处的气体泄漏较大的情况下，例如接头处漏气过大导致差压计的数据变化过快或者读数不稳定等情况，对漏率测量会产生较大影响，导致测量误差过大，因而需要排除接头处较大泄漏的情况，例如通过在接头处涂抹起泡液的方式进行判断，若有明显的气泡产生，则说明有较大泄漏。通过排除较大泄漏的方式，减少因漏率过大造成的测量失误，降低了测量误差，提升了测量精度。
在一个优选的实施例中，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头3处漏率的大小关系包括：若当i∈[a,b]时所述数列Qi满足Qi∝|Pi|，且当i∈[1,a)和/或i∈(b,n]时所述数列Qi与|Pi|不满足正比关系，则去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，其中i＝1,2…n，a>1，b<n。
本发明实施例中，由于上述本发明实施例中所述在过渡流状态下处于微小压差的气流，漏率与压力差的关系近似于分子流，因此有必要确认差压范围[-100pa,100pa]内的微小差压的取值范围。将差压范围[-100pa,100pa]划分为若干项数的等差数列Pi，其中i＝1,2…n，若在区间范围[a,b]内数列Qi满足Qi∝|Pi|，而在区间范围[1,a)和/或(b,n]内数列Qi与|Pi|不满足正比关系，其中a>1，b<n，则说明区间范围[1,a)和(b,n]不属于微小压差的取值范围。进一步，去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，使去掉后的数列Qi满足Qi∝|Pi|。提高了判断的所述被测漏孔与所述接头3处漏率的大小关系的精度和效率，从而提高了漏率测量的精度和效率。
在一个优选的实施例中，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头3处漏率的大小关系包括：若当i∈[a,b]时所述数列Qi满足Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，且当i∈[1,a)和/或i∈(b,n]时所述数列Qi与(U2 i+|Ri|)不满足正比关系，则去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，其中i＝1,2…n，a>1，b<n。
本发明实施例中，由于上述本发明实施例中所述在过渡流状态下处于微小压差的气流，漏率与压力差的关系近似于分子流，因此有必要确认差压范围[-100pa,100pa]内的微小差压的取值范围。将差压范围[-100pa,100pa]划分为若干项数的等差数列Pi，其中i＝1,2…n，若在区间范围[a,b]内数列Qi满足Qi∝(U2 i+|Ri|)，而在区间范围[1,a)和/或(b,n]内数列Qi与(U2 i+|Ri|)不满足正比关系，其中a>1，b<n，则说明区间范围[1,a)和(b,n]不属于微小压差的取值范围。进一步，去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，使去掉后的数列Qi满足Qi∝(U2 i+|Ri|)。提高了判断的所述被测漏孔与所述接头3处漏率的大小关系的精度和效率，从而提高了漏率测量的精度和效率。
实施例二
在上述方法实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种基于差分式处理法测量漏率的装置，图2是根据本发明实施例提供的基于差分式处理法测量漏率的装置的结构示意图，如图2所示，包括：
第一差压计1、活塞装置2、接头3、气阀、三通接头，管道；所述第一差压计1包括第一连接口和第二连接口，所述气阀包括第一气阀4、第二气阀5和第三气阀6，所述三通接头包括第一三通接头7、第二三通接头8和第三三通接头9，所述第一三通接头7的三个接口分别与所述第一连接口、所述活塞装置2、所述第一气阀4的第一端连接，当所述第一气阀4闭合时形成一密闭的空间校准室，所述第一气阀4的第二端与所述接头3的第一端连接，所述接头3的第二端用于连接被测漏孔件10，所述第二三通接头8的三个接口分别与所述第二连接口、所述第二气阀5的第一端、所述所述第三气阀6的第一端连接，当所述第一和第二气阀5闭合时形成另一密闭的空间参考室，所述第二气阀5的第二端通过第三三通管与所述校准室连接，所述第三气阀6的第二端与大气连通，所述连接的连接方式均采用管道连接。
具体的，需要说明的是，所述接头3采用与所述被测漏孔件10配套类型和型号的接头，并且与所述被测漏孔件10连接后的气体漏率不超过预设的范围，例如规定该预设范围为1.0*10-6Pa·m3/s～9.9*10-5Pa·m3/s，在通常情况下，采用在接头处涂抹肥皂水等起泡液并通过观察起泡状态的方式，可以判断是否处于该预设范围内。
