本发明属于通风空调系统施工技术领域,尤其是涉及一种金属风管漏风量检测方法。
当今,通风空调系统因漏风所浪费的能耗无疑是建筑能耗的一个主要组成部分。通风空调系统因系统线路长、组成元件多、风管为薄壳拼接结构且介质压差大,少量漏风是正常的,但过量的漏风则会影响到整个系统功能的实现和能源的大量浪费。当进行系统调试时,最严重的会出现最末端送风口调不出风来的现象,一般都会首先怀疑设备参数选用小了,或者是系统阻力大了等等,往往忽视由于系统管路漏风造成风量不足。
通风空调系统的严密性关乎节能降耗和室内通风品质保证,多年来行业技术人员对通风空调系统漏风与降耗的研究一直在进行中。越来越多的学者将降低通风空调系统能耗作为建筑节能的一个主要的手段。通风空调风管系统风量泄漏控制技术是施工单位在现场施工中控制系统节能的关键措施。金属风管机械咬口成形技术、共板法兰连接新工艺及风管集成加工技术等三大新技术的发现和创新,促进了本行业科学发展,提高了我国金属风管的制作技术和装备水平,对金属风管加工质量的提升起到了质的飞跃,系统漏风量也较前明显下降。
随着国家持续推行节能建筑和绿色建筑,对于通风空调系统提出了更高的要求,典型的有GB50189-2015《公共建筑节能设计标准》提出风道系统单位风量耗功率的要求,已经颁布的新版GB50243《通风与空调工程施工质量验收规范》中,风管严密性试验不再采用“漏光法试验”而全面应用“漏风量试验”,并提出要对施工工艺进行验证。
基于以上分析,为了适应国家绿色建筑和环保节能的要求,提高我国通风空调行业技术质量水平,保证通风与空调系统功能的实现,减少能源浪费,控制通风空调系统漏风这一质量通病和顽症,力争达到在输送同样空气介质的条件下降低整个系统配置规格和参数,以减少建设单位投资和运行费用,因而需在初步的理论探讨和对金属风管加工、组对和安装全过程的质量追踪以及科技查新的基础上,对金属风管漏风量的检测方法进行研究。
通风空调系统介质输送路径除主、支直管外,还要通过由弯头、来回弯、变径弯、三通、四通等按工程实际需要组合而成的管件(即风管)、安装于风管上用以调节风量和关闭个别支管的风阀以及防止噪声传入室内的各种消声器,最终到达风口。除主、支管和各种管件外,其他系统部件和配件,一般均为专业厂家生产,其用料厚度和加工质量均比风管要高一到两个档次,壳体的密闭性能和连接法兰的平整度基本可以信赖。存在的主要问题是系统部件和配件两端的法兰多为扁钢法兰或角钢法兰,而风管多采用共板法兰或角钢法兰。
若两种不同型式的法兰相配,不仅连接过程繁琐,而且密封性能难以保障。通常情况风管法兰型式随系统部件(或配件)法兰型式定制,按照此原则且二者连接规范,在此区域的漏风量可不详究。
综上,按通风空调系统的组成分析,系统主要漏风区域位于主、支管道和各种管件上,即主要漏风区域位于风管上。
通风空调系统工作压力沿管线逐渐降低,系统末端支管的静压最小,相对的漏风量也小,故风管系统漏风量研究以主、干管为主,支管为辅。
金属风管中的主、干管是通风空调系统中输送空气的重要组成部分,使用量很大。金属风管大多采用卷板为原材料,经过板面矫平、滚压加强筋、液压冲切法兰边方口和尖口、板材切断、风管纵向闭合缝咬口、法兰滚压成型、纵向转角折边、纵向闭合缝合缝和和法兰角装配等工艺过程,做成一节节大小、规格、形状各不相同的管节。由此可见,风管本体加工过程中会产生纵向转角缝(或闭合缝)以及横向管节接口组合缝。纵向转角缝随风管规格大小不同最多三条,而纵向闭合缝仅一条。对于大规格风管因需多张板材拼接还有纵横向拼接缝。
金属风管转角缝(或闭合缝)有三种连接方法:焊接、铆接和咬口连接。其中咬口连接工艺具有强度高、严密性好、咬口缝连续均匀、不破坏板材表面质量、外形美观、易于实现机械化加工等突出特点而获得广泛应用。
常见的转角缝(或闭合缝)咬口形式为联合角咬口和按扣式咬口,常见的拼接缝咬口形式为单平口咬口。
按扣式咬口的特点为借助方木拍打将单口插入双口后即完成板材转角缝连接,但因该咬口双口成形后插入口常闭、单口插入不易并且密封效果没有保障、连接刚度低,仅用于中、低压系统;
用于拼料的单平口咬口合缝后同样也要手持方木或使用专用设备完成咬口合缝。单平口咬口合缝后因拼接缝四层重叠、连接强度高、密封路径长、密封效果好而被广泛应用。联合角咬口因双咬口成形后插入口常开(插入口间隙1~1.2mm),单口插入相对方便,单、双咬口咬接后还要手持方木或手持电动工具扳倒锁口边完成咬口合缝。
长期以来认为联合角咬口具有连接刚度高、密封路径长、密封效果可靠等优点而广泛应用于高、中、低压系统。但通过深入考核和现场验证,联合角咬口因结构型式、滚压成型工艺和合缝过程的影响,其密封效果并没有m6米乐官网 米乐M6平台入口那么完美。尤其以风管用料厚度为0.75mm为分界点,漏风机理呈现出以下两种不同型式:
