Способ определения размеров течи Советский патент 1987 года по МПК G01M3/24 

113

Изобретение относится к контролю герметичности изделий акустическим методом.

Цель изобретения - повышение точности определения эквивалентного диаметра течи путем,выбора такого ре- г истрируемого параметра, который зависит не от минимального линейного размера течи, а от площади ее проходного сечения.

Способ определения размеров течи осуществляется следующим образом.

Проводится измерение толиц пы стенки изделия I в месте предполагаемой течи, динамической вязкости h, плотности жидкости S и скорости С распространения звука в жидкости. Измеряется расстояние г от места предполагаемой течи до приемного преобразователя. Эти данные вводятся в логическое устройство измерительной аппаратуры. Приемный преобразователь, расположенный на расстоянии г от места предполагаемой течи, измеряет акустические сигналы от течи, которые преобразуются в электрические импульсы и поступают в блок измерения интенсивности колебаний, где измеряется их интенсивность I (в качестве устройства для измерения интенсивности акустических колебаний может быть использована система MICRO-SAI1S фир- мы МЕТРАВИБ, Франщ1я) и дапее вводится в блок логики для вьЕчисления эквивалентного диаметра течи D. В этот же блок поступает информация о перепаде давления на входе и выходе течи (Р - Р„). В качестве блока логики может быть использована микро-ЭВМ Электроника-бОМ,

I

Источником акустических колебаний .при истечении жидкости через течь является турбулентность движения струи жидкости Уравнение,, характеризующее турбулентный поток жидкости как источник звука в представлении Лайт- хилла, имеет вид

Р (х) - PJ

9 Г ( (5х- 5xj J 4 if г

d у (1)

Р - изменение давления в среде; р - текущее значение плотности

среды;

р - постоянная плотность покоящейся жидкости I

2426 2

величина Р(х) - р 1 соответст- , вует ( Р - р) лине тной теории в точке с радиусом-вектором х| X - yi - расстояние от ис- 5 точника, расположенного в точке

Т,j - флуктуации потока. С помощью размерного анализа можно получить оценку изменения плотности в среде с плотностью р и скорос- fO тью звука в ней С при скорости потока и размерах обтекаемого тела 1 для квадруполей, описываемых ссотноше- кием (1), а именно:

(р- а)

Q,

,f.L ,. г

(2)

где М и/с - число Маха.

Так как интенсивность (1) акустических колебаний равна

I ьР/Р с,

где лР PU,

то интенсивность квадруполей пропорциональная М .

Полагая, что течь представляет собой трубу диаметром D (D L), с учетом (2) и (3), интенсивность акустического излучения, вызванного истечением индикаторного вещества через

течь можно записать в виде

2

а

fо и D с5 г-е

(4)

де 1 - интенсивность акустического

35

а

излучения от течи.

Из соотношения (4) видно, что величина интенсивности IQ может быть использована в качестве информативного параметра для оценки -эквивалентного диаметра течи D Однако, при этом необходимо знать скорость истечения индикаторного вещества через течь.

Точное значение скорости истечения турбулентного потока жидкости определить невозможно. Поэтому на практике для этих целей пользуются эмпирическим соотношениями, которые

с достаточной точностью позволяют охарактеризовать исследуемый поток, например, соотношением

и

(5)

где &Р - потеря напора (перепад давления) в трубе длиной I; Кр - коэффициент сопротивления трубы.

313

Значение коэффициента сопротивления К„ для цилиндрических труб (течей) принимают равным

К.

-0,25

.„ 0,316 (6)

где Re U-D р/п - число Рейнольдса; - h - динамическая вязк ость жидкости.

С учетом (6) соотношение для скорости истечения турбулентного потока жидкости через течь примет вид

м N

2 (Р, - Р ) D

Р

2

-«-4™-1

где Р , Р - давление на входе и выходе течи соответственно.

Тогда выражение дпя оценки размера 20 течи при квадрупольном излучении струи жидкости, вытекающей через течь, эквивалентным диаметром D под действием перепада давлений Р 2. будет иметь вид25

К э

0,13 1о

о, 51 0,6

я -1 чО.€5

(р .

0,S5

где К - коэффициент пропорциональности, который определяется экспериментально при испытании детали с калиброванной течью.

Все параметры, входящие в правую часть соотношения (8), должны быть измерены в процессе испытания. КоэфРедактор А.Сабо Заказ 1964/40

Составитель В.Черноусов

Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

24264

фициент пропорциональности определяется при регистрации с помощью конкретной аппаратуры и известных параметрах испытаний к среды детали с

с калиброванной течью. Результаты теоретических обоснований подтверждаются при контроле деталей с калиброванными течами диаметром 0,03; 0,05; О,1 мм.

W Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить повышение точности определения эквивалентного диаметра течи по интенсивности акустического излучения от истечения

f5 жидкости через течь.

2025

30

35

Формула изобретения

Способ определения размеров течи, заключающийся в том, что заполняют изделие жидкостью, создают в нем испытательное давление, измеряют давление внутри изделия на входе течи, толщину стенки изделия в месте течи и параметр акустических сигналов от струи жидкости, выходящей через течь, и по измеренным значениям судят о размерах течи, о тличающий- с я тем, что, с целью повьшения точности определения эквивалентного диаметра течи, измеряют расстояние от места теЧи до точки приема сигнала, давление снаружи изделия на выходе течи, а в качестве параметра акустических сигналов используют интенсивность акустических колебаний и определяют эквивалентный диаметр течи с учетом измеренных величин.

Изобретение относится к контролю герметичности изделий акустическим методом и позволяет повысить точность определения эквивалентного диаметра течи путем измерения интенсивности акустического излучения от истечения жидкости через течь, которая определяется не минимальным линейным раз- мером течи, как частота акустических колебаний, а площадью ее проходного сечения. Измеряют толщину стенки изделия в месте течи, динамическую вязкость, плотность жидкости, скорость распространения звука в жидкости, давление на входе и выходе из Течи, расстояние от места течи до приемного преобразователя. Приемный преобразователь измеряет интенсивность акустических сигналов от течи. С учетом измеренных величин определяют эквивалентный диаметр течи.