一种安全壳泄漏率的测量方法

1.本发明属于核工程技术领域，具体涉及一种安全壳泄漏率的测量方法。

背景技术：

2.安全壳是确保核电厂安全的最后一道物理屏障，在核电厂中，安全壳整体试验，即安全壳打压试验，是对安全壳施工质量的检验。安全壳整体试验过程的严谨性、试验结果的准确性、数据分析的有效性是保证核电厂安全、稳定运行的重要指标。
3.安全壳密封性是衡量安全壳安装质量的重要指标，安全壳密封性可以通过安全壳泄漏率测量试验确定。目前，国内外的安全壳泄漏率测量试验均以绝对压力衰减法(又称为“压降法”)为主，该方法至少存在以下不足：
4.(1)压降法测量安全壳泄漏率必须停止充气，之后监测安全壳内的压力在试验时段内的变化值，由于在试验过程中的安全壳内的气体会不断向外部泄漏，安全壳内的压力在理论上是逐步下降的，为此，安全壳内的初始压力必须高于设计的压力平台，以保证试验结束时安全壳内的压力不低于设计的试验压力。
5.(2)压降法的原理是计算两个时刻之间的安全壳内的干空气的质量变化，如果试验过程中的湿度存在大幅、反复的变化，采用干空气的泄漏率计算安全壳内真实气体的泄漏率会使试验结果的偏差变大。
6.(3)压降法是采用多个时刻的干空气质量进行最小二乘法求得质量变化斜率作为安全壳泄漏率，计算过程复杂，不易实现安全壳泄漏率的实时显示。

技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种安全壳泄漏率的测量方法，以实时的体积变化为依据，可在恒压环境下完成，是一种全新的安全壳泄漏率测量技术，其计算过程简单，可便于实现实时显示。
8.本发明要解决上述技术问题的技术方案是：
9.本发明提供一种安全壳泄漏率的测量方法，其包括：
10.向安全壳内充入气体，以使安全壳内的压力达到预设的试验压力；
11.对安全壳内的实时压力进行监测，并根据安全壳内的实时压力的监测结果向安全壳内补充气体，以维持安全壳内的实时压力等于预设的试验压力，并检测向安全壳补充的气体的流量，以确定测量体积泄漏率；
12.对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率；
13.根据测量体积泄漏率和补偿泄漏率，确定安全壳泄漏率。
14.优选的是，所述对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率，包括以下步骤:
15.将安全壳的内部空间分割为k个虚拟的温度分区，对各个温度分区的温度分别进
行监测，得到各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，和/或，将安全壳的内部空间分割为m个虚拟的湿度分区，对各个湿度分区的湿度分别进行监测，得到各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据；
16.根据各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，和/或，根据各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据，得到所述补偿泄漏率。
17.优选的是，所述补偿泄漏率具体是采用体积计算得到，则所述安全壳泄漏率的计算步骤包括：
18.计算补偿体积泄漏率，以作为所述补偿泄漏率；
19.根据补偿体积泄漏率和测量体积泄漏率计算实际体积泄漏率；
20.根据实际体积泄漏率计算质量泄漏率，以作为所述安全壳泄漏率。
21.优选的是，所述根据补偿体积泄漏率和测量体积泄漏率计算实际体积泄漏率，具体包括：
22.根据试验工况环境下/标准工况环境下的各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据和各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，计算试验工况环境下/标准工况环境下的补偿体积泄漏率；
23.根据试验工况环境下或供气环境下的各个时刻向安全壳内补充的气体的流量，计算试验工况环境下/标准工况环境下的测量体积泄漏率；
24.将试验工况环境下/标准工况环境下的补偿体积泄漏率和试验工况环境下/标准工况环境下的测量体积泄漏率相加，得到试验工况环境下/标准工况环境下的实际体积泄漏率。
25.优选的是，在标准工况环境下的测量体积泄漏率l
测,n∑∑
的计算式为：
[0026][0027]
其中，n表示时段数或周期数，i表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率,p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力,tn表示标准工况环境下的温度，表示t
i-1
至ti时段内的安全壳内的有效比温度；
[0028]
或者：
[0029][0030]
其中，n表示时段数或周期数，i表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段,l
测,a∑i
表示供气环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率，p
ai
表示供气环境下向安全壳内充入气体的管路中的实时压力，pn表示标准工况环境下的压力,tn表示标准工况环境下的温度，表示供气环境下在t
i-1
至ti时段内的安全壳内的有效比温度；
[0031]
在试验工况环境下的测量体积泄漏率l
测,p∑∑
的计算式为:
[0032][0033]
其中，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率。
[0034]
优选的是，所述补偿体积泄漏率是基于各个温度/湿度分区分别进行补偿计算得到，其中，在试验工况环境下的补偿体积泄漏率l
补,p∑∑
的计算式为：
[0035][0036]
其中，n表示时段数或周期数，m表示湿度分区的数量，i 表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段，j表示第j温度分区或第j湿度分区，k表示温度分区的数量，h
ji
表示第j湿度分区在ti时刻的相对湿度，h
ji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的相对湿度，p
hji
表示第j湿度分区在ti时刻的饱和水蒸气分压，p
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的饱和水蒸气分压，v
hj
表示第j湿度分区占安全壳的自由容积的百分比，v0表示安全壳的自由容积，p0表示试验压力，δt表示t
i-1
至ti时刻的时间长度，t
ji
表示第j温度分区在ti时刻的绝对温度，t
ji-1
表示第j温度分区在t
i-1
时刻的绝对温度， v
tj
表示第j温度分区占安全壳的自由容积的百分比；
[0037]
在标准工况环境下的补偿体积泄漏率l
补,n∑∑
的计算式为：
[0038][0039]
其中，n表示时段数或周期数，m表示湿度分区的数量，i 表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段，j表示第j温度分区或第j湿度分区，k表示温度分区的数量，h
ji
表示第j湿度分区在ti时刻的相对湿度，h
ji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的相对湿度，p
hji
表示第j湿度分区在ti时刻的饱和水蒸气分压，p
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的饱和水蒸气分压，v
hj
表示第j湿度分区占安全壳的自由容积的百分比，v0表示安全壳的自由容积，p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力，δt表示t