1)当板材厚度≤0.75mm时,仅采取板材咬口连接的结构密封措施,风管的漏风量相对较大。这是因为咬口成型设备通常是按照加工板材厚度范围0.5mm~1.2mm中的上限1.2mm设计的,0.5~0.75mm板材咬口成型后圆弧半径太大致使咬口部位弹性大,双口插入口存在≥1mm以上间隙,并且双口咬口成型时锁口边产生的拉伸变形因后续的受压失稳而出现起皱现象亦即边波。无论手持方木或手持电动合缝机均仅将锁口边扳倒而不能消除板材层间间隙。板材密封长度仅为锁口边长度,但因波浪形皱纹,锁口边已拉伸后不可缩短,合缝后会出现断续的张口现象,依靠锁口边密封的预期严重打折,因而在转角缝(或闭合缝)处漏风严重,这就是采用薄板联合角咬口作为转角缝(或闭合缝)因层叠间隙松垮、锁口边断续张合而漏风的深层机理。
2)当板材厚度≥0.75mm,因板材强度增大,咬口成形时锁口边产生的边波现象减少。单口插入后与双口两侧板材也不能完全贴紧,并且因锁口边长度(边腿)仅为8mm左右、刚度较大,无论手持方木或手持电动合缝机均不能将锁口边完全扳倒90°与单口紧贴,依靠锁口边密封的第二道屏障部分失控,同样合缝过程中也不能消除板材层间间隙,因而转角缝(或闭合缝)处在系统承压环境下仍存在漏风现象。这就是厚板采用联合角咬口作为转角缝(或闭合缝)因锁口边长厚比小、刚度大、合缝后不能完全锁口而漏风的深层机理。
综上,通过对金属风管中的主、干管的漏风机理进行分析得出:矩形金属风管本体转角缝(或闭合缝)采用联合角咬口连接,板材厚度在0.5mm~1.2mm范围内仅依靠结构密封,均不能消除漏风隐患。在咬口缝正压侧清除表面尘土和油污后涂密封胶或贴密封胶带后密封效果可得到一定改善,但随着有压介质的长期吹刷、介质温度的冷热变换以及气流的脉动,密封胶或密封胶带会逐渐脱落或老化,并且密封胶或密封胶带的生产和使用对自然环境和室内空气品质(IAQ)均有一定的影响。
通风空调系统风管管节之间的法兰连接系统,主要由管节法兰、法兰间密封垫料和多个法兰连接零件等组成。传统的法兰连接系统在管节法兰间,采用条状密封垫料密封以减少管内介质泄露,这种密封原理在法兰连接系统各组成件形状规矩、加工组装标准、安装符合要求、系统处于静态时可良好地发挥密封功能。
但在实际工程实践中由于各组成件在加工、组装、安装、维护等实施环节和系统运米乐 登录入口行过程中存在诸多因素,导致法兰连接系统的密封性能部分丧失,介质泄露量增大,主要体现在以下方面:
第一、在角钢法兰组焊环节,因焊接变形而导致的四根角钢相互倾斜、错边或者法兰组焊焊疤留在密封面未磨平,都将使两连接法兰密封面一周密封间距不均匀,而密封垫料厚度一致,如此法兰密封面一周对密封垫的压力和密封效果明显不均;
第二、在共板法兰滚压成型环节,因弹性回复效应法兰面与风管管壁夹角呈现前大后小,而中间区域夹角接近于90°。这样的管节法兰连接时,法兰密封面就会呈现以下四种形式:①法兰边之间的密封截面呈条状;②两法兰边末端相对时密封截面呈倒梯形;③两法兰边首端相对时密封截面呈梯形;④两法兰边首、末端相对时条形密封截面呈倾斜状态。以上前三种状态在一条法兰边上是交替出现的,即密封截面的形状是连续变化的。同样,法兰密封面一周对密封垫料的压力和密封效果也是随时变化,第②和第③情况用风速仪现场测试可直接检测到介质泄露;尽管在风管管节两端四角处使用冲压成形的法兰角强行将法兰首尾两端束缚在同一平面,但因弹性回复效应两法兰角之间的法兰边仍按如上所述呈现倾斜状态;
第三、在风管管节组装环节,角钢法兰间依靠一周均匀分布的多个螺栓连接,由于空间限制,各种快速、电动紧固工具无法施展,只能采用普通的手动紧固扳手,其效率低下导致螺栓紧固程度不一甚至一些场合仅徒手旋紧。特别是风管局部处于空间尺寸受限的场合,螺栓连接工序可能就无法进行;若遇上如前所述的错边量超差的法兰或风管翻边四角开裂或四角咬口重叠,法兰间一周间隙均匀程度可想而知。因此管节组装时螺栓未紧固区域和因角钢焊接变形、错边或咬口重叠导致密封垫料未压实区域的密闭功能都将部分丧失。
共板法兰间连接除四角镶嵌法兰角并采用螺栓紧固外,其余法兰边仅靠断续的弹簧夹夹紧法兰10mm顶边。共板法兰和弹簧夹均采用滚压成型,其尺寸误差难免。从实施效果看主要是弹簧夹内宽尺寸与共板法兰顶边宽度尺寸难于匹配,若弹簧夹内宽尺寸大,两法兰夹不紧;若弹簧夹内宽尺寸小,弹簧夹装不上;用力强行装夹,会导致相邻法兰顶边上下错列。
由此可见,共板法兰连接的最大缺点是管节间的密封效果随共板法兰滚压成型质量而波动,而法兰夹却无适配的调节功能,导致密闭功能不牢靠稳定。
为了克服以上缺陷,创新了顶丝卡新结构代替弹簧夹,消除了弹簧夹与共板法兰顶边滚压质量对密封效果的影响。但同角钢法兰连接一样,因空间限制只能采用普通的手动扳手紧固顶丝甚至一些场合仅徒手旋紧而已,没有完全消除共板法兰连接结构密封效果波动这一致命缺陷。
