本技术涉及一种气密性检测设备,尤其涉及一种气密性检测设备的自适应压力调节系统。
背景技术:
1、气密性检测设备广泛应用于工业生产中,以确保产品或容器在规定的压力和环境条件下的密封性能,防止泄漏可能导致的安全事故或产品质量问题。根据检测原理和实现方式的不同,气密性检测设备主要分为压差式检测、流量式检测、氦气质谱检测、超声波检测和真空泄漏检测等几种类型。其中,流量式检测设备是通过对检测物施加一定的压力,并监测为维持该压力所需补充的气体流量,来确定是否存在泄漏。这种方法涉及将检测物封闭后施加压力,继而通过流量计测量为保持该压力所必须的气体流入或流出量。如果检测到持续或变化的补充流量,说明物体可能存在泄漏。通过对流入和流出的气体流量差进行计算,设备可以准确地量化泄漏率,从而不仅能检测出是否存在泄漏,还能确定泄漏的具体大小。这使得流量式检测设备非常适合用于那些对泄漏敏感度和精度要求极高的应用,如精密制造、医疗设备、汽车燃料系统和高压管道等领域。特点在于能够提供精确、可量化的泄漏数据,支持对产品质量的细致监控和管理。
2、现有的流量式检测设备通常配备有压力调节装置,该系统可以自适应调节以维持检测物内的特定压力。这种压力调节装置通过反馈控制机制自动补充所需气体,以补偿因泄漏而导致的压力下降,确保检测的连续性和准确性。
3、现有的流量式检测设备的压力调节装置主要设计用来响应检测物内部的压力变化,目的是保持内部压力稳定以确保检测结果的准确性。然而,这些系统通常未能充分考虑外部环境因素,特别是温度变化对压力的显著影响。
4、在快速连续的生产流水线中,设备的零部件常常在短时间内经过多个工序,包括气密性检测。在这种情况下,零部件在制造过程中可能会产生热量,使其温度高于周围环境。如果立即进行气密性检测,而没有足够的时间让零部件的温度自然适应环境温度,可能会导致测试结果不准确。因为在较高的温度下,零部件内部的气体会膨胀,增加内部压力,这可能计算出错误的泄露量和泄漏率。这种因温度变化引起的误判尤其在需要快速连续生产的工业环境中问题显著。此外,在具有昼夜温差极大的地区,如新疆等地,检测物外部环境温度的变化可以影响内部气体的体积和压力,从而影响泄漏率的计算。温度波动导致的连续误差不仅影响设备的长期运行,更严重地影响了数据的准确性。
5、因此,虽然现有流量式检测设备技术上具备了压力调节功能,但这些系统主要只是响应内部压力变化,并未能有效适应如温度这样的外部环境因素。迫切需要开发一种气密性检测设备的自适应压力调节系统,该系统不仅能响应内部压力变化,还能根据检测物内部和外部温度变化自动调整压力设置。这样的系统将能更全面地适应环境条件,提高气密性检测的整体准确性和可靠性,特别是在那些环境条件多变的地区中。
技术实现思路
1、本技术的目的是克服现有技术中的不足之处,提出一种气密性检测设备的自适应压力调节系统,解决现有的流量式气密性检测设备在面对温度变化时,无法有效补偿因温度波动引起的内部压力变化,从而导致泄漏量和泄漏率的计算不准确。尤其是在快速生产环境和温差显著的地区,这一问题更加突出。
2、本技术通过以下技术方案实现的:
3、本技术提出一种气密性检测设备的自适应压力调节系统,用于检测检测物在规定的压力和环境条件下的密封性能,包括:
4、封闭室,用于容纳检测物,维持检测物外部环境的恒定温度;
5、压力施加装置,与检测物相连通,对检测物输入所需气体量;
6、第一流量计,与检测物相连接,实时测量检测物的气体流入量,获得检测物的气体流入量;
7、第二流量计,与所述封闭室相连接,实时测量检测物的气体流出量,获得检测物的气体流出量;
8、温度传感器,其探头设于检测物内部,实时监测检测物内部空间的温度,获得检测物内部的温度数据;
9、控制单元,当检测物的气体流出量大于检测物的气体流入量时,所述控制单元根据检测物内部温度值、检测物外部与所述封闭室内部之间的温度值、检测物的气体流入量、以及检测物的气体流出量,动态调整所述压力施加装置对检测物输入所需气体量,以补偿温度变化引起的压力变化,同时通过对气体体积的影响计算泄漏量和泄漏率。
10、在本技术的一实施例中,所述控制单元根据检测物的气体流入量、检测物的气体流出量、检测物内部温度值、以及检测物外部与所述封闭室内部之间的温度值,对气体体积的影响计算泄漏量;
11、定义检测物内部温度值为tdet,定义检测物外部与所述封闭室内部之间的温度值为tenv,其中tdet和tenv均为绝对温度,计算并获取温度修正系数为a,计算公式为a=tdet/tenv;
12、定义检测物的气体流入量为qin,计算并获取温度补偿后的流入量qin_c,计算公式为qin_c=qin*a;
13、定义检测物的气体流出量为qout,计算并获取温度补偿后的流出量qout_c,计算公式为qout_c=qout*a;
14、计算检测物气体泄漏量为l,计算公式为l=qout_c-qin_c。
