宽量程流量式检漏仪及其检测方法
【专利摘要】本发明提供一种宽量程流量式检漏仪，包括至少两个检测气路单元，每个检测气路单元包括前检测阀、层流管和后检测阀；还包括一个主要由差压传感器及两个电磁阀组成的信号采集-气路切换单元，差压传感器前端口与一个电磁阀连接，该电磁阀分别与每个检测气路单元层流管前端口连接，差压传感器后端口与另一个电磁阀连接，该电磁阀分别与每个检测气路单元层流管后端口连接；还提供了该检漏仪的检测流量方法，所述切换检测气路单元采用施密特触发方式对检测范围存在重复区间的相邻检测气路单元层流管进行切换；本发明具有检测范围广、购置成本低、检测效率高等优点。
【专利说明】宽量程流量式检漏仪及其检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于流量检测【技术领域】，具体涉及一种量程范围宽的流量式检漏仪，还涉 及该量程范围宽的流量式检漏仪检测流量方法。
【背景技术】
[0002] 目前的流量式检漏仪大多采用单一的层流管，使用指定的测试压力，使被测工件 与层流管处于同一气路中，通过层流管的两个取压口的差压变化，测得被测工件的流量。其 存在如下缺点：检测范围小、设备购置成本高，由于层流管感度的限制，现有的流量式检漏 仪能检测到的最小量程是最大量程的1〇%，当流量更小或更大时，就需要更换另一相应量 程的流量式检漏仪，对于用户来说，使用多台流量式检漏仪，无疑増加了设备购置成本，造 成资源浪费；检测效率低，当遇到需要检测多个流量点的工件时，需要更换两台甚至多台流 量式检漏仪才能实现，造成工时浪费，生产效率受到影响。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种宽量程流量式检漏仪，包括预充气单元、检测气路单元、控制单元 和信号采集-气路切换单元，所述检测气路单元包括前检测阀、层流管和后检测阀，层流管 包括前、后两端口，前检测阀和层流管前端口通过管道连接，后检测阀和层流管后端口也 通过管道连接；所述检测气路单元至少有两个，相邻两个检测气路单元所包含的层流管量 程范围存在交集，且每个检测气路单元所包含的层流管都包含只属于其自身的某段量程范 围；
[0004] 所述信号采集-气路切换单元包括差压传感器和两个电磁阀，差压传感器包括 前、后两端口，前端口与一个电磁阀端口通过管道连接，该电磁阀其他端口分别与每个检测 气路单元层流管前端口通过管道连接，后端口与另一个电磁阀端口通过管道连接，该电磁 阀其他端口分别与每个检测气路单元层流管后端口通过管道连接；
[0005] 所述控制单元分别与前检测阀、后检测阀、电磁阀、差压传感器电连接。
[0006] 所述预充气单元包括气源、充气阀、排气阀和测试压力传感器，气源与充气阀、充 气阀和排气阀都通过管道连接，排气阀和被测物也通过管道连接，测试压力传感器串接在 预充气单元的管道中；
[0007] 气源还分别与每个检测气路单元的前检测阀通过管道连接，同时每个检测气路单 元的后检测阀也分别与被测物通过管道连接；
[0008] 所述控制单元分别与充气阀、排气阀、测试压力传感器电连接；
[0009] 所述控制单元还电连接一显示屏。
[0010] 所述宽量程流量式检漏仪，其管道中还串接有温度传感器，温度传感器与控制单 元电连接。
[0011] 进一步的，所使用电磁阀，其端口数量与检测气路单元的数量相匹配。
[0012] 更进一步的，所述宽量程流量式检漏仪，包含第一路检测气路单元和第二路检测 气路单元，第一路检测气路单元包括第一路前检测阀、第一路层流管和第一路后检测阀，第 二路检测气路单元包括第二路前检测阀、第二路层流管和第二路后检测阀；
[0013] 所述电磁阀是两位三通电磁阀。
[0014] 本发明还提供上述宽量程流量式检漏仪的检测流量方法，如下所述：
[0015] 预设某一检测气路单元为缺省检测气路单元，电磁阀缺省状态为连通该缺省检测 气路单元层流管与差压传感器之间的气路，检测过程开始后，控制单元首先打开充气阀、关 闭排气阀、同时关闭所有检测气路单元的前检测阀和后检测阀，启动气源向被测物内充气， 测试压力传感器将压力值传回控制单元，当达到预设充气时间后，控制单元关闭充气阀，并 打开缺省检测气路单元的前检测阀、后检测阀，气源中气体依次通过该检测气路单元的前 检测阀、层流管、后检测阀流向被测物内；
