一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法，本發(fā)明的方法為將待檢測(cè)工件密封于一個(gè)氣密性良好、恒溫并置有二氧化碳?xì)饷魝鞲衅鞯娜萜髦校瑢?duì)待檢測(cè)工件和容器進(jìn)行真空處理后，將純二氧化碳?xì)怏w按一定壓力導(dǎo)入檢測(cè)工件中，傳感器負(fù)責(zé)周期性地采集容器中的二氧化碳?xì)怏w濃度，采用虛擬儀器作為上位機(jī)，經(jīng)過(guò)放大后的濃度信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)字化處理后輸入上位機(jī)，對(duì)在采集過(guò)程中受到各種噪聲干擾的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行去噪處理；由去噪處理后的二氧化碳濃度值得到檢測(cè)容器內(nèi)開(kāi)始檢測(cè)時(shí)的濃度值與結(jié)束時(shí)的濃度值，由公式計(jì)算出檢測(cè)工件的泄漏量；本發(fā)明檢測(cè)過(guò)程方便、可靠、廉價(jià)。
【專利說(shuō)明】一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微量氣體泄漏的檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，各種密封器件在各個(gè)領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用，如航空、汽車、醫(yī)療行業(yè)、民用設(shè)備等。人們對(duì)密封器件的質(zhì)量及性能要求越來(lái)越高，這就給密封產(chǎn)品的檢測(cè)手段提出了更高的要求。
[0003]根據(jù)檢測(cè)原理的不同把氣體泄漏檢測(cè)方法分為干式和濕式兩種。濕式檢漏法又叫做水沒(méi)法，它是指將被測(cè)件充滿空氣后放入水中，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，通過(guò)一定時(shí)間產(chǎn)生氣泡的多少來(lái)判斷泄漏的程度。此方法操作簡(jiǎn)單，可以確定泄漏位置，但精度低，在檢測(cè)前需要對(duì)檢測(cè)后的工件進(jìn)行烘干、防腐等表面處理，增加了檢測(cè)成本，無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。干式檢漏法是根據(jù)工件內(nèi)氣體狀態(tài)參量的變化進(jìn)行測(cè)量的。干式檢漏法根據(jù)檢測(cè)原理的不同可以分為氣壓式檢漏法、流量式檢漏法、鹵素檢漏法和氦質(zhì)譜檢漏法等。工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的是氣壓式檢漏法。氣壓式檢漏法又可分為直壓式檢漏和差壓式檢漏，他們都是以壓縮氣體為介質(zhì)，對(duì)被測(cè)工件充氣加壓或抽真空，然后對(duì)其壓力進(jìn)行采樣分析，從而判斷工件是否泄漏，這種方法操作簡(jiǎn)單，控制方便，測(cè)量精確、可靠，無(wú)污染，成本低，易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化檢測(cè)，得到較為普遍的應(yīng)用。但此方法存在一個(gè)嚴(yán)重的缺陷，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，而且測(cè)試時(shí)間會(huì)隨著測(cè)試壓力的增高而增高，因此對(duì)于大批量生產(chǎn)且需要全部檢測(cè)的產(chǎn)品，會(huì)大大降低生產(chǎn)效率。流量式檢漏法、齒素檢漏法、氦質(zhì)譜檢漏法和超聲波檢測(cè)法大多局限于定性檢測(cè)，無(wú)法做到定量檢測(cè)，檢測(cè)效率不高，并且測(cè)試儀器昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法。
[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
(1)采用一個(gè)下端面開(kāi)放的檢測(cè)容器，其上端面設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w傳感器，將待檢測(cè)工件密封于檢測(cè)容器中，檢測(cè)開(kāi)始時(shí)，利用真空發(fā)生器對(duì)檢測(cè)工件及檢測(cè)容器進(jìn)行真空處理，將純二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入檢測(cè)工件中達(dá)到2-5MPa ；
(2)傳感器負(fù)責(zé)周期性地采集容器中的二氧化碳?xì)怏w濃度，利用加設(shè)有放大器組成的電壓跟隨電路對(duì)傳感器的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)放大，提高數(shù)據(jù)采集卡的輸入阻抗避免信號(hào)失真；
(3)采用虛擬儀器(LabVIEW)作為上位機(jī)，經(jīng)過(guò)放大后的濃度信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡PC1-1716進(jìn)行數(shù)字化處理后輸入上位機(jī)，對(duì)在采集過(guò)程中受到各種噪聲干擾的數(shù)字信號(hào)利用框架小波去噪技術(shù)進(jìn)行去噪處理；
(4)由去噪處理后的二氧化碳濃度值得到檢測(cè)容器內(nèi)開(kāi)始檢測(cè)時(shí)的濃度值A(chǔ)與結(jié)束時(shí)的濃度值Λ，濃度差ΔΡ (ppm)= A-A ,由公式計(jì)算出檢測(cè)工件的泄漏量Δβ = Δρχ(^-12)χ3600/(?χ106)，其中0 (mL)為測(cè)試容器體積 (mL)為被測(cè)工件體積，?為檢測(cè)時(shí)間(8),Δβ (mL/h)；
(5)完成檢測(cè)后，對(duì)檢測(cè)工件進(jìn)行放氣。
[0006]所述的檢測(cè)容器為圓柱形。
