CN101151514A - 用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于对使用中在其流体接触区域(38)处需要流体密封的物件(20)进行泄漏测试,以确定通过该物件进入到该物件的非流体接触区域(40)的流体泄漏的系统(10)。该系统包括:泄漏测试流体,由该物件的流体接触区域密封容纳;真空组件(46、66),被设置成用于在该物件的非流体接触区域处建立真空环境;以及检漏仪(76),被设置成检测该真空环境中是否存在泄漏测试流体,以确定穿过该物件的流体泄漏。该系统使得可获得明显地低于1×10-6标准大气压cc/sec的泄漏敏感度,例如,在1×10-7到1×10-11标准大气压cc/sec范围内的敏感度,并且可用于对用来装载危险气体的容器(118)的质量保证测试。
Description
相关申请的交叉参考
本申请是基于James V.McManus、Stuart Muller和Ryan Clement于2005年3月11日提交的题为“用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的设备及方法(Apparatus and Process for Leak-Testing andQualification of Fluid Dispensing Vessels)”的第60/660,733号U.S临时专利申请;James V.McManus于2005年2月28日提交的题为“用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的设备及方法”的第60/657,028号U.S临时专利申请;以及Stuart Muller和Ryan Clement于2005年2月28日提交的题为“用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的设备和方法”的第60/657,027号U.S临时专利申请。
技术领域
本发明涉及用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的设备和方法。
背景技术
在使用封装的气体时,许多工业应用中的传统实践已经利用高压气罐来用于各种气体的存储、传送以及分配。在这些应用中,气体以压缩的状态容纳在气罐中,以使可分配并最终使用的气体的总量最大化。
由于这种压缩气体的压力通常大大地超过大气压,因此,在使用这种包装时,气体密封包装(package)的结构完整性对安全性来说是重要的,这是因为高压容器的任何泄漏都将会快速地扩散到容器的周围环境。当气体有危险性(例如,气体是有毒的、自燃的、或对接触到该气体的人员的健康或安全有害的、或对容器附近的环境或设备的可操作性有害的)时,那么容纳气体的密封包装的结构完整性对于密封包装的使用者信任度及商业成功非常重要。
由于这些原因,气体工业中,通过如下方法进行气体密封包装(诸如,传统的高压气罐)的泄漏测试已经变得普遍,所述方法例如,将密封的高压容器或其具有易于泄漏的接缝或焊缝的部分浸于液体中或与液体接触,以通过气泡形成来确定泄漏气体的存在的方法,或使用对所关心气体灵敏的检测器的方法(诸如,用连接于化学分析器的“气体嗅探器”装置对密封容器进行泄漏测试)。
考虑到半导体工业中涉及高压气体密封包装的安全性及稳定性问题,近些年来已经进行了许多努力,以有效地提高气体封装的安全性。该成果已经产生了基于吸附剂的流体存储和传送系统,诸如在U.S.专利5,518,528中所描述的,其中,气体在流体存储和分配容器中被吸附并存储在物理吸附剂上,且在分配条件下,气体从吸附剂中释放并从容器中排出。在这些系统中,气体可在低于大气压级别(通常低于700托)下存储并分配。这些基于物理吸附剂的系统在商业上可以从标有商标SDS和SAGE的ATMI,Inc.(Danbury,CT,USA)和Matheson Tri-Gas,Inc.(Parsippany,NJ,USA)中得到。
