CN208420312U - 一种气密性测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气密性测试系统，采用变尺度观察方法，放大了压降变化，能快速判断压降情况；提高干式压降法气密性测试的效率；并且本实用新型不但可以判断外泄漏，还可以判断阀类设备的内泄漏；本实用新型的阀门均为电动阀门，通过控制系统进行控制；并且本实用新型还利用人机交互系统智能判断泄漏情况，自动产生测试报告，不仅降低了操作人员的劳动强度，提高测试效率，还可以将全过程的测试情况远端可视，让第三方，如用户，增加对产品性能的信任；本实用新型不仅适用于燃气调压器/指挥器的气密性检测，也可以扩展到其他减压阀类的气密性测试。

Description

一种气密性测试系统

技术领域

本实用新型属于气密性测试领域，特别涉及一种燃气调压器/指挥器气密性测试技术。

背景技术

调压器是在燃气输送和供应系统中，将高压输送燃气调节至所需压力、保证供气的压力稳定的重要设备，保证调压器系统的无泄漏是燃气安全供应的最重要问题之一。而燃气调压器的指挥器对广泛应用的间接式调压器的工作性能影响巨大，指挥器的气密性测试和性能测试成为指挥器生产的重要环节和效率瓶颈，其测试过程和测试结果的可视化也成为赚取用户信任以有力助推市场的重要手段。目前的指挥器性能测试并无对应的国标或行业标准可依，而调压器的性能测试效率低下。

实际生产中，许多厂家对指挥器的测试均是参考燃气调压器的国标，以手动操作和涂抹检漏液人眼观察的方法进行气密性测试。对于调压器/指挥器的性能测试主要包括了密封性测试、最大值测试、最小值测试、设定点测试、关闭压力测试。密封性测试包括了外密封和内密封，目前对于指挥器外密封测试通常是将指挥器充入高压气体后，关闭出入口，将指挥器浸在水池中或涂抹检漏液，观察是否有气泡产生，从而判断外密封是否合格；而对于内密封通常将指挥器充入高压气体后，进出口关闭，采用保压数小时，观察指挥器进出口压力表读数，判断内密封是否合格。而指挥器其它项的性能测试，均在调节指挥器的调节螺杆后，人眼观察出口压力表的读书，人工给出是否合格的结论。

目前指挥器都局限于人工测试，采用自己的方法测试，效率低、精度低、主观性强，成为生产出厂流程中的瓶颈问题；且测试过程和结果对用户不可视，难以获取用户对产品的信任。

申请号为201220257649.0的实用新型公开了一种燃气调压器检测系统，ARM作为微处理器的控制器，通过步进电机驱动模块驱动步进电机控制调压器出口压力，通过压力传感器、流量传感器采集调压器在不同开度下的压力与流量信息，将采集的信息经过A/D转换模为数字量输入ARM处理器中，通过处理后显示在触摸屏上了，供工作人员判断是否符合相应标准；虽然该实用新型实现了测试管路中压力、流量的自动调节与采集显示，降低了检测人员劳动强度；但是对于调压器的合格与否的判断是需要检测人员查看触摸屏控制器上显示的压力与流量信息，需要人工去判断产品的合格性，检测强度大、主观性强。而且该技术对于调压器气路的检测原理未做详细设计说明，尤其气密性检测，若采用传统的压降法，需长时间保压，检测的效率低下。

申请号位201610203270.3的实用新型公开了一宗燃气调压器全性能检测系统，通过设置多条并联检测管路、多条进气管路，可同时进行多种接口形式或接口尺寸规格的调压器、调压箱、调压柜的全性能检测；该实用新型通过并联多条检测管路、多条不同压力进气管路，可实现多种规格与接口的调压器检测；但采用的是传统的人手工检测、压降法做密封性检测，检测效率低、主观性强、精度低。

综上，现有的指挥器性能测试采用的标准不统一，各个生产厂家使用自己的检测手段，一般停留在人工检测阶段，采用浸水或喷洒检漏液的方法测试指挥器气密性，而对于其它性能测试也多由人工操作，即便采用自动检测，但结论也还是人工判断。测试人员劳动强度大、主观性强、测试效率和测试精度低。所以本实用新型可以解决效率等相关的自动化和智能化的问题。

而对于气密性测试，通过观察是否有气泡而判断是否外泄漏。这种方法受测试的时间、测试人员的细心认真程度影响较大，容易造成误判，且这种气密性的湿式检测，在检测完成后需要对指挥器进行清洗、干燥处理，又增加了产品出厂周期。所以本实用新型可以解决气密性判断主观性的问题。

