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一种基于差压原理的无损检漏方法及装置.pdf

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一种 基于 原理 无损 检漏 方法 装置
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摘要
申请专利号:

CN201910032144

申请日:

20190114

公开号:

CN109556809A

公开日:

20190402

当前法律状态:

实质审查的生效

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: G01M3/32 主分类号: G01M3/32
申请人: 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所
发明人: 焦思程;孙鹏飞;张连新;梁明峰;曹鹏辉;蒲洁;吴祉群;何建国
地址: 621000 四川省绵阳市绵山路64号
优先权:
专利代理机构: 51220 代理人: 熊曦
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910032144

授权公告号:

法律状态公告日:

20190426

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明公开了一种基于差压原理的无损检漏方法及装置,包括:充气步骤:选取与待检密封容器相同的基准物,测量基准物漏率;密封步骤:将待检密封容器及基准物分别装入两个相同的检测罐体内并密封;抽气步骤:将检测罐体内部与待检密封容器之间的腔体、测罐体内部与基准物之间的腔体均抽至检漏所需压力形成真空室;累积步骤:关闭抽气阀门,平衡预设时间段后打开隔离阀门,开始累积,通过差压传感器测量累积前后两个检测罐体内部的压力差,计算出待检密封容器的整体漏率,本方法及装置无需?#28304;?#26816;密封容器内部充气或抽气,检漏过程不破坏密封容器内部原有气氛,能够实现该类产品的无损检漏。

权利要求书

1.一种基于差压原理的无损检漏方法,其特征在于,所述方法包括: 充气步骤:选取与待检密封容器相同的基准物,测量基准物漏率,并向基准物中充入气体,使之与待检密封容器内部压力相同; 密封步骤:将待检密封容器及基准物分别装入两个相同的检测罐体内并密封,两个检测罐体间均通过隔离阀门与差压传感器连通; 抽气步骤:关闭隔离阀门,打开抽气阀门,将检测罐体内部与待检密封容器之间的腔体、测罐体内部与基准物之间的腔体均抽至检漏所需压力形成真空室; 累积步骤:关闭抽气阀门,平衡预设时间段后打开隔离阀门,开始累积,通过差压传感器测量累积前后两个检测罐体内部的压力差,计算出待检密封容器的整体漏?#30465;?2.根据权利要求1所述的基于差压原理的无损检漏方法,其特征在于,基准物与待检密封容器的形状、尺寸、材质均相同。 3.根据权利要求1所述的基于差压原理的无损检漏方法,其特征在于,2个检测罐体分别各自通过一个抽气管与真空泵组连通,2个抽气阀门分别安装在2个抽气管上,2个抽气管各自的另一端分别与2个检测罐体连通;2个隔离管各自的一端分别与2个检测罐体连通,2个隔离管各自的另一端均与差压传感器连通,2个隔离阀门分别安装在2个隔离管上。 4.根据权利要求1所述的基于差压原理的无损检漏方法,其特征在于,待检密封容器为密封产品且内部充有一定压力的气体。 5.根据权利要求1所述的基于差压原理的无损检漏方法,其特征在于,检测罐体?#38236;?#28431;?#24066;?#20110;基准物的实际漏?#30465;?6.根据权利要求1所述的基于差压原理的无损检漏方法,其特征在于,检漏操作完成后,根据以下公式计算待检密封容器的整体漏率: Q=Q0+ΔPV/t-Q1其中,Q为待检密封容器的整体漏率,单位为Pa.m3/s;Q0为氦质谱检漏仪所测得的基准物的整体漏率,单位为Pa.m3/s;ΔP为累计时间内待测物真空室压升与基准物真空室压升之差,其?#26723;?#20110;两次差压传感器示数差ΔP2-ΔP1,单位为Pa;V为检测罐体与待检密封容器间所形成的真空室的容积,其?#26723;?#20110;检测罐体内部容积V0与待检密封容器体积V1的差值,单位为m3;t为检漏所需的累积时间,单位为s;Q1为因待检密封容器材料表面放气而引起的漏率的增长,单位为Pa.m3/s,其?#26723;?#20110;材料表面放气速率q与待检密封容器外表面积S的乘积。 7.一种基于差压原理的无损检漏装置,其特征在于,所述装置包括: 两个相同的检测罐体、2个抽气管、2个抽气阀门、2个隔离管、2个隔离阀门、真空泵组、差压传感器;2个检测罐体分别各自通过一个抽气管与真空泵组连通,2个抽气阀门分别安装在2个抽气管上,2个抽气管各自的另一端分别与2个检测罐体连通;2个隔离管各自的一端分别与2个检测罐体连通,2个隔离管各自的另一端均与差压传感器连通,2个隔离阀门分别安装在2个隔离管上,2个检测罐体分别用于放置待检密封容器与基准物。 8.根据权利要求7所述的基于差压原理的无损检漏装置,其特征在于,所述装置的检漏过程包括: 充气步骤:选取与待检密封容器相同的基准物,测量基准物漏率,并向基准物中充入气体,使之与待检密封容器内部压力相同; 密封步骤:将待检密封容器及基准物分别装入两个相同的检测罐体内并密封,两个检测罐体间均通过隔离阀门与差压传感器连通; 抽气步骤:关闭隔离阀门,打开抽气阀门,将检测罐体内部与待检密封容器之间的腔体、测罐体内部与基准物之间的腔体均抽至检漏所需压力形成真空室; 累积步骤:关闭抽气阀门,平衡预设时间段后打开隔离阀门,开始累积,通过差压传感器测量累积前后两个检测罐体内部的压力差,计算出待检密封容器的整体漏?#30465;?9.根据权利要求7所述的基于差压原理的无损检漏装置,其特征在于,待检密封容器为密封产品且内部充有一定压力的气体。

