本发明属于储罐安全装置，具体地涉及一种呼吸阀原位多参数检验装置。本发明还涉及一种呼吸阀原位多参数检验方法。
背景技术：
1、呼吸阀随着使用时间的增加，由于储罐介质蒸汽对阀盘的反复冲击，造成阀盘增重，同时可能出现卡死、粘结及堵塞状况，长时间使用呼吸阀存在壳体腐蚀，开启压力下降、泄漏密封性能下降以及通气量性能下降的问题。一旦呼吸阀发生异常工况，储运罐区存在重大安全隐患和环保风险。目前常用机械呼吸阀的故障主要有漏气、卡死、粘结、堵塞、冰冻、生锈以及压力阀和真空阀常开等。在呼吸阀发生堵塞时，极易造成储罐超压或抽真空情况发生，导致储罐损坏，严重时引发次生灾害。为保证呼吸阀功能正常，需要定期对在役呼吸阀进行全面的检验与维护。gb/t 37327-2019《常压储罐完整性管理》第8.6条呼吸阀检验及评价要求：呼吸阀需每年至少进行一次检验，检验内容包括：外观检查、开启压力、通气量和泄漏量试验。中国石化安非[2020]175号《关于提升内浮顶(拱顶)储罐本质安全及安全管理水平的建议》要求：定期对储罐的呼吸口等泄漏点开展检测，定期对呼吸阀、紧急泄压阀等安全附件进行校验。
2、目前现有的检验方法是吊装拆卸呼吸阀至地面检测设备进行检验，地面检测设备无法产生大气量气体，因此检验参数仅包括开启压力和泄漏率，无法检验呼吸阀通气量。同时检测过程中需要吊装拆卸作业，施工过程中极易引发安全事故。另外这种离线式呼吸阀检验方式将影响储罐的正常运行，降低企业的生产效率。
3、中国专利文献cn202123138482.1公开了一种呼吸阀检测装置，包括负压模块、正压模块、出气口、压力表和流量计，负压模块包括负压气源和负压电磁阀，负压气源和流量计的出气端通过管路连接，负压电磁阀设在负压气源和流量计连接的管路上，正压模块包括正压气源和正压电磁阀，正压气源和流量计的进气端通过管路连接，正压电磁阀设在正压气源和流量计连接的管路上，负压电磁阀和正压电磁阀通过管路连接，并与出气口连接，压力表设在出气口的管路上。呼吸阀检测装置在呼吸阀的通气管接头处施加正压来模拟油箱内的负压，在呼吸阀的通气管接头处施加负压来模拟油箱内的正压，并通过流量计和压力表来测试管道中的气体压力和气体流量，以实现对油位传感器的呼吸阀的快速检测。然而该呼吸阀检测装置无法实现原位在线检测，无法在线检测呼吸阀通气量，无法保证对呼吸阀开启压力的检测精确度。
4、中国专利文献cn202123293600.6公开了一种油罐呼吸阀检测设备，包括，支撑机构，其包括支撑架，所述支撑架呈环形设置；储液机构，其包括保温外筒、通过支撑件设置于所述保温外筒内的储液罐、设置于所述储液罐内的连通管；测试机构，其包括与所述储液罐相连通的连接管、与所述连接管配合连接的待测呼吸阀，以及设置在所述连接管一侧的压力表。该实用新型通过设置多个连接管，每个连接管均延伸至储液罐内的每一个独立的储液室，通过让油泵的输出管道与连接法兰相接连，从而往储液罐内输油或者抽油，从而模拟罐内压力变化，通过开关阀控制对应的待测呼吸阀进行检测，模拟实际使用场景，可同时进行多个待测呼吸阀进行检测。然而，该油罐呼吸阀检测设备无法实现原位在线检测，无法在线检测呼吸阀通气量，也无法保证对呼吸阀开启压力的检测精确度。
5、中国专利文献cn202010450233.7公开了一种安全型呼吸阀在线监测装置及监测方法，该装置在呼吸阀的阀盘与阀座相接触的一侧各装有一组监测接口，每组监测接口分别与对应的传动管相连通，传动管的另一端与单向阀的输出端相连接，单向阀的输入端与充气管相连通，传动管和充气管上分别装有压力变送器，充气管与充气机构相连通。该方法包括步骤：部件的安装与连接；正常工况的监测；故障的检测。该装置采用气压传动的方式替代电气部件和连接导线，实现对呼吸阀运行工况的监视和故障检测，使用该方法可对罐区内所有呼吸阀实施集中监测，能定期自动检测阀盘动作性能，及时发现并处理阀盘粘结、卡阻等故障。然而，该安全型呼吸阀在线监测装置及监测方法无法实现原位在线检测，无法在线检测呼吸阀通气量，也无法保证对呼吸阀开启压力的检测精确度。
