CN109238597B - 一种差压式气密性检漏装置及其泄漏流量的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种差压式气密性检漏装置及其泄漏流量的检测方法，其装置包含：气源、调压阀、第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、第四气动阀、第五气动阀、气压计、差压传感器、标准容器、被测容器、消音器及辅助容器。针对被测容器容积是否已知，本发明提供了两种泄漏流量检测方法：即被测容器在已知和未知容积两种情形下的泄漏流量检测方法；对于被测容器：在已知容积情形下的泄漏流量检测第一步需先断开辅助容器；在未知容积情形下的泄漏流量检测第一步需先接通辅助容器，而两种检测方法的其余步骤同现有检测方法类似。本发明优点是：既可用于被测容器在已知容积情形下的泄漏流量检测，又可用于被测容器在未知容积情形下的泄漏流量检测。
Description
技术领域
本发明涉及气密性检测技术领域，具体的说是涉及一种差压式气密性检漏装置及其泄漏流量的检测方法，既可用于检测被测容器在已知容积的情形下的泄漏流量，又可以用于检测被测容器在未知容积的情形下的泄漏流量。
背景技术
目前常见的差压式气密性检漏仪，如图1所示，通常由进排气控制阀1、第一阀门2、第二阀门3、差压传感器10、基准容器8及被测容器9构成；其工作原理是：通过一个受控的进排气控制阀来将基准容器8及被测容器9连接起来，在检测时，先同时对它们进行充气，待它们两者的压力达到一致且与***预设压力值相等时，然后关闭连通它们的阀门，并静置一会后，因基准容器8为全封闭不会泄漏，故其压力为充气压力且保证不变，而被测容器9若存在泄漏将会出现压力下降，且其压力下降幅度会随着气体泄漏量的增加而增加，则此时可通过跨接在第一阀门2与第二阀门3的出气口处的差压传感器10来观测到这两个容器(即基准容器8及被测容器9)的压力差变化情况，根据差压传感器10测得的压力差值变化便可知晓被测容器9是否存在气体泄漏的问题。
虽然，采用上述如图1所示的差压式气密性检漏仪可以快速的判断出有气密性要求的产品是否存在气体泄漏问题，但是还存在一些缺陷，例如：如图1中所示，现有差压式气密性检漏仪的充、排气气路大都数是重合，当对有气密性要求的产品进行泄漏检测完成后，充入到有气密性要求的产品(即图1中的被测容器9)中的压缩空气会经过差压式气密性检漏仪排出，与此同时，产品中的油、水、粉尘等杂质也会被带进差压式气密性检漏仪内部，并随着气体在差压式气密性检漏仪内部流动，这样会导致被检产品中的油、水、粉尘等杂质在最后的排气过程中附着到差压式气密性检漏仪内部，进而导致其核心部件如差压传感器10损坏，或导致阀门密封性下降。
针对此问题，目前已有厂家提供了授权公告号为CN203024944U，专利号为201220638034.X的中国专利“一种高精度差压式气密性检漏仪”的改进方案(如图2所示)，该“一种高精度差压式气密性检漏仪”主要是在图1中所示的差压式气密性检漏仪基础进行改进，具体是在第一阀门2的出气端再增加一个第三阀门4、第五阀门6，在第二阀门3的出气端再增加一个第四阀门5及第六阀门7；通过增设的第三阀门4、第四阀门5、第五阀门6及第六阀门7便可有效的将检漏仪内外硬件管路隔离，使得检测气体被分成两路排出，从而保证差压传感器10中的检测气体始终为洁净的，进而避免了其被检测产品带的入油、水、粉尘等杂质所污染发生损坏，影响测量精度。
虽然，如图1或图2所示的现有差压式气密性检漏仪均可以当其发生泄漏时，用于计算出被测容器9所产生的泄漏流量，但是现有的差压式气密性检漏仪均是在已知被测容器9容积的情况下，才可以明确计算出其具体泄漏流量数值；而对于在被测容器9的容积未知的情况下，目前还没有一种比较有效的装置或方法能够获取到其具体的泄漏流量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即可用于检测被测容器在已知容积的情形下的泄漏流量，又可以用于检测被测容器在未知容积的情形下的泄漏流量的差压式气密性检漏装置及其泄漏流量的检测方法，用于解决背景技