CN1837766A - 密闭容器的泄漏检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密闭容器的泄漏检测方法，容器内安装温、湿度传感器，充入气体或抽真空后密封，采集密闭容器在－25℃～80℃之间的温度值t和对应的湿度值h(t)；建立密闭容器中相对湿度随温度变化的拟合曲线方程式h(t)=

；通过温度值t和湿度值h(t)计算出温湿度拟合曲线的参数值a_i，完成该密封容器的温湿度拟合曲线方程写入存储器，再通过温、湿度传感器将采集的实际温度值和湿度值，用温湿度拟合曲线方程计算出对应的理论湿度值以及相对湿度误差值；当相对湿度误差值大于10％时，报警。本发明能准确地预见传感器是否发生变化，从而保证设备的工作可靠性，可广泛运用于工业密封传感器的在线密闭性检测、关键设备的防作弊检测等。

Description

密闭容器的泄漏检测方法

技术领域

本发明涉及到一种容器的泄漏检测方法，特别是一种密闭容器的泄漏检测方法。

背景技术

在工业、化工等领域，对需要在线检测的一些关键设备，通常是在检测点处安装上传感器，通过传感器将检测到的有关信号传至外部进行对比、分析。但安装在检测点处的传感器是将部分处理电路以及感受信号的装置密封在一个罩壳内，以确保测量的准确性。但在传感器的罩壳破损后，通常是没有办法得知的，而罩壳的破损会造成传感器测量精度不准。另外，人为对传感器处理电路以及对感受信号的装置进行修改后，再将传感器罩壳密封后，就能达到作弊的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种密闭容器的泄漏检测方法，利用设置在密封容器内的传感器输出的温度值和湿度值，通过出厂的温度值和湿度值建立的温湿曲线方程，计算出理论湿度值，并与实测湿度值相比，准确地预见传感器是否发生变化，从而提高设备的工作可靠性。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种密闭容器的泄漏检测方法，其特征在于：

(1)、首先在容器内安装温度传感器和湿度传感器，容器充入气体或抽真空后密封，采集密闭容器在-25℃～80℃之间至少三以上的温度值t和对应的湿度值h(t)；

(2)、在微处理器中建立密闭容器内相对湿度随温度变化的拟合曲线方程式 $h\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i{t}^i;$ 其中：h(t)—为采集温度值时的对应湿度值，

          n—采样次数，n≥2，

         a_i—为温湿度拟合曲线的各阶参数值，

         t—采集各温度值，

(3)、通过采集的各温度值t和对应的湿度值h(t)计算得出温湿度拟合曲线的参数值a_i，完成该密闭容器相对湿度随温度变化的温湿度拟合曲线方程，并写入存储器；

(4)、密闭容器正常工作时，通过温度传感器和湿度传感器采集三个以上的实际温度值t_c和对应湿度值h_c(t)，并送至微处理器中，用温湿度拟合曲线方程计算出对应的理论湿度值h(t)；

(5)、计算相同温度下的相对湿度误差值 $h_w\left(t\right)=\frac{|h\left(t\right)-h_c\left(t\right)|}{h_c\left(t\right)};$ 当相对湿度误差值h_w(t)大于10％时，报警。

本发明对密闭容器建立了相对湿度随温度变化的拟合曲线方程式，通过采集密封容器出厂时各温度值和与其对应的相对湿度值，计算出出厂时的温湿度拟合曲线的各阶参数值，完成该密闭容器的温湿度拟合曲线方程。因此能通过设置在密封容器内的湿度传感器和湿度传感器，采集密封容器的温湿度环境物理，用该温湿度拟合曲线方程计算出理论湿度值，并与实际采集的湿度值进行相比，就能判断密闭容器是否处于密闭状态，一旦处于密闭状态下的密闭容器使用环境发生了变化，既密闭容器泄漏或泄漏后又被密封，该密闭容器的相对湿度误差值就会超出设定值，告知密闭容器已发生了泄漏，实时准确地反映密闭容器物理环境是否发生变化，能保证设备的工作可靠性。本发明检测方法快速高效，可广泛运用于工业密封传感器的在线密闭性检测、关键设备的防作弊检测等。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明建立温湿度拟合曲线方程的流程图