第四、风管多个管节地面组装后整体吊装环节,或因起吊过程中风管吊点偏移、倾斜、抖动,或因支吊架高度不一强行固定、或因支吊架间距过大、或因支吊架之间风管自重作用、或因风管表面绝热施工使系统重量增大,均将引起管线呈弧形下坠或管节法兰之间上下错位,使管节法兰密封截面呈上小下大的梯形结构,导致管节法兰下部半周因间隙加大而降低密闭效果;
第五、在系统运行环节,当介质压力逐渐增大时,因风管系统为固有频率较低的薄钢板空壳拼接结构,有压介质沿风管内壁流动容易引起系统振动。刚性大的角钢法兰系统的振幅和频率较小,对密闭性能影响不大;而共板法兰系统的刚性较小、特别是法兰弹簧夹是依靠弹性夹紧两管节法兰顶边而不可调节,系统振动时两法兰边以一定的频率上下错动,法兰间密封条被反复磨损而减薄,长此以往弹簧夹逐渐失去夹紧作用,法兰间密闭效果不断降低。并且以上过程随着系统介质压力增大而更加明显。最终风管无法承受风机高速挡的风压,风量和风压不能满足系统要求。
第一、通风空调系统的主要漏风区域为主、干风管和各种管件上,也就是说主要漏风区域在风管上;
第二、金属风管本体转角缝(或闭合缝)常用联合角咬口时,因咬口松垮、咬口层叠间隙没有消除、锁口边或因边波呈现断续的开合现象或因长厚比小不能紧贴单口实现合缝,若仅靠以板材连接的结构密封,风管转角缝(或闭合缝)将成为风管本体漏风的主要根源;
第三、金属风管管节连接法兰系统在系统运行过程中,漏风量超标的机理为在加工、组装、安装、维护等实施环节存在误差,两法兰平面不能保持平行且间距小于密封垫料厚度。
如前所述,风管多个管节地面组装后整体吊装环节,因起吊过程中风管吊点偏移、倾斜、抖动,或因支吊架高度不一强行固定,或因支吊架间距过大,或因支吊架之间风管自重作用,或因风管表面绝热施工使系统重量增大等原因,均将引起管线呈弧形下坠或管节法兰之间上下错位,使管节法兰密封面呈上小下大的梯形结构,导致管节法兰下部半周因间隙加大而降低密闭效果。
由上述内容可知,由于通风空调系统中的金属风管由多个风管管节拼接而成,风管管节之间的法兰连接系统主要由管节法兰(也称为风管法兰)、法兰间密封垫料和多个法兰连接零件等组成。所采用的管节法兰为角钢法兰或薄钢板法兰(也称为共板法兰)。因而,金属风管的主要漏风区域为风管管节的联合角咬口和风管管节之间的法兰连接位置。当风管管节本体、法兰结构或密封形式等发生变化或设计变更时,为验证风管的强度和严密性能否满足《通风与空调工程施工质量验收规范》的要求,应对风管进行漏风检测,但现如今缺少一种对金属风管的漏风量与漏风区进行简便、快速且有效检测的方法。
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种金属风管漏风量检测方法,其设计合理、实现方便且使用效果好,将漏风量检测与基于红外热图像的漏风区域定位相结合,能简便、快速完成待测金属风管的漏风检测,并能对待测金属风管上的漏风区进行快速、准确定位。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种金属风管漏风量检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、漏风量测量:采用漏风量测量装置对待测金属风管的漏风量进行测量,测量得出的漏风量记作Q;
所述待测金属风管m6米乐官网 米乐M6平台入口为整体式风管或组合式风管,所述整体式风管为一个所述风管管节,所述组合式风管由多个所述风管管节从前至后拼接而成,相邻两个所述风管管节之间通过连接法兰进行连接;所述风管管节为采用金属平板弯曲成型的金属风管,所述风管管节上的闭合缝为纵向闭合缝,所述纵向闭合缝沿风管管节的长度方向布设;
步骤二、漏风量超限判断:将步骤一中测量出的漏风量Q与预先设定的待测金属风管的允许漏风量Q0进行对比,并根据对比结果对是否进行漏风区域定位进行判断:当Q>Q0时,判断为需进行漏风区域定位,并进入步骤三;否则,判断为无需进行漏风区域定位,完成待测金属风管的漏风量检测过程;
步骤三、漏风区域定位:采用风管漏风检测系统与红外热成像仪相配合对待测金属风管进行漏风区域定位,所述风管漏风检测系统包括暖风机和连接管,所述待测金属风管的一个端口封堵且其另一个端口通过连接管与暖风机的出风口连接;
步骤301、测试准备:采用暖风机向待测金属风管连续充入高温气体,并使待测金属风管内的气压逐渐上升至P且保持P不变;其中,P为预先设计的检测压力;所述高温气体的温度为T,T≥5℃+T0,T0为测量得出的此时所述风管漏风检测系统所处区域的环境温度,T和T0的单位均为℃;
步骤302、红外热图像获取:采用红外热成像仪获取步骤301中所述待测金属风管上N个待判断区域的红外热图像;
其中,N为正整数且N为待测金属风管上所述待判断区域的总数量,所述待判断区域为一个所述风管管节的纵向闭合缝或相邻两个所述风管管节之间的连接法兰;
步骤303、漏风判断:根据步骤302中所获取的N个所述待判断区域的红外热图像,对N个所述待判断区域分别进行漏风判断;N个所述待判断区域的漏风判断方法均相同;
