本发明专利技术公开了一种高低温循环检测材料渗漏性能的装置及其检测方法，属于材料渗漏检测领域。本发明专利技术设有测试腔、循环腔和保温层，测试腔内设有测试腔高压室和测试腔低压室，测试腔高压室内注入液氦，测试腔低压室内设有压力传感器，用来检测腔内压力变化，循环腔内通入液氮或热空气。本发明专利技术提供一种可进行高低温循环检测材料渗漏性能的装置和检测方法，本技术方案基于压差法、传感器法和质谱法三重原理，实现快速灵敏的测量的气体透过量、准确发现渗漏位置，装置制作成本低，同时配备了空气加热器和液氮来调节测试温度，以实现高低温环境下循环检测材料渗漏性能，操作简单有效。
A kind of device and method of high and low temperature cycle testing material leakage performance
【技术实现步骤摘要】
一种高低温循环检测材料渗漏性能的装置及其检测方法
本专利技术属于材料渗漏检测领域，具体涉及一种高低温循环检测材料渗漏性能的装置及其检测方法。
技术介绍
为推动航天器的进一步升级发展，对航天器所用材料提出了更高的要求。目前航天飞行器的主要部件液氧、液氢贮箱由金属材料制备而成，体积庞大，所占比重较高。近年来用环氧树脂复合材料来替代贮箱所用金属材料可以显著降低其重量，从而进一步提高运载效率，降低发射成本。由于液氧、液氢存在着超低温、易爆等危险性，因此其贮箱材料应具有较好的低温性和抗渗透性能。近年来，关于材料渗漏性能的测试设备也有其他研究者进行了探索，例如申请号为CN201610810397.X的专利技术专利申请公开了一种在常温或低温下检测材料渗漏性能的方法和装置，该方法和装置基于压差法和荧光法双重原理，通过荧光液与液氮相结合检测低温下材料的渗漏性能。但是，该方法所使用的荧光检漏液只是在样品表面，检测精度较低，无法检测纳米级缝隙。另外，申请号为CN201910381996.8的专利技术专利申请公开了一种航天复合材料贮箱的渗漏性能测试方法，该方法对复合材测试罐产品可进行定量的渗漏性能检测，但是对于常用的材料小样件的检测却不适用。且该装置也不适用于进行低温检测，无法更好的模拟复合材料贮箱低温环境。因此，为了更好的模拟低温推进剂的加注和使用过程，贮箱所处的温度环境，有必要对贮箱使用材料的抗渗透性能进行数次冷热循环以便更好的检测其性能。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种结构简单，在测试材料的抗渗漏性能的同时，精准定位渗漏位置和渗漏程度，并实现高低温循环渗漏性能的检测。本专利技术提供了一种高低温循环检测材料渗漏性能的装置，具体为：空心圆柱状测试腔横向截开，在截口位置铺设面积大于测试腔横截面积的样品使用法兰将测试腔两部分连接，样品将测试腔内部隔为位于样品上方的测试腔高压室和位于样品下方的测试腔低压室。测试腔高压室顶部与压力计b一侧连接，压力计b另一侧与加液阀b的一侧相连，加液阀b的另一侧与气瓶b相连。测试腔低压室侧面与真空计的一侧相连，真空计另一侧与阀门b的一侧相连，阀门b的另一侧与阀门c的一侧相连，阀门c的另一侧连入压力计b与加液阀b的管道，真空泵、质谱仪分别连接在阀门b和阀门c之间的管道上，样品下方设有压力传感器，压力传感器与压力传感器控制面板电连接。测试腔外部设有体积大于测试腔的空心圆柱状循环腔，测试腔通过测试腔底座固定在循环腔底面内侧，循环腔顶部侧面与压力计a的一侧相连，压力计a的另一侧与加液阀a的一侧相连，加液阀a的另一侧与气瓶a相连，空压机与空气加热器一侧相连，空气加热器另一侧与阀门a一侧相连，阀门a的另一侧连入加液阀a与压力计a之间的管道，循环腔底部侧面设有出口阀。进一步的，循环腔外侧设有保温层，保温层内部设有隔热毡，保温层与循环腔之间设有电加热装置。进一步的，空气加热器、空压机、电加热装置、真空泵、质谱仪和压力传感器分别与电源相连。进一步的，气瓶a中装有液氮，气瓶b中装有液氦。进一步的，所述装置的检测温度范围为-183℃～150℃。