i-1
至ti时刻的时间长度,tn表示标准工况环境下的温度，t
hji-1
表示第j湿度分区在 t
i-1
时刻的绝对温度，t
hji
表示第j湿度分区在ti时刻的绝对温度， t
ji
表示第j温度分区在ti时刻的绝对温度，t
ji-1
表示第j温度分区在t
i-1
时刻的绝对温度，v
tj
表示第j温度分区占安全壳的自由容积的百分比。
[0040]
优选的是，所述根据实际体积泄漏率计算质量泄漏率，具体包括：
[0041]
先计算一个δt时间内的质量泄漏率n
∑i
，其计算式为：
[0042][0043]
其中，l
实,n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量，表示ti时刻的平均水蒸气分压，表示t
i-1
时刻的平均水蒸气分压，表示ti时刻的平均水蒸气分压，r表示理想气体常数，p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力，tn表示标准工况环境下的温度；
[0044]
或者：
[0045][0046]
其中，l
实,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量，表示ti时刻的平均水蒸气分压，表示t
i-1
时刻的平均水蒸气分压，r表示理想气体常数，p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力，表示ti至t
i-1
时段内的安全壳内的有效比温度；
[0047]
再计算连续多个δt时间内总的质量泄漏率m
∑∑
，总的质量泄漏率m
∑∑
即为所述安全壳泄漏率，其计算式为：
[0048][0049]
其中，n表示时段数或周期数，i表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段。
[0050]
优选的是，所述补偿体积泄漏率是基于所述安全壳内各个温度分区的平均温度和各个湿度分区的平均湿度进行补偿计算得到，则安全壳泄漏率的采用以下计算式计算得到，其中，在试验工况环境下，所述安全壳泄漏率的计算式包括：
[0051]
l
实,p∑i
＝l
测,p∑i
+l
补,p∑i
[0052][0053][0054]
其中，l
实,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率，l
补,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的补偿体积泄漏率,下标p表示试验工况条件,下标i 表示ti时刻，表示在ti时刻所有分区的平均相对湿度，表示在ti时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示ti时刻的平均温度，表示t
i-1
时刻的平均温
度，v0表示安全壳的自由容积，δt表示t
i-1
至ti时刻的时间长度，m
p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的质量泄漏率,m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量,p0表示试验压力,表示ti时刻的平均水蒸气分压,r表示理想气体常数；
[0055]
在标准工况环境下，所述安全壳泄漏率的计算式包括：
[0056]
l
实,n∑i
＝l
测,n∑i
+l
补,n∑i
[0057][0058][0059]
其中，l
实n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，l
测,n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率，l
补,n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的补偿体积泄漏率，表示在ti时刻所有分区的平均相对湿度，表示在ti时刻所有分区的平均水蒸气分压，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均水蒸气分压，表示ti时刻的平均温度，表示 t
i-1
时刻的平均温度，v0表示安全壳的自由容积，δt表示t
i-1
至 ti时刻的时间长度,p0表示试验压力,pn表示标准工况环境下的压力,tn表示标准工况环境下的温度,m
n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的质量泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量， m
水
表示水蒸气的摩尔质量,表示ti时刻的平均水蒸气分压,r表示理想气体常数。
[0060]
优选的是，所述对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率，包括以下步骤:
[0061]
将安全壳内划分为a个分块，分别监测每个分块的温度和湿度；
[0062]
根据对各个分块温度和湿度的监测结果，以及各个分块的体积，计算得到所述补偿泄漏率。
[0063]
优选的是，所述安全壳泄漏率的计算步骤包括：
[0064]
计算a个分块在ti至t
i+1
时间段的体积泄漏率；
[0065]
根据a个分块在ti至t
i+1
时间段的体积泄漏率，计算a个分块在ti至t
i+1
时间段的质量泄漏率，以作为所述安全壳泄漏率。
[0066]
优选的是，所述a个分块在ti至t
i+1
时间段的体积泄漏率的计算式为：
[0067]
[0068]
其中，a表示分块的数量,l
in,i+1
表示第t
i+1
时刻充入气体的管路的出口处的充气体积流量，t
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的绝对温度,t
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体的绝对温度，m
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体的质量，r
g,eq,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体的折合气体常数，pc表示充入气体的管路的出口处/安全壳内气体的压力，δt表示ti时刻至t
i+1
时刻的时间长度，v
c,i,j
表示第j分块所对应的体积,h
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内相对湿度，h
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内相对湿度，f(t
c,i+1,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的饱和水蒸气分压,f(t
c,i,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压；
[0069]
所述a个分块在ti至t
i+1
时间段的质量泄漏率g
out,i+1j
的计算式为：
[0070][0071]
其中，j表示第j分块，i表示第ti时刻或ti至t
i+1
时间段,a 表示分块的数量,l
in,i+1
表示第t
i+1
时刻充入气体的管路的出口处的充气体积流量，t
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的绝对温度,t
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体的绝对温度，m
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体的质量， r