对任一个所述待判断区域进行漏风判断时,根据该待判断区域的红外热图像,对该待判断区域上是否存在漏风区、所存在漏风区的数量和各漏风区的位置分别进行确定。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤三中所述风管漏风检测系统还包括漏风量测试仪,所述漏风量测试仪安装于连接管上。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤三中所述风管漏风检测系统还包括静压箱,所述静压箱安装于连接管上且安装于暖风机的出风口与连接管之间的连接处,所述静压箱位于暖风机与漏风量测试仪之间,所述连接管为软管。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤一中所述漏风量测量装置为步骤三中所述风管漏风检测系统;
步骤一中对待测金属风管的漏风量进行测量时,采用暖风机向待测金属风管连续充入所述高温气体,并使待测金属风管内的气压逐渐上升至P且保持P不变,再通过漏风量测试仪测出待测金属风管的漏风量Q;
步骤三中所述的P为待测金属风管所处通风空调系统的工作压力且其单位为Pa。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤一中所述风管管节为采用一块所述金属平板弯曲成型的金属风管,每个所述风管管节的所述纵向闭合缝的数量均为一个;
步骤301中所述的N=2n-1,其中n为待测金属风管中所包括风管管节的总数量,n为正整数且n≥1。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤一中所述风管管节为矩形风管;
步骤302中N个所述待判断区域的红外热图像的分辨率和比例尺均相同;每个所述待判断区域的红外热图像均为采用所述红外热成像仪一次拍摄成的单幅图像或由多幅采用所述红外热成像仪的多幅所述单幅图像拼接而成的拼接图像;
每个所述连接法兰的红外热图像均为所述连接法兰平面展开后的平面展开图像,所述平面展开图像由连接法兰的四个侧壁的红外热图像拼接而成。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤302中红外热图像获取后,所述红外热成像仪将所获取的N个所述待判断区域的红外热图像均传送至数据处理器;
步骤A1、漏风区域获取:调用轮廓线提取模块提取出该待判断区域的红外热图像上的所有漏风区域,所述漏风区域为所述红外热图像上温度值大于T0的图像区域;每个所述漏风区域均为该待判断区域中一个所述漏风区的红外热图像;
步骤A2、漏风区域总面积计算:先调用图像面积计算模块,计算出步骤A1中提取出的各漏风区域的面积;再调用数值计算模块,计算得出该待判断区域的红外热图像上所有漏风区域的总面积;计算得出的该待判断区域的红外热图像上所有漏风区域的总面积为该待判断区域的漏风强度判定值;
步骤A3、多次重复步骤A1至步骤A2,直至获得N个所述待判断区域的漏风强度判定值;
待N个所述待判断区域的漏风强度判定值均确定后,再按照漏风强度判定值由大到小的顺序,从前至后对N个所述待判断区域进行排序。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤A1中所提取的所有漏风区域组成该待判断区域的漏风总区域;步骤A1中漏风区域获取后,还需调用温度计算模块计算出所述漏风总区域的平均温度,计算得出的所述漏风总区域的平均温度为该待判断区域的漏风平均温度;所述漏风总区域的平均温度为所述漏风总区域中所有像素点的温度平均值;
按照漏风强度判定值由大到小的顺序对N个所述待判断区域进行排序时,当两个所述待判断区域的漏风强度判定值相同时,结合该待判断区域的漏风平均温度,且按照漏风平均温度由高到低的顺序对两个所述待判断区域进行排序;
步骤A1中所提取的漏风区域的数量与该待判断区域上所存在漏风区的数量相同,步骤A1中所提取的漏风区域与该待判断区域上所存在的漏风区一一对应;对该待判断区域各漏风区的位置进行确定时,根据各漏风区域在该待判断区域的红外热图像上的位置进行确定。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:按照漏风强度判定值由大到小的顺序对N个所述待判断区域进行排序后,还需采用所述数据处理器对待测金属风管进行修复判断;
对待测金属风管进行修复判断时,按从前至后的顺序对N个所述待判断区域分别进行修复判断,过程如下:
步骤B1、第一个待判断区域修复判断:对第一个待判断区域进行修复判断,此时第一个待判断区域为当前判断区域,包括以下步骤:
步骤B11、漏风量计算:采用步骤一中所述漏风量测量装置对当前判断区域的漏风量进行测量;
