气体泄漏量超声检测理论及检测系统的研究

摘要

本论文是对日本SMC株式会社资助的国际合作项目“气体泄漏检测仪”的研究总结，该项目属国际合作项目，重点研究如何利用泄漏气体的超声特性研制便携式气体泄漏定量检测系统。 在工程实际和现实生活中，不可避免的会遇到气体泄漏问题。大流量的气体泄漏可以通过人的感觉器官感知，但是在很多情况下气体管道都存在各种各样的微泄漏情况，光靠人的感觉器官是不行的，要借助科学分析仪器进行分析，进而得到最后结果。气体微泄漏检测是泄漏诊断技术的一个重要分支，利用信号处理技术准确地判断和定位泄漏位置是目前泄漏诊断领域重点研究内容之一。但目前已有的绝大数泄漏检测仪只能定性地判断是否有泄漏，还不能给出一个较为精确的泄漏量测量值。本文就是针对上述问题和不足，在制作气体泄漏定量检测仪的过程中完成的，论文主要内容如下： 1. 首先介绍了气体泄漏检测领域的国内外研究现状，项目来源和工程背景，并介绍了论文的主要研究任务和内容。 2. 阐述了论文的理论基础，以及研究工作所需的基本理论和公式。 3. 在上述理论分析的基础上，对不同形状、不同孔径的小孔进行了大量的气体泄漏实验，得到了大量的实验数据，进一步在对实验数据进行深入分析的基础上，推导了泄漏气体的声压、雷诺数、泄漏量等参数之间的函数关系，得出了可以通过测量泄露气体频谱的某一段声压级来获取气体泄漏量的重要结论，并给出了实用性经验公式。实验表明，此公式可以适用于气体的微泄漏检测。 4. 在上述经验公式的基础上，设计、制作并调试成功了基于DSP的高频数据采集电路，利用此电路取得了大量实验数据，充分证明该电路已经达到了初步的实用化程度。结合硬件电路，开发完成了从数据采样到结果显示的全套控制软件。上述研究成果经SMC株式会社验收，得到了日方的积极评价。 最后对论文工作和研究成果进行了总结，指出了论文中存在的一些问题和不足，并就如何进一步对论文工作进行改进提出了展望。