Способ контроля герметичности полых изделий Советский патент 1990 года по МПК G01M3/26 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля герметичности крупногабаритных полых изделий.

Цель изобретения - повыше}ше достоверности путем исключения опредгле- ния негерметичности по неустановившимся неравновесным параметрам и определения локальных мест негерметичности изделия.

На фиг.1 изображена схема устройства для реализации способа при использовании двух измерителей температур; на фиг.2 - кривые зависимости P(t); Т, (t)i T(t).

Устройство содержит измерители 1, 2 температ: тэ, установленные у стенки изделия 3, и измеритель 4

давления, расположенный в центре симметрии изделия 3.

Способ реализуется следуюи1им образом.

Создают избыточное давление в изделии 3, выдерживают некоторое время, после чего регистрируют в течение всего времени контроля герметичности Tgj, давление P(t) в центре и температуру Т, (t), T(t),.. .,T(t).- в различных точках вблизи стенок и.зделия, кривые P(t) и T,(t), T(t)...T(t) разбивают на п равных интервалов вре ±t

мени f , так что Т., ., ..

JD.

j

j

по

участкам кривых P(tj) и T,(tj), T(t) ... ) методом идентификации определяют m IT п моделей - линей05

:л

:о

16103

ные дифференциальные уравнения изделия 3 и судят о в-еличине утечки по изменениям коэффициентов усилений ; К jj моделей, которые могут быть представлены в виде матрицы; К/

К, К ,2. .. 2 гг

к.

для двух измерителей 1, 2 температуры () получим 2п дифференциальных уравнений вида

12., J

d2p,-j

м

где T -jTgij- постоянные времени контролируемой емкости на

Изобретение относится к контролю герметичности крупногабаритных полых изделий и позволяет повысить достоверность и определить локальные места негерметичности изделия. В изделии создают избыточное давление и постоянно в течении всего времени контроля осуществляют измерение температуры и давления в изделии. Негерметичность определяют по полученным кривым изменения температуры и давления методом идентификации. Для определения локальных зон негерметичности у поверхности изделия устанавливают несколько измерителей давления или температуры, а другой вид измерителя устанавливают в геометрическом центре изделия. По полученным кривым определяют зону негерметичности по коэффициентам усиления моделей при идентификации. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

К К

К.

10

fij.fij

К

причем изменения К;: по строкам позволяют судить о характере общей утечки из контролируемой емкости, а по. сравнительным изменениям Kjj по столбцам матрицы можно определить 5 участок поверхности, имекщий наибольшую утечку. В случае, если надо определить только факт негерметичности изделия 3, используют два измерителя- первый измеритель 1 температуры и 20 второй измеритель 2 давления. Расчет ведут по изложенной методике. Можно также измерять температуру в центре изделия 3 и давления - в точках вблизи стенки изделия 3, характер расчета 25 остается прежним. Измеритель давления и температуры можно располагать и не в центре изделия 3, но для большей точности измеритель рекомендуется располагать именно в точке, равно- ,« удаленной от стенок изделия 3, В конкретном примере реализации используется измеритель 4 давления, расположенный в Центре изделия 3, и два измерителя 1, 2 температур, расположенных у стенки изделия 3. Контролируе- мое изделие 3 заполняют контролируемым газом до заданного избыточного давления. При достижении заданного давления подачу контролируемого газа в изделие 3 прекращают и вьщерживают некоторое время, после чего одновременно включают приводы диаграмм изме- / / z-i- рителей 1, 3, 4 и регистрируют в те- -PU) и T(t2), P(t) vi Т: (t }; чение всего Т. температуру Т. (t), . P(t,) и T,(t), PCtj) и ) - - «/.ч ts получают шесть дифференциальных уравнений указанного вида с численными значениями коэффициентов уравнений, которые для равновесных значений параметров сводятся к матрице:

- входная и выходная переменные дифференциального уравнения; - коэффициент усиления (пропорциональности). Известно, что при установлении равновесного состояния контролируемого газа все производные от Р; равны нулю и дифференциальные уравнения для каждого t сводятся к виду К- Pijo /TIJO, где Р;: и Т; любые равновесные значения давлений и температуры в каждом интервале t адекватности дифференциального уравнения. В соответствии с характеристическим уравнением состояния газа для равновесных значений параметров

к- - - R м К.. - М- ,

)о

.- средняя масса газа в объеме V контролируемого изде Jгде М

40

ЛИЯ 1 на интервале t при ее расчете по данным i-ro измерителя температуры,

о величине утечки М;; К;; можно

J к ij

судить по изменению (уменьшению) значений коэффициентов К;: .

