本發(fā)明涉及儀器檢測技術領域，特別涉及一種氣瓶日蒸發(fā)率測量儀的測試方法。

背景技術：

隨著國內低溫液體行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是液化天然氣(LNG)行業(yè)的發(fā)展，有力的推動了國內低焊接絕熱氣瓶快速的發(fā)展應用，在焊接絕熱氣瓶使用過程中需要進行定檢測儀快速檢測工作。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種焊接絕熱氣瓶日蒸發(fā)率測量儀的定壓測試、快速測試及常壓測試的測試方法。

本發(fā)明的技術方案是：一種焊接絕熱氣瓶日蒸發(fā)率測量儀的測試方法，它包括：

A.定壓測試方法：即在壓力一定的條件下測試氣瓶蒸發(fā)量，并計算日蒸發(fā)率值；

A1：將被測焊接絕熱氣瓶靜置設定時間；

A2：將被測焊接絕熱氣瓶連接于日蒸發(fā)率定壓測量儀的IN接口處，確保密封；

A3：打開日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門，關閉第二閥門，調節(jié)氣體質量流量計中的內部閥門，使得被測焊接絕熱氣瓶中的氣體從IN接口流入管路并從第一OUT管路中流出；觀察壓力傳感器的壓力的變化，當壓力上升時，增大氣體質量流量計中內部閥門的開度，當壓力下降時，減小氣體質量流量計中內部閥門的開度；

A4：待壓力保持穩(wěn)定時，利用氣體質量流量計采集的流量數據、控制器采集到的壓力傳感器的數據、溫度傳感器的數據、以及被測焊接絕熱氣瓶內的氣體種類，計算被測焊接絕熱氣瓶的日蒸發(fā)率值；具體計算方法如下：

第一步：計算平均日蒸發(fā)量

$q_m=24\×60\frac{{\mathrm{\ρ}}_g{V}_c}{t}---\left(1\right)$

其中：t為壓力保持穩(wěn)定后的測試時長，單位為min；ρ_g為標準狀態(tài)下被測焊接絕熱氣瓶內蒸發(fā)氣體密度，單位kg/m³；V_c為壓力穩(wěn)定后氣體質量流量計的累計流量，單位為m³；

第二步：計算測量日蒸發(fā)率

${\mathrm{\α}}_0=\frac{q_m\mathrm{\ψ}}{{\mathrm{\ρ}}_{1}V}\×100\%---\left(2\right)$

其中：ψ為氣體質量流量計校準系數，標定時給定值；ρ₁為標準大氣壓下被測焊接絕熱氣瓶內飽和液體的密度，單位kg/m³；V被測焊接絕熱氣瓶有效容積，單位m³；

第三步：計算日蒸發(fā)率值

${\mathrm{\α}}_{20}={\mathrm{\α}}_0\frac{h_{VAP}}{h_N}(0.7\×\frac{293.15-T_s}{T_1-T_2}+0.3\×\frac{{293.15}^4-T_s^4}{T_1^4-T_2^4})---\left(3\right)$

其中：T_s為標準大氣壓下飽和液體溫度，單位K；T₁為試驗時平均環(huán)境溫度，單位K；為測試環(huán)境溫度平均值；T₂為試驗壓力下飽和溫度；h_VAP為標準大氣壓下被測氣體汽化潛熱，單位kJ/kg；h_N＝199.176為標準大氣壓下氮氣的汽化潛熱，單位kJ/kg。

B.常壓測試方法：即在壓力位標準大氣壓或當地大氣壓的條件下測試氣瓶的蒸發(fā)量，并計算日蒸發(fā)率值；

常壓測試方法與所述定壓測試方法基本相同，區(qū)別在于，在步驟A2、A3之間增加中間步驟：

中間步驟為：關閉日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門，打開第二閥門進行放氣，使得被測焊接絕熱氣瓶內的壓力降至與當地大氣壓接近；然后關閉第二閥門。

