專利名稱：內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種差壓檢漏方法，特別是涉及一種用于航天器漏率測試的差壓檢漏 方法。
背景技術(shù)：
隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，各種航天器密封結(jié)構(gòu)的漏率指標(biāo)越來越高，并且要求 檢漏時間盡可能的縮短。然而，絕對壓力變化檢漏技術(shù)的檢漏精度較低，而非真空累積檢漏 方法的檢漏時間卻較長，因此，目前迫切需要開發(fā)新的檢漏技術(shù)以適應(yīng)航天技術(shù)不斷發(fā)展 的需要。差壓檢漏技術(shù)是一種以差壓傳感器為核心的新興檢漏技術(shù)，差壓傳感器能在很高 的靜壓下測量出微小的壓力差，從而實(shí)現(xiàn)高精度的總漏率測量。傳統(tǒng)的差壓檢漏過程中需 要為被測物配備一個大小、材料、形狀完全相同的基準(zhǔn)物，該基準(zhǔn)物是經(jīng)過其它檢漏方法測 定后確定不漏的，向被測物和基準(zhǔn)物同時充入工作氣體，經(jīng)過一段平衡時間后，使被測物和 基準(zhǔn)物隔離開，如果被測物有泄漏，根據(jù)差壓傳感器的讀數(shù)就能夠計(jì)算出被測物的總漏率。傳統(tǒng)差壓檢漏方法的原理如圖1所示，其中基準(zhǔn)物是經(jīng)過其它檢漏方法確定為不 漏的，其大小、材料和形狀與被測物完全一致。差壓檢漏過程分為充氣、平衡、測試和放氣 四個階段。充氣階段，打開閥門Vl和V2，關(guān)閉閥門V3，通過氣源向被測物和基準(zhǔn)物同時充 入相同壓力的工作氣體，通過絕壓計(jì)測量充氣壓力；平衡階段，關(guān)閉閥門Vl，保持閥門V2打 開，使被測物和基準(zhǔn)物的溫度和壓力充分平衡；測試階段，關(guān)閉閥門V2，使被測物和基準(zhǔn)物 隔離，通過差壓計(jì)器測量被測物和基準(zhǔn)物之間的差壓；放氣階段，打開閥門V2和V3，將工作 氣體放出。航天器是單件生產(chǎn)，每個密封結(jié)構(gòu)的外形都不完全相同，因此不可能為每個密封 結(jié)構(gòu)生產(chǎn)一個大小、形狀和材料都完全相同的基準(zhǔn)物。為了利用差壓檢漏技術(shù)實(shí)現(xiàn)航天器 密封結(jié)構(gòu)的高精度檢漏，本發(fā)明人通過對差壓檢漏技術(shù)的深入研究，最終發(fā)現(xiàn)，之所以要求 基準(zhǔn)物和被測物的大小、材料和形狀完全相同，是為了保證基準(zhǔn)物和被測物的溫度在整個 檢漏過程中完全一致，從而消除環(huán)境溫度變化引起的差壓。如果基準(zhǔn)物的大小和被測物不 同，那么只要能夠保證基準(zhǔn)物和被測物的溫度一致，就能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的差壓檢漏，基于此 考慮，本發(fā)明人提出了內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏方法。內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏方法是將傳統(tǒng)的差壓檢漏方法的基準(zhǔn)物縮小為一個基準(zhǔn) 管，基準(zhǔn)管采用導(dǎo)熱性能良好的紫銅材料，將基準(zhǔn)管內(nèi)置于被測航天器密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部。由于 基準(zhǔn)管導(dǎo)熱性很好，而且基準(zhǔn)管內(nèi)的容積很小，因此置于被測物內(nèi)部的基準(zhǔn)管內(nèi)工作氣體 的溫度就很容易保持與被測物內(nèi)工作氣體溫度一致，從而實(shí)現(xiàn)了用小基準(zhǔn)物對大被測物的 差壓檢漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種內(nèi)置基準(zhǔn)管差壓檢漏系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于航天器密封結(jié)構(gòu)檢漏，該系統(tǒng)能夠方便、快速、準(zhǔn)確地測量出航天器密封結(jié)構(gòu)的總漏率，而無需使用 和被測物大小、形狀等完全一樣的基準(zhǔn)物。