最近,已经开发了安全性增强的流体存储和分配系统,其中,流体容纳在这样的容器中,该容器内部空间中具有流体压力调节器。这种配置对于允许流体在高压下存储是有效的,其中调节器仅当其察觉到低于调节器设定值的下游压力时才进行操作以将流体从容器中排出。这种内置的调节器系统在U.S.专利6,101,816和6,089,027中更充分地进行了描述,并且在商业上可从标有VAC商标的ATMI,Inc.(Danbury,CT,USA)获得。
尽管开发了更安全的气体密封包装,然而,要制造出在焊缝处、接缝处以及装配处不产生气体泄漏或没有潜在气体泄漏的气体密封包装依然很重要。为了这个目的,安全/有效且可再现的泄漏测试对于核实加压气体容器在本质上是无泄漏的而言是至关重要的,在半导体制造工业中尤其是这样,在半导体制造工业中试剂气体可能极其有毒,甚至在低浓度(在有些情况下,低至百万分之几或甚至十亿分之几)下也是致命的。
因此,本领域继续探索在用于确定气体密封包装所采用的容器中是否存在泄漏的系统和技术方面的改进,以及在核实这种用于长期无泄漏服务的容器的适用性方面的改进。
发明内容
本发明涉及用于对存储和分配流体所采用的容器或使用中需要密封的其它物件进行泄漏测试的装置和方法。
一方面,本发明涉及一种用于对使用中在其流体接触区域处需要流体密封的物件进行泄漏测试,以确定通过该物件进入到物件的潜在泄漏挤出(expression)区域的流体泄漏的系统,这种系统包括:泄漏测试流体,由物件的流体接触区域密封容纳;真空组件,设置成用于在物件的潜在泄漏挤出区域处建立真空环境;以及检漏仪,设置成检测真空环境中是否存在泄漏测试流体,以确定穿过物件的流体泄漏。
另一方面,本发明涉及一种用于对流体分配所采用的容器进行泄漏测试的装置,该装置包括:可抽真空的室,适配为容纳装有例如在高于大气压的压力下的泄漏测试流体的容器;真空系统,设置成对该可抽真空的室进行抽真空,以在其中建立真空;以及检漏仪,与该可抽真空的室流体连通地连接,且在该可抽真空的室被真空系统抽真空时,用于检测从装有泄漏测试流体的容器进入该可抽真空的室中的泄漏。
又一方面,本发明涉及一种用于对使用中需要流体密封的物件进行泄漏测试的装置,该装置包括:可抽真空的室,适配为以这样一种布置容纳物件,在该布置中,该物件限定例如高于大气压的压力下的泄漏测试流体;真空系统,设置成对该可抽真空的室进行抽真空,以在其中建立真空;以及检漏仪,与该可抽真空的室流体连通地连接,并且在该可抽真空的室被真空系统抽真空时,在该可抽真空的室中所产生的真空的条件下检测来自物件的或通过物件泄漏的泄漏检测流体。
本发明的又一方面涉及对使用中在其流体接触区域处需要进行流体密封的物件进行泄漏测试的方法,以确定穿过该物件到该物件的潜在泄漏挤出区域的流体泄漏,其中,该方法包括:将泄漏流体限定保持在该物件的流体接触区域;在物件的潜在泄漏挤出区域处建立真空环境;以及检测真空环境中是否存在泄漏测试流体,以确定穿过物件的流体泄漏。
本发明的又一方面涉及对用于流体分配的容器进行泄漏测试的方法,该方法包括:将例如高于大气压的压力下的泄漏测试流体引入该容器;密封该容器中的泄漏测试流体;将所密封的容器暴露于真空;以及测量从该容器泄漏的泄漏测试流体。
又一方面,本发明涉及一种对用于流体分配的容器进行泄漏测试的装置,该装置包括:腔室,适配为(i)容纳其中具有真空的容器,以及(ii)具有引入于其中的泄漏测试流体,以提供泄漏测试流体的外界环境,该泄漏测试流体的环境在腔室中围绕着容器;真空系统,设置成在容器中建立真空;以及检漏仪,设置成用于与其中为真空的容器流体连通,并用于对腔室中从围绕容器的泄漏测试流体环境进入到泄漏测试流体的容器的泄漏进行检测。
另一方面,本发明涉及用于对使用中需要流体密封的物件进行泄漏测试的装置,该装置包括:腔室,适配为以如下布置方式容纳该物件,在该布置方式中,物件限定真空,且该腔室具有引入于其内的泄漏测试流体,从而在围绕使用中需要密封的物件的环境中有泄漏测试流体;真空系统,设置成产生由物件所限定的真空;以及检漏仪,与由物件所限定的真空以流体连通的方式相连接,并对泄漏测试流体进入到由物件所限定的真空中的泄漏进行检测。
