一种泄漏率检测装置及方法与流程

1.本发明具体涉及一种泄漏率检测装置及方法。


背景技术：

2.现今工业生产与建筑行业中常出现许多对密封性有要求的场合，例如密闭小室、罐、管道等，它们的特点是形状不规则，大小不统一，周围环境也多变。对于这些容器的密封性测量就对测量方法以及测量仪器提出了较高的要求，现阶段的大部分密封性检测装置不具备自动调整流量以主动适应容器内压力变化的功能，从而无法根据被测容器的泄漏流量的变化而主动调节恒压管道的流量，进而导致检测结果的准确性往往达不到要求。例如，中国发明专利申请公开说明书cn212007693u中公开了一种智能密封诊断装置，该装置主要由调压阀、流量计、多通阀等部件组成，该装置的泄漏率测量的原理是被动性的，不存在主动调节。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种泄漏率检测装置以及方法，所述泄漏率检测装置能自主调整流量以主动适应被测容器内压力变化，从而能够大大提高检测的准确性。
4.为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
5.一种泄漏率检测装置，包括气路通道、执行组件、以及检测组件，所述气路通道包括充气管道与恒压管道，所述充气管道与所述恒压管道的两端分别与气源以及被测容器连通，所述充气管道用于向被测容器输送气体，以使得被测容器的压力值到达预定压力值，所述恒压管道用于向被测容器内补充气体，以维持被测容器在泄漏状态下的内部压力恒定为所述预定压力值，所述执行组件包括压力变送器、电磁阀单元、流量控制阀和控制器，所述电磁阀单元设有多个，多个所述电磁阀单元分别安装在所述充气管道与所述恒压管道上，分别用于控制充气管道与恒压管道的启闭，所述流量控制阀设置在所述恒压管道上，用于调节所述恒压管道内的气体流量，所述压力变送器与控制器电连接，用于测量被测容器内的气体压力，并将测量得到的实时压力值传送给控制器，所述控制器与所述流量控制阀电连接，用于根据接收到的实时压力值调节流量控制阀的开度，以使得被测容器内恒定为预定压力值，所述检测组件包括流量计单元，所述流量计单元设置在所述恒压管道上，用于统计恒压管道内气体的实时流量值，从而能够得到被测容器的泄漏率。
6.优选的，所述检测组件还包括计算器，所述流量计单元还与所述计算器电连接，用于将统计得到的实时流量值发送给计算器，所述计算器用于根据接收到的实时流量值计算得到被测容器的泄漏率。
7.优选的，所述计算器内置有计算公式：其中，l为泄漏率，v1为流量计单元发送的实时流量值，v2为被测容器的容积。
8.优选的，所述恒压管道包括管道控制段与流量测量段，所述管道控制段的入口端与所述气源的出口端连通，其出口端与所述流量测量段的入口端连通，所述流量测量段的出口端与被测容器连通，所述电磁阀单元包括第一电磁阀单元和第二电磁阀单元，所述第一电磁阀单元包括第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀均与控制器电连接，所述第一电磁阀与所述流量控制阀依次设置在所述管道控制段上，所述流量测量段包括第一管道与第二管道，所述第一管道与所述第二管道并联设置，所述第一管道与所述第二管道的一端与所述管道控制段连通，另一端与所述被测容器连通，所述流量计单元包括大量程流量计与小量程流量计，所述第三电磁阀与所述大量程流量计依次设置在所述第一管道上，所述第四电磁阀与所述小量程流量计依次设置在所述第二管道上，所述流量控制阀还用于向所述控制器反馈实时流量值，所述控制器具体用于当接收到的实时流量值处于所述大量程流量计的量程范围时，控制所述第三电磁阀开启，并控制所述第四电磁阀关闭；以及，当接收到的实时流量值小于处于所述小量程流量计的量程范围时，控制所述第四电磁阀开启，并控制所述第三电磁阀关闭。
9.优选的，所述大量程流量计的量程范围为1-3m3/h，所述小量程流量计的量程范围为0-1m3/h。