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种差压式气密性检漏装置，包含气源、调压阀、第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、第四气动阀、差压传感器、标准容器及被测容器；所述气源通过第一气管与所述调压阀的进气口连接，所述调压阀的出气口通过第二气管与所述第一气动阀的进气口连接，所述第一气动阀的出气口通过第三气管分别与第四气管的一端及第六气管的一端连接，所述第四气管的另一端与第二气动阀的进气口连接，所述第六气管的另一端与第七气管的一端连接，所述第七气管的另一端与第三气动阀的进气口连接,所述第二气动阀的出气口通过第五气管分别与标准容器及差压传感器的一端连接，所述第三气动阀的出气口通过第八气管分别与被测容器及差压传感器的另一端连接；
为实现本发明的目的，本发明提供的差压式气密性检漏装置，还包含有第五气动阀及辅助容器，所述第五气动阀的进气口通过第十一气管分别与所述第六气管远离第三气管和第四气管的一端连接以及与所述第七气管远离第三气动阀的一端连接，所述第五气动阀的出气口通过第十二气管与所述辅助容器连接；
所述被测容器为一个已知容积大小或未知容积大小的容器；
所述辅助容器为一个已知容积大小的标准容器。
进一步，为防止外部杂质进入装置测量气路的内部，进而损坏测量气路中的核心仪器，在连接所述第三气动阀的出气口与被测容器的第八气管上还设有一个止回阀，所述止回阀的进气口分别与所述第三气动阀的出气口及所述差压传感器的一端连接，所述止回阀的出气口与所述被测容器连接。
进一步，为消除气体排放过程中产生的噪音，在连接所述第三气动阀的出气口与被测容器的第八气管上还连接着一根第九气管，所述第九气管一端通过第八气管分别与所述止回阀的出气口及被测容器连接，所述第九气管另一端与第四气动阀的进气口连接，所述第四气动阀的出气口通过第十气管与消音器连接。
进一步，为了能够实时准确的掌握测量装置中的气压变化情况，本发明提供的差压式气密性检漏装置，还包含有气压计，所述气压计设置在第六气管上或者第六气管与第三气管及第四气管的连接部位。
基于本发明提供的差压式气密性检漏装置，本发明还提供了一种使用该差压式气密性检漏装置在已知被测容器容积大小情况下的泄漏流量检测方法，其包含如下步骤：
步骤1：关闭第五气动阀；
步骤2：对标准容器及已知容积大小的被测容器充气；
打开第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀，关闭第四气动阀，接通气源，由气源给标准容器、已知容积大小的被测容器充气；
步骤3：让标准容器和已知容积大小的被测容器内的气压达到第一次平衡；
通过气压计实时检测气路中的气压大小，当气压计检测到气路中的气体压力达到***预先设定的压力值后，关闭第一气动阀，待标准容器和已知容积大小的被测容器内的气压达到第一次平衡；
步骤4：让标准容器和已知容积大小的被测容器内的气压达到第二次平衡；
关闭第二气动阀和第三气动阀，待标准容器和已知容积大小的被测容器内的气压达到第二次平衡；
步骤5：获取压差变化率，计算泄漏流量；
(1)待第二次平衡结束后，若已知容积大小的被测容器存在气体泄漏时，则已知容积大小的被测容器内的气压会不断下降，此时可通过差压传感器来检测一段时间Δt内的标准容器和被测容器的压差变化Δp，依此来获取气路的压差变化率为Δp/Δt；
(2)获取被测容器的容积V2，以及气路中的压差变化率Δp/Δt，通过公式(a)计算出已知容积大小的被测容器(11)的泄漏流量Q；
式中：V2表示被测容器的容积；
p0表示大气压力；
步骤6：排气，结束检测；
打开第二气动阀、第三气动阀及第四气动阀，将标准容器、已知容积的被测容器中的气体经由消音器消音后排出。
基于本发明提供的差压式气密性检漏装置，本发明还提供了一种使用该差压式气密性检漏装置在未知被测容器容积情况下的泄漏流量检测方法，其包含如下步骤：
步骤1：打开第五气动阀；
步骤2：对标准容器、未知容积大小的被测容器及已知容积大小的辅助容器充气；
打开第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀，关闭第四气动阀，接通气源，由气源给标准容器、未知容积大小的被测容器及已知容积大小的辅助容器充气；
