Способ калибровки газоаналитического течеискателя Советский патент 1991 года по МПК G01M3/26 

Изобретение относится к области контроля герметичности изделий.

Цель изобретения - повышение производительности и оперативности калибровки газоаналитических течеискателей.

На чертеже приведена схема установки для калибровки газоаналитических течеискателей.

Установка содержит блок 1 подготовки пробного газа и газа-носителя. Линия пробного газа связана с внутренней полостью проверяемого на герметичность изделия 2 (или его макета), которое расположено в камере 3 накопителя, отсеченной от окружающей среды с помощью зажимной манжеты 4. Линия пробного газа соединена также через клапан 5 со штуцером 6 двухпозици- онного клапана 7, к которому подходят линии газа-носителя (к штуцеру 8) связи с клапаном 9 (к штуцерам 10 и 11), с камерой накопления 3 (к штуцерам 12 и 10), с детектором 13 через индуктивное сопротивление

14 (к штуцеру 15), служащее для задержки поступления входного сигнала детектор.

Детектор является чувствительным элементом, преобразующим входное воздействие измерительной схемы 16 в пропорциональный сигнал. Измерительная схэма соединена последовательно с механизмом 17 автоматической установки нуля, самописцем 18 и интегратором 19. Управление установкой осуществляется с помощью программируемого контроллера 20. Для приведения температуры к постоянной клапаны 5,9 и детектор 13 помещены в термостат 21.

Способ осуществляют следующим образом.

В исходном положении по сигналам to, ti, t2, ta газ-носитель с постоянным расходом проходит через клапан 7 по линии 8-15 через сопротивление 14 к детектору 13, на самописце 18 записывается условный нулевой сигнал. Пробный газ под давлением испытания заполняет внутреннюю полость

С

Јь

о

(Я

о. о

изделия 2 и в случае разгерметизации проникает через дефекты в камеру 3 накопления, распространяясь по коммутационным каналам. По сигналу ti давление газа в камере 3 накопления приводится к атмосфер- ному путем соединения последнего с окружающей средой при открытии клапана 4. По сигналу t2-to происходит переключение каналов клапана 7 и газ-носитель через канал 8-12 выталкивает накопленное за время (to-ta) испытания количество пробного газа из камеры 3 накопления в канал f-a и далее через сопротивление 14 - к детектору 13. Интегратор 19 выдает сигнал, пропорциональный суммарной площади Si, распределенной в результате диффузионного размывания NI молекул пробного газа.

В режиме калибровки для получения сигнала S, пропорционального количеству N молекул пробного газа, в камере 3 накоп- ления вместо изделия помещают его герметичный макет и подают сигнал t0t2 tits. Проходные сечения коммутационных каналов выбраны таким образом, что пробный газ проходит через камеру 3 накопления и каналам 12-10 и 6-1J в атмосферу через клапан 9, По сигналу tb давление пробного газа в камере 3 накопления становится равным атмосферному и при подаче сигнала tato газ-носитель, как и в предыдущем ана- лизе, выталкивает все N молекул пробного газа к детектору 13. Интегратор 19 выдает сигнал S.

Таким образом, в линейной части статической характеристики детектора отношения полученных сигналов пропорциональны количествам молекул пробного газа, т. е. NI Si N S

Это отношение справедливо при посто- янных давлениях и температурах, что налагает на некоторые детекторы ограничения по скорости протекания газа-носителя. Например, для детектора сечения ионизации, обладающего 100%-ной линейностью ста- тической характеристики, объемная скорость не должна превышать 2-3 мл/мин. На линейность пламенно-ионизационного детектора не влияет изменение объемной скорости газа-носителя. Из полученного отношения следует, что

Si

Важно, что для данного детектора ко- 55 личество N молекул (а следовательно, и

сигнал S) в объеме V камеры 3 накопления

является величиной постоянной, так как

р , n -рр-при P,T const, n const.

Отсюда и N const.

Зная количество NJ молекул пробного газа, можно определить и другие параметры контроля герметичности.

Известно, что молекулярный расход

dNi

dt

или NI

/QM

idt,

to

за конечное время At(tcrV2) испытания молекулярный расход равен NI/ At. Используемый в течеискании, как основной параметр, континуальный поток Qn связан с молекулярным расходом выражением

В таблице приведены формулы связи NJ для различных режимов и типов течей с параметрами дефекта.

Условные обозначения: г, S - эквивалентные радиус и площадь цилиндрического дефекта; h, д - эквивалентные ширина и высота щелевого дефекта: I - протяженность дефекта; т, а- масса и диаметр молекулы пробного газа; щ, П2 - молекулярные плотности по обе стороны дефекта;

2

р 0,94 cr(m+ n2)5 + 141,76г;

0,94(h+(5) д a2(ni + ri2)+4,24h.

По таблице можно определить характерные размеры течи, зная Nj и параметры пробного газа,

Предлагаемый способ позволяет повысить производительность и быстродействие операции калибровки газоаналитических течеискателей.

Формула изобретения

Способ калибровки газоангыитического течеискателя по концентрации пробного газа, заключающийся в том, что заполняют камеру накопления пробным газом до заданного парциального давления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и оперативности, определяют в камере накопления количество молекул пробного газа, вводят импульсно пробный газ из камеры накопления в поток газа-носителя и измеряют с помощью течеискателя сигнал от концентрации пробного газа в условиях термостатирования, а калибровочную характеристику определяют с уче- том пропорциональности отношения величин сигналов концентрации количеству молекул пробного газа.

Изобретение касается контроля герметичности изделий и позволяет повысить производительность и оперативность калибровки газоаналитических течеискате- лей. Камеру накопления заполняют пробным газом до заданного парциального давления. Определяют количество молекул пробного газа в камере накопления. Вводят пробный газ в поток газа-носителя и в условиях термостатирования измеряют сигнал от концентрации пробного газа течеиекате- лем. Калибровочную характеристику определяют с учетом пропорциональности отношения величин сигналов концентраций к количеству молекул пробного газа. 1 ил., 1 табл.