实用新型内容

为解决解决气密性测试观察的快速性和不同规格产品测试的适应性问题，本实用新型提出一种气密性测试系统，采用干式气密性测试，同时创造性地提出“免标件对比的压降变尺度观察策略”，提高了测试效率的同时还提高了对不同规格的适应性。

本实用新型采用的技术方案为：一种气密性测试系统，包括：被测件、进口测试管路、出口测试管路、控制系统以及电源系统；

第一或第二压力气体经进口测试管路从被测试件进口端输入，被测试件出口端与出口测试管路进口端相连；所述控制系统用于对进口测试管路与出口测试管路进行控制；所述电源系统用于给进口测试管路、出口测试管路以及控制系统提供电源。

进一步地，所述进口测试管路包括：压力调节阀、三通阀、截止阀、第一压力变送器、第一差压变送器、第一差压变送器启用阀以及第一放散阀；所述压力调节阀第一端作为第一进气口，压力调节阀输出端与三通阀第一输入端相连，所述三通阀第二端作为第二进气口，所述三通阀输出端与截止阀输入端相连，截止阀输出端与第一差压变送器第一端相连，所述第一差压变送器第二端与被测件进气端相连，且所述第一差压变送器与第一差压变送器启用阀并联，所述第一压力变送器连接于第一差压变送器第一端，所述第一放散阀连接于第一差压变送器第二端。

所述第一压力气体为高压气体，第二压力气体为低压气体；每次测试输入高压气体与低压气体中的任意一种；当进口测试管路输入高压气体时，所述压力调节阀将第一进气口压力调至被测件进口端设计最高压力。

进一步地，所述出口测试管路包括：第二差压变送器启用阀、第二差压变送器、第二压力变送器、流量调节阀、智能流量计以及第二放散阀；所述第二差压变送器第一端与被测件出气端相连，第二差压变送器第二端与流量调节阀第一端相连，所述流量调节阀第二端与智能流量计第一端相连，智能流量计第二端作为出口测试管路的出口端；所述第二差压变送器还与第二变送器启用阀并联；所述第二压力变送器连接于第二差压变送器第二端，所述第二放散阀连接于第二差压变送器第二端。

进一步地，所述控制系统包括：AI模块、控制器、DO模块以及阀门驱动器；AI模块采集用于采集数据，并将采集的数据传送至控制器，控制器对所采集的数据进行判断，并根据判断结果控制DO模块输出控制信号，所述控制信号控制阀门驱动器工作。

更进一步地，气密性测试时，所述AI模块采集第一压变送器读数与第差压变送器读数，通过控制器进行判断是否超过泄漏量，从而得出被测件气密性是否合格。

更进一步地，最大值测试或最小值测试或设定点测试时，所述AI模块采集流量计以及第二压力变送器读数，控制器根据流量计读数控制DO模块输出控制信号，通过阀门驱动器调节流量调节阀为小流量状态，并调节被测件调节螺杆。

进一步地，所述控制系统还包括接入人机交互系统；所述人机交互系统用于输入被测件的参数和导出打印测试报告。

进一步地，第一放散阀的出口端连接第一压力变送器的校对装置。

进一步地，第二放散阀的出口端连接第二压力变送器的校对装置。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种气密性测试系统，将大尺度宽量程的压力变送器的压降检测，转换成小尺度小量程的差压变送器，测量泄漏引起的压力变化。这种变尺度的压降观察方法，放大了压力变化，能快速判断压降情况；提高干式压降法气密性测试的效率；并且本实用新型在前端和后端都进行了变尺度压降观察方法应用，不但可以判断外泄漏，还可以判断阀类设备的内泄漏；本实用新型采用自动化、数字化方案，利用人机交互系统智能判断泄漏情况，并自动产生测试报告，不仅降低了操作人员的劳动强度，提高测试效率，还可以将全过程的测试情况远端可视，让第三方，如用户，增加对产品性能的信任。本实用新型的气密性测试系统对不同规格、不同接口形式的阀类工件，直接接入测试，并免去对比用标准件；除了气密性测试，还可以轻松扩展到其他性能测试，如关闭压力测试。

附图说明

图1本实用新型的测试系统示意图；

图2为本实用新型实施例提供的测试系统控制原理图；

图3为本实用新型实施例提供的测试流程图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型内容进一步阐释。

