184175. lajstromszámú szabadalom • Berendezés tartályok és csővezetékek tömörségének ellenőrzésére hőkompenzált differenciál nyomásmérés útján
1 184 175 2 A nyomásváltozás mérésére felszerelt „abszolút” — légköri nyomásváltozással terhelt — nyomásmérők rugós elemű vagy folyadéktöltésű manométerek nem elég érzékenyek. Nyitott szerkezeti kialakításuk folytán a légköri nyomásváltozás mindenkori értékétől függően alakítják ki egyensúlyi állapotukat. Különösen nagy gondot jelent a nagy próbanyomásokon végzett kis nyomásesések pontos mérése. A differenciál nyomásmérés kedvező kis nyomásváltozások mérésére. Zárt rendszere folytán külső légköri nyomásváltozásra érzéketlen. Ilyen műszeres méréskor a vizsgált térrészt a vele összeköttetésbe kötött ún. referencia (összehasonlító) nyomástérrel kezdetben azonos nyomásra töltik fel. Miután az összehasonlító nyomástér abszolút tömör zárású, szivárgásmentes, így nyomásváltozást a két tér között csak akkor tapasztalhatunk, ha a két tér hőmérséklete eltérő, vagy a vizsgált tér szivárog. Nyilvánvaló, hogy a referencia nyomástér térfogata csak töredéke a szivárgásra vizsgált berendezés térfogatának, különösen nagyobb tartályok vagy hosszú csővezetékek esetén. A mérési eljárás csak akkor vezet eredményre, ha a mérés ideje alatt a környezeti hőmérséklet számottevően nem változik. A szabadtéren létesített, helyhez kötött berendezések esetén a laboratóriumi körülmények nem biztosítottak, így mindig számolni kell egy állandóan változó eltérő hőmérsékleti hatással. A hőmérsékletváltozás azonban változó hőátadások miatt pontatlanul mérhető. Nagy terek esetében pedig eltérő hőmérsékletű helyek is kialakulhatnak. Összenyomható gázközeg alkalmazásakor még differenciál nyomásméréskor is elkerülhetetlen a hőmérsékletváltozás mérést zavaró hatása. Miután a hőmérsékletváltozás zavaró hatását — a jelenlegi hőmérsékletmérési módszerek pontossága miatt — egyszerű mérés útján korrigálni nem lehet, differenciál nyomásmérések jelentős méréshibákkal terheltek. E hibákon kíván segíteni a jelen találmányunk. A jelen találmány abból a felismerésből indul ki, hogy a vizsgált technológiai berendezéstől függetlenül elhelyezett referencia-tartály alkalmazása helyett, a vizsgált tartály vagy csővezeték belsejében, tehát a vizsgált térben elhelyezett referencia-tartály alkalmazása differenciál nyomásméréshez jelentős előnyöket rejthet magában. Ilyen esetben a referencia-tartályt nem a próbanyomásra, hanem — megfelelő biztonsággal — a megengedhető legnagyobb nyomásesésre kell szilárdságtanilag méretezni, ami töredéke a próbanyomásnak. Ennek következtében, a referencia-tartály vékony falú lehet, és azt kisebb húzószilárdságú, és jó hővezető anyagból lehet készíteni. A vizsgált technológiai berendezés belső terében elhelyezett referenciatartály alakját úgy választhatjuk meg, hogy az a vizsgált berendezésben a hőmérséklet-változás kompenzálására legcélszerűbb helyen helyezkedjék el, pl. cső alakú referencia-tartály segítségével vizsgált csővezeték esetében a hőmérséklet hosszmenti változásai is kompenzálhatok a csővezetékben elhelyezett cső alakú referenciatartály segítségével, ha ez a vizsgált vezetéket (vezetékszakaszt) teljes hosszában követi. A referencia-tartályban helyet foglaló vizsgáló közeg hőmérsékletének megfelelő befolyásolására felhasználhatjuk a referencia-tartály falának a