15、在本技术的一实施例中,所述控制单元根据检测物气体泄漏量,动态调整所述压力施加装置对检测物输入所需气体量,以补偿温度变化引起的压力变化,预设维持检测物内部的目标压力为ptarget,计算获取对检测物输入所需气体量为qin_comp,qin_comp>=ptarget,计算公式为qin_comp=l*a;
16、所述控制单元动态调整输入的气体量qin_comp,确保内部压力回到设定的目标值ptarget。
17、在本技术的一实施例中,所述控制单元根据检测物气体泄漏量,动态调整所述压力施加装置对检测物输入所需气体量,以补偿温度变化引起的压力变化,预设在当前温度下维持检测物内部的目标压力为ptarget,定义检测物内部的体积为vdet,定义理想气体常数r,计算获取需要补偿的摩尔数气体量ncomp,
18、计算公式为ncomp=(ptarget*vdet)/(r*tdet);
19、根据泄漏量l与所需的补偿气体量ncomp,控制注入气体以维持目标压力,若补偿之前检测物内部的压力已下降,计算获取对检测物输入所需气体量为qin_comp,计算公式为qin_comp=ncomp*r*(tdet/vdet);
20、所述控制单元动态调整输入的气体量qin_comp,以补偿泄漏和温度引起的压力变化,确保内部压力回到设定的目标值ptarget。
21、在本技术的一实施例中,计算获取总气体量vtotal,vtotal为检测物内气体量加上检测物外部与所述封闭室内部之间气体量的总和,计算公式为vtotal=(ptarget*vdet)/(r*tdet);
22、根据泄漏量l与所需的补偿气体量vtotal,获取泄漏率rleak,计算公式为rleak=l/vtotal,所述控制单元根据检测到的泄漏率rleak,动态调整目标压力ptarget。
23、在本技术的一实施例中,所述控制单元在检测到泄漏率rleak达到阈值时,自动触发报警系统,并生成泄漏报告以供操作人员参考。
24、在本技术的一实施例中,所述控制单元包括调节模块,所述调节模块根据历史数据和环境变化趋势,自动调整温度修正系数a,以提高系统在不同温度条件下的响应速度和精度。
25、在本技术的一实施例中,所述控制单元还包括记录模块,所述记录模块连续监测并记录检测物内部温度值tdet、检测物外部与所述封闭室内部之间的温度值tenv、检测物的气体流入量qin、以及检测物的气体流出量qout,并存储为历史数据;
26、所述调节模块根据历史数据中的检测物内部温度值tdet、检测物外部与所述封闭室内部之间的温度值tenv、检测物的气体流入量qin、以及检测物的气体流出量qout的变化趋势,预测未来一段时间内的温度变化趋势。
27、在本技术的一实施例中,所述调节模块计算当前温度修正系数a的实际使用效果,将当前计算得到的泄漏量l与预期泄漏量进行比较,评估当前修正系数的准确性;
28、若当前的温度修正系数a产生的误差超过预设阈值,控制单元根据误差幅度自动调整a的值,定义实际泄漏量与预期泄漏量之间的差值为δl,定义预期泄漏量为lexpected,获取更新后的修正系数a_new,计算公式为:
29、a_new=a*(1+δl/lexpected),通过将更新后的温度修正系数a_new用于后续的气体流量补偿和泄漏率计算过程中,以提高系统在不同温度条件下的响应速度和精度。
30、在本技术的一实施例中,所述控制单元还包括预警模块,所述预警模块基于所述调节模块调整后的温度修正系数a_new以及当前的泄漏率rleak,分析历史数据和当前检测条件,预测未来发生的泄漏趋势;
31、当预测发生异常泄漏趋势时,自动触发预警并建议操作人员提前采取措施进行修复或进一步检测,以避免严重泄漏或系统失效的发生。
32、与现有技术相比,本技术的有益效果是:
33、1、通过引入控制单元对温度变化进行动态调整,从而在检测物内部和外部温度变化时,能够及时补偿因温度变化引起的压力波动。控制单元根据检测物内部温度值tdet、检测物外部与封闭室内部之间的温度值tenv,以及检测物的气体流入量qin和气体流出量qout等参数,动态调整压力施加装置的输出。该系统有效避免了温度变化带来的误判,提高了气密性检测的精确度和可靠性,特别是在温度波动较大的环境中。
34、2、该系统能够在各种环境条件下保持稳定的检测性能,尤其是在快速生产环境和温差显著的区域。通过计算温度修正系数a并动态调整压力施加装置的气体输入量,系统能够准确计算泄漏量和泄漏率,即使在温度显著变化的情况下,也能提供可靠的检测结果。控制单元通过精确的温度补偿计算,能够准确反映气体体积变化对泄漏量和泄漏率的影响。通过公式计算温度修正系数a和补偿后的气体流入量qin_c及流出量qout_c,l=qout_c-qin_c,系统能精确计算实际泄漏量l,避免了因温度变化导致的错误判断。这种精确计算使得泄漏量和泄漏率的评估更加可靠,有助于提高检测物密封性能的评估精度。