本發(fā)明的另一目的是提供一種內(nèi)置基準(zhǔn)管差壓檢漏方法，該方法可用于航天器密 封結(jié)構(gòu)檢漏，并能夠方便、快速、準(zhǔn)確地測量出航天器密封結(jié)構(gòu)的總漏率。本發(fā)明的內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)物、被測物、測量基準(zhǔn)物和被測物 之間壓力差的差壓傳感器，測量充氣階段基準(zhǔn)物和被測物的充氣壓力的絕壓計(jì)以及控制氣 體充放和基準(zhǔn)物與被測物之間壓力和溫度平衡的閥門VI、V2及V3，其特征在于，基準(zhǔn)物為 紫銅材料制成的基準(zhǔn)管，內(nèi)置在被測物內(nèi)部，基準(zhǔn)管與它所通過的被測物開口的接觸部分 之間用絕熱材料隔開，且處于被測物外部的基準(zhǔn)管部分的外層均用絕熱材料包覆。優(yōu)選地，所述絕熱材料為聚四氟乙烯或多孔發(fā)泡材料。優(yōu)選地，內(nèi)置基準(zhǔn)管是內(nèi)徑Φ4_6πιπι的紫銅管。本發(fā)明的內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏方法，包括向基準(zhǔn)物和被測物中充氣、平衡兩者之 間的壓力溫度和壓力、測試兩者之間的壓力差和排放兩者之中的氣體的步驟，其特征在于，基 準(zhǔn)物為紫銅材料制成的基準(zhǔn)管，內(nèi)置在被測物內(nèi)部，基準(zhǔn)管與它所通過的被測物開口的接觸 部分之間用絕熱材料隔開，且處于被測物外部的基準(zhǔn)管部分的外層均用絕熱層包覆。上述的內(nèi)置基準(zhǔn)管差壓檢漏的方法，具體包括以下步驟1)充氣將工作氣體同時充入被測物和基準(zhǔn)管，直到達(dá)到檢漏的工作壓力。2)平衡在被測密封結(jié)構(gòu)和基準(zhǔn)管保持連通的情況下，將系統(tǒng)靜置一段時間，直 到壓力溫度和壓力達(dá)到平衡。3)測試通過差壓傳感器測量被測容器和基準(zhǔn)管之間的差壓，由于被測容器的溫 度與基準(zhǔn)管溫度相同，因此差壓傳感器的測量值直接反應(yīng)了被測容器的漏率。4)放氣測試結(jié)束后，將被測容器和基準(zhǔn)管內(nèi)的工作氣體放出。其中，所述絕熱材料為聚四氟乙烯或多孔發(fā)泡材料。其中，內(nèi)置基準(zhǔn)管是內(nèi)徑Φ4-6πιπι的紫銅管。在測試步驟幻中，用差壓傳感器直接測量被測容器和基準(zhǔn)管之間的差壓即可得 出漏率，不用進(jìn)行溫度測量和溫度補(bǔ)償。與現(xiàn)有的差壓檢漏方法相比，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下特點(diǎn)1)本發(fā)明在對航天器密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行差壓檢漏過程中，用小容積的基準(zhǔn)物與大容積 的被測物進(jìn)行差壓比較，實(shí)現(xiàn)總漏率測量；幻基準(zhǔn)物形狀為管狀，材料為紫銅。且基準(zhǔn)物內(nèi)置于被測物內(nèi)部。3)基準(zhǔn)管穿過被測物器壁處采用隔熱措施，降低了被測物器壁與基準(zhǔn)物器壁之間 的導(dǎo)熱系數(shù)，提高了檢漏的精確度。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中差壓檢漏方法的示意圖。圖2是本發(fā)明的內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏方法示意圖。
具體實(shí)施例方式以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的具體實(shí)施方式
，下面通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的所述內(nèi)容作進(jìn)一步的闡明。當(dāng)然，描述下列具體實(shí)施方式
