RU2329482C1 - Instrument of pressure leak test for unclosed volumes - Google Patents
Instrument of pressure leak test for unclosed volumes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2329482C1 RU2329482C1 RU2006140042/28A RU2006140042A RU2329482C1 RU 2329482 C1 RU2329482 C1 RU 2329482C1 RU 2006140042/28 A RU2006140042/28 A RU 2006140042/28A RU 2006140042 A RU2006140042 A RU 2006140042A RU 2329482 C1 RU2329482 C1 RU 2329482C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- gas mixture
- pressure
- gas
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля герметичности незамкнутых полых изделий, например, электронных приборов, в космической технике, а именно при проверке герметичности участков трубопроводов пневмогидравлических систем в условиях существенного изменения температуры, а также к области трубопроводного транспорта и может найти применение для обнаружения места утечки перекачиваемого продукта из трубопроводов в полых кожухах, защитных оболочках и каналах.The invention relates to testing equipment and can be used to control the tightness of open hollow products, for example, electronic devices, in space technology, namely when checking the tightness of sections of pipelines of pneumohydraulic systems under conditions of a significant change in temperature, and also to the field of pipeline transport and can find application to detect the leakage of the pumped product from pipelines in hollow casings, protective shells and channels.
Известно устройство проверки герметичности замкнутых объемов, описанное в GB 1376236 [1] и включающее средство для замера давления газа в проверяемом замкнутом объеме. Устройство содержит также средство для наддува в проверяемый объем газа с заданным расходом и средство для измерения расхода газа. Если негерметичность меньше чувствительности прибора, измеряющего расход, то проверяемый участок трубопровода перекрывается (например, с помощью закрытия клапана наддува), образуя замкнутый объем, в котором по снижению показаний прибора измерения давления за фиксированный промежуток времени определяется величина утечки газа. Недостатком известного устройства является необходимость поддержания температуры окружающей среды в период проверки герметичности на постоянном уровне, что не всегда возможно. Кроме того, данным устройством можно контролировать герметичность только замкнутых объемов.A device for checking the tightness of closed volumes is described in GB 1376236 [1] and includes means for measuring the gas pressure in the tested closed volume. The device also comprises means for boosting into a test volume of gas at a given flow rate and means for measuring gas flow. If the leakage is less than the sensitivity of the device measuring the flow, then the pipeline section to be checked is closed (for example, by closing the boost valve), forming a closed volume in which the amount of gas leakage is determined by reducing the pressure gauge for a fixed period of time. A disadvantage of the known device is the need to maintain the ambient temperature during the leak test at a constant level, which is not always possible. In addition, this device can only control the tightness of closed volumes.
Известно устройство для испытания полых (незамкнутых) изделий на герметичность, которое включает емкость с жидкостью, в которую полностью погружается испытываемое изделие, к которому с помощью фланца присоединен сильфон. Факт негерметичности проверяемого изделия определяется по наличию пузырьков в жидкости, в которую погружено упомянутое изделие (RU 2175118 [2]). Недостатком известного устройства является то, что незамкнутые изделия, подвергаемые проверке, необходимо герметизировать. Кроме того, поскольку испытуемые изделия погружаются в воду, то проверять длинномерные изделия, такие как трубопроводы, данным способом весьма затруднительно.A device is known for testing hollow (open) products for leaks, which includes a container with a liquid in which the test product is completely immersed, to which a bellows is connected using a flange. The fact of leakage of the tested product is determined by the presence of bubbles in the liquid in which the product is immersed (RU 2175118 [2]). A disadvantage of the known device is that open products subject to inspection must be sealed. In addition, since the test products are immersed in water, it is very difficult to check long products such as pipelines with this method.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является устройство для проверки герметичности замкнутых объемов, включающее участок трубопровода, представляющий собой проверяемый замкнутый объем, который ограничен клапаном, запирающим объем, и клапаном наддува. Кроме этого, в состав устройства входят регулятор давления газа наддува, регулятор расхода газа наддува, являющийся частным случаем расходомера, датчики давления и температуры газа и система управления, получающая информацию с датчиков (RU 2273010 [3]). На вход регулятора давления газа наддува подается сжатый газ, имеющий произвольное давление, но заведомо большее уставки регулятора давления газа наддува, который приобретает на выходе стабильное заданное давление. Регулятор расхода газа наддува при наличии на входе газа со стабильным давлением обеспечивает протекание по газовой магистрали газа со стабильным расходом. Система управления получает информацию о положении клапана наддува, а также датчиков давления и температуры газа наддува на участке трубопровода и выдает, по результатам анализа поступившей информации, команды на исполнительные органы управления клапаном наддува. После открытия клапана наддува давление в проверяемом участке трубопровода плавно нарастает благодаря стабильному расходу газа, задаваемому регулятором давления газа наддува и регулятором расхода. Если величина негерметичности проверяемого участка трубопровода превышает расход газа наддува или равна ему, то давление по показаниям датчика давления в проверяемом участке трубопровода не растет, т.