本发明专利技术提供了一种密封圈溶胀测试装置，包括：用于充装氢气的密闭容器；温度控制系统，所述温度控制系统能够自动调节所述密闭容器的温度；质量检测系统，所述质量检测系统包括用于悬挂待测密封圈的悬梁臂；体积检测系统；以及信息处理系统，所述质量检测系统和所述体积检测系统分别与所述信息处理系统信号连接；其中，所述质量检测系统能够实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀过程中的质量，所述体积检测系统能够实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀中的体积，并通过所述信息处理系统进行分析处理，从而计算得到待测密封圈在吸氢溶胀过程中质量及体积的变化。本发明专利技术还提供了一种密封圈溶胀测试方法。溶胀测试方法。溶胀测试方法。
【技术实现步骤摘要】
一种密封圈溶胀测试装置及方法
[0001]本专利技术属于密封圈性能测试
，具体地，涉及一种密封圈溶胀测试装置及方法，尤其用于氢气O型密封圈溶胀测试。
技术介绍
[0002]氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类的战略能源的发展方向。世界各国之间在氢能交通工具的商业化方面已经出现了激烈的竞争。目前，高压储氢、输氢因具有设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快等优点成为目前极具商业应用前景的氢能储输方式。O型圈密封圈常用作高压氢气装卸系统的密封部件，其密封性能是确保氢气快速接头安全可靠必须关注的重点。
[0003]氢气装卸系统中O型密封材料直接与高压、高纯氢气接触，在此过程中将会发生氢的吸附、侵入、溶解和扩散，溶解在O型圈内部的氢将会导致O型密封圈的体积发生明显增加，从而造成橡胶的溶胀(即吸氢膨胀现象)，研究表明氢在橡胶材料中的溶解度与氢压呈正比。
[0004]O型密封圈溶胀过度必然带来氢气装卸系统的密封失效，氢气一旦泄露后果不可设想。因此，为表征O型密封圈溶胀情况，目前常用的方法是累计计量法，即同时N多个O型密封圈同时吸氢溶胀，最后一起计量N多个O型密封圈的质量增加和体积增加，以累计效应的结果平均值表征单个O型密封圈的吸氢溶胀情况。然而，该方法具有浪费O型密封圈，且计量不准确的缺点。
[0005]因此，亟需一种能够准确表征氢气O型密封圈溶胀情况的一种密封圈溶胀测试装置及方法，这对氢气装卸系统的可靠安全性能来说非常重要。
技术实现思路
[0006]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种密封圈溶胀测试装置，该密封圈溶胀测试装置能够实时在线测量密封圈在吸氢溶胀过程中的重量变化和体积变化，其测量结果准确性高，并且该密封圈溶胀测试装置能够实时测量不同温度和压力状况下密封圈吸氢在溶胀过程中的重量及体积变化，能够准确表征氢气O型密封圈溶胀情况，保障氢气装卸系统的安全。
[0007]本专利技术还提供了一种密封圈溶胀测试方法。
[0008]为此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种密封圈溶胀测试装置，包括：用于充装氢气的密闭容器；温度控制系统，所述温度控制系统能够自动调节所述密闭容器的温度；质量检测系统，所述质量检测系统包括用于悬挂待测密封圈的悬梁臂；体积检测系统；以及信息处理系统，所述质量检测系统和所述体积检测系统分别与所述信息处理系统信号连接；其中，所述质量检测系统能够实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀过程中的质量，所述体积检测系统能够实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀中的体积，并通过所述信息处理系统
进行分析处理，从而计算得到待测密封圈在吸氢溶胀过程中质量及体积的变化。
[0009]在一个实施例中，所述悬梁臂设置在所述密闭容器中，且所述悬梁臂的第一端穿过所述密闭容器的侧壁而向外伸出，在所述悬梁臂的第一端设有谐振传感器，所述谐振传感器与所述信息处理系统信号连接，
[0010]所述待测密封圈吸氢溶胀而使所述悬梁臂变形，所述谐振传感器能够探测所述悬梁臂的变形而使振动波形变化并上传至所述信息处理系统，所述信息处理系统进行分析对比，从而计算得到所述待测密封圈的质量变化。
[0011]在一个实施例中，所述体积检测系统包括径向摄像机和轴向摄像机，所述径向摄像机和所述轴向摄像机均与所述信息处理系统信号连接，
[0012]所述径向摄像机和所述轴向摄像机能够实时拍摄所述待测密封圈，并将拍摄的图像上传至所述信息处理系统，所述信息处理系统能够构建出所述待测密封圈的三维变化图，从而实时计算待测密封圈的体积变化。
[0013]在一个实施例中，所述密封容器采用透明材料制成，所述径向摄像机设置在所述密封容器的上方，所述轴向摄像机设置在所述密封容器的一侧，所述径向摄像机和所述轴向摄像机能够透过所述密封容器实时拍摄所述待测密封圈。
[0014]在一个实施例中，所述温度控制系统包括安装在所述密闭容器的底部的换热器和温度变送器，以及信号连接在所述换热器和温度变送器之间的PID控制器，所述温度变送器能够实时检测所述密闭容器内的温度并反馈给所述PID控制器，所述PID控制器能够控制所述换热器调节所述密闭容器内的温度，从而能够在不同温度下测试待测密封圈的溶胀情况。
