基于容积补偿的泄漏检测系统及其充放气特性的研究

论文摘要

气密性是衡量密封器件质量和性能的重要标准,产品的气密性好坏直接决定了产品的优劣。在汽车、燃气具、航空等行业,产品的气密性检测成为生产加工中的必要环节。研制一套高精度、高效率的自动化泄漏检测仪,不仅可以减轻工人的工作强度,而且可以提高产品的质量与检测效率,尤其在大批量产品的泄漏检测中具有重要意义。本文首先介绍了气压式泄漏检测的原理,然后在差压式泄漏检测法的基础上提出了容积补偿泄漏检测法。本文的主要工作及成果如下：1、介绍了泄漏检测技术研究现状和发展趋势,并阐述了各种泄漏检测方法的原理及其优缺点。3、对泄漏检测系统进行了热力学分析,并建立了相应的数学模型。同时,采用MATLAB/SIMULINK对模型进行仿真,从理论上研究了检测过程中温度的变化情况以及各参数对温度变化的影响程度。3、在容积补偿法的基础上设计了一套泄漏检测系统。为了减少温度对泄漏检测的干扰,将气路设计成对称结构；并在气路的进气口安装了一个电-气比例阀,用来控制系统的充气和放气；另外,采用了Honeywell公司的高精度差压传感器和16位转换精度的USB4716数据采集卡,提高了系统的检测精度。4、采用计算机作为系统的控制中心,并以VS2005作为软件调试工具,采用VC++/MFC编写了系统的控制与显示界面。5、实验得出不同充放气参数下,充放气过程中的温度变化曲线,并分析不同检测压力下的最佳充放气方式和充气时间；同时,在不同的检测压力下,采用容积补偿法测出被测容器的泄漏率,验证了容积补偿法的合理性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及研究目的与意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 本文的研究目的与意义
• 1.2 气密性检测技术的研究现状
• 1.2.1 现有的泄漏检测方法概述
• 1.2.2 国内外泄漏检测的现状与发展趋势
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 基于容积补偿法的泄漏检测原理
• 2.1 气压式检漏原理
• 2.1.1 气压式检漏理论基础
• 2.1.2 直压法检漏原理
• 2.1.3 差压法检漏原理
• 2.2 容积补偿原理
• 2.3 温度对泄漏检测系统的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 泄漏检测系统的充放气过程仿真研究
• 3.1 泄漏检测系统热力学建模
• 3.1.1 热力学第一定律
• 3.1.2 质量流量
• 3.1.3 传热方程
• 3.1.4 建立数学模型
• 3.2 泄漏检测系统的热力学MATLAB/SIMULINK仿真
• 3.3 充气过程温度特性仿真研究
• 3.4 放气过程温度特性仿真研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 泄漏检测系统的研究与设计
• 4.1 泄漏检测系统的硬件设计
• 4.1.1 硬件整体结构
• 4.1.2 气路模块
• 4.1.3 数据采集与发送模块
• 4.1.4 元器件选型
• 4.2 泄漏检测系统的软件设计
• 4.2.1 软件总体设计
• 4.2.2 初始化模块
• 4.2.3 显示模块
• 4.2.4 数据采集与处理模块
• 4.2.5 数据分析模块
• 4.2.6 压力控制模块
• 4.2.7 容积补偿PID控制模块
• 4.3 本章小结
• 第5章 实验数据采集与分析
• 5.1 实验平台
• 5.2 泄漏检测系统自身检测
• 5.2.1 差压变送器的零值误差标定
• 5.2.2 位移传感器的零值误差标定
• 5.2.3 温度变送器标定
• 5.2.4 泄漏检测系统的自身气密性检测
• 5.3 充放气实验
• 5.3.1 充气实验
• 5.3.2 放气实验
• 5.4 泄漏检测实验
• 5.4.1 容积补偿泄漏检测
• 5.4.2 无容积补偿泄漏检测
• 5.4.3 两种泄漏检测实验结果对比分析
• 5.4.4 误差分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果