动态法检测真空玻璃真空度的基本原理及方法

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国建筑材料科学研究总院 作者:刘小根
  当真空玻璃真空度衰减或损失时,会导致真空玻璃的支撑物与玻璃相互支撑作用力发生变化,改变玻璃的支撑条件,从而使玻璃的固有频率发生改变。因此,根据此原理,我们可以采用动态法获得真空玻璃的固有频率,建立起真空玻璃固有频率与其真空度的关系,从而根据在线测得的固有频率来检测真空玻璃的真空度。

1、动态法检测真空玻璃真空度的基本原理

  为了探讨真空玻璃与其固有频率之间的关系,本文选择了一具有代表性的真空玻璃进行了试验。真空玻璃试样尺寸为300mm @ 210 mm,玻璃单片厚度为4mm。为获得真空玻璃在自由状态下的振动固有频率,可将真空玻璃悬空吊起,通过敲击激振玻璃,振动信号由声音传感器采集并通过INV306S- SP2 声压测试分析仪进行分析,然后将分析信号通过电荷电压滤波积分放大器处理,最后将处理好的信号直接输送到电脑,用专门软件进行分析与处理,得到玻璃的振动固有频率。为改变真空玻璃的真空度,首先向真空玻璃的真空腔体充满气体,然后用真空泵抽取空腔中的气体,使空腔内真空度改变,空腔里的真空度可直接由与真空泵相连接的真空表读出。试验测量了不同真空度下对应的真空玻璃的固有频率。试验结果见图6。

真空玻璃真空度与其固有频率关系曲线

图6 真空玻璃真空度与其固有频率关系曲线( 300 mm @ 210 mm)

  由上图的关系曲线可以看出,在自由振动下,真空玻璃的固有频率随着其真空度的降低而降低,且降低速率随真空度的减小而加快。真空玻璃的固有频率能够反应其实际的工作状态,且是一个较容易在线获得的动态参数。很显然,只要获得了某一状态下某块真空玻璃的固有频率,根据关系曲线,对应的真空玻璃真空度就出来了。

2、动态法在线检测真空玻璃真空度操作方法及应用

  通过上面的试验分析得知,真空玻璃的固有频率随着真空度的降低而降低。为达到在线检测真空玻璃的真空度,我们首先需要建立起实际工程应用状态下真空玻璃固有频率与其真空度的关系曲线,获得评价标准。评价标准的确定必须要选择与待检测工程相同的且具有代表性的样品。现场检测时,就可以通过在线测量真空玻璃的固有频率,找到对应的真空度,从而得到真空玻璃的真空度保有量。评估标准的建立可以在现场进行,通过人为改变某块具有代表性的真空玻璃的真空度并测量相对应下的固有频率,也可以在试验室里建立起与实际工程工作状态相似的样本测量得到。该方法的应用特点是能够达到定量地检测玻璃的真空度,操作上也简单,易于实现在线适时检测和监测。不足的地方就是真空度与固有频率关系曲线确定不太容易,影响因素多,评价标准的准确性直接影响到检测结果的精度。

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