[0015]在一个实施例中，在所述换热器的入口管线安装有入口电磁阀，所述入口电磁阀与所述PID控制器信号连接，通过所述PID控制器能够控制所述入口电磁阀开启或关闭，以控制所述换热器内媒介的流量，从而调节所述密闭容器内的温度。
[0016]在一个实施例中，在所述密闭容器的底部设有压力变送器，所述压力变送器用于测量所述密闭容器内的压力值。
[0017]在一个实施例中，所述密闭容器设有氢气入口阀门和氢气出口阀门，所述氢气入口阀门和所述氢气出口阀门相对设置在所述密闭容器的侧壁上。
[0018]根据本专利技术的第二方面，提供了一种密封圈溶胀测试方法，包括以下步骤：
[0019]提供根据如上所述的密封圈溶胀测试装置，将待测密封圈悬挂在所述悬梁臂上；
[0020]向所述密闭容器中充装氢气，直至所述密闭容器内的压力达到预定值；
[0021]通过所述温度控制系统的PID控制器设置目标温度，并通过所述温度控制系统将所述密闭容器内的温度维持在所述目标温度；
[0022]所述待测密封圈吸氢溶胀，通过所述质量检测系统实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀过程中的质量，同时通过所述体积检测系统实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀中的体积，进而通过所述信息处理系统进行分析处理，从而计算得到待测密封圈在吸氢溶胀过程中质量及体积的变化；
[0023]其中，通过调节所述密闭容器内压力的预定值以及目标温度，能够测量不同温度和压力状况下待测密封圈在吸氢溶胀过程中重量及体积的变化。
[0024]在一个实施例中，所述待测密封圈悬挂在所述悬梁臂的靠近第二端的位置处。
[0025]与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
[0026]根据本专利技术的密封圈溶胀测试装置利用谐振法实时在线测量O型密封圈吸氢溶胀重量，并且利用高清摄像机分别实时拍摄O型密封圈吸氢溶胀时O型密封圈的轴向体积变化和径向体积变化，并通过信息处理系统5的图像处理系统构建出O型密封圈三维变化图，实时计算O型密封圈吸氢溶胀体积变化，这大大提高了测量精度，非常有利于提高密封圈溶胀测试结果的可靠性。根据本专利技术的密封圈溶胀测试方法，在具体测试时，密封圈溶胀测试装置能够根据需要通过温度控制系统的PID控制器设置不同的目标温度，从而在不同温度下测量待测密封圈的溶胀情况。并且通过在充装氢气时能够通过设置不同的氢气压力，从而实现在不同压力下测量待测密封圈的溶胀情况。由此，该密封圈溶胀测试装置能够实现实时测量不同温度和压力状况下密封圈吸氢在溶胀过程中的重量及体积变化，其测量准确，能够实时记录O型密封圈吸氢溶胀完整演变过程，从而能够准确表征氢气待测密封圈的溶胀情况，非常有利于保障氢气装卸系统的安全。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种密封圈溶胀测试装置，包括：用于充装氢气的密闭容器(1)；温度控制系统(2)，所述温度控制系统能够自动调节所述密闭容器的温度；质量检测系统(3)，所述质量检测系统包括用于悬挂待测密封圈(9)的悬梁臂(31)；体积检测系统(4)；以及信息处理系统(5)，所述质量检测系统和所述体积检测系统分别与所述信息处理系统信号连接；其中，所述质量检测系统能够实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀过程中的质量，所述体积检测系统能够实时测量所述待测密封圈在吸氢溶胀中的体积，并通过所述信息处理系统进行分析处理，从而计算得到待测密封圈在吸氢溶胀过程中质量及体积的变化。2.根据权利要求1所述的密封圈溶胀测试装置，其特征在于，所述悬梁臂设置在所述密闭容器中，且所述悬梁臂的第一端穿过所述密闭容器的侧壁而向外伸出，在所述悬梁臂的第一端设有谐振传感器(32)，所述谐振传感器与所述信息处理系统信号连接，所述待测密封圈吸氢溶胀而使所述悬梁臂变形，所述谐振传感器能够探测所述悬梁臂的变形而使振动波形变化并上传至所述信息处理系统，所述信息处理系统进行分析对比，从而计算得到所述待测密封圈的质量变化。3.根据权利要求1或2所述的密封圈溶胀测试装置，其特征在于，所述体积检测系统包括径向摄像机(41)和轴向摄像机(42)，所述径向摄像机和所述轴向摄像机均与所述信息处理系统信号连接，所述径向摄像机和所述轴向摄像机能够实时拍摄所述待测密封圈，并将拍摄的图像上传至所述信息处理系统，所述信息处理系统能够构建出所述待测密封圈的三维变化图，从而实时计算待测密封圈的体积变化。4.根据权利要求3所述的密封圈溶胀测试装置，其特征在于，所述密封容器采用透明材料制成，所述径向摄像机设置在所述密封容器的上方，所述轴向摄像机设置在所述密封容器的一侧，所述径向摄像机和所述轴向摄像机能够透过所述密封容器实时拍摄所述待测密封圈。5.根据权利要求1所述的密封圈溶胀测试装置，其特征在于，所述温度控制系统包括安装在所述密闭容器的底部的换热...
【专利技术属性】
技术研发人员：程龙军，赵雯晴，王振中，丁莉丽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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