g,eq,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体的折合气体常数， pc表示充入气体的管路的出口处/安全壳内气体的压力，δt表示 ti至t
i+1
时刻的时间长度，v
c,i,j
表示第j分块所对应的体积, h
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内相对湿度，h
c,i,j
表示第 j分块在ti时刻的安全壳内相对湿度，f(t
c,i+1,j
)表示第j分块在 t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压,f(t
c,i,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压,r
g,eq,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的折合气体常数。
[0072]
本发明提供的安全壳泄漏率的测量方法，可在维持安全壳内部压力恒定的条件下完成，是一种恒压法安全壳泄漏率测量技术，在测量过程中要保持连续充气，以保持安全壳内压力恒定，其原理是通过分析实时的气体体积变化，建立恒压法计算模型，从而确定安全壳泄漏率，与传统的压降法的原理(以分析两个时刻之间安全壳内的干空气的质量变化)完全不同。并且，本方法充分地关注到了测量过程中的温度变化和湿度变化对安全壳泄漏率测量的影响，并结合温度、湿度连续变化的特征，可给定合适的采集周期计算温度补偿和湿度补偿，也就是说，本方法中安全壳泄漏率的计算模型中分析的是安全壳内真实泄漏的气体，本方法的计算模型考虑了湿度变化等因素对压力的影响，进行了这部分影响的补偿，最终测量结果不会受到安全壳内的湿度变化等因素的影响，相比于压降法，准确性更高。
附图说明
[0073]
图1为本发明实施例中安全壳泄漏率的测量方法的示意图；
[0074]
图2为本发明实施例中安全壳泄漏率的测量方法的原理图；
[0075]
图3为本发明实施例中安全壳泄漏率的测量方法的计算流程示意图；
[0076]
图4为本实施例中24h内的安全壳内温度的实时变化图；
[0077]
图5为本实施例中24h内的安全壳内湿度的实时变化图；
[0078]
图6为本实施例中24h内的安全壳内压力的实时变化图；
[0079]
图7为本实施例中24h内的向安全壳补充的气体的流量的实时变化图；
[0080]
图8为本实施例中24h内的实际体积泄漏率l
实,n∑i
的实时变化图；
[0081]
图9为本实施例中24h内的质量泄漏率m
∑i
的实时变化图。
具体实施方式
[0082]
下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
[0083]
实施例1
[0084]
如图1所示，本实施例公开一种安全壳泄漏率的测量方法，包括：
[0085]
向安全壳内充入气体，以使安全壳内的压力达到预设的试验压力；
[0086]
对安全壳内的实时压力进行监测，并根据安全壳内的实时压力的监测结果向安全壳内补充气体，以维持安全壳内的实时压力等于预设的试验压力，并检测向安全壳补充的气体的流量，以确定测量体积泄漏率；
[0087]
对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率；
[0088]
根据测量体积泄漏率和补偿泄漏率，确定安全壳泄漏率。
[0089]
如图2所示，本方法的原理为：将安全壳分为多个分区，假设各个分区稳定在一个初始状态：存在一个对空的泄漏口，该泄漏口的泄漏率为l0，同时，存在一个恒压为p0的无限大空间，不断的向各个分区内补充压缩气体，以保证各个分区内的压力始终为p0，补充的压缩气体的流量为ld；设各个分区内的自由容积为v0，试验压力为p0，各个分区的初始温度为t0，各个分区的初始湿度为h0，各个分区内的气体分子数为n0，在上述各项参数稳定的状态下，则测量泄漏率与实际泄漏率保持一致，即 ld＝l0；并且，由于在各个分区为恒压的试验环境下，虽然各个分区的压力和容积保持不变，但湿度h和温度t可能随时间发生变化，因此，本方法还考虑了湿度和温度对测量结果的影响，将充压管路上测量的ld作为安全壳泄漏率的基准值或基础值，并在此基础上引入了安全壳内(简称壳内)的温度变化体积补偿和湿度变化体积补偿，得到补偿泄漏率。其中，计算流程如图3 所示。
[0090]
具体来说，在安全壳上设置充压管路和恒压测试管路，通过充压管路向安全壳内充入气体(比如，空气、压缩空气)，以对安全壳进行正常充压，并对安全壳内压力或充压管路内的压力进行检测并进行反馈，直至安全壳内压力接近预设的压力平台时，切换至恒压测试管路进行充入气体，以直至安全壳内的压力达到预设的试验压力，或者，直接由充压管路通入气体至安全壳内压力达到预设的试验压力，之后，开始安全壳泄漏率测量。在测量过程中，由于安全壳不断向外部泄漏，在理论上，安全内的压力是不断下降的，通过恒压测试管路向安全壳内补充气体，同时，通过对安全壳内的实时压力进行监测，并根据安全壳内实时压力监测信号反馈结果控制补充气体的流量，使安全壳内的实时压力始终
维持等于预设的试验压力，通过读取补充气体的流量，得到所述测量体积泄漏率。
[0091]
需要说明的是，维持安全壳内的实时压力等于预设的试验压力的控制方式，还可以是：采用一个压力大于试验压力p0的气源，通过安全壳壳内压力反馈实时调节向安全壳补充的气体的流量，不断向安全壳内补充气体，从而维持安全壳内压力始终为 p0。与前文所述的控制方式相比，该控制方式可有效缩短首次达到预设试验压力的时间以及在试验平台上压力微幅波动的周期。
[0092]
对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率，具体可以包括以下步骤:
[0093]
将安全壳的内部空间分割为k个虚拟的温度分区，对各个温度分区的温度分别进行监测，得到各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，和/或，将安全壳的内部空间分割为m个虚拟的湿度分区，对各个湿度分区的湿度分别进行监测，得到各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据；根据各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，和/或，根据各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据，得到所述补偿泄漏率。
[0094]
具体来说，通过布置在安全壳内的温度传感器，将安全壳内部的自由空间分割为若干个(如k个)虚拟的温度分区，其中，将典型区域、气体流动不通畅的房间作为一个分区，每个温度分区的体积系数不可超过0.1，通过上述布置的温度传感器对各个温度分区的温度进行监测，得到各个温度分区的温度变化数据，根据各个温度分区的温度变化数据，在k个温度分区内进行温度补偿(即温度修正)计算，即计算温度对体积变化的补偿，其中，第j分区的初始温度设为t
j0
，在
△
t＝t
i-t
i-1
时间段内，温度一直在缓慢的变化，ti时刻温度设为t
ji
；通过布置在安全壳内的湿度传感器，将安全壳内部的自由空间分割为若干个(如m个)虚拟的湿度分区，其中，将典型区域、气体流动不通畅的房间作为一个分区，通过上述布置的湿度传感器对各个湿度分区的湿度进行监测，得到各个湿度分区的湿度变化数据，根据各个湿度分区的湿度变化数据，在m个分区内进行湿度补偿(即湿度修正)计算，即计算湿度对体积变化的补偿，其中，第j分区的初始湿度设为h
j0
，在
△
t＝t
i-t
i-1
时间段内，湿度一直在缓慢的变化，ti时刻湿度设为h
ji
。
[0095]
