多孔泡沫金属填充的通道型正压标准漏孔漏率的数值模拟北大核心CSCD

针对同类通道型正压标准漏孔在不同工况下漏率的机理问题,将多孔泡沫金属填充于通道型正压标准漏孔中并建立数学模型。采用数值模拟的方法分别分析了不同工况条件下对通道型正压标准漏孔漏率的影响,同时给出泡沫金属内部速度场分布。结果表明,在恒定的气源压力下,与Air、He以及D2相比,H2获得的漏率最大;漏孔的漏率随气源压力的增大而增大;对于恒定的孔径或孔隙率条件下,通道型正压标准漏孔的漏率随着孔径或孔隙率的增大而增大,随通道型正压标准漏孔长度的增加而降低;非线性变化孔隙率能够有效改善并控制漏率的大小。该项研究对正压标准漏孔的生产和发展、计量方面的检漏工作,以及控制漏率来优化和设计密封系统性能方面提供了有价值的参考意义。     

基于不同气体和压力下通道型正压标准漏孔漏率的分析

依据JJF 1627-2017《皂膜流量计标准漏孔校准规范》以及正压标准漏孔校准装置,分别分析了在高纯空气、高纯氮气、高纯氦气和不同压力条件下对漏孔漏率的影响.研究结果表明,同种气体在较小的压力下,漏孔中的漏率与压力成比例关系.此外,同种气体通过漏孔的漏率会随进口压力的增大而增大,在进口端压力相同且压力较大的条件下,高...     

温度对正压漏孔校准装置本底漏率影响的研究

在实验室条件下,由于温度变化引起正压漏孔校准装置本底漏率变化是影响正压漏孔校准下限的主要因素,因此正压漏孔校准装置采用水浴恒温技术,采取主动恒温与被动恒温相结合的方式进行恒温,以减小因温度变化对本底漏率的影响。通过实验研究,采取恒温措施后,本底漏率降低到1.36×10-9Pa×m3/s,正压漏孔的测量下限可以扩展到2.667×10-8Pa×m3/s,延伸了正压漏孔标准的下限。     

气体介质、压强及校准方法对真空漏孔漏率的影响

真空标准漏孔作为标定检漏仪或被测量漏率的参考标准,在核工业、航天航空等领域得到了广泛应用。本文利用氦质谱检漏仪和定容法对标准漏孔(铭牌漏率:2.3×10-6Pa·m3/s,He,23℃)进行校准,以为快速地定量研究聚变材料中氘(D2)或氦(He)行为提供有用的参考。研究结果表明,漏孔漏率随入口端气体压强的增大而增大,并与漏孔两端气体介质压强的平方差呈线性递增关系。同一入口压强下,D2的漏率高于He,且漏率之间的差异随压强增加而变大。同一条件下,定容法和氦质谱检漏仪测得漏孔中示漏气体He的漏率值基本相等,但示漏气体为D2时,氦质谱检漏仪测得的漏率值高于定容法。研究还给出了氦质谱检漏仪测量示漏气体D2时漏孔漏率的修正关系式。     

正压标准漏孔校准装置

为校准适用于气密检漏仪及流量控制仪表的正压标准漏孔,研制正压标准漏孔校准装置。校准装置由气源压力自动控制部分、被测标准漏孔、皂膜流量计标准组3部分组成。气源压力自动控制部分采用PLC实现整个系统的自动控制,根据标准漏孔的气源压力自动提供压力波动不超过±1%气源。校准装置可以对气源压力在1~1600kPa,漏率在0.001~20L/min范围内正压标准漏孔进行校准,相对扩展不确定度为1.7%~2.0%(k=2)。研究气源压力波动对标准漏孔漏率的影响,气源压力在±1%,±5%波动时,标准漏孔漏率波动与气源压力波动基本一致。     