vizsgált technológiai berendezés falával való érintkezése folytán létrejövő hőkapcsolatot. A találmányunk szerinti berendezésben vékony falú, megfelelő biztonsággal a megengedhető nyomásesésre méretezett, jó hővezető anyagból, célszerűen alumíniumból, vagy rézből készített csövet alkalmazunk referenciata tályként, amelyet a vizsgált technológiai berendezés belsejében helyezünk el. A Teferencia-tartályt a vizsgált technológiai berendezés belsejében szükség esetén megfelelő eszközökkel rögzíthetjük, szükség esetén szoros érintkezésbe hozva a vizsgált technológiai berendezés külső határoló felületével, vagy más esetben attól éppen elválasztva. A referencia-tartályt képező cső önmagában zárt rendszert alkot, annak egyik vége van a vizsgálat végzésére szolgáló nyílásnál a vizsgált berendezésből kivezetve. Ehhez a kivezetéshez, valamint a vizsgált technológiai berendezés belső terével összekötött csőcsonkhoz van kapcsolva a differenciál-manométer, amelyet egy csőelzáró elemmel ellátott megkerülő vezetékkel is ellátunk. Csatlakozik ezen felül a vizsgált technológiai berendezés b;lső teréhez egy csőelzáró elemmel felszerelt feltöltő csőcsonk is. A mérés megkezdése előtt a manometer megkerülő vezetékében lévő csőelzáró elemet kinyitjuk, és a vizsgálandó technológiai berendezés belső terét a vizsgálóközeggel a próbanyomásra feltöltjük. Ezáltal a megkerülő vezetéken keresztül egyidejűleg feltöltöttük a nferencia-tartályt is, amelynek falát kívülről és belülről egyaránt ugyanaz a nyomás terheli. A mérés megkezdésekor zárjuk a feltöltő cső, és a megkerülő vezeték csőelzáró elemét, és ezzel a vizsgáhtot tulajdonképpen megkezdtük. A külső hőmérséklet-változás a referenciatérhez jó hőátadás folytán eljut és így megvalósul a hőkompen/ició. A referenciatér kialakításánál a jó hőátadás (hővezetés, hősugárzás, hőáramlás) alapvető szempont, ezért jó hővezető-képességű vörösrézből készül. Ennek a nagy tömegű vizsgáló közegnek a hőmérséklet-változását rendkívül jól követi a vékony falú, jó hővezető anyagból készült, eshetőleg bordázattal ellátott referencia-tartály falazata, és ennek jó hőátadása folytán .íz azon belül helyet foglaló, lényegesen kisebb mennyiségű vizsgáló-közeg. Mivel a vizsgáló-közeg hőmérséklete mindkét rendszerben ugyanaz, a mérés a korábban ismert megoldáshoz képest gyakorlatilag hőmérséklet-kompenzált körülmények között, jelenlepnél lényegesen nagyobb pontossággal folytatható le. A találmányunk szerinti berendezés néhány lehetséges kiviteli alakját az ábrák tüntetik fel, ahol az 1. sz. ábra vizsgálandó technológiai berendezésként csővezetéket feltételezve a mérőhely kialakítását tünteti fel vázlatban, 2. sz. ábra ugyanennek kiviteli alakját ábrázolja abban az esetben, ha a csővezeték vége valamilyen okból nem közelíthető meg, vagy nem használható fel a mérés céljára, 3. sz. ábra vizsgálandó technológiai berendezésként ugyancsak csővezetéket feltételezve csőkötegként kialakított referencia-tartályt ábrázol vázlatban. A vizsgálandó technológiai berendezést képező tér pl. 1 csővezeték szabad nyílásához - az ábrán a 2 karima, a 4 tömítés, és az 5 csavarok segítségével a 3 záróelemet erősítjük szivárgásmentesen. A 3 záróelemen foglal helyet a vizsgálandó technológiai berendezés belső terébe vezető, 6 feltöltőcsonk, és az ugyanezen térrel összekö5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
