[发明专利]基于声检测与盲信号分离的气密性监测方法与装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及容器、压缩机、管道、轮胎等与外部环境存在压力差的设备的气密性、漏气检测与在线监测领域，特别涉及一种基于声检测与盲信号分离的气密性监测方法与装置。

【背景技术】

气密性是容器、压缩机等设备的一个非常重要的参数，常规气密性检测方法包括压力法、流量法和气泡法。压力法在容器中放入声传感器，并加压充气，然后将容器密封。一段时间后，如果容器内气压降低，则表明存在漏气，下降速度越快，表明漏气越严重。流量测量法即在被测容器和一个密闭容器之间装一个流量计，在被测容器存在泄漏时，密闭容器内的气体流向被测容器，于是可通过流量值来判断存在漏气的严重程度。气泡法是将充气的被测容器置于水缸中，通过观察是否有气泡冒出来判断是否发生漏气。如果气泡大而多，说明漏气严重，若无气泡产生，则说明没有漏气。此外，还有一种方法叫抹涂法，也就是在被测容器外面抹涂肥皂水等，看是否有气泡产生。

气泡法可确定漏气位置，漏气点数，但无法定量监测漏气量，肉眼观察时间长了，容易产生疲劳。为了克服这一问题，近年来，相关技术人员开发了机器视觉法，即采用图像识别的方法来观察气泡的大小与数量，从而确定漏气量。机器视觉法要求采用高速摄像机，而且要三个面进行摄像，因此成本较高；压力测量法适用于容器较小，压力较大的情况，但在容器较大，漏气速度较小时，由于压力变化速度太慢，分辨率很低。而且，这种方法需要将压力声传感器放置在容器内，将信号线引出来，这本身会影响到气密性的测量。首先，引线端子所能承受的压力有限，这会影响到容器的压力测试上限，其次接线端子本身存在气密性问题；流量测量法还需要一个恒压装置，操作比较繁琐；此外，这两种方法均不能确定漏气位置，也不能确定是否存在多点漏气。抹涂法同样可确定漏气位置，漏气点数，但操作麻烦，且无法实时监测，在高压容器的气密性检测中由于存在爆炸的可能性，还带有较高的危险性。

近年来，出现了一些新的漏气测试方法。包括超声波法、氦质谱法。超声波采用湍流的宽声频特性，采用超声传感器测试设备是否漏气。这种方法便捷、便宜、直观、可长时间在线监测、且准确性好；氦质谱法精度高，但成本过高。这两种方法虽然准确，但依然无法确定漏气位置，也不能确定是否存在多点漏气。

【发明内容】

本发明的目的在于，针对现有气密性检测技术的不足，提供了一种准确的、使用便捷的、可实现漏气点定位以及多点漏气识别的，基于声检测与盲信号分离的气密性监测方法与装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

基于声检测与盲信号分离的容器气密性检测装置，包括布置在被测容器外侧的多个声传感器，每个声传感器的输出端分别通过对应的信号调理放大电路与多路同步采样器的输入端相连，多路同步采样器的输出端与微处理器的输入端相连，微处理器的输出端分别与声光报警器和显示屏相连。

本发明进一步的改进在于，多个声传感器粘贴在被测容器外侧容易发生漏气的位置；如果无法确定漏气概率高的位置，则将多个声传感器均匀分布在被测容器外侧。

本发明进一步的改进在于，各路声传感器的信号调理放大电路的放大比调整成一致，即所有声传感器与同一个漏气发生源距离相同时，调理电路输出信号的幅值也相同。

本发明进一步的改进在于，微处理器同步对多路声传感器进行采样，并且采样频率不低于50kHz。

基于声检测与盲信号分离的容器气密性检测装置的检测方法，包括如下的步骤：

1)判断各路声传感器信号强弱，并进行频谱分析，如果各路声传感器信号均弱，即信号幅度在噪声范围内，频谱分布宽，趋向于白噪声，则表明没有漏气发生，不做任何报警处理，否则进入步骤2)；

2)对各路声传感器信号两两进行相关分析，判断各路声传感器信号波形的一致性，如果各路声传感器信号波形基本一致，说明只有一个漏气点，且该漏气点位置靠近于波形幅值相对较大的声传感器处，此时，以三个信号幅值相对较大的声传感器位置为基准点，以幅值为权值，进行位置加权，求取发生漏气点的位置(x,y,z)，其中，

x＝(x₁ρ₁+x₂ρ₂+x₃ρ₃)/(ρ₁+ρ₂+ρ₃)  (1a)