只為示例本發(fā)明的不同方 面的內(nèi)容，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明范圍。本發(fā)明的工作原理如下在非對稱基準(zhǔn)物差壓檢漏系統(tǒng)中，基準(zhǔn)物的作用只是提 供一個參考壓力，所以其大小可以根據(jù)需要而調(diào)整。為了使基準(zhǔn)物內(nèi)氣體溫度更加接近被 測物內(nèi)氣體溫度，將基準(zhǔn)物演變成一個紫銅的基準(zhǔn)管，內(nèi)置于被測物內(nèi)部，如圖2所示。內(nèi) 置基準(zhǔn)管采用內(nèi)徑為ct4mm-6mm的紫銅管，用差壓傳感器測量基準(zhǔn)管與被測容器之間的差 壓?；鶞?zhǔn)管的AB段暴露在環(huán)境大氣中，為了減小這部分管路受環(huán)境溫度的影響，在紫銅管 外面包裹了絕熱層如聚四氟乙烯或多孔發(fā)泡材料，同時，為了防止紫銅管管壁與被測容器 器壁之間的導(dǎo)熱，在紫銅管穿過器壁處用聚四氟乙烯(絕熱材料)進(jìn)行了隔熱處理，這樣基 準(zhǔn)管內(nèi)的氣體只通過BC段的管壁與被測容器內(nèi)的氣體進(jìn)行熱交換。與現(xiàn)有技術(shù)的差壓檢漏系統(tǒng)相比，本發(fā)明的內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏系統(tǒng)，也同樣 包括基準(zhǔn)物、被測物、測量基準(zhǔn)物和被測物之間壓力差的差壓傳感器，測量充氣階段基準(zhǔn)物 和被測物的充氣壓力的絕壓計(jì)以及控制氣體充放和基準(zhǔn)物與被測物之間壓力和溫度平衡 的閥門V1、V2及V3，其改進(jìn)之處在于基準(zhǔn)物形狀大小的改變以及基準(zhǔn)物與被測物之間的相 互設(shè)置，具體來說，基準(zhǔn)管為紫銅材料制成的基準(zhǔn)管，內(nèi)置在被測物內(nèi)部，基準(zhǔn)管與它所通 過的被測物開口的接觸部分之間用絕熱材料隔開，且處于被測物外部的基準(zhǔn)管部分的外層 均用絕熱材料包覆。進(jìn)一步地，所述絕熱材料可以采用聚四氟乙烯或多孔發(fā)泡材料等絕熱 材料且進(jìn)一步優(yōu)選內(nèi)置基準(zhǔn)管是內(nèi)徑Φ4-6πιπι的紫銅管。采用上述基準(zhǔn)管內(nèi)置檢漏系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢漏的方法中，基準(zhǔn)管不僅為差壓測量提 供了基準(zhǔn)壓力，同時由于其內(nèi)部氣體體積小，相對傳熱面積較大，因此基準(zhǔn)管內(nèi)氣體溫度能 夠與被測溫度一致。具體檢漏步驟如下1)充氣將工作氣體同時充入被測物和基準(zhǔn)管，直 到達(dá)到檢漏的工作壓力；2)平衡在被測密封結(jié)構(gòu)和基準(zhǔn)管保持連通的情況下，將系統(tǒng)靜 置一段時間，直到溫度和壓力達(dá)到平衡；幻測試通過差壓傳感器測量被測容器和基準(zhǔn)管 之間的差壓，由于被測容器的溫度與基準(zhǔn)管溫度相同，因此差壓傳感器的測量值直接反應(yīng) 了被測容器的漏率；4)放氣測試結(jié)束后，將被測容器和基準(zhǔn)管內(nèi)的工作氣體放出。其中， 測試步驟幻中，用差壓傳感器直接測量被測容器和基準(zhǔn)管之間的差壓即可得出漏率，不用 進(jìn)行溫度測量和溫度補(bǔ)償。測試結(jié)束后，根據(jù)公式1計(jì)算出被測艙體的總漏率。Q = ^-................................. (1) 式中Q——被測艙體總漏率，Pa. m3/s ；Δ P—差壓計(jì)測量的差壓，PaV——被測艙體容積，m3 ；T——測試階段持續(xù)的時間，h。盡管上文對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，但應(yīng)該指明的是， 我們可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權(quán) 利要求所記載的范圍。
權(quán)利要求