10.优选的，所述充气管道与所述恒压管道并联，且所述充气管道的入口端与所述流量控制段的入口端相连，出口端与所述流量测量段的出口端连通，所述第二电磁阀单元包括第二电磁阀，所述第二电磁阀设于所述充气管道上，并与所述控制器电连接，所述控制器还用于在接收到的实时压力值首次到达预设压力值后，控制第二电磁阀关闭，并控制第一电磁阀打开。
11.优选的，所述控制器和所述计算器组成控制单元，所述控制单元包括plc控制器。
12.优选的，所述控制单元还包括触摸屏，所述触摸屏与所述plc控制器电连接，用于显示plc控制器计算得到的被测容器的泄漏率，以及，用于接收试验人员的输入指令，并显示压力变送器传送的实时压力值。
13.优选的，所述泄漏率检测装置还包括调压阀，所述调压阀设于连通所述气源与所述气路通道之间的总管路上，用于对气源压力进行调节。
14.本发明还提供一种泄漏率检测方法，采用包括上述的泄漏率检测装置，
15.控制打开第二电磁阀，并关闭第一电磁阀，以对被测容器进行充气；
16.当被测容器的压力达到预定压力值时，控制关闭第二电磁阀，并打开第一电磁阀，
17.当通过流量控制阀的实时流量值处于所述大量程流量计的量程范围时，控制打开第三电磁阀，并关闭第四电磁阀；
18.当通过流量控制阀的实时流量值处于小量程流量计的量程范围时，控制打开第四电磁阀，并关闭第三电磁阀；
19.读取小量程流量计或者大量程流量计显示的流量值，以计算得到被测容器的泄漏率。
20.本发明中的泄漏率检测装置能够自主调节装置内的流量以主动适应被测容器内的压力变化，能够实时保证被测容器在预设压力值下的泄漏与补充平衡。同时，整个泄漏率检测装置各部件由plc控制器控制，通过压力变送器实时监测被测容器内的实际压力，并通过其压力变化控制流量控制阀的开度，从而使得整个装置自动化控制水平高、可靠性高。
附图说明
21.图1是本发明实施例1中的恒压测流装置的结构示意图。
22.图中：1-调压阀，2-第一电磁阀，3-第二电磁阀，4-流量控制阀，5-第三电磁阀，6-第四电磁阀，7-小量程流量计，8-压力变送器，9-大量程流量计，10-被测容器，11-plc控制器，12-充气管道，13-第一管道，14-第二管道，15-气源，16-触摸屏，17-恒压管道。
具体实施方式
23.下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.本发明提供一种泄漏率检测装置，包括气路通道、执行组件、以及检测组件，所述气路通道包括充气管道与恒压管道，所述充气管道与所述恒压管道的两端分别与气源以及被测容器连通，所述充气管道用于向被测容器输送气体，以使得被测容器的压力值到达预定压力值，所述恒压管道用于向被测容器内补充气体，以维持被测容器在泄漏状态下的内部压力恒定为所述预定压力值，所述执行组件包括压力变送器、电磁阀单元、流量控制阀和控制器，所述电磁阀单元设有多个，多个所述电磁阀单元分别安装在所述充气管道与所述恒压管道上，分别用于控制充气管道与恒压管道的启闭，所述流量控制阀设置在所述恒压管道上，用于调节所述恒压管道内的气体流量，所述压力变送器与控制器电连接，用于测量被测容器内的气体压力，并将测量得到的实时压力值传送给控制器，所述控制器与所述流量控制阀电连接，用于根据接收到的实时压力值调节流量控制阀的开度，以使得被测容器内恒定为预定压力值，所述检测组件包括流量计单元，所述流量计单元设置在所述恒压管道上，用于统计恒压管道内气体的实时流量值，从而能够得到被测容器的泄漏率。
28.本发明还提供一种泄漏率检测方法，采用包括上述的泄漏率检测装置，
29.控制器控制打开第二电磁阀，关闭第一电磁阀，对被测容器进行充气；
30.当被测容器的压力达到预定压力值时，控制器控制关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀，
31.当通过流量控制阀的实时流量值处于所述大量程流量计的量程范围时，控制器控制打开第三电磁阀，并关闭第四电磁阀；
