密封箱室泄漏率检测系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

密封箱室为具有爆炸、气体泄露等风险实验提供真空反应场所，其结构及系统设置可避免包容在其内的物质泄漏至外部环境或防止外部环境的物质渗入其内，或同时防止双向渗漏。在实际生产中，气密性在这些实验中起着决定性作用，尤其在核工业的反应测试中，一旦发生核元素的泄漏，经济与生态损失是难以估计的。此外，测试密封箱室的实验可能会产生有毒有害气体，而一些关键数据需要实时检测与计算，直接测量有危险性和复杂性。因此，设计一套密封箱室泄漏率检测系统具有很强的现实意义。

近年来，随着传感器技术和信号处理技术的发展，基于传感器和信号处理的密封箱室泄漏率检测方法得到了广泛的应用。这些方法可以通过测量泄漏通道周围的气体、液体或其他物质的浓度、流量、压力等参数来确定泄漏率。同时，人工智能技术也被广泛应用于密封箱室泄漏率检测中，以提高检测的准确性和精度。

2. 课题关键问题和重难点

设计密封箱室泄漏率检测系统，主要任务是完成下位机控制程序和上位机监视接口的相关设计。该系统通过两种方法来实现了泄漏率的检测，分别是压力变化法和含氧法。一共有两个控制方式，分别是手动控制方式和自动控制方式。在手动模式下，风扇、进气泵、脱氧泵和每个阀门都能够用手动的方式打开，实际操作方法为通过hmi屏上的手动控制按钮来实现。在自动模式下，需要先选择检测方法，即压差法和含氧法，然后根据核工业公司的要求书上的流程，根据各自条件实现流程的顺序操作。自动方式下，系统根据选定的检测方法按照规定流程实现对泄漏率的检测。上位机监控界面由手动控制界面、含氧法检测界面、压力法检测界面组成，用于完成对氧气浓度，大气压，密封箱室内外温度和压差等信号的采集、显示和存储，并显示最终计算出的泄漏率。

设计plc的硬件设备，使用portal软件进行相应的软件设计、触摸屏的组态设计，包括初始界面以及各种控制和检测界面，这里会涉及到数据采集、顺序控制、数据库管理等综合技术。

3. 国内外研究现状（文献综述）

对于密封箱室泄漏率的检查，目前国内外普遍采用的常见方法有含氧法、恒压法和压差法等，这些方法长期发展，都是成熟的，理论和实践研究也相对深入。

含氧法：密封箱室总是处于负压状态时，一般选择含氧法。该方法的原理是首先用惰性气体预先净化密封箱室，然后测量其内部氧浓度的增加和时间变化的相关的联系来计算箱内的泄漏率。

4. 研究方案

密封箱室泄露率的检测通常是通过气密性测试来实现的。气密性测试是一种基于压力差原理的测试方法，可以测量密封箱室内部气压变化率，从而判断其气密性能。

需要注意的是，密封箱室的气密性能随着使用时间的增长或温度、湿度等因素的变化可能会发生变化。因此，建议定期进行气密性测试，以确保密封箱室的安全性能。

5. 工作计划

第一阶段: 2023.2.4-2.18, 查阅大量文献资料，了解论文题目，根据论文题目进行调研，按照指导教师所下任务书的具体要求，对于西门子s7-1200plc做到基础的了解与基本应用能力，积极做好论文前期准备工作；

第二阶段: 2023.2.19-3.5,通过选题报告，对论文与设计的框架和内容有一个大体的构思，并在指导老师的帮助下，整理相关资料、补学空白知识点、查阅资料了解密封箱泄漏率检测流程，及自动化控制电器元件的选型。做好撰写论文的前期准备工作;