当当前判断区域为一个所述风管管节的纵向闭合缝时,采用所述漏风量测量装置对该风管管节的漏风量进行测量,并将测出的漏风量作为当前判断区域的漏风量;
当当前判断区域为相邻两个所述风管管节之间的连接法兰时,先采用所述漏风量测量装置对待测管段的漏风量进行测量,并将测出的漏风量记作Q1;再采用所述漏风量测量装置相邻两个所述风管管节的漏风量分别进行测量,并将测出的漏风量分别记作Q2和Q3;之后,根据公式Q4=Q1-Q2-Q3,计算得出当前判断区域的漏风量Q4;所述待测管段为通过连接法兰将相邻两个所述风管管节连接为一体的管段;
步骤B12、漏风量比较:将当前判断区域的漏风量与ΔQ进行差值比较:当当前判断区域的漏风量≥ΔQ时,判断为第一个待判断区域为需修复区域,N个所述待判断区域中除第一个待判断区域之外的其余待判断区域均为无需修复区域,完成待测金属风管的修复判断过程;否则,进入步骤B2;其中,ΔQ为预先设计的漏风量判断阈值;ΔQ=c×(Q-Q0),其中c为系数且C=1.1~1.3;
步骤B2、下一个待判断区域修复判断:对下一个待判断区域进行修复判断,此时下一个待判断区域为当前判断区域,包括以下步骤:
步骤B21、漏风量计算:按照步骤B11中所述的方法,对当前判断区域的漏风量进行测量;
步骤B22、漏风量比较:将当前修复区域的总漏风量与ΔQ进行差值比较:当当前修复区域的总漏风量≥ΔQ时,判断为当前判断区域与排序后位于当前判断区域前侧的所有待判断区域均为需修复区域,N个所述待判断区域排序后位于当前判断区域后侧的其余待判断区域均为无需修复区域,完成待测金属风管的修复判断过程;否则,返回步骤B2,进行下一个待判断区域修复判断;
完成待测金属风管的修复判断过程后,判断得出的所有需修复区域均为待测金属风管的主漏风区域。
上述一种金属风管漏风量检测方法,其特征是:步骤303中漏风判断完成后,还需采用步骤一中所述漏风量测量装置对各待判断区域的漏风量进行测量;
对任一个所述待判断区域的漏风量进行测量时,当当前判断区域为一个所述风管管节的纵向闭合缝时,采用所述漏风量测量装置对该风管管节的漏风量进行测量,并将测出的漏风量作为当前判断区域的漏风量;
当当前判断区域为相邻两个所述风管管节之间的连接法兰时,先采用所述漏风量测量装置对待测管段的漏风量进行测量,并将测出的漏风量记作Q1;再采用所述漏风量测量装置相邻两个所述风管管节的漏风量分别进行测量,并将测出的漏风量分别记作Q2和Q3;之后,根据公式Q4=Q1-Q2-Q3,计算得出当前判断区域的漏风量Q4;所述待测管段为通过连接法兰将相邻两个所述风管管节连接为一体的管段。
2、所采用的风管漏风检测系统结构简单、设计合理且使用效果好,不仅能对风管进行漏风区域定位,同时能对风管进行漏风量测量,并且采用风管支撑装置能对风管的倾斜角度等进行调整,从而模拟不同风管的实际工况,并且能满足不同结构和尺寸风管的检测需求。
3、实现简便且使用效果好,将漏风量检测与基于红外热图像的漏风区域定位相结合,能简便、快速完成待测金属风管的漏风检测,并能对待测金属风管上的漏风区进行快速、准确定位。同时,能找出待测金属风管的主漏风区域,通过对待测金属风管进行修复,能简便、快速完成待测金属风管的修复过程,使待测金属风管的漏风量满足规范要求,实际操作更为简便、有效。
综上所述,本发明设计合理、实现方便且使用效果好,将漏风量检测与基于红外热图像的漏风区域定位相结合,能简便、快速完成待测金属风管的漏风检测,并能对待测金属风管上的漏风区进行快速、准确定位。
图3为本发明采用风管漏风检测系统对风管管节的漏风量进行测量的使用状态参考图。
图4为本发明采用风管漏风检测系统对待测管段的漏风量进行测量的使用状态参考图。
步骤一、漏风量测量:采用漏风量测量装置对待测金属风管1的漏风量进行测量,测量得出的漏风量记作Q;
所述待测金属风管1为整体式风管或组合式风管,所述整体式风管为一个所述风管管节12,所述组合式风管由多个所述风管管节12从前至后拼接而成,相邻两个所述风管管节12之间通过连接法兰13进行连接;所述风管管节12为采用金属平板弯曲成型的金属风管,所述风管管节12上的闭合缝为纵向闭合缝,所述纵向闭合缝沿风管管节12的长度方向布设;
步骤二、漏风量超限判断:将步骤一中测量出的漏风量Q与预先设定的待测金属风管1的允许漏风量Q0进行对比,并根据对比结果对是否进行漏风区域定位进行判断:当Q>Q0时,判断为需进行漏风区域定位,并进入步骤三;否则,判断为无需进行漏风区域定位,完成待测金属风管1的漏风量检测过程;
步骤三、漏风区域定位:采用风管漏风检测系统与红外热成像仪相配合对待测金属风管1进行漏风区域定位,所述风管漏风检测系统包括暖风机2和连接管3,所述待测金属风管1的一个端口封堵且其另一个端口通过连接管3与暖风机2的出风口连接,详见图2、图3和图4;
