为研究并联型流量式气体泄漏检测中容器容积与泄漏量之间的内在关系,解决检测中的多参数耦合问题,从泄漏检测机理出发,通过分析检测过程中的准平衡状态,把压力变化率作为搭建基准容器与被测容器间的桥梁,建立了适用于并联型流量式泄漏检测的容积补偿模型,并提取层流管流量与泄漏量关系中的容积影响因子作为容积补偿系数。实验结果验证了模型的正确性,即采用容积补偿的方法,能初步建立起泄漏量与差压信号间的线性关系。

对气体发生泄漏时漏孔处的流动与传热耦合特性进行研究。分析泄漏流动状态并考虑摩擦力影响,推导气体泄漏描述方程,利用焦耳-汤姆逊系数计算泄漏节流温差并采用压缩因子进行修正。基于有限元方法建立传热模型,对泄漏稳态流与热传导的耦合场进行仿真分析,进而通过红外热成像方式实现泄漏点定位。仿真与实验结果表明,该传热模型较好地表征了泄漏发生时漏孔处的热特性,为利用红外成像技术的泄漏定位方法奠定了基础。

针对单一细长毛细孔在加工、量程不可调等方面存在的问题，提出了串联多级层流小孔的设计思想，利用有限元方法对串联毛细孔进行了流场特性分析．分析结果表明，串联多级毛细孔两端差压均匀分布在各组合毛细孔上，毛细孔的连接处不产生明显压降．在小孔两端差压相同的情况下，串联毛细孔流量等于经过等效长度相同的单一毛细孔的流量与损失因子之积，两端差压与流量仍保持线性关系．

微流量串联小孔两端的压差可分为层流段引起的沿程压力损失及管路突变引起的局部压力损失两部分,鉴于流体数学建模的复杂性,利用有限元分析软件ANSYS对串联毛细孔进行了流场特性分析,得到了串联层流小孔压力场与速度场分布特性,并依据分析结果得到了串联小孔局部压力损失系数及其与小孔个数的关系。

介绍了一种泄漏检测定位系统，采用低温压缩空气作为测试介质并利用红外热成像技术对泄漏点进行定位。通过采集被测对象充气前后的红外热像图，对其进行去噪、非均匀性校正以及对比度增强等预处理，进而利用局部熵差算法确定泄漏位置。系统采用LabVIEW和NI VisioN软件平台搭建，实验结果表明，该系统能够准确、快速地实现泄漏检测及定位，运行效果良好。