6、综上所述，呼吸阀离线式检验方式既存在一定安全隐患，又影响企业生产运行效率，同时目前呼吸阀离线式检验装置检验参数有限，无法真正全面的检测在役呼吸阀的性能。因此，亟需一种呼吸阀原位多参数检验装置及方法，对在役呼吸阀的开启压力、泄漏率、壳体气密以及通气量等参数进行罐顶原位检验检测，既解决安全隐患，又满足安全环保的要求，保障人身和财产安全。
技术实现思路
1、针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种呼吸阀原位多参数检验装置及方法，该呼吸阀原位多参数检验装置及方法能够实现在线原位检验待测呼吸阀的壳体气密性、通气量、开启压力和泄漏率性能参数，并能够保证检测精度，为评估待测呼吸阀性能和修复呼吸阀提供数据支撑，能够及时发现呼吸阀的故障状态，有效保障人身和财产安全。
2、为此，根据本发明的第一方面，提供了一种呼吸阀原位多参数检验装置，包括：气囊式隔离器，其包括密封连接在储罐出口端和待测呼吸阀的入口法兰之间的隔离器本体、用于使待测呼吸阀与储罐形成隔离状态的气囊，所述隔离器本体内形成有与所述待测呼吸阀连通的上层空间和用于放置所述气囊的下层空间；传感器系统；与所述上层空间连通的在线检测箱，其内部设有气源发生器，与所述气源发生器连通的通气量检测通道和泄漏率检测通道；以及控制系统；其中，所述控制系统能够控制所述气源发生器产生正压气源或负压气源，并选择性地通过所述通气量检测通道转变为脉冲式强压气流，或通过泄漏率检测通道转变为微小流量气源，进而通向所述待测呼吸阀，同时将所述传感器系统监测的数据通过算法计算分析，从而对所述待测呼吸阀进行气密性检测和性能参数检测。
3、在一个实施例中，所述气囊式隔离器1还包括设置在所述隔离器本体内的格栅网，在所述格栅网的上下两侧分别形成了所述上层空间和所述下层空间。
4、在一个实施例中，所述隔离器本体的侧部设有可拆卸的封闭板，
5、所述封闭板能够在所述待测呼吸阀进行原位检验时打开，以将所述气囊放入所述下层空间，并向所述气囊补气以使所述气囊膨胀充满整个所述下层空间，进而使所述封闭板与所述隔离器本体密封连接，从而使所述待测呼吸阀与储罐之间形成隔离状态。
6、在一个实施例中，还包括阀口盲板，用于在进行气密性检测时固定安装到所述待测呼吸阀的出口端，以使所述待测呼吸阀与外界空气形成隔离状态。
7、在一个实施例中，所述性能参数包括待测呼吸阀的开启压力、泄漏率，以及通气量。
8、在一个实施例中，所述传感器系统包括：
9、设置在所述待测呼吸阀的壳体外表面上的贴片振动传感器，用于监测所述待测呼吸阀的壳体振动；
10、设置在所述隔离器本体上的压力传感器，用于检测所述待测呼吸阀的内部压力。
11、在一个实施例中，所述贴片振动传感器、所述压力传感器分别通过信号线与所述控制系统形成信号连接。
12、在一个实施例中，在所述通气量检测通道和泄漏率检测通道的出口端设有第一切换阀，在所述通气量检测通道和泄漏率检测通道的入口端设有第二切换阀，所述第二切换阀与所述气源连通，
13、所述控制系统能够控制所述第一切换阀和所述第二切换阀的工作状态，以进行所述通气量检测通道与所述泄漏率检测通道之间的切换。
14、在一个实施例中，所述在线检测箱内还设有与所述第一切换阀连通的缓冲罐，所述缓冲罐通过金属连接管与所述上层空间连通。
15、在一个实施例中，所述缓冲罐设有温度传感器，用于实时检测所述缓冲罐内的温度。
16、在一个实施例中，所述气量检测通道包括：
17、与所述第二切换阀连通的脉冲流量阀；
18、与所述第一切换阀连通的脉冲稳流管；以及
19、连接在所述脉冲流量阀与所述脉冲稳流管之间的脉冲流量计；