图2是本发明的温湿度拟合曲线。

图3是本发明的密闭容器工作中的流程图。

图4是实施例1中的温湿度曲线对比图。

图5是实施例2中的温湿度曲线对比图。

图6是实施例3中的温湿度曲线对比图。

具体实施方式

本发明首先在容器内安装温度传感器和湿度传感器，容器充入气体或抽真空后在常温环境下25℃±5℃进行焊接密封。该气体采用氦气或氩气的惰性气体，也可采用氮气或二氧化碳以及其它的气体。将密闭容器放置在温箱内，经过热平衡后，采集密闭容器在-25℃～80℃之间至少三以上的温度值t_i和对应的湿度值h(t)。在微处理器中建立密闭容器中相对湿度随温度变化的拟合曲线方程式 $h\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i{t}^i,$ 其中：h(t)—为采集温度时的对应湿度值，n—采样次数，n≥2，a_i—为温湿度拟合曲线的各阶参数值，t—采集点温度值。见图1所示的流程图，开始后在微处理器中建立密闭容器中相对湿度随温度变化的拟合曲线方程式，当测试系统命令其采集各点的温度值t和对应的湿度值h(t)，微处理器接收命令后将采集数据并存入存储器内，再过存储器内各温度值t和对应的湿度值h(t)计算出温湿度拟合曲线的参数值a_i，完成该密闭容器相对湿度随温度变化的温湿度拟合曲线，写入微处理器。见图2所示即为完成的温湿度拟合曲线。

当密闭容器正常工作后，见图3所示的流程图，读取存储器内的温湿度拟合曲线方程，通过温度传感器和湿度传感器采集三个以上的实际温度值t_c和对应湿度值h_c(t)，用温湿度拟合曲线方程计算出对应的理论湿度值h(t)。计算相同温度下的相对湿度误差值 $h_w\left(t\right)=\frac{|h\left(t\right)-h_c\left(t\right)|}{h_c\left(t\right)},$ 当相对湿度误差值h_w(t)大于10％时，报警。

上述完成该密闭容器相对湿度随温度变化的温湿度拟合曲线的采样次数n在2～6之间，且在采样过程中，密闭容器正常工作时，每隔5～15min采集一次实际温度值t_c和对应的湿度值h_c(t)。

实施例1

本发明封闭容器是一个焊接密封的数字式称重传感器，其中内置的电路板中包含温度传感器、湿度传感器、微处理器和存储器。在称重传感器外壳密封前，抽出空气，充入氦气，然后在常温环境下进行焊接密封。密封后，将称重传感器放置在温箱内，将环境温度分别置于25℃，-10℃和40℃，经过热平衡后，测试系统命令其采集各点的温度值t和相对湿度值h(t)，该称重传感器在-10℃，20℃，40℃下测得的湿度值分别为：61.6，36.5，23(单位：％RH)，用温湿度拟合曲线方程式 $h\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i{t}^i$ 建立温湿度拟合曲线，当n＝2时，用二次曲线拟合法，可以得到以下三个方程组成的方程组：

61.6＝a₂×(273-10)²+a₁×(273-10)+a₀

36.5＝a₂×(273+20)²+a₁×(273+20)+a₀

23＝a₂×(273+40)²+a₁×(273+40)+a₀

解得：a₂＝0.00323333；a₁＝-2.6344；a₀＝530.8；

该密闭容器中相对湿度随温度变化的拟合曲线方程即为：

h(t)＝-0.00323333 t²-2.6344t+530.8

在工作状态下，实测一组-10℃，20℃，40℃的温度值以及相对应的湿度值61.9，36.1，23.2，将采集的实际温度值t_c代入上述的温湿度拟合曲线方程，计算出理论湿度值h(t)，再计算相对湿度误差值。详见表1。

                           表1

序号(采集点)	1	2	3
				出厂时实测温度值t(℃)	-10	20	40
绝对温度值	263	293	314
				出厂时实测湿度值h(t)(％RH)	61.6	36.5	23
工作时实测温度值tc(℃)	-10	20	40
				工作时实测湿度值hc(t)(％RH)	61.9	36.1	23.2
理论湿度值h(t)(％RH)	61.6	36.5	23
				相对湿度误差值hW(t)(％)	0.48	1.12	0.86

从图4中可以看出，图中的三条曲线分别为：温湿度二次拟合曲线；出厂时，根据密闭容器三个采集点测得数据的二次曲线；密闭容器实际测量的相对湿度随温度变化的曲线。显然，工作时密闭容器的温湿度曲线与出厂时的温湿度曲线是一致的，可以认为以此密闭容器密闭性能良好。

