DE4320363A1 - Method and device for testing the tightness of hollow bodies - Google Patents
Method and device for testing the tightness of hollow bodiesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von Hohlkörpern.The invention relates to a method and an apparatus for Leak test of hollow bodies.
Um die Dichtheit eines Hohlkörpers zu untersuchen, hat man bis lang den Prüfling mit Luft gefüllt und diesen einem definierten Differenzdruck ausgesetzt. Im Falle eines Lecks konnten dann Druckveränderungen nachgewiesen werden, die je nach Größe des Lecks unterschiedlich stark waren. Diese Prüfmethode hat jedoch den Nachteil, daß sich die erfaßbaren Druckunterschiede nur sehr langsam einstellten und die Messung temperatur- und volumenab hängig war.To test the tightness of a hollow body, one has to long the test specimen filled with air and this a defined Differential pressure exposed. In the event of a leak, then could Pressure changes are detected, which depend on the size of the Leaks were different. However, this test method has the disadvantage that the detectable pressure differences are only very set slowly and the measurement depends on temperature and volume was pending.
Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man den Prüfling auch mit einem Testgas wie Helium gefüllt, das mittels spezifischer und empfindlicher Meßmethoden nachgewiesen werden konnte. Beispiels weise hat man die von einem Leck herrührenden Partialdruckverän derungen mit einem Heliummassenspektrometer erfaßt. Aber auch diese Methode hat ihre Grenzen, weil der Einsatz von Helium hohe Kosten verursacht und im Falle eines größeren Lecks die Prüfkam mer mit dem Prüfgas kontaminiert wird, so daß nachfolgende Mes sungen stets beeinträchtigt wurden.In order to eliminate these disadvantages, you also have the device under test a test gas such as helium filled by means of specific and sensitive measuring methods could be demonstrated. Example wise one has the partial pressure changes resulting from a leak changes with a helium mass spectrometer. But also this method has its limits because the use of helium is high Costs incurred and in the event of a major leak the test came is contaminated with the test gas, so that subsequent measurements solutions have always been impaired.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfah ren und eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von Hohlkörpern bereitzustellen, wodurch eine kostengünstige, schnelle und emp findliche Prüfung möglich wird.The object of the present invention is therefore a method ren and a device for leak testing of hollow bodies Provide, making an inexpensive, fast and emp sensitive examination becomes possible.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß man ein aus verschiedenen Gasen bestehendes Prüfgas verwendet und dieses einer Gastrennung unterzieht, einen Teil der entstehenden Gaskomponenten in den Hohlkörper leitet und einen anderen Teil der Gaskomponenten der den Hohlkörper umgebenden Prüfkammer zu führt und anschließend die Gaszusammensetzung auf der Seite des niedrigeren Druckes analysiert. According to the invention, the object is achieved in that uses a test gas consisting of different gases and this undergoes gas separation, part of the resulting Conducts gas components into the hollow body and another part the gas components of the test chamber surrounding the hollow body leads and then the gas composition on the side of the analyzed lower pressure.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Prüfgas Luft verwendet. In diesem Fall läßt sich das Prüfgas z. B. in Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und gegebenenfalls andere Luftbestandteile zerlegen, die z. B. über massenspektrome trische Analysen einzeln oder in Kombination nachweisbar sind.According to a preferred embodiment of the invention as Air test gas used. In this case, the test gas e.g. B. in nitrogen, oxygen, carbon dioxide and optionally disassemble other air components, e.g. B. on mass spectrums trical analyzes can be demonstrated individually or in combination.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet kostengünstig, da kein Fremdgas als Testgas zugeführt wird. Es bietet weiterhin den Vorteil, daß praktisch untergrundfrei gemessen werden kann. Durch die Trennung des Prüfgases in Testgas und Belüftungsgas entstehen zwei Gaskomponenten, wobei das Testgas gerade dieje nigen Gase enthält, die dem Belüftungsgas entzogen werden.The method according to the invention works inexpensively since none Foreign gas is supplied as a test gas. It continues to offer that Advantage that it can be measured practically underground. By separating the test gas into test gas and ventilation gas two gas components are created, the test gas being just that contains gases that are extracted from the ventilation gas.
