CN1318828C - 检测泄漏并确定其位置的方法以及实施该方法的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过对一种气体分压的变化进行测量和计算来确定试件、容器或类似物品的壁中的泄漏的方法及装置；为降低检漏的费用则建议有：用一个氧气传感器(4)来对氧气分压的变化进行检测和计算。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过测量和计算一种气体分压的变化来确定一试件、容器或类似物品的壁中的泄漏的方法、一种用于对所确定的泄漏进行定位的方法以及用于实施所述方法的装置。
背景技术
已知可通过试验气体、优选地通过氦气来寻找并可能的话来确定泄漏现象。为此对待检测泄漏的壁加一压差。在壁的具有较高压力的一侧，试验气体分压升高。若有泄漏存在，试验气体将穿过。在壁的具有较低压力的一侧放置一试验气体检测器，通常为质谱仪，用它来记录试验气体分压的升高值。
质谱仪较贵且灵敏。它们仅能工作在约10-4mbar或更低的压力条件下，因此用质谱仪所带来的技术和经济方面的费用均较高。
发明内容
本发明的任务是，提供上述类型的方法以及能实施这些方法的装置，用它们来降低技术和经济方面的费用。
根据本发明，提出一种利用氧气作为试验气体对一个真空试件或容器的壁中的泄漏进行检测和定位的方法，该方法包括：
-对容器内发生的气体分压的变化进行测量；并且
-通过检测氧气浓度的变化来计算气体分压的变化；
其特征在于：用一个氧气传感器来检测和计算氧气浓度；
-并且为确定泄漏位置，用一种无氧气体射流喷射试件的外侧。
根据本发明，还提出一种利用氧气作为试验气体对一个试件或容器的壁中的泄漏进行检测的装置，该装置包括：
一个连接到所述容器内部的真空泵；
一个氧气传感器，用于检测在容器中的氧气浓度的变化；
其特征在于：还设置有一个用于对泄漏进行定位的喷射无氧和/或耗氧气体即可氧化的气体的喷枪；
一个与氧气传感器连接的测量仪器，该测量仪器利用氧气传感器的输出对容器内发生的气体分压的变化进行测量；和
一个与测量仪器连接的计算装置，该计算装置在测量仪器输出的基础上向显示器发送信号。
根据本发明，还提出一种对一个试件或容器的壁中的泄漏进行检测的方法，其特征在于：以这样的方式对一个充满无氧气体的、处于过压下的容器的壁中的泄漏进行检测：用一个探测器尖对所述容器进行探测，并且用一个氧气传感器对被探测器尖所吸入的气体的氧气存在情况进行检查。
根据本发明，还提出一种利用氧气作为试验气体对一个试件或容器的壁中的泄漏进行检测的装置，该装置包括：
一个用于探测所述容器的探测器尖，所述容器充满无氧气体、处于过压条件下，所述探测器尖用于获得气体样品；
一个与探测器尖连接的室，其中，气体样品导入到该室中；
一个氧气传感器设置在该室中，氧气传感器用于检测气体样品中的氧气；
和用于对气体样品内的氧气的气体分压的变化进行测量和计算的装置。
采用氧气作试验气体能够把氧气传感器用作为试验气体检测器。优选地使用氧气-固体电解质传感器。这些传感器很久以来便得到了应用，如用在汽车催化剂的废气监测。它们在工作时不需要高真空。在微结构方面的一种应用中，这些传感器在很宽的范围内是线性的且是足够灵敏的，这样根据本发明的泄漏检测便可以一种可与氦气检漏法相等同的灵敏度来加以实施。把氧气用作为检验气体还有其它的优点：该检漏方法的使用者就是通过这种气体、亦即O2的存在能够了解到情况，这种气体对许多的应用是具有特殊意义的。
附图说明
本发明其它的优点和细节将通过附图1～4所示的实施例以及为此所述的方法来加以介绍。附图中：
图1为一种用于对一个处于真空下的容器进行泄漏检测和泄漏定位的装置，
图2为一种复合型氧气/压力传感器，
图3为一种用于对一个注满无氧气体且处于过压下的容器进行泄漏检测和泄漏定位的装置，
图4为一种对那些被注有含氧气体的试件进行整体检漏的装置。
具体实施方式
图1中数字1表示一个处于真空下的容器。容器1经阀门3与真空泵2相连接。容器1中有氧气传感器4，它经导线5与一记录仪6相连。另外在容器1中还有一压力传感器7，它经导线8与记录仪9相连。在仪器6和9上连接有一计算装置11，它与一报警器12相连。位于容器1壁中的泄漏则用数字13表示。
当泄漏13出现在容器1的抽真空状态时，空气便会进入容器1。氧气分压便因此而变化。这一变化被测量仪器6所检测到，而测量仪器6则经计算装置11触发一泄漏显示。压力传感器7和测量仪器9能用来对氧气分压和总压的比例、亦即氧气浓度进行计算，如果氧气浓度比如高于15％，则可触发一泄漏显示。
另外还可以在对容器1抽真空期间会起作用的、此前业已存在的泄漏13加以确定。这一点比如可这样来进行：将在抽真空期间的几个确定时刻所测量到的氧气分压值的计算装置11中与先前在一个密封容器1中所进行并被存储的测量值加以比较。
图1所示的装置还包括有一个喷枪，它被接到一个压力容器16上，该压力容器16中具有无氧气体，比如氮气。如若在一个第一测量阶段检测到在容器1的壁中有一泄漏13，该泄漏的位置则可通过用无氧气体对容器1作局部喷射来加以确定。当气体射束扫到泄漏13时，此时氧气便进不到容器1中。由此使容器1中的氧气分压值有一个短时间的下降，该下降值为氧气传感器4所记录到并由测量仪器6所显示。这样便直接将喷射过程同泄漏13的位置关联了起来，因此便能够对泄漏作出精确的定位。
氧气分压的下降梯度越陡和/或氧气传感器的响应时间越短，就越能够迅速地来确定泄漏位置。当容器1的初始灌注的气体是无氧的，这种泄漏检测和定位因而便是特别灵敏的。分压值的下降还可通过使用耗氧气体作为试验气体来加以影响。当采用这些气体时，比如丙烷、丁烷或其它类似气体，除在泄漏13前出现氧气排出外，还在容器1中的氧气传感器的热表面上发生氧气的消耗，这样便增强了测量效果。
在图1所示的实施形式中，氧气传感器4和压力传感器7在空间上是分开的。当使用氧气固体电解质传感器时则可放弃这种分开形式，因为这些传感器通常配备有一根热丝。图2示出这样一种氧气传感器4。在一公共载体18上既固结有氧气传感器部件19(例如两块中间夹有固体电解质的铂电极)也固结有一热丝21。热丝21以一种熟知的形式构成图中未示出的一测量电桥的部件且因此同时也具有一个热导真空计的压力传感器的功能。
在图3所示的实施例中，将一注满无氧气体的、处于过压下的容器1进行检漏。容器1可以是用于该种气体的储存容器，或者是一个为进行检漏而用压力容器21灌注有无氧气体的试件。
泄漏检测与定位是用一个探测器22来进行的，探测器22的尖23被导至容器1之上。在探测器22上连接有一导管，该导管与一供给泵25、比如隔膜泵相连。在探测器22和供给泵25之间的距离上，被吸入气流流经一其中装有氧气传感器4的室26，该氧气传感器如同图1所示的实施例那样将其信号经导线5输入测量仪器6。
只要探测器22一直在吸入空气，由于空气中含有氧气的缘故，传感器4便输出有一恒定不变的信号。当探测器尖23扫过一泄漏处，氧气输入便会减少或中断。如图1所示实施例中对泄漏定位的描述那样，氧气传感器4便记录到氧气分压的变化，这样不仅可确定泄漏的存在，而且也能确定泄漏的位置。
同样在采用这种方法时，当在容器或试件1中放入耗氧气体时，则可增强测量的效果。
图4示出一实施形式，其中对一个灌注有含氧气体的试件1整体地在一检验室31中进行检漏。检验室31以熟知的方式经导管32用真空泵33来抽真空。在导管32中有一具有氧气传感器的室26。当在抽真空期间有氧气从试件1中逸出时，则该氧气流经室26至被传感器4和测量仪器6所记录。如上所述，对测量结果与先前在密封试件1中的测量结果作比较能得到更好的泄漏检测结果。这一目标也可这样来达到：检验室在将试件1带入其中之后被注入无氧气体，这样已有的空气中氧气便不会干扰泄漏的检测。
Claims (24)
1.一种利用氧气作为试验气体对一个真空试件或容器(1)的壁中的泄漏进行检测和定位的方法，该方法包括：
- 对容器内发生的气体分压的变化进行测量；并且
- 通过检测氧气浓度的变化来计算气体分压的变化；
其特征在于：用一个氧气传感器(4)来检测和计算氧气浓度；
- 并且为确定泄漏位置，用一种无氧气体射流喷射试件的外侧。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用一种耗氧气体即可氧化的气体作为无氧气体。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：使用O2-固体电解质传感器作为氧气传感器(4)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氧气传感器(4)位于容器(1)内。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：从一个试验室(31)抽出的气体流经一个其中有所述氧气传感器(4)的室(26)。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：泄漏检测在一个含有低压无氧气体的容器(1)上进行。