本发明的又一方面涉及对用于流体分配的容器进行泄漏测试的方法,该方法包括:抽空容器,以在其内建立真空;密封该容器;将所密封的容器外部暴露于泄漏测试流体;以及测量泄漏测试流体进入该容器的泄漏。
从随后的公开及所附权利要求中,本发明的其它方面、特征和实施例将会更加显而易见。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的泄漏检测系统的示意图。
图2是根据本发明另一实施例的泄漏检测系统的示意图。
图3是根据本发明又一实施例的泄漏检测系统的示意图,其适配为对多个容器的自动泄漏测试。
图4是根据本发明又一实施例的泄漏检测系统的示意图。
图5是根据本发明又一实施例的泄漏检测系统的示意图,其适配为对多个容器的自动泄漏测试。
具体实施方式
本发明涉及对存储和分配流体所采用的容器进行泄漏测试的装置和方法,所述容器包括用于容纳气体的容器,以及用于容纳加压液体的容器,和用于容纳加压固体源试剂(在容器中挥发以产生用于分配的流体)的容器。
本发明是基于以下发现,即,容纳加压泄漏测试气体的容器的泄漏测试的灵敏性可以通过以下方式而提高许多数量级,例如,四个或甚至是五个数量级,所述方式为使进行泄漏检测的容器经受真空,接着在真空中检测来自该容器的泄漏。泄漏测试方法的灵敏性的这种提高是完全意想不到的。而且,可通过这种方法及相关装置进行检测的气体泄漏的级别(level)被降低到这样的低级别,在该低标准中,由于不仅在测试时没有泄漏,而且没有随后发展的泄漏(即,在随后的容器的存储、运输以及使用期间)的可能,因此,使得可以以更精确的方式鉴定容器。
尽管下文参照工业应用(诸如半导体制造)中使用的类型的流体分配容器进行了清楚的描述,然而,应该理解的是,本发明的装置和过程广泛地应用于任何易受加压产品泄漏影响的容器的泄漏测试,以及由于容纳或限定有加压材料而在使用中需要密封的任何其它结构的物件或元件的泄漏测试。
此外,下文中,本发明被示意性地描述为使用氦检测器作为对流体分配容器进行泄漏测试并进行鉴定的检漏仪,应该理解的是,在本发明的宽范围内,可以使用多种其它类型的检测器,诸如,可调整以检测所关心的特定泄漏测试气体的质谱仪(massspectrometer)、或火焰电离剂分析器(flame ionizer analyzer)、傅立叶变换红外(FTIR)检测器、或其它适于所涉及的泄漏测试气体的合适的检测器。
而且,尽管下文中本发明被示意地描述为涉及在用随后用于流体分配的化学试剂产品填充该容器之前对装有泄漏测试流体的容器的泄漏测试,但是应该认识到,本发明可在用所关心产品填充容器之后进行容器的泄漏测试。例如,如果容器填充有砷化三氢(arsine)气体作为待分配的产品,可以通过质谱仪来执行填充后泄漏测试,该质谱仪可被专门调整为用于砷化三氢的检测。可替换地,可利用对相同容器的预填充和填充后泄漏测试两者,以提高保证级别,该保证级别中,容器将不显示填充后的使用中的泄漏特征。
在对流体存储和分配容器的应用中,本发明可以在将真空或者施加于容器的内部空间的情况下进行容器的泄漏测试,从而,监控进入到该内部空间的向内泄漏(in-leakage),或者可替换地,该真空可施加于流体存储及分配容器的外部,从而,检测进入容器的真空环境中的任何气体的向外泄漏(out-leakage)。
可在任何适当的低于大气压(sub-atmospheric pressure)的级别下施加真空,该级别适于用于确定泄漏是否存在的检测系统的测试及灵敏性。通常,期望施加这样的真空,该真空低于100托,更优选地,低于50托,甚至更优选地,低于20托,最优选地,低于10托,对于所给定的检测系统和被监控的泄漏部件来说,该真空处于在本领域技术人员技能范围内能够容易确定的具体级别。
当采用氦作为泄漏测试气体时,特别优选的检漏仪是可从法国巴黎的Alcatel真空技术公司商业获取的Alcatel AMS 142氦检漏仪。在低压环境中,通过这种检漏仪可检测低至10-10cc氦/秒的泄漏率。