35、3、为了应对因泄漏和温度变化导致的压力波动,控制单元计算并动态调整所需的补偿气体量qin_comp,确保内部压力回到设定的目标值ptarget。动态的压力调节机制使系统能够在复杂的生产环境中,维持稳定的检测压力,确保检测物内部压力的精确控制,从而提高了气密性检测的准确性和可靠性。
36、此外,通过计算总气体量vtotal,系统能够量化整个检测环境中的气体体积。这一总量为后续的泄漏率计算提供了基础数据,使得泄漏情况的评估更加全面和准确。在获得总气体量vtotal后,计算泄漏率rleak,其计算公式为:rleak=l/vtotal,l是泄漏量。泄漏率rleak是用于评估泄漏量相对于系统总气体量的比例。通过计算总气体量vtotal和泄漏率rleak,系统就能够动态调整目标压力ptarget,保证了气密性检测的有效性和精确度。
37、4、通过记录模块对关键检测数据进行全面的记录和管理,并存储为历史数据。调节模块能够根据历史数据和环境变化趋势,自动调整温度修正系数a,并通过趋势分析和预测,提前应对可能的温度变化。智能化的调节和预测能力提高了系统在不同温度条件下的响应速度和检测精度,减少了温度波动对检测结果的影响。预警模块基于调整后的温度修正系数a_new和当前的泄漏率rleak,能够预测未来的泄漏趋势,并在检测到异常趋势时自动触发预警。为操作人员提供了及时的风险提醒和处理建议,避免了严重泄漏或系统失效的发生。
38、本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
1.一种气密性检测设备的自适应压力调节系统,用于检测检测物在规定的压力和环境条件下的密封性能,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述控制单元根据检测物的气体流入量、检测物的气体流出量、检测物内部温度值、以及检测物外部与所述封闭室内部之间的温度值,对气体体积的影响计算泄漏量;
3.如权利要求2所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述控制单元根据检测物气体泄漏量,动态调整所述压力施加装置对检测物输入所需气体量,以补偿温度变化引起的压力变化,预设维持检测物内部的目标压力为ptarget,计算获取对检测物输入所需气体量为qin_comp,qin_comp>=ptarget,计算公式为qin_comp=l*a;
4.如权利要求2所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述控制单元根据检测物气体泄漏量,动态调整所述压力施加装置对检测物输入所需气体量,以补偿温度变化引起的压力变化,预设在当前温度下维持检测物内部的目标压力为ptarget,定义检测物内部的体积为vdet,定义理想气体常数r,计算获取需要补偿的摩尔数气体量ncomp,
5.如权利要求4所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,计算获取总气体量vtotal,vtotal为检测物内气体量加上检测物外部与所述封闭室内部之间气体量的总和,计算公式为vtotal=(ptarget*vdet)/(r*tdet);
6.如权利要求5所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述控制单元在检测到泄漏率rleak达到阈值时,自动触发报警系统,并生成泄漏报告以供操作人员参考。
7.如权利要求2所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述控制单元包括调节模块,所述调节模块根据历史数据和环境变化趋势,自动调整温度修正系数a,以提高系统在不同温度条件下的响应速度和精度。
8.如权利要求7所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述控制单元还包括记录模块,所述记录模块连续监测并记录检测物内部温度值tdet、检测物外部与所述封闭室内部之间的温度值tenv、检测物的气体流入量qin、以及检测物的气体流出量qout,并存储为历史数据;
9.如权利要求8所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述调节模块计算当前温度修正系数a的实际使用效果,将当前计算得到的泄漏量l与预期泄漏量进行比较,评估当前修正系数的准确性;
10.如权利要求9所述的气密性检测设备的自适应压力调节系统,其特征在于,所述控制单元还包括预警模块,所述预警模块基于所述调节模块调整后的温度修正系数a_new以及当前的泄漏率rleak,分析历史数据和当前检测条件,预测未来发生的泄漏趋势;