本专利技术还提供了一种使用高低温循环检测材料渗漏性能的装置的检测方法，包括以下步骤：S1.将样品夹在测试腔高压室和测试腔低压室之间，关闭加液阀b，打开阀门c、阀门b和真空泵，将测试腔高压室和测试腔低压室的压力降低，关闭阀门c和真空泵；S2.打开加液阀b向测试腔高压室充入液氦，关闭加液阀b；S3.关闭阀门a和出口阀，打开加液阀a向循环腔中缓慢充入液氮；S4.打开质谱仪和压力传感器控制面板；S5.实时观察并记录压力计b、压力计a、真空计的压力值变化及质谱仪中检测到的氦气的量，计算气体透过量；S6.观察并记录压力传感器控制面板中特定位置的压力变化，以确定渗漏位置，完成一次低温渗漏检测，待气压稳定后，关闭加液阀a，打开出口阀，将循环腔内的液氮排出，打开空气加热器加热空气，将液氮排空后关闭出口阀；S7.关闭阀门c、阀门b、质谱仪和压力传感器控制面板，打开加液阀b，向测试腔高压室充入液氦，关闭加液阀b；S8.打开阀门c和空压机将高温气体充满循环腔；S9.打开阀门b、质谱仪及压力传感器控制面板，实时观察并记录压力计、压力计a及真空计的压力值变化及质谱仪中检测到的氦气的量，计算气体透过量；S10.观察并记录压力传感器控制面板中特定位置的压力变化，以确定渗漏位置完成一次高温渗漏检测；S11.重复步骤S1-S10若干次，完成材料的高低温循环渗漏性能检测。进一步的，步骤S1中将测试腔高压室和测试腔低压室的压力降至27Pa以下。进一步的，步骤S2中向测试腔高压室充入0.1MPa的液氦。进一步的，步骤S3中向循环腔中缓慢充入1MPa的液氮。进一步的，步骤S7中向测试腔高压室充入0.1MPa的液氦。有益效果：本专利技术提供的一种可进行高低温循环检测材料渗漏性能的装置和检测方法，本技术方案基于压差法、传感器法和质谱法三重原理，实现快速灵敏的测量的气体透过量、准确发现渗漏位置，检测精度高，可实现对纳米级缝隙的检测，装置制作成本低。同时配备了空气加热器和液氮来调节测试温度，以实现高低温循环检测材料渗漏性能，操作简单有效。附图说明图1为本专利技术所述使用高低温循环检测材料渗漏性能的装置的检测方法流程图。图2为本专利技术高低温循环检测材料渗漏性能装置图；其中：1.测试腔，2.循环腔，3.保温层，4.样品，5.测试腔底座，6.压力计b，7.加液阀b，8.气瓶b，9.真空计，10.阀门b，11.阀门c，12.真空泵，13.质谱仪，14.压力传感器控制面板，15.出口阀，16.压力计a，17.阀门a，18.空气加热器，19.空压机，20.加液阀a，21.气瓶a，22.压力传感器，101.测试腔高压室，102.测试腔低压室。图3为测试腔的俯视图。图4为循环腔的俯视图。具体实施方式下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1如图2所示，空心圆柱状测试腔1横向截开，在截口位置铺设面积大于测试腔1横截面积的样品4使用法兰将测试腔1两部分连接，样品4将测试腔1内部隔为位于样品4上方的测试腔高压室101和位于样品下方的测试腔低压室102。测试腔高压室101顶部与压力计b6一侧连接，压力计b6另一侧与加液阀b7的一侧相连，加液阀b7的另一侧与气瓶b8相连。测试腔低压室102侧面与真空计9的一侧相连，真空计9另一侧与阀门b10的一侧相连，阀门b10的另一侧与阀门c11的一侧相连，阀门c11的另一侧连入压力计b6与加液阀b7之间的管道，真空泵12、质谱仪13分别连接在阀门b10和阀门c11之间的管道上，样品4下方设有压力传感器22，压力传感器22与压力传感器控制面板14电连接。