При измерении потоков индикаторного газа через неплотность щупом галоидного течеискателя следует учитывать конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики применяемого течеискателя.
Течеискатель ГТИ-3. К конструктивным особенностям течеискателя типа ГТИ-3 относится дискретное регулирование чувствительности течеискателя с помощью 10-позиционного переключателя накала анода датчика и 2-позиционного переключателя режимов работы («Грубый» и «Чувствительный»), шунтирующего микроамперметр выходного сигнала. Из-за отмеченных конструктивных особенностей для измерения потока газа через неплотность необходимо значительное количество тарировочных кривых
(для каждого накала датчика при двух режимах работы). Однако, если произвести тарировку течеискателя для всех сочетаний накала датчика и режимов работы, то можно увидеть, что чувствительный и грубый режимы работы значительно перекрывают друг друга. На рис. 22 показан тарировочный график течеискателя ГТИ-3 в диапазоне потоков индикаторного газа (фреона-12)4,4 • 10~4 — 6,6х X Ю-2 —МПа. Чувствительный режим работы дополняет
грубый только при накалах датчика, соответствующих положению переключателя в позициях 7—10.
Из эксплуатационных особенностей течеискателя ГТИ-3 следует отметить значительное время выхода на установив
шийся режим работы после включения течеискателя, а также зависимость выходного сигнала течеискателя от расстояния наконечника щупа до неплотности (рис. 23). При изме
рении потока индикаторного газа через неплотность сле
дует помнить, что при переключении накала датчика не
обходимо некоторое время для выхода последнего на
новый тепловой режим, переключение режима работы с грубого на чувствительный с тепловой инерцией датчика не связано.
Тарировка течеискателя ГТИ-3 в широком
диапазоне потоков индикаторного газа является трудоемким процессом из-за необходимости в значительном количестве контрольных течей на различные потоки. Процесс тарировки течеискателя ГТИ-3 можно упростить, если проанализировать характеристики его работы и установить некоторые зависимости.
Временная характеристика — это зависимость относи-' тельной величины выходного сигнала течеискателя / от времени работы с момента включения до момента приближения щупа к неплотности. Временная характеристика позволяет определить время, необходимое для выхода течеискателя на установившийся режим работы, а также максимальный разброс показаний на установившемся режиме. Временную характеристику течеискателя сни
мают на контрольной течи произвольной величины, но постоянной во времени. На рис. 24 приведена снятая для двух течеискателей ГТИ-3 временная характеристика /т— = Kt), где
где, в свою очередь, (/т)тах — максимальный сигнал течеискателя при продолжительности испытания примерно 1,5 ч, мкА; (/T)z—сигнал течеискателя через t мин с момента включения, мкА.
При снятии характеристики течеискатель включают на том накале датчика, на котором производят все последующие замеры до выхода течеискателя на установившийся режим работы. Характеристику, приведенную на рис. 24, снимали при нескольких величинах потока индикаторного газа капиллярной контрольной течи. Для обоих течеискателей зависимость 7Т = / (/) идентична (кривая на рис. 24) и может быть записана в виде соотношения
где е — основание натурального логарифма; t — время с момента включения течеискателя до приближения щупа к неплотности; Т — постоянная времени.
Так как соотношение (66) описывает экспоненту, то постоянная времени Т равна промежутку времени, через который относительный сигнал /т достигнет 63% от максимального (ZT)max, а время, через которое относительный сигнал достигнет максимума (7Т = 1), равно примерно 3 Т. Постоянная времени Т для течеискателя ГТИ-3 составляет около 8 мин, а установившийся режим работы течеискателя наступает примерно через 24 мин после включения.
Максимальный разброс показаний течеискателя ГТИ-3 на установившемся режиме составляет для капиллярной контрольной течи 12% (или±6% от замеренной величины).
В тех случаях, когда необходимо оценить величину потока газа через неплотность ранее, чем через 24 мин с момента включения,
Накальная характеристика — это зависимость выходного сигнала течеискателя /т от накала датчика /гд (от позиции переключателя накала датчика). Для получения накальной характеристики /т = /(/гд) необходимо на контрольной течи произвольной (в рабочем диапазоне течеискателя) величины снять показания выходного сигнала течеискателя на грубом или чувствительном режиме работы (в зависимости от величины потока индикаторного газа), последовательно переключая накал датчика. Для более точного определения этой характеристики замеры выходного сигнала течеискателя необходимо начинать не ранее, чем через 24 мин с момента включения, и после каждого переключения накала датчика давать выдержку 3—4 мин для перехода датчика на новый тепловой режим. На рис. 25 показаны накальные характеристики двух течеискателей ГТИ-3, снятые при одной и той же величине потока инди-
каторного газа через капиллярную контрольную течь. Эти зависимости можно записать в виде
где (/T)t- — выходной сигнал течеискателя на i-м накале датчика, мкА; (1т)т — выходной сигнал течеискателя, замеренный при накале датчика т, мкА; t, т — позиции переключателя накала датчика (целые числа от 1 до 10); К — коэффициент, значение которого определяют по формуле
Такой расчет производят для всех экспериментальных точек и принимают среднее арифметическое значение. Различные течеискатели ГТИ-3 имеют различные коэффициенты К и различную чувствительность. Для кривой 1 рис. 25 /<=0,58; для кривой 2 К = 0,5. В данном случае течеиска-тель, имеющий большее значение коэффициента К, имеет и более высокую чувствительность.
Течеискатель ВАГТИ-4. В течеискателе ВАГТИ-4 накал датчика в отличие от течеискателя ГТИ-3 можно плавно регулировать с помощью потенциометра. Для регулировки чувствительности предусмотрен также переключатель шкал с позициями 1, 10, 100 и 500. С выносным щу-
пом можно работать при положении переключателя 1 и
10, так как в положении 100 флюктуации начального тока датчика могут составлять 40—50% шкалы.
Временную характеристику Л- = /(/) течеискателя ВАГТИ-4 снимали при использовании имитаторов течи типа ГАЛОТ-1. Изменяя накал датчика и используя гнез-
да ГАЛОТ-1 с различными выходными отверстиями в процессе снятия временной характеристики, величины выходных сигналов тече-искателя (на установившемся режиме работы) из
меняли в диапазоне от 20 мкА до 6U мкА для шкал 1 и 10. Характеристику снимали по однократному замеру через равные промежутки времени (3—5 мин). Она показана на рис. 26. Эта зависимость может быть представлена VDflRHPHWCM
с постоянной времени Т, равной 4 мин для обеих шкал. Время выхода на установившийся режим (/уСТ = 3-Т) составляет примерно 12 мин. Максимальная разность величин относительного сигнала 7Т на установившемся режиме составляет около 25% (+12,5% от измеряемой величины).
На рис. 27 показаны графики зависимости погрешности измерений потока индикаторного газа течеискателем ВАГТИ-4, полученные в результате обработки более 600 измерений на имитаторах течи ГАЛОТ-1. Погрешность относительно замеренной величины имеет минимум при величинах выходного сигнала 30—50 мкА и составляет примерно ±20% для шкал 1 и 10.