CN2743817Y - 直压式气体泄漏检测仪 - Google Patents

Abstract

一种直压式气体泄漏检测仪，主要由气路阀板(1)，控制回路(2)和控制面板(3)组成，其中，气源(4)与气路阀板(1)的减压阀(15)，两位两通截止阀SV1(11)，两位三通阀SV2(12)，测试口A(16)串联连接，测试口B(17)与两位三通阀SV3(13)和外测试口C(18)串接，测试口B(17)与SV3(13)之间连接有压力传感器(14)，被测容器(5)与测试口A(16)和测试口B(17)相连接，基准容器(6)与外测试口C(18)相连接，也可将基准容器(6)与测试口A(16)、B(17)相连接，被测容器(5)与外测试口C(18)相连接。采用高精度的压力传感器(14)作为检测部件和可编程序控制器PLC(212)进行测量过程的控制和数据采集处理。本实用新型测量精度高，自动化程度高，造价低，效率高，使用维护修理简易。

Description

直压式气体泄漏检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种气体泄漏的检测装置，尤指它是将被测容器与一个确认无泄漏的基准容器串联连接，在基准容器内充入一定压力的气体，当被测容器泄漏时会使基准容器内的气体压力变化，通过检测该压力的变化率值，导出被测容器的泄漏流量。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，与泄漏现象相关的品质问题在制造业中已越来越受到重视。泄漏问题随着行业的不同其产生的结果也有所差异，例如泄漏意味着可能导致火灾，爆炸，有害气体泄漏，产品性能降低，消耗增加，药品、食品的变质、变色、腐烂等等。

泄漏检测技术，有时称为试漏技术或密封性检测技术，已经广泛地应用于机械制造工业中对部件的气密性检测，多年来，国内外对缸体、缸盖等铸件密封性的检测，多采用浸水法和涂抹法进行检测，但这些方法都难于自动化，而纳入自动化生产线中使用。取而代之的氦气泄漏检测法、绝对压力测量法、流量测量法等，则分别存在仪器昂贵、测量精度低、效率太低的缺点。

随着精密仪器的开发，从物理特性也可以定性地测出是否有泄漏产生，例如使用氦质谱仪，超声波检测仪，卤素检测仪，激光检测仪等，一旦发生泄漏，通过感应气体分子的变化即可显示出来，但这种方法仅限于定性检测，无法定量或定量检测很困难，另外测试仪器也比较昂贵。为此，设计精度高，自动化程度高，不污染环境，效率高，价格便宜，使用维护修理简易的泄漏检测装置乃当务之急。

发明内容

根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种直压式气体泄漏检测仪。采用直压式测量原理，以空气作为检测介质，采用高精度的直压传感器作为检测部件和可编程序控制器PLC进行测量过程的控制与数据采集处理。将气动元件集成在金属阀板上制成集成整体结构的测量仪。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种直压式气体泄漏检测仪，主要由气路阀板(1)，控制回路(2)和控制面板(3)组成，其中：气源(4)出口与气路阀板(1)的减压阀(15)进口管路(19)连接，控制回路(2)通过导线(23)与压力传感器(14)和气路阀板(1)相连接，控制面板(3)与控制回路(2)连接，被测容器(5)通过测试口A(16)和测试口B(17)与管路(19)相连接，基准容器(6)通过测试口C(18)与管路(19)相连接，也可将基准容器(6)通过测试口A(16)和测试口B(17)与管路(19)相连接，被测容器(5)通过测试口C(18)与管路(19)相连接；

气路阀板(1)的减压阀(15)与两位两通截止阀SV1(11)相连接，之后通过管路(19)连接一两位三通阀SV2(12)，两位三通阀SV2(12)之后通过管路(19)连接测试口A(16)，测试口B(17)之后通过管路(19)连接一两位三通阀SV3(13)，SV3(13)之后通过管路(19)连接有外测试口C(18)，另外测试口B(17)与SV3(13)之间的管路上连接有压力传感器(14)；

