含水小口容器內氣體泄漏量檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及氣體泄漏量測量技術領域，尤其涉及含水小口容器內氣體泄漏量檢測 裝置及檢測方法。
【背景技術】
[0002] 在電力行業，許多汽輪發電機采用水氫氫冷技術。由于大型發電機結構復雜，結合 面多，而且氫氣滲透性強，所以漏氫現象時有發生。水氫氫冷發電機，即定子繞組采用水內 冷，轉子繞組采用氫內冷，定子鐵芯及其它結構件為氫冷的發電機。內冷水箱是氫冷發電機 閉路循環水系統中的一個儲水容器，內冷水箱排空口直徑相對于容器體積非常小，稱為小 口容器。定子繞組的出水首先進入水箱，回水中所含的微量氫氣可在水箱內釋放。
[0003] 國能安全（2014) 161號《防止電力生產事故的二十五項重點要求》中有相關條文 介紹了監測內冷水箱漏氫的措施："1〇. 5. 2嚴密監測氫冷發電機油系統、主油箱內的氫氣 體積含量，確保避開含量在4%~75%的可能爆炸范圍。內冷水箱中含氫（體積含量）超過 2%應加強對發電機的監視，超過10%應立即停機消缺。內冷水系統中漏氫量達到0. 3m3/d 時應在計劃停機時安排消缺，漏氫量大于5m3/d時應立即停機處理。"
[0004] 同時，發電機內部冷卻水中的溶解氧可能腐蝕發電機內部繞組空心銅管，造成泄 漏，引發跳閘停機事故，若內冷水管出現孔洞，也必然造成氫氣大量泄漏，因此，監測內冷 水箱內的氫氣泄漏量對維護發電機可靠運行具有實際意義。對內冷水箱內的氫氣泄漏量的 測量可延伸到對含水小口容器內氣體泄漏量的濃度測量。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種含水小口容器內氣體泄漏量檢測裝置及檢測方法，能夠 實現小口容器內大濃度氣體的濃度和泄漏量的監測，滿足類似環境下氣體泄漏量的監測、 檢驗需求，監控作業設備運行狀況。
[0006] 本發明中含水小口容器內氣體泄漏量的檢測裝置，包括傳感器模塊、中央處理模 塊、容積式氣體流量計，傳感器模塊用于檢測含水小口容器內泄漏氣體的濃度，容積式氣體 流量計用于檢測含水小口容器內被測氣體的泄漏量，傳感器模塊的信號輸出端與容積式氣 體流量計的信號輸出端分別與中央處理模塊的第一信號輸入端和第二信號輸入端連接，所 述中央處理模塊用于利用傳感器模塊采集到的被測氣體的瞬時濃度，分別計算容積式氣體 流量計!\、T2··· T111時間段內的氣體平均濃度，進而獲得T i、IV·· T111每個時間段內的氣體泄漏 量，最后將各個時間段內的氣體泄漏量累加計算總的氣體泄漏量，其中，下標m為容積式氣 體流量計從最初運行開始到記錄時刻為止所計量的最小數字可讀計量體積的個數，T1、iv·· Tni為容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄時刻為止計量每個最小數字可讀計量體積 的時間。
[0007] 所述的中央處理模塊首先獲取容積式氣體流量計計量第一個最小體積￥_時間 段T1內的多個被測氣體瞬時濃度p u，其中，V_為容積式氣體流量計最小數字可讀計量 體積，P11中下標/ = 1、2···Κ，
P11中下標1表示在時間段!\內，□為向下取整 符號，TeS中央處理模塊的采樣時間；其次，計算在時間段1\內，被測氣體平均濃度Ptl，
其中，Ptl中下標tl表示在時間段T1內；再次，按照上述兩個步驟的方法分別計 9 算第2個最小體積V_時間段T 2、第3個最小體積V_時間段T 3、…第g個最小體積￥_時 間段！；內的被測氣體平均濃度P t2、PyPtg，其中
?□為向下取整 符號，V為容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄時刻為止所計量的總體積；然后，計算 第1、2·ι個最小體積乂_時間段UfTg內的氣體泄漏
V為容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄時刻為止所計量的 總體積；最后，計算容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄時刻T為止的時間段內的氣 體泄漏量Vs
[0008] 傳感器模塊與中央處理模塊采用數字通信方式通信，容積式氣體流量計與中央處 理模塊采用數字通信方式通信。
[0009] 中央處理模塊連接顯示模塊、輸入模塊和存儲模塊，顯示模塊、輸入模塊和存儲模 塊分別與中央處理模塊連接。