е. проверяемый участок трубопровода не герметичен, и системой управления подается команда исполнительным органам клапана наддува на его закрытие, прекращая тем самым дальнейшую утечку газа. Если величина негерметичности проверяемого участка трубопровода меньше расхода газа наддува, то, когда давление в нем достигает заданной величины уставки, регистрируемой датчиком давления, системой управления подается команда исполнительным органам клапана наддува на его закрытие. В результате чего проверяемый участок трубопровода представляет уже замкнутый объем, который подлежит дальнейшему исследованию на герметичность. После закрытия клапана наддува и создания в проверяемом замкнутом объеме заданного давления газа начинается режим проверки герметичности замкнутого объема.The closest technical solution to the claimed invention is a device for checking the tightness of closed volumes, including a section of the pipeline, which is a checked closed volume, which is limited by a valve that locks the volume, and a boost valve. In addition, the device includes a boost gas pressure regulator, a boost gas flow regulator, which is a special case of a flow meter, gas pressure and temperature sensors, and a control system that receives information from sensors (RU 2273010 [3]). At the inlet of the boost gas pressure regulator, compressed gas having an arbitrary pressure, but obviously greater than the set point of the boost gas pressure regulator, which acquires a stable predetermined pressure at the outlet, is supplied. The regulator of the charge gas flow in the presence of a gas with a stable pressure at the inlet ensures that the gas flows through the gas line with a stable flow rate. The control system receives information about the position of the boost valve, as well as pressure and temperature sensors of the boost gas in the pipeline section and issues, according to the results of the analysis of the received information, commands to the executive bodies of the boost valve control. After opening the boost valve, the pressure in the tested section of the pipeline rises smoothly due to the stable gas flow rate set by the boost gas pressure regulator and the flow regulator. If the leakage rate of the checked section of the pipeline exceeds the flow rate of boost gas or is equal to it, then the pressure does not increase according to the pressure sensor in the checked section of the pipeline, i.e. the pipeline section under test is not tight, and the control system gives a command to the executive bodies of the boost valve to close it, thereby stopping further gas leakage. If the leakage rate of the tested section of the pipeline is less than the charge gas flow rate, then when the pressure in it reaches the set value of the set point registered by the pressure sensor, the control system sends a command to the executive bodies of the boost valve to close it. As a result, the tested section of the pipeline represents an already enclosed volume, which is subject to further investigation for leaks. After closing the boost valve and creating a predetermined gas pressure in the tested closed volume, the tightness test mode of the closed volume begins.
Недостатком известного устройства является то, что с его помощью можно контролировать герметичность только замкнутых объемов. Кроме того, точность определения герметичности не очень высока, и поэтому испытание на герметичность осуществляют в две стадии: сначала в динамике в процессе продувки проверяемого изделия газом, а потом в статике, что повышает трудозатраты при эксплуатации устройства.A disadvantage of the known device is that with its help it is possible to control the tightness of only closed volumes. In addition, the accuracy of determining the tightness is not very high, and therefore the tightness test is carried out in two stages: first, in dynamics during the purging of the tested product with gas, and then in static, which increases the labor costs during operation of the device.
Заявляемое в качестве изобретения устройство для проверки герметичности незамкнутых объемов направлено на повышение точности измерений при одновременном снижении трудозатрат на его эксплуатацию.The inventive device for checking the tightness of open volumes is aimed at improving the accuracy of measurements while reducing labor costs for its operation.
Указанный результат достигается тем, что устройство для проверки герметичности незамкнутых объемов включает средства изменения параметров газовой смеси перед проверяемым объемом, блок измерения входных параметров газовой смеси в проверяемом объеме и блок измерения выходных параметров газовой смеси, соединенные с блоком обработки получаемой информации и управления, при этом блоки измерения входных и выходных параметров содержат средства измерения давления и температуры смеси газов и концентрации по крайней мере одного из них, а блок измерения выходных параметров дополнительно содержит средство измерения времени изменения концентрации.The specified result is achieved by the fact that the device for checking the tightness of open volumes includes means for changing the parameters of the gas mixture before the volume being tested, a unit for measuring the input parameters of the gas mixture in the volume to be tested, and a unit for measuring the output parameters of the gas mixture connected to the processing unit for receiving information and control, input and output parameters measuring units contain means for measuring pressure and temperature of a gas mixture and the concentration of at least one of them, and the unit measuring the output parameters further comprises means for measuring the time the concentration changes.
Указанный результат достигается также тем, что средство изменения давления газовой смеси выполнено в виде импульсного регулятора давления.The specified result is also achieved by the fact that the means for changing the pressure of the gas mixture is made in the form of a pulse pressure regulator.
Указанный результат достигается также тем, что средство изменения температуры газовой смеси выполнено в виде детандера.The specified result is also achieved by the fact that the means for changing the temperature of the gas mixture is made in the form of an expander.
Указанный результат достигается также тем, что средство изменения давления газовой смеси выполнено в виде компрессора.The specified result is also achieved by the fact that the means for changing the pressure of the gas mixture is made in the form of a compressor.