步骤3：让标准容器、未知容积大小的被测容器及已知容积大小的辅助容器内的气压达到第一次平衡；
通过气压计实时检测气路中的气压大小，当气压计检测到气路中的气体压力达到***预先设定的压力值后，关闭第一气动阀，待标准容器、未知容积大小的被测容器及已知容积大小的辅助容器内的气压逐步达到第一次平衡；
步骤4：让标准容器、未知容积大小的被测容器及已知容积大小的辅助容器的气压达到第二次平衡；
关闭第二气动阀，待标准容器、未知容积大小的被测容器及已知容积大小的辅助容器内的气压达到第二次平衡；
步骤5：测量第一次压差变化率；
待第二次平衡结束后，若未知容积大小的被测容器存在泄漏，则已知容积大小的辅助容器和未知容积大小的被测容器内的气压会不断下降，此时通过差压传感器来测量一段时间Δt1内标准容器和未知容积的被测容器的压差Δp1，获取第一次压差变化率为Δp1/Δt1；
步骤6：测量第二次压差变化率；
关闭第三气动阀，通过差压传感器来测量一段时间Δt2内标准容器和未知容积大小的被测容器的压差Δp2，获取第二次压差变化率为Δp2/Δt2；
步骤7：获取未知容积大小的被测容器的容积V2；
(1)将步骤5中获取到的第一次压差变化率代入到气体泄漏流量公式中，计算出第一次气体泄漏流量Q1，其计算式具体如下：
(2)将步骤6中获取到的第二次压差变化率代入到气体泄漏流量公式中，计算出第二次气体泄漏流量Q2，其计算式具体如下：
(3)在被测容器内部气压相同的情况下，由上述步骤(1)和(2)所求得的泄漏流量Q1、Q2两者相等，即Q1＝Q2，故由公式(b)和公式(c)可以得到如下等式(d)：
(4)根据步骤(3)中得到的等式(d)，进一步推导出未知容积大小的被测容器的容积V2，其计算式具体如下：
步骤8：将步骤7中求得的被测容器的容积V2，以及已知的辅助容器容积V1和已知的大气压力p0，代入到公式中，计算出在事先未知被测容器的容积大小的情形下的气体泄漏流量Q，其计算式具体如下：
步骤9：排气，结束检测；
打开第二气动阀、第三气动阀、第四气动阀及第五气动阀，将已知容积大小的辅助容器、标准容器和未知容积大小的被测容器内的气体经由消音器消音后排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的差压式气密性检漏装置通过在被测容器与差压传感器之间增添一个止回阀，在排气过程中，通过其将被测容器内的油、水、粉尘等杂质阻挡住，防止其进入检漏装置内部，减少了诸如传感器等核心部件的污损，从而有效的保证了检漏装置的测量精度及使用寿命；
(2)本发明提供的差压式气密性检漏装置，通过在现有的差压式气密性检漏仪气路中增加一个已知容积大小的辅助容积，便可实现既能用于检测被测容器在已知容积大小的情形下的泄漏流量，又可以用于检测被测容器在未知容积大小的情形下的泄漏流量；
(3)本发明提供的差压式气密性检漏装置，具有结构简单、测试精度高、稳定性好，使用范围广等优点；
(4)本发明提供的差压式气密性检漏装置的泄漏量检测方法，具有操作方便，测量精度高等优点。
附图说明
图1为现有差压式气密性检漏仪的结构示意图；
图2为在图1基础上改进的差压式气密性检漏仪的结构示意图；
图3为本发明差压式气密性检漏装置的一种优选例的结构示意图；
图4为图3中本发明优选例在已知被测容器的容积情形下，充气时的气体流向示意图；
图5为图3中本发明优选例在已知被测容器的容积情形下，排气时的气体流向示意图；
图6为图3中本发明优选例在未知被测容器的容积情形下，充气时的气体流向示意图；
图7为图3中本发明优选例在未知被测容器的容积情形下，排气时的气体流向示意图；
图8为验证本发明提供的差压式气密性检漏仪的测量结果有效性和准确性的验证机构的优选例；
图9为在图8验证机构下测得的压差曲线图；
图1至图2中附图标记说明：1、进排气控制阀；2、第一阀门；3、第二阀门；4、第三阀门；5、第四阀门；6、第五阀门；7、第六阀门；8、基准容器；9、被测容器；10、差压传感器；
