CN1779428A - 自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，包括加压阀、平衡阀、差压传感器、球阀、显示控制部分、压力传感器，其特征在于在还包括标准漏孔或容积校正装置，所说标准漏孔或容积校正装置与差压传感器连接，所说的显示控制部分包括有单片机、显示器；所说的单片机可由程序控制实现自动计算加压、平衡、检测、排气时间。本发明的优越性在于：操作人员不必像目前这样人为设置这些参数，提高了效率，降低了对操作人员的技术要求，从而给现场操作特别是更换被测物后的测试参数确定带来了极大的方便。

Description

自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪

(一)技术领域：

本发明属于一种气密检漏仪，特别涉及一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪。

(二)背景技术：

气密检漏仪对被测物的进行泄漏检测时，需要经过加压、平衡、检测、排气四个过程；加压时间是对被测物按测试压力及被测物容积大小进行气体加压的时间；平衡时间是在加压过程后，阀体关闭动作后气体压力稳定时间；检测时间是泄漏检测用时间；排气时间是排放气体时间。

目前国内外生产的气密检漏仪有对被测物容积进行检测的机型，但没有根据已测被测物容积自动计算加压、平衡、检测、排气时间的机型。当需要以mL/min为单位进行泄漏显示时也必须对被测物容积进行检测。

(三)发明内容：

本发明的目的在于设计一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，自动测试被测物容积后，能自动计算加压、平衡、检测、排气时间，使得操作人员不必人为设置这些参数，提高效率，降低对操作人员的技术要求。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，包括加压阀、平衡阀、差压传感器、球阀、显示控制部分、压力传感器，其特征在于在还包括标准漏孔或容积校正装置，所说标准漏孔或容积校正装置与差压传感器连接，所说的显示控制部分包括有单片机、显示器；所说的单片机可由程序控制实现自动计算加压、平衡、检测、排气时间。

上述所说控制单片机的程序包括以下步骤：

首先程序启动；

然后程序初始化；

然后操作进入自动计算界面，输入参数；

然后选择容积测试方法，即排气式或充气式；

如果选择充气式，则充压式检测启动；然后打开充气阀，充气并记录时间，如果到达设定压力，则停止充气并计算时间；然后计算被测物容积；然后计算测试时间；然后结束；

如果选择排气式，则排气式检测启动；然后打开充气阀开始充气，到达设定压力，则开始平衡，如果到达设定平衡时间，则开始排气记录时间，如果到达大气压力，则停止排气并计算用时；然后计算被测物容积；然后计算测试时间；然后结束。

上述所说的气密检漏仪还可以包括打印机。

本发明的优越性在于：操作人员不必像目前这样人为设置这些参数，提高了效率，降低了对操作人员的技术要求，从而给现场操作特别是更换被测物后的测试参数确定带来了极大的方便。

(四)附图说明：

附图1为本发明所涉一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪的气路框图；

附图2为为本发明所涉一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪的硬件控制部分系统控制框图；

附图3为为本发明所涉一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪的程序流程框图；

附图4-1为为本发明所涉一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪的控制部分电路图即CPU板的原理图(1)；

附图4-2为为本发明所涉一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪的控制部分电路图即CPU板的原理图(2)；

附图4-3为为本发明所涉一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪的控制部分电路图即CPU板的原理图(3)；

附图4-1、4-2与4-3组成完整的电路原理图；

其中1为加压阀，2、3为平衡阀，4为差压传感器，5、6为球阀，7为标准漏孔或容积校正装置，8为显示控制部分，9为压力传感器，10为单片机，11为键盘，12为显示器，13为打印机，14为输入输出驱动，15为外部控制，16为电磁阀。

(五)具体实施方式：

以下结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例1：一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，包括加压阀1、平衡阀2与3、差压传感器4、球阀5与6、显示控制部分8、压力传感器9，标准漏孔7；所说的显示控制部分8包括有单片机10、显示器12、打印机13、键盘11、输入输出驱动14；所说的单片机10可由程序控制实现自动计算加压、平衡、检测、排气时间；单片机10完成计算和控制逻辑，键盘11接受用户的输入，显示器12显示单片机程序的输出内容，打印机13打印检测的参数和结果，单片机10的输入输出控制信号传送到输入输出驱动模块14，经驱动放大，控制外部的电磁阀16和其他器件，完成气路切换和检测过程。

所说控制单片机10的程序包括：

首先确定被测物容积大小；先进行加压，然后平衡阀关闭。

已知标准漏孔在测试压力P₁时，流量为L。

在检测时间T内，差压传感器压降为ΔP₀。

        P_TV＝(P_T-ΔP₀)V+V_LP₀

所以   ΔP₀V＝V_LP₀            V_L：泄漏至大气的体积。

两边同除以T   $\frac{\mathrm{\Δ}{P}_{0}V}{T}=\frac{V_L}{T}{P}_0$

又因为 $\frac{V_L}{T}=L$

所以 $\frac{\mathrm{\Δ}{P}_{0}V}{T}=L{P}_0$

$V=\frac{\mathrm{TL}{P}_0}{\mathrm{\Δ}{P}_0}$

式中：V：被测物容积。

然后根据已测被测物容积大小自动计算加压、平衡、检测、排气时间。根据流体力学原理，当已知测试压力、容积大小及气路流量特性参数，可计算出加压时间。

当p₂/p₁≤b时，

$t_1=1.4603\frac{V}{\mathrm{kS}\sqrt{R{T}_1}}(\frac{p_2}{p_1}-\frac{p_{20}}{p_1})$

