一种利用同位素测量垫片泄漏率的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用同位素测量垫片泄漏率的方法和系统，该系统包括法兰盘式模拟装置；法兰盘式模拟装置包括上法兰盘和下法兰盘；当上法兰盘和下法兰盘对扣时，测试垫片和氟橡胶

【技术实现步骤摘要】
一种利用同位素测量垫片泄漏率的方法和系统


[0001]本专利技术涉及化工测量领域，尤其涉及垫片泄漏率的测量
。

技术介绍

[0002]目前化工生产中的垫片实验密封测量设备难以适应化工厂的实际需求，针对某一个特定的压力容器的位置中的介质，现有的测量结果要么难以定量分析，要么测量气体分子量太小，例如氦气
He
的分子量为
4.0026
，但是在密封的化工领域，实际的化工气体几乎没有氦气这样的小分子量的气体，都是大分子量的如
HCL、CO2、CH4，
N2等等，难以反映真实的泄漏数据
。

技术实现思路

[0003]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种利用同位素测量垫片泄漏率的系统，包括法兰盘式模拟装置；法兰盘式模拟装置包括上法兰盘和下法兰盘；当上法兰盘和下法兰盘对扣时，测试垫片和氟橡胶
O
型圈被压紧在其法兰部上；上法兰盘和下法兰盘的中心凹部共同限定了测试腔；测试腔由测试垫片密封，其容积为
Vt
；而法兰部被位于内侧的测试垫片和位于外侧的氟橡胶
O
型圈所密封的部分为标准腔，其容积为
Vs
；下法兰盘底部设置有和测试腔连通的同位素气体导入管道，下法兰盘侧面则设置有和标准腔连通的标准气体导入管道以及待测气体导出管道
。
[0004]进一步地，还包括液压机构，液压机构包括上夹板
、
下夹板和液压头，法兰盘式模拟装置被固定在上下夹板之间，当启动液压泵时，液压头通过上下夹板压紧法兰盘式模拟装置
。
[0005]进一步地，还包括通过同位素气体导入管道连通至测试腔的
C
13
O2气瓶和减压阀
。
[0006]进一步地，还包括通过同位素气体导入管道连通至测试腔的真空泵
。
[0007]进一步地，还包括通过标准气体导入管道连通至标准腔的
C
12
O2气瓶和减压阀
。
[0008]进一步地，还包括通过待测气体导出管道连通至标准腔的同位素质谱仪
。
[0009]进一步地，还包括用于获取检测到的
C
13
O2摩尔质量分数占比
α
进行实时计算以获得泄漏率数据的计算控制与采集装置
。
[0010]本专利技术还提供了一种利用同位素测量垫片泄漏率的方法，包括步骤：
[0011](1)
提供一种法兰盘式模拟装置；法兰盘式模拟装置包括上法兰盘和下法兰盘；当上法兰盘和下法兰盘对扣时，测试垫片和氟橡胶
O
型圈被压紧在其法兰部上；上法兰盘和下法兰盘的中心凹部共同限定了测试腔；测试腔由测试垫片密封，其容积为
Vt
；而法兰部被位于内侧的测试垫片和位于外侧的氟橡胶
O
型圈所密封的部分为标准腔，其容积为
Vs
；下法兰盘底部设置有和测试腔连通的同位素气体导入管道，下法兰盘侧面则设置有和标准腔连通的标准气体导入管道以及待测气体导出管道；
[0012](2)
将法兰盘式模拟装置置于液压机的上夹板和下夹板之间，放入测试垫片和氟橡胶
O
型圈，启动液压泵，使液压压头通过上下夹板压紧法兰盘式模拟装置；当轴向力载荷
传感器检测到液压力达到预定的载荷以后，保持液压机的液压力；
[0013](3)
启动真空泵，通过同位素气体导入管道对测试腔抽真空；启动同位素质谱仪，开启抽真空模式，通过待测气体导出管道对标准腔抽真空；
[0014](4)
开启
C
13
O2气瓶，并调节减压阀直至达到规定的气压压力，向测试腔充入测试气体
C
13
O2；
[0015](5)
开启
C
12
O2气瓶
106
，调节减压阀
105
直至达到规定的气压压力，向标准腔充入标准气体
C
12
O2；
[0016](6)
同位素质谱仪开启测试模式；测试
C
13
O2相对于
C
12
O2的摩尔浓度比
α
；
[0017](7)
计算控制与采集装置获取检测到
α
，按照下式进行实时计算以获得泄漏率
X
：
[0018][0019]其中，
Ps
为标准腔内的压强；
Vs
为标准腔的容积；
R
为摩尔气体常数；
T
为标准腔的的绝对温度；
M
为
C
13