Например, при разбиении кривых f(t), Т( (t) и T2(t) на три участка (фиг,2) по участкам кривых для t - -P(t,) и Т, (g, P(t, ) и T(t,); t 50

T(t) и давление P(t) в контролируемой емкости, кривые T(t), T(t) и P(t) разбавляют на п равных интервалов времени tj : t,, t ... tf, по участкам кривых P(t) и T((t,), P(t,) и T2(t,), P(t,2) и T,(t4), P(t.) и T.,2(ti), ... P(t) и T, (t), P(tJ и T,ji(tf,) методом Идентификации вычис- ляюФ коэффициенты , TJ,, K;j линейных дифференциальных уравнений (обычно не выше второго порядка, но могут быть и более высокого порядка) контролируемого изделия 3 для каждого интервала времени tj. В результате

I

По изменениям К по 1-й и 2-й строках матрицы можно судить о характере общей утечки Из контролируемой емкости во времени, а по сравнительным изменениям К ;j трех столбцов матрицы можно определить левая или правая поверхность полусферы контролируемой

fij.fij

интервале t:;

К

/ / z-i- -PU) и T(t2), P(t) vi Т: (t }; P(t,) и T,(t), PCtj) и ) получают шесть дифференциальных урав- входная и выходная переменные дифференциального уравнения; - коэффициент усиления (пропорциональности). Известно, что при установлении равновесного состояния контролируемого газа все производные от Р; равны нулю и дифференциальные уравнения для каждого t сводятся к виду К- Pijo /TIJO, где Р;: и Т; любые равновесные значения давлений и температуры в каждом интервале t адекватности дифференциального уравнения. В соответствии с характеристическим уравнением состояния газа для равновесных значений параметров

к- - - R м К.. - М- ,

)о

.- средняя масса газа в объеме V контролируемого изде Jгде М

ЛИЯ 1 на интервале t при ее расчете по данным i-ro измерителя температуры,

о величине утечки М;; К;; можно

J к ij

судить по изменению (уменьшению) значений коэффициентов К;: .

Например, при разбиении кривых f(t), Т( (t) и T2(t) на три участка (фиг,2) по участкам кривых для t - -P(t,) и Т, (g, P(t, ) и T(t,); t нений указанного вида с численными значениями коэффициентов уравнений, которые для равновесных значений параметров сводятся к матрице:

0

I

По изменениям К по 1-й и 2-й строках матрицы можно судить о характере общей утечки Из контролируемой емкости во времени, а по сравнительным изменениям К ;j трех столбцов матрицы можно определить левая или правая поверхность полусферы контролируемой

емкости 1 имеет наибольшую утечку. Очевидно, что при отсутствии утечек (M;j const) и изменении температуры окружающей среды (кривые Т,(t) и ) при этом могут иметь различный характер, например, одна часть поверхности контролируемого изделия 3 находится на солнце, а другая в тени после идентификации процесса и получения теоретических параметров ус- - тановившегося процесса в контролируемом изделии 3, когда давление и температура имеют неизменные значения по всему объему контролируемого изделия 3, значения К; для строк

J

и

столбцов матрицы будут равны между собой K|: const.

Применение способа позволяет осуществить достоверный контроль герметичности крупногабаритных емкостей с помощью измерителей температур, установленных вблизи стенок емкости, и одного измерителя давления, уста- новленного в центре емкости, при любой температуре окружакяцей среды.

Формула изобретения

й ) 1610353

) 10

5

20

путем исключения определения негерметичности по неустановившимся неравновесным параметрам, измерение изменения температуры и давления осуществляют в течение всего процесса контроля, а негерметичность изделия определяют по полученным кривым изменения температуры и давления методом идентификации.

К

l«ij.

где V - объем контролируемого изделия;

R - газовая постоянная, исполь- зуемого при контроле газа м смеси газов);, м IJ - средняя масса газа в объеме V изделия на интервале времени tj при идентификации контролируемого изделия по данным i-f o измерителя температуры (давления) и измерителя давления (температуры),

Ч

ш