本实施例中，补偿泄漏率具体是采用体积计算得到，安全壳泄漏率的计算步骤包括：计算补偿体积泄漏率，以作为所述补偿泄漏率；根据补偿体积泄漏率和测量体积泄漏率计算实际体积泄漏率；根据实际体积泄漏率计算质量泄漏率，以作为所述安全壳泄漏率。
[0096]
具体来说，根据补偿体积泄漏率和测量体积泄漏率计算实际体积泄漏率，具体包括：根据试验工况环境下/标准工况环境下的各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据和各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，计算试验工况环境下/标准工况环境下的补偿体积泄漏率；根据试验工况环境下或供气环境下的各个时刻向安全壳内补充的气体的流量，计算试验工况环境下/标准工况环境下的测量体积泄漏率；将试验工况环境下/标准工况环境下的补偿体积泄漏率和试验工况环境下/标准工况环境下的测量体积泄漏率相加，得到试验工况环境下/标准工况环境下的实际体积泄漏率。
[0097]
以在m个湿度分区和k个温度分区内同时进行的泄漏率补偿情况为例，下面提供几组计算模型，具体如下：
[0098]
(1)第一组计算模型
[0099]
(1-1)计算补偿泄漏率
[0100]
补偿体积泄漏率基于各个温度/湿度分区分别进行补偿计算得到，其中：
[0101]
在试验工况环境下的补偿体积泄漏率l
补,p∑∑
的计算式为：
[0102][0103]
其中，n表示时段数或周期数，m表示湿度分区的数量，i 表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段，j表示第j温度分区或第j湿度分区，k表示温度分区的数量，h
ji
表示第j湿度分区在ti时刻的相对湿度，h
ji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的相对湿度，p
hji
表示第j湿度分区在ti时刻的饱和水蒸气分压，p
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的饱和水蒸气分压，v
hj
表示第j湿度分区占安全壳的自由容积的百分比，v0表示安全壳的自由容积，p0表示试验压力(0.42mpa.g，计算中取绝对压力0.5213mpa.a，下文中不再一一赘述)，δt表示t
i-1
至ti时刻的时间长度，t
ji
表示第j温度分区在ti时刻的绝对温度，t
ji-1
表示第j温度分区在t
i-1
时刻的绝对温度，v
tj
表示第j温度分区占安全壳的自由容积的百分比；
[0104]
在标准工况环境下的补偿体积泄漏率l
补,n∑∑
的计算式为：
[0105][0106]
其中，n表示时段数或周期数，m表示湿度分区的数量，i 表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段，j表示第j温度分区或第j湿度分区，k表示温度分区的数量，h
ji
表示第j湿度分区在ti时刻的相对湿度，h
ji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的相对湿度，p
hji
表示第j湿度分区在ti时刻的饱和水蒸气分压，p
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的饱和水蒸气分压，v
hj
表示第j湿度分区占安全壳的自由容积的百分比，v0表示安全壳的自由容积，p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力(1个大气压，0.1013mpa.a，下文中不再一一赘述)，δt表示t
i-1
至ti时刻的时间长度,tn表示标准工况环境下的温度(0℃，绝对温度为273.15k，下文中不再一一赘述)，t
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的绝对温度， t
hji
表示第j湿度分区在ti时刻的绝对温度，t
ji
表示第j温度分区在ti时刻的绝对温度，t
ji-1
表示第j温度分区在t
i-1
时刻的绝对温度，v
tj
表示第j温度分区占安全壳的自由容积的百分比。
[0107]
(1-2)计算测量体积泄漏率
[0108]
测量体积泄漏率一般采用具有温度、压力测量功能的流量计直接累计测量得到，但对于不具有上述累计功能的流量计，则按以下计算式计算得到，其中：
[0109]
在标准工况环境下的测量体积泄漏率l
测,n∑∑
的计算式为：
[0110][0111]
该计算式是由安全壳内为试验工况环境转换为标准工况环境得到，其中，n表示时段数或周期数，i表示ti时刻或t
i-1
至 ti时间段，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率(即试验工况环境下在ti时刻检测到的向安全壳补充的气体的流量值),p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力,tn表示标准工况环境下的温度，表示t
i-1
至ti时段内的安全壳内的有效比温度，
[0112]
或者，
[0113][0114]
该计算式是由充压管路的供气环境转换为标准工况环境得到，其中，n表示时段数或周期数，i表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段,l
测,a∑i
表示供气环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率(即供气环境下在ti时刻检测到的向安全壳补充的气体的流量值)，p
ai
表示供气环境下向安全壳内充入气体的管路处的实时压力，pn表示标准工况环境下的压力,tn表示标准工况环境下的温度，表示供气环境下在t
i-1
至ti时段内的安全壳内的有效比温度。
[0115]
在试验工况环境下的测量体积泄漏率l
测,p∑∑
的计算式为:
[0116][0117]
其中，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率(即试验工况环境下在ti时刻检测到的向安全壳补充的气体的流量值)。
[0118]
(1-3)计算实际体积泄漏率
[0119]
实际体积泄漏率l
实
等于测量体积泄漏率与补偿体积泄漏率之和，则在试验工况环境下的实际体积泄漏率l
实,p∑∑
的计算式为：
[0120]
l
实,p∑∑
＝l
测,p∑∑
+l
补,p∑∑
[0121]
在标准工况环境下的实际体积泄漏率l
实,n∑∑
的计算式为：
[0122]
l
实,n∑∑
＝l
测,n∑∑
+l
补,n∑∑
[0123]
其中，需要说明的是：在本实施例中，下标n表示标准工况环境，下标p表示试验工况环境，下标∑∑表所有时刻所有分区累计，下文中不再一一赘述。
[0124]
(1-4)计算质量泄漏率
[0125]
根据实际体积泄漏率计算质量泄漏率，质量泄漏率的计算步骤包括：
[0126]
先计算一个δt时间内的质量泄漏率m
∑i
，其计算式为：
[0127]
[0128]
其中，下标∑i表示ti时刻所有分区累计，下标n∑i表示标准工况环境下ti时刻所有分区累计，l
实,n∑i
表示标准工况环境下在 ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量， m
水
表示水蒸气的摩尔质量，表示ti时刻的平均水蒸气分压，表示t
i-1
时刻的平均水蒸气分压，表示ti时刻的平均水蒸气分压，r表示理想气体常数(8.314j
·
mol-1
·
k-1
)，p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力，tn表示标准工况环境下的温度；
[0129]
或者，
[0130][0131]
其中，下标∑i表示ti时刻所有分区累计，下标p∑i表示试验工况环境下ti时刻所有分区累计，l
实,p∑i