Указанный результат достигается также тем, что средство изменения температуры газовой смеси в сторону ее повышения выполнено в виде размещенного в газовом тракте на входе в проверяемый объем элемента сопротивления, соединенного с источником тока.This result is also achieved by the fact that the means of changing the temperature of the gas mixture in the direction of its increase is made in the form of a resistance element connected to a current source located in the gas path at the entrance to the test volume.
Указанный результат достигается также тем, что средство изменения температуры газовой смеси в сторону ее понижения выполнено в виде размещенного в газовом тракте на входе в проверяемый объем элемента Пельтье, соединенного с источником тока.The indicated result is also achieved by the fact that the means of changing the temperature of the gas mixture in the direction of lowering it is made in the form of a Peltier element connected to a current source located in the gas path at the entrance to the test volume.
Указанный результат достигается также тем, что средство измерения давления выполнено в виде пьезодатчиков.The indicated result is also achieved by the fact that the pressure measuring means is made in the form of piezoelectric sensors.
Указанный результат достигается также тем, что средство измерения температуры выполнено в виде пироэлектрического датчика.The indicated result is also achieved by the fact that the temperature measuring means is made in the form of a pyroelectric sensor.
Указанный результат достигается также тем, что устройство для измерения концентрации выполнено в виде инфракрасного абсорбционного датчика.The specified result is also achieved by the fact that the device for measuring concentration is made in the form of an infrared absorption sensor.
Указанный результат достигается также тем, что устройство для измерения времени изменения концентрации выполнено в виде промышленного компьютера, используемого для управления устройством.The specified result is also achieved by the fact that the device for measuring the time of change in concentration is made in the form of an industrial computer used to control the device.
Как показали теоретические расчеты и проведенные на их основе натурные эксперименты, если через длинномерный незамкнутый объем, например трубопровод, прокачивать смесь газов и измерять на входе в проверяемый объем и на выходе из него температуру газов и концентрацию хотя бы одного газа из входящих в смесь, то можно вынести суждение о герметичности проверяемого объема. Это основано на следующих положениях.As theoretical calculations and field experiments based on them showed, if through a long open space, for example, a pipeline, a mixture of gases is pumped and the temperature of the gases and the concentration of at least one gas from those entering the mixture are measured at the inlet and outlet of the test volume, then a judgment can be made on the tightness of the volume being tested. This is based on the following provisions.
Если в замкнутом объеме находится смесь газов, то количество молекул каждого газа остается постоянным, и, следовательно, пропорции по массе, в которых газы находятся в смеси, то есть концентрации газов, нельзя изменить, меняя давление или температуру газов в объеме. Это следует из уравнения состояния газа Д.И.Менделеева. Таким образом, если в замкнутом объеме, в котором находится смесь газов, в течение некоторого времени изменится концентрация одного из них, то это значит, что нарушена герметичность объема. Действительно, если объем заполнен одним газом, то:If there is a mixture of gases in a closed volume, then the number of molecules of each gas remains constant, and therefore the mass proportions in which the gases are in the mixture, that is, the concentration of gases, cannot be changed by changing the pressure or temperature of the gases in the volume. This follows from the equation of state of gas D.I. Mendeleev. Thus, if the concentration of one of them in a closed volume in which the gas mixture is located changes for some time, then this means that the volume is not sealed. Indeed, if the volume is filled with one gas, then:
гдеWhere
Р, V, Т, М - давление, объем, температура, масса газа в объеме,P, V, T, M - pressure, volume, temperature, mass of gas in the volume,
R0 - универсальная газовая постоянная,R 0 is the universal gas constant,
μ - масса моля газа.μ is the mass of a mole of gas.
Для смеси, состоящей из n газов, имеющих температуру Т и находящихся в объеме величиной V, уравнение (1) имеет вид:For a mixture consisting of n gases having a temperature T and located in a volume of V, equation (1) has the form:
ПустьLet be
M1+M2+...Мi+...+Мn=Мсм,M 1 + M 2 + ... M i + ... + M n = M cm ,
Мi=СiМсм.M i = C i M see
ТогдаThen
Ясно, чтоIt's clear that
Это вытекает из определения концентрации. Уравнение (4) верно как для герметичного объема, так и для негерметичного.This follows from the determination of concentration. Equation (4) is true both for a sealed volume and for an unpressurized one.
Для герметичного объема (если V=const), то Mi=const и Mоб.=const. Изменение Р или Т согласно (2) и (3) не приводит к изменению Ci. В случае, когда происходит утечка из объема, изменяется одна из составляющих (3), что приводит к изменению всех остальных составляющих. В случае, когда происходит натекание в объем, в (3) появляется новая составляющая Сj, что приводит к изменению всех остальных составляющих. Время τнат., за которое концентрация одного из компонентов смеси Ci в случае негерметичности объема изменится на существенную величину ΔСi≥|С|, может характеризовать его негерметичность.For a sealed volume (if V = const), then M i = const and M about. = const. A change in P or T according to (2) and (3) does not lead to a change in C i . In the case when there is a leak from the volume, one of the components (3) changes, which leads to a change in all other components. In the case where leakage into the volume occurs, a new component C j appears in (3), which leads to a change in all other components. Time τ nat. , during which the concentration of one of the components of the mixture C i in the case of a leak in the volume will change by a significant value ΔC i ≥ | C |, can characterize its leak.