步骤301、测试准备:采用暖风机2向待测金属风管1连续充入高温气体,并使待测金属风管1内的气压逐渐上升至P且保持P不变;其中,P为预先设计的检测压力;所述高温气体的温度为T,T≥5℃+T0,T0为测量得出的此时所述风管漏风检测系统所处区域的环境温度,T和T0的单位均为℃;
步骤302、红外热图像获取:采用红外热成像仪获取步骤301中所述待测金属风管1上N个待判断区域的红外热图像;
其中,N为正整数且N为待测金属风管1上所述待判断区域的总数量,所述待判断区域为一个所述风管管节12的纵向闭合缝或相邻两个所述风管管节12之间的连接法兰13;
步骤303、漏风判断:根据步骤302中所获取的N个所述待判断区域的红外热图像,对N个所述待判断区域分别进行漏风判断;N个所述待判断区域的漏风判断方法均相同;
对任一个所述待判断区域进行漏风判断时,根据该待判断区域的红外热图像,对该待判断区域上是否存在漏风区、所存在漏风区的数量和各漏风区的位置分别进行确定。
本实施例中,步骤三中所述的P为待测金属风管1所处通风空调系统的工作压力且其单位为Pa。
并且,由于P为预先设计值。实际使用时,可根据具体需要,对P的取值大小进行相应调整,实际操作非常简便。
步骤一中进行漏风量测试时,所采用的漏风量测试方法为常规的漏风量测试方法,详见国家标准《通风与空调工程施工质量验收规范》,编号为GB50243-2016,自2017年7月1日起实施。相应地,所采用的漏风量测量装置采用常规的漏风量测量装置即可。所述漏风量测量装置包括风机、与风机出风口连接的连接管3和安装在连接管3上的漏风量测试仪5。
实际进行漏风量测量时,其测试原理是在理想状态下向一个密闭容器注入气体,保持容器内压力恒定,此时注入的气体流量与密闭容器的泄漏量相等。
将所述风机的出风口用软管(即连接管3)连接到被测试风管(即待测金属风管1)上,待测金属风管1中除与连接管3的接口和引出风管测压管的接口外,其余接口均应堵死。当启动漏风量测量后,通过逐渐提高风机的转速,通过软管向待测金属风管1中注风,待测金属风管1内的压力也会逐步上升。当待测金属风管1达到所需测试的压力(即P)后,调节所述风机的转速,使待测金属风管1内的压力恒定,这时测得的所述风机的出口风量即为待测金属风管1在该压力(即P)下的漏风量。
步骤一中对待测金属风管1的漏风量进行测量时,采用暖风机2向待测金属风管1连续充入所述高温气体,并使待测金属风管1内的气压逐渐上升至P且保持P不变,再通过漏风量测试仪5测出待测金属风管1的漏风量Q。
如图2所示,步骤三中所述风管漏风检测系统还包括漏风量测试仪5,所述漏风量测试仪5安装于连接管3上。
实际使用时,也可以将常规漏风量检测装置的风机替换为暖风机2后作为所述风管漏风检测系统使用。
本实施例中,步骤三中所述风管漏风检测系统还包括静压箱4,所述静压箱4安装于连接管3上且安装于暖风机2的出风口与连接管3之间的连接处,所述静压箱4位于暖风机2与漏风量测试仪5之间。
考虑到漏风量测试仪5工作后的瞬时风量较大,如果采用暖风机2与漏风量测试仪5直接串联的形式会产生热空气供给不足从而影响测试效果的问题,因而设置静压箱4作为连接暖风机2和漏风量测试仪5的“缓冲空间”。利用静压箱4的体积大、容纳空气多的特点,不仅保证了漏风量测试仪5所需的热风源,同时克服暖风机2与漏风量测试仪5串联的复杂工况对测试结果的影响。
本实施例中,所述风管漏风检测系统还包括对待测金属风管1进行支撑的风管支撑装置。
如图2所示,所述风管支撑装置包括底盘8、对待测金属风管1中部进行支顶的千斤顶7且以及分别支撑于待测金属风管1两端的前支架11和后支架9,所述待测金属风管1支撑于前支架11和后支架9之间,所述千斤顶7与待测金属风管1之间布设有压力传导板6,所述千斤顶7位于前支架11和后支架9之间且其支撑于待测金属风管1下方。
所述后支架9布设于底盘8上,所述底盘8呈水平布设,所述前支架11、底盘8和千斤顶7均固定于地面上,所述左支架11为固定支架,所述后支架9为能在底盘8上进行前后移动的移动架,这样能满足不同长度风管的测试需求,实际安装简便,使用操作方便且使用效果好。
根据本领域红知常识,热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像也称为红外热图或红外热图像(简称热图像)。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像,可以观察到被测目标的整体温度分布状况,研究目标的发热情况,从而进行下一步工作的判断。现代热像仪的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射,并在辐射与表面温度之间建立相互联系。所有高于绝对零度-273℃的物体都会发出红外辐射。热像仪利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。因而,步骤302中采用红外热成像仪获取步骤301中所述待测金属风管1上N个待判断区域的红外热图像时,能同步获取到包含红外热图像上各像素点的温度值的温度信号。
