一种流体泄露量检测器的制作方法

1.本技术涉及流体泄露检测技术领域，尤其涉及一种流体泄露量检测器。


背景技术：

2.目前，对流体(如水、油液等)泄漏量的检测，当流体流速较大时，一般采用流量计；但当流体存在断续泄漏且流速极小，甚至是滴漏时，则因流体无法驱动流量计内部机件转动，造成流量计无法给出准确的检测结果。当前流行的流体泄露检测方法是利用量杯直接量出泄露的介质，但这种人工测量方法操作起来很不方便，并且，在泄露量很大导致量杯满溢时，还会对人身和周围环境造成污染。
3.因此，如何对流体存在断续泄漏且流速极小，甚至是滴漏时的泄露量进行准确的测量，提高检测的自动化程度和防止污染环境是目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种流体泄露量检测器，对流体存在断续泄漏且流速极小，甚至是滴漏时的泄露量进行准确的测量，提高检测的自动化程度，防止污染环境。
5.为达到上述目的，本技术提供一种流体泄露量检测器，包括缸体、活塞、位移传感器和用于根据所述活塞的位移量计算流体泄漏量的中央处理单元；所述活塞位于所述缸体内，并将所述缸体的内腔分隔为第一腔体和第二腔体；所述第一腔体通过传输管路与待检测流体管路连通；所述位移传感器与所述活塞的尾端相连接；所述中央处理单元与所述位移传感器电连接。
6.如上的，其中，所述第一腔体与待检测流体管路连接的传输管路上安装有控制阀。
7.如上的，其中，所述控制阀为与所述中央处理单元电连接的电磁控制阀。
8.如上的，其中，所述位移传感器为光栅位移传感器，所述光栅位移传感器的标尺光栅与所述活塞的尾端固定连接。
9.如上的，其中，所述缸体内还具有一通长的活塞引导杆，所述活塞引导杆沿所述活塞的移动方向固定在所述缸体内，所述活塞套设在所述活塞引导杆的外部，并且，所述活塞与所述活塞引导杆滑移连接。
10.如上的，其中，所述活塞的初始位置位于所述第一腔体连接所述待检测流体管路的一侧，在所述第一腔体内的流体增加下，所述活塞沿向所述第二腔体方向移动，直至移动到所述第二腔体的空间消失。
11.所述的流体泄露量检测器，还包括流体收集箱；当所述第二腔体的空间消失，所述流体收集箱通过回收管路与所述第一腔体连通；当所述第二腔体的空间未消失时，所述流体收集箱通过回收管路与所述第二腔体连通。
12.如上的，其中，所述缸体靠近所述第二腔体的一端具有开口部，所述活塞靠近所述第二腔体的一侧固定有活塞杆，所述活塞杆沿所述活塞的移动方向设置，且所述活塞杆从所述开口部穿出，所述活塞杆远离所述活塞的一端与所述位移传感器固定连接。
13.如上的，其中，所述活塞杆内部为空心，所述活塞引导杆穿入所述活塞杆的空心内。
14.如上的，其中，所述光栅位移传感器包括受光元件，所述受光元件沿平行于所述活塞的移动方向设置在所述缸体的一侧，所述中央处理单元与所述受光元件电连接。
15.本技术实现的有益效果如下：
16.(1)本技术利用流体自身压力驱动活塞移动，位移传感器检测活塞位移，从而根据活塞位移量和活塞截面积计算流体微泄露量，自动化程度高和检测准确度高，并且，能够实现对待检测管路的微小泄漏量的测量。
17.(2)本技术避免因被测设备突发故障造成“喷泄”致使检测过程无法控制和持续的情况，而且可借助外围设备将设备泄露出来的流体回收到油箱中，减少对检测环境造成的污染。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例的一种流体泄露量检测器的结构示意图。
20.图2为本技术实施例的活塞和活塞引导杆的侧视图。
21.附图标记：1-缸体；2-活塞；3-位移传感器；4-控制阀；5-中央处理单元；6-流体收集箱；11-第一腔体；12-第二腔体；21-活塞引导杆；22-活塞杆；31-标尺光栅；32-受光元件；61-回收管路。
具体实施方式