20、其中，所述气源发生器产生的气源能够通过所述脉冲流量阀转变成脉冲式气源，并通过脉冲稳流管均匀进入所述缓冲罐，进而进入所述上层空间，再进入所述待测呼吸阀，以进行通气量性能检测。
21、在一个实施例中，所述泄漏率检测通道包括：
22、与所述第二切换阀连通的微流针阀；
23、与所述第一切换阀连通的毛细稳流管；以及
24、连接在所述微流针阀与所述毛细稳流管之间的微流流量计；
25、其中，所述气源发生器产生的气源能够通过所述微流针阀转变成具有预定压力的微小流量气源，并通过毛细稳流管使微小流量气源均匀进入所述缓冲罐，进而进入所述上层空间，再进入所述待测呼吸阀，以进行泄漏率性能和开启压力参数检测。
26、在一个实施例中，所述线检测箱还设有用于提供电压的电源。
27、根据本发明的第二方面，提供了一种呼吸阀原位多参数检验方法，包括以下步骤：
28、提供如上所述的呼吸阀原位多参数检验装置；
29、将气囊塞入隔离器本体内，使待测呼吸阀与储罐形成隔离状态；
30、通过控制系统控制气源发生器产生正压气源，并通过泄漏率检测通道通向待测呼吸阀，以进行气密性检测；
31、通过控制系统控制气源发生器产生正压气源，并通过泄漏率检测通道通向待测呼吸阀，以进行压力阀盘开启压力与泄漏率检测；
32、通过控制系统控制气源发生器产生负压气源，并通过泄漏率检测通道通向待测呼吸阀，以进行真空阀盘开启压力与泄漏率检测；
33、通过控制系统控制气源发生器产生正压气源，并通过通气量检测通道转变为脉冲式负压气流后通向待测呼吸阀，以进行压力阀通气量检测；
34、通过控制系统控制气源发生器产生负压气源，并通过通气量检测通道转变为脉冲式正压气流后通向待测呼吸阀，以进行真空阀通气量检测。
35、在一个实施例中，在进行气密性检测时，在待测呼吸阀的出口端安装阀口盲板，而在进行待测呼吸阀的开启压力与泄漏率检测，以及通气量检测检测时，拆下阀口盲板。
36、在一个实施例中，在进行待测呼吸阀的开启压力检测时，通过在线检测计算机监测贴片振动传感器的振动波形和压力传感器的锯齿压力波形，并通过将振动波形与锯齿压力波形通过耦合算法补偿，能够将锯齿压力波形计算为线性波，从而检测待测呼吸阀的开启压力。
37、在一个实施例中，在通过通气量检测通道检测待测呼吸阀的通气量时，在线检测计算机控制通气量检测通道中的脉冲流量计和脉冲流量阀检测出通气量检测通道内的脉冲流量值，同时监测贴片振动传感器的振动波形波峰值，通过将振动波形波峰值与脉冲流量值通过乘积叠加算法计算，能够计算得到待测呼吸阀的通气量。
38、与现有技术相比，本技术的优点之处在于：
39、本发明的呼吸阀原位多参数检验装置及方法利用在线检测计算机和在线检测箱，能够产生正负压气源，通过通气量检测通道的脉冲强压气流和泄漏率检测通道的微小稳定气流，实现原位检验待测呼吸阀的壳体气密、通气量、开启压力和泄漏率性能参数，为评估待测呼吸阀性能和修复呼吸阀提供数据支撑。通过泄漏率检测通道检测呼吸阀开启压力时，利用振动传感器的振动波形与压力传感器的锯齿压力波形通过耦合算法补偿，可将锯齿压力波形计算为线性波，实现准确检测呼吸阀开启压力，开启压力检测准确度99.9％以上，解决了锯齿压力波无法准确检测呼吸阀开启压力的问题。此外，通过通气量检测通道检测呼吸阀通气量时，利用振动传感器的振动波峰值与脉冲流量计的脉冲流量值通过乘积叠加算法计算，可计算待测呼吸阀通气量，计算得到通气量与实际通气量误差＜1％，解决了目前无法在线检测呼吸阀通气量的问题。
1.一种呼吸阀原位多参数检验装置，包括：
2.根据权利要求1所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述气囊式隔离器1还包括设置在所述隔离器本体(101)内的格栅网(103)，在所述格栅网(103)的上下两侧分别形成了所述上层空间和所述下层空间。