具体实施过程中，首先在首次操作时将带阀门的漏孔模拟件接入基于差分式处理法测量漏率的装置，关闭所述漏孔模拟件阀门和第三气阀6，稳定10s，再关闭第二气阀5，稳定10s，拆除所述漏孔模拟件，记录第一差压计1的压力值Pc，后续同类被测漏孔件10或接头容积一致的被测漏孔件10不需再进行此操作；其次，将被测漏孔件10接入基于差分式处理法测量漏率的装置，打开第一气阀4、第二气阀5和第三气阀6,稳定30min以上；其次，在首次操作时将活塞杆202推到底部，后退5mm，记录活塞位置X0，后续操作时活塞杆202均推至X0处；其次，将差压范围[-100Pa,100Pa]划分为若干项数的等差数列Pi，其中，i为正整数，优选的1≤i≤20；再次，依次关闭第三气阀6、第二气阀5，调节活塞杆202使所述差压计示值依次分别处于所述等差数列的每一项差压值，同时测量每一项差压值下所述密闭空间的总漏率，得到数列Qi，开始漏率测量；最后，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头3处漏率的大小关系：若所述数列Qi∝|Pi|，则所述被测漏孔和所述接头3处气流均处于分子流状态，所述被测漏孔漏率Q1与所述接头3处漏率Q2满足 若所述数列Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，则所述被测漏孔处气流处于粘滞流状态且所述接头3处气流处于分子流状态，接头处漏率Q2忽略不计，被测漏孔漏率Q1≈Qi，若所述数列Qi∝P2 i，则所述被测漏孔和所述接头3处气流均处于粘滞流状态。
由此可见，本发明实施例所述的基于差分式处理法测量漏率的装置，与现有技术相比，至少具备以下技术效果：实现了在不需要考虑接头漏率与被测漏孔漏率相对大小关系的特定条件以及环境温度变化影响的情况下，对密封件被测漏孔和测量装置本底漏率进行便捷、高效的测量，提供了一种新的漏率测量方法，提升了用户体验。
在一个优选的实施例中，如图3所述，所述装置还包括，第二差压计11和第四三通接头12，所述第二差压计11的第一端通过所述第四三通接头12与所述校准室连接，所述第二差压计11的第二端与大气连通。
具体实施过程中，由于第二差压计11可以直接测量校准室与大气压的差压，因此无须将带阀门的漏孔模拟件接入基于差分式处理法测量漏率的装置，直接接入被测漏孔件10进行测量，具体操作方式如下：首先将被测漏孔件10接入基于差分式处理法测量漏率的装置，打开第一、第二、第三气阀6,稳定30min以上，读取第二差压计11的示值P0；其次，在首次操作时将活塞杆202推到底部，后退5mm，记录活塞杆202位置X0，后续操作时活塞杆202均推至X0处；其次，将差压范围[-100Pa,100Pa]划分为若干项数的等差数列Pi，其中，i为正整数，优选的1≤i≤20；再次，依次关闭第三气阀6、第二气阀5，调节活塞杆202使所述差压计示值依次分别处于所述等差数列的每一项差压值，同时测量每一项差压值下所述密闭空间的总漏率，得到数列Qi，开始漏率测量；最后，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头3处漏率的大小关系：若所述数列Qi∝|Pi|，则所述被测漏孔和所述接头3处气流均处于分子流状态，所述被测漏孔漏率Q1与所述接头3处漏率Q2满足若所述数列Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，则所述被测漏孔处气流处于粘滞流状态且所述接头3处气流处于分子流状态，接头处漏率Q2忽略不计，被测漏孔漏率Q1≈Qi，若所述数列Qi∝P2 i，则所述被测漏孔和所述接头3处气流均处于粘滞流状态。
本发明实施例与上述实施例的装置相比，降低了测量难度，提升了测量的便捷性、效率和用户体验。
在一个优选的实施例中，如图4所示，所述活塞装置2包括套筒201和活塞杆202，所述活塞杆202可滑动设置于所述套筒201内部并使所述套筒201底部空间保持密封状态，所述套筒201底部设置一开放式接口，所述开放式接口通过管道与所述第一三通接头7连接；所述活塞装置2上设有位移测量单元，所述位移测量单元用于测量所述活塞杆202的移动距离。
优选的，所述位移测量单元采用在套筒201的外部设置刻度的方式，所述套筒201采用透明材料制成，并在所述套筒201外部的轴向长度范围内设置标记有长度单位的刻度，提高了活塞杆202位移测量的便捷性。
优选的，所述位移测量单元采用在活塞杆202外部设置刻度的方式，具体的，在所述活塞杆202外部的轴向长度范围内设置标记有长度单位的刻度，提高了活塞杆202位移测量的便捷性。
优选的，所述位移测量单元采用测微头。具体的，所述测微头例如采用包括调节螺母、安装套和伸缩杆的微测头，将微测头与活塞杆202和套筒201进行连接，当活塞杆202移动时，活塞杆202带动伸缩杆进行移动，通过旋转螺母以及安装套上标记的刻度进行位移数据读取，通常可以精确到微米级，进一步可提高漏率的测量精度。