1.內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)物、被測物、測量基準(zhǔn)物和被測物之間壓力差 的差壓傳感器，測量充氣階段基準(zhǔn)物和被測物的充氣壓力的絕壓計(jì)以及控制氣體充放和基 準(zhǔn)物與被測物之間壓力和溫度平衡的閥門VI、V2及V3，其特征在于，基準(zhǔn)物為紫銅材料制 成的基準(zhǔn)管，內(nèi)置在被測物內(nèi)部，基準(zhǔn)管與它所通過的被測物開口的接觸部分之間用絕熱 材料隔開，且處于被測物外部的基準(zhǔn)管部分的外層均用絕熱材料包覆。
2.如權(quán)利要求1所述的差壓檢漏系統(tǒng)，其特征在于，所述絕熱材料為聚四氟乙烯或多 孔發(fā)泡材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的差壓檢漏系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)置基準(zhǔn)管是內(nèi)徑Φ4-6πιπι的紫銅管。
4.內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏方法，包括向基準(zhǔn)物和被測物中充氣、平衡兩者之間的壓力 溫度和壓力、測試兩者之間的壓力差和排放兩者之中的氣體的步驟，其特征在于，基準(zhǔn)物為 紫銅材料制成的基準(zhǔn)管，內(nèi)置在被測物內(nèi)部，基準(zhǔn)管與它所通過的被測物開口的接觸部分 之間用絕熱材料隔開，且處于被測物外部的基準(zhǔn)管部分的外層均用絕熱層包覆。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)置基準(zhǔn)管差壓檢漏的方法，具體包括以下步驟1)充氣將工作氣體同時充入被測物和基準(zhǔn)管，直到達(dá)到檢漏的工作壓力；2)平衡在被測密封結(jié)構(gòu)和基準(zhǔn)管保持連通的情況下，將系統(tǒng)靜置一段時間，直到壓 力和溫度達(dá)到平衡；3)測試通過差壓傳感器測量被測容器和基準(zhǔn)管之間的差壓，由于被測容器的溫度與 基準(zhǔn)管溫度相同，因此差壓傳感器的測量值直接反應(yīng)了被測容器的漏率；4)放氣測試結(jié)束后，將被測容器和基準(zhǔn)管內(nèi)的工作氣體放出。
6.如權(quán)利要求4或5所述的內(nèi)置基準(zhǔn)管差壓檢漏的方法，所述絕熱材料為聚四氟乙烯 或多孔發(fā)泡材料。
7.如權(quán)利要求4或5所述的內(nèi)置基準(zhǔn)管差壓檢漏的方法，內(nèi)置基準(zhǔn)管是內(nèi)徑Φ4-6πιπι 的紫銅管。
8.如權(quán)利要求4或5所述的內(nèi)置基準(zhǔn)管差壓檢漏的方法，在測試步驟幻中，用差壓傳感器直接測量被測容器和基準(zhǔn)管之間的差壓即可得出漏率，不用進(jìn)行溫度測量和溫度補(bǔ) m
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)物、被測物、測量基準(zhǔn)物和被測物之間壓力差的差壓傳感器，測量充氣階段基準(zhǔn)物和被測物的充氣壓力的絕壓計(jì)以及控制氣體充放和基準(zhǔn)物與被測物之間壓力和溫度平衡的閥門V1、V2及V3，其中基準(zhǔn)物為紫銅材料制成的基準(zhǔn)管，內(nèi)置在被測物內(nèi)部，基準(zhǔn)管與它所通過的被測物開口的接觸部分之間用絕熱材料隔開，且處于被測物外部的基準(zhǔn)管部分的外層均用絕熱材料包覆。本發(fā)明也公開了一種內(nèi)置基準(zhǔn)管的差壓檢漏方法。該系統(tǒng)和方法能夠方便、快速、準(zhǔn)確地測量出航天器密封結(jié)構(gòu)的總漏率，而無需使用和被測物大小、形狀等完全一樣的基準(zhǔn)物。
文檔編號G01M3/26GK102087160SQ20091024960
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者喻新發(fā), 孟冬輝, 師立俠, 郭欣, 閆榮鑫 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所