表示试验工况环境下在 ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量， m
水
表示水蒸气的摩尔质量，表示ti时刻的平均水蒸气分压，表示t
i-1
时刻的平均水蒸气分压，r表示理想气体常数，p0表示试验压力，pn表示标准工况环境下的压力，表示ti至t
i-1
时段内的安全壳内的有效比温度，
[0132]
再计算连续多个δt时间内总的质量泄漏率m
∑∑
，总的质量泄漏率即本方法的安全壳泄漏率，其计算式为：
[0133][0134]
其中，n表示时段数或周期数，i表示ti时刻或t
i-1
至ti时间段。
[0135]
(2)第二组计算模型
[0136]
与(1)第一组计算模型相比，对计算过程进行了适当的简化，补偿体积泄漏率是基于安全壳内各个温度分区的平均温度和各个湿度分区的平均湿度进行补偿计算得到，则安全壳泄漏率的采用以下计算式计算得到：
[0137]
在试验工况环境下，安全壳泄漏率的计算式包括：
[0138]
l
实,p∑i
＝l
测,p∑i
+l
补,p∑i
[0139][0140][0141]
其中，l
实,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率(即试验工况环境下在ti时刻检测到的向安全壳补充的气体的流量值)，l
补,p∑i
表示试验工况环境下在 ti时刻
所有分区累计的补偿体积泄漏率,下标p表示试验工况条件,下标i表示ti时刻，表示在ti时刻所有分区的平均相对湿度，表示在ti时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示ti时刻的平均温度，表示t
i-1
时刻的平均温度，v0表示安全壳的自由容积，δt表示t
i-1
至 ti时刻的时间长度，m
p∑i
表示试验工况环境下在ti时刻所有分区累计的质量泄漏率,m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量,p0表示试验压力,表示ti时刻的平均水蒸气分压,r表示理想气体常数；
[0142]
在标准工况环境下，安全壳泄漏率的计算式包括：
[0143]
l
实,n∑i
＝l
测,n∑i
+l
补,n∑i
[0144][0145][0146]
其中，l
实n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，l
测,n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的测量体积泄漏率，l
补,n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的补偿体积泄漏率，表示在ti时刻所有分区的平均相对湿度，表示在ti时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示ti时刻的平均温度，表示t
i-1
时刻的平均温度，v0表示安全壳的自由容积，δt表示t
i-1
至ti时刻的时间长度,p0表示试验压力,pn表示标准工况环境下的压力,tn表示标准工况环境下的温度,m
n∑i
表示标准工况环境下在ti时刻所有分区累计的质量泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量,表示ti时刻的平均水蒸气分压,r表示理想气体常数。
[0147]
需要说明的是，安全壳内的实际的平均压力都是围绕p0以微小的幅度波动。因此，本实实施例中各计算式中的p0还可以替换成安全壳内的实时的测量压力pi(替换前后相对变化仅万分之五左右)，并且，用pi计算会与安全壳内压力的实际的变化过程更一致，结果更精确一些。
[0148]
下面以1000m3安全壳为例，其中，试验压力p0(绝压)为 533.65kpa、温度分区为28个，各个温度传感器的布置情况如表 1所示，湿度分区为10个，各个湿度传感器的布置情况如表2 所示，对上述第一组计算模型计算过程进行详述，具体如下：
[0149]
表1
[0150][0151][0152]
表2
[0153][0154]
由于本系统测量过程中安全壳内的温度、湿度、压力是实时变化的，进气管线上补充的气体的流量也会发生相应的变化，通过安全壳内压力计、温度传感器、湿度传感器等检测器连续采集24h内的数据来完成安全壳泄漏率的测量与分析，其中：
[0155]
24h内的安全壳内温度的实时变化如图4所示；
[0156]
24h内的安全壳内湿度的实时变化如图5所示；
[0157]
24h内的安全壳内压力的实时变化如图6所示；
[0158]
24h内的向安全壳补充的气体的流量的实时变化如图7所示。
[0159]
以24h内的第一个时间段δt＝10s(即0到10s)为例，说明单时刻体积泄漏率l
实,n∑i
和单时刻质量泄漏率m
∑i
的计算：
[0160]
t1-t28温度传感器在ti-1时刻采集得到的温度值数据(单位℃)依次为：
[0161]
32.5680,32.5840,32.6770,32.7190,32.8540,33.0000,32. 9560,32.9010,32.8570,33.0530,32.8720,32.8330,32.7520,33 .1960,32.8320,33.1960,33.0260,33.3470,32.9680,33.2100,3 3.3170,33.1310,33.2670,33.3580,33.2160,33.0400,32.3840, 32.4840；
[0162]
h1-h10湿度传感器在t
i-1
时刻采集得到的湿度值数据(％) 依次为：
[0163]
48.1898,46.8971,47.1527,47.7582,46.3522,48.7407,46. 4725,46.7261,46.1951,48.9654；
[0164]
在t
i-1
时刻采集得到的安全壳内的实时压力为：533.652kpa；
[0165]
在t
i-1
时刻采集得到向安全壳内充入气体的管路中气体的流量值，即测量泄漏率
(标准工况)为：0.7945m3/h；
[0166]
t1-t28温度传感器在ti时刻(t
i-t
i-1
＝10s)采集得到的温度值数据(单位℃)依次为：
[0167]
32.5670,32.5810,32.6790,32.7170,32.8600,32.9950,32. 9550,32.9060,32.8540,33.0530,32.8750,32.8310,32.7530,33 .1950,32.8340,33.1980,33.0270,33.3480,32.9680,33.2100,3 3.3160,33.1320,33.2700,33.3560,33.2150,33.0390,32.3850, 32.4870；
[0168]
h1-h10湿度传感器在ti时刻采集得到的湿度值数据(％)依次为：
[0169]
48.1968,46.8991,47.1556,47.7602,46.3552,48.7447,46. 4715,46.7281,46.1990,48.9595；
[0170]
在ti时刻采集得到的安全壳内的实时压力为：533.652kpa；
[0171]
在ti时刻采集得到向安全壳内充入气体的管路中的气体的流量值，即测量泄漏率(标准工况)为：0.7975m3/h；
[0172]
将上述采集得到的数据，代入到上文所述的计算式中，得到：
[0173]
ti时刻安全壳内有效比温度为：
[0174][0175]
在t
i-1
至ti时间段内的测量体积泄漏率为：
[0176]
l
测,n∑i
＝0.796m3/h。
[0177]
按照实施例1中的计算模型，分别计算：
[0178]
在t
i-1
至ti时间段内的补偿泄漏率为：
[0179]
l
补,n∑i
＝3.16703m3/h。
[0180]
在t
i-1
至ti时间段内的实际体积泄漏率为：
[0181]
l