为保证检测结果的准确性,步骤302中N个所述待判断区域的红外热图像的分辨率和比例尺均相同。
本实施例中,步骤302中N个所述待判断区域的红外热图像在同一时段内进行拍摄。
N个所述待判断区域的红外热图像的总拍摄时间不大于10min,最好将能在5min内完成N个所述待判断区域的红外热图像的全部拍摄过程。
本实施例中,步骤一中所述风管管节12为采用一块所述金属平板弯曲成型的金属风管,每个所述风管管节12的所述纵向闭合缝的数量均为一个;
步骤301中所述的N=2n-1,其中n为待测金属风管1中所包括风管管节12的总数量,n为正整数且n≥1。
每个所述待判断区域的红外热图像均为采用所述红外热成像仪一次拍摄成的单幅图像或由多幅采用所述红外热成像仪的多幅所述单幅图像拼接而成的拼接图像;
每个所述连接法兰13的红外热图像均为所述连接法兰13平面展开后的平面展开图像,所述平面展开图像由连接法兰13的四个侧壁的红外热图像拼接而成。
因而,采用本发明能满足不同长度和不同横截面尺寸的风管管节12的红外热图像获取需求,并且能满足不同结构和不同横截面尺寸的连接法兰13的红外热图像拍摄获取需求。
本实施例中,步骤302中红外热图像获取后,所述红外热成像仪将所获取的N个所述待判断区域的红外热图像均传送至数据处理器。因而,采用所述数据处理器对所述待判断区域的红外热图像进行拼接,实际实现非常简便。
本实施例中,步骤303中进行漏风判断时,采用所述数据处理器进行漏风判断;
步骤A1、漏风区域获取:调用轮廓线提取模块提取出该待判断区域的红外热图像上的所有漏风区域,所述漏风区域为所述红外热图像上温度值大于T0的图像区域;每个所述漏风区域均为该待判断区域中一个所述漏风区的红外热图像;
步骤A2、漏风区域总面积计算:先调用图像面积计算模块,计算出步骤A1中提取出的各漏风区域的面积;再调用数值计算模块,计算得出该待判断区域的红外热图像上所有漏风区域的总面积;计算得出的该待判断区域的红外热图像上所有漏风区域的总面积为该待判断区域的漏风强度判定值;
步骤A3、多次重复步骤A1至步骤A2,直至获得N个所述待判断区域的漏风强度判定值;
待N个所述待判断区域的漏风强度判定值均确定后,再按照漏风强度判定值由大到小的顺序,从前至后对N个所述待判断区域进行排序。
本实施例中,步骤A1中进行漏风区域获取时,先调用图像分割模块对该待判断区域的红外热图像进行图像显著性检测,并检测出该待判断区域的红外热图像中的图像显著性区域;再根据所检测出的图像显著性区域,对该待判断区域的红外热图像进行图像分割,获得该待判断区域的漏风区域图像;之后,调用轮廓线提取模块提取出该待判断区域的漏风区域图像中的所有封闭轮廓线,每个所述封闭轮廓线内的图像区域均为一个所述漏风区域。
本实施例中,从前至后对N个所述待判断区域进行排序后,由前至后对排序后的N个所述待判断区域分别进行编号。
本实施例中,步骤A1中所提取的所有漏风区域组成该待判断区域的漏风总区域;步骤A1中漏风区域获取后,还需调用温度计算模块计算出所述漏风总区域的平均温度,计算得出的所述漏风总区域的平均温度为该待判断区域的漏风平均温度;所述漏风总区域的平均温度为所述漏风总区域中所有像素点的温度平均值;
按照漏风强度判定值由大到小的顺序对N个所述待判断区域进行排序时,当两个所述待判断区域的漏风强度判定值相同时,结合该待判断区域的漏风平均温度,且按照漏风平均温度由高到低的顺序对两个所述待判断区域进行排序。
本实施例中,步骤A1中所提取的漏风区域的数量与该待判断区域上所存在漏风区的数量相同,步骤A1中所提取的漏风区域与该待判断区域上所存在的漏风区一一对应;对该待判断区域各漏风区的位置进行确定时,根据各漏风区域在该待判断区域的红外热图像上的位置进行确定。
本实施例中,按照漏风强度判定值由大到小的顺序对N个所述待判断区域进行排序后,还需采用所述数据处理器对待测金属风管1进行修复判断;
对待测金属风管1进行修复判断时,按从前至后的顺序对N个所述待判断区域分别进行修复判断,过程如下:
步骤B1、第一个待判断区域修复判断:对第一个待判断区域进行修复判断,此时第一个待判断区域为当前判断区域,包括以下步骤:
步骤B11、漏风量计算:采用步骤一中所述漏风量测量装置对当前判断区域的漏风量进行测量;
如图3所示,当当前判断区域为一个所述风管管节12的纵向闭合缝时,采用所述漏风量测量装置对该风管管节12的漏风量进行测量,并将测出的漏风量作为当前判断区域的漏风量;
如图4所示,当当前判断区域为相邻两个所述风管管节12之间的连接法兰13时,先采用所述漏风量测量装置对待测管段的漏风量进行测量,并将测出的漏风量记作Q1;再采用所述漏风量测量装置相邻两个所述风管管节12的漏风量分别进行测量,并将测出的漏风量分别记作Q2和Q3;之后,根据公式Q4=Q1-Q2-Q3,计算得出当前判断区域的漏风量Q4;所述待测管段为通过连接法兰13将相邻两个所述风管管节12连接为一体的管段;
