CN109580117B - 一种评估高压流体器件渗漏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评估高压流体器件渗漏的方法，基于高压流体器件的微量泄露的测试***，所述的方法具体包括以下步骤：步骤S1：测试***准备；步骤S2：将测试***加压到设定压力值P，保持设定压力值P稳定；步骤S3：绘制实时压力‑时间变化曲线；步骤S4：解压、泄压、计算压降速率X；步骤S5：通过压降速率X表征保压能力；评估工件的密封情况。本发明的有益效果是：本发明能够评估高压流体器件的密封情况；本发明能够直接测定；本发明可操作性强。
Description
技术领域
本发明涉及高压真空装置测试技术领域，具体的说，是一种评估高压流体器件渗漏的方法。
背景技术
高压和真空装置是工业、实验室仪器设备中广泛应用，器件由于目前密封技术的局限，不可避免地存在泄露问题。而在很多情况下，泄露量和允许泄露量都是非常小的，现有的泄露检测技术却不适用于这些场景。例如，气压水浸法、超声波检测法的检测效率低，无法检测微小泄漏。压力衰减法历史悠久，可操作性强，虽然可以用于测定微渗漏并评估密封效果，虽然可以根据压降估算出泄露体积，但公式依赖于压力介质的弹性模量。无法准确测量泄露量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种评估高压流体器件渗漏的方法，本发明能够评估高压流体器件的密封情况；本发明能够直接测定；本发明可操作性强。
本发明通过下述技术方案实现：一种评估高压流体器件渗漏的方法，基于高压流体器件的微量泄露的测试***，所述测试***包括与检测高压流体器件连接的压力监测测试***、分别与压力监测测试***连接的高压发生测试***和控制与记录***、与高压发生测试***连接的低压输液测试***；所述高压发生测试***包括高压柱塞泵本体、柱塞以及用于柱塞在高压柱塞泵本体内运动的高压柱塞泵驱动装置，所述高压柱塞泵本体分别与低压输液测试***和压力监测测试***连接；所述高压柱塞泵驱动装置与控制与记录***连接；
所述的方法具体包括以下步骤：
步骤S1：测试***准备；
步骤S2：将测试***加压到设定压力值P，保持设定压力值P稳定；
步骤S3：记录测试***当前压力值P1，计时器进行时间记录，压力监测测试***对实时压力值进行记录，绘制实时压力-时间变化曲线。
步骤S4：解压、泄压、计算压降速率X；
步骤S5：通过压降速率X表征保压能力；评估工件的密封情况。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11：向前级泵中装入合适的压力介质流体；向整个流路中灌注压力介质流体；所述压力介质流体为纯净水、压力油中的一种；
步骤S12：灌注结束后，柱塞后移使高压柱塞泵本体腔体内充满液体，当测试***已经充满液体后，封闭测试***。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2具体是指：控制控制与记录***驱动柱塞泵驱动装置使得柱塞移动；压力监测测试***对压力值进行监测，当压力值达到测试***设定压力值P时，停止驱动柱塞泵驱动装置。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S31：控制与记录***记录当前测试***压力值P1；
步骤S32：计时器记录时间，压力监测测试***记录实时压力值，绘制实时压力-时间变化曲线。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S4具体是指：
控制与记录***控制柱塞复位，计算压降速率：
当计时器达到设定时间T时，记录***压力P2；压降速率
当计时器尚未达到设定时间但测试***压力降低超过限定阈值时，压降速率
式中T为：设定时间T；
P2为：达到设定时间T时，测试***压力值；
ΔPmax为：限定压力阈值；
T'为：测试***压力降低超过限定阈值ΔPmax时，计时器尚未达到设定时间时的时间。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S5具体是指：根据压降速率评估渗漏：
若高压流体器件密封良好，则单位时间内压力降低很小；
若高压流体器件密封差，则在单位时间内压力下降会非常明显。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明能够评估高压流体器件的密封情况；
(2)本发明能够直接测定；
(3)本发明可操作性强。
附图说明
图1为本发明中测试***结构示意图；
其中1-前级泵，2-管道，3-A截止阀，4-高压发生测试***，41-高压柱塞泵本体，41-柱塞，5-压力监测测试***，6-高压流体器件，7-B截止阀，8-B废液瓶，9-控制与记录***，10-高压柱塞泵驱动装置，11-A储液瓶。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，本发明通过下述技术方案实现：一种评估高压流体器件渗漏的方法，基于高压流体器件的微量泄露的测试***，所述测试***包括与检测高压流体器件连接的压力监测测试***5、分别与压力监测测试***5连接的高压发生测试***6和控制与记录***9、与高压发生测试***5连接的低压输液测试***；所述高压发生测试***包括高压柱塞泵本体41、柱塞42以及用于柱塞42在高压柱塞泵本体41内运动的高压柱塞泵驱动装置10，所述高压柱塞泵本体41分别与低压输液测试***和压力监测测试***5连接；所述高压柱塞泵驱动装置10与控制与记录***9连接；