优选的，所述位移测量单元采用位移传感器。具体的，例如将位移传感器设置在活塞杆202的底部并正对套筒201内部的底端，通过设置位移传感器进行活塞杆202与套筒201之间的位移测量，相比常用位移测量仪器精确度更高，测量时不易发生人为失误的情况，提升了测量装置使用的便捷性和可靠性，并提升了用户体验。
在一个优选的实施例中，所述活塞装置2还包括定位器13，如图4所示，所述定位器13设置于所述套筒201上，用于使所述活塞杆202处于可移动状态或限制移动状态。
具体的，所述定位器13包括开关，当所述开关处于打开状态时，所述活塞杆202可在所述套筒201内自由移动，当所述开关处于闭合状态时，所述活塞杆202与所述套筒201的位置被锁定，从而使所述测量装置内部的气压不会因为活塞位置的滑动而产生变化，减少测量误差。
其中，所述定位器13设置于所述套筒201的外侧上端，所述上端表示所述套筒201靠近所述活塞杆202柄的一端，以此可以实现当活塞杆202后退到最大值时依然可以通过定位器13对活塞杆202进行定位，并防止滑动。
具体实施过程中，当推进或者后退活塞杆202至预定距离时，按下所述定位器13的开关，使活塞杆202保持定位。由于此时装置的校准室与外界大气压有差压，使活塞杆202承受向内或者向外的力，定位器13可以使测量过程更加稳定，减少操作过程造成的测量误差，从而提高了装置的稳定性和测量精确性。
在一个优选的实施例中，所述接头3采用快速接头。
具体的，所述快速接头是一种不需要工具就能实现管路连通或断开的接头。由于快速接头在工程上的使用情况比较普遍，优选的，可配置多种型号的快速接头，以适应不同型号的被测漏孔件10连接头，提高了测量装置的普适性。
优选的，所述接头3采用螺纹接头。
具体的，螺纹接头是指带螺纹的管道连接件，是工业和生活中最常见的一种管件，螺纹接头使管道的连接变得更简单，拆卸更换也更容易，大大节省了管道连接的成本。由于螺纹接头在工程上的使用情况比较普遍，优选的，可配置多种型号的螺纹接头，以适应不同型号的被测漏孔件10连接头，提高了测量装置的普适性。
在一个优选的实施例中，所述接头3采用不锈钢材料。
具体的，所述不锈钢材料采用根据GB/T20878-27中定义是以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为10.5％，碳含量最大不超过1.2％的钢，可提高装置的可靠性。同时由于不锈钢材料容易获得，可降低制造成本。
优选的，所述接头3采用PVC材料。
具体的，聚氯乙烯，英文简称PVC，PVC作为一种通用塑料，应用非常广泛。聚氯乙烯具有阻燃阻燃值为40以上、耐化学药品性高耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠、机械强度及电绝缘性良好的优点，在保证装置稳定性的同时可降低成本。
优选的，所述接头3采用PU材料。
具体的，聚氨酯PU，全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。它比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性，其拥有质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品、电性能好、易加工、吸水率低等优点，可提高装置的可靠性。
由此可见，本发明实施例中，所述基于差分式处理法测量漏率的装置，与现有技术相比，至少具备以下技术效果：实现了在不需要考虑接头漏率与被测漏孔漏率相对大小关系的特定条件以及环境温度变化影响的情况下，对密封件被测漏孔和测量装置本底漏率进行便捷、高效的测量，提供了一种新的漏率测量方法，提升了用户体验。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于差分式处理法测量漏率的方法，其特征在于，包括：
将被测漏孔件与差分式漏率测量装置连接形成一密闭空间，在所述密闭空间内外有差压时，所述被校接头处和所述被测漏孔处均发生有漏气现象，所述差分式漏率测量装置包括活塞装置和差压计，所述活塞装置用于调节所述密闭空间的气压大小，所述差压计用于度量所述密闭空间气压的变化值；
将差压范围[-a,a]划分为若干项数的等差数列Pi，其中，a≤100Pa，i为正整数，在排除所述接头处无较大泄漏的情况下，调节所述活塞装置使所述差压计示值依次分别处于所述等差数列的每一项差压值，同时测量每一项差压值下所述密闭空间的总漏率，得到数列Qi；
根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头处漏率的大小关系：若所述数列Qi∝|Pi|，则所述被测漏孔和所述接头处气流均处于分子流状态，所述被测漏孔漏率Q1与所述接头处漏率Q2满足若所述数列Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，则所述被测漏孔处气流处于粘滞流状态且所述接头处气流处于分子流状态，接头处漏率Q2忽略不计，被测漏孔漏率Q1≈Qi，若所述数列Qi∝P2 i，则所述被测漏孔和所述接头处气流均处于粘滞流状态。