实,n∑i
＝l
测,n∑i
+l
补,n∑i
＝3.96268m3/h
[0182]
通过t
i-1
时刻安全壳内温度、湿度，可计算得到t
i-1
时刻的安全壳内水蒸气分压为：
[0183]
通过ti时刻安全壳内温度、湿度，可计算得到ti时刻的安全壳内水蒸气分压为：
[0184]
在t
i-1
至ti时间段内的实际质量泄漏率为：
[0185][0186]
将采集的24h内的数据划分为24
×
360个10s的时间段，每个时间段均按照上述单时刻计算过程，得到24
×
360组单时刻的测量体积泄漏率l
测,n∑i
、补偿体积泄漏率l
补,n∑i
、实际体积泄漏率l
实,n∑i
和质量泄漏率m
∑i
。这里不在一一赘述其他单时刻时段内的计算，仅以图例说明24h内的实际体积泄漏率l
实,n∑i
和质量泄漏率m
∑i
变化过程，其中：
[0187]
24h内的实际体积泄漏率l
实,n∑i
的实时变化如图8所示。
[0188]
24h内的质量泄漏率m
∑i
的实时变化如图9所示。
[0189]
对24h内所有时段的单时刻的测量体积泄漏率l
测,n∑i
累加计算平均值，计算得到24h内的测量体积泄漏率为：
[0190]
l
测,n∑∑
＝1.05534m3/h
[0191]
对24h内所有时段的单时刻补偿体积泄漏率l
补,n∑i
累加计算平均值，计算得到24h内的补偿体积泄漏率为：
[0192]
l
测,n∑∑
＝0.15381m3/h
[0193]
安全壳体容积1000m3，相对体积泄漏率为0.617553％安全壳内气体总体积/天。
[0194]
24h内的平均的实际体积泄漏率为：
[0195]
l
实,n∑∑
＝l
测,n∑∑
+l
补,n∑∑
＝1.20915m3/h
[0196]
对24h内所有时段的单时刻的质量泄漏率m
∑i
，累加计算平均值，计算得到24h的质量泄漏率为：
[0197][0198]
在0时刻，安全壳内气体总质量6063.65kg，相对质量泄漏率为0.618286％安全壳内气体总质量/天。
[0199]
本实施例的安全壳泄漏率的测量方法，可在维持安全壳内部压力恒定的条件下完成，是一种恒压法安全壳泄漏率测量技术，在测量过程中要保持连续充气，以保持安全壳内压力恒定，其原理是通过分析实时的体积变化，建立恒压法计算模型，从而确定安全壳泄漏率，与传统的压降法的原理(以分析两个时刻之间安全壳内的干空气的质量变化)完全不同。并且，本方法充分地关注到了测量过程中的温度变化和湿度变化对安全壳泄漏率测量的影响，并结合温度、湿度连续变化的特征，可给定合适的采集周期计算温度补偿和湿度补偿，也就是说，本方法中安全壳泄漏率的计算模型中分析的是安全壳内真实泄漏的气体，本方法的计算模型考虑了湿度变化等因素对压力的影响，进行了这部分影响的补偿，最终测量结果不会受到安全壳内的湿度变化等因素的影响，相比于压降法，准确性更高。
[0200]
实施例2
[0201]
本实施例公开一种安全壳泄漏率的测量方法，相比于实施例 1所述的安全壳泄漏率的测量方法，区别在于：
[0202]
对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率，包括以下步骤:将安全壳内划分为a个分块，分别监测每个分块的温度和湿度；根据对各个分块温度和湿度的监测结果，以及各个分块的体积，计算得到补偿泄漏率。
[0203]
本方法采用是与实施例1中的第一组计算模型和第二组计算模型都不同的(3)第三组计算模型，其具体计算步骤包括：
[0204]
计算a个分块在ti至t
i+1
时间段的体积泄漏率；
[0205]
根据a个分块在ti至t
i+1
时间段的体积泄漏率，计算a个分块在ti至t
i+1
时间段的质量泄漏率，质量泄漏率即本方法测量得到的安全壳泄漏率。
[0206]
具体来说，a个分块在ti至t
i+1
时间段的体积泄漏率的计算式为：
[0207][0208]
其中，a表示分块的数量,l
in,i+1
表示第t
i+1
时刻充入气体的管路(即本文中恒压测试管路)的出口处的充气体积流量，t
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的绝对温度,t
c,i,j
表示第 j分块在ti时刻的安全壳内气体的绝对温度，m
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体(混合气体)的质量，r
g,eq,i,j
表示第j 分块在ti时刻的安全壳内气体(混合气体)的折合气体常数，pc表示充入气体的管路的出口处/安全壳内气体的压力，δt表示ti时刻至t
i+1
时刻的时间长度，v
c,i,j
表示第j分块所对应的体积, h
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内相对湿度，h
c,i,j
表示第 j分块在ti时刻的安全壳内相对湿度，f(t
c,i+1,j
)表示第j分块在 t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压,f(t
c,i,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压；
[0209]
a个分块在ti至t
i+1
时间段的质量泄漏率g
out,i+1j
的计算式为：
[0210][0211]
其中，j表示第j分块，i表示第ti时刻或ti至t
i+1
时间段,a 表示分块的数量,l
in,i+1
表示第t
i+1
时刻充入气体的管路的出口处的充气体积流量，t
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的绝对温度,t
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体的绝对温度，m
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体(混合气体)的质量，r
g,eq,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内气体(混合气体)的折合气体常数，pc表示充入气体的管路的出口处/安全壳内气体的压力，δt表示ti时刻至t
i+1
时刻的时间长度，v
c,i,j
表示第j分块所对应的体积,h
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内相对湿度，h
c,i,j
表示第j分块在ti时刻的安全壳内相对湿度，f(t
c,i+1,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压,f(t
c,i,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压, r
g,eq,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的折合气体常数。
[0212]
本实施例的安全壳泄漏率的测量方法，可在维持安全壳内部压力恒定的条件下完成，是一种恒压法安全壳泄漏率测量技术，在测量过程中要保持连续充气，以保持安全壳内压力恒定，其原理是通过分析实时的体积变化，建立恒压法计算模型，从而确定安全壳泄漏率，与传统的压降法的原理(以分析两个时刻之间安全壳内的干空气的质量变化)完全不同。并且，本方法充分地关注到了测量过程中的温度变化和湿度变化对安全壳泄漏
率测量的影响，并结合温度、湿度连续变化的特征，可给定合适的采集周期计算温度补偿和湿度补偿，也就是说，本方法中安全壳泄漏率的计算模型中分析的是安全壳内真实泄漏的气体，本方法的计算模型考虑了湿度变化等因素对压力的影响，进行了这部分影响的补偿，最终测量结果不会受到安全壳内的湿度变化等因素的影响，相比于压降法，准确性更高。
[0213]