图3至图7中附图标记说明：1、气源；2、调压阀；3、第一气动阀；4、第二气动阀；5、第三气动阀；6、第四气动阀；7、第五气动阀；8、气压计；9、差压传感器；10、标准容器；11、被测容器；12、消音器；13、辅助容器；14、止回阀；15、第一气管；16、第二气管；17、第三气管；18、第四气管；19、第五气管；20、第六气管；21、第七气管；22、第八气管；23、第九气管；24、第十气管；25、第十一气管；26、第十二气管；
图8中附图标记说明：100、流量计；200、计量阀；
图9中横坐标表示时间(S),纵坐标表示压差(Pa),最下面的一条曲线表示第一次测量结果曲线(细实线)，中间的条曲线表示第二次测量结果曲线(细点画线)，最上面的一条曲线表示第三次测量结果曲线(虚线)。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
本发明提供的差压式气密性检漏装置，主要是针对诸如图1或图2所示的现有差压式气密性检漏仪，在未知被测容器11的容积情形下，无法检测出泄漏流量的缺陷提出的改进方案，其具体是通过在诸如图1或图2所示的气路中，增添上一个已知容积大小的辅助容器13来改善的，经过改进后的本发明差压式气密性检漏装置，在实际应用中，其既可以用于在被测容器11容积已知情形下的泄漏流量检测，又可以用于被测容器11容积的在未知情形下的泄漏流量检测。
如图1或2所示的现有差压式气密性检漏仪中，若其中的被测容器9存在气体泄漏时，在测试过程中，可通过差压传感器10在Δt时间内测得气体压力变化Δp，然后借助理想气体状态方程pV＝nRT，其中p为气体压力，V为气体体积，n为气体质量，R为理想气体常数，T为理想气体的热力学温度，可计算出被测容器9具体的泄漏流量，具体如下：
假设被测容器9内起始气压为p1，结束气压为p2，气路中泄漏的气体体积为ΔV，容器内和容器外气体温度为T0，被测容器11的体积为V2(已知)，大气压力为p0，根据质量守恒，可以得到如下公式：
根据上述公式,可推导出现有差压式气密性检漏仪气路中泄漏的气体体积ΔV为：
根据泄漏流量计算公式即可得到现有的差压式气密性检漏仪气路中被测容器9端的泄漏流量Q为：
根据上述现有差压式气密性检漏仪,在已知被测容器的容积下测得的泄漏流量Q的方法，本发明不仅提供了一种新的差压式气密性检漏装置，同时还针对现有差压式气密性检漏仪的不足之处，以本发明提供的差压式气密性检漏装置为基础提出在被测容器已知容积大小和未知容积大小这两种情形下的气体泄漏流量检测方法。
参阅图3所示，为本发明提供的差压式气密性检漏装置的一种优选例：在本优选例中，该差压式气密性检漏装置包含有气源1、调压阀2、第一气动阀3、第二气动阀4、第三气动阀5、第四气动阀6、差压传感器9、标准容器10及被测容器11；
其中，气源1通过第一气管15与调压阀2的进气口连接，调压阀2的出气口通过第二气管16与第一气动阀3的进气口连接，第一气动阀3的出气口通过第三气管17分别与第四气管18的一端及第六气管20的一端连接，第四气管18的另一端与第二气动阀4的进气口连接，第六气管20的另一端与第七气管21的一端连接，第七气管21的另一端与第三气动阀5的进气口连接；第二气动阀4的出气口通过第五气管19分别与标准容器10及差压传感器9的一端连接；第三气动阀5的出气口通过第八气管22分别与被测容器11及差压传感器9的另一端连接；
为实现本发明的目的即：不仅可以用于检测被测容器在已知容积的情形下的泄漏流量，又可以用于检测被测容器在未知容积的情形下的泄漏流量。故在本发明优选例中，该差压式气密性检漏装置，还包含有第五气动阀7及辅助容器13，第五气动阀7的进气口通过第十一气管25分别与第六气管20远离第三气管17和第四气管18的一端连接以及与第七气管21远离第三气动阀5的一端连接，第五气动阀7的出气口通过第十二气管26与辅助容器13连接；
其中的被测容器11为一个已知容积大小或未知容积大小的容器；辅助容器13为一个已知容积大小的标准容器；至于其中的标准容器10的容积是否已知，对本发明不起作用，故不强调。
在本发明优选例中，为防止外部杂质进入装置测量气路的内部，进而损坏测量气路中的核心仪器：在连接第三气动阀5的出气口与被测容器11的第八气管22上还设有一个止回阀14，该止回阀14的进气口分别与第三气动阀5的出气口及差压传感器8的一端连接，止回阀14的出气口与被测容器11连接。