实施例2

本发明的密闭容器是一个橡胶密封的防爆安全栅，其中内置的电路板中包含温度传感器、湿度传感器、微处理器和存储器。在防爆安全栅密封前，抽出空气，充入氮气中抽真空，然后在常温环境下进行橡胶密封。密封后，将防爆安全栅放置在温箱内，将环境温度分别置于-10℃，0℃，10℃，20℃，30℃，40℃，经过热平衡后，测试系统命令其采集各点的温度值t和相对湿度值h(t)，该防爆安全栅在-10℃，0℃，10℃，20℃，30℃，40℃下测得的湿度值h(t)分别为：63.3，56.1，48.5，35.8，28.7，22.2(单位：％RH)，用温湿度拟合曲线方程式 $h\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i{t}^i$ 建立温湿度拟合曲线，当n＝5时，用五次曲线拟合法，可以得到以下六个方程组成的方程组：

63.3＝a₅×(273-10)⁵+a₄×(273-10)⁴+a₃×(273-10)³+a₂×(273-10)²+a₁×(273-10)+a₀

56.1＝a₅×(273)⁵+a₄×(273)⁴+a₃×(273)³+a₂×(273)²+a₁×(273)+a₀

48.5＝a₅×(273+10)⁵+a₄×(273+10)⁴+a₃×(273+10)³+a₂×(273+10)²+a₁×(273+10)+a₀

35.8＝a₅×(273+20)⁵+a₄×(273+20)⁴+a₃×(273+20)³+a₂×(273+20)²+a₁×(273+20)+a₀

28.7＝a₅×(273+30)⁵+a₄×(273+30)⁴+a₃×(273+30)³+a₂×(273+30)²+a₁×(273+30)+a₀

22.2＝a₅×(273+40)⁵+a₄×(273+40)⁴+a₃×(273+40)³+a₂×(273+40)²+a₁×(273+40)+a₀

解得：a₅＝-0.00000259166666631561；a₄＝0.00373137499949296；

      a₃＝-2.14648074970736；      a₂＝616.683782165637；

      a₁＝-88486.984973311；       a₀＝5073177.75358589

该密闭容器中相对湿度随温度变化的标准拟合曲线方程即为：

h(t)＝-0.00000259166666631561t⁵+0.00373137499949296t⁴-2.14648074970736t³+616.683782165637t²-88486.984973311t+5073177.75358589

在工作状态下，实测一组温度值t_c以及相对应的湿度值h_c(t)，将采集的实际温度值t_c代入上述的温湿度拟合曲线方程，计算出理论湿度值h(t)和相对湿度误差值h_W(t)。详见表2。

                                表2

序号(采集点)	1	2	3	4	5	6
							出厂时的温度值t(℃)	-10	0	10	20	30	40
绝对温度值	263	273	283	293	303	313
							出厂时实测湿度值h(t)(％RH)	63.3	56.1	48.5	35.8	28.7	22.2
工作时实测温度值tc(℃)	-8	1	13	26	32	39
							工作时实测相对湿度值hc(t)	68.1	73.5	56.8	43.6	36.5	28.7
理论湿度值h(t)	60.4	55.7	44.8	30.5	28.1	23.8
							相对湿度误差值hW(t)％	12.75	31.95	26.79	42.95	29.89	20.59

从图5中可以看出，图中的三条曲线分别为：密闭容器实际测量的相对湿度随温度变化的曲线。出厂时密封容器根据六个采集点测得数据的五次拟合的温湿度曲线；工作时实际测量的相对湿度随温度变化的曲线。显然，可以观察得到工作时密闭容器的温湿度曲线与出厂时的温湿度曲线有很大差异，依此判断密闭容器发生了泄露。

实施例3

本发明容器是一个橡胶密封的传感器接线盒，其中内置的电路板中包含温度传感器、湿度传感器、微处理器和存储器。在接线盒密封前，抽出空气，充入氩气或二氧化碳，然后在常温环境下进行胶封。密封后，将接线盒放置在温箱内，将环境温度分别置于-10℃，10℃，30℃，40℃，经过热平衡后，测试系统命令其采集各点的温度值t和相对湿度值h(t)，该接线盒在-10℃，10℃，30℃，40℃下测得的湿度值分别为：62.3，48.9，20.1，23.7(％RH)，用温湿度拟合曲线方程式 $h\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i{t}^i$ 建立温湿度拟合曲线，当n＝3，用三次曲线拟合法，可以得到以下四个方程组成的方程组：

