Способ измерения давления газа в герметичных камерах с тонкой оболочкой

 

Изобретение относится к неразрушающим способам измерения давления газа в герметических изделиях. Цель изобретения - повьппение производительности и точности нератрушающего теплового способа измерения тавления газа при отличных от градуировочмых температурных условиях окружающей среды и поверяемого изделия. В устрве, реализующем способ, источник тепла создает на поверхности объекта измерения тепловой импульс, отклит на который регистрирует термоприемник . Один датчик регистрирует температуру источника тепла в момент импульса , другой датчик регистрирует температуру окружающей среды. ЭВМ запоминает полученные результаты, производит расчеты и вьщает окончательный результат измерения в единицах давления. 5 ил. Q ts (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО}.)ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ai (19} (11} (5))5 С 01 ) 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15.)2.90. Бюл. ))- 46 (21) 4132590/24-10 (22) 05.08.86 (72) А.Д.Сафронов, В,H.Бухтиаров, В.H.Ïðîêîôüåâ, Б.С.Семенов и В.А.Кащеев (53) 531.787 (088.8) (56) Патент С)))А В 2160930, кл. G 21 С 17/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1086898, кл. С 01 L 11/00, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

В ГЕРМЕТИЧНЬИ КАМЕРАХ :.; ТОНКОИ ОБОЛОЧКОИ (57) Изобретение относится к неразрушающим способам измерения давления газа в герметических изделиях. Цель изобретения — повышение производительности и точности неразрушающего теплового способа измерения,чавления газа при отличных ат градуирово ных температурных условиях окружающей среды и поверяемого изделия. В устрве, реализующем способ, источник тепла создает на поверхности обьекта измерения тепловой импульс, отклит на который регистрирует термоприемник. Один датчик регистрирует температуру источника тепла в момент импульса, другой датчик регистрирует температуру окружающей среды. ЭВМ запоминает полученные результаты, производит расчеты и выдает окончатель" ный результат измерения в единицах давления. 5 ил.

1407219

Изобретение относится, к области

Измерительной технике, а именно к йеразрушающим способам измерения давЛения газа в герметичных иэделиях, и

Может быть использовано при контроле

Качества твэлов ядерных энергетичес

Ких реакторов.

Целью изобретения является повыение производительности и точности 1О . еразрушающего теплового способа изерения давления газа при отличных т. градуировочных температурных усовиях окружающей среды и поверяемоо иэделия. 15

На фиг.1 представлена схема устойства, реализующего ; на иг ° 2 — график зависимости изменения емпературы с"тенки изделия после риложенного теплового импульса от 2р авления газа под оболочкой при неИэменных температурах источника тепла и окружающей среды, полученная

Иа термостабилизированных в течение

20 мин изделиях; на фиг.3 — - график 25 ависимости изменения температуры тенки изделия после приложенного еплового импульса от скорости эменения температуры изделия до приоженного теплового импульса, полу- 30

Ченная на одном и том же изделии с давлением газа P Ф 0 под оболочкой при неизменных температурах источника тепла и окружающей среды, на фиг.4— График зависимости изменения темпера- 35 гуры стенки изделия после приложения теплового импульса от температуры источника тепла, полученная на термостабилизированном в течение 20 мин изделии с давлением газа при неизмен- 4р

Ной температуре окружающей среды; на фиг.5 — график зависимости изменения температуры стенки изделия после при,Пожения теплового импульса от температуры.окружающей среды, полученная .45

На термостабилизированном в течение

20 мин иэделии при неизменной температуре источника тепла. устройство содержит термоприемник

1, истОчник тепла 2 с датчикОм 3 тем- 50 пературы и датчик 4 температуры окружающей среды. Выходы термоприемниКа и датчиков подключены к ЭВИ.

При измерении давления термоприем- .

Иик 1, источник тепла 2 с датчиком 3 расположены на поверхности объекта 5

Измерения, датчик 4 температуры ок-. ружающей среды — вблизи измерительной позиции.

