【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及密封性检测，更具体的说是涉及一种基于漏孔几何特征的声学检测方法及系统。
技术介绍
1、管路系统在物质输运、动力供给等方面应用广泛，为保障管路系统持续、平稳运行，需要在管路完成装配后进行密封性检测。传统的管路密封性测试方法包括目视检查、压力测试等方法人工经验依赖性强、检测效率低。此外，服役要求的不断提高也对检测手段提出了更高的需求，需要在更快找到漏点的基础上，能够对漏点的几何特征进行检测，从而明确泄漏成因、修正工艺参数。
2、管路中的密封缺陷主要分为两种：由于生产质量问题或工具等撞击引起的导管或接头发生破损，由于装配质量问题等引起的漏接、错接、反接等。根据上述问题，接头(或导管)处会产生不同形式的泄漏通道，由此引发气体泄漏。
3、声学检测方法作为一种相对可靠的非接触式测量手段，能够做到对结构件密封性进行有效检测；虽然目前的声学方法能对标准漏孔的几何特征进行估计，但是在检测管路系统中常常出现的漏点时，缺乏相应的声学计算模型，故而只能采用圆孔等效，这样会带来较大的检测误差。
4、因此，如何提供一种基于漏孔几何特征的声学检测方法及系统，结合孔隙泄漏速率的气动声学检测方法，改善孔隙泄漏率检测误差是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于漏孔几何特征的声学检测方法及系统，通过对漏孔气体射流噪声分布规律的计算和分析，建立声学计算模型，从而在现有检测方法的基础上实现了对漏孔长宽比的判定，并依据不同长宽比下
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，包括：
3、根据漏孔特征建立有限元模型；
4、构建气动噪声数值模型，基于所述气动噪声数值模型得到漏孔形成的气体流射的流场分布，构建流场计算域和声学计算域；
5、基于流场计算域和声学计算域，划分测量面，并选取漏孔的测量基准点；
6、根据所述气动噪声数值模型计算各测量基准点的理论声压值，得到各测量面内的理论声压差值特征曲线；
7、开展特征孔验证试验确定影响参数；按照所述测量基准点布设声压传感器并计算各点的声压有效值；
8、根据不同尺寸漏孔各测量点的测量误差确定尺寸检测的参考测量点，再以参考测量点的声压有效值为基准值计算不同测量面内的实际声压差值特征曲线；
9、得到漏孔的参数信息。
10、优选的，构建气动噪声数值模型，包括：
11、在漏孔处建立速度分布函数作为入口边界，依据二重积分法计算出速度截面的平均速度；
12、选择smagorinsky-lilly模型在流场计算域各面设置封闭边界。
13、优选的，所述测量面包括方位面和倾斜面；所述倾斜面包括短轴斜面和长轴斜面，所述方位面与漏孔面平行。
14、优选的，构建流场计算域和声学计算域，包括：
15、根据有限元模型的参数，设置初始计算截面；
16、在漏孔外建立射流区域，气动噪声由射流区域内的速度波动产生；
17、所述测量面位于所述声学计算域内。
18、优选的，开展特征孔验证试验确定影响参数，包括：
19、选取不同面积的漏孔在不同试验压力下进行流量系数标定试验，得到泄漏截面压力与泄漏率的关系：
20、
21、计算截面的平均速度为：
22、
23、式中，q表示泄漏率，c是通过特征孔验证试验得到的泄漏系数，a是漏孔面积，δp是漏孔内外的压强差，γ是空气密度，η是椭圆形漏孔的长宽比，a表示漏孔的长度。
24、优选的，按照所述测量基准点布设声压传感器并计算各点的声压有效值，包括：
25、采集不同声压传感器的测量时域信号，采用快速傅里叶变换得到测量基准点信号的频谱分布；
26、计算信号的声压有效值：
27、
28、其中，pe表示声压有效值，ζ是与声压传感器相关的校正参数，n表示采样点总数，x2(n)表示方差，n表示第n个采样点。
29、优选的，方位面内的理论声压差值特征曲线的关系式为：
30、ds＝a+bη+cη2；
31、其中，ds为0°方位角和90°方位角声压传感器测得的声压级差值，η为漏孔的长宽比，a、b、c是通过气动噪声数值模型计算和试验测量得出的系数值；
32、根据方位面内的理论声压差值特征曲线得到漏孔的长宽比；
33、倾斜面内的理论声压差值特征曲线的关系式为：
34、is＝f(η,a)；
35、其中，is为倾斜面内声压级测量值，a为泄漏孔等效面积，η为漏孔长宽比；
36、基于倾斜面内的理论声压差值特征曲线得到漏孔泄漏率。