模拟刚性正压漏孔的泄漏率与压力关系研究

为满足大型氦气工程试验回路(Helium Test Loop,HTL)工作状态下泄漏率的精确定量要求,进行了模拟刚性高压标准漏孔的研制工作。采用石英玻璃钻孔法制作得到正压漏孔2支,测定了漏孔在入口压力为0.7~7.0 MPa(表压),出口为大气压(绝对压力100 k Pa)和真空(绝对压力10 Pa)两种情况下的泄漏率,并且采用圆导管模型模拟了2支漏孔在不同压力范围下泄漏率与压力之间的关系,发现He气通过两支漏孔的泄漏为粘滞-分子流状态,漏率与压差之间的关系可以采用二次多项式进行拟合,拟合相关性系数良好。研究结论很好的揭示了刚性漏孔在较高压力下的泄漏状态,并且为正压检漏在相对较高压力范围内(0~7 MPa)的应用提供了良好的校准工具。     

不同压力下正压漏孔漏率研究

在不同出口和入口压力下校准了1只正压漏孔,给出了校准结果并进行了讨论,按照黏滞流-分子流理论拟合校准曲线,给出了不同压力下计算漏率的公式。     

用U形毛细管对正压漏孔校准的实验分析

为了寻找一种简易的正压漏孔校准手段,试制了一个充液式U形毛细管漏孔校准装置,并对不同漏率的正压漏孔进行了大量的实验。通过对实验数据进行分析,对校准过程中产生的测量不确定度进行了分析和评定,得到了一种简易可行的校准正压漏孔的方法。     

渗氦型真空漏孔漏率的温度修正

由于石英材料的渗透系数与温度成指数函数关系,因此渗氦型真空漏孔对温度非常敏感,在使用时需要对漏孔校准值进行温度修正。通过对一支渗氦型真空漏孔在16～40℃温度范围内的漏率校准,给出了漏率随温度变化的2种修正方法——指数修正法和线性修正法,以及2种方法的修正结果。     

一种下限为10~(-10)Pa·m~3/s的正压漏孔校准装置

为了解决漏率小于10~(-8)Pa·m~3/s正压漏孔(示漏气体为He气)的校准问题,研制出下限可达10~(-10)Pa·m~3/s的校准装置。提出基于累积比较的正压漏孔校准方法,通过向漏孔入口充入100 kPa高纯度N_2气模拟大气压环境,将漏孔泄漏后的示漏气体引入累积室经过一段时间的累积来提高浓度,采用膨胀衰减压力和分子流进样将混合气体引入质谱分析室,提出对质谱分析室中示漏气体进行累积模式的测量方法,通过四极质谱计作为比较器分别测量漏孔泄漏形成的混合气及配置的标准混合气体在累积模式下离子流的变化率得到漏孔漏率,解决了无法测量微小示漏气体离子流信号的技术瓶颈;采用全金属密封结构和特殊的工艺处理解决了累积室中延伸下限由于本底示漏气体的影响因素,采用体积小于1 mL的取样室通过直接取样和膨胀衰减压力取样获得与漏孔累积后形成同等数量的标准混合气体,解决了微小漏率正压漏孔校准所用标准混合气体获得。为此基于累积比较法的正压漏孔校准方法实现了10~(-8)～10~(-10)Pa·m~3/s的校准范围,合成标准不确定度不超过7. 5%。     

Prüflecks für Schnüffel‐Lecksucher

In the testing of leak tightness and in the localisation of leaks by means of a test gas, proper operation and sensitivity of the employed instrument must be checked by a certified reference leak. In the so‐called sniffer mode of operation, the component under test is filled to overpressure with the test gas, so that in case of a leak there is a gas flow from the component to atmosphere. The atmospheric gas is sucked by the instrument and probed for its test gas content. For checking the instruments performance, commercial test leaks are available for various gas species, which deliver a well‐defined leakage. Construction and properties of such a test leak are described. The leak has an internal gas reservoir and a capillary as leak element. Because the inlet pressure at the capillary is kept constant by a pressure controller, the leakage remains constant over several years despite the gradual pressure decrease in the gas reservoir. The calibration of the leakage via the volume flow rate is described in detail. The volume flow rate can be measured by a liquid drop in a measuring capillary as well as a displacement piston in a dosing syringe.     

A probabilistic simulation of fluid leakage in multiple cracks situation

ABSTRACT In pressure vessels and piping the leak‐before‐break (LBB) assessment method is employed to avoid any catastrophic failure prior to a detectable leakage. One of the most important parameter, the leak rate, is investigated in the present paper by means of the Monte Carlo method. A brief review is carried out with emphasis on aspects such as crack growth, crack size with detectable leakage, crack opening area and leak rate. Issues concerning the property and behaviour of multiple cracks are also covered along with a review of the characteristics of leak rate through distributed multiple cracks using a statistical simulation method. The simulation results show that the effect of multiple cracks is quite significant to the LBB concept. Both the relationship between leak rate and crack length (or time) and the statistical characteristics of the leak rate are considerably different for different initial crack conditions.     