3.根据权利要求1所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述隔离器本体的侧部设有可拆卸的封闭板(104)，
4.根据权利要求1到3中任一项所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，还包括阀口盲板(3)，用于在进行气密性检测时固定安装到所述待测呼吸阀(2)的出口端，以使所述待测呼吸阀(2)与外界空气形成隔离状态。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述性能参数包括待测呼吸阀的开启压力、泄漏率，以及通气量。
6.根据权利要求5所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述传感器系统包括：
7.根据权利要求6所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述贴片振动传感器(4)、所述压力传感器(5)分别通过信号线与所述控制系统(14)形成信号连接。
8.根据权利要求5所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，在所述通气量检测通道和泄漏率检测通道的出口端设有第一切换阀(10)，在所述通气量检测通道和泄漏率检测通道的入口端设有第二切换阀(17)，所述第二切换阀(17)与所述气源(16)连通，
9.根据权利要求8所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述在线检测箱(8)内还设有与所述第一切换阀(10)连通的缓冲罐(21)，所述缓冲罐(21)通过金属连接管(7)与所述上层空间连通。
10.根据权利要求9所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述缓冲罐(21)设有温度传感器(9)，用于实时检测所述缓冲罐(21)内的温度。
11.根据权利要求9所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述气量检测通道包括：
12.根据权利要求9所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述泄漏率检测通道包括：
13.根据权利要求1所述的呼吸阀原位多参数检验装置，其特征在于，所述线检测箱(8)还设有用于提供电压的电源(15)。
14.一种呼吸阀原位多参数检验方法，包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的呼吸阀原位多参数检验方法，其特征在于，在进行气密性检测时，在待测呼吸阀(2)的出口端安装阀口盲板(3)，而在进行待测呼吸阀的开启压力与泄漏率检测，以及通气量检测检测时，拆下阀口盲板(3)。
16.根据权利要求14或15所述的呼吸阀原位多参数检验方法，其特征在于，在进行待测呼吸阀(2)的开启压力检测时，通过在线检测计算机(14)监测贴片振动传感器(4)的振动波形和压力传感器(5)的锯齿压力波形，并通过将振动波形与锯齿压力波形通过耦合算法补偿，能够将锯齿压力波形计算为线性波，从而检测待测呼吸阀(2)的开启压力。
17.根据权利要求14或15所述的呼吸阀原位多参数检验方法，其特征在于，在通过通气量检测通道检测待测呼吸阀(2)的通气量时，在线检测计算机(14)控制通气量检测通道中的脉冲流量计(12)和脉冲流量阀(13)检测出通气量检测通道内的脉冲流量值，同时监测贴片振动传感器(4)的振动波形波峰值，通过将振动波形波峰值与脉冲流量值通过乘积叠加算法计算，能够计算得到待测呼吸阀(2)的通气量。
