高压易燃易爆气体泄漏快速检测技术的研究

论文摘要

高压易燃易爆气体,是以燃烧、爆炸为主要特性的压缩气体,已广泛应用于化工、化学制药、选矿、轻工、食品、造纸、自来水处理等多个行业和领域。为了保证高压易燃易爆气体在储存与运输中的安全性,对储存气体的泄漏检测越来越重要。为了避免储存这些气体的容器由于密封性造成不必要的生命及财产安全的损失,要求对储存易燃易爆气体的产品必须进行100%的泄漏检测。对高压易燃易爆气体泄漏的快速检测方法进行研究,实现在工业生产线上的全自动的快速、准确的气体泄漏检测具有重大的现实意义和应用价值。本文首先分析了导致气体泄漏的各个因素及了影响泄漏检测时间和检测精度的主要原因；然后分析、对比了气泡检测法、直压式气体泄漏检测法、差压式气体泄漏检测法和质谱仪气体泄漏检测法等传统气体密封性检测方法的优缺点；最后,根据分析对比的结果,提出一种以气体传感器检测气体泄漏的检测方法,开发了检测高压易燃易爆气体泄漏的检测平台。检测平台采用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller, PLC）控制电磁阀实现对气缸的操作,机械动作实现自动化。气体传感器检测到的气体泄漏数据通过研华PCI-1716板卡采集后传送到上位PC机中,并采用虚拟仪器（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, LabVIEW）对这些数据进行滤波计算与分析,得到检测件的实际泄漏量。试验结果表明,相比传统气体泄漏检测法,本检测方法消除了温度变化和测试管路变化带来的干扰,测试精度提高了3个数量级,检测时间由原来的1min/件降低到了20s/件,生产效率提高了近3倍,解决了快速、准确检测高压易燃易爆气体泄漏的技术难题。本检测平台结构简单、成本低、控制方便灵活、可实现工业自动化生产的100%检测的要求。为国内阀门检测标准增补自动检测部分提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 主要研究内容及结构思路
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 论文结构
• 第二章 气体泄漏检测技术分析
• 2.1 气体泄漏检测的基本概念
• 2.2 影响气体泄漏量大小的因素
• 2.3 气体泄漏检测技术分析
• 2.3.1 气泡检测法
• 2.3.2 直压式气体泄漏检测法
• 2.3.3 差压式气体泄漏检测法
• 2.3.4 质谱仪气体泄漏检测法
• 2.4 传统气体泄漏检测方法的比较
• 2.5 基于气体传感器的气体泄漏检测法
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于气体传感器的气体泄漏检测方法研究
• 3.1 基于气体传感器的气体泄漏检测原理
• 3.2 基于气体传感器的气体泄漏检测法与差压式气体检测法的比较
• 3.3 气体传感器的选取与性能分析
• 3.3.1 气体传感器类型选取
• 2气体传感器）'>3.3.2 氢敏传感器（ME4-H₂气体传感器）
• 3.4 气体泄漏量数据采集与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 气体泄漏快速检测平台设计
• 4.1 气体泄漏快速检测平台机械结构设计
• 4.1.1 检测平台机架结构设计
• 4.1.2 检测平台举升装置设计
• 4.1.3 托盘及仿形腔模具设计
• 4.1.4 检测平台背力夹紧装置设计
• 4.1.5 检测平台侧封充气装置及检测单元设计
• 4.2 气体泄漏快速检测平台控制系统硬件设计
• 4.2.1 接近开关的特性及作用
• 4.2.2 电磁阀的原理及作用
• 4.2.3 气体泄漏快速检测平台电气检测系统硬件设计
• 4.2.4 气体泄漏快速检测平台数据采集与处理的电路设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 气体泄漏快速检测平台软件系统设计与实验验证
• 5.1 LabVIEW简介
• 5.2 检测平台自动化控制程序设计
• 5.2.1 检测平台系统初始化程序设计
• 5.2.2 检测平台自动化运行程序设计
• 5.3 实验验证
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果