[0016] 差压传感器采集该检测气路单元层流管前后端口压力值，得到差压值并将之转换 为电信号，传回控制单元，控制单元判断其是否在该检测气路单元检测范围内；若在则进入 检测环节，若不在则控制单元判断其属于哪个检测气路单元检测范围，并通过控制电磁阀， 关闭连通当前检测气路单元层流管与差压传感器之间气路的两个电磁阀相应通道，打开连 通相应检测气路单元层流管与差压传感器之间气路的两个电磁阀相应通道，差压传感器再 次采集该相应检测气路单元层流管前后端口压力值，得到差压值并将之转换为电信号，传 回控制单元进行后续处理；
[0017] 当达到预设的检测时间后，控制单元关闭所有检测气路单元前检测阀和后检测 阀，电磁阀回复到缺省状态，并打开排气阀，使被测物内的高压气体排出，同时在控制单元 显示屏上显示检测结果。
[0018] 进一步的，通过温度传感器采集气路中的温度，并将之传回控制单元，修正因温度 变化带来的检测误差。
[0019] 更进一步的，所述控制单元采用施密特触发方式，通过控制相关电磁阀气路通道， 对检测范围存在重复区间的相邻检测气路单元层流管进行切换。
[0020] 本发明采用多路层流管并联，实现宽量程范围的流量式检测；采用智能切换技术， 当前层流管与检测到的量程不匹配时，系统将自动接入恰当的层流管，并将其它层流管气 路断开；采用施密特式气路切换触发，多路层流管之间均设有回差，避免了被测物流量处于 两路层流管量程范围之间时出现频繁切换。该检漏仪检测范围广，使用一台宽量程流量式 检漏仪，即可检测流量差异很大的多种被测物；购置成本低，使用一台宽量程流量式检漏 仪，即可从事原先多台流量式检漏仪才能完成的工作，大大降低了购置成本；检测效率高， 用户无需进行复杂的设置和选型，也不需要更换多台流量式检漏仪，只需要将被测物连接 到宽量程流量式检漏仪，即可对被测物进行流量检测，提高了检测效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本发明的管道、电气连接关系示意图
[0022] 图中：虚线为电气连线，实线为管道连线
[0023]图中气源、2.充气阀、3·第一路前检测阀、4·第二路前检测阀、5·第一路层流 管、6·第二路层流管、7·第一路后检测阀、8.第二路后检测阀、9·差压传感器、10.两位三通 电磁阀、11·控制单元、12.排气阀、13.温度传感器、14·测试压力传感器、I 5.被测物
【具体实施方式】
[0024] 本发明提供一种宽量程流量式检漏仪，包括预充气单元、检测气路单元、控制单元 11和信号采集-气路切换单元，所述检测气路单元包括前检测阀、层流管和后检测阀，层流 管包括前、后两端口，前检测阀和层流管前端口通过管道连接，后检测阀和层流管后端口也 通过管道连接，所述检测气路单元至少有两个，相邻两个检测气路单元所包含的层流管量 程范围存在交集，且每个检测气路单元所包含的层流管都包含只属于其自身的某段量程范 围；
[0025] 所述信号采集-气路切换单元包括差压传感器9和两个电磁阀，差压传感器9包 括前、后两端口，前端口与一个电磁阀端口通过管道连接，该电磁阀其他端口分别与每个检 测气路单元层流管前端口通过管道连接，后端口与另一个电磁阀端口通过管道连接，该电 磁阀其他端口分别与每个检测气路单元层流管后端口通过管道连接；
[0026] 所述控制单元11分别与前检测阀、后检测阀、电磁阀、差压传感器9电连接。
[0027] 如图1所示，所述预充气单元包括气源1、充气阀2、排气阀12和测试压力传感器 14,气源1与充气阀2、充气阀2和排气阀12都通过管道连接，排气阀12和被测物15也通 过管道连接，测试压力传感器14串接在预充气单元的管道中；
[0028] 气源1还分别与每个检测气路单元的前检测阀通过管道连接，同时每个检测气路 单元的后检测阀也分别与被测物15通过管道连接；
[0029] 所述控制单元11分别与充气阀2、排气阀12、测试压力传感器14电连接；
[0030] 所述控制单元11还电连接一显示屏，用于将检测到的流量值显示出来。
[0031] 所述宽量程流量式检漏仪，其管道中还串接有温度传感器13,温度传感器13与控 制单元11电连接，其将管道温度传送给控制单元11，经过一定算法修正因温度变化带来的 检测误差。
[0032] 为了节省资源，所使用电磁阀，其端口数量与检测气路单元的数量相匹配,避免电 磁阀上还有多余的端口闲置造成浪费。