说明书


一种基于差压原理的无损检漏方法及装置
?#38469;?#39046;域


本发明涉及真空检漏?#38469;?#39046;域,具体地,涉及一种基于差压原理的无损检漏方法
及装置。


背景?#38469;?br>

差压检漏?#38469;?#26159;一种基于差压传感器的检漏?#38469;酰?#33021;?#36745;?#39640;真空环境下检测出两
个密闭容器间的压力差,进而计算得到待检密封容器的整体漏?#30465;?#30001;于其检测对象为相对
压力差,所需量程较小。因此,相较于绝对压力变化检漏?#38469;酰?#24046;压检漏?#38469;?#30340;检漏精度更
高。


请参考图1,传统的差压检漏过程需要搭建一个与待测产品大小、材料、形状完全
相同的,并且采用其他检漏方法检测出准确漏率的基准。检漏时,需向待测产品与基准物中
充气或抽气,达到工作压力后关闭阀门,静置一段时间后即可根据差压传感器的读数计算
待检密封容器的整体漏?#30465;?br>

中国专利(公告号CN 101738296 B)公开了一种航天器舱体差压检漏的方法,该方
法通过向舱体内部充气,利用差压传感器读取舱体与基准之间的压差,并考虑?#23435;?#24230;影响,
根据理想气体状态方程对所测差压进行了补偿,可用于检测大型航天器舱体的漏?#30465;?br>

中国专利(公告号CN 102087159 B)公开了一种双基准物的差压检漏方法,可通过
两个很小的基准物即可实现精确的差压检漏,且无需测量舱体与基准内的温度。


然而,在汽车、航天、核工业等领域中,存在多种密封产品,其内部充有一定压力的
气体,在检漏过程中需要保护其内部气氛不被破坏。上述检漏办法需要向待检密封容器内
部充入工作所需气体或者是将待检密封容器内部抽至一定真空,不可避免地会破坏待检密
封容器内部气氛,无法满足该类产品无损检漏的需求。


发明内容


为了克服传统差压检漏?#38469;?#38656;要破坏密封容器内部气氛的不足,本发明提供了一
种基于差压原理的无损检漏方法及装置,能够实现正压密封容器的无损检漏。


为实现上述发明目的,本申请一方面提供了一种基于差压原理的无损检漏方法,
所述方法包括:


充气步骤:选取与待检密封容器相同的基准物,测量基准物漏率,并向基准物中充
入气体,使之与待检密封容器内部压力相同;


密封步骤:将待检密封容器及基准物分别装入两个相同的检测罐体内并密封,两
个检测罐体间均通过隔离阀门与差压传感器连通;


抽气步骤:关闭隔离阀门,打开抽气阀门,将检测罐体内部与待检密封容器之间的
腔体、测罐体内部与基准物之间的腔体均抽至检漏所需压力形成真空室;


累积步骤:关闭抽气阀门,平衡预设时间段后打开隔离阀门,开始累积,通过差压
传感器测量累积前后两个检测罐体内部的压力差,计算出待检密封容器的整体漏?#30465;?br>