22.下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.如图1所示，本技术提供一种流体泄露量检测器，包括缸体1、活塞2、位移传感器3和用于根据活塞2的位移量计算流体泄漏量的中央处理单元5；缸体1为圆柱状，活塞2位于缸体1内，并将缸体1的内腔分隔为第一腔体11和第二腔体12；第一腔体11通过传输管路与待检测流体管路连通；位移传感器3与活塞2的尾端相连接；中央处理单元5与位移传感器3电连接。
24.作为本实用新型的具体实施例，对流体泄露量进行检测时，将第一腔体11通过传输管路与待检测流体管路连通，带检测流体管路泄露的流体通过传输管路流入第一腔体11内，随着第一腔体11的流体增多，在流体的压力下，活塞2向第二腔体12的方向移动，位移传感器3感应活塞2的移动量，中央处理单元5采集位移传感器2感知的活塞2的位移，并根据活塞2的位移和活塞2的横截面积解算出流体微泄漏量，从而精确对待检测流体管路的微泄漏量检测。
25.如图1所示，第一腔体11与待检测流体管路连接的传输管路上安装有控制阀4。本实施例中，第一腔体11主要用于接收泄露流体，当有微量泄漏时，泄露的流体推动活塞2向第二腔体12方向活动。控制阀4用于开启或阻断泄露流体向第一腔体11传输的通路。
26.优选的，控制阀4为与中央处理单元5电连接的电磁控制阀。该电磁控制阀根据中央处理单元5的电信号开启或关闭，从而实现开启或阻断泄露流体向第一腔体11传输的通路。
27.优选的，位移传感器3为光栅位移传感器，光栅位移传感器的标尺光栅31与活塞2的尾端固定连接。光栅位移传感器用于测量活塞2的位移。当活塞2在泄露流体的压力作用下向第二腔体12的方向运动时，活塞2带动标尺光栅31同步运动，从而通过测量标尺光栅31的位移量，即可获得活塞2的位移量。
28.如图1所示，缸体1内还具有一通长的活塞引导杆21，活塞引导杆21沿活塞2的移动方向固定在缸体1内，活塞2套设在活塞引导杆21的外部，并且，活塞2与活塞引导杆21滑移连接。活塞引导杆21引导活塞2的运动方向，便于更精确地获得活塞2的位移量。
29.作为本实用新型的具体实施例，活塞2的初始位置位于第一腔体11连接待检测流体管路的一侧，在第一腔体11内的流体增加下，活塞2沿向第二腔体12方向移动，直至移动到第二腔体12的空间消失。
30.如图1所示，流体泄露量检测器，还包括流体收集箱6；当第二腔体12的空间消失，流体收集箱6通过回收管路61与第一腔体11连通；当第二腔体12的空间未消失时，流体收集箱6通过回收管路61与第二腔体12连通。当检测完成后，缸体1内的流体可通过回收管路61泄放至流体收集箱6内；或者当缸体1内的流体充满了整个缸体1，第二腔体12的空间消失时，流体可通过回收管路61泄放至流体收集箱6内，避免流体流入周围环境中，防止对环境造成污染。
31.如图1所示，缸体1靠近第二腔体12的一端具有开口部，活塞2靠近第二腔体12的一侧固定有活塞杆22，活塞杆22沿活塞2的移动方向设置，且活塞杆22从开口部穿出，活塞杆22远离活塞2的一端与位移传感器3固定连接。
32.作为本实用新型的具体实施例，活塞杆22内部为空心，活塞引导杆21穿入活塞杆22的空心内。活塞2和活塞杆22可沿活塞引导杆21移动。
33.如图1所示，光栅位移传感器包括受光元件32，受光元件32沿平行于活塞2的移动方向设置在缸体1的一侧，中央处理单元5与受光元件32电连接。受光元件32用于感知标尺光栅31的位移量。
34.其中，中央处理单元5包括cpu、信号调理电路以及电源，cpu、信号调理电路、电源均为现有技术，在此不再赘述。
35.作为本实用新型的具体实施例，中央处理单元5采集单位时间内活塞2的第一位移量，并将第一位移量与第一腔体11的截面积的乘积作为流体微泄漏量。
36.第一腔体11的截面积，为活塞2面积减去活塞导引杆21的截面积。
