Способ измерения объема внутренней полости изделия Советский патент 1985 года по МПК G01F17/00 

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для измерения объемов внутренних полостей изделий, например труб, для их выбраковьшания,

Известен способ измерения объема путем измерения изменения давления газа, вытекающего из предварительнЬ герметизированной полости и расхода газа Л

Однако при использовании этого способа, необходимо измерять два параметра (давление и расход газа) во времени. Это вносит большие погрешности в результат измерения объема полости, а следовательно, ив результат выбраковки изделий, имеющих полости, так как погрешност при измерении определяется суммой погрешностей |измерения| эуих парамет ров.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения объема. П использовании этого способа из резервуара со сжатым воздухом в калиброванную емкость перепускают некторое количество воздуха до определенного давления. Затем перепуская

воздух из калиброванной-емкости в предварительно герметизированнзто измеряемую, выравнивают давление в этих емкостях и по величине уота;Новившегося в емкостях давления рассчитьгоают объем iz .

Недостатком известного способа является невысокая точность измерения объема емкости изделий, что вызвано невозможностью достижения стабильного давления газа в калиб.рованной емкости. После перепускания газа из резервуара со сжатьм воздухом в калиброванную емкость- до определенного давления необходимо отсечь ему емкость от резервуара и затем, открыв канал, соединяющий калиброванную емкость с измеряемой, выравнять давления газа в этих емкостях. Для осуществления операций закрытия и открытия каналов, соединяющих емкости, необходимо какое-то определенное время. За это время давление в калиброванной емкости, вследствие утечки газа через неплотности, упадет на некоторую величину которая будет зависеть от величины неплотности. Для каждого измерения это своя, вполне определенная величина, поэтому учесть ее каким-либо

поправочным коэффициентом невозможно Так как известный способ эty величин падения давления, вследс,твие утечки газа через неплотности не учитьтает то погрешность измерения объема емкостей достаточно велика.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения объема внутренней полости изделий путем перепуска газа через запорное устройство с последующим измерением выравненного давления, внутреннюю полость изделия предварительно ; герметизируют узлом с калиброванным отверстием, заполняют газом до заданного давления, перед перепуском газа измеряют скорость падения давления во внутренней полости изделия определяют экстраполированием момент достижениядавления перепуска, а перепуск осуществляют в калиброванную емкость в момент времени, предшествующий моменту достижения давления перепуска на время срабатьшания запорного устройства.

На фиг. 1 дана схема одного из устройств, реализующих способ; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу; на фиг. 3 - схема стыковки изделия с элементами устройства.

Устройство состоит из резервуара

1со сжатым воздухом, изделия 2 с внутренней, полостью, калиброванной емкости 3,- электропневмоклапана 4 запорного устройства 5, предохранительного клапана 6 с калиброванным отверстием 7, контактного манометра 8, командоаппаратов 9 и 10 управления, устройства 11 для измерения скорости падения давления во внутренней полости изделия 2, счетчика 12 времени падения давления до давления перепуска с аналоговым вычислительным элементом 13, датчика

14 времени с аналоговым вычислительным элементом 15, измерительного прибора 16. Внутренняя полость изделия

2герметизируется при помопщ двух стальных фланцев 17 с резиновыми прокладками 18. Причем в одном из них установлен патрубок 19, связывающий полость с предохранительным клапаном 6 с калиброванным отверсти -ем 7, а в другом - установлен патрубок 20, соединяющий внутреннюю полость соответственно с резервуаром 1 и калиброванной емкостью 3. Измерение объема внутренней полости производится следующим образом. Изделие стыкуют с узлом герметизации и элементами устройства по схеме на фиг. 3. Через электропневмоклапан 4 сжатый воздух подают из резервуара 1 во внутреннюю полость изделия 2, при этом давление газа в ней начинает возрастать (фиг. 2, участок 28-21). На этом участке утечка газа из полости происходит только через имеющиеся -:.цеплотности в узлах герметизации. пЬи достижении определенногср давления (точка 21 на фиг. 2) срабатывает предохранительньй клапан 6 и сжатьш воздух начинает поступать из полости наружу также через калиброванное отвер стйе 7. Сечение отверстия 7 подбирается таким образом, чтобы утечк газа была бы постоянной во времени. Для этого во внутреннщ) полость изделия 2 нагнетается газ до такого давления, чтобы на участке 23-26 диаграммы процесса истечения газа был сверхкритическим. Причем, количество газа,вытекающее черезКалибро ванное отверстие 7 превьшает количество газа, вытекающее через все неплотности в узлах герметизации. При достижении определенного давления (точка 22 на фиг. 2) прекращают подачу воздуха (от контактного мано метра 8 через командоаппарат 9 пода ется команда о закрытии электропнев моклапана 4). За время срабатывания электропневмоклапана 4 давление в полости увеличится на некоторую величину (участок 22-23 на фиг. 2). Для :каждого измерения это своя определе ная величина, зависящая от давления газа в резервуаре 1 и от неплотност в узлах герметизации. После закрыти электропневмоклапана 4 давление в полости постепенно понижается вследствие утечки газа (участок 23-26, фиг. 2) .При этом процесс исте чения газа является св-ерхкритически При достижении определенного контрольного значения давления (точка 24 на фиг. 2) измеряют скорость падения давления газа во внутренней полости изделия 2 (срабатывает логическая схема совпадения на входе-устройства 1.1 для измерения CJкopocти падения давления). Далее по измеренной скорости падения давления определяют экстраполированием момент достижения давления перепуска (точка 26 на фиг. 2) сигнал от устройства 11 поступает на счетчик 12 времени с аналоговым вычислительным элементом 13) . Время срабатывания запорного устройств 58i является величиной постоянлой и известной. Поэтому после определения временипадения давления от заданного значения до заданного давления перепуска, аналоговым вычислительным элементом 15 датчика 14 времени определяется . время подачи команды на открытие запорного устройства 5. Команда на открытие подается командоаппаратом 10. За время срабатывания запорного устройства 5 давление в полости падает на какую-то величину SP (участок 25-26 на фиг. 2) и достигает необходимой выбранной величины Р . Поэтому перепускание газа из внутренней полости изделия 2 в калиброванную емкость 3 происходит строго при выбранном значении давления перепуска (точка 26 на фиг. 2) независимо от величины имеющихся неплотностей. Затем по величине выровненного давления (точка 27 на фиг. 2) определяют объем полости с помощью измерительного прибора 16, шкала которого проградуирована таким образом, чтобы осуществлять-выбраковку изделия. Предлагаемый способ прост в экс-. плуатации и обладает повышенной точностью по сравнению с известным при измерении объема внутрецрей полости изделий.

/7//7/y/y/7//7//////,Y////////y/

7//У////У///7///////////

Фиг 3

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ИЗДЕЛИЯ путем перепуска газа через запорное устройство с последующим измерением выравненного давления, о т л и ч а. ю щ и и с rf тем, что, с целью повышения точности измерения, внутреннюю полость изделия предварительно герметизируют узлом с калиброванным отверстием, заполняют газом до заданного давления, перед перепуском газа измеряют скорость падения давления во внутренней полости изделия, определяют экстрапо-. лированием момент достижения давления перепуска, а перепуск осущест- вляют в калиброванную емкость в момент времени, предшествующий моменту достижения давления перепуска на время срабатывания запорного устройства. (Л О) ел 00 UD О)