[0007]基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法有益效果為:
1、本發(fā)明相比傳統(tǒng)的氣體微量泄漏檢測(cè)方法，其測(cè)量結(jié)果不受溫度變化和容積變化的影響，測(cè)量精度較其他方法有明顯提高。
[0008]2、本發(fā)明不需要充氣平衡時(shí)間，利用二氧化碳傳感器響應(yīng)快速的特點(diǎn)進(jìn)行快速檢測(cè)，縮短檢測(cè)周期，此方法可應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的在線批量檢測(cè)。
[0009]3、本發(fā)明所用示漏氣體為二氧化碳，無(wú)腐蝕作用，無(wú)毒，不可燃，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害。
[0010]4、本發(fā)明相應(yīng)的泄漏量可通過(guò)簡(jiǎn)易計(jì)算就可以得到，檢測(cè)過(guò)程方便、可靠、廉價(jià)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法，具體包括以下步驟: 步驟一:采用一個(gè)下端面開(kāi)放 的圓柱形檢測(cè)容器，其上端面設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w傳
感器，將檢測(cè)工件固定于托盤(pán)上，通過(guò)氣缸將托盤(pán)托舉至圓柱形檢測(cè)容器內(nèi)，并分別將圓柱形檢測(cè)容器和檢測(cè)工件密封，檢測(cè)開(kāi)始時(shí)，利用壓縮空氣的流動(dòng)而形成一定真空度的真空發(fā)生器對(duì)檢測(cè)工件及檢測(cè)容器進(jìn) 行真空處理，將純二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入檢測(cè)工件中達(dá)到2-5MPa ；
步驟二:傳感器負(fù)責(zé)周期性地采集容器中的二氧化碳?xì)怏w濃度，利用加設(shè)有放大器組成的電壓跟隨電路對(duì)傳感器的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)放大，提高數(shù)據(jù)采集卡的輸入阻抗避免信號(hào)失真;
步驟三:采用虛擬儀器(LabVIEW)作為上位機(jī)，經(jīng)過(guò)放大后的濃度信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡PC1-1716進(jìn)行數(shù)字化處理后輸入上位機(jī)，對(duì)在采集過(guò)程中受到各種噪聲干擾的數(shù)字信號(hào)利用框架小波去噪技術(shù)進(jìn)行去噪處理；
步驟四:由去噪處理后的二氧化碳濃度值P得到檢測(cè)容器內(nèi)開(kāi)始檢測(cè)時(shí)的濃度值
A與結(jié)束時(shí)的濃度值/?，濃度差(ppm)= ^ -Λ,由公式計(jì)算出檢測(cè)工件的泄漏量Δβ = ΔρX-F2)X3600/(IXIO6)，其中K (mL)為測(cè)試容器體積，V2 (mL)為被測(cè)工件體積，?為檢測(cè)時(shí)間(s)，Ag (mL/h)；
步驟五:完成檢測(cè)后，對(duì)檢測(cè)工件進(jìn)行放氣。
[0012]為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精度，可使用一個(gè)與被測(cè)工件完全相同但是不漏的基準(zhǔn)工件在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法，其特征在于該方法具體包括以下步驟: 步驟一:采用一個(gè)下端面開(kāi)放的檢測(cè)容器，其上端面設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w傳感器，將待檢測(cè)工件密封于檢測(cè)容器中，檢測(cè)開(kāi)始時(shí)，利用真空發(fā)生器對(duì)檢測(cè)工件及檢測(cè)容器進(jìn)行真空處理，將純二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入檢測(cè)工件中達(dá)到2-5MPa ； 步驟二:傳感器負(fù)責(zé)周期性地采集容器中的二氧化碳?xì)怏w濃度，利用加設(shè)有放大器組成的電壓跟隨電路對(duì)傳感器的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)放大，提高數(shù)據(jù)采集卡的輸入阻抗避免信號(hào)失真; 步驟三:采用虛擬儀器作為上位機(jī)，經(jīng)過(guò)放大后的濃度信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡PC1-1716進(jìn)行數(shù)字化處理后輸入上位機(jī)，對(duì)在采集過(guò)程中受到各種噪聲干擾的數(shù)字信號(hào)利用框架小波去噪技術(shù)進(jìn)行去噪處理； 步驟四:由去噪處理后的二氧化碳濃度值P得到檢測(cè)容器內(nèi)開(kāi)始檢測(cè)時(shí)的濃度值與結(jié)束時(shí)的濃度值/?，濃度差Δρ (ppm) =由公式計(jì)算出檢測(cè)工件的泄漏量Δβ = Δρχ )χ3600/(?χ106)，其中K (mL)為測(cè)試容器體手口 (mL)為被測(cè)工件體手口力檢測(cè)時(shí)間(s), Δβ (mL/h)； 步驟五:完成檢測(cè)后，對(duì)檢測(cè)工件進(jìn)行放氣。`
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二氧化碳傳感器的氣體泄漏檢測(cè)方法，其特征在于:所述的檢測(cè)容器形狀為圓柱形。
【文檔編號(hào)】G01M3/04GK103471777SQ201310384201
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】郭斌, 王學(xué)影, 陸藝, 羅哉, 范偉軍, 趙亞林 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院