Im Falle einer Kontamination der Prüfkammer mit einer Prüfgas komponente ist es möglich, diese Komponente bei der folgenden Prüfung nicht mehr als Testgas zu verwenden und auf eine andere Kombination umzuschalten. So können in beliebiger Reihenfolge Prüfgaskomponenten nacheinander als Testgas verwendet werden, ohne daß die Nachweisempfindlichkeit sinkt und Produktionstakt verlorengeht.In the event of contamination of the test chamber with a test gas component, it is possible to use this component in the following Test no longer to be used as a test gas and on another Switch combination. So you can in any order Test gas components are used successively as test gas without lowering the detection sensitivity and production cycle get lost.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Vor richtung zur Dichtheitsprüfung von Hohlkörpern dargestellt. An hand dieser wird im folgenden die Erfindung näher erläutert.In the drawing is a preferred embodiment of a front Direction for leak testing of hollow bodies shown. On hand of this, the invention is explained in more detail below.
Das Prüfgas 7 (z. B. Luft) gelangt hierbei über ein Ventil 8 zu einem Separator 4, der für die eine Trennung des Prüfgases sorgt. Als Separator 4 kann beispielsweise eine Luftzerlegungs einrichtung mit Molekularsieb-Trennverfahren oder einem Adsorp tionskatalysator-Verfahren verwendet werden. Im Separator 4 wird das Prüfgas in einzelne Gaskomponenten zerlegt. Wird Luft als Prüfgas verwendet, bestehen die Gaskomponenten z. B. aus Stick stoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Ammoniak, Ozon, Edelgasen oder anderen jeweils vorkommenden Luftbestandteilen. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die als Prüfgas eingesetzte Luft im wesentli chen in zwei Gaskomponenten zu trennen, beispielsweise inThe test gas 7 (e.g. air) passes through a valve 8 to a separator 4 , which ensures that the test gas is separated. An air separation device with a molecular sieve separation process or an adsorption catalyst process can be used as the separator 4 , for example. In the separator 4 , the test gas is broken down into individual gas components. If air is used as the test gas, the gas components are e.g. B. from nitrogen, oxygen, carbon dioxide, ammonia, ozone, noble gases or other air components. It has proven to be advantageous to essentially separate the air used as the test gas into two gas components, for example in
Stickstoff und Restluft
Kohlendioxid und Restluft
Sauerstoff und Restluft oder
einzelne Edelgase und Restluft.Nitrogen and residual air
Carbon dioxide and residual air
Oxygen and residual air or
individual noble gases and residual air.
Nach erfolgter Gastrennung werden die ausgewählten Gaskomponen ten über eine Leitung 5 in den Innenraum 9 der Prüfkammer 2 ge leitet. Über die Leitung 10 und die Pumpe 11 wird die Prüfkammer 2 zuvor evakuiert, so daß nach Öffnen des Ventils 12 das Gas als Belüftungsgas einströmen kann. Über eine Leitung 13 und eine Pumpe 14 wird auch der Hohlkörper 1 evakuiert. In diesen gelangt über eine Leitung 6 der andere Teil der Gaskomponenten, der als Testgas dient.After gas separation, the selected gas components are conducted via a line 5 into the interior 9 of the test chamber 2 . The test chamber 2 is previously evacuated via the line 10 and the pump 11 , so that after opening the valve 12 the gas can flow in as aeration gas. The hollow body 1 is also evacuated via a line 13 and a pump 14 . The other part of the gas components, which serves as the test gas, reaches this via a line 6 .
Je nach Art des als Hohlkörper 1 verwendeten Prüflings wird zwi schen dem Innenraum 9 der Prüfkammer 2 und dem Innenraum 15 des Hohlkörpers 1 ein Differenzdruck Δp eingestellt. Der Druck im Hohlkörper 1 ist im hier gezeigten System größer als derjenige in der Prüfkammer 2. So strömt Gas im Fall eines Lecks im Prüf ling aus dem Innenraum 15 in die Prüfkammer 2. Findet in der an gegebenen Weise ein Gasübergang statt, ändert sich auch die Gas zusammensetzung in der Prüfkammer 2. Diese Änderung läßt sich mittels geeigneter Testgas-Meßeinrichtungen 3 erfassen, bei spielsweise mittels eines Massenspektrometers, eines Infrarot- Meßsystems, eines Wärmeleitungsmeßsystems oder eines Ionisa tionsverfahrens. Hierbei werden qualitative und quantitative Unterschiede insbesondere über Partialdruckveränderungen ermit telt.Depending on the type of the specimen used as a hollow body 1 Zvi the interior rule 9 of the test chamber 2 and the interior 15 of the hollow body 1 is set, a differential pressure Ap. In the system shown here, the pressure in the hollow body 1 is greater than that in the test chamber 2 . In the event of a leak in the test object, gas flows from the interior 15 into the test chamber 2 . If a gas transition takes place in the specified manner, the gas composition in the test chamber 2 also changes . This change can be detected by means of suitable test gas measuring devices 3 , for example by means of a mass spectrometer, an infrared measuring system, a heat conduction measuring system or an ionization method. Here, qualitative and quantitative differences are determined, in particular via changes in partial pressure.
In einem anderen, hier nicht näher dargestellten Fall, ist es auch möglich, den Differenzdruck Δp so zu wählen, daß der Druck im Hohlkörper 1 niedriger ist als derjenige in der Prüfkammer 2. In diesem Fall wird die Gaszusammensetzung im Hohlkörper 1 ana lysiert.In another case, not shown here, it is also possible to choose the differential pressure Δp so that the pressure in the hollow body 1 is lower than that in the test chamber 2 . In this case, the gas composition in the hollow body 1 is analyzed.
Eine Auswertung kann z. B. bezogen auf die jeweiligen Massen peaks, z. B. auf dieAn evaluation can e.g. B. based on the respective masses peaks, e.g. B. on the
Molekülmasse 4 (Helium)
Molekülmasse 28 (Stickstoff)
Molekülmasse 32 (Sauerstoff)
Molekülmasse 40 (Argon) und
Molekülmasse 44 (Kohlendioxid)Molecular mass 4 (helium)
Molecular mass 28 (nitrogen)
Molecular mass 32 (oxygen)
Molecular mass 40 (argon) and
Molecular mass 44 (carbon dioxide)
erfolgen.respectively.
Um die Prüfsicherheit und die Meßgenauigkeit zu erhöhen, ist es ferner möglich, nicht nur einzelne Massenpeaks, sondern Kombina tionen verschiedener Molekülmassen und die Verhältnisse der Mo lekülmassen zueinander auszuwerten. Dabei kann die Nachweis empfindlichkeit in dem Maße erhöht werden, wie es gelingt, das Untergrundspektrum im Meßraum abzusenken.To increase test reliability and measuring accuracy, it is also possible, not just individual mass peaks, but Kombina ions of different molecular masses and the ratios of the Mo to evaluate lecular masses to each other. The proof can sensitivity to the extent that it succeeds Lower the background spectrum in the measuring room.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich im Grunde für alle be liebigen Hohlkörper einsetzen. Es eignet sich insbesondere zur Dichtheitsprüfung von Fässern, Kompressoren, Rädern, Dosen, Drehmomentwandlern, Ölwannen sowie allgemein von gas-, dampf- und flüssigkeitsführenden Systemen und Bauteilen.The process of the invention can be basically for everyone use any hollow body. It is particularly suitable for Leak testing of drums, compressors, wheels, cans, Torque converters, oil pans and generally of gas, steam and liquid-carrying systems and components.
Eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung von Hohlkörpern umfaßt im wesentlichen eine Prüfkammer 2 zur Aufnahme des Hohlkörpers 1 sowie eine mit der Prüfkammer 2 verbundene Gasmeßeinrichtung 3 sowie einen Separator 4, der über eine Leitung 5 mit der Prüf kammer 2 und über eine Leitung 6 mit dem Hohlkörper 1 verbunden ist. Darüber hinaus können Meß- und Regeleinrichtungen vorhanden sein, die auch einen automatischen Betrieb der Vorrichtung er möglichen.A device for leak testing of hollow bodies essentially comprises a test chamber 2 for receiving the hollow body 1 and a gas measuring device 3 connected to the test chamber 2 , and a separator 4 , which is connected via a line 5 to the test chamber 2 and via a line 6 to the hollow body 1 connected is. In addition, there may be measuring and control devices which also enable automatic operation of the device.
Claims (6)
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| 8143 | Withdrawn due to claiming internal priority |