動態法檢測真空玻璃真空度的基本原理及方法

2013-06-22 劉小根 中國建筑材料科學研究總院

  當真空玻璃真空度衰減或損失時,會導致真空玻璃的支撐物與玻璃相互支撐作用力發生變化,改變玻璃的支撐條件,從而使玻璃的固有頻率發生改變。因此,根據此原理,我們可以采用動態法獲得真空玻璃的固有頻率,建立起真空玻璃固有頻率與其真空度的關系,從而根據在線測得的固有頻率來檢測真空玻璃的真空度。

1、動態法檢測真空玻璃真空度的基本原理

  為了探討真空玻璃與其固有頻率之間的關系,本文選擇了一具有代表性的真空玻璃進行了試驗。真空玻璃試樣尺寸為300mm @ 210 mm,玻璃單片厚度為4mm。為獲得真空玻璃在自由狀態下的振動固有頻率,可將真空玻璃懸空吊起,通過敲擊激振玻璃,振動信號由聲音傳感器采集并通過INV306S- SP2 聲壓測試分析儀進行分析,然后將分析信號通過電荷電壓濾波積分放大器處理,最后將處理好的信號直接輸送到電腦,用專門軟件進行分析與處理,得到玻璃的振動固有頻率。為改變真空玻璃的真空度,首先向真空玻璃的真空腔體充滿氣體,然后用真空泵抽取空腔中的氣體,使空腔內真空度改變,空腔里的真空度可直接由與真空泵相連接的真空表讀出。試驗測量了不同真空度下對應的真空玻璃的固有頻率。試驗結果見圖6。

真空玻璃真空度與其固有頻率關系曲線

圖6 真空玻璃真空度與其固有頻率關系曲線( 300 mm @ 210 mm)

  由上圖的關系曲線可以看出,在自由振動下,真空玻璃的固有頻率隨著其真空度的降低而降低,且降低速率隨真空度的減小而加快。真空玻璃的固有頻率能夠反應其實際的工作狀態,且是一個較容易在線獲得的動態參數。很顯然,只要獲得了某一狀態下某塊真空玻璃的固有頻率,根據關系曲線,對應的真空玻璃真空度就出來了。

2、動態法在線檢測真空玻璃真空度操作方法及應用

  通過上面的試驗分析得知,真空玻璃的固有頻率隨著真空度的降低而降低。為達到在線檢測真空玻璃的真空度,我們首先需要建立起實際工程應用狀態下真空玻璃固有頻率與其真空度的關系曲線,獲得評價標準。評價標準的確定必須要選擇與待檢測工程相同的且具有代表性的樣品。現場檢測時,就可以通過在線測量真空玻璃的固有頻率,找到對應的真空度,從而得到真空玻璃的真空度保有量。評估標準的建立可以在現場進行,通過人為改變某塊具有代表性的真空玻璃的真空度并測量相對應下的固有頻率,也可以在試驗室里建立起與實際工程工作狀態相似的樣本測量得到。該方法的應用特點是能夠達到定量地檢測玻璃的真空度,操作上也簡單,易于實現在線適時檢測和監測。不足的地方就是真空度與固有頻率關系曲線確定不太容易,影響因素多,評價標準的準確性直接影響到檢測結果的精度。