Таким образом, исходя из вышеизложенного, целесообразно, чтобы устройство для проверки герметичности незамкнутых объемов включало средство изменения параметров газовой смеси и блоки измерения ее параметров на входе в проверяемый объем и на выходе из него. При этом в каждый из указанных блоков измерения должны входить средства измерения давления, температуры смеси газов и концентрации по крайней мере одного из них. В выходной блок должно входить устройство для измерения времени изменения концентрации.Thus, based on the foregoing, it is advisable that the device for checking the tightness of open volumes includes a means for changing the parameters of the gas mixture and units for measuring its parameters at the inlet and outlet of the test volume. At the same time, each of these measurement units must include means for measuring pressure, temperature of the gas mixture and the concentration of at least one of them. The output unit must include a device for measuring the time of concentration change.
В частных случаях реализации в качестве средства изменения такого параметра газовой смеси, как давление, может быть использован импульсный регулятор давления, выбираемый из числа известных.In special cases of implementation, as a means of changing such a parameter of the gas mixture as pressure, a pulse pressure regulator selected from among the known ones can be used.
В других частных случаях возможно использование компрессора в качестве средства для изменения давления, которое на выходе легко поддается регулировке.In other special cases, it is possible to use a compressor as a means to change the pressure, which is easily adjustable at the outlet.
В качестве средства для изменения температуры можно использовать такое устройство, как детандер, как наиболее доступное средство, которое за счет адиабатического расширения газовой смеси или ее сжатия позволяет быстро и существенно изменить температуру газа (или смеси газов, проходящей через тракт).As a means to change the temperature, you can use a device such as an expander, as the most affordable means, which due to adiabatic expansion of the gas mixture or its compression allows you to quickly and significantly change the temperature of the gas (or gas mixture passing through the path).
В других частных случаях, когда использование детандера нецелесообразно в силу его громоздкости, то можно использовать в качестве средства изменения температуры газовой смеси размещенный в газовом тракте на входе в проверяемый объем элемент сопротивления для повышения температуры и/или элемент Пельтье для повышения и/или понижения температуры, соединенных с источником тока.In other special cases, when the use of an expander is impractical due to its bulkiness, it is possible to use a resistance element to increase the temperature and / or a Peltier element to increase and / or lower the temperature located in the gas path at the entrance to the volume to be checked connected to a current source.
Для измерения давления газовой смеси на входе в проверяемый объем и на выходе из него могут быть использованы такие средства измерения давления, как механические, электронные, электронно-механические или иные манометры, выбираемые из числа известных. Но наиболее целесообразно, в силу его компактности и возможности обработки результатов, получаемых в качестве электрических сигналов с возможностью их преобразования в цифровой вид, использовать пьезодатчики, позволяющие с высокой точностью фиксировать изменение давления.To measure the pressure of the gas mixture at the entrance to the test volume and at the exit from it, pressure measuring instruments such as mechanical, electronic, electronic-mechanical or other manometers can be used, selected from among the known. But it is most expedient, due to its compactness and the possibility of processing the results obtained as electrical signals with the possibility of converting them into digital form, to use piezoelectric sensors that can accurately record the pressure change.
В качестве средства для измерения температуры могут быть использованы термопары, термометры сопротивления и т.д. Но наиболее оптимальным, в силу его компактности и возможности обработки результатов, получаемых в качестве электрических сигналов с возможностью их преобразования в цифровой вид, является использование для этих целей пироэлектрических датчиков, позволяющих с высокой точностью фиксировать изменение температуры.Thermocouples, resistance thermometers, etc. can be used as a means for measuring temperature. But the most optimal, due to its compactness and the possibility of processing the results obtained as electrical signals with the possibility of converting them into digital form, is the use of pyroelectric sensors for these purposes, which allow high-precision recording of temperature changes.
В качестве средства измерения концентрации могут быть использованы химические, электрохимические, тепловые, оптические, хроматографические и иные устройства, выбираемые из числа известных. Но наиболее оптимальным, как показали проведенные эксперименты, является использование средства для определения концентрации одного из газов в смеси в виде инфракрасного абсорбционного датчика.As a means of measuring the concentration can be used chemical, electrochemical, thermal, optical, chromatographic and other devices selected from among the known. But the most optimal, as shown by the experiments, is the use of a means to determine the concentration of one of the gases in the mixture in the form of an infrared absorption sensor.