当1≥p₂/p₁＞b时，

$t_2=\frac{1.4603V(1-b)}{\mathrm{kS}\sqrt{R{T}_1}}[{\sin }^{-1}\left(\frac{p_2/p_1-b}{1-b}\right)-\mathrm{si}{n}^{-1}\left(\frac{p_{20}/p_1-b}{1-b}\right)]$

式中

t₁、t₂-充气时间；

b-临界压力比，；

p₂-充气后压力；

p₁-测试压力；

p₂₀-充气前压力；

k-等熵指数；

V-被测物容积(包括管路)；

S-气路壅塞流态下的有效截面积；

R-气体常数，对空气，R＝287N·m/(kg·k)；

T₁-气源或周围环境温度。

加压时间确定：t₁、t₂之和。

平衡时间确定：根据V的大小，按照比例在2秒～30秒之间选择一值。

检测时间确定：根据V的大小，按照比例在2秒～20秒之间选择一值。

排气时间确定：

当p₂/p₁≤b时，

$t_1=7.3016\frac{V}{S\sqrt{R{T}_{10}}}[{\left(\frac{p_{10}}{p_1}\right)}^{1/7}-1]$

当1≥p₂/p₁＞b时，

$t_2=\frac{1.4603V(1-b)}{\mathrm{kS}\sqrt{{\mathrm{RT}}_{10}}}{\left(\frac{p_{10}}{p_2}\right)}^{1/7}{\∫}_{p_2/p_{10}}^{p_2/p_1}\frac{{(p_2/p_1)}^{1/7}d\left(\frac{p_2}{p_1}\right)}{\sqrt{(1-\frac{p_2}{p_1})(1-2b+\frac{p_2}{p_1})}}$

t₁、t₂-排气时间；

V-被测物容积(包括管路)；

S-气路壅塞流态下的有效截面积；

R-气体常数，对空气，R＝287N·m/(kg·k)；

T₁₀-容积内初始温度；

P₁₀-容积内初始压力；

p₁-放气时容积内压力；

p₂-大气压力；

由t₁、t₂之和确定为排气时间。

实施例2：一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，包括加压阀1、平衡阀2与3、差压传感器4、球阀5与6、显示控制部分8、压力传感器9，容积校正装置7；所说的显示控制部分8包括有单片机10、显示器12、打印机13、键盘11、输入输出驱动14；所说的单片机10可由程序控制实现自动计算加压、平衡、检测、排气时间；单片机10完成计算和控制逻辑，键盘11接受用户的输入，显示器12显示单片机10程序的输出内容，打印机13打印检测的参数和结果，单片机10的输入输出控制信号传送到输入输出驱动模块14，经驱动放大，控制外部的电磁阀16和其他器件，完成气路切换和检测过程。上述所说控制单片机的程序包括：

首先确定被测物容积大小；平衡阀首先关闭，容积校正装置改变已知容积V_c，这时，读取差压传感器压降ΔP₀。

根据P₀(V+V_C)＝(P₀+ΔP₀)V

式中：P₀：大气压。

$V=\frac{P_0}{\mathrm{\Δ}{P}_0}{V}_C$

式中：V：被测物容积。

然后根据已测已测被测物容积大小自动计算加压时间，根据流体力学原理，当已知测试压力、容积大小及气路流量特性参数，可计算出加压时间。

然后确定平衡时间；

然后确定检测时间；

然后确定排气时间。

Claims (4)

1、一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，包括加压阀、平衡阀、差压传感器、球阀、显示控制部分、压力传感器，其特征在于在还包括标准漏孔，所说标准漏孔与差压传感器连接，所说的显示控制部分包括有单片机、显示器；所说的单片机可由程序控制实现自动计算加压、平衡、检测、排气时间。

2、根据权利要求1所说的一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，其特征在于所说的标准漏孔可以为容积校正装置。

3、根据权利要求1或2所说的一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，其特征在于所说的控制单片机的程序包括以下步骤：

首先程序启动；

然后程序初始化；

然后操作进入自动计算界面，输入参数；

然后选择容积测试方法，即排气式或充气式；

如果选择充气式，则充压式检测启动；然后打开充气阀，充气并记录时间，如果到达设定压力，则停止充气并计算时间；然后计算被测物容积；然后计算测试时间；然后结束；

如果选择排气式，则排气式检测启动；然后打开充气阀开始充气，到达设定压力，则开始平衡，如果到达设定平衡时间，则开始排气记录时间，如果到达大气压力，则停止排气并计算用时；然后计算被测物容积；然后计算测试时间；然后结束。

4、根据权利要求1或2所说的一种自动计算加压、平衡、检测、排气时间的气密检漏仪，其特征在于所说的气密检漏仪还可以包括打印机。

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