在本发明优选例中，为消除气体排放过程中产生的噪音：在连接第三气动阀5的出气口与被测容器11的第八气管22上还连接着一根第九气管23，该第九气管23一端通过第八气管22分别与止回阀14的出气口及被测容器11连接，第九气管23另一端与第四气动阀6的进气口连接，第四气动阀6的出气口通过第十气管24与消音器12连接。
在本发明优选例中，为了能够实时准确的掌握测量装置中的气压变化情况：该差压式气密性检漏装置还包含有气压计8，该气压计8可以设置在第六气管20上，也可以设置在第六气管20与第三气管17及第四气管18的连接部位。
如图4和图5所示，为本发明优选例提供的差压式气密性检漏装置，在已知被测容器11容积大小的情况下，进行气体泄漏流量检测时的充、排气的过程：其中，图4中所示的箭头指向，表示的是在此已知被测容器11的容积大小的情形下，该检漏装置充气时的气体流向；图5中所示的箭头指向，表示的是在此已知被测容器11的容积大小的情形下，该检漏装置排气时的气体流向。
(一)当采用本发明优选例提供的差压式气密性检漏装置，在已知被测容器11容积大小的情况下，进行气体泄漏流量检测时，其气体泄漏流量检测方法具体包含如下步骤：
步骤1：关闭第五气动阀7；
步骤2：对标准容器10及已知容积大小的被测容器11充气；
打开第一气动阀3、第二气动阀4、第三气动阀5，关闭第四气动阀6，接通气源1，由气源1给标准容器10、已知容积大小的被测容器11充气；
步骤3：让标准容器10和已知容积大小的被测容器11内的气压达到第一次平衡；
通过气压计8实时检测气路中的气压大小，当气压计8检测到气路中的气体压力达到***预先设定的压力值后，关闭第一气动阀3，待标准容器10和已知容积大小的被测容器11内的气压达到第一次平衡；
步骤4：让标准容器10和已知容积大小的被测容器11内的气压达到第二次平衡；
关闭第二气动阀4和第三气动阀5，待标准容器10和已知容积大小的被测容器11内的气压达到第二次平衡；
步骤5：获取压差变化率，计算泄漏流量；
(1)待第二次平衡结束后，若已知容积大小的被测容器11存在气体泄漏时，则已知容积大小的被测容器11内的气压会不断下降，此时可通过差压传感器9来检测一段时间Δt内的标准容器10和被测容器11的压差变化Δp，依此来获取气路的压差变化率为Δp/Δt；
(2)获取被测容器11的容积V2，以及气路中的压差变化率Δp/Δt，通过公式(a)计算出已知容积大小的被测容器11的泄漏流量Q；
式中：V2表示被测容器的容积；
p0表示大气压力；
步骤6：排气，结束检测；
打开第二气动阀4、第三气动阀5及第四气动阀6，将标准容器10、已知容积的被测容器11中的气体经由消音器12消音后排出。
如图6和图7所示，为本发明优选例提供的差压式气密性检漏装置，在未知被测容器11容积大小的情况下，进行气体泄漏流量检测时的充、排气的过程：其中，图6中所示的箭头指向，表示的是在此未知被测容器11的容积大小的情形下，该检漏装置充气时的气体流向；图7中所示的箭头指向，表示的是在此未知被测容器11的容积大小的情形下，该检漏装置排气时的气体流向。
(二)当采用本发明优选例提供的差压式气密性检漏装置，在未知被测容器11容积大小的情况下，进行气体泄漏流量检测时，其气体泄漏流量检测方法具体包含如下步骤：
步骤1：打开第五气动阀7；
步骤2：对标准容器10、未知容积大小的被测容器11及已知容积大小的辅助容器13充气；
打开第一气动阀3、第二气动阀4、第三气动阀5，关闭第四气动阀6，接通气源1，由气源1给标准容器10、未知容积大小的被测容器11及已知容积大小的辅助容器13充气；
步骤3：让标准容器10、未知容积大小的被测容器11及已知容积大小的辅助容器13内的气压达到第一次平衡；
通过气压计8实时检测气路中的气压大小，当气压计8检测到气路中的气体压力达到***预先设定的压力值后，关闭第一气动阀3，待标准容器10、未知容积大小的被测容器11及已知容积大小的辅助容器13内的气压逐步达到第一次平衡；
步骤4：让标准容器10未知容积大小的被测容器11及已知容积大小的辅助容器13的气压达到第二次平衡；
关闭第二气动阀4，待标准容器10、未知容积大小的被测容器11及已知容积大小的辅助容器13内的气压达到第二次平衡；