В качестве средства измерения времени изменения концентрации могут быть использованы механические, электронные часы, выбираемые из числа известных. Но наиболее оптимальным, как показали проведенные эксперименты, является использование в качестве средства для определения времени изменения концентрации промышленного компьютера, используемого для управления устройством.As a means of measuring the time changes in concentration can be used mechanical, electronic clocks, selected from among the known. But the most optimal, as shown by the experiments, is to use as a means to determine the time changes in the concentration of the industrial computer used to control the device.
Сущность заявляемого устройства поясняется примерами его реализации и чертежом, на котором схематично представлен общий вид устройства.The essence of the claimed device is illustrated by examples of its implementation and the drawing, which schematically shows a General view of the device.
Пример 1. Устройство для проверки герметичности незамкнутых объемов в самом общем виде включает источник газовой смеси 1, в выходном тракте которого установлены средства 2 и 3 изменения параметров газовой смеси (2 - давления; 3 - температуры) и блоки 4 измерения ее параметров на входе в проверяемый объем 5 и на выходе из него. При этом в каждый из указанных блоков измерения должны входить средства измерения давления 6, температуры 7 смеси газов и концентрации 8 по крайней мере одного из них. Средства 2 и 3 изменения параметров газовой смеси и средства измерения 6, 7, 8 блоков 4 измерения ее параметров на входе в проверяемый объем и на выходе из него соединены с блоком 9 обработки получаемой информации и управления, который также используется для измерения времени изменения концентрации.Example 1. A device for checking the tightness of open volumes in its most general form includes a gas mixture source 1, in the output path of which there are installed means 2 and 3 for changing the parameters of the gas mixture (2 - pressure; 3 - temperature) and units 4 for measuring its parameters at the inlet checked volume 5 and at the exit from it. At the same time, each of these measurement units should include means for measuring pressure 6, temperature 7 of the gas mixture, and concentration 8 of at least one of them. Means 2 and 3 of changing the parameters of the gas mixture and measuring instruments 6, 7, 8 of the blocks 4 for measuring its parameters at the entrance to the test volume and at the exit from it are connected to the received information processing and control unit 9, which is also used to measure the concentration change time.
Устройство функционирует следующим образом. К испытуемому изделию 5 подсоединяют источник смеси газов 1, например смеси «аргон (95%)-кислород (5%)», создающий необходимое давление для прокачки газа через изделие. В качестве такого источника может быть использован компрессор, баллон со сжатой смесью и т.д. Прокачиваемая смесь выходит из изделия в устройство потребления газа. На входе изделия 5 известным образом устанавливают средство измерения температуры 7, давления 6 и концентрации одного из газов 8. В качестве средства измерения температуры 7 могут быть использованы термопары, термометры сопротивления и т.д. В качестве измерителя давления 6 могут быть использованы механические, электронные, электронно-механические или иные манометры. В качестве средства измерения концентрации 8 могут быть использованы химические, электрохимические, тепловые, оптические, хроматографические и иные устройства, выбираемые из числа известных. На выходе испытуемого изделия также устанавливаются средства измерения температуры 7, давления 6 и концентрации 8, аналогичные установленным на входе. Средства измерения температуры, давления и концентрации соединены с блоком обработки получаемой информации и управления 9, в качестве которого может быть использован промышленный компьютер с соответствующим программным обеспечением.The device operates as follows. A source of gas mixture 1, for example, a mixture of “argon (95%) - oxygen (5%)", which creates the necessary pressure for pumping gas through the product, is connected to the test product 5. As such a source, a compressor, a cylinder with a compressed mixture, etc. can be used. The pumped mixture leaves the product in a gas consumption device. At the inlet of the product 5, a means for measuring temperature 7, pressure 6 and the concentration of one of the gases 8 is installed in a known manner. Thermocouples, resistance thermometers, etc. can be used as means for measuring temperature 7. As a pressure meter 6 can be used mechanical, electronic, electronic-mechanical or other pressure gauges. As a means of measuring the concentration of 8 can be used chemical, electrochemical, thermal, optical, chromatographic and other devices selected from among the known. At the output of the tested product also means are installed for measuring temperature 7, pressure 6 and concentration 8, similar to those installed at the inlet. Means for measuring temperature, pressure and concentration are connected to the processing unit of the received information and control 9, which can be used as an industrial computer with appropriate software.