所述的方法具体包括以下步骤：
步骤S1：测试***准备；
步骤S2：将测试***加压到设定压力值P，保持设定压力值P稳定；
步骤S3：记录测试***当前压力值P1，计时器进行时间记录，压力监测测试***对实时压力值进行记录，绘制实时压力-时间变化曲线。
步骤S4：解压、泄压、计算压降速率X；
步骤S5：通过压降速率X表征保压能力；评估工件的密封情况。
需要说明的是，通过上述改进，利用低压输液测试***持续输液，使被测试高压流体器件中充满液体。密封流体出口，柱塞泵柱塞压缩液体使得工件中的液体达到指定的压力；之后即可锁定柱塞监视工件中的压力变化，压力降低值除以时间，即为压降速率，可以表征工件的保压能力，由此即可评估工件的密封情况。
绘制实时压力-时间变化曲线，能够通过该曲线的形状和斜率变化可以评估***是否存在异常，对比两条曲线还可以评价泄露速率。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例6：
本发明中，如图1所示，基于高压流体器件的微量泄露的测试***包括与检测高压流体器件6连接的压力监测测试***5、分别与压力监测测试***5连接的高压发生测试***4和控制与记录***9、与高压发生测试***4连接的低压输液测试***。
所述低压输液测试***、高压发生测试***4、高压流体器件6通过管道依次连接。
需要说明的是，通过上述改进，低压输液测试***持续输液，液体通过高压发生测试***4进入高压流体器件6，使得液体充满高压流体器件6；对高压流体器件6的流体出口进行封闭，液体经过高压发生测试***4时，高压发生测试***4对液体进行压缩使得液体达到指定压力，即可对压力变化通过压力监测测试***5实时检测，采用压力降低值除以变化时间，即可得到压降速率，从而表征高压流体器件6的保压能力，由此即可评估工件的密封状况。
所述高压发生测试***4包括高压柱塞泵本体41、柱塞42以及用于柱塞42在高压柱塞泵本体41的腔体内运动的高压柱塞泵驱动装置10，所述高压柱塞泵本体41分别与低压输液测试***和压力监测测试***5连接；所述高压柱塞泵驱动装置10与控制与记录***9连接。
需要说明的是，通过上述改进，当进行保压能力测试时，高压发生测试***4主要用来产生模拟工件工作环境的的高压，高压柱塞泵驱动装置10为柱塞42移动提供动力，控制与记录***9作为控制模块。
利用低压输液测试***持续输液，使高压流体器件6中充满液体。对高压流体器件6的流体出口密封，高压柱塞泵驱动装置10控制柱塞42压缩液体使得高压流体器件6中的液体达到指定的压力。之后即可锁定柱塞42监视高压流体器件6中的一段时间内的压力变化，压力降低值除以时间，即为压降速率，可以表征工件的保压能力，由此即可评估工件的密封情况。
所述低压输液测试***包括前级泵1、通过管道2与前级泵1连接的A截止阀3；所述A截止阀3设置高压柱塞泵本体41与前级泵1之间，所述A截止阀3远离前级泵1的一端通过管道2与高压柱塞泵本体41连接。
需要说明的是，通过上述改进，前级泵1的入口吸入液体并将液体通过A截止阀3输出到高压柱塞泵本体41，在通过高压发生测试***4将液体通过压力监测测试***5输送到高压流体器件6中。A截止阀3和B截止阀7有效的保证高压流体器件6内的液体不流动，使其压力稳定。
进一步地，为了更好的实现本发明，还包括与高压流体器件6连接B废液瓶8；所述B废液瓶8与高压流体器件6设置有B截止阀7。
进一步地，为了更好的实现本发明，还包括与前级泵1连接的A储液瓶11。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述压力监测测试***5为压传感器；所述压力传感器的为Stellar Technology,Inc.公司生产，型号：GT270-20000。。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述控制与记录***9为单片机、FPGA、DSP中的一种。
需要说明的是，通过上述改进，控制与记录***9可使用单片机、FPGA、DSP等技术实现。本装置中的控制与记录***9并无特别要求，甚至可以使用淘宝上销售的电子积木arduino和步进电机驱动板实现。
当本发明中的高压柱塞泵驱动装置10采用使用步进电机+丝杠、螺母驱动时，可在电机轴上安装编码器，由此可测量得到电机的旋转角度，根据传动比即可得到柱塞42的位移距离。
控制与记录***9、压力传感器、高压发生测试***、高压柱塞泵驱动装置10现有技术，高压柱塞泵本体41、压力传感器可使用已然非常成熟的高效液相色谱仪器所用的同款部件。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11：向低压输液测试***中装入合适的压力介质流体；向整个流路中灌注压力介质流体；所述压力介质流体为纯净水、压力油中的一种；
步骤S12：灌注结束后，柱塞后移使高压柱塞泵本体腔体内充满液体，当测试***已经充满液体后，封闭测试***。
需要说明的是，通过上述改进，在储液瓶11中装入合适的压力流体介质，例如纯净水、压力油或实际使用场景中的液体。
将高压流体器件6接入测试***，打开A截止阀3和B截止阀7，开启前级泵1，向整个测试***的流路中灌注流体。此过程中，为了更好的排出测试***中的气泡，将高压发生测试***4中的柱塞42在高压柱塞泵本体41的腔体内进行来回推拉，从而使得废液排入废液瓶8。