步骤5：测量第一次压差变化率；
待第二次平衡结束后，若未知容积大小的被测容器11存在泄漏，则已知容积大小的辅助容器13和未知容积大小的被测容器11内的气压会不断下降，此时通过差压传感器9来测量一段时间Δt1内标准容器10和未知容积的被测容器11的压差Δp1，获取第一次压差变化率为Δp1/Δt1；
步骤6：测量第二次压差变化率；
关闭第三气动阀5，通过差压传感器9来测量一段时间Δt2内标准容器10和未知容积大小的被测容器11的压差Δp2，获取第二次压差变化率为Δp2/Δt2；
步骤7：获取未知容积大小的被测容器11的容积V2；
(1)将步骤5中获取到的第一次压差变化率代入到气体泄漏流量公式中，计算出第一次气体泄漏流量Q1，其计算式具体如下：
(2)将步骤6中获取到的第二次压差变化率代入到气体泄漏流量公式中，计算出第二次气体泄漏流量Q2，其计算式具体如下：
(3)在被测容器内部气压相同的情况下，由上述步骤(1)和(2)所求得的泄漏流量Q1、Q2两者相等，即Q1＝Q2，故由公式(b)和公式(c)可以得到如下等式(d)：
(4)根据步骤(3)中得到的等式(d)，进一步推导出未知容积大小的被测容器11的容积V2，其计算式具体如下：
步骤8：将步骤7中求得的被测容器11的容积V2，以及已知的辅助容器13容积V1和已知的大气压力p0，代入到公式(c)中，计算出在事先未知被测容器11的容积大小的情形下的气体泄漏流量Q，其计算式具体如下：
步骤9：排气，结束检测；
打开第二气动阀4、第三气动阀5、第四气动阀6及第五气动阀7，将已知容积大小的辅助容器13、标准容器10和未知容积大小的被测容器11内的气体经由消音器12消音后排出。
如图8所示，为了验证本发明的有效性和准确性，设计了一套验证机构：即将本发明提供的差压式气密性检漏装置中的被测容器11输出端连接上一个流量计100和一个计量阀200，通过调节计量阀200来控制泄漏量，通过流量计100来显示当前的泄漏量大小。
测量时：气源1的设计压力为400kPa(实际应用在400～800kPa范围内)，经过调压阀2将其输出气体的气压减压到200kPa，当然根据实际需要，装置中具体的测试压力可以通过调节调压阀2来实现，其中已知容积大小的辅助容器13的容积V2为0.14L。
下面通过调节计量阀200，分别进行三次实验测试：
A、第一次测试：调节计量阀200，测得的泄漏量为5.9ml/min；测试结果曲线如图9所示的第一次测试曲线。
在本次测试中：Δt1＝28-10＝18(s),Δp1＝544.2-59.8＝484.4(Pa)；Δt2＝58-35＝18(s),Δp2＝1794.4-789.2＝1005.2(Pa)；根据V2＝0.14L，由公式(f)计算得到泄漏流量Q＝5.82(ml/min)。
在同等条件下，将由上述验证机构在第一次测试后得到的泄漏量5.9ml/min与通过本发明提供的泄漏量检测方法所得到的泄漏量5.82ml/min相比，可知两者的测量相对误差为1.35％。
B、第二次测试：调节计量阀200，测得的泄漏量为7.6ml/min；测试结果曲线如图9所示的第二次测试曲线。
在本次测试中：Δt1＝28.7-8＝20.7(s),Δp1＝808.8-75.2＝733.6(Pa)；Δt2＝58.7-36.5＝22.2(s),Δp2＝2501.4-1202.2＝1299.2(Pa)；根据V2＝0.14L，由公式(f)计算得到泄漏流量Q＝7.47(ml/min)。
在同等条件下，将由上述验证机构在第二次测试后得到的泄漏量7.6ml/min与通过本发明提供的泄漏量检测方法所得到的泄漏量7.47ml/min相比，可知两者的测量相对误差为1.7％。
C、第三次测试：调节计量阀200，测得的泄漏量为10.4ml/min；测试结果曲线如图9所示的第三次测试曲线。
在本次测试中：Δt1＝28.7-10＝18.7(s),Δp1＝1220.4-290.8＝929.6(Pa)；Δt2＝58.7-37.9＝20.8(s)；Δp2＝3629.8-1914.8＝1715(Pa)；根据V2＝0.14L，由公式(f)计算得到泄漏流量Q＝10.41(ml/min)。
