[发明专利]一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置和方法

权利要求书

1.一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置，其特征在于：包括供气装置(0)、安全阀内漏样机(5)、泄漏量检测装置(8)和声发射监测系统(9)；供气装置(0)为安全阀内漏样机(5)提供气源；安全阀内漏样机(5)能够装配不同损伤形式的阀瓣，通过更换阀瓣模拟不同的泄漏工况；泄漏量检测装置(8)为皂膜流量计，用于测量安全阀内漏样机(5)的泄漏率；声发射监测系统(9)采集、分析和处理安全阀内漏样机(5)泄漏处的声发射信号。

2.根据权利要求1所述的一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置，其特征在于：供气装置(0)包括储气罐(1)、控制阀(2)、压力调节阀(3)压力表(4)、放气阀(6)和管路；储气罐(1)通过管路与安全阀内漏样机(5)连接，在所述管路上，沿从储气罐(1)到安全阀内漏样机(5)的方向依次安装有控制阀(2)、压力调节阀(3)、压力表(4)和放气阀(6)，控制阀(2)控制储气罐的通闭，压力调节阀(3)控制管路介质压力，压力表(4)用于测量压力调节阀(3)后的管路压力，打开放气阀(6)能够放空管路中的介质压力。

3.根据权利要求2所述的一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置，其特征在于：安全阀内漏样机(4)包括阀座(10)、阀体(11)、阀瓣(12)、反冲盘(13)、导套(14)、垫片(15)、压盘(16)；阀座(10)通过螺纹与阀体(11)相连，阀瓣(12)通过螺纹固定在反冲盘(13)上，导套(14)套在反冲盘(13)上，压盘(16)压在导套(14)顶部，使得导套(14)另一端端部紧紧压住反冲盘，压盘(16)和导套(14)间用垫片(15)进行密封；

阀座(10)内腔作为进气口，阀体(11)一侧开口，作为出气口，出气口处设置有法兰。

4.根据权利要求3所述的一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置，其特征在于：所述阀瓣(12)能够更换，阀瓣(12)通过在密封面上开不同尺寸的槽来模拟不同程度划伤下的泄漏或通过不同粗糙度的打磨处理来模拟不同程度腐蚀下的泄漏。

5.根据权利要求3所述的一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置，其特征在于：声发射监测系统(9)包括声发射传感器(17)、放大器(18)、采集卡(19)、上位机(20)；测试中声发射传感器(17)通过耦合剂粘贴至安全阀内漏样机(4)的阀体外壁上，保证传感器与安全阀内漏样机(4)的贴合紧密牢靠；声发射传感器(17)采集的原始信号经过放大器(18)放大后传输至采集卡中；

采集卡(19)接收到参数设置指令后，设置采样频率；接收到开始采集指令后，以4G方式将处理后的信号发送至上位机(20)中，接收到停止采集指令后，停止向上位机(20)发送信号；

上位机(20)处理接收数据进而提取与内漏相关的声发射信号特征参数，上位机(20)以4G方式向采集卡(19)发送开始采集、停止采集、参数设置指令。

6.根据权利要求5所述的一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置，其特征在于：泄漏量检测装置(8)通过法兰工装(7)安装在阀体(11)出气口处的法兰上。

7.一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步、组装好研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置；

第二步、采集环境噪声；

启动系统，核查上位机的网络连接状态，网络连接正常后开始测，过程如下：

首先关闭控制阀(2)，使安全阀内漏样机(5)的入口压力为0；控制上位机(20)向采集卡发送开始采集指令，采集1分钟后，上位机(20)向采集卡发送停止采集指令，采集到的波形数据发送给上位机(20)，上位机(20)处理后得到与内漏声发射信号相关的特征参数，所述特征参数包括峰值频率、平均信号电平；

第三步、采集内漏工况下的声发射信号；

打开控制阀(2),关闭放气阀(6)，调节压力调节阀(3)缓慢将压力升至一系列预设压力，在每个预设压力下，待泄漏稳定时上位机(20)控制采集卡采集1分钟数据；泄漏量检测装置(8)测量每个预设压力下的泄漏率；

对每个预设压力下采集到的波形数据进行处理，结合第一步得到每个预设压力下当前内漏工况去除噪声影响后的声发射信号；

第四步、改变声发射传感器(17)位置，重复第二步-第三步，根据泄漏率和声发射信号确定声发射传感器(17)安装的最佳位置；

第五步、将声发射传感器(17)安装在最佳位置，更换不同损伤形式的阀瓣，重复上述第二步-第三步，得到不同内漏工况每个预设压力下去除噪声影响后的声发射信号以及不同内漏工况每个预设压力下的泄漏率；

第六步、根据不同内漏工况每个预设压力下去除噪声影响后的声发射信号以及不同内漏工况每个预设压力下的泄漏率建立声发射信号特征参数与泄漏率的函数关系，从而能够根据声发射信号确定泄漏率。