[0033] 在实际生产实践中，一般包括两个检测气路单元的宽量程流量式检漏仪即可满足 大多数情况下的检测需求，如图1所示，宽量程流量式检漏仪包含第一路检测气路单元和 第二路检测气路单元，第一路检测气路单元包括第一路前检测阀3、第一路层流管5和第一 路后检测阀7,第二路检测气路单元包括第二路前检测阀4、第二路层流管6和第二路后检 测阀8 ;
[0034] 所述电磁阀是两位三通电磁阀10 ;
[0035] 第一路前检测阀3和第一路层流管5前端口通过管道连接，第一路后检测阀7和 第一路层流管5后端口也通过管道连接，第二路前检测阀4和第二路层流管6前端口通过 管道连接，第二路后检测阀8和第二路层流管6后端口也通过管道连接；
[0036] 差压传感器9前端口与一个两位三通电磁阀10-端口通过管道连接，该两位三通 电磁阀10其余两端口分别与第一路层流管5前端口、第二路层流管6前端口通过管道连 接，差压传感器9后端口与另一个两位三通电磁阀10 -端口通过管道连接，该两位三通电 磁阀10其余两端口分别与第一路层流管5后端口、第二路层流管6后端口通过管道连接； [0037] 控制单元11分别与第一路前检测阀3、第二路前检测阀4、第一路后检测阀7、第二 路后检测阀8、两位三通电磁阀10电连接。
[0038] 本发明还提供上述宽量程流量式检漏仪的检测流量方法，所述方法如下：
[0039] 预先向控制单元11中内置程序，该程序包括预充气单兀程序，差压_流量转换程 序，各检测气路单元判断程序、切换检测气路单元程序、检测值显示程序及检测结束程序；
[0040] 预设某一检测气路单元为缺省检测气路单元，电磁阀缺省状态为连通该缺省检测 气路单元层流管与差压传感器9之间的气路，检测过程开始后，控制单元11首先打开充气 阀2、关闭排气阀12、同时关闭所有检测气路单元的前检测阀和后检测阀，启动气源1向被 测物15内充气，测试压力传感器14将压力值传回控制单元11，当达到预设充气时间后，控 制单元11关闭充气阀2,并打开缺省检测气路单元的前检测阀、后检测阀，气源1中气体依 次通过该检测气路单元的前检测阀、层流管、后检测阀流向被测物 15内；
[0041] 差压传感器9根据该检测气路单元层流管前后端口压力值，得到差压值并将之转 换为电信号，传回控制单元11，控制单元11通过相应算法得到对应流量值，并判断其是否 在该检测气路单元检测范围内，若在则进入检测环节；不在则控制单元 11根据内置程序判 断其属于哪个检测气路单元检测范围，并通过控制电磁阀，关闭连通当前检测气路单元层 流管与差压传感器9之间气路的两个电磁阀相应通道，打开连通相应检测气路单元层流管 与差压传感器9之间气路的两个电磁阀相应通道，差压传感器9再次采集该相应检测气路 单元层流管前后端口压力值，得到差压值并将之转换为电信号，传回控制单元11进行后续 处理；
[0042] 当达到预设的检测时间后，控制单元关闭所有检测气路单元前检测阀和后检测 阀，电磁阀回复到缺省状态，并打开排气阀12,使被测物15内的高压气体排出，同时在控制 单元11显示屏上显示检测结果。
[0043] 进一步的，预先向控制单元11中内置程序中还包括温漂补偿修正程序；通过温度 传感器13检测气路中的温度，并将之传回控制单元11，经温漂补偿修正程序，修正因温度 变化带来的检测误差。
[0044] 为了避免被测物15流量值处于两路检测气路单元层流管检测范围之间时出现频 繁切换，所述控制单元11中内置的切换检测气路单元程序采用施密特触发方式对检测范 围存在重复区间的相邻检测气路单元层流管进行切换。 1
[0045] 两相邻检测气路单元检测范围分别为a?b，c?d，且d>b>c>a，如果当前电磁阀 接通的是检测范围为a?b的检测气路单元，只有当控制单元11计算得到的流量值大于b 时，控制单元11才通过控制电磁阀接通检测范围为C?d的检测气路单元；如果当前电磁 阀接通的是检测范围为c?d的检测气路单元，只有当控制单元11计算得到的流量值小于 c时，控制单元η才通过控制电磁阀接通检测范围为a?b的检测气路单元。