37.作为本实用新型的具体实施例，缸筒1容积的设计与检测阈值相关联，具体的，缸筒1所能容纳的流体的最大流量与预设的检测阈值大小相等，若流体的泄露量未达到阈值，则在检测完成后，经自动控制，将活塞2复位至缸筒1的最左侧的初始位置；若流体的泄露量已超出阈值，则活塞2已达缸筒1最右侧，泄露的流体经回收管路61流回流体收集箱6中。
38.如图2所示，为活塞2和活塞引导杆21的侧视图，活塞2和活塞引导杆21的纵截面形状均为圆形，图2中，d1表示活塞2的直径；d2表示活塞引导杆21的直径。活塞引导杆21的中心轴线与活塞2的中心轴线在同一直线方向上。
39.本技术对流体泄漏量的具体检测原理如下：
40.启动检测时，活塞2和标尺光栅31处于第一位置(也即活塞2处于初始位置)，当待检测系统存在泄露时，将推动活塞2沿活塞导引杆21在缸体1中自左向右移动，设活塞2的直径为d1，活塞导引杆21的直径为d2，则第一腔体11的截面积即为活塞2和缸体1之间的环形截面面积s的计算方法如下：
41.s＝π
×
(d
12-d
22
)/4。
42.其中，π为3.14。
43.按微分概念，当系统出现泄漏时，活塞2在缸体1中移动，带动标尺光栅31产生位移时，产生的微容积dv的计算方法如下：
44.dv＝s
×
dx。
45.其中，dx表示活塞的移动距离；dv表示微容积。
46.如果因流体泄漏造成活塞2在缸体1中移动，活塞2和标尺光栅31均移至第二位置，从第一位置(也即活塞2处于初始位置)到第二位置产生的总位移为p，则此时的流体总泄漏量v的计算方法如下：
47.v＝∫sdx＝∫[π
×
(d
12-d
22
)/4]dx；
[0048]
其中，∫表示积分符号。
[0049]
中央处理单元5读取标尺光栅31位移量，并在中央处理单元5的cpu中完成上述各项计算，并输出显示计算结果。
[0050]
作为本实用新型的具体实施例，使用流体泄漏量检测器进行检测的方法包括如下步骤：
[0051]
将活塞2移动至初始位置，通过传输管路将待检测流体管路与第一腔体11连通；
[0052]
第一腔体11收集待检测流体管路泄露的流体；活塞2随第一腔体11内流体的增加向远离第一腔体11的方向移动；
[0053]
位移传感器3采集活塞2的移动距离；
[0054]
根据活塞2的移动距离，采用微分计算公式实时计算流体泄漏量；
[0055]
其中，微分计算公式为：
[0056]
v＝∫sdx＝∫[π
×
(d
12-d
22
)/4]dx；
[0057]
其中，v表示流体总泄漏量；∫表示积分符号；s表示活塞2和缸体1之间的环形截面面积；dx表示活塞的移动距离；d1表示活塞2的直径；d2表示活塞引导杆21的直径。
[0058]
通过本技术一种流体泄漏量检测器对带检测流体管路进行泄漏量检测时，只要出现微小泄漏，流体自身压力即可驱动活塞2产生位移，在限定的计时时间内，将活塞2和缸体1之间固定截面积与活塞2的相对位移量进行积分运算，即可得出限定时间内的流体泄漏量(容积)。本技术可用于阀体设备密封性能检测，解决目前无法用常规流量计检测设备中流体微泄露量的问题，也改变了目前对这项检测只能采取量杯检测、人工读数的传统方式，为自动检测设备中流体的微泄漏提供了技术手段。
[0059]
本技术实现的有益效果如下：
[0060]
(1)本技术利用流体自身压力驱动活塞移动，位移传感器检测活塞位移，从而根据活塞位移量和活塞截面积计算流体微泄露量，自动化程度高和检测准确度高，并且，能够实现对待检测管路的微小泄漏量的测量。
[0061]
(2)本技术避免因被测设备突发故障造成“喷泄”致使检测过程无法控制和持续的情况，而且可借助外围设备将设备泄露出来的流体回收到油箱中，减少对检测环境造成的污染。
[0062]
上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。