62.3＝a₃×(273-10)³+a₂×(273-10)²+a₁×(273-10)+a₀

48.9＝a₃×(273+10)³+a₂×(273+10)²+a₁×(273+10)+a₀

30.1＝a₃×(273+30)³+a₂×(273+30)²+a₁×(273+30)+a₀

23.7＝a₃×(273+40)³+a₂×(273+40)²+a₁×(273+40)+a₀

解得：a₅＝-0.00000259166666631561；a₄＝0.00373137499949296；

      a₃＝0.000335；a₂＝-0.291165；a₁＝83.370945；a₀＝-7818.801395

该密闭容器中相对湿度随温度变化的拟合曲线方程即为：

h(t)＝0.000335t³-0.291165t²+83.370945t-7818.801395

在工作状态下，分别在密闭容器未开孔及开孔状态下实测二组温度值t_c以及相对应的湿度值h_c(t)，将采集的实际温度值t_c代入上述的温湿度拟合曲线方程，计算出理论湿度值h(t)和相对湿度误差值h_W(t)，详见表3。

                        表3

序号(采集点)	1	2	3	4
					出厂时的温度值t(℃)	-10	10	30	40
绝对温度值	263	283	303	313
					出厂时实测湿度值h(t)(％RH)	62.3	48.9	30.1	23.7

工作时实测温度值tc(℃)	-10	10	30	40
					理论湿度值h(t)(℃)	62.3	48.9	30.1	23.7
未打孔工作实测湿度值hc(t)(％RH)	62.5	48.7	30.0	23.8
					未打孔相对湿度误差值hW(t)％	0.32	0.40	0.33	0.42
打孔后工作实测湿度值hc(t)(％RH)	68.1	56.1	40.4	58.3
					打孔后相对湿度误差值hW(t)％	9.31	12.8	34.2	145.99

从图6中可以看出，图中的四条曲线分别为：出厂时密闭容器实际测量的相对湿度随温度变化的曲线；出厂时根据密闭容器内四个采集点测得数据的三次拟合曲线；未打孔时工作状态下实际测量的相对湿度随温度变化的曲线；密闭容器上打一个小孔后，其工作状态下实际测量的相对湿度随温度变化的曲线。显然，未打孔时工作状态下密闭容器内测量到的温湿度曲线与拟合曲线很接近，而打孔后工作状态下密闭容器内测量到的温湿度曲线与拟合曲线有很大差异。由此可见，将工作时测量到的温湿度曲线与拟合曲线对比，其差异可以用来判断密闭容器是否发生泄露。

Claims (5)

1、一种密闭容器的泄漏检测方法，其特征在于：

(1)、首先在容器内安装温度传感器和湿度传感器，容器充入气体或抽真空后密封，采集密闭容器在-25℃～80℃之间至少三以上的温度值t和对应的湿度值h(t)；

(2)、在微处理器中建立密闭容器内相对湿度随温度变化的拟合曲线方程式 $h\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i{t}^i;$ 其中：h(t)-为采集温度值时的对应湿度值，

n-采样次数，n≥2，

a_i-为温湿度拟合曲线的各阶参数值，

t-采集各温度值，

(3)、通过采集的各温度值t和对应的湿度值h(t)计算得出温湿度拟合曲线的参数值a_i，完成该密闭容器相对湿度随温度变化的温湿度拟合曲线方程，并写入存储器；

(4)、密闭容器正常工作时，通过温度传感器和湿度传感器采集的三个以上实际温度值t_c和对应的湿度值h_c(t)，送至微处理器中，用温湿度拟合曲线方程计算出对应的理论湿度值h_c(t)；

(5)、计算相同温度下的相对湿度误差值 $h_w\left(t\right)=\frac{|h\left(t\right)-h_c\left(t\right)|}{h_c\left(t\right)};$ 当相对湿度误差值h_w(t)大于10％时，报警。

2、根据权利要求1所述的密闭容器的泄漏检测方法，其特征在于：所述的采样次数n在2～6之间。

3、根据权利要求1所述的密闭容器的泄漏检测方法，其特征在于：所述的气体为氦气或氩气的惰性气体。

4、根据权利要求1所述的密闭容器的泄漏检测方法，其特征在于：所述的气体为氮气或二氧化碳。

5、根据权利要求1所述的密闭容器的泄漏检测方法，其特征在于：密闭容器正常工作时每隔5～15min采集一次温度值和湿度值。

Images