4 с

= "=- 4 И

А дС., (Т). где t — измеренное изменение температуры иэделия до приложения теплового импульСа За ИНтЕрВаЛ ВРЕМЕНИ 4с„

4с» — интервал времени измерения изменения температуры изделия после приложения теплового импульса.

Величины ьсо и 4 < определяют при метрологической аттестации (градуировке) конкретного измерительного устройства так, чтобы выполнялось соотнощение (2) Ь tc.t etc KA>

Источник тепла создает на поверх.ности объекта 5. Измерения тепловой импульс, отклик *а который регистрирует термоприемник 1.

Датчик 3 регистрирует температуру источника тепла в момент импульса.

Датчик 4 регистрирует температуру окружающей среды. ЭВИ запоминает полученные результаты, производит расчеты и выдает окончательный результат измерения в единицах давления.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.;

Снимают градуировочную характеристику устройства на термостабилиэированных изделиях с известными . давлениями газа при неизменных температурах источника тепла и окружающей среды.

Определяют изменение температуры стенки изделия за время измерения a < |, (см. фиг.2) для каждого из- меряемого иэделия.

При неизменных температурах источника тепла и окружающей среды на одном и том же нетермостабилизированном изделии. с давлением P Ф 0 снимают зависимость изменения температуры, стенки изделия ат. после приложения импульса от скорости изменения температуры 4с изделия до приложения теплового.импульса (см. фиг.3). Причем скорость изменения температуры иэделия до и после приложения теплового импульса определяют орним .и тем же датчиком.

Величину поправки КА на уровень термостабилизации иэделия определяют

rto формуле

1407219 где д t — изменение температуры ас стенки после приложения импульса в условиях градуировки, 5

ht — изменение температуры с стенки после приложения импульса в условиях измерения.

На термостабилизированном иэделии с давлением газа P g 0 и при неизменной температуре Т,среды снимают зависимость изменения температуры стенки at после приложения теплового импульса от температуры источника тепла (см. фиг.4) и определяют формулу расчета коэффициента К, учитывающего зависимость показаний измерительного устройства от температуры Òö источника тепла 20

Т ., к = (-"- -) М Т„ (3) где Т„- температура источника тепла при градуировке устрой- 25 ства, С, Т - — температура источника тепи о ла при измерении, С, m — показатель степени.

-Величину Т измеряют при помощи 30 датчика 3 температуры, встроенного в источник тепла.

Величину m определяют по формуле

К = (— -) Т ос У ос где Т вЂ” температура окружающей аЕ.D среды при градуировке устройства, К, m = 1n — - -/1п (4) 35 где h t и д — измеренные устройс1

2 ством значения температуры изделия после приложения теплового импульса при темцературах источника Т„, и Т„ 40 соответственно.

На термостабилизированном иэделии с давлением газа Р 4 0 и при неизменной температуре Т„ источника тепла снимают зависимость изменения 45 температуры стенки изделия at после приложения теплового импульса от температуры Т„ окружающей среды (см. фиг.5) и определяют формулу расчета коэффициента К, учитывающего 59 зависимость показаний измерительного устройства от температуры Т окружающей среды

Т вЂ” температура окружающей среды при изчерении, К;

n — показатель степени..

Величину Т определяют при помощи датчика температуры окружающей среды.

Величину и определяют по формуле

n = 1п — — -/1п — - —, (6)

" с Toс

tD2 Т %

Ко < (litñ -Kì.)-Keo ое с А (1)

К а о ю — коэффициент поправки на изменение температуры окружающей среды относительно условий градуировки ycT" ройства;

- коэффициент поправки íà asменение температуры источника тепла бтносительно ус ловий градуировки устройства, — измеренное устройством значение изменения температуры изделия после приложения теплового импульса в условиях измереD

С, — по р ка изменение температуры иэделия до приложения теплового импуль са, С, где К

Ки

К где ht c и ate — измеренные устройством значения изменения температуры

1 стенки при температурах окружающей среды Тоо и Тос соответственно. оо, ос

Указанные операции производятся один раэ при определении метрологических характеристик устройства, реализующего предлагаемый способ.