2.如权利要求1所述的基于差分式处理法测量漏率的方法，其特征在于，在排除所述接头处无较大泄漏的情况下包括：将起泡液涂抹到所述被测漏孔件的接头外部，调节所述活塞装置使所述密闭空间的气压超过外界气压，根据所述接头处是否产生气泡判断是否有较大泄漏。
3.如权利要求1所述的基于差分式处理法测量漏率的方法，其特征在于，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头处漏率的大小关系包括：若当i∈[a,b]时所述数列Qi满足Qi∝|Pi|，且当i∈[1,a)和/或i∈(b,n]时所述数列Qi与|Pi|不满足正比关系，则去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，其中i＝1,2…n，a>1，b<n。
4.如权利要求1所述的基于差分式处理法测量漏率的方法，其特征在于，根据所述数列Qi是否满足预定条件判断所述被测漏孔与所述接头处漏率的大小关系包括：若当i∈[a,b]时所述数列Qi满足Qi∝(U2 i+|Ri|)，Ui+Ri＝Pi，且当i∈[1,a)和/或i∈(b,n]时所述数列Qi与(U2 i+|Ri|)不满足正比关系，则去掉i∈[1,a)和/或i∈(b,n]的数列项，其中i＝1,2…n，a>1，b<n。
5.一种基于差分式处理法测量漏率的装置，应用于1至4任一项权利要求所述基于差分式处理法测量漏率的方法，包括：第一差压计、活塞装置、接头、气阀、三通接头，管道；
所述第一差压计包括第一连接口和第二连接口，所述气阀包括第一气阀、第二气阀和第三气阀，所述三通接头包括第一三通接头、第二三通接头和第三三通接头，所述第一三通接头的三个接口分别与所述第一连接口、所述活塞装置、所述第一气阀的第一端连接，当所述第一气阀闭合时形成一密闭的空间校准室，所述第一气阀的第二端与所述接头的第一端连接，所述接头的第二端用于连接被测漏孔件，所述第二三通接头的三个接口分别与所述第二连接口、所述第二气阀的第一端、所述所述第三气阀的第一端连接，当所述第一和第二气阀闭合时形成另一密闭的空间参考室，所述第二气阀的第二端通过第三三通管与所述校准室连接，所述第三气阀的第二端与大气连通，所述连接的连接方式均采用管道连接。
6.如权利要求5所述的基于差分式处理法测量漏率的装置，其特征在于，还包括，第二差压计和第四三通接头，所述第二差压计的第一端通过所述第四三通接头与所述校准室连接，所述第二差压计的第二端与大气连通。
7.如权利要求5所述的基于差分式处理法测量漏率的装置，其特征在于，所述活塞装置包括套筒和活塞杆，所述活塞杆可滑动设置于所述套筒内部并使所述套筒底部空间保持密封状态，所述套筒底部设置一开放式接口，所述开放式接口通过管道与所述第一三通接头连接；
所述活塞装置上设有位移测量单元，所述位移测量单元用于测量所述活塞杆的移动距离。
8.如权利要求7所述的基于差分式处理法测量漏率的装置，其特征在于，所述活塞装置还包括定位器，所述定位器设置于所述套筒上，用于使所述活塞杆处于可移动状态或限制移动状态。
9.如权利要求5所述的基于差分式处理法测量漏率的装置，其特征在于，所述接头采用快速接头或螺纹接头。
10.如权利要求5所述的基于差分式处理法测量漏率的装置，其特征在于，所述接头采用不锈钢材料、PVC材料或PU材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111537341.9A CN114199475B (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111537341.9A CN114199475B (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114199475A CN114199475A (zh) | 2022-03-18 |
| CN114199475B true CN114199475B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=80654177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111537341.9A Active CN114199475B (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114199475B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0015874A1 (de) * | 1979-03-01 | 1980-09-17 | GRETAG Aktiengesellschaft | Verfahren zur Leckratenbestimmung |