C.快速測試方法：即在給定流量的條件下，計算日蒸發(fā)率值；

C1：將被測焊接絕熱氣瓶靜置設定時間；

C2：將被測焊接絕熱氣瓶連接于日蒸發(fā)率定壓測量儀的IN接口處，確保密封；

C3：根據國標獲取被測焊接絕熱氣瓶在真空絕熱性能合格情況下，即臨界條件下對應的最大日蒸發(fā)率值；并通過所述公式(3)、公式(2)、公式(1)反推得到被測焊接絕熱氣瓶的臨界瞬時流量；

C4：打開日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門，關閉第二閥門；開始計時，并通過記錄壓力傳感器獲取初始壓力值，調節(jié)氣體質量流量計中內部閥門的開度，使得流過氣體質量流量計的氣體流量與臨界瞬時流量一致，并觀察壓力傳感器壓力數值變化；

C5：關閉第一閥門及氣體質量流量計，使得被測焊接絕熱氣瓶內的氣體不在向外流動，由于環(huán)境溫度高，氣瓶內液體溫度低，被測焊接絕熱氣瓶內的壓力會持續(xù)增加，當壓力傳感器壓力數值變化增加至初始壓力值時，停止計時；通過此刻記錄的時間與C4記錄的時間差值記為測試總時間△t；在測試時間內，從被測焊接絕熱氣瓶內流出的氣體體積為V’；計算出該段時間內的流量Vp＝V’/△t；然后根據所述公式(1)、所述(2)及所述(3)計算得到日蒸發(fā)率值。

D：判斷氣瓶蒸發(fā)率是否滿足給定要求的測試方法：

D1：將被測焊接絕熱氣瓶靜置設定時間；

D2：將被測焊接絕熱氣瓶連接于日蒸發(fā)率定壓測量儀的IN接口處，確保密封；

D3：根據國標獲取被測焊接絕熱氣瓶在真空絕熱性能合格情況下，即臨界條件下對應的最大日蒸發(fā)率值；并通過所述公式(3)、公式(2)、公式(1)反推得到被測焊接絕熱氣瓶的臨界瞬時流量；

D4：打開日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門，關閉第二閥門；開始計時，并通過記錄壓力傳感器獲取初始壓力值，調節(jié)氣體質量流量計中內部閥門的開度，使得流過氣體質量流量計的氣體流量與臨界瞬時流量一致，并觀察壓力傳感器壓力變化趨勢；若壓力傳感器測得壓力持續(xù)下降，則其判斷為日蒸發(fā)率值小于臨界值，被測焊接絕熱氣瓶合格；若壓力傳感器測得壓力持續(xù)上升，被測焊接絕熱氣瓶不合格。

有益效果：本發(fā)明中提供的定壓測試、快速測試及常壓測試可以完成各類焊接絕熱氣

瓶日蒸發(fā)率的測試，確保此類產品的使用安全和人身安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中所使用的焊接絕熱氣瓶日蒸發(fā)率測量儀的結構原理圖。

具體實施方式

參見附圖，一種焊接絕熱氣瓶日蒸發(fā)率測量儀，它包括：安裝有顯示器6的殼體1，以及安裝在殼體1內部的氣體質量流量計2、控制器8、電源13；

殼體1為封閉結構，其具有IN、第一OUT、第二OUT三個接口；在IN接口、第一OUT接口之間的管路上設置有第一閥門11以及氣體質量流量計2；在IN接口、第二OUT接口之間的管路上設置有第二閥門3；在第一閥門11、IN接口之間的管路上設有第一溫度傳感器7、壓力傳感器9；

電源13為壓力傳感器9、氣體質量流量計2、顯示器6、控制器8提供電力；

控制器8一方面控制第一閥門11、第二閥門3的開度，一方面采集第一溫度傳感器7、壓力傳感器9的測量數值，另一方面對氣體質量流量計2的參數進行采值，并將采集到的數值輸送至顯示器6進行顯示。

