CN1779422A - 利用充放气过程测试容积的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用充放气过程测试容积的方法，当在已知测试压力、气源温度、充气口流量特性参数的情况下，往一个内容积未知的容器充气，根据达到规定压力的时间确定内容积的大小。在已知容积内部气体压力、气体温度、放气口流量特性参数的情况下，通过往大气放气，根据放到某一压力的时间确定内容积的大小。

Description

利用充放气过程测试容积的方法

(一)技术领域：

本发明属于一种测试容积的方法，特别涉及一种利用充放气过程测试容积的方法。

(二)背景技术：

目前测量一个容器的内容积的方法多种多样，比如可以直接量尺寸，或者往容器里倒水等，但都有一定的缺点，有的容器形状不规则，不能用量尺寸的方法解决，有的容器里面不能接触水，所有不能用倒水的方法测量，而容积是一个很重要的参数，在流体控制领域，有时需要知道一个容器的内容积，以确定与其相关的其他参数，如气密检漏仪，若知道被测物容积，则可以确定检测时需要设置的一些参数。本发明是在已知气体压力的前提下，通过充气或放气的时间决定内容积的大小。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种利用充放气过程测试容积的方法，使得上述提到的缺点得以克服。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种利用充放气过程测试容积的方法，当在已知测试压力、气源温度、充气口流量特性参数的情况下，往一个内容积未知的容器充气，根据达到规定压力的时间确定内容积的大小。

