[發(fā)明專利]一種用于檢測(cè)渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)微小泄漏的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811531007.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109441823B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬其華;周琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): F04C28/28
• 分類號(hào): F04C28/28;F04C18/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 俞磊

1.一種用于檢測(cè)渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)微小泄漏的裝置，其特征在于，包括吸音箱(1)，所述吸音箱(1)的內(nèi)部設(shè)有用于放置待檢測(cè)的渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)的腔體、以及用于檢測(cè)由渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)發(fā)出的超聲波信號(hào)的若干超聲波接收器(3)，所述超聲波接收器(3)的輸出端與一數(shù)據(jù)采集卡(5)連接，數(shù)據(jù)采集卡(5)通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)(6)連接；

所述吸音箱(1)包括吸音箱體(10)、以及與其配合的吸音箱蓋(9)；

在所述吸音箱體(10)的底部固定設(shè)置有支撐架(12)，支撐架(12)用于放置渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)；在吸音箱體(10)的側(cè)壁上設(shè)有若干龍骨(11)和吸音棉(13)，在吸音箱體(10)內(nèi)還設(shè)有若干吸音板(7)和吸引毛氈(8)；

在檢測(cè)狀態(tài)下，若放置在支撐架(12)上的渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)存在細(xì)小縫隙，則內(nèi)外壓差使得泄漏的氣體產(chǎn)生超聲波，超聲波接收器(3)接受超聲波信號(hào)，傳輸給數(shù)據(jù)采集卡(5)處理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)(6)判斷存在泄漏；

微小泄漏的檢測(cè)方法如下：

1)將待檢測(cè)的渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)放置到預(yù)設(shè)在吸音箱(1)中心位置處的支撐架(12)上，然后將一個(gè)超聲波接收器(3)布置在吸音箱(1)底部的一個(gè)角落處，并以該超聲波接收器(3)的安裝處為原點(diǎn)，記為(x₁,y₁,z₁,t₁)，建立XYZ坐標(biāo)系；然后在XYZ坐標(biāo)系的X、Y和Z軸上分別設(shè)置一超聲波接收器(3)，分別記為(x₂,y₂,z₂,t₂)、(x₃,y₃,z₃,t₃)和(x₄,y₄,z₄,t₄)；

2)將上述四個(gè)超聲波接收器(3)的輸出端與數(shù)據(jù)線的一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端穿過(guò)開(kāi)設(shè)在吸音箱(1)的側(cè)壁上的通孔后與數(shù)據(jù)采集卡(5)連接，所述數(shù)據(jù)采集卡(5)通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)(6)連接；最后將充入氮?dú)獾臏u旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)放置于吸音箱體(10)內(nèi)的支撐架(12)上，并蓋上吸音箱蓋(9)；

3)由于渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)內(nèi)充滿氮?dú)?其內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)，若渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(2)有漏孔，氮?dú)鈺?huì)從漏孔沖出；當(dāng)漏孔尺寸較小且雷諾數(shù)較高時(shí)，沖出氣體就會(huì)形成湍流，湍流在漏孔附近會(huì)產(chǎn)生聲波,當(dāng)漏孔很小且聲波頻率大于20kHz時(shí),會(huì)產(chǎn)生空載超聲波；

4)空載超聲波被四個(gè)超聲波接收器(3)接收，并通過(guò)數(shù)據(jù)線發(fā)送給數(shù)據(jù)采集卡(5)和計(jì)算機(jī)(6)；

設(shè)漏孔的位置坐標(biāo)為(x,y,z,t)，布置在原點(diǎn)處的超聲波接收器(3)與漏孔的距離有兩種表達(dá)方式：S＝V_聲×(t₁-t)和令兩式相等，則有

(V_聲×(t₁-t))²＝(x₁-x)²+(y₁-y)²+(z₁-z)²；

同理可得另外三個(gè)超聲波接收器(3)與的漏孔的距離關(guān)系分別為：

(V_聲×(t₂-t))²＝(x₂-x)²+(y₂-y)²+(z₂-z)²；

(V_聲×(t₃-t))²＝(x₃-x)²+(y₃-y)²+(z₃-z)²；

(V_聲×(t₄-t))²＝(x₄-x)²+(y₄-y)²+(z₄-z)²；

由于四個(gè)超聲波傳感器(3)的坐標(biāo)參數(shù)已知，時(shí)間t由超聲波傳感器接收到超聲波信號(hào)而確定，根據(jù)上述公式計(jì)算機(jī)(6)將數(shù)據(jù)采集卡(5)中傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得出漏孔的位置；

設(shè)泄漏設(shè)定值為q_設(shè)，當(dāng)泄漏位置確定后，超聲波傳感器(3)與泄漏孔的距離隨即確定，測(cè)量距離用d(mm)表示，利用超聲波傳感器(3)可測(cè)得該位置處的泄漏超聲的聲壓級(jí)，用l(dB)表示；

根據(jù)流量和聲壓級(jí)值以及測(cè)量距離的關(guān)系擬合函數(shù)如下：

q_v＝a₀+a₁l¹+a₂l²+a₃d¹+a₄d²+a₅dl

在函數(shù)中，系數(shù)a₀＝66.341，a₁＝-1.1225×10^-2，a₂＝-6.451×10^-3，a₃＝2.366×10^-2，a₄＝-8.72×10^-3，a₅＝-6.12×10^-2；

經(jīng)計(jì)算機(jī)(6)處理后可獲得4組流量值，隨后取平均值q_v均再與泄漏設(shè)定值q_設(shè)比較，若大于泄漏設(shè)定值q_設(shè)，則計(jì)算機(jī)(6)輸出泄漏警告。