O2的摩尔质量；
l
为垫片的中径周长；
t
为经过的时间
。
[0020]进一步地，步骤
(3)
中，将测试腔的真空度抽至
10
‑2托，将标准腔中的真空度抽至
10
‑6托
。
[0021]进一步地，步骤
(6)
中，设置同位素质谱仪每间隔
900
秒测试一次
α
。
[0022]本专利技术提供了一种利用同位素质谱仪对同位素浓度的探测来标定垫片的泄漏率数据的系统和方法，适用于对化工领域中垫片的泄漏情况进行定量检测分析
。
[0023]以下将结合附图对本专利技术的构思
、
具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的
、
特征和效果
。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的一个较佳实施例中的利用同位素测量垫片泄漏率的系统的示意图；
[0025]图2是本专利技术的一个较佳实施例中的法兰盘式模拟装置的示意图
。
具体实施方式
[0026]以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解
。
本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例
。
[0027]如图1所示，本专利技术利用同位素质谱仪对同位素浓度的探测来标定垫片的泄漏率数据
。
[0028]碳同位素：标准物质为美国南卡罗来纳州白垩纪皮狄组层位中的拟箭石化石
(PDB)
，其
13C/12C
＝
(11237.2
±
90)
×
10
－6，定义其
δ
13C
＝0‰
。
[0029]同位素质谱分析仪的测量过程可归纳为以下步骤：
[0030]1)
将被分析的样品以气体形式送入离子源；
[0031]2)
把被分析的元素转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用同位素测量垫片泄漏率的系统，其特征在于，包括法兰盘式模拟装置；法兰盘式模拟装置包括上法兰盘和下法兰盘；当上法兰盘和下法兰盘对扣时，测试垫片和氟橡胶
O
型圈被压紧在其法兰部上；上法兰盘和下法兰盘的中心凹部共同限定了测试腔；测试腔由测试垫片密封，其容积为
Vt
；而法兰部被位于内侧的测试垫片和位于外侧的氟橡胶
O
型圈所密封的部分为标准腔，其容积为
Vs
；下法兰盘底部设置有和测试腔连通的同位素气体导入管道，下法兰盘侧面则设置有和标准腔连通的标准气体导入管道以及待测气体导出管道
。2.
如权利要求1所述的利用同位素测量垫片泄漏率的系统，其中，还包括液压机构，液压机构包括上夹板
、
下夹板和液压头，法兰盘式模拟装置被固定在上下夹板之间，当启动液压泵时，液压头通过上下夹板压紧法兰盘式模拟装置
。3.
如权利要求2所述的利用同位素测量垫片泄漏率的系统，其中，还包括通过同位素气体导入管道连通至测试腔的
C
13
O2气瓶和减压阀
。4.
如权利要求3所述的利用同位素测量垫片泄漏率的系统，其中，还包括通过同位素气体导入管道连通至测试腔的真空泵
。5.
如权利要求4所述的利用同位素测量垫片泄漏率的系统，其中，还包括通过标准气体导入管道连通至标准腔的
C
12
O2气瓶和减压阀
。6.
如权利要求5所述的利用同位素测量垫片泄漏率的系统，其中，还包括通过待测气体导出管道连通至标准腔的同位素质谱仪
。7.
如权利要求6所述的利用同位素测量垫片泄漏率的系统，其中，还包括用于获取检测到的
C
13
O2摩尔质量分数占比
α
进行实时计算以获得泄漏率数据的计算控制与采集装置
。8.
一种利用同位素测量垫片泄漏率的方法，其特征在于，包括步骤：
(1)
提供一种法兰盘式模拟装置；法兰盘式模拟装置包括上法兰盘和下法兰盘；当上法兰盘和下法兰盘对扣时，测试垫片和氟橡胶
O
型圈被压紧在其法兰部上；上法兰盘和下法兰盘的中心凹部共同限定了测试腔；测试腔由测试垫片密封，其容积为
Vt
；而法兰部被位于内侧的测试垫片和位于外侧的氟橡胶
O
型圈所密封的部分为标准腔，其容积为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：武跃维，徐丹丹，林剑红，
申请(专利权)人：宁波易天地信远密封技术有限公司，
类型：发明
国别省市：