При измерении давления газа в условиях, отличающихся от условий градуирования измерительного устройства перед приложением теплового импульса, измеряют и регистрируют скорость изменения температуры изделия до приложения теплового импульса Мед температуры источника Т„ и окружающей среды Т и изменение температуры g t изделия после прниожения теплового импульса, расчитывают величины поправок КА, Кц и К по формулам (3), (3) и (5) и йолучают .окончательный результат измерения давления Р, приведенный к условиям градуировки устройства, в единицах давления. по формуле

14072

К

Ро измеренное устройством в условиях градуировки изменение температуры стенки иэделия с известным давле5 кием Р после приложения о теплового импульса, С, известное (аттестованное) давление в иэделии, определенное при помощи известно- 10 го способа измерения, МПа, коэффициент пересчета изменения температуры иэделия после приложения теплового импульса в единицы давления, С/МПа, определяемый по формуле

P о

Формула изобретения

Способ измерения давления газа в

»ерметичных камерах с тонкой оболочкой, заключающийся в том, что к одно- 4п му участку поверхности оболочки прикладывают тепловой импульс, измеряют регистрируют изменение температуры о времени на другом участке поверхности оболочки и определяют давление 45

»аза путем сравнения полученной заВисимости с градуировочными зависиМостями, полученными на иэделиях с заранее известными значениями давле-. ния газа под оболочкой, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повып ения йроизводительности и точности г ри отличных от градуировочных темПературных условиях окружающей среды поверяемого иэделия, давление газа под оболочкой определяют иэ соотношения

Ф

К

О в а

4 "ст д сг. (В)

КR Р Р

4 t«H д, - измеренные в условиях градуировки устройства зна аения изменения температуры стенки изделий с известными (аттестованными) значениями давлений Р, и Р .

Предлагаемый способ может быть рименен в условиях промышленного роизводства твэлов энергетических еакторов, причем поскольку теплофи.ические процессы в газах обратимы, 30 знак теплового импульса, приклады8аемого к поверхности иэделия, может быть как положительным (нагрев}, так отрицательным (охлаждение).

19 где, Р

4 с давление газа в изделии мПа иэмеренное изменение температуры стенки изделия, в результате приложения теплового импульса, С,, измеренное в условиях градуировки значение изменения температуры стенки изделйяс известным давлением Р после приложения теплового

О импульса, С, КР

4 tea

К - — —.д „, A Д -О где 4 и .. — измеренное изменение температуры изделия до приложения теплового импульса за интервал времени дсО, С, gt„ — интервал времени измерения изменения температуры изделия после приложения о теплового импульса, С, Тиг к =(- — ) где Т„„ — температура источника тепла при снятии градуировочной зависимости, С, Т„ " температура источника епО ла при измерении, С, K = (— - - - ) Т0.ñ.r ос T в где -о,, — температура окружающей

Ф среды при градуировке, К;

ТоΠ— температура окружающей среды при измерении, К; и 1п — - -/ln

etc ТО.с "с . To c где h tc, и Ь с — измеренными значения изменения .температуры одного и того же изделия с давлением Р Ф О после приложения теплового импульса при температурах окружающей среды

Т, и ТО сд соответственно, пРичем температура источника тепла и скош = ln - — /ln ——

4 г-с Ти

Нд где 4 с, и b t — измеренные значечения изменения температуры одного и того же изделия с давлением P 4 О после приложения теплового импульса при температурах источника Т„, и

Т„ соответственно, причем температура окружающей среды и скорость изменения температуры иэделия до приложения теплового импульса соответствуют условиям градуировки

14072 рость изменения температуры иэделия до прило:кения теплового импульса со-, ответствуют условиям градуровки усто ройства, С/MIla, Ь сг, - Ь се.а

К фф

Р -P

19 В где g t „и д — измеренные в условиях градуировки значения изменения ( температуры стенки изделий с известными (аттестованными) значениями давлений Р, и Р после приложения теп" о лового импульса, C„! 4072! 9

14072!9

g)g 4 ъ,к в

Составитель А.Соколовский

Техред M. Ходанич Корректор М.Васильева

Редактор А.Купрякова

Тираж 461 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4334

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