智能气体泄漏超声检测方法研究_韩慧伶

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1、第33卷第4期长春理工大学学报（自然科学版）Vol.33No.42010年12月JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology（NaturalScienceEdition）Dec.2010智能气体泄漏超声检测方法研究1，212韩慧伶，王彤宇，李俊杰（1.长春理工大学机电工程学院，长春130022；2.空军航空大学航空机械工程系，长春130022）摘要：利用超声换能器阵列采集泄漏超声信号，采用C8051F120芯片作为检测设备的控制核心，开发了基于Lab-VIEW的泄漏信号分析软件。检测设

2、备采用手持式设计，可以实现气体泄漏的巡检，并具有对泄漏信号进行后期软件处理的能力，能够对泄漏故障进行分析。关键词：气密性检测；虚拟仪器；单片机中图分类号：V233.3V245.3文献标识码：A文章编号：1672-9870（2010）04-0114-04TheDesignofIntelligentUltrasonicGasLeakDetectionandAnalysisSystem1，212HANHuiling，WANGTongyu，LIJunjie（1.InstituteofMechanicalandElectricalEngineerin

3、g，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022；2.DepartmentofAeronauticalandMechanicalEngineering，AirForceAviationUniversity，Changchun130022）Abstract：Ultrasonictransducerarraywereusedforcolletingleakageultrasoundsignal.WithC8051F120chipassignalpro-cessingchipa

4、ndvirtualinstrumenttechnology，weinventedthesignalanalysissoftwareaboutLabVIEWtheleakayeLab-VIEW.Testingequipmentusinghandhelddesigncanrealizecheckingofthedischesinggas，ithastheabilityofsoftware'spost-processingtoleakagesignals，andanalysisingtheleakfault.Keywords：leakdetect

5、ion；virtualinstrument；microprocessor由于气体泄漏在压力容器、航空航天、煤气、部压强时，由于内外压差较大，一旦管路有漏孔，天然气等众多领域中产生的故障，所引起的损失非气体就会从漏孔冲出。当漏孔尺寸较小且雷诺数较常重大。所以针对气体泄漏的检测方法成为国内外高时，冲出气体就会形成湍流，湍流在漏孔附近会研究的热点问题。目前国内外研究机构重点关注采产生一定频率的声波，声波振动的频率与漏孔尺寸用超声和红外热成像的气密性监测方法，超声具有有关，漏孔较大时人耳可听到漏气声，漏孔很小且较好的定向传播能力，但由于气体泄漏产生

6、的超声声波频率大于20kHz人耳就听不到了，但它们能在信号微弱，背景噪声强等原因，限制了该方法的发空气中传播，被称作空载超声波。超声波是高频短展。本文提出一种将超声信号转换为可听音和虚拟波信号，其强度随着离开声源（漏孔）距离的增加仪器频谱分析的方法，采用超声传感器阵列接受泄而迅速衰减。用此信号判断泄漏位置相当简单。漏的超声信号，采用C8051F120单片机及虚拟仪器泄漏超声本质上是湍流和冲击噪声。通过采集技术进行系统设计。该检测系统可以应用于航空航某型飞机冷气系统泄漏信号得知，泄漏产生的超声天及天然气等多种气体泄漏检测中。波频带比较宽，一般

7、在20kHz到100kHz之间。在不同的频率点，超声波的能量是不同的。实际上，1气体泄漏产生超声波机理它的频谱峰值随泄漏孔的尺寸和压力的变化而变化当被检测容器内充满气体，其内部压强大于外的.如在一定的泄漏孔径和压力下，泄漏超声波的收稿日期：2010-07-23作者简介：韩慧伶（1976-），女，硕士研究生，讲师，主要从事机械设计及理论的研究，E-mail：huini.han@163.com。第4期韩慧伶，等：智能气体泄漏超声检测方法研究115频谱峰值是在38kHz，加大孔径后其频谱峰值出现后，又将超声信号转化为人耳可以听到的声音，并在36k

8、Hz；如果孔径不变，加大系统内外压差，频将该声音的强度大小在显示屏上显示，帮助检测人谱峰值出现在43kHz，但是在同一频率点，对于形员在环境噪声复杂的情况下，检测气体泄漏。状相同