| CN112113707A (zh) * | 2020-10-14 | 2020-12-22 | 上海市计量测试技术研究院 | 小漏率正压漏孔校准方法及装置 |
| CN112629769A (zh) * | 2019-10-08 | 2021-04-09 | 东京毅力科创株式会社 | 泄漏测量系统、半导体制造系统和泄漏测量方法 |
| CN213120977U (zh) * | 2020-10-14 | 2021-05-04 | 上海市计量测试技术研究院 | 小漏率正压漏孔校准装置 |
-
2021
- 2021-12-15 CN CN202111537341.9A patent/CN114199475B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0015874A1 (de) * | 1979-03-01 | 1980-09-17 | GRETAG Aktiengesellschaft | Verfahren zur Leckratenbestimmung |
| CN112629769A (zh) * | 2019-10-08 | 2021-04-09 | 东京毅力科创株式会社 | 泄漏测量系统、半导体制造系统和泄漏测量方法 |
| CN112113707A (zh) * | 2020-10-14 | 2020-12-22 | 上海市计量测试技术研究院 | 小漏率正压漏孔校准方法及装置 |
| CN213120977U (zh) * | 2020-10-14 | 2021-05-04 | 上海市计量测试技术研究院 | 小漏率正压漏孔校准装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王庚林 ; 王莉研 ; 董立军 ; .漏率公式与判据和内部气体含量的分析研究(一).电子与封装.2007,(第09期),全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114199475A (zh) | 2022-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101281074B (zh) | 一种用于带有标定表的测试系统的压力传感器标定方法 | |
| CN116398421B (zh) | 高真空泵抽速测试装置及其使用方法 | |
| CN102944358A (zh) | 一种高低温真空校准装置及方法 | |
| CN114199475B (zh) | 一种基于差分式处理法测量漏率的方法及装置 | |
| CN106338357B (zh) | 一种倒u型管压差计及方法 | |
| CN103791951A (zh) | 正压标准气体流量计及正压标准气体流量测量方法 | |
| CN202420769U (zh) | 一种便携式检漏仪校准装置 | |
| CN104132707A (zh) | 一种密闭容器的容积标定系统及方法 | |
| CN212721885U (zh) | 一种饱和蒸气压测试装置 | |
| CN102279029A (zh) | 自校准投入式压力液位计及测量方法 | |
| CN114166434B (zh) | 一种原位测量本底漏率的方法及装置 | |
| CN114623979A (zh) | 一种定容正压漏孔校准装置及其测试方法 | |
| CN213516228U (zh) | 一种压力检测仪表的气密检测装置 | |
| CN205580651U (zh) | 一种可调式温度压力表 | |
| CN111157190B (zh) | 一种检测橡胶密封圈密封性能的装置及方法 | |
| CN202133437U (zh) | 自校准投入式压力液位计 | |
| CN204535615U (zh) | 测量接箍内密封锥面直径的三触头式检测器具及其配套使用的校零环规 | |
| KR101174124B1 (ko) | 정적형 유량계를 이용한 소닉 노즐 유출계수 교정 장치 및 방법 | |
| CN220437689U (zh) | 密封圈密封性能检测装置 | |
| CN213629017U (zh) | 一种防爆型大气采样器的空气流量调节阀 | |
| CN109297640B (zh) | 一种提高真空电离卤素类气体检测仪准确度的装置及方法 | |
| CN216899151U (zh) | 大流量音速喷嘴式气体流量标准装置 | |
| CN111537137B (zh) | 一种用于含尘气体管道的静压测量方法 | |
| CN104296817B (zh) | 一种通过动态温度补偿提高热式质量流量计测量精度的方法 | |
| CN110864847A (zh) | 一种冷挤压工艺用泵站压力表的校准方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |