專利名稱：檢測泄漏并確定其位置的方法以及實(shí)施該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過測量和計(jì)算一種氣體分壓的變化來確定一試件、容器或類似物品的壁中的泄漏的方法、一種用于對(duì)所確定的泄漏進(jìn)行定位的方法以及用于實(shí)施所述方法的裝置。
質(zhì)譜儀較貴且靈敏。它們僅能工作在約10-4mbar或更低的壓力條件下，因此用質(zhì)譜儀所帶來的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的費(fèi)用均較高。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)是通過權(quán)利要求所述的特征來解決的。
采用氧氣作試驗(yàn)氣體能夠把氧氣傳感器用作為試驗(yàn)氣體檢測器。優(yōu)選地使用氧氣-固體電解質(zhì)傳感器。這些傳感器很久以來便得到了應(yīng)用，如用在汽車催化劑的廢氣監(jiān)測。它們在工作時(shí)不需要高真空。在微結(jié)構(gòu)方面的一種應(yīng)用中，這些傳感器在很寬的范圍內(nèi)是線性的且是足夠靈敏的，這樣根據(jù)本發(fā)明的泄漏檢測便可以一種可與氦氣檢漏法相等同的靈敏度來加以實(shí)施。把氧氣用作為檢驗(yàn)氣體還有其它的優(yōu)點(diǎn)該檢漏方法的使用者就是通過這種氣體、亦即O2的存在能夠了解到情況，這種氣體對(duì)許多的應(yīng)用是具有特殊意義的。
當(dāng)泄漏13出現(xiàn)在容器1的抽真空狀態(tài)時(shí)，空氣便會(huì)進(jìn)入容器1。氧氣分壓便因此而變化。這一變化被測量儀器6所檢測到，而測量儀器6則經(jīng)計(jì)算裝置11觸發(fā)一泄漏顯示。壓力傳感器7和測量儀器9能用來對(duì)氧氣分壓和總壓的比例、亦即氧氣濃度進(jìn)行計(jì)算，如果氧氣濃度比如高于15％，則可觸發(fā)一泄漏顯示。
另外還可以在對(duì)容器1抽真空期間會(huì)起作用的、此前業(yè)已存在的泄漏13加以確定。這一點(diǎn)比如可這樣來進(jìn)行將在抽真空期間的幾個(gè)確定時(shí)刻所測量到的氧氣分壓值的計(jì)算裝置11中與先前在一個(gè)密封容器1中所進(jìn)行并被存儲(chǔ)的測量值加以比較。


圖1所示的裝置還包括有一個(gè)噴槍，它被接到一個(gè)壓力容器16上，該壓力容器16中具有無氧氣體，比如氮?dú)狻Ｈ缛粼谝粋€(gè)第一測量階段檢測到在容器1的壁中有一泄漏13，該泄漏的位置則可通過用無氧氣體對(duì)容器1作局部噴射來加以確定。當(dāng)氣體射束掃到泄漏13時(shí)，此時(shí)氧氣便進(jìn)不到容器1中。由此使容器1中的氧氣分壓值有一個(gè)短時(shí)間的下降，該下降值為氧氣傳感器4所記錄到并由測量儀器6所顯示。這樣便直接將噴射過程同泄漏13的位置關(guān)聯(lián)了起來，因此便能夠?qū)π孤┳鞒鼍_的定位。
氧氣分壓的下降梯度越陡和/或氧氣傳感器的響應(yīng)時(shí)間越短，就越能夠迅速地來確定泄漏位置。當(dāng)容器1的初始灌注的氣體是無氧的，這種泄漏檢測和定位因而便是特別靈敏的。分壓值的下降還可通過使用耗氧氣體作為試驗(yàn)氣體來加以影響。當(dāng)采用這些氣體時(shí)，比如丙烷、丁烷或其它類似氣體，除在泄漏13前出現(xiàn)氧氣排出外，還在容器1中的氧氣傳感器的熱表面上發(fā)生氧氣的消耗，這樣便增強(qiáng)了測量效果。
在圖1所示的實(shí)施形式中，氧氣傳感器4和壓力傳感器7在空間上是分開的。當(dāng)使用氧氣固體電解質(zhì)傳感器時(shí)則可放棄這種分開形式，因?yàn)檫@些傳感器通常配備有一根熱絲。圖2示出這樣一種氧氣傳感器4。在一公共載體18上既固結(jié)有氧氣傳感器部件19(例如兩塊中間夾有固體電解質(zhì)的鉑電極)也固結(jié)有一熱絲21。熱絲21以一種熟知的形式構(gòu)成圖中未示出的一測量電橋的部件且因此同時(shí)也具有一個(gè)熱導(dǎo)真空計(jì)的壓力傳感器的功能。