32.当通过流量控制阀的实时流量值处于小量程流量计的量程范围时，控制器控制打开第四电磁阀，并关闭第三电磁阀；
33.读取小量程流量计或者大量程流量计显示的流量值，以计算得到被测容器的泄漏率。
34.实施例1
35.如图1所示，本实施例公开一种泄漏率检测装置，包括气路通道、执行组件、以及检测组件，气路通道包括充气管道12与恒压管道17，充气管道12与恒压管道17的两端分别与气源15以及被测容器10连通，充气管道12用于向被测容器10输送气体，以使得被测容器10的压力值到达预定压力值，恒压管道17用于向被测容器10内补充气体，以维持被测容器10在泄漏状态下的内部压力恒定为预定压力值，即恒压管道17补充的气体流量与被测容器10的泄漏气体流量是相等的。
36.具体的，执行组件包括压力变送器8、电磁阀单元、流量控制阀4和控制器，电磁阀单元设有多个，多个电磁阀单元分别安装在充气管道12与恒压管道17上，分别用于控制充气管道12与恒压管道17的启闭，流量控制阀4设置在恒压管道17上，用于调节恒压管道17内的气体流量，压力变送器8与控制器电连接，用于测量被测容器10内的气体压力，并将测量得到的实时压力值传送给控制器，控制器与流量控制阀4电连接，用于根据接收到的实时压力值调节流量控制阀4的开度，以使得被测容器10内恒定为预定压力值，检测组件包括流量计单元，流量计单元设置在恒压管道17上，用于统计恒压管道17内气体的实时流量值，再根据该实时流量值计算得到被测容器10的泄漏率。
37.在本实施例中，检测组件还包括计算器，流量计单元还与计算器电连接，用于将统计得到的实时流量值发送给计算器，计算器用于根据接收到的实时流量值计算得到被测容器10的泄漏率。
38.其中，本实施例中，计算器内置有用于计算被测容器10泄漏率的计算公式：其中，l为泄漏率，v1为流量计单元发送的实时流量值，v2为被测容器10的容积。
39.如图1所示，恒压管道17包括管道控制段与流量测量段，管道控制段的入口端与气源15的出口端连通，其出口端与流量测量段的入口端连通，流量测量段的出口端与被测容器10连通，电磁阀单元包括第一电磁阀单元和第二电磁阀单元，第一电磁阀单元包括第一电磁阀2、第三电磁阀5、第四电磁阀6，第一电磁阀2、第三电磁阀5、第四电磁阀6均与控制器电连接，第一电磁阀2与流量控制阀4依次设置在管道控制段上，且第一电磁阀2设置在流量控制阀4的上游，第一电磁阀2用于控制恒压管道17的启闭。
40.具体的，本实施例中，流量测量段包括两路管道，分别为第一管道13与第二管道14，第一管道13与第二管道14并联设置，并且相互平行，第一管道13与第二管道14的一端与管道控制段连通，另一端与被测容器10连通，流量计单元包括大量程流量计9与小量程流量计7，第三电磁阀5与大量程流量计9依次设置在第一管道13上，并且第三电磁阀5设置在大量程流量计9的上游，用于控制第一管道13的启闭。第四电磁阀6与小量程流量计7依次设置在第二管道14上，并且第四电磁阀6设置在小量程流量计7的上游，用于控制第二管道14的启闭。
41.在本实施例中，恒压管道17包括两路管道，即第一管道13与第二管道14，分别对应不同量程的流量计，从而对于不同泄漏率的容器可以灵活切换，其检测准确性高。抗干扰能力强，可以对各种不同形状、大小的容器进行测量。
42.流量控制阀4还用于向控制器反馈实时流量值，控制器还具体用于，当接收到的实时流量值处于大量程流量计9的量程范围时，控制第三电磁阀5开启，并控制第四电磁阀6关闭，从而导通第一管道13而关闭第二管道14，使得来自气源15的气体通过第一管道13流入被测容器10内，此时，由大量程流量计9测量流经的气体流量；以及，当接收到的实时流量值小于处于小量程流量计7的量程范围时，控制器控制第四电磁阀6开启，并控制第三电磁阀5关闭，从而导通第二管道14而关闭第一管道13，使得来自气源15的气体通过第二管道14流入被测容器10内，此时，由小量程流量计7测量流经的气体流量。大量程流量计9的量程范围为1-3m3/h，小量程流量计7的量程范围为0-1m3/h。
