专利名称：光电式气体微流量气泡流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种光电式气体微流量气泡流量计，尤其是应用于低温阀门以及设备系统内部微气体泄漏量的测试。
背景技术：
目前在阀门以及内部有密封性要求的设备气体泄漏量检测通常采用气体流量计实现，对于常温下较大气体泄漏量(>10ml/min)以及超微量气体泄漏量(〈I X 10_3Pam3/s)均有比较成熟的测试手段，如热式气体流量计，氦质谱仪等，但对于介于以上两者测试量程范围内的低温气体泄漏量测试并没有较好手段，而且上述单台流量计只能针对单一气体种类进行测试。
发明内容本实用新型的目的是要提供ー种流量计，能够对不同种类气体微泄漏量进行测试，同时也能实现气体在低温エ况下的泄漏量测试。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种光电式气体微流量气泡流量计，其特征在干，该流量计主要包括气体接入设备，酒精气泡发生器，光量衰减检测器，信号计数器和计算机；所述气体接入设备的接ロ与被测阀门的气体泄漏检测管路输出接ロ相连接，被测泄漏气体通过管路系统进入酒精气泡发生器，光量衰减检测器检测光衰减量值与光量衰减检测器中的设定阈值相比较后输出气泡信号，信号计数器接收到光量衰减检测器输入信号后以串ロ通讯方式将瞬时气泡数量与累计气泡数量传输给计算机，计算机根据测试气体种类，温度、压カ參数设定值最终输出实际测得的气体泄漏量。所述气体接入设备包括温度传感器、压カ传感器、气路切换电磁阀以及管路快速接ロ，实现对流量计的保护。所述酒精气泡发生器采用透明玻璃工作容器，它由成Y型的气体接入口和检测腔两部分組成，实现侧向气泡发生，防止了气体壅塞，同时保证了气泡大小、方向的一致性与出泡速度的均匀性。所述光量衰减检测器由激光发生器，光量检测及内部比较电路组成，实现对发出激光接收量的检测与判断，通过接收到光量的变化，实现对泄漏气量的计数。光量衰减检测器通过检测气泡流经酒精内部时对激光折射所造成接收到光通量的衰减进行与设定阈值判断，并以电信号的方式向外部输出气泡信号，信号由信号计数器最終通过RS232、RS485或USB的通讯接ロ方式传输至计算机，最終由由计算机进行计算后输出测得的气体流量，井能够以实时曲线的方式反映给测试人员。本实用新型的有益效果与独到之处在于，能够根据计算机内部数据库存储的数据无需进行硬件改动即可测试不同种类气体，采用光电传感器实现在气体低温状态下的检测，气体流量测量范围弥补了当前常规流量计测试的盲区。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是酒精气泡发生器结构示意图；图3是本实用新型的工作原理图；图4是本实用新型一个应用实例超低温阀门低温エ况内泄漏测试系统原理图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进ー步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用与本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。由图I所示，一种光电式气体微流量气泡流量计，其特点是，该流量计主要包括气体接入设备I，酒精气泡发生器2，光量衰减检测器3，信号计数器4和计算机5 ;所述气体接入设备I的接ロ与被测阀门的气体泄漏检测管路输出接ロ相连接，被测泄漏气体通过管路系统进入酒精气泡发生器2，光量衰减检测器3检测光衰减量值与光量衰减检测器3中的设定阈值相比较后输出气泡信号，信号计数器4接收到光量衰减检测器3输入信号后以串ロ通讯方式将瞬时气泡数量与累计气泡数量传输给计算机5，计算机5根据测试气体种类，温度、压カ參数设定值最终输出实际测得的气体泄漏量。气体接入设备系统包括温度传感器6、压カ传感器7、气路切換电磁阀8以及管路快速接ロ。由图2所示，酒精气泡发生器2采用透明玻璃工作容器，保证激光在穿透时具有稳定的衰減量，透明玻璃工作容器由成Y型的气体接入ロ 12和检测腔13两部分組成，实现侧向气泡发生。实现侧向气泡发生方式保证气泡发生器内产生的气泡符合测试的要求。酒精气泡发生器2的检测腔13两边分别置有激光发射端10和激光接收端9。光量衰减检测器由激光发生器，光量检测及内部比较电路组成，通过光纤11和激光发射端10、激光接收端9相连接，实现对发出激光接收量的检测与判断，通过接收到光量的变化，实现对泄漏气量的计数，同时能够对多种气体的光量阈值在光量衰减检测器中进行设定与修改，采用酒精作为气泡流经的介质保证可以在-50°C低温エ况下进行测试。计算机通过标定数据库能够将多种种类气体，不同温度、压カ下単位体积气泡进行換算，转换成标准状态下气体泄漏量，测试过程以曲线方式实时显示气体流量并能够通过历史查询记录。