在圖3所示的實(shí)施例中，將一注滿無氧氣體的、置于真空之下的容器1進(jìn)行檢漏。容器1可以是用于該種氣體的儲(chǔ)存容器，或者是一個(gè)為進(jìn)行檢漏而用壓力容器21灌注有無氧氣體的試件。
泄漏檢測與定位是用一個(gè)探測器22來進(jìn)行的，探測器22的尖23被導(dǎo)致容器1之上。在探測器22上連接有一導(dǎo)管，該導(dǎo)管與一供給泵25、比如隔膜泵相連。在探測器22和供給泵25之間的距離上，被吸入氣流流經(jīng)一其中裝有氧氣傳感器4的室26，該氧氣傳感器如同圖1所示的實(shí)施例那樣將其信號(hào)經(jīng)導(dǎo)線5輸入測量儀器6。
只要探測器22一直在吸入空氣，由于空氣中含有氧氣的緣故，傳感器4便輸出有一恒定不變的信號(hào)。當(dāng)探測器尖23掃過一泄漏處，氧氣輸入便會(huì)減少或中斷。如圖1所示實(shí)施例中對(duì)泄漏定位的描述那樣，氧氣傳感器4便記錄到氧氣分壓的變化，這樣不僅可確定泄漏的存在，而且也能確定泄漏的位置。
同樣在采用這種方法時(shí)，當(dāng)在容器或試件1中放入耗氧氣體時(shí)，則可增強(qiáng)測量的效果。
圖4示出一實(shí)施形式，其中對(duì)一個(gè)灌注有含氧氣體的試件1整體地在一檢驗(yàn)室31中進(jìn)行檢漏。檢驗(yàn)室31以熟知的方式經(jīng)導(dǎo)管32用真空泵33來抽真空。在導(dǎo)管32中有一具有氧氣傳感器的室26。當(dāng)在抽真空期間有氧氣從試件1中逸出時(shí)，則該氧氣流經(jīng)室26至被傳感器4和測量儀器6所記錄。如上所述，對(duì)測量結(jié)果與先前在密封試件1中的測量結(jié)果作比較能得到更好的泄漏檢測結(jié)果。這一目標(biāo)也可這樣來達(dá)到檢驗(yàn)室在將試件1帶入其中之后被注入無氧氣體，這樣已有的空氣中氧氣便不會(huì)干擾泄漏的檢測。
權(quán)利要求
1.一種通過測量和計(jì)算一種氣體分壓的變化來確定一試件、容器或類似物品的壁中的泄漏的方法，其特征在于用一個(gè)氧氣傳感器(4)來確定和計(jì)算。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使用了氧氣固體電解質(zhì)傳感器(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于對(duì)一個(gè)被置于真空之下的容器(1)的壁中的泄漏(13)的確定是用一位于容器(1)中的氧氣傳感器(4)表進(jìn)行的。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于將在確定時(shí)刻所測得的氧氣分壓值與同樣條件之下在密封容器(1)中所測得的值進(jìn)行比較。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于除用氧氣傳感器(4)測量分壓外，還用一個(gè)壓力傳感器(7)來測量總壓，該總壓在進(jìn)行計(jì)算時(shí)被加以考慮。
6.如權(quán)利要求3～5之一所述的方法，其特征在于在一個(gè)處于真空的、含有無氧氣體的容器(1)中實(shí)施泄漏檢測。
7.如權(quán)利要求3～6之一所述的方法，其特征在于為確定泄漏位置，用一種無氧氣體流噴射試件的外側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于使用了如丙烷、丁烷或與其類似的耗氧(可氧化)氣體。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于對(duì)一個(gè)充有無氧的、優(yōu)選地為耗氧(可氧化的)氣體的、置于真空之下的容器(1)的壁中泄漏的確定是以這樣的方式來進(jìn)行的用一個(gè)探測器尖(23)對(duì)容器進(jìn)行探測，且用氧氣傳感器(4)對(duì)被探測器尖(23)所吸出的氣體的氧氣存在情況進(jìn)行檢查。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于被探測器尖(23)所吸入的氣體流經(jīng)一個(gè)其中包括有氧氣傳感器(4)的室(26)。
