[發明專利]一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置和方法

在審

• 申請號: 202111481513.5
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114279648A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 何睿;侯亞杰;陳殿京;于紅輝;盧江波;張威;劉太雨;李曉峰;吳玉珍;王學彬
• 申請（專利權）人: 北京航天石化技術裝備工程有限公司
• 主分類號: G01M3/24
• 分類號: G01M3/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置，其特征在于：包括供氣裝置(0)、安全閥內漏樣機(5)、泄漏量檢測裝置(8)和聲發射監測系統(9)；供氣裝置(0)為安全閥內漏樣機(5)提供氣源；安全閥內漏樣機(5)能夠裝配不同損傷形式的閥瓣，通過更換閥瓣模擬不同的泄漏工況；泄漏量檢測裝置(8)為皂膜流量計，用于測量安全閥內漏樣機(5)的泄漏率；聲發射監測系統(9)采集、分析和處理安全閥內漏樣機(5)泄漏處的聲發射信號。

2.根據權利要求1所述的一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置，其特征在于：供氣裝置(0)包括儲氣罐(1)、控制閥(2)、壓力調節閥(3)壓力表(4)、放氣閥(6)和管路；儲氣罐(1)通過管路與安全閥內漏樣機(5)連接，在所述管路上，沿從儲氣罐(1)到安全閥內漏樣機(5)的方向依次安裝有控制閥(2)、壓力調節閥(3)、壓力表(4)和放氣閥(6)，控制閥(2)控制儲氣罐的通閉，壓力調節閥(3)控制管路介質壓力，壓力表(4)用于測量壓力調節閥(3)后的管路壓力，打開放氣閥(6)能夠放空管路中的介質壓力。

3.根據權利要求2所述的一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置，其特征在于：安全閥內漏樣機(4)包括閥座(10)、閥體(11)、閥瓣(12)、反沖盤(13)、導套(14)、墊片(15)、壓盤(16)；閥座(10)通過螺紋與閥體(11)相連，閥瓣(12)通過螺紋固定在反沖盤(13)上，導套(14)套在反沖盤(13)上，壓盤(16)壓在導套(14)頂部，使得導套(14)另一端端部緊緊壓住反沖盤，壓盤(16)和導套(14)間用墊片(15)進行密封；

閥座(10)內腔作為進氣口，閥體(11)一側開口，作為出氣口，出氣口處設置有法蘭。

4.根據權利要求3所述的一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置，其特征在于：所述閥瓣(12)能夠更換，閥瓣(12)通過在密封面上開不同尺寸的槽來模擬不同程度劃傷下的泄漏或通過不同粗糙度的打磨處理來模擬不同程度腐蝕下的泄漏。

5.根據權利要求3所述的一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置，其特征在于：聲發射監測系統(9)包括聲發射傳感器(17)、放大器(18)、采集卡(19)、上位機(20)；測試中聲發射傳感器(17)通過耦合劑粘貼至安全閥內漏樣機(4)的閥體外壁上，保證傳感器與安全閥內漏樣機(4)的貼合緊密牢靠；聲發射傳感器(17)采集的原始信號經過放大器(18)放大后傳輸至采集卡中；

采集卡(19)接收到參數設置指令后，設置采樣頻率；接收到開始采集指令后，以4G方式將處理后的信號發送至上位機(20)中，接收到停止采集指令后，停止向上位機(20)發送信號；

上位機(20)處理接收數據進而提取與內漏相關的聲發射信號特征參數，上位機(20)以4G方式向采集卡(19)發送開始采集、停止采集、參數設置指令。

6.根據權利要求5所述的一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置，其特征在于：泄漏量檢測裝置(8)通過法蘭工裝(7)安裝在閥體(11)出氣口處的法蘭上。

7.一種研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗方法，其特征在于包括如下步驟：

第一步、組裝好研究安全閥內漏引發聲發射信號的試驗裝置；

第二步、采集環境噪聲；

啟動系統，核查上位機的網絡連接狀態，網絡連接正常后開始測，過程如下：

首先關閉控制閥(2)，使安全閥內漏樣機(5)的入口壓力為0；控制上位機(20)向采集卡發送開始采集指令，采集1分鐘后，上位機(20)向采集卡發送停止采集指令，采集到的波形數據發送給上位機(20)，上位機(20)處理后得到與內漏聲發射信號相關的特征參數，所述特征參數包括峰值頻率、平均信號電平；

第三步、采集內漏工況下的聲發射信號；

打開控制閥(2),關閉放氣閥(6)，調節壓力調節閥(3)緩慢將壓力升至一系列預設壓力，在每個預設壓力下，待泄漏穩定時上位機(20)控制采集卡采集1分鐘數據；泄漏量檢測裝置(8)測量每個預設壓力下的泄漏率；

對每個預設壓力下采集到的波形數據進行處理，結合第一步得到每個預設壓力下當前內漏工況去除噪聲影響后的聲發射信號；

第四步、改變聲發射傳感器(17)位置，重復第二步-第三步，根據泄漏率和聲發射信號確定聲發射傳感器(17)安裝的最佳位置；

第五步、將聲發射傳感器(17)安裝在最佳位置，更換不同損傷形式的閥瓣，重復上述第二步-第三步，得到不同內漏工況每個預設壓力下去除噪聲影響后的聲發射信號以及不同內漏工況每個預設壓力下的泄漏率；

第六步、根據不同內漏工況每個預設壓力下去除噪聲影響后的聲發射信號以及不同內漏工況每個預設壓力下的泄漏率建立聲發射信號特征參數與泄漏率的函數關系，從而能夠根據聲發射信號確定泄漏率。