[0010] 中央處理模塊還連接有報警模塊。
[0011] 所述的中央處理模塊還用于通過設定記錄時間來計算氣體日泄漏量、氣體月泄 漏量和氣體年泄漏量，并將計算得到的數據存儲在存儲模塊內；氣體日泄漏量從凌晨零時 開始計時，到次日凌晨結束，計算此區間內的氣體泄漏量；氣體月泄漏量從當月的第一天開 始計時，到當月的最后一天結束，計算此區間內的氣體泄漏量；氣體年泄漏量，從當年的第 一天開始計時，到當年的最后一天結束，計算此區間內的氣體泄漏量。
[0012] 一種利用含水小口容器內氣體泄漏量的檢測裝置的含水小口容器內氣體泄漏量 的檢測方法，包括以下步驟：
[0013] 1)獲取容積式氣體流量計計量第一個最小體積V_時間段T i內的多個被測氣體 瞬時濃度P11,其中，v_為容積式氣體流量計最小數字可讀計量體積，P11中下標i = 1、2…
□為向下取整符號，P11中下標1表示在時間段T1內，Te為中央處理模塊的采 樣時間；
[0014] 2)計算在時間段1\內，被測氣體平均濃度：
其中，Pti中下標i = Ptl中下標tl表示在時間段T1內油于含水小口容器內泄漏氣體濃度短
時間內變化極小，因此以算術平均值代表這段時間內氣體平均濃度；
[0015] 3)按照步驟1)和步驟2)的方法分別計算第2個最小體積V_時間段T 2、第3個 最小體積v_時間段τ 3、…第g個最小體積v_時間段τ 的被測氣體平均濃度p t2、pt3… Ptg，其中g = 1、2、3…m
，□為向下取整符號，V為容積式氣體流量計從最初運行 開始到記錄時刻為止所計量的總體積；
[0016] 4)計算第l、2*"g個最小體積U寸間段T1JyTg內的氣體泄漏 =Vmin*ptg，其中g = 1、2、3…m，
V為容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄 時刻為止所計量的總體積；
[0017] 5)計算容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄時刻T為止的時間段內的氣體 泄漏量
[0018] 本發明采用容積式氣體流量計測量含水小口容器內被測氣體的體積，提高了本發 明中含水小口容器內氣體泄漏量的檢測裝置的測量精度。
[0019] 本發明中含水小口容器內氣體泄漏量的檢測方法以容積式氣體流量計最小數字 可讀計量體積V_為計量刻度，時間作為可變量，通過計量最小數字可讀計量體積V _的變 化，來統計一段時間內氣體實際泄漏了多少個最小計量體積，同時依據不同時間段內平均 濃度折算出泄漏混合氣中所含需要被監測的氣體泄漏量，具有測量精度高、測量結果可靠 等優點。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明中含水小口容器內氣體泄漏量檢測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 如圖1所示，本發明中含水小口容器內氣體泄漏量的檢測裝置，包括傳感器模塊、 中央處理模塊、容積式氣體流量計，傳感器模塊用于檢測含水小口容器內氣體的濃度，容 積式氣體流量計用于檢測含水小口容器內氣體的泄漏量，傳感器模塊的信號輸出端與容積 式氣體流量計的信號輸出端分別與中央處理模塊的第一信號輸入端和第二信號輸入端連 接，傳感器模塊與中央處理模塊采用數字通信方式通信，容積式氣體流量計與中央處理模 塊采用數字通信方式通信；所述中央處理模塊用于利用傳感器模塊采集到的被測氣體的瞬 時濃度，分別計算容積式氣體流量計T1、T2··· Tni時間段內的氣體平均濃度，進而獲得T piv·· Tni每個時間段內的氣體泄漏量，最后將各個時間段內的氣體泄漏量疊加計算總的氣體泄漏 量，其中，下標m為容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄時刻為止所計量的最小數字 可讀計量體積的個數，Tn iv·· 1"為容積式氣體流量計從最初運行開始到記錄時刻為止計量 每個最小數字可讀計量體積的時間。容積式氣體流量計，在流量儀表中是精度最高的一 類。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分，根據測量室逐次 重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。
[0022] 如圖1所示，中央處理模塊連接顯示模塊、輸入模塊和存儲模塊，顯示模塊、輸入 模塊和存儲模塊分別與中央