优选的,基准物与待检密封容器的形状、尺寸、材质均相同。


优选的,2个检测罐体分别各自通过一个抽气管与真空泵组连通,2个抽气阀门分
别安装在2个抽气管上,2个抽气管各自的另一端分别与2个检测罐体连通;2个隔离管各自
的一端分别与2个检测罐体连通,2个隔离管各自的另一端均与差压传感器连通,2个隔离阀
门分别安装在2个隔离管上。


优选的,待检密封容器为密封产品且内部充有一定压力的气体。


优选的,检测罐体?#38236;?#28431;?#24066;?#20110;基准物的实际漏?#30465;?br>

优选的,检漏操作完成后,根据以下公式计算待检密封容器的整体漏率:


Q=Q
0+ΔPV/t-Q
1


其中,Q为待检密封容器的整体漏率,单位为Pa.m
3/s;Q
0为氦质谱检漏仪所测得的
基准物的整体漏率,单位为Pa.m
3/s;ΔP为累计时间内待测物真空室压升与基准物真空室
压升之差,其?#26723;?#20110;两次差压传感器示数差ΔP
2-ΔP
1,单位为Pa;V为检测罐体与待检密封
容器间所形成的真空室的容积,其?#26723;?#20110;检测罐体内部容积V
0与待检密封容器体积V
1的差
值,单位为m
3;t为检漏所需的累积时间,单位为s;Q
1为因待检密封容器材料表面放气而引起
的漏率的增长,单位为Pa.m
3/s,其?#26723;?#20110;材料表面放气速率q与待检密封容器外表面积S的
乘积。


本申请另一方面还一种基于差压原理的无损检漏装置,所述装置包括:


两个相同的检测罐体、2个抽气管、2个抽气阀门、2个隔离管、2个隔离阀门、真空泵
组、差压传感器;2个检测罐体分别各自通过一个抽气管与真空泵组连通,2个抽气阀门分别
安装在2个抽气管上,2个抽气管各自的另一端分别与2个检测罐体连通;2个隔离管各自的
一端分别与2个检测罐体连通,2个隔离管各自的另一端均与差压传感器连通,2个隔离阀门
分别安装在2个隔离管上,2个检测罐体分别用于放置待检密封容器与基准物。


其中,所述装置的检漏过程包括:


充气步骤:选取与待检密封容器相同的基准物,测量基准物漏率,并向基准物中充
入气体,使之与待检密封容器内部压力相同;


密封步骤:将待检密封容器及基准物分别装入两个相同的检测罐体内并密封,两
个检测罐体间均通过隔离阀门与差压传感器连通;


抽气步骤:关闭隔离阀门,打开抽气阀门,将检测罐体内部与待检密封容器之间的
腔体、测罐体内部与基准物之间的腔体均抽至检漏所需压力形成真空室;


累积步骤:关闭抽气阀门,平衡预设时间段后打开隔离阀门,开始累积,通过差压
传感器测量累积前后两个检测罐体内部的压力差,计算出待检密封容器的整体漏?#30465;?br>

其中,待检密封容器为密封产品且内部充有一定压力的气体。


本发明所提供的检漏方法及装置无需?#28304;?#26816;密封容器内部充气或抽气,检漏过程
不破坏密封容器内部原有气氛,能够实现该类产品的无损检漏。


附图说明


此处所说明的附?#21152;?#26469;提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部
分,并不构成对本发明实施例的限定;


图1为传统差压检漏系统的组成示意图;


图2为本发明中无损检漏系统的组成示意图。


具体实施方式


为?#22235;?#22815;更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实
施方式对本发明进行进一步的详?#35813;?#36848;。需要说明的是,在相互不冲突的情况下,本申请的
实施例及实施例中的特征可以相互组合。


在下面的描述中阐述了很多具体?#38468;?#20197;便于充分理解本发明,但是,本发明还可
以采用其他不同于在此描述?#27573;?#20869;的其他方式来实施,因此,本发明的保护?#27573;?#24182;不受下
面公开的具体实施例的限制。


本发明所提供的基于差压原理的无损检漏方法具体实施流程如下:


1)充气:选取与待测产品大小、材料、形状完全相同的基准物,测量基准物漏率,并
向基准物中充入气体,使之与待检密封容器内部压力相同;


2)密封:将待检密封容器及基准物分别装入两个大小、材料、形状相同的检测罐体
内并密封,两个检测罐体间安装差压传感器;


3)抽气:打开抽气阀门,将两个检测罐体内部与待检密封容器及基准物之间的腔
体抽至检漏所需压力形成真空室;


4)累积:关闭抽气阀门,平衡一段时间后打开隔离阀门,开始累积,通过差压传感
器测量累积前后两个检测罐体内部的压力差,进而计算出待检密封容器的整体漏率;