测试腔1外部设有体积大于测试腔1的空心圆柱状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高低温循环检测材料渗漏性能的装置，其特征在于，所述检测装置包括：所述装置设有的空心圆柱状测试腔(1)横向截开，在截口位置铺设面积大于测试腔(1)横截面积的样品(4)使用法兰将测试腔(1)两部分连接，样品(4)将测试腔(1)内部隔为位于样品(4)上方的测试腔高压室(101)和位于样品(4)下方的测试腔低压室(102)；测试腔高压室(101)顶部与压力计b(6)一侧连接，压力计b(6)另一侧与加液阀b(7)的一侧相连，加液阀b(7)的另一侧与气瓶b(8)相连；测试腔低压室(102)侧面与真空计(9)的一侧相连，真空计(9)另一侧与阀门b(10)的一侧相连，阀门b(10)的另一侧与阀门c(11)的一侧相连，阀门c(11)的另一侧连入压力计b(6)与加液阀b(7)的管道，真空泵(12)、质谱仪(13)分别连接在阀门b(10)和阀门c(11)之间的管道上，样品(4)下方设有压力传感器(22)，压力传感器(22)与压力传感器控制面板(14)电连接；测试腔(1)外部设有体积大于测试腔(1)的空心圆柱状循环腔(2)，测试腔(1)通过测试腔底座(5)固定在循环腔(2)底面内侧，循环腔(2)顶部侧面与压力计a(16)的一侧相连，压力计a(16)的另一侧与加热液a(20)的一侧相连，加液阀a(20)的另一侧与气瓶a(21)相连，空压机(19)与空气加热器(18)一侧相连，空气加热器(18)另一侧与阀门a(17)一侧相连，阀门a(17)的另一侧连入加液阀a(20)与压力计a(16)之间的管道，循环腔(2)底部侧面设有出口阀(15)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种高低温循环检测材料渗漏性能的装置，其特征在于，所述检测装置包括：所述装置设有的空心圆柱状测试腔(1)横向截开，在截口位置铺设面积大于测试腔(1)横截面积的样品(4)使用法兰将测试腔(1)两部分连接，样品(4)将测试腔(1)内部隔为位于样品(4)上方的测试腔高压室(101)和位于样品(4)下方的测试腔低压室(102)；测试腔高压室(101)顶部与压力计b(6)一侧连接，压力计b(6)另一侧与加液阀b(7)的一侧相连，加液阀b(7)的另一侧与气瓶b(8)相连；测试腔低压室(102)侧面与真空计(9)的一侧相连，真空计(9)另一侧与阀门b(10)的一侧相连，阀门b(10)的另一侧与阀门c(11)的一侧相连，阀门c(11)的另一侧连入压力计b(6)与加液阀b(7)的管道，真空泵(12)、质谱仪(13)分别连接在阀门b(10)和阀门c(11)之间的管道上，样品(4)下方设有压力传感器(22)，压力传感器(22)与压力传感器控制面板(14)电连接；测试腔(1)外部设有体积大于测试腔(1)的空心圆柱状循环腔(2)，测试腔(1)通过测试腔底座(5)固定在循环腔(2)底面内侧，循环腔(2)顶部侧面与压力计a(16)的一侧相连，压力计a(16)的另一侧与加热液a(20)的一侧相连，加液阀a(20)的另一侧与气瓶a(21)相连，空压机(19)与空气加热器(18)一侧相连，空气加热器(18)另一侧与阀门a(17)一侧相连，阀门a(17)的另一侧连入加液阀a(20)与压力计a(16)之间的管道，循环腔(2)底部侧面设有出口阀(15)。
2.根据权利要求1所述的高低温循环检测材料渗漏性能的装置，其特征在于，所述循环腔(2)外侧设有保温层(3)，保温层(3)内部设有隔热毡，保温层(3)与循环腔(2)之间设有电加热装置。
3.根据权利要求1所述的高低温循环检测材料渗漏性能的装置，其特征在于，气瓶a(21)中装有液氮，气瓶b(8)中装有液氦。
4.根据权利要求1所述的高低温循环检测材料渗漏性能的装置，其特征在于，所述装置的检测温度范围为-183℃～150℃。
5.权利要求1-4中任一项所述的可高低温循环检测材料渗漏性能的装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将样品(4)夹在测试腔高压室(10...
【专利技术属性】
技术研发人员：武湛君，袁玉环，孙涛，刘新，崔运广，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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