本实用新型的工作流程为由图3所示，当气体接入设备I与被测试设备连接好之后开启流量计电源，系统根据流量计温度入口压カ判断气路切換电磁阀的启闭，当入口压カ处于正常范围内时气体通入酒精气泡发生器2，在酒精气泡发生器2内产生大小、方向一致，速度均匀的气泡，此时光量衰减检测器3发出的激光透射过酒精气泡发生器2，当有气泡经过激光束时另一端接收到的光量发生衰减，流量计在工作之前首先确认气泡经过液体酒精时所发生的光量衰减量，并在光量衰减检测器3中进行设定。然后每次当有气泡经过激光光束时光量衰减检测器3将信号发送至信号计数器，信号计数器4将接收到的瞬时信号及累计信号通过串ロ通讯的方式传输至计算机5，通过计算机测试系统内部数据库内标定參数最终将气泡个数信号转换成气体流量值以实时曲线的方式向用户展示，同存储在历史记录数据库中，以备查阅。为了保护流量计不受损坏，测试过程中系统实时检测流量计入口温度压力，超过正常工作范围时，气体接入设备I将切换进气电磁阀，在系统中也将相应提示报警。本实用新型的应用实例由图4所示为超低温阀门低温工况内泄漏测试系统原理图，由图4所示，测试流体氦气经过过滤器14后进入测试系统，通过压力表16监测测试系统管路内当前指示压力，由气体压力调节阀15调整被测超低温阀门17进气压力至所需要的测试工况，安全阀17保证系统测试压力不超过设置最高压力，一旦系统内压力超过设定压力安全阀17即自动开启泄压保护系统。测试过程中置于低温液氮测试槽18中的被测超低温阀门19关闭，本实用新型的光电式气体微流量气泡流量计20安装于被测超低温阀门19出口端，用于检测低温工况在测试压力下阀门关闭状态时内部气体泄漏量，通过光电转换的方式气体流量计采集经过被测超低温阀门19泄漏气体所产生的气泡数量并以串行通讯的方式传输至计算机，根据光电式气体微流量气泡流量计20获取的泄漏气体温度、压力参数二次计算出所要测试泄漏气体的流量，测试过程中如随着被测超低温阀门19进口压力升高导致气体泄漏量超过光电式气体微流量气泡流量计20所能测试量程或泄漏气体温度低于测试设定值，本 实用新型装置能够自动打开内部旁通阀门使被测超低温阀门19所泄漏气通过内部阀门旁通后排出，保护装置不受损坏，并在测试软件中做出相应报警提示。
权利要求1.一种光电式气体微流量气泡流量计，其特征在于，该流量计主要包括气体 接入设备(1)，酒精气泡发生器(2)，光量衰减检测器(3)，信号计数器(4)和计算机(5);所述气体接入设备(I)的接ロ与被测阀门的气体泄漏检测管路输出接ロ相连接，被测泄漏气体通过管路系统进入酒精气泡发生器(2)，光量衰减检测器(3)检测光衰减量值与光量衰减检测器(3)中的设定阈值相比较后输出气泡信号，信号计数器(4)接收到光量衰减检测器(3)输入信号后以串ロ通讯方式将瞬时气泡数量与累计气泡数量传输给计算机(5)，计算机(5)根据测试气体种类，温度、压カ參数设定值最终输出实际测得的气体泄漏量。
2.根据权利要求I所述的光电式气体微流量气泡流量计，其特征在干，气体接入设备系统包括温度传感器出)、压カ传感器(7)、气路切換电磁阀(8)以及管路快速接ロ。
3.根据权利要求I所述的光电式气体微流量气泡流量计，其特征在干，所述酒精气泡发生器(2)采用透明玻璃工作容器，它由成Y型的气体接入口(9)和检测腔(10)两部分组成，实现侧向气泡发生。
4.根据权利要求I所述的光电式气体微流量气泡流量计，其特征在干，光量衰减检测器(3)由激光发生器，光量检测及内部比较电路组成，实现对发出激光接收量的检测与判断，通过接收到光量的变化，实现对泄漏气量的计数。
专利摘要本实用新型公开了一种光电式气体微流量气泡流量计，主要包括气体接入设备，酒精气泡发生器，光量衰减检测器，信号计数器和计算机；气体接入设备的接口与被测阀门的气体泄漏检测管路输出接口连接，被测泄漏气体通过管路系统进入酒精气泡发生器，光量衰减检测器检测光衰减量值与设定阈值相比较后输出气泡信号，信号计数器接收到光量衰减检测器输入信号后以串口通讯方式将瞬时气泡数量与累计气泡数量传输给计算机，计算机根据测试气体种类，温度、压力参数设定值最终输出实际测得的气体泄漏量。本实用新型的有益效果是，能够根据计算机内部数据库存储的数据无需进行硬件改动即可测试不同种类气体，实现气体低温状态下的检测，弥补了常规流量计测试的盲区。
文档编号G01F1/00GK202393425SQ20112033381
公开日2012年8月22日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者吴堂荣, 孙萌, 张海江, 张良, 朱立伟, 柳建华, 王瑾, 王震敏 申请人:上海理工大学, 中国船舶重工集团公司第七0四研究所