在同等条件下，将由上述验证机构在第三次测试后得到的泄漏量10.4ml/min与通过本发明提供的泄漏量检测方法所得到的泄漏量10.41ml/min相比，可知两者的测量相对误差为0.1％。
由上述得到的三次测量相对误差可知，采用本发明提供的差压式气密性检漏装置及检测方法测量得到的泄漏流量基本上接近趋于实际值，故而，可判断采用本发明提供的差压式气密性检漏装置可以有效且正确的测量得到无论被测容器是在已知容积情形下还是在未知容积情形下的泄漏流量。
最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种差压式气密性检漏装置，包含气源(1)、调压阀(2)、第一气动阀(3)、第二气动阀(4)、第三气动阀(5)、第四气动阀(6)、差压传感器(9)、标准容器(10)及被测容器(11)；所述气源(1)通过第一气管(15)与所述调压阀(2)的进气口连接，所述调压阀(2)的出气口通过第二气管(16)与所述第一气动阀(3)的进气口连接，所述第一气动阀(3)的出气口通过第三气管(17)分别与第四气管(18)的一端及第六气管(20)的一端连接，所述第四气管(18)的另一端与第二气动阀(4)的进气口连接，所述第六气管(20)的另一端与第七气管(21)的一端连接，所述第七气管(21)的另一端与第三气动阀(5)的进气口连接，所述第二气动阀(4)的出气口通过第五气管(19)分别与标准容器(10)及差压传感器(9)的一端连接；所述第三气动阀(5)的出气口通过第八气管(22)分别与被测容器(11)及差压传感器(9)的另一端连接；
其特征在于：所述差压式气密性检漏装置，还包含有第五气动阀(7)及辅助容器(13)，所述第五气动阀(7)的进气口通过第十一气管(25)分别与所述第六气管(20)远离第三气管(17)和第四气管(18)的一端连接以及与所述第七气管(21)远离第三气动阀(5)的一端连接，所述第五气动阀(7)的出气口通过第十二气管(26)与所述辅助容器(13)连接；
所述被测容器(11)为一个已知容积大小或未知容积大小的容器；
所述辅助容器(13)为一个已知容积大小的标准容器。
2.根据权利要求1所述的差压式气密性检漏装置，其特征在于：在连接所述第三气动阀(5)的出气口与被测容器(11)的第八气管(22)上还设有一个止回阀(14)，所述止回阀(14)的进气口分别与所述第三气动阀(5)的出气口及所述差压传感器(9)的一端连接，所述止回阀(14)的出气口与所述被测容器(11)连接。
3.根据权利要求2所述的差压式气密性检漏装置，其特征在于：在连接所述第三气动阀(5)的出气口与被测容器(11)的第八气管(22)上还连接着一根第九气管(23)，所述第九气管(23)一端通过第八气管(22)分别与所述止回阀(14)的出气口及被测容器(11)连接，所述第九气管(23)另一端与第四气动阀(6)的进气口连接，所述第四气动阀(6)的出气口通过第十气管(24)与消音器(12)连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的差压式气密性检漏装置，其特征在于：所述差压式气密性检漏装置，还包含有气压计(8)，所述气压计(8)设置在第六气管(20)上或者第六气管(20)与第三气管(17)及第四气管(18)的连接部位。
5.一种使用权利要求4所述的差压式气密性检漏装置在已知被测容器(11)容积大小情况下泄漏流量的检测方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤1：关闭第五气动阀(7)；
步骤2：对标准容器(10)及已知容积大小的被测容器(11)充气；
打开第一气动阀(3)、第二气动阀(4)、第三气动阀(5)，关闭第四气动阀(6)，接通气源(1)，由气源(1)给标准容器(10)、已知容积大小的被测容器(11)充气；
步骤3：让标准容器(10)和已知容积大小的被测容器(11)内的气压达到第一次平衡；
通过气压计(8)实时检测气路中的气压大小，当气压计(8)检测到气路中的气体压力达到***预先设定的压力值后，关闭第一气动阀(3)，待标准容器(10)和已知容积大小的被测容器(11)内的气压达到第一次平衡；
步骤4：让标准容器(10)和已知容积大小的被测容器(11)内的气压达到第二次平衡；