冷媒气体泄漏率的定量分析

工业上一般使用标准漏孔对冷媒检漏仪进行定性检测,由于它的便捷性而得到广泛使用。近年来,对标准漏孔的溯源方式和校准方法进行探索逐渐进入人们的视野,冷媒气体泄漏率的定量分析和测量过程的不确定度评估定量分析就显得尤为重要。通过建立数学模型,对标准漏孔在测量过程中影响测量不确定度的因素进行分析和量化。最后通过实验验证,测量结果的相对扩展不确定度约为4%,可以满足了泄漏率量值传递过程中10%的要求。     

定容压差式泄漏检测机的使用和校准

采用已校准的标准漏孔调校泄漏检测机时，由于所在地区处于不同的海拔高度造成在不同大气压的情况下使用，使不同地区的检测结果有较大的差异，给检测结果合格与否的判定带来一定困难。本文通过分析提出了一种补偿计算方法，可使泄漏检测机作为检定装置使用时的状态与被校准时所处的状态达到统一，有效提高了检测的准确率。     

Helium‐Testlecks zur Kalibrierung von Lecksuchern

In order to perform reliable quantitative measurements of leak rates, the used leak detection equipment is calibrated by injection of a known leakage flow delivered by a test leak. Well‐proven are Helium test leaks of the diffusion type with internal gas reservoir. The present paper deals with the construction of such leaks, the temperature dependence and response time of the leak rate, and their calibration. In case of careful handling, the relative uncertainty of the delivered leakage flow can amount to only 3 % (2σ).     

比较法真空标准漏孔校准方法研究

比较法校准真空标准漏孔是通过四极质谱计比较气体流量计提供的标准气体流量与被校真空标准漏孔产生的离子流获得校准值。主要介绍了比较法真空标准漏孔的校准方法、装置原理、校准过程及校准结果的处理等,并提出了减小测量不确定度的影响因素。     

采用静态膨胀法校准标准漏孔极小漏率的不确定度评定

采用静态膨胀法校准10^-10Pa·m^3／s量级的真空标准漏孔,通过对校准结果的不确定度评定,发现被校漏率产生的离子流上升率是不确定度的主要来源。与高纯气体三级膨胀的测量不确定度分量相比较,采用混合气体二级膨胀的校准方式,能够减小膨胀过程对校准结果的影响,在简化了校准过程的同时,也提高了校准效率。     

A New Calibration Apparatus of Port Quick Leak Detector for Spacecraft

The leak rate of spacecraft port must meet certain standards during the opening and closing processes. The port quick leak detector can be used to on-line measure leak rates of spacecraft port. In this work, a new calibration apparatus is designed and investigated. It can work at different temperatures with different gases in a wide leak rate range. This apparatus consists of the standard leak rate system, calibration system, temperature control system, gas supply and pumping system, which is designed on the basis of direct comparison calibration method and pressure-rising method with a constant volume, and the leak rates are provided by the standard leak rate system. The calibration range of the calibration apparatus is from 2 × 10 ^–6 to 2 × 10 ^–2 Pa m³/s. Its combined standard uncertainty is about 4.7%, and its calibration temperature is from ? 50 to 20 °C. Within the above leak rate and temperature ranges, the correction factor of the port quick leak detector is about 0.88–1.09.     

氦质谱检漏仪现场校准方法研究

目前,用户采用单只标准漏孔对氦质谱检漏仪进行校准,由于受检漏仪线性范围的影响限制,不能对其全量程范围进行校准。为了满足对氦质谱检漏仪全量程范围内的现场校准,将一系列不同量级漏率的薄膜渗氦型标准漏孔分别接入氦质谱检漏仪,得到一组标准漏孔检漏仪示值,通过对标准漏孔漏率值与检漏仪示值的关系曲线进行数学拟合,得到氦质谱检漏仪全量程测量范围示值与漏率值之间的拟合公式。其校准过程简单,能够提高氦质谱检漏质量。