控制回路(2)，由控制器(21)和显示/键盘单元(22)组成，其中控制器(21)，由A/D转换单元(211)，可编程序控制器PLC(212)，数据存贮单元(213)和继电器单元(214)组成，其中A/D转换单元(211)通过导线(23)与压力传感器(14)连接，可编程序控制器PLC(212)与显示/键盘单元(22)交互式连接，可编程序控制器PLC(212)控制继电器单元(214)，继电器单元(214)与气路阀板(1)相连接；

控制面板(3)的左侧为操作面板(31)，右侧为调压旋纽(32)，操作面板(31)和调压旋纽(32)同装在一块面板上。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果：

1、本实用新型采用直压式泄漏检测原理，采用高精度的压力传感器作为检测部件，同时采用可编程序控制器PLC进行测量的控制和数据采集处理，这可使测试精度高，自动化程度高，不污染环境，工作效率高，价格便宜，使用维护修理简易。

2、本实用新型采用了可编程序控制器PLC，使仪器工作稳定提高，更适用于工业现场。

3、本实用新型将气动元件集成在金属板上组成气路阀板，使其成为一集成整体结构，这是一创造性的技术方案，而且金属的导热性又可以减小温度的影响。

4、本实用新型外型采用标准4U工控机箱，标准化的机箱尺寸使安装更方便；另外，采用标准化的人机界面，保证本实用新型使用的稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型结构总体示意图

图2为本实用新型收集法电磁阀动作时序示意图

图3为本实用新型保压法电磁阀动作时序示意图

图4为本实用新型控制回路示意图

图5为本实用新型控制面板示意图

图中：1-气路阀板，11-两位两通截止阀SV1，12-两位三通阀SV2，13-两位三通阀SV3，14-压力传感器，15-减压阀，16-测试口A，17-测试口B，18-外测试口C，19-管路，2-控制回路，21-控制器，211-A/D转换单元，212-可编程序控制器PLC，213-数据存贮单元，214-继电器单元，22-显示/键盘单元，221-液晶显示器，222-键盘，3-控制面板，31-操作面板，32-调压旋纽，4-气源，5-被测容器，6-基准容器

具体实施方式

如图1示出，一种直压式气体泄漏检测仪，主要由气路阀板1，控制回路2和控制面板3组成，其中：气源4出口与气路阀板1的减压阀15进口管路19连接，控制回路2通过导线23与压力传感器14和气路阀板1相连接，控制面板3与控制回路2连接，被测容器5通过测试口A16和测试口B17与管路19相连接，基准容器6通过测试口C18与管路19相连接，也可将基准容器6通过测试口A16和测试口B17与管路19相连接，被测容器5通过测试口C18与管路19相连接；气路阀板1的减压阀15与两位两通截止阀SV1 11相连接，之后通过管路19连接一两位三通阀SV2 12，两位三通阀SV2 12之后通过管路19连接测试口A16，测试口B17之后通过管路19连接一两位三通阀SV3 13，SV3 13之后通过管路19连接有外测试口C18，另外测试口B17与SV3 13之间的管路上连接有压力传感器14；控制回路2，由控制器21和显示/键盘单元22组成，其中控制器21，由A/D转换单元211，可编程序控制器PLC212，数据存贮单元213和继电器单元214组成，其中A/D转换单元211通过导线23与压力传感器14连接，可编程序控制器PLC212与显示/键盘单元22交互式连接，可编程序控制器PLC212控制继电器单元214，继电器单元214与气路阀板1相连接；控制面板3的左侧为操作面板31，右侧为调压旋纽32，操作面板31和调压旋纽32同装在一块面板上。