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种安全壳泄漏率的测量方法，包括：向安全壳内充入气体，以使安全壳内的压力达到预设的试验压力；对安全壳内的实时压力进行监测，并根据安全壳内的实时压力的监测结果向安全壳内补充气体，以维持安全壳内的实时压力等于预设的试验压力，并检测向安全壳补充的气体的流量，以确定测量体积泄漏率；对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率；根据测量体积泄漏率和补偿泄漏率，确定安全壳泄漏率。2.根据权利要求1所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率，包括以下步骤:将安全壳的内部空间分割为k个虚拟的温度分区，对各个温度分区的温度分别进行监测，得到各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，和/或，将安全壳的内部空间分割为m个虚拟的湿度分区，对各个湿度分区的湿度分别进行监测，得到各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据；根据各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，和/或，根据各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据，得到所述补偿泄漏率。3.根据权利要求2所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述补偿泄漏率具体是采用体积计算得到，则所述安全壳泄漏率的计算步骤包括：计算补偿体积泄漏率，以作为所述补偿泄漏率；根据补偿体积泄漏率和测量体积泄漏率计算实际体积泄漏率；根据实际体积泄漏率计算质量泄漏率，以作为所述安全壳泄漏率。4.根据权利要求3所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述根据补偿体积泄漏率和测量体积泄漏率计算实际体积泄漏率，具体包括：根据试验工况环境下/标准工况环境下的各个湿度分区在不同时刻的实时湿度数据和各个温度分区在不同时刻的实时温度数据，计算试验工况环境下/标准工况环境下的补偿体积泄漏率；根据试验工况环境下或供气环境下的各个时刻向安全壳内补充的气体的流量，计算试验工况环境下/标准工况环境下的测量体积泄漏率；将试验工况环境下/标准工况环境下的补偿体积泄漏率和试验工况环境下/标准工况环境下的测量体积泄漏率相加，得到试验工况环境下/标准工况环境下的实际体积泄漏率。5.根据权利要求4所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，在标准工况环境下的测量体积泄漏率l
测,n∑∑
的计算式为：其中，n表示时段数或周期数，i表示t
i
时刻或t
i-1
至t
i
时间段，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的测量体积泄漏率,p0表示试验压力，p
n
表示标准工况环境下的压
力,t
n
表示标准工况环境下的温度，表示t
i-1
至t
i
时段内的安全壳内的有效比温度，或者，其中，n表示时段数或周期数，i表示t
i
时刻或t
i-1
至t
i
时间段,l
测,a∑i
表示供气环境下在t
i
时刻所有分区累计的测量体积泄漏率，p
ai
表示供气环境下向安全壳内充入气体的管路中的实时压力，p
n
表示标准工况环境下的压力,t
n
表示标准工况环境下的温度，表示供气环境下在t
i-1
至t
i
时段内的安全壳内的有效比温度；在试验工况环境下的测量体积泄漏率l
测,p∑∑
的计算式为:其中，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的测量体积泄漏率。6.根据权利要求4所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述补偿体积泄漏率是基于各个温度/湿度分区分别进行补偿计算得到，其中，在试验工况环境下的补偿体积泄漏率l
补,p∑∑
的计算式为：其中，n表示时段数或周期数，m表示湿度分区的数量，i表示t
i
时刻或t
i-1
至t
i
时间段，j表示第j温度分区或第j湿度分区，k表示温度分区的数量，h
ji
表示第j湿度分区在t
i
时刻的相对湿度，h
ji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的相对湿度，p
hji
表示第j湿度分区在t
i
时刻的饱和水蒸气分压，p
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的饱和水蒸气分压，v
hj
表示第j湿度分区占安全壳的自由容积的百分比，v0表示安全壳的自由容积，p0表示试验压力，δt表示t
i-1
至t
i
时刻的时间长度，t
ji
表示第j温度分区在t
i
时刻的绝对温度，t
ji-1
表示第j温度分区在t
i-1
时刻的绝对温度，v
tj
表示第j温度分区占安全壳的自由容积的百分比；在标准工况环境下的补偿体积泄漏率l
补,n∑∑
的计算式为：
其中，n表示时段数或周期数，m表示湿度分区的数量，i表示t
i
时刻或t
i-1
至t
i
时间段，j表示第j温度分区或第j湿度分区，k表示温度分区的数量，h
ji
表示第j湿度分区在t
i
时刻的相对湿度，h
ji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的相对湿度，p
hji
表示第j湿度分区在t
i
时刻的饱和水蒸气分压，p
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的饱和水蒸气分压，v
hj
表示第j湿度分区占安全壳的自由容积的百分比，v0表示安全壳的自由容积，p0表示试验压力，p
n
表示标准工况环境下的压力，δt表示t
i-1
至t
i
时刻的时间长度,t
n
表示标准工况环境下的温度，t
hji-1
表示第j湿度分区在t
i-1
时刻的绝对温度，t
hji
表示第j湿度分区在t
i
时刻的绝对温度，t
ji
表示第j温度分区在t
i
时刻的绝对温度，t
ji-1
表示第j温度分区在t
i-1
时刻的绝对温度，v
tj
表示第j温度分区占安全壳的自由容积的百分比。7.根据权利要求4所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述根据实际体积泄漏率计算质量泄漏率，具体包括：先计算一个δt时间内的质量泄漏率m
∑i
，其计算式为：其中，l
实,n∑i
表示标准工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量，表示t
i
时刻的平均水蒸气分压，表示t
i-1
时刻的平均水蒸气分压，表示t
i
时刻的平均水蒸气分压，r表示理想气体常数，p0表示试验压力，p
n
表示标准工况环境下的压力，t
n
表示标准工况环境下的温度，或者，其中，l
实,p∑i
表示试验工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量，表示t
i
时刻的平均水蒸气分压，表示t
i-1
时刻的平均水蒸气分压，r表示理想气体常数，p0表示试验压力，p
n
表示标准工况环境下的压力，表示t
i
至t
i-1
时段内的安全壳内的有效比温度；再计算连续多个δt时间内总的质量泄漏率m
∑∑
，总的质量泄漏率m
∑∑
即为所述安全壳泄漏率，其计算式为：
其中，n表示时段数或周期数，i表示t
i
时刻或t
i-1
至t
i
