195329. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szivárgásmérés elvégzésére tetszőleges nyomáson
1 HU 195 329 B 2 oldjuk meg, hogy a vizsgált teret egy, előnyösen vele azonos állapotban tartott referencia térrel együtt egy vizsgáló közeggel töltjük fel, a két tér között egy szűkületet hozunk létre és ebben a szűkületben potenciális erőtér által határhelyzeti állapotban tartott folyadékcseppet képezünk, amely bármely állapotváltozás miatti nyomáskiegyenlítődés hatására a vizsgált tér irányában bekövetkező lecseppenése után automatikusan újra képződik. Regisztráljuk az így végbemenő nyomáskiegyenlítődések számát és/vagy összegyűjtve mérjük a nyomáskiegyenlítődések alatt a két tér között átáramló vizsgáló közeg mennyiségét és ennek alapján megállapítjuk a két tér közötti relatív állapotváltozás, például a szivárgás mértékét. Ezen találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas berendezésre az a jellemző, hogy a vizsgált tér és a referencia tér között szűkület van kialakítva, amelyben határolófelületként egy lecseppenési határhelyzetben levő folyadékcsepp van elrendezve. A találmány értelmében előnyös, ha a szűkület élben végződő kúpként van kiképezve. Különösen célszerű az a kiviteli alak, ahol a szűkület felett a referencia tér felőli oldalon a folyadékcsepp képződésének határhelyzetéig növelt hidrosztatikai nyomású mérőfolyadék-réteg van elrendezve. A találmány szerinti berendezés adott esetben kétirányú állapotváltozás mérésére egy további azonos felépítésű szivárgásmérő berendezéssel van összekapcsolva, ahol az egyik berendezés referencia terének bemeneti csonkja a másik berendezés vizsgált terének kimeneti csonkjával, míg a másik berendezés referencia terének bemeneti csonkja az első berendezés vizsgált terének kimeneti csonkjával van összekötve, így a két berendezés vizsgált terei egyúttal egymás referencia tereként vannak kiképezve. Tartós szivárgásvizsgálathoz célszerű olyan kiviteli alak alkalmazása, amelynél a mérőfolyadék-réteg fölött egy vizsgáló közeget befogadó tárolótér van kialakítva, amely cső beömlőnyílása egy úszóval lezárható lilékként van kiképezve. A tömörség igen gyors, válogatásra alkalmas vizsgálatához előnyösen olyan berendezést alkalmazunk, amelynél a szűkületbe két, egymással szembefordított, egymástól elszigetelt és élben végződő kúpos vezetőgyűrű van beépítve, amelyek egy villamos mérőkörbe vannak beiktatva. A szivárgás mennyiségi kimutatására és rögzítésére célszerű, ha a berendezésnek a lecseppenő folyadékcseppeket felfogó gyűjtőtere van. A találmány szerint tehát a szivárgásvizsgálat elvégzésének mérési feladatát egyszerű módon két tér (vizsgált és referencia nyomástér) között mérhető állapotváltozások mérésére vezetjük vissza, oly módon, hogy egy pontosan definiált szűkületet képezünk és azon keresztül, külön vezérelt záró elemek nélkül is, igen kis energiával működtethető, szakaszosan kiegyenlítő, ismert térfogatú áramlásokat engedélyezünk, hogy többször is ismételhető egyensúlyi állapotok jöjjenek létre. A cél megvalósítására ismert fizikai jelenséget alkalmazunk A szűkületben mesterségesen elhelyezünk egy egyensúlyi határfelületet (folyadékcseppet vagy elvi lehetőségként szilárd hasadó hártyát), amely kis terhelés hatására kipúposodik, majd lecseppen (illetve kidurran) és ezáltal maradandóan rögzíti a két tér közötti változást. Az új módszer szakít a hagyományos nyomás, - és hőmérséklet-változások útján közvetett számítással kiértékelt - vizsgálatokkal és a feladatot közvetlenül a próbanyomáson leolvasott mennyiségmérésre vezeti vissza. A felismerés természetesen csak akkor vezet iparilag is jól használható műszaki megoldáshoz, ha a berendezés biztosítani tudja a folyamatos ismételhetőséget, a kellő érzékenységet és pontosságot és mindemellett a változásokkal arányos hatás észlelését és mérését. A találmány szerinti mérőberendezés egyik lehetséges elvi megoldását a szűkület fölé feszített folyadékfelszín, hártya képezi. Ez a hártya egy elegendően kicsiny szűkület fölött, azt lefedve, automatikusan olyan hártyát képez, amely valamflyen potenciális erőtérrel (célszerűen pl. gravitációs erőtérrel) előterhelve a mérendő terhelés hatására azonnal kipukkan és lehetővé teszi a két tér nyomásállapotának átáramlással való kiegyenlítését, azt követően a folyadékfelszín újraképződését. A kipukkanások számának pL optikai érzékelésével, összegzésével ez a mérési módszer iparilag alkalmazható megoldásnak tekinthető lenne a gyakorlatban azonban csak igen nehezen megvalósítható. A találmány szerinti mérőberendezés egy másik, gyakorlatban is alkalmazható kiviteli alakja, egy folyadékcseppel közvetlenül értékelhető mérési eredményt képez. A szűkület éles peremén átmérőjének harmadik hatványával arányos súlyú, és a lecseppenéstől a meridián kerülettel arányos felületi erővel visszatartott folyadékcsepp van elhelyezve, amely egyensúlyban van. A csepp a legkisebb relatív változásra lecseppen, melyet ismert módon a nyílás szabaddá válásával és/vagy a csepp felfogásával észlelni lehet. Az optimális átmérőjű folyadékcseppes érzékelőnél kisebb szűkület fölé a feszített folyadékhártyánál vastagabb olyan folyadékréteg is képezhető, amelyek hidrosztatikai nyomása a szűkületben egyébként automatikusan képződő cseppet éppen leválási határállapotba hozza. A két nyomástér közötti változást a szűkület átmérőjének megválasztásától függő cseppméretű térfogatadagokkal lehet mérni. A cseppek a legkisebb relatív változásokra mindig a kisebb nyomású szivárgó és/vagy táguló térfogatú térbe jutnak, ahol a szakaszos leválásaik számát és/vagy a cseppek összegyűjtésével a térfogatát közvetlenül mérni lehet. A mérési eredmény a mérési idő alatt a próbanyomásra vonatkoztatott relatív térfogatváltozás. A találmány szerinti szakaszos, a lehető legkisebb energiával működtetett térfogatmérő berendezés igen előnyösen használható pillanatnyi (válogató) vagy tartós szivárgási vizsgálatok elvégzésére. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