可知，利用被测容器5内气体的状态参数变化达到泄漏检测的目的，其测量原理如下：密闭的容器由于泄漏，必然造成容器内气体质量的流失，使得容器内原有的气压降低，因此可以将被测容器5和一个确认无泄漏的基准容器6串联，在基准容器6内充入一定压力的空气并将其封闭，被测容器5由于泄漏，使基准容器6的压力变化，通过检测该压力的变化速率(值)，即可以推导出实际容器的泄漏流量。

根据气体直压式泄漏检测仪的测量原理，其检测方式可分为两种：收集检测法和保压检测法。收集法是指气源通过电磁阀先连接被测容器5再连接基准容器6，当被测容器5有泄露时，基准容器6的气压将升高，检测气压升高的值，即可以导出被测容器5的泄漏流量。保压法是指气源通过电磁阀先连接基准容器6再连接被测容器5，当被测容器有泄露时，基准容器6的气压将降低，检测气压降低的值，即可以推导出实际容器的泄漏流量。

由图可知，气路阀板1的气路接口有四个，一个为气源入口，另外三个是测试口A16，测试口B17和测试口C18。使用收集法测试时，测试口A16和测试口B17连接被测容器5，测试口C18连接基准容器6；使用保压法测试时，测试口A16和测试口B17连接基准容器6，测试口C18连接被测容器5。

由图2示出收集法电磁阀动作时序示意图，一次完整的检测过程分为充气、平衡、检测与排气阶段。

收集法的电磁阀动作时序是整个过程中SV1 11始终处于导通状态，在充气阶段SV2 12、SV3 13通电打开，气源4向管路19及两容器充气；到达一定充气时间以后，气体充入容器最初气流不稳定，要等待几秒经过平衡阶段后才能开始检测；平衡阶段和检测阶段电磁阀没有动作，而由PLC控制器212系统检测压力传感器4输出；检测过程结束时，SV2 12、SV3 13断电，SV1 11、SV2 12、SV3 13通大气，放掉容器以及管道19内的剩余压力。

由图3示出保压法的电磁阀动作时序示意图，在充气阶段SV2 12、SV3 13通电打开，给管路19和两容器充气；到达一定充气时间后，SV1 11通电将气源关断，气体充入容器最初气流不稳定，要等待几秒经过平衡阶段后才能开始检测；检测阶段电磁阀没有动作，由PLC控制器212系统检测压力传感器14输出；检测过程结束时，SV1 11、SV2 12、SV3 13断电，放掉容器以及管道内的剩余压力。

需要说明的是：SV1 11是截止阀，在通电时断开，断电时导通，SV2 12、SV3 13是两位三通阀，通电时动作，断电时回位放气。

由图4示出控制回路示意图，控制回路2，由A/D转换单元211、键盘与显示单元22、数据存储单元213、继电器单元214以及可编程控制器PLC212组成。采用可编程控制器PLC212与使用单片机相比其优点在于：首先是抗干扰能力强，更适用于工业现场和比较恶劣的工作环境；其次，功能强，编程简单易学，性能价格比高；还有，系统的设计、安装、调试、维修工作量少，硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强，体积小，能耗低。

控制回路2的继电器单元214与气路阀板1的三个电磁阀SV1 11，SV2 12，SV3 13的电磁铁相连，即可由可编程序控制器PLC212控制气路中电磁阀的动作。

压力传感器14采用微直压传感器，压力传感器14的信号通过A/D转换单元输入可编程序控制器PLC212，显示/键盘单元22为用户提供了人机接口，显示实时采集值，泄漏量以及设定参数等。设定参数和采集数据皆存放在非易失性存储器中，保证在断电以后设定数据不会丢失。

由图5示出控制面板3的示意图，控制面板3左侧为操作面板31，右侧为测试压力指示与调压旋钮32。在进行泄露检测之前首先要进行参数设定，参数1设定包括充气时间设定和平衡时间设定；参数2设定包括检测时间设定和排气时间设定；参数3设定包括基准容器6容积设定和被测容器5容积设定；参数4设定为泄漏检测门槛值设定，设定被测件合格的标准，当检测结果小于该值时，仪器判断被测件合格并给出合格信号，反之被测件被判定为不合格。设定时，在系统准备就绪状态时，先按下操作面板31上的SHIFT键，然后按相应的参数键，根据液晶显示器221上的显示进行设定，上下箭头键用于修改参数的大小。