传统高压力介质的气密性测试中，采用的压力变送器量程宽，由于精度和分辨率的限制，发生微小泄漏时，要很长时间才能从读数中判断出泄漏引起压降。本实用新型技术，将大尺度宽量程的压力变送器的压降检测，转换成小尺度小量程的差压变送器测量泄漏引起的压力变化。但不用同容积的标准件进行比对。这种变尺度的压降观察方法，放大了压力变化，能快速判断压降情况；同时省去了标准件，快速适应不同规格被测工件。

被测工件的前后端管路上均应用免标件的变尺度压降观察策略，不仅实现了干式压降法外泄漏快速测试的功能，还可以同时进行内泄漏的判断。

本实用新型采用基于“压降变尺度观察策略”实现调压器/指挥器测试，具体实现为：如图1所示，本实用新型的测试系统，包括：被测件、进口测试管路、出口测试管路、控制系统以及电源系统；进口测试管路部分有高低压两路进气，电动三通球阀2实现高低压进气选择，先用工厂仪表风中低压气体进行密封性检测，当低压无泄露时，方可进行高压(指挥器进气端最高设计压力)测试。高压气体经过电动调压阀1将进气口压力调至指挥器进气端设计最高压力，通过三通球阀2进入截止阀3，截止阀3根据测试需要关闭进气；第一压力变送器4，用于检测进口端压力；第一差压变送器5与第一差压变送器启用阀6并联；出口测试管路部分，第二差压变送器8与第二差压变送器启用阀7并联；第二压力变送器9，用于检测出口端压力；管路中流量控制由电动流量调节阀10完成；智能流量计11，监测管路中流量；第一放散阀12，为常闭状态，测试系统发生紧急情况时，打开第一放散阀12，可快速排放进口端管路气体；第二放散阀13，为常闭状态，紧急情况时，可快速排放出口端管路气体。

第一放散阀12的出口端也可用于连接第一压力变送器4的校对装置，可不拆卸第一压变送器4即可完成校对。

第二放散阀13的出口端也可用于连接第二压力变送器9的校对装置，同样可用于不拆卸压力表变送器9完成校对。

本实施例中的调压阀1、三通球阀2、截止阀3、第一差压变送器启用阀6、第二差压变送器启用阀7、流量调节阀10、第一放散阀12、第二放散阀13均为电动阀门；通过控制系统进行控制。

控制系统，是对所有的电动阀门，如变送器启用阀、压力/流量调节阀及其他电动开关阀等，利用DO模块输出控制信号，经阀门驱动器进行控制；同时利用AI模块采集变送器和流量计的数据，对于部分带有通信接口的仪表，也可以利用通信接口采集数据，如智能流量计。控制系统还可以接入人机交互系统，如工控机和显示器。接口为适应控制器的通信接口，如RS232\RS485、以太网接口等，人机交互的目的是输入被测件的参数和导出打印测试报告。

电源部分是给整个系统供电。包括220AC强电和24VDC开关电源供给的弱电。

如图2所示，此检测管路中开关阀、调节阀，均由PLC控制并采集状态反馈信息；压力变送器、差压变送器、智能流量计，均与PLC通信，实现管路中信息采集。PLC将采集到的信息上传给工控机中测试软件，实现了指挥器自动检测。

在被测指挥器的进出口连接，采用高压软管连接，配备不同规格、多种形式的接头，即可实现多种型号规格与接口尺寸的指挥器测试。

指挥器检测主要包括：密封性测试(包括外密封与内密封)、最大值测试、最小值测试、设定点测试，测试流程如图3所示，人机交互部分的上位机上安装有开发的测试软件，通过该软件界面启动测试过程。

密封性测试原理：如图1，气体从左边前端管路进入系统，经被测工件后从后端管路出去。当3和10两个截止阀关闭，则差压变送器A、B两端气体压力一致，5和8两个差压变送器的值为零。当差压启用阀6和7也关闭后，假如被测工件有外泄漏发生，则差压变送器5和8的值就不为零了。

假如差压变送器A、B两端的压力，PA>PB为正值，反之为负值。则：

被测工件发生外泄漏时，5为正，8为负。

被测工件发生内泄漏时，前端的气体流向后端，则差压变送器5为正，8也为正。

即可以利用差压变送器的值的正负和大小，来判断泄漏的情况。即便是不同规格的被测工件，同样的过程和逻辑。相比较传统测试需要标准件来对比的泄漏测试方式，本实用新型的测试系统适应性明显更好。