На вход изделия 5 подают от источника 1 под некоторым давлением смесь газов, измеряют температуру и/или давление и концентрацию одного из газов на входе в изделие и на выходе из него. После того как измеряемые параметры после завершения переходных процессов, связанных с запуском системы, стабилизируются, осуществляют с помощью блока 3 резкое изменение температуры и/или с помощью блока 2 - давления газа на входе и фиксируют время, когда концентрация одного из газов на выходе из системы станет равной концентрации этого газа на входе в систему. Например, если используется смесь «аргон (95%)-кислород (5%)», то таким контрольным газом может быть выбран кислород. Если закачиваемая в изделие смесь поступает в него и выходит из него равномерно, то есть Mоб.=const (см. выше), то в случае герметичности изделия резкое изменение температуры и/или давления смеси на входе не приведет к изменению концентрации кислорода в ней на выходе. Полученные в процессе измерений величиныAt the inlet of the product 5, a mixture of gases is supplied from source 1 under some pressure, the temperature and / or pressure and concentration of one of the gases are measured at the inlet and outlet of the product. After the measured parameters after the completion of the transition processes associated with the launch of the system are stabilized, a sharp change in temperature and / or using block 2 - gas pressure at the inlet are carried out using block 3 and the time is fixed when the concentration of one of the gases at the system exit will become equal to the concentration of this gas at the entrance to the system. For example, if a mixture of argon (95%) - oxygen (5%) is used, then oxygen can be selected as the control gas. If the mixture pumped into the product enters and leaves it evenly, that is, M rev. = const (see above), then in the case of tightness of the product, a sharp change in temperature and / or pressure of the mixture at the inlet will not lead to a change in the oxygen concentration in it at the outlet. The values obtained during the measurement
ΔСкислород<<|С|=0,0005 и τС уст.≈0ΔС oxygen << | С | = 0,0005 and τ С mouth. ≈0
являются свидетельством герметичности системы. Если закачиваемая в изделие смесь поступает в него и/или выходит из него неравномерно, то необходимо рассчитать или определить экспериментально время установления на выходе из изделия исходной концентрации кислорода (5%) после резкого изменения температуры и/или давления смеси на входе τг С уст.(Tнач. Рнач; Ткон., Ркон). Измеренные в ходе испытаний или τнг С уст.(Тнач.·Рнач; Ткон., Ркон) позволяют судить о герметичности изделия. Процесс проверки герметичности может быть совмещен с другими технологическими процессами изготовления электронного прибора (тренировка, калибровка и т.д.), что позволяет существенно сократить технологический цикл изготовления изделий.are evidence of the tightness of the system. If the mixture injected into the product enters into it and / or leaves it unevenly, it is necessary to calculate or experimentally determine the time it takes to establish the initial oxygen concentration (5%) at the outlet of the product after a sharp change in temperature and / or pressure of the mixture at the inlet τ g С . (T beg. P beg ; T con. , P con ). Measured during testing or τ ng C mouth. (T beg. · R beg ; T con. , P con ) allow you to judge the tightness of the product. The process of checking for leaks can be combined with other technological processes of manufacturing an electronic device (training, calibration, etc.), which can significantly reduce the technological cycle of manufacturing products.
Пример 2. В качестве испытуемого изделия использовался трубопровод, представляющий собой отрезок металлической трубы длиной 2 метра и диаметром 0,01 метра (элемент топливной системы автомобиля, работающего на компримированном природном газе). Труба с помощью герметичного гибкого шланга соединялась с источником газа 1, в качестве которого была использована кассета с топливными баллонами, который обеспечивал постоянное давление на входе. На выходе создавалось переменное давление (при работе двигателя, являющегося потребителем газа). В качестве смеси газов использовался природный газ, содержащий 90% метана (CH4). Перед входом в трубу в гибком шланге через загерметизированные отверстия был введен блок 4 с п/п датчиком 7 температуры HEL-775 (Honeywell), пьезодатчиком 6 давления Media-mate 5000 (Honeywell) и оптическим датчиком 7 концентраций, в качестве которого использовался BGS-7-01 - инфракрасный абсорбционный датчик, выпускаемый ООО ЦПАТ. Аналогичным образом такие же средства измерения помещались в гибкий шланг, надетый на выходе трубы. В качестве контрольного газа использовался метан. Давление на входе в трубу после завершения переходных процессов составило 200 атмосфер, температура 40°С, концентрация метана 90% (по массе). После этого элементом сопротивления, расположенным на клапане высокого давления, было создано резкое изменение температуры на входе газа в трубу. В течение 20 секунд температура газа с 40°С была повышена до 110°С. После скачка температуры концентрация контрольного газа составила на входе 90% и была достигнута на выходе через 5 секунд при его температуре 50°С. На основании этого был сделан вывод, что изделие полностью герметично. Указанное устройство в данном примере имеет то преимущество, что для контроля герметичности газовых трубопроводов топливной системы применяются те же средства, что и для управления газовой топливной системой.Example 2. As the test product, a pipeline was used, which is a piece of a metal pipe 2 meters long and 0.01 meters in diameter (an element of the fuel system of a car operating on compressed natural gas). The pipe was connected to a gas source 1 using an airtight flexible hose, which was used as a cartridge with fuel cylinders, which provided constant inlet pressure. An alternating pressure was created at the output (during operation of the engine, which is a gas consumer). Natural gas containing 90% methane (CH 4 ) was used as a gas mixture. Before entering the pipe in a flexible hose, through the sealed openings, block 4 was introduced with a HEL-775 temperature sensor 7 (Honeywell), a Media-mate 5000 pressure sensor 6 (Honeywell) and an optical concentration sensor 7, which was used as the BGS- 7-01 - infrared absorption sensor manufactured by TsPAT LLC. Similarly, the same measuring instruments were placed in a flexible hose, worn at the outlet of the pipe. Methane was used as a control gas. The pressure at the inlet to the pipe after the completion of the transient processes was 200 atmospheres, a temperature of 40 ° C, a methane concentration of 90% (by weight). After that, a resistance element located on the high-pressure valve created a sharp change in temperature at the gas inlet to the pipe. Within 20 seconds, the gas temperature from 40 ° C was increased to 110 ° C. After the temperature jump, the concentration of the control gas was 90% at the inlet and was reached at the outlet after 5 seconds at its temperature of 50 ° C. Based on this, it was concluded that the product is completely tight. The specified device in this example has the advantage that the same means are used to control the tightness of the gas pipelines of the fuel system as for controlling the gas fuel system.