5)进气:检漏结束后,打开检测罐体进气口,将两个检测罐体与大气连通,将待检
密封容器取出,完成检漏过程。


其中,步骤1)中,所述检测罐体?#38236;?#28431;?#24066;?#20110;基准实际漏?#30465;?#24453;检密封容器与基准
内部均充有一定压力的工作气体并且密封。整个检漏过程中要求待检密封容器内部原有气
氛不被破坏,且全过程处于恒温环境中。


本发明所涉及的无损差压检漏系统结构如图2所示,包括待检密封容器、基准、检
测罐体Ⅰ、检测罐体Ⅱ,差压传感器、抽气阀门Ⅰ、抽气阀门Ⅱ、隔离阀门Ⅰ、隔离阀门Ⅱ、真空
规Ⅰ、真空规Ⅱ、真空泵组。其中待检密封容器与基准分别充气密封后放置在两个检测罐体
内并密封,检测罐体外表面分别接有真空规,用以读取内部真空室的压力。抽气阀门Ⅰ、Ⅱ分
别控制检测罐体Ⅰ、Ⅱ与真空泵组的连通。检测罐体间连接有差压传感器,能够测定两个罐
体间的压力差。差压传感器两端各安装有一个隔离阀门,用以保护差压传感器。


本发明的原理如下:首先,选取一个与待检密封容器形状、大小、材料一致的密封
容器作为基准,其整体漏率通过氦质谱检漏仪检测获得准确数值。检漏开始前,两个大小、
材料、形状相同的检测罐体内部均为一个大气压,待检密封容器与基准内部均充有一定压
力的工作气体并密封,将待检密封容器与基准分别装入上述检测罐体内部并密封,抽气阀
门与隔离阀门保持关闭。随后打开抽气阀门,将检测罐体内部抽至检漏所需压力后,关闭抽
气阀门,平衡一段时间后打开隔离阀门开始累积。差压传感器可辨别累积前后两侧检测罐
体内部的真空室内的压力差值,根据读数通过理论计算即可得到待检密封容器的整体漏
?#30465;?br>

接下来,通过具体检漏实例对本发明做详?#24863;?#36848;。检漏实施例1,对一个体积为
60L,内部气压为1个大气压的密封容器进行检漏。首先,通过氦质谱检漏仪测得基准的整体
漏率Q
0。随后,将待检密封容器与基准内充入一个大气压的氦气后密封,分别放入两个内部
容积为70L,材质为不锈钢,整体漏率为10
-9Pa.m
3/s的检测罐体内部并将罐体密封。开启真
空泵组并打开抽气阀门Ⅰ、Ⅱ,将检测罐体内部抽至10
-2Pa后,关闭抽气阀门Ⅰ、Ⅱ。平衡一段
时间后,打开隔离阀门Ⅰ、Ⅱ,接通差压传感器与两侧真空室,记录差压传感器?#23616;鄲
1,开
始累积。累计时间1h后,记录差压传感器?#23616;鄲
2。检漏完成后,打开进气口,真空?#19968;?#22797;至
大气压状态,取出待检密封容器。


检漏操作完成后,根据以下公式计算待检密封容器的整体漏率:


Q=Q
0+ΔPV/t-Q
1


其中,Q为待检密封容器的整体漏率,单位为Pa.m
3/s;Q
0为氦质谱检漏仪所测得的
基准的整体漏率,单位为Pa.m
3/s;ΔP为累积时间内两侧真空室的压力差,其?#26723;?#20110;两次差
压传感器示数差ΔP
2-ΔP
1,单位为Pa;V为检测罐体与待检密封容器间所形成的真空室的容
积,其?#26723;?#20110;检测罐体内部容积V
0与待检密封容器体积V
1的差值,单位为m
3;t为检漏所需的
累积时间,单位为s;Q
1为因待检密封容器材料表面放气而引起的漏率的增长,单位为Pa.m
3/
s,其?#26723;?#20110;材料表面放气速率q与待检密封容器外表面积S的乘积,材料表面放气速率可查
阅真空设计手册获得。


尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的?#38469;?#20154;员一旦得知了基本创造
性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优
选实施例以及落入本发明?#27573;?#30340;所有变更和修改。


显然,本领域的?#38469;?#20154;员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精
神和?#27573;А?#36825;样,?#28909;?#26412;发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同?#38469;?#30340;?#27573;?br>之内,则本发明也意?#21450;?#21547;这些改动和变型在内。


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本文标题:一种基于差压原理的无损检漏方法及装置.pdf
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