步骤B12、漏风量比较:将当前判断区域的漏风量与ΔQ进行差值比较:当当前判断区域的漏风量≥ΔQ时,判断为第一个待判断区域为需修复区域,N个所述待判断区域中除第一个待判断区域之外的其余待判断区域均为无需修复区域,完成待测金属风管1的修复判断过程;否则,进入步骤B2;其中,ΔQ为预先设计的漏风量判断阈值;ΔQ=c×(Q-Q0),其中c为系数且C=1.1~1.3;
步骤B2、下一个待判断区域修复判断:对下一个待判断区域进行修复判断,此时下一个待判断区域为当前判断区域,包括以下步骤:
步骤B21、漏风量计算:按照步骤B11中所述的方法,对当前判断区域的漏风量进行测量;
步骤B22、漏风量比较:将当前修复区域的总漏风量与ΔQ进行差值比较:当当前修复区域的总漏风量≥ΔQ时,判断为当前判断区域与排序后位于当前判断区域前侧的所有待判断区域均为需修复区域,N个所述待判断区域排序后位于当前判断区域后侧的其余待判断区域均为无需修复区域,完成待测金属风管1的修复判断过程;否则,返回步骤B2,进行下一个待判断区域修复判断;
完成待测金属风管1的修复判断过程后,判断得出的所有需修复区域均为待测金属风管1的主漏风区域。
步骤B11中采用所述漏风量测量装置对当前判断区域的漏风量进行测量时,先通过拆装待测金属风管1,获得需进行漏风量测量的风管管节12或所述待测管段。
本实施例中,找出待测金属风管1的主漏风区域后,后续只需对找出的主漏风区域进行修复即可,对所述无需修复区域则无需做任何处理。对找出的主漏风区域进行修复后,待测金属风管1的漏风量便能满足国家标准GB50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》的规范要求。
其中,对任一个所述主漏风区域进行修复时,当所述主漏风区域为风管管节12时,当该风管管节12替换为新的管节或者对该风管管节12上的纵向闭合缝进行密闭处理以提高风管管节12的严密性;当所述主漏风区域为相邻两个所述风管管节12之间的连接法兰13时,当该连接法兰13替换为新的法兰或者对连接法兰13进行密闭处理以提高连接法兰13的严密性。
实际使用时过程中,步骤303中漏风判断完成后,也可以采用步骤一中所述漏风量测量装置对各待判断区域的漏风量进行测量;
对任一个所述待判断区域的漏风量进行测量时,当当前判断区域为一个所述风管管节12的纵向闭合缝时,采用所述漏风量测量装置对该风管管节12的漏风量进行测量,并将测出的漏风量作为当前判断区域的漏风量;
当当前判断区域为相邻两个所述风管管节12之间的连接法兰13时,先采用所述漏风量测量装置对待测管段的漏风量进行测量,并将测出的漏风量记作Q1;再采用所述漏风量测量装置相邻两个所述风管管节12的漏风量分别进行测量,并将测出的漏风量分别记作Q2和Q3;之后,根据公式Q4=Q1-Q2-Q3,计算得出当前判断区域的漏风量Q4;所述待测管段为通过连接法兰13将相邻两个所述风管管节12连接为一体的管段。
待N个所述待判断区域的漏风量均测量完成后,再根据测量结果,对漏风量较大的一个或多个所述待判断区域进行修复,使待测金属风管1的漏风量满足国家标准GB50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》的规范要求。
根据,国家标准GB50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》,漏风量指的是:风管系统(也称通风空调系统)中,在某一静压下通过风管本体结构及其接口,单位时间内泄出或渗入的空气体积量;步骤二中所述允许漏风量Q0也称为系统风管允许漏风量,系统风管允许漏风量是指按风管系统类别所规定平均单位面积、单位时间内的最大允许漏风量。
其中,矩形风管的允许漏风量应符合以下规定:低压系统风管的Q0=QL≤0.1056P0.65,中压系统风管的Q0=QM≤0.0352P0.65,高压系统风管的Q0=QH≤0.0117P0.65。P为风管系统的工作压力且其单位为Pa,QL、QM、QH分别为系统风管在相应工作压力(即P)下单位面积风管单位时间内的允许漏风量且其单位为m3/(h·m2)。
步骤一中测出的漏风量Q为待测金属风管1在相应工作压力(即P)下单位面积风管单位时间内的漏风量且其单位为m3/(h·m2)。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
机译:墙壁,通风管和通风格栅的组合,以及一种带有通风管的壁的翻新方法,该通风管的突出部附接到通风管端部通风格栅之一,该通风格栅具有盖构件和安装凸缘。
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