進一步的，為方便調試，氣體質量流量計2還設有調試用數據線12，調試用數據線12從殼體1引出。

進一步的，為保證測試環(huán)境的安全性，殼體1內還設有用于檢測是否有可燃氣體泄露的氣體探測器10以及檢測殼體1內溫度變化的第二溫度傳感器4，氣體探測器10、第二溫度傳感器4與控制器8連接，當出現異常情況，控制器8通過顯示器6進行報警顯示。

進一步的，可在殼體1上設有USB接口，USB接口與顯示器6通過電纜5連接，這樣可通過USB接口連接鼠標和鍵盤對顯示器6進行操作。

本測量儀的工作原理為：測試前，將焊接絕熱氣瓶放氣口與IN接口與連接在一起，打開第二閥門3，關閉第一閥門11，令焊接絕熱氣瓶內的氣體從第二OUT接口排出，直至壓力傳感器9顯示管路內的氣體為常壓；關閉第二閥門3，打開第一閥門11，令焊接絕熱氣瓶內的氣體從第一OUT接口排出，此過程中利用控制器8調節(jié)第一閥門11的開度以及氣體質量流量計2內部的閥門開度，當壓力傳感器9采集的壓力基本穩(wěn)定，且焊接絕熱氣瓶流量數值穩(wěn)定時，開始讀取氣體質量流量計2的讀數獲得焊接絕熱氣瓶的日蒸發(fā)率值。

具體的測量方法分為以下四種：

1.一種焊接絕熱氣瓶日蒸發(fā)率測量儀的測試方法，

A.定壓測試方法：即在壓力一定的條件下測試氣瓶蒸發(fā)量，并計算日蒸發(fā)率值；

A1：將被測焊接絕熱氣瓶靜置設定時間，通常為1-3個小時；

A2：將被測焊接絕熱氣瓶連接于日蒸發(fā)率定壓測量儀的IN接口處，確保密封；

A3：打開日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門11，關閉第二閥門3，調節(jié)氣體質量流量計2中的內部閥門，使得被測焊接絕熱氣瓶中的氣體從IN接口流入管路并從第一OUT管路中流出；觀察壓力傳感器9的壓力的變化，當壓力上升時，增大氣體質量流量計2中內部閥門的開度，當壓力下降時，減小氣體質量流量計2中內部閥門的開度；

A4：待壓力保持穩(wěn)定時，即壓力上下偏差約為200-800Pa，利用質量流量計控制器2采集的流量數據、控制器8采集到的壓力傳感器9的數據、溫度傳感器4的數據、以及被測焊接絕熱氣瓶內的氣體種類，計算被測焊接絕熱氣瓶的日蒸發(fā)率值；具體計算方法如下：

第一步：計算平均日蒸發(fā)量

$q_m=24\×60\frac{{\mathrm{\ρ}}_g{V}_c}{t}---\left(1\right)$

其中：t為壓力保持穩(wěn)定后的測試時長，單位為min；ρ_g為標準狀態(tài)下被測焊接絕熱氣瓶內蒸發(fā)氣體密度，單位kg/m³；V_c為壓力穩(wěn)定后氣體質量流量計2的累計流量，單位為m³；

此處需要注意的是：

氣體質量流量計2累計值單位為升(SL)，因此需要轉化為方(m³)；

氣體質量流量計2累計值不清零，因此計算時需要用t1時刻的累計流量減去t2時刻的累計流量，即

第二步：計算測量日蒸發(fā)率

${\mathrm{\α}}_0=\frac{q_m\mathrm{\ψ}}{{\mathrm{\ρ}}_{1}r}\×100\%---\left(2\right)$

其中：ψ為氣體質量流量計2校準系數，標定時給定值；ρ₁為標準大氣壓下飽和液體的密度，單位kg/m³；V被測焊接絕熱氣瓶有效容容積，單位m³；

第三步：計算日蒸發(fā)率值

${\mathrm{\α}}_{20}={\mathrm{\α}}_0\frac{h_{VAP}}{h_N}(0.7\×\frac{293.15-T_s}{T_1-T_2}+0.3\×\frac{{293.15}^4-T_s^4}{T_1^4-T_2^4})---\left(3\right)$