以高压测试为例，测试人员在安装好指挥器后，通过功测试软件中输入指挥器的型号、弹簧、ID号等参数，即可开始自动测试。

在密封性测试中，系统采用两个压力变送器，差压法实现指挥器内外密封的快速检测，且为干式密封性检测。先将指挥器出口压力调到弹簧最大值，关闭10将管道流量设置为零，再关闭进气口截止阀3，待系统压力稳定后，同时关闭差压变送器启用阀6和7，在保压时间t(具体时间根据实际情况确定)内，工控机不断采集(本实施例此处的不断采集近似为连续采集)两差压变送器5和8的值是否超过泄露量(此泄露量由指挥器测试软件根据国标计算)，判断是否发生了内/外泄露，从而得出指挥器密封性合格与否结论。

最大值测试、最小值测试、设定点测试时，截止阀3、6、7保持常开，根据智能流量计11反馈的流量信息，控制流量调节阀10为小流量状态，调节指挥器的调节螺杆(人工手动调节)，根据出口压力表9的反馈信息，判断指挥器出口压力是否能达到最大值、最小值、设定点，从而得出测试结论。以上测试过程均在工控机中指挥器测试软件主画面中实时显示所有仪器仪表的状态与读数。

单步测试完成后，工控机发指令给PLC，驱动声光报警器，不同的颜色代表测试是否通过。所有的测试项目完成后，指挥器测试软件自动生成测试报告，供测试人员查阅与打印。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种气密性测试系统，其特征在于，包括：被测件、进口测试管路、出口测试管路、控制系统以及电源系统；

第一或第二压力气体经进口测试管路从被测试件进口端输入，被测试件出口端与出口测试管路进口端相连；所述控制系统用于对进口测试管路与出口测试管路进行控制；所述电源系统用于给进口测试管路、出口测试管路以及控制系统提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种气密性测试系统，其特征在于，所述进口测试管路包括：压力调节阀、三通阀、截止阀、第一压力变送器、第一差压变送器、第一差压变送器启用阀以及第一放散阀；所述压力调节阀第一端作为第一进气口，压力调节阀输出端与三通阀第一输入端相连，所述三通阀第二端作为第二进气口，所述三通阀输出端与截止阀输入端相连，截止阀输出端与第一差压变送器第一端相连，所述第一差压变送器第二端与被测件进气端相连，且所述第一差压变送器与第一差压变送器启用阀并联，所述第一压力变送器连接于第一差压变送器第一端，所述第一放散阀连接于第一差压变送器第二端；

所述第一压力气体为高压气体，第二压力气体为低压气体；每次测试输入高压气体与低压气体中的任意一种；当进口测试管路输入高压气体时，所述压力调节阀将第一进气口压力调至被测件进口端设计最高压力。

3.根据权利要求2所述的一种气密性测试系统，其特征在于，所述出口测试管路包括：第二差压变送器启用阀、第二差压变送器、第二压力变送器、流量调节阀、智能流量计以及第二放散阀；所述第二差压变送器第一端与被测件出气端相连，第二差压变送器第二端与流量调节阀第一端相连，所述流量调节阀第二端与智能流量计第一端相连，智能流量计第二端作为出口测试管路的出口端；所述第二差压变送器还与第二变送器启用阀并联；所述第二压力变送器连接于第二差压变送器第二端，所述第二放散阀连接于第二差压变送器第二端。

4.根据权利要求3所述的一种气密性测试系统，其特征在于，所述控制系统包括：AI模块、控制器、DO模块以及阀门驱动器；AI模块采集用于采集数据，并将采集的数据传送至控制器，控制器对所采集的数据进行判断，并根据判断结果控制DO模块输出控制信号，所述控制信号控制阀门驱动器工作。

5.根据权利要求4所述的一种气密性测试系统，其特征在于，气密性测试时，所述AI模块采集第一压变送器读数与第差压变送器读数，通过控制器进行判断是否超过泄漏量，从而得出被测件气密性是否合格。

6.根据权利要求5所述的一种气密性测试系统，其特征在于，最大值测试或最小值测试或设定点测试时，所述AI模块采集流量计以及第二压力变送器读数，控制器根据流量计读数控制DO模块输出控制信号，通过阀门驱动器调节流量调节阀为小流量状态，并调节被测件调节螺杆。

7.根据权利要求6所述的一种气密性测试系统，其特征在于，所述被测件为：调压器或指挥器。

8.根据权利要求1所述的一种气密性测试系统，其特征在于，所述控制系统还包括接入人机交互系统；所述人机交互系统用于输入被测件的参数和导出打印测试报告。

9.根据权利要求2所述的一种气密性测试系统，其特征在于，第一放散阀的出口端连接第一压力变送器的校对装置。

10.根据权利要求3所述的一种气密性测试系统，其特征在于，第二放散阀的出口端连接第二压力变送器的校对装置。