参数设定在泄漏检测过程进行中不可用，所有参数设定操作均在操作面板上完成。每次进行参数设定以后，所设参数被自动存储，掉电后亦不会消失，在下一次开启仪器进行检测时，按照最近一次所设定的参数运行，毋须每次均设定参数值。

系统准备好以后，液晶显示屏上显示“系统就绪”，表示可以进行泄漏检测或其它操作。在系统准备就绪状态下，按下参数1/开始键，启动一次检测过程。检测过程中液晶显示器221将依次显示充气过程、平衡过程、检测过程和排气过程以及各过程的持续时间，同时各外部信号输出点输出响应的阶段信号。检测结束后，液晶显示器221上显示检测结果“泄漏量：XX ml/min退出？”，此时用户需要按下ENTER键确认，确认后仪器退回到准备就绪状态。

如遇特殊情况可以中止测试过程，在系统进行将测过程中，按下“参数2/中止”键，仪器中止当前的动作直接对容器进行排气，并进入准备就绪状态，可以开始进行下一次检测。

由于在不同的压力下泄漏量不一样，所以泄漏检测要在要求的测试压力下进行，测试压力通过手动调节控制面板上的调压旋纽32调节泄漏检测仪内部的精密调压阀，在泄漏检测仪面板上有压力表显示测试压力。

另外，泄漏检测仪的安装气路是固定的，即一台泄漏检测仪只能具备一种功能，或者是收集法检测仪，或者是保压法检测仪；两种连接方式的采样与控制回路与控制面板完全一致，只是压力传感器的精度要求不同。

此外，本实用新型外型采用标准4U工控机箱，标准化的机箱尺寸使安装更方便；使用已开发完善的标准化的人机界面，保证本实用新型使用的稳定可靠性。

Claims (1)

1、一种直压式气体泄漏检测仪，主要由气路阀板(1)，控制回路(2)和控制面板(3)组成，其特征在于：气源(4)出口与气路阀板(1)的减压阀(15)进口管路(19)连接，控制回路(2)通过导线(23)与压力传感器(14)和气路阀板(1)相连接，控制面板(3)与控制回路(2)连接，被测容器(5)通过测试口A(16)和测试口B(17)与管路(19)相连接，基准容器(6)通过测试口C(18)与管路(19)相连接，也可将基准容器(6)通过测试口A(16)和测试口B(17)与管路(19)相连接，被测容器(5)通过测试口C(18)与管路(19)相连接；气路阀板(1)的减压阀(15)与两位两通截止阀SV1(11)相连接，之后通过管路(19)连接一两位三通阀SV2(12)，两位三通阀SV2(12)之后通过管路(19)连接测试口A(16)，测试口B(17)之后通过管路(19)连接一两位三通阀SV3(13)，SV3(13)之后通过管路(19)连接有外测试口C(18)，另外测试口B(17)与SV3(13)之间的管路上连接有压力传感器(14)；控制回路(2)，由控制器(21)和显示/键盘单元(22)组成，其中控制器(21)，由A/D转换单元(211)，可编程序控制器PLC(212)，数据存贮单元(213)和继电器单元(214)组成，其中A/D转换单元(211)通过导线(23)与压力传感器(14)连接，可编程序控制器PLC(212)与显示/键盘单元(22)交互式连接，可编程序控制器PLC(212)控制继电器单元(214)，继电器单元(214)与气路阀板(1)相连接；控制面板(3)的左侧为操作面板(31)，右侧为调压旋纽(32)，操作面板(31)和调压旋纽(32)同装在一块面板上。

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