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：将在某一时刻测量到的氧气分压值与在相同条件下在一个密封容器(1)上所测量到的值进行比较。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：除了用氧气传感器(4)对分压进行测量外，还用一个压力传感器(7)对在计算时加以考虑的总压进行测量。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述耗氧气体是丙烷或丁烷。
10.一种利用氧气作为试验气体对一个试件或容器的壁中的泄漏进行检测的装置，该装置包括：
一个连接到所述容器内部的真空泵；
一个氧气传感器(4)，用于检测在容器中的氧气浓度的变化；
其特征在于：还设置有一个用于对泄漏进行定位的喷射无氧和/或耗氧气体即可氧化的气体的喷枪(15)；
一个与氧气传感器(4)连接的测量仪器(6)，该测量仪器利用氧气传感器的输出对容器内发生的气体分压的变化进行测量；和
一个与测量仪器连接的计算装置(11)，该计算装置在测量仪器输出的基础上向显示器发送信号。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述氧气传感器(4)设置在容器中。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于：邻近所述氧气传感器(4)还进一步包括一个压力传感器(7)。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于：所述氧气传感器(4)包括一根热丝(21)并且该热丝用作压力传感器。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述氧气传感器(4)是一个O2-固体电解质传感器。
15.一种对一个试件或容器的壁中的泄漏进行检测的方法，其特征在于：以这样的方式对一个充满无氧气体的、处于过压下的容器(1)的壁中的泄漏进行检测：用一个探测器尖(23)对所述容器进行探测，并且用一个氧气传感器(4)对被探测器尖(23)所吸入的气体的氧气存在情况进行检查。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述无氧气体为耗氧的即可氧化的气体。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述耗氧气体是丙烷或丁烷。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于：被探测器尖(23)所吸入的气体流经一个其中有氧气传感器(4)的室(26)。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于：使用O2-固体电解质传感器作为氧气传感器(4)。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于：将在某一时刻测量到的氧气分压值与在相同条件下在一个密封容器(1)上所测量到的值进行比较。
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于：除了用氧气传感器(4)对分压进行测量外，还用一个压力传感器(7)对在计算时加以考虑的总压进行测量。
22.一种利用氧气作为试验气体对一个试件或容器的壁中的泄漏进行检测的装置，该装置包括：
一个用于探测所述容器的探测器尖(23)，所述容器充满无氧气体、处于过压条件下，所述探测器尖用于获得气体样品；
一个与探测器尖连接的室，其中，气体样品导入到该室中；
一个氧气传感器(4)设置在该室中，氧气传感器(4)用于检测气体样品中的氧气；
和用于对气体样品内的氧气的气体分压的变化进行测量和计算的装置。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于：还进一步包括一个与所述探测器尖连接的产生一股气体流的供给泵(25)。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于：所述供给泵为一个隔膜泵。
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