Пример 3. В качестве испытуемого изделия использовался отрезок металлической трубы длиной 2 метра и диаметром 0,01 метра, (элемент топливной системы автомобиля, работающего на компримированном природном газе). Труба с помощью герметичного гибкого шланга соединялась с источником газа 1, в качестве которого была использована кассета с топливными баллонами, который обеспечивал постоянное давление на входе. На выходе создавалось переменное давление (при работе двигателя). В качестве смеси газов использовался природный газ, содержащий 90% метана. Перед входом в трубу в гибком шланге через загерметизированные отверстия был введен блок 4 с п/п датчиком 7 температуры HEL-775 (Honeywell), пьезодатчиком 6 давления Media-mate 5000 (Honeywell) и оптическим датчиком 7 концентраций, в качестве которого использовался BGS-7-01 - инфракрасный абсорбционный датчик, выпускаемый ООО ЦПАТ. Аналогичным образом такие же средства измерения помещались в гибкий шланг, надетый на выходе трубы. В качестве контрольного газа использовался метан. Давление на входе в трубу после завершения переходных процессов составило 200 атмосфер, температура 40°С, концентрация метана 90% (по массе). После этого с помощью импульсного регулятора давления (системы клапанов высокого давления с электронным управлением) было создано резкое изменение давления на входе газа в трубу (отключено несколько топливных баллонов). В течение 2 секунд давление газа с 200 атм было снижено до 100 атм. После скачка давления концентрация контрольного газа составила на входе 90% и была достигнута на выходе через 3 секунды при его давлении 100 атм. На основании этого был сделан вывод, что изделие герметично.Example 3. As a test product, a piece of a metal pipe 2 meters long and 0.01 meters in diameter was used (an element of the fuel system of a car operating on compressed natural gas). The pipe was connected to a gas source 1 using an airtight flexible hose, which was used as a cartridge with fuel cylinders, which provided constant inlet pressure. An alternating pressure was created at the output (when the engine was running). Natural gas containing 90% methane was used as a mixture of gases. Before entering the pipe in a flexible hose, through the sealed openings, block 4 was introduced with a HEL-775 temperature sensor 7 (Honeywell), a Media-mate 5000 pressure sensor 6 (Honeywell) and an optical concentration sensor 7, which was used as the BGS- 7-01 - infrared absorption sensor manufactured by TsPAT LLC. Similarly, the same measuring instruments were placed in a flexible hose, worn at the outlet of the pipe. Methane was used as a control gas. The pressure at the inlet to the pipe after the completion of the transient processes was 200 atmospheres, a temperature of 40 ° C, a methane concentration of 90% (by weight). After that, using a pulse pressure regulator (a system of high-pressure valves with electronic control), a sharp change in pressure was created at the gas inlet to the pipe (several fuel cylinders were disconnected). Within 2 seconds, the gas pressure from 200 atm was reduced to 100 atm. After the pressure jump, the concentration of the control gas was 90% at the inlet and was reached at the outlet after 3 seconds at a pressure of 100 atm. Based on this, it was concluded that the product is airtight.
Пример 4. Способ осуществлялся по общей схеме, описанной в примере 1. В качестве испытуемого изделия использовался отрезок металлической трубы длиной 2 метра и диаметром 0,01 метра (элемент топливной системы автомобиля, работающего на компримированном природном газе). Труба с помощью герметичного гибкого шланга соединялась с источником газа, в качестве которого была использована кассета с топливными баллонами, который обеспечивал постоянное давление на входе. На выходе создавалось переменное давление (при работе двигателя). В качестве смеси газов использовался природный газ, содержащий 90% метана. Перед входом в трубу в гибком шланге через загерметизированные отверстия был введен блок 4 с п/п датчиком 7 температуры HEL-775 (Honeywell), пьезодатчиком 6 давления Mediamate 5000 (Honeywell) и оптическим датчиком 7 концентраций, в качестве которого использовался BGS-7-01 - инфракрасный абсорбционный датчик, выпускаемый ООО ЦПАТ. Аналогичным образом такие же средства измерения помещались в гибкий шланг, надетый на выходе трубы. В качестве контрольного газа использовался метан. Давление на входе в трубу после завершения переходных процессов составило 200 атмосфер, температура 40°С, концентрация метана 90% (по массе).Example 4. The method was carried out according to the general scheme described in example 1. As a test product, a piece of a metal pipe 2 meters long and 0.01 meters in diameter was used (an element of the fuel system of a car operating on compressed natural gas). Using a tight flexible hose, the pipe was connected to a gas source, which was used as a cartridge with fuel cylinders, which provided constant inlet pressure. An alternating pressure was created at the output (when the engine was running). Natural gas containing 90% methane was used as a mixture of gases. Before entering the pipe in a flexible hose, through the sealed openings, block 4 was introduced with a HEL-775 temperature sensor 7 (Honeywell), a Mediamate 5000 pressure sensor 6 (Honeywell) and an optical concentration sensor 7, which was used as BGS-7- 01 - infrared absorption sensor manufactured by TSPAT LLC. Similarly, the same measuring instruments were placed in a flexible hose, worn at the outlet of the pipe. Methane was used as a control gas. The pressure at the inlet to the pipe after the completion of the transient processes was 200 atmospheres, a temperature of 40 ° C, a methane concentration of 90% (by weight).