在已知容积内部气体压力、气体温度、放气口流量特性参数的情况下，通过往大气放气，根据放到某一压力的时间确定内容积的大小。

测定方法所用仪器为气密检漏仪，测量过程为：当气密检漏仪装有容积校正装置时。平衡阀首先关闭，容积校正装置改变已知容积V_c，这时，读取差压传感器压降ΔP₀。

根据P₀(V+V_C)＝(P₀+ΔP₀)V

式中：P₀：大气压。

$V=\frac{P_0}{{\mathrm{\ΔP}}_0}{V}_C$

式中：V：被测物容积。

当气密检漏仪装有标准漏孔时。首先进行加压，然后平衡阀关闭。

已知标准漏孔在测试压力P_T时，流量为L。

在检测时间T内，差压传感器压降为ΔP₀。

      P_TV＝(P_T-ΔP₀)V+P_LP₀

所以  ΔP₀V＝P_LP₀             V_L：泄漏至大气的体积。

两边同除以T   $\frac{\mathrm{\Δ}{P}_{0}V}{T}=\frac{V_L}{T}{P}_0$

又因为 $\frac{V_L}{T}=L$

所以 $\frac{\mathrm{\Δ}{P}_{0}V}{T}=L{P}_0$

$V=\frac{\mathrm{TL}{P}_0}{\mathrm{\Δ}{P}_0}$

式中：V：被测物容积。

当然，也可用计算机实现该方案。

(四)附图说明：

附图1为本发明所说的气密检漏仪的结构框图；

附图2为实施例3即计算机实现方案框图；

附图3是本发明所说的计算机程序流程图。

其中1为加压阀，2、3为平衡阀，4为差压传感器，5、6为球阀，7为标准漏孔或容积校正装置，8为显示控制部分，9为压力传感器。

(五)具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明作进一步描述：

实施例1、通过充气时间决定内容积的大小，

在已知测试压力、气源温度、充气口流量特性参数的情况下，需要用充气时间测定内容积大小；

首先往一个内容积未知的容器中充气；

用气密检漏仪测定容器内的压力；所说的气密检漏仪包括加压阀1、平衡阀2与3、差压传感器4、球阀5与6、显示控制部分8、压力传感器9，容积校正装置或标准漏孔7；

然后利用气密检漏仪内装软件计算出未知容器的内容积。

上述所说控制单片机的程序包括以下步骤：

首先程序启动；

然后程序初始化；

然后操作进入自动计算界面，输入参数；

然后选择容积测试方法，即充气式；

充压式检测启动；然后打开充气阀，充气并记录时间，如果到达设定压力，则停止充气并计算时间；然后计算被测物容积；然后结束；

具体过程为：若框图中7为容积校正装置。平衡阀首先关闭，容积校正装置改变已知容积V_c，这时，读取差压传感器压降ΔP₀。

根据P₀(V+V_C)＝(P₀+ΔP₀)V

式中：P₀：大气压。

$V=\frac{P_0}{{\mathrm{\ΔP}}_0}{V}_C$

式中：V：被测物容积。

若框图中7为标准漏孔。首先进行加压，然后平衡阀关闭。

已知标准漏孔在测试压力P_T时，流量为L。

在检测时间T内，差压传感器压降为ΔP₀。

      P_TV＝(P_T-ΔP₀)V+V_LP₀

所以  ΔP₀V＝V_LP₀                   V_L：泄漏至大气的体积。

两边同除以T   $\frac{{\mathrm{\ΔP}}_{0}V}{T}=\frac{V_L}{T}{P}_0$

又因为 $\frac{V_L}{T}=L$

所以 $\frac{\mathrm{\Δ}{P}_{0}V}{T}=L{P}_0$

$V=\frac{\mathrm{TL}{P}_0}{{\mathrm{\ΔP}}_0}$

式中：V：被测物容积。

实施例2、通过放气的时间决定内容积的大小，

在已知容积内部气体压力、气体温度、放气口流量特性参数的情况下，通过往大气放气，根据放到某一压力的时间确定内容积的大小，具体方法为：

首先向大气放气；

用气密检漏仪测定容器内的排气后的压力；

然后利用气密检漏仪内装软件计算出未知容器的内容积。

上述所说控制单片机的程序包括以下步骤：

首先程序启动；

然后程序初始化；

然后操作进入自动计算界面，输入参数；

然后选择容积测试方法，即排气式；

如果选择排气式，则排气式检测启动；然后打开充气阀开始充气，到达设定压力，则开始平衡，如果到达设定平衡时间，则开始排气记录时间，如果到达大气压力，则停止排气并计算用时；然后计算被测物容积；然后结束。

排气时间与内容积的关系公式为：

当p₂/p₁≤b时，

$t_1=7.3016\frac{V}{S\sqrt{R{T}_{10}}}[{\left(\frac{p_{10}}{p_1}\right)}^{1/7}-1]$

当1≥p₂/p₁＞b时，

$t_2=\frac{1.4603V(1-b)}{\mathrm{kS}\sqrt{R{T}_{10}}}{\left(\frac{p_{10}}{p_2}\right)}^{1/7}{\∫}_{p_2/p_{10}}^{p_2/p_1}\frac{{\left(p_2/p_1\right)}^{-6/7}d\left(\frac{p_2}{p_1}\right)}{\sqrt{(1-\frac{p_2}{p_1})(1-2b+\frac{p_2}{p_1})}}$

t₁、t₂-排气时间；

b-临界压力比；

V-被测物容积(包括管路)；

S-气路壅塞流态下的有效截面积；

R-气体常数，对空气，R＝287N·m/(kg·k)；

T₁₀-容积内初始温度；

P₁₀-容积内初始压力；

p₁-放气时容积内压力；

p₂-大气压力；

实施例3、通过计算机***实现；

使用计算机也可以实现同样的功能，得相对应的结果。只是人机界面和控制逻辑由计算机***完成。

在已知测试压力、气源温度、充气口流量特征参数的情况下，计算机控制外部电磁阀向被测物充气，通过传感器检知容器内压力，记录充气时间，然后利用软件计算出未知容器的内容积，具体同实施例1，不同于实施例1的是人机界面和控制逻辑由计算机***完成。

Claims (5)

1、一种利用充放气过程测试容积的方法，当在已知测试压力、气源温度、充气口流量特性参数的情况下，往一个内容积未知的容器充气，根据达到规定压力的时间确定内容积的大小；在已知容积内部气体压力、气体温度、放气口流量特性参数的情况下，通过往大气放气，根据放到某一压力的时间确定内容积的大小。

2、根据权利要求1所说的一种利用充放气过程测试容积的方法，其特征在于所说的测定方法所用仪器为气密检漏仪。

3、根据权利要求2所说的一种利用充放气过程测试容积的方法，其特征在于所说的气密检漏仪包括加压阀(1)、平衡阀(2)与(3)、差压传感器(4)、球阀(5)与(6)、显示控制部分(8)、压力传感器(9)，容积校正装置或标准漏孔(7)；其中显示控制部分(8)中装有能自动计算容积的软件。

4、根据权利要求3所说的一种利用充放气过程测试容积的方法，其特征在于所说的软件的程序包括：首先程序启动；

然后程序初始化；

然后操作进入自动计算界面，输入参数；

然后选择容积测试方法，即排气式或充气式；

如果选择充气式，则充压式检测启动；然后打开充气阀，充气并记录时间，如果到达设定压力，则停止充气并计算时间；然后计算被测物容积；然后结束；

如果选择排气式，则排气式检测启动；然后打开充气阀开始充气，到达设定压力，则开始平衡，如果到达设定平衡时间，则开始排气记录时间，如果到达大气压力，则停止排气并计算用时；然后计算被测物容积；然后结束。

5、根据权利要求1所说的一种利用充放气过程测试容积的方法，其特征在于可用计算机实现该方案；在已知测试压力、气源温度、充气口流量特征参数的情况下，计算机控制外部电磁阀向被测物充气，通过传感器检知容器内压力，记录充气时间，然后利用软件计算出未知容器的内容积。

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