43.可选的，流量测量段还可根据实际需求设置为多路管道，同样的，多路管道均设有对应的流量计以及相应的电磁阀开关，多个流量计的量程范围各不相同，且多个流量计的量程范围相互叠加覆盖到0～βm3(β为实际情况下所能测量的最大流量值)。
44.在本实施例中，充气管道12与恒压管道17并联，且充气管道12的入口端与流量控制段的入口端相连，出口端与流量测量段的出口端连通，第二电磁阀3单元包括第二电磁阀3，第二电磁阀3设于充气管道12上，并与控制器电连接，用于控制充气管道12的启闭，被测容器10在充气过程中，第二电磁阀3始终保持开启状态，以使来自气源15的气体向被测容器10内充气；控制器还用于在接收到的实时压力值首次到达预设压力值后，控制第二电磁阀3关闭，并控制第一电磁阀2打开，从而控制充气管道12关闭，以停止向被测容器10内充气，打开恒压管道。在恒压过程中，即使被测容器10内的压力重新下降到预设压力值以下，控制器也不会控制第二电磁阀3再次开启，此时，仅依靠调节流量控制阀4增大流量使被测容器10内的压力回升。。
45.在本实施例中，控制器和计算器组成控制单元，控制单元包括plc控制器11。plc控制器集控制器和计算器的功能为一体。
46.具体的，控制单元还包括触摸屏16，触摸屏16与plc控制器11电连接，用于显示plc控制器11计算得到的被测容器10的泄漏率，以及，用于接收试验人员的输入指令，并显示压力变送器8传送的实时压力值。
47.在本实施例中，设置了4～20ma的信号输出通道，可将试验期间的压力变送器8的压力信号、流量控制阀4的流量信号以及其他信号传递给plc控制器11。
48.在本实施例中，泄漏率检测装置还包括调压阀1，调压阀1设于连通气源15与气路通道之间的总管路上，用于对气源15压力进行调节，从而为下游提供压力相对稳定、波动相对较小的气源。
49.本实施例中的泄漏率检测装置通过plc控制器11能够自主调节装置内的流量以主动适应被测容器10内的压力变化，时刻保证了被测容器10在预设压力值下的泄漏与补充平衡，具有高度的主动性与自动性。同时，整个泄漏率检测装置各部件由plc控制器11控制，通过压力变送器8实时监测被测容器10内的实际压力，并通过其压力变化控制流量控制阀4的开度，从而使得整个装置自动化控制水平高、可靠性高，整个控制过程无需人员参与，非常适合辐射环境下的远程试验。
50.实施例2
51.本实施例公开一种泄漏率检测方法，采用包括实施例1中的泄漏率检测装置，
52.当压力变送器8测量的实施压力值小于预设压力值时，plc控制器11控制第二电磁阀3开启，第一电磁阀2关闭，气源15内的气体沿着充气管道12向被测容器10充气；
53.当压力变送器8测量的实施压力值等于预设压力值时，plc控制器11控制第一电磁阀2开启，第二电磁阀3关闭，plc控制器11根据压力变送器8测量的实时压力值控制调节流量控制阀4的开度，以使得被测容器10的压力恒定在预设压力值；
54.当流量控制阀4反馈给plc控制器11的流量值在大量程流量计9的量程范围内时，plc控制器11进而控制第三电磁阀5开启，控制第四电磁阀6管关闭，此时，通过大量程流量计9显示的流量值计算得出被测容器10的泄漏率，
55.当流量控制阀4反馈给plc控制器11的流量值在小量程流量计7的量程范围内时，plc控制器11进而控制第四电磁阀6开启，控制第三电磁阀5管关闭，此时，通过小量程流量计7显示的流量值计算得出被测容器10的泄漏率，
56.值得注意的是，当流量控制阀4反馈给plc控制器11的流量值始终在大量程流量计9的量程范围内时(高于小量程流量计7的量程范围)，plc控制器11将始终保持控制第三电磁阀5开启，控制第四电磁阀6管关闭。
57.本实施例中的泄漏率检测方法自动化控制程度高、可靠性高、检测速度快，能够精准测量被测容器10的实时泄漏率，无需人员参与，适合辐射环境下的远程试验。
58.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。