时间段。8.根据权利要求4所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述补偿体积泄漏率是基于所述安全壳内各个温度分区的平均温度和各个湿度分区的平均湿度进行补偿计算得到，则安全壳泄漏率的采用以下计算式计算得到，在试验工况环境下，所述安全壳泄漏率的计算式包括：l
实,p∑i
＝l
测,p∑i
+l
补,p∑i补,p∑i
其中，l
实,p∑i
表示试验工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，l
测,p∑i
表示试验工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的测量体积泄漏率，l
补,p∑i
表示试验工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的补偿体积泄漏率,下标p表示试验工况条件,下标i表示t
i
时刻，表示在t
i
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i
时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均饱和水蒸气分压，表示t
i
时刻的平均温度，表示t
i-1
时刻的平均温度，v0表示安全壳的自由容积，δt表示t
i-1
至t
i
时刻的时间长度，m
p∑i
表示试验工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的质量泄漏率,m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量,p0表示试验压力,表示t
i
时刻的平均水蒸气分压,r表示理想气体常数；在标准工况环境下，所述安全壳泄漏率的计算式包括：l
实,n∑i
＝l
测,n∑i
+l
补,n∑i补,n∑i
其中，l
实n∑i
表示标准工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的实际体积泄漏率，l
测,n∑i
表示标准工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的测量体积泄漏率，l
补,n∑i
表示标准工况环境下在t
i
时刻所有分区累计的补偿体积泄漏率，表示在t
i
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i
时刻所有分区的平均水蒸气分压，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均相对湿度，表示在t
i-1
时刻所有分区的平均水蒸气分压，表示t
i
时刻的平均温度，表示t
i-1
时刻的平均温度，v0表示安全壳的自由容积，δt表示t
i-1
至t
i
时刻的时间长度,p0表示试验压力,p
n
表示标准工况环境下的压力,t
n
表示标准工况环境下的温度,m
n∑i
表示标准工况
环境下在t
i
时刻所有分区累计的质量泄漏率，m
气
表示空气摩尔质量，m
水
表示水蒸气的摩尔质量,表示t
i
时刻的平均水蒸气分压,r表示理想气体常数。9.根据权利要求1所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率，包括以下步骤:将安全壳划分为a个分块，分别监测每个分块的温度和湿度；根据对各个分块温度和湿度的监测结果，以及各个分块的体积，计算得到所述补偿泄漏率。10.根据权利要求9所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述安全壳泄漏率的计算步骤包括：计算a个分块在t
i
至t
i+1
时间段的体积泄漏率；根据a个分块在t
i
至t
i+1
时间段的体积泄漏率计算a个分块在t
i
至t
i+1
时间段的质量泄漏率，以作为所述安全壳泄漏率。11.根据权利要求10所述的安全壳泄漏率的测量方法，其特征在于，所述a个分块在t
i
至t
i+1
时间段的体积泄漏率的计算式为：其中，a表示分块的数量,l
in,i+1
表示第t
i+1
时刻充入气体的管路的出口处的充气体积流量，t
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的绝对温度,t
c,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内气体的绝对温度，m
c,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内气体的质量，r
g,eq,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内气体的折合气体常数，p
c
表示充入气体的管路的出口处/安全壳内气体的压力，δt表示t
i
时刻至t
i+1
时刻的时间长度，v
c,i,j
表示第j分块所对应的体积,h
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内相对湿度，h
c,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内相对湿度，f(t
c,i+1,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的饱和水蒸气分压,f(t
c,i,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压；所述a个分块在t
i
至t
i+1
时间段的质量泄漏率g
out,i+1j
的计算式为：其中，j表示第j分块，i表示第t
i
时刻或t
i
至t
i+1
时间段,a表示分块的数量,l
in,i+1
表示第
t
i+1
时刻充入气体的管路的出口处的充气体积流量，t
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的绝对温度,t
c,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内气体的绝对温度，m
c,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内气体的质量，r
g,eq,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内气体的折合气体常数，p
c
表示充入气体的管路的出口处/安全壳内气体的压力，δt表示t
i
至t
i+1
时刻的时间长度，v
c,i,j
表示第j分块所对应的体积,h
c,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内相对湿度，h
c,i,j
表示第j分块在t
i
时刻的安全壳内相对湿度，f(t
c,i+1,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压,f(t
c,i,j
)表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内饱和水蒸气分压,r
g,eq,i+1,j
表示第j分块在t
i+1
时刻的安全壳内气体的折合气体常数。

技术总结

本发明公开一种安全壳泄漏率的测量方法，包括：向安全壳内充入气体，以使安全壳内的压力达到预设的试验压力；对安全壳内的实时压力进行监测，并根据安全壳内的实时压力的监测结果向安全壳内补充气体，以维持安全壳内的实时压力等于预设的试验压力，并检测向安全壳补充的气体的流量，以确定测量体积泄漏率；对安全壳内的温度和/或湿度进行监测，根据安全壳内的温度和/或湿度监测结果，确定补偿泄漏率；根据测量体积泄漏率和补偿泄漏率，确定安全壳泄漏率。本发明以实时的体积变化为依据，可在恒压环境下完成，是一种全新的安全壳泄漏率测量技术，其计算过程简单，可便于实现实时显示。可便于实现实时显示。可便于实现实时显示。