Способ контроля герметичности полых изделий

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1 53 А1 (1) С 01 М 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4478874/25-28 (22) 02.09.88 (46) 30.11,90. Бюл. Ф 44 (71) Всесоюзный нефтявой научно-исследовательский институт по технике безопасности (72) Г.М.Гурвич (53) 620.165.29 .088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1120199, кл, (; 01 М 3/26, 1983. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРИЕТИЧИОСТИ полых издклий (57) Изобретение относится к контролю герметичности крупногабаритных полых изделий и позволяет повысить достоверность и определить локальные места

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

Цель изобретения — повышение достоверности путем исключения определения негерметичности по неустановившимся неравновесным параметрам и определения локальных мест негерметичности изделия.

На фиг.1 изображена схема устройства для реализации способа при использовании двух измерителей тем— ператур; на фиг.2 — кривые зависимоeve P(t),(Устройство содержит измерители

1, 2 температур, установленные у стенки изделия 3, и измеритель 4 негерметичности изделия. В изделии создают избыточное давление и постоянно в течение 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, à дрязгой вид измерителя устанавливают в геометрическом центре изделия, По полученным кривым определяют зону негерметичности по коэффициентам усиления модулей при идентификации. t э.п. ф-лы, 2 ил. давления, расположенный в центре симметрии изделия 3.

Способ реализуется следующим образом.

Создают избыточное давление в изделии 3, выдерживают некоторое время, после чего регистрируют в течение всего времени контроля герметичности

Т« г давление P(t) в центре и темлературу Т,(t), T (t),...,Т (). в различных точках вблизи стенок изделия, кривые Р(г.) и Т,(t) T (t) ...Т„„(t) разбивают на п равных интервалов времени t, так что Т =, по

6,«,Ã участкам кривых Р(г ) и Т<(t;), 1

T (t;) ... Т () методом идентификации определяют m z n моделей — линей1610353 ные дифференциальные уравнения изделия 3 и судят о. величине утечки по изменениям коэффициентов усилений

К," моделей, которые могут быть представлены в виде матрицы:

К11К 12 ° ° ° Kf

21 22 2

° "Ф 1 ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

К К ... К, 10 причем изменения К," по строкам поз11 воляют судить о характере общей утечки из контролируемой емкости, а по сравнительным изменениям К;„ по столбцам матрицы можно определить участок поверхности, имеющий наибольшую утечку. В случае, если надо определить только факт негерметичности изделия 3, используют два измерителяпервый измеритель 1 температуры и второй измеритель 2 давления, Расчет ведут по изложенной методике. Можно также измерять температуру в центре ! иэделия 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 больl шей точности измеритель рекомендуется располагать именно в точке, равноудаленной от стенок изделия 3. В конкретном примере реализации используется измеритель 4 давления, расположенный в центре Ивделия 3, и два измерителя 1, 2 температур, расположенных у стенки изделия 3. Контролируемое изделие 3 заполняют контролируемым газом до заданного избыточного давления. При достижении заданного давления подачу контролируемого газа 4 в иэделие 3 прекращают и выдерживают некоторое время, после чего одновременно включают приводы диаграмм измерителей 1, 3, 4 и регистрируют в течение всего T ffх г температуру T <(t), 45

Т () и давление Р() в контролируемой емкости, кривые Т<(t), T<(t) и

P(t) разбавляют íà и равных интервалов BpBMeHH t . t f t 2 ° ° ° t h ao участкам кривых P(ty ) и Tg (t 1), P(tg ) и Т2(й ), P(t2) и Т (t2), P(t<) и

T2(t2), ... P(t„) и Т, (t. ), P(t„) и Т2(1) методом идентификации вычисляют коэффициенты Т, Т ., К, линейных дифференциальНых уравнений (обычно не выше второго порядка, но могут быть и более высокого порядка) контролируемого изделия 3 для каждого интервала времени t. . В результате

О для двух измерителей 1, 2 температуры (m=2) получим 2п дифференциальных уравнений вида аР;; dP lf

T " — - -- + Т вЂ” --+Р ° ° =K T"

dt s 211 dt f j где Т, Т вЂ” постоянные времени кон21J тролируемой емкости на интервале t

Т",P " — входная и выходная пе11 11 ременные диффере нци ального уравнения ;

К ; — коэффициент усиления (пр опор цио нально с ти ) .

Известно, что прй установлении равновесного состоя ния контр олир уамого газа все производные о т P," равны нулю и дифференциальные уравнения для каждого t сводятся к виду К ;„ =

=Р ; / Т ;, где Р ;; и Т ; любые о 13 О равновесные значения давлений и температуры в каждом интервале t адекJ ватности дифференциального уравнения .

В соответствии с характеристическим уравнением состояния газа для равновесных значений параметров

Р с

РJo R

К" Мс

Ч Т" V J

1!а где M" — средняя масса газа в обьеIJ ме V контролируемого изделия 1 на интервале t при

3. ее расчете по данным i-го измерителя температуры, Ч о величине утечки M" = — К можно

fJ R судить по изменению (уменьшению) значений коэффициентов К

Например, при разбиении кривых

P(t), Т1 (t) и Т (t) на три участка (фиг.2) по участкам кривых для

-Р(й ) и Т< (й), Р(1) и Т2(1) р

-Р(2) и Т,(t2), P(t ) и T (); с - P(tg) и Т (tq) P(tg) и Т2(й ) получают шесть дифференциальных уравнений указанного вида с численными значениями коэффициентов уравнений, которые для равновесных значений параметров сводятся к матрице:

К 11 12 1З ! .21 . СЗ 2Ъ

По изменениям К ° по 1-й и 2-й стро11 ках матрицы можно судить о характере общей утечки иэ контролируемой емкости во времени, а по сравнительным изменениям К," трех столбцов матрицы можно определйть левая или правая поверхность полусферы контролируемой

161 емкости 1 имеет наибольшую утечку.

Очевидно, что при отсутствии утечек (М, =const) и изменении температуры окружающей среды (кривые Т, (4) и

1)

Т- (4) при этом могут иметь различный и характер, например, одна часть поверхности контролируемого изделия 3 находится на солнце, а другая в тени) после идентификации процесса и полу-. чения 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 и столбцов матрицы будут равны между собой K j =const, I

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

Формула из о брет ения

Способ, контроля герметичности полых изделий путем создания в изделии избыточного давления, измерения изменения температуры и давления и определения негерметичности изделия с учетом всех измеренных параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности

R

43 V 33Ф где Ч вЂ” объем контролируемого изделия;

R - газовая постоянная, испольsyeMoro при контроле газа (смеси газов);, М "- средняя масса газа в объеме Ч

1) изделия на интервале времени и ° при идентификации контроли3 руемого изделия по данным

i-&o измерителя температуры (давления) и измерителя давления (температуры).

0353

6 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.

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью определения локальных мест негерметичности изделия, измерение изменения температуры или давления осуществляют пу тем установки нескольких соответствующих измерителей у поверхности изделия, измеритель другого вида устанавливают в точке, равноудаленной от

20 поверхности емкости, а коэффициент усиления К " моделей при идентификаЦ ции определяют для каждого локального участка по зависимости

1610353

Составитель Л.Вихляев

Редактор М,Келемеш Техред А.Кравчук Корректор Н,Король

Заказ 3733

Тираж 445

Подписное

ВНИИПИ Го=ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Р,Т

Tarr