[0046] 以上对本发明的部分实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施 例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进 等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1. 一种宽量程流量式检漏仪，包括预充气单元、检测气路单元、控制单元（11)和信号 采集-气路切换单元，其特征在于：所述检测气路单元至少包含两个，每个检测气路单元都 包含前检测阀、后检测阀及某段量程范围只属于本检测气路单元的层流管，层流管包括前、 后两端口，前检测阀与层流管前端口通过管道连接，后检测阀与层流管后端口也通过管道 连接； 所述信号采集-气路切换单元包括差压传感器（9)和两个电磁阀，差压传感器（9)包 括前、后两端口，前端口与一个电磁阀端口通过管道连接，该电磁阀其他端口分别与每个检 测气路单元层流管前端口通过管道连接，后端口与另一个电磁阀端口通过管道连接，该电 磁阀其他端口分别与每个检测气路单元层流管后端口通过管道连接； 所述控制单元（U)分别与前检测阀、后检测阀、电磁阀、差压传感器（9)电连接。
2. 根据权利要求1所述的宽量程流量式检漏仪，其特征在于：所述量程范围存在交集 的层流管安装于相邻的检测气路单元。
3. 根据权利要求1或2所述的宽量程流量式检漏仪，其特征在于：所述预充气单元包 括气源（1)、充气阀（2)、排气阀（I2)和测试压力传感器（14)，气源（1)与充气阀（2)、充气 阀⑵和排气阀（12)都通过管道连接，排气阀（I 2)和被测物（15)也通过管道连接，测试 压力传感器（14)串接在预充气单元的管道中； 气源（1)还分别与每个检测气路单元的前检测阀通过管道连接，同时每个检测气路单 元的后检测阀也分别与被测物（15)通过管道连接； 所述控制单元（11)分别与充气阀（2)、排气阀（12)、测试压力传感器（14)电连接； 所述控制单元（11)还电连接一显示屏。
4. 根据权利要求1或2所述的宽量程流量式检漏仪，其特征在于：所述管道中还串接 有温度传感器（13)，温度传感器（13)与控制单元（11)电连接。
5. 根据权利要求1所述的宽量程流量式检漏仪，其特征在于：所使用电磁阀，其端口数 量与检测气路单元的数量相匹配。
6. 根据权利要求1或2所述的宽量程流量式检漏仪，其特征在于：包含第一路检测气 路单元和第二路检测气路单元，第一路检测气路单元包括第一路前检测阀（3)、第一路层流 管（5)和第一路后检测阀（7)，第二路检测气路单元包括第二路前检测阀（4)、第二路层流 管（6)和第二路后检测阀（8); 所述电磁阀是两位三通电磁阀（10)。
7· -种宽量程流量式检漏仪的检测流量方法，其特征在于：所述方法如下： 预设某一检测气路单元为缺省检测气路单元，电磁阀缺省状态为连通该缺省检测气 路单元层流管与差压传感器（9)之间的气路，检测过程开始后，控制单元（11)首先打开充 气阀（2)、关闭排气阀（12)、同时关闭所有检测气路单元的前检测阀和后检测阀，启动气源 ⑴向被测物（15)内充气，测试压力传感器（14)将压力值传回控制单元（11)，当达到预 设充气时间后，控制单元（11)关闭充气阀（2)，并打开缺省检测气路单元的前检测阀、后检 测阀，气源（1)中气体依次通过该检测气路单元的前检测阀、层流管、后检测阀流向被测物 (15)内； 差压传感器（9)采集该检测气路单元层流管前后端口压力值，得到差压值并将之转换 为电信号，传回控制单元（11)，控制单元（U)判断其是否在该检测气路单元检测范围内； 若在则进入检测环节，若不在则控制单元（11)判断其属于哪个检测气路单元检测范围，并 通过控制电磁阀，关闭连通当前检测气路单元层流管与差压传感器（9)之间气路的两个电 磁阀相应通道，打开连通相应检测气路单元层流管与差压传感器（9)之间气路的两个电磁 阀相应通道，差压传感器（ 9)再次米集该相应检测气路单元层流管前后端口压力值，得到 差压值并将之转换为电信号，传回控制单元（11)进行后续处理； 当达到预设的检测时间后，控制单元关闭所有检测气路单元前检测阀和后检测阀，电 磁阀回复到缺省状态，并打开排气阀（12)，使被测物（15)内的高压气体排出，同时在控制 单元（11)显示屏上显示检测结果。
8·根据权利要求6所述的宽量程流量式检漏仪的检测流量方法，其特征在于：通过温 度传感器（I3)采集气路中的温度，并将之传回控制单元（11)，修正因温度变化带来的检测 误差。 9_根据权利要求6所述的宽量程流量式检漏仪的检测流量方法，其特征在于：所述控 制单元（11)采用施密特触发方式，通过控制相关电磁阀气路通道，对检测范围存在重复区 间的相邻检测气路单元层流管进行切换。
【文档编号】G01M3/26GK104215406SQ201410464840
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】马诏鞾, 刘德亮 申请人:天津博益气动股份有限公司