37、优选的，所述漏孔的参数信息包括漏孔面积、漏孔的长宽比和漏孔泄漏率。
38、优选的，一种基于漏孔几何特征的声学检测系统，包括：
39、有限元模型建立模块，用于根据漏孔特征建立有限元模型；
40、数值模型构建模块，用于构建气动噪声数值模型，基于所述气动噪声数值模型得到漏孔形成的气体流射的流场分布，构建流场计算域和声学计算域；
41、测量面确定模块，用于基于流场计算域和声学计算域，划分测量面，并选取漏孔的测量基准点；
42、计算模块，用于根据所述气动噪声数值模型计算各测量基准点的理论声压值，得到各测量面内的理论声压差值特征曲线；
43、数值模型验证模块，用于开展特征孔验证试验确定影响参数；按照所述测量基准点布设声压传感器并计算各点的声压有效值；根据不同尺寸漏孔各测量点的测量误差确定尺寸检测的参考测量点，再以参考测量点的声压有效值为基准值计算不同测量面内的实际声压差值特征曲线；
44、结果输出模块，用于输出漏孔的参数信息。
45、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于漏孔几何特征的声学检测方法及系统，包括：根据漏孔特征建立有限元模型；构建气动噪声数值模型，基于所述气动噪声数值模型得到漏孔形成的气体流射的流场分布，构建流场计算域和声学计算域；基于流场计算域和声学计算域，划分测量面，并选取漏孔的测量基准点；根据所述气动噪声数值模型计算各测量基准点的理论声压值，得到各测量面内的理论声压差值特征曲线；开展特征孔验证试验确定影响参数；按照所述测量基准点布设声压传感器并计算各点的声压有效值；根据不同尺寸漏孔各测量点的测量误差确定尺寸检测的参考测量点，再以参考测量点的声压有效值为基准值计算不同测量面内的实际声压差值特征曲线；得到漏孔的参数信息。本专利技术通过提出一种全新的数值模型计算漏孔气体泄漏噪声场空间分布，并借助检测噪声场面内分布特征识别漏孔几何特征，解决了现有声学测试方法难以对漏孔检测的难题。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，构建气动噪声数值模型，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，所述测量面包括方位面和倾斜面；所述倾斜面包括短轴斜面和长轴斜面，所述方位面与漏孔面平行。
4.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，构建流场计算域和声学计算域，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，开展特征孔验证试验确定影响参数，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，按照所述测量基准点布设声压传感器并计算各点的声压有效值，包括：
7.根据权利要求3所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，方位面内的理论声压差值特征曲线的关系式为：
8.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，所述漏孔的参数信息包括漏孔面积、漏孔的长宽
9.一种基于漏孔几何特征的声学检测系统，应用权利要求1-8任一项所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，构建气动噪声数值模型，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，所述测量面包括方位面和倾斜面；所述倾斜面包括短轴斜面和长轴斜面，所述方位面与漏孔面平行。
4.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，构建流场计算域和声学计算域，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于漏孔几何特征的声学检测方法，其特征在于，开展特征孔验证试验确定...
【专利技术属性】
技术研发人员：张开富，程立鑫，程晖，骆彬，邓力川，关旺东，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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