11.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將一含有氧氣的試件(1)放入一試驗(yàn)室(31)中，將該試驗(yàn)室抽真空并將試驗(yàn)室(31)中氧氣分壓的變化用來確定試件(1)壁中的泄漏。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于從所述室(31)中被抽出的氣體流經(jīng)一室(26)，在該室(26)中有氧氣傳感器(4)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于計(jì)算是這樣來進(jìn)行的將測量值與先前在密封容器(1)中試驗(yàn)所得的測量值作比較。
14.一種根據(jù)上述方法之一通過對(duì)一種氣體分壓的變化進(jìn)行測量和計(jì)算來確定試件容器和類似物品壁中的泄漏的裝置，其特征在于在使用氧氣作試驗(yàn)氣體時(shí)，設(shè)置有一個(gè)氧氣傳感器(4)，優(yōu)選地為一氧氣-固體電解質(zhì)傳感器，該傳感器與測量和計(jì)算裝置(6、11、12)相連接。
15.一種根據(jù)方法權(quán)利要求3～8之一通過對(duì)一種氣體分壓的變化進(jìn)行測量和計(jì)算來確定試件、容器和類似物品壁中的泄漏的裝置，其特征在于容器(1)中有氧氣傳感器(4)并且一被接在容器(1)上的真空泵(2)組成裝置的部件。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于在容器(1)中還有一個(gè)壓力傳感器(7)。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于氧氣傳感器(4)的一根熱絲(21)組成壓力傳感器(7)。
18.如權(quán)利要求15～17之一所述的裝置，其特征在于還設(shè)置有一個(gè)用于泄漏定位的噴射無氧和/或耗氧(可氧化的)氣體的噴槍(15)。
19.一種根據(jù)方法權(quán)利要求9或10通過對(duì)一種氣體分壓的變化進(jìn)行測量和計(jì)算來確定一試件、容器和類似物品壁中的泄漏的裝置，其特征在于一導(dǎo)管(24)同一室(26)被連接到探測器尖(23)上，在該室(26)中有氧氣傳感器(4)。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于產(chǎn)生氣體流的供給泵(25)為一隔膜泵。
21.一種根據(jù)方法權(quán)利要求11、12或13之一通過對(duì)一種氣體分壓的變化進(jìn)行測量和計(jì)算來確定試件、容器和類似物品壁中的泄漏的裝置，其特征在于一真空泵(33)與一室(26)經(jīng)一導(dǎo)管(32)被連接到試驗(yàn)室(31)上，且在該室(26)中有氧氣傳感器(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過對(duì)一種氣體分壓的變化進(jìn)行測量和計(jì)算來確定試件、容器或類似物品的壁中的泄漏的方法及裝置；為降低檢漏的費(fèi)用則建議有用一個(gè)氧氣傳感器(4)來對(duì)氧氣分壓的變化進(jìn)行檢測和計(jì)算。
文檔編號(hào)G01N27/409GK1391651SQ00816042
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月14日
發(fā)明者沃納·格羅瑟·布萊 申請(qǐng)人:因菲康有限公司