После этого было создано резкое изменение давления и температуры на входе газа в трубу. В течение 2 секунд давление газа с 100 атм было повышено до 200 атм (подключены несколько баллонов), а температура в течение 20 секунд была повышена с 49°С до 110°С элементом сопротивления, расположенным на клапане высокого давления. После скачка температуры и давления концентрация контрольного газа составила на входе 90% и была достигнута на выходе через 4 секунды при температуре 97°С и давлении 199 атм. На основании этого был сделан вывод, что изделие герметично.After that, a sharp change in pressure and temperature at the gas inlet to the pipe was created. Within 2 seconds, the gas pressure from 100 atm was increased to 200 atm (several cylinders were connected), and the temperature was increased from 20 ° C to 110 ° C by a resistance element located on the high pressure valve within 20 seconds. After a jump in temperature and pressure, the concentration of the control gas was 90% at the inlet and was reached at the outlet after 4 seconds at a temperature of 97 ° C and a pressure of 199 atm. Based on this, it was concluded that the product is airtight.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006140042/28A RU2329482C1 (en) | 2006-11-14 | 2006-11-14 | Instrument of pressure leak test for unclosed volumes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006140042/28A RU2329482C1 (en) | 2006-11-14 | 2006-11-14 | Instrument of pressure leak test for unclosed volumes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2329482C1 true RU2329482C1 (en) | 2008-07-20 |
Family
ID=39809241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006140042/28A RU2329482C1 (en) | 2006-11-14 | 2006-11-14 | Instrument of pressure leak test for unclosed volumes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2329482C1 (en) |
-
2006
- 2006-11-14 RU RU2006140042/28A patent/RU2329482C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4684135B2 (en) | Leakage inspection method and leak inspection apparatus for piping | |
| US7707871B2 (en) | Leak detection system with controlled differential pressure | |
| US8448498B1 (en) | Hermetic seal leak detection apparatus | |
| KR101009741B1 (en) | Apparatus for simulating fluid leakage of valve | |
| US9097609B1 (en) | Hermetic seal leak detection apparatus with variable size test chamber | |
| US4934178A (en) | Method and apparatus for determining the density of a gas | |
| CN103674800B (en) | A kind of measurement mechanism of hyposmosis rock sample permeability and measuring method thereof | |
| CN116735835A (en) | Compact sandstone condensate gas reservoir failure development simulation device and method | |
| JP2006275906A (en) | Leakage inspection method and system | |
| US5540087A (en) | Apparatus for measuring thermodynamic characteristics of a hydrocarbon sample | |
| RU2329482C1 (en) | Instrument of pressure leak test for unclosed volumes | |
| CN116591647A (en) | Novel CO 2 Displacement and throughput system and method | |
| RU2332651C1 (en) | Method checking unclosed spaces for tightness | |
| US20150036715A1 (en) | Method for Determining A Volume Thermal Expansion Coefficient of A Liquid | |
| CN205262537U (en) | Measure device of irregular solid volume | |
| RU2668628C1 (en) | Method of consumption characteristics control for differential-safety devices and installation for method implementation | |
| RU2313081C2 (en) | Device to provide automatic natural gas hydrate formation point control | |
| RU2298774C1 (en) | Method for controlling reservoir sealing tightness | |
| CN105258756A (en) | Device for measuring volume of irregular solid and measuring method | |
| RU2426080C1 (en) | Method of measuring pressure in fluid transfer pipeline and device to this end | |
| RU95132U1 (en) | ACOUSTIC ANALYZER FOR CONTINUOUS CONTROL OF COMPOSITION AND HEAT CAPACITY OF GAS MIXTURE (NATURAL GAS) | |
| RU2632999C2 (en) | Device for measuring parameters of liquid media in pipeline | |
| RU2805287C1 (en) | Method for determining the integral leakage from a closed volume | |
| EA029297B1 (en) | Device for testing tightness of polymer fuel pipelines in vehicles | |
| RU2807432C1 (en) | Multiphase flowmeter calibration method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081115 |