其中：T_s為標準大氣壓下飽和液體溫度，單位K；T₁為試驗時平均環(huán)境溫度，單位K；為測試環(huán)境溫度平均值；T₂為試驗壓力下飽和溫度；h_VAP為標準大氣壓下被測氣體汽化潛熱，單位kJ/kg；h_N＝199.176為標準大氣壓下氮氣的汽化潛熱，單位kJ/kg；

B.常壓測試方法：即在壓力位標準大氣壓或當地大氣壓的條件下測試氣瓶的蒸發(fā)量，并計算日蒸發(fā)率值；

常壓測試方法與所述定壓測試方法基本相同，區(qū)別在于，在步驟A2、A3之間增加中間步驟：

中間步驟為：關閉日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門11，打開第二閥門3進行放氣，使得被測焊接絕熱氣瓶內的壓力降至與當地大氣壓接近，一般需要1小時；然后關閉第二閥門3；

C.快速測試方法：即在給定流量的條件下，計算日蒸發(fā)率值；

C1：將被測焊接絕熱氣瓶靜置設定時間；

C2：將被測焊接絕熱氣瓶連接于日蒸發(fā)率定壓測量儀的IN接口處，確保密封；

C3：根據國標獲取被測焊接絕熱氣瓶在真空絕熱性能合格情況下，即臨界條件下對應的最大日蒸發(fā)率值；并通過所述公式3、公式2、公式1反推得到被測焊接絕熱氣瓶的臨界瞬時流量；

C4：打開日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門11，關閉第二閥門3；開始計時，并通過記錄壓力傳感器9獲取初始壓力值，調節(jié)氣體質量流量計2中內部閥門的開度，使得流過氣體質量流量計2的氣體流量與臨界瞬時流量一致，并觀察壓力傳感器9壓力變化趨勢；測試時間不小于2小時；

C5：關閉第一閥門11及氣體質量流量計2，使得被測焊接絕熱氣瓶內的氣體不在向外流動，由于環(huán)境溫度高，氣瓶內液體溫度低，被測焊接絕熱氣瓶內的壓力會持續(xù)增加，當壓力傳感器9壓力增加至初始壓力值時，停止計時；通過此刻記錄的時間與C4記錄的時間差值記為測試總時間△t；在測試時間內，從被測焊接絕熱氣瓶內流出的氣體體積為V’；計算出該段時間內的流量Vp＝V’/△t；然后根據所述公式(1)、所述(2)及所述(3)計算得到日蒸發(fā)率值；

D：判斷氣瓶蒸發(fā)率是否滿足給定要求的測試方法：

D1：將被測焊接絕熱氣瓶靜置設定時間；

D2：將被測焊接絕熱氣瓶連接于日蒸發(fā)率定壓測量儀的IN接口處，確保密封；

D3：根據國標獲取被測焊接絕熱氣瓶在真空絕熱性能合格情況下，即臨界條件下對應的最大日蒸發(fā)率值；并通過所述公式(3)、公式(2)、公式(1)反推得到被測焊接絕熱氣瓶的臨界瞬時流量；

D4：打開日蒸發(fā)率定壓測量儀的第一閥門11，關閉第二閥門3；開始計時，并通過記錄壓力傳感器9獲取初始壓力值，調節(jié)氣體質量流量計2中內部閥門的開度，使得流過氣體質量流量計2的氣體流量與臨界瞬時流量一致，并觀察壓力傳感器9壓力變化趨勢；若壓力傳感器9測得壓力持續(xù)下降，則其判斷為日蒸發(fā)率值小于臨界值，被測焊接絕熱氣瓶合格；若壓力傳感器9測得壓力持續(xù)上升，被測焊接絕熱氣瓶不合格。