关闭第二气动阀(4)和第三气动阀(5)，待标准容器(10)和已知容积大小的被测容器(11)内的气压达到第二次平衡；
步骤5：获取压差变化率，计算泄漏流量；
(1)待第二次平衡结束后，若已知容积大小的被测容器(11)存在气体泄漏时，则已知容积大小的被测容器(11)内的气压会不断下降，此时可通过差压传感器(9)来检测一段时间Δt内的标准容器(10)和被测容器(11)的压差变化Δp，依此来获取气路的压差变化率为Δp/Δt；
(2)根据被测容器(11)的容积V2，以及气路中的压差变化率Δp/Δt，通过公式(a)计算出已知容积大小的被测容器(11)的泄漏流量Q；
式中：V2表示被测容器的容积；
p0表示大气压力；
步骤6：排气，结束检测；
打开第二气动阀(4)、第三气动阀(5)及第四气动阀(6)，将标准容器(10)、已知容积的被测容器(11)中的气体经由消音器(12)消音后排出。
6.一种使用权利要求4所述的差压式气密性检漏装置在未知被测容器(11)容积大小情况下泄漏流量的检测方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤1：打开第五气动阀(7)；
步骤2：对标准容器(10)、未知容积大小的被测容器(11)及已知容积大小的辅助容器(13)充气；
打开第一气动阀(3)、第二气动阀(4)、第三气动阀(5)，关闭第四气动阀(6)，接通气源(1)，由气源(1)给标准容器(10)、未知容积大小的被测容器(11)及已知容积大小的辅助容器(13)充气；
步骤3：让标准容器(10)、未知容积大小的被测容器(11)及已知容积大小的辅助容器(13)内的气压达到第一次平衡；
通过气压计(8)实时检测气路中的气压大小，当气压计(8)检测到气路中的气体压力达到***预先设定的压力值后，关闭第一气动阀(3)，待标准容器(10)、未知容积大小的被测容器(11)及已知容积大小的辅助容器(13)内的气压逐步达到第一次平衡；
步骤4：让标准容器(10)、未知容积大小的被测容器(11)及已知容积大小的辅助容器(13)的气压达到第二次平衡；
关闭第二气动阀(4)，待标准容器(10)、未知容积大小的被测容器(11)及已知容积大小的辅助容器(13)内的气压达到第二次平衡；
步骤5：测量第一次压差变化率；
待第二次平衡结束后，若未知容积大小的被测容器(11)存在泄漏，则已知容积大小的辅助容器(13)和未知容积大小的被测容器(11)内的气压会不断下降，此时通过差压传感器(9)来测量一段时间Δt1内标准容器(10)和未知容积的被测容器(11)的压差Δp1，获取第一次压差变化率为Δp1/Δt1；
步骤6：测量第二次压差变化率；
关闭第三气动阀(5)，通过差压传感器(9)来测量一段时间Δt2内标准容器(10)和未知容积大小的被测容器(11)的压差Δp2，获取第二次压差变化率为Δp2/Δt2；
步骤7：获取未知容积大小的被测容器(11)的容积V2；
(1)将步骤5中获取到的第一次压差变化率，代入到气体泄漏流量公式中，获得第一次气体泄漏流量Q1，其计算式具体如下：
(2)将步骤6中获取到的第二次压差变化率代入到气体泄漏流量公式中，获得第二次气体泄漏流量Q2，其计算式具体如下：
(3)在被测容器内部气压相同的情况下，由上述步骤(1)和(2)所求得的泄漏流量Q1、Q2两者相等，即Q1＝Q2，故由公式(b)和公式(c)可以得到如下等式(d)：
(4)根据步骤(3)中得到的等式(d)，进一步推导出未知容积大小的被测容器(11)的容积V2，其计算式具体如下：
步骤8：将步骤7中求得的被测容器(11)的容积V2，以及已知的辅助容器(13)容积V1和已知的大气压力p0，代入到公式(c)中，计算出在事先未知被测容器(11)的容积大小的情形下的气体泄漏流量Q，其计算式具体如下：
步骤9：排气，结束检测；
打开第二气动阀(4)、第三气动阀(5)、第四气动阀(6)及第五气动阀(7)，将已知容积大小的辅助容器(13)、标准容器(10)和未知容积大小的被测容器(11)内的气体经由消音器(12)消音后排出。
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