灌注结束后，柱塞42后移使高压柱塞泵本体的腔体内充满液体，确保测试***已经充满液体后，关闭A截止阀3和B截止阀7。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2具体是指：控制控制与记录***驱动柱塞泵驱动装置使得柱塞移动；压力监测测试***5对压力值进行监测，当压力值达到测试***设定压力值P时，停止驱动柱塞泵驱动装置10。
控制控制与记录***9驱动柱塞泵驱动装置10的步进电机使柱塞42向前缓慢推动，此过程中监视压力传感器，随着柱塞42移动压缩高压柱塞泵本体41的腔体内的液体，随着测试***压力逐渐升高，当测试***压力即将达到设定值P时，柱塞42逐渐减速以避免过冲，逐步调整柱塞42移动速度，使测试***压力稳定在设定值P附近。例如，设定压力值为10000psi，在约8000psi时，降低柱塞移动速度。最终控制测试***压力稳定在10000psi附近，波动范围宜±10psi。保持压力稳定一段时间约数分钟后，进入下一步骤。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S31：控制与记录***9记录当前测试***压力值P1；
步骤S32：计时器记录时间，压力监测测试***记录实时压力值，绘制实时压力-时间变化曲线。
压力传感器记录当前测试***压力P1并传递给控制与记录***9，同时计时器开始计时，此过程中控制与记录***9记录压力传感器的读数和计时时间，并绘制压力-时间变化曲线。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S4具体是指：
控制与记录***9控制柱塞42复位，计算压降速率：
当计时器达到设定时间T时，记录***压力P2；压降速率
当计时器尚未达到设定时间但测试***压力降低超过限定阈值时，压降速率
式中T为：设定时间T；
P2为：达到设定时间T时，测试***压力值；
ΔPmax为：限定压力阈值；
T'为：测试***压力降低超过限定阈值ΔPmax时，计时器尚未达到设定时间时的时间。
需要说明的是，通过上述改进，
高压柱塞泵驱动装置10控制柱塞42复位，此时打开A截止阀3和B截止阀7，柱塞复位；当计时器达到设定时间T时，记录测试***压力P2。压降速率
此过程中若计时器尚未达到设定时间但测试***压力降低超过限定阈值ΔPmax，则记录当前时间T'；压降速率
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例6：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S5具体是指：根据压降速率评估渗漏：
若高压流体器件密封良好，则单位时间内压力降低很小；
若高压流体器件密封差，则在单位时间内压力下降会非常明显。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种评估高压流体器件渗漏的方法，基于高压流体器件的微量泄露的测试***，所述测试***包括与检测高压流体器件(6)连接的压力监测测试***(5)、分别与压力监测测试***(5)连接的高压发生测试***(4)和控制与记录***(9)、与高压发生测试***(4)连接的低压输液测试***；所述高压发生测试***(4)包括高压柱塞泵本体(41)、柱塞(42)以及用于柱塞(42)在高压柱塞泵本体(41)内运动的高压柱塞泵驱动装置(10)，所述高压柱塞泵本体(41)分别与低压输液测试***和压力监测测试***(5)连接；所述高压柱塞泵驱动装置(10)与控制与记录***(9)连接；其特征在于：
所述的方法具体包括以下步骤：
步骤S1：测试***准备；
所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11：向低压输液测试***中装入合适的压力介质流体；使得整个流路中灌注压力介质流体；所述压力介质流体为纯净水、压力油中的一种；
步骤S12：灌注结束后，柱塞(42)后移使高压柱塞泵本体(41)腔体内充满液体，当测试***已经充满液体后，封闭测试***；
步骤S2：将测试***加压到设定压力值P，保持设定压力值P稳定；
所述步骤S2具体是指：控制控制与记录***驱动柱塞泵驱动装置(10)使得柱塞(42)移动；压力监测测试***(5)对压力值进行监测，当压力值达到测试***设定压力值P时，停止驱动柱塞泵驱动装置(10)；
步骤S3：绘制实时压力-时间变化曲线；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S31：控制与记录***记录当前测试***压力值P1；
步骤S32：计时器记录时间，压力监测测试***(5)记录实时压力值，绘制实时压力-时间变化曲线；
步骤S4：解压、泄压、计算压降速率X；
所述步骤S4具体是指：
控制与记录***控制柱塞(42)复位，计算压降速率：
当计时器达到设定时间T时，记录***压力P2；压降速率
当计时器尚未达到设定时间但测试***压力降低超过限定阈值时，压降速率
式中
T为：设定时间；
P2为：达到设定时间T时，测试***压力值；
ΔPmax为：限定压力阈值；
T'为：测试***压力降低超过限定阈值ΔPmax时，计时器尚未达到设定时间时的时间；
步骤S5：通过压降速率X表征保压能力；评估工件的密封情况；
所述步骤S5具体是指：根据压降速率评估渗漏：
若高压流体器件(6)密封良好，则单位时间内压力降低很小；
若高压流体器件(6)密封差，则在单位时间内压力下降明显。
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