施加于待用于密封测试的结构的真空可以通过合适的真空泵、低温泵(在被抽空的环境中暴露于用于化学吸附气体的吸气剂等方式被施加。
用于本发明所指定应用中的检漏仪可以通过使用合适的校准源来校准。例如,在本发明的一个实施例中,其中,氦为泄漏测试气体,可以采用提供10-7、10-8、10-9cc氢/秒泄漏率的校准源。接着,使用所产生的校准来确保检测器的精确度,该检测器例如当对在10-7到10-9cc氦/秒范围内的氦泄漏的检测进行了适当校准时,可以保证检测器的精确度。
本发明的方法可用于建立用于各类产品的密封以及验收或报废的通过/失败准则。在本发明的一个实施例中,进行泄漏测试,以确定在容纳气体的容器的颈部接合处(例如,在颈部开口处,该开口带有螺纹以与带有相应螺纹的阀头部组件紧密配合,该阀头部组件例如包括分配阀和用于该阀的手动致动器或自动致动器)是否存在泄漏。
在一实施例中,本发明可利用以下事实,即,通过将进行泄漏测试的容器抽空以使其包含真空,用泄漏测试液体围绕该容器或该容器的使用中需要被密封的一部分,然后检测进入抽空后的容器中的泄漏,可以提高容器泄漏测试的灵敏度。该泄漏测试方法的灵敏度上的这种提高是完全意想不到的。而且,通过这种方法和相关设备可检测到的气体泄漏级别被降低到低级别,并且,如在上文所述的,可以鉴定容器。
现在参照附图,图1是根据本发明一个实施例的泄漏检测系统10的示意图。所示系统10正被用于对结构物件20的泄漏测试。物件20包括壁件22和24,这些壁件在壁件22的底部边缘和壁件24的顶部边缘处彼此邻接,从而限定介于相应壁件之间的接缝26。壁件22和24以这种方式形成具有第一表面38和第二表面40的壁组件。壁组件的接缝26通过该壁第一表面38上的焊接点28并通过第二表面40上的焊接点30而固定。
使用中,物件20的壁组件用于限制加压流体,且该壁组件需要具有密封的性质。
用于测试物件20的泄漏检测系统10包括加压壳体42,其被示为与物件20的第一表面38密封地接合。通过这样的布置,加压壳体42与第一表面38限定了一封闭空间44。与壳体42的封闭空间44流动连通地结合的是泄漏测试气体供给源50,该供给源通过线路52将泄漏测试气体供应至封闭空间44,该线路使泵54与泄漏测试气体供给源50互连,该泵进而运行以经由其中包括流量控制阀58的线路56将泄漏测试气体传送至封闭空间44。该加压壳体42设置有其中具有流量控制阀94的排放线路92。
该泄漏检测系统10进一步包括真空壳体46,其示为与物件20的第二表面40密封地接合,以与第二表面形成封闭空间48。经由包含流量控制阀70的线路68结合于真空壳体46的封闭空间48的是真空泵66。同样,通过线路78结合于真空壳体46的封闭空间48的是检漏仪76。检漏仪76被设置成检测真空壳体46的封闭空间48中是否存在泄漏测试气体,并经由信号传输线80向用于检测结果的图形输出的输出显示监视器82响应地传送输出。
图1实施例中的泄漏检测系统包括CPU 60,该CPU通过信号传输线86连接于泄漏测试气体供给源50、通过信号传输线62连接于泵54、通过信号传输线64连接于流量控制阀58、通过信号传输线96连接于流量控制阀94、通过信号传输线74连接于真空泵66、通过信号传输线72连接于流量控制阀70,并通过信号传输线84连接于检漏仪76。
图1实施例中的CPU 60可以是任何适当类型的(例如,通用可编程计算机、微型处理器、可编程逻辑控制器、或其它处理器),其通过相应的信号传输线86、62、64、96、72、74和84以信号传输关系连接于泵54、泄漏测试气体供给源50、流量控制阀58、流量控制阀94、真空泵66、流量控制阀70以及检漏仪76。相应的信号传输线使得CPU 60能够根据周期计时程序或以其它方式来控制与之连接的部件的操作,从而,以有效且可再现的方式执行泄漏检测操作。
在图1系统的操作中,检漏仪可以以任何合适的方式来校准,诸如,例如通过将线78连接于校准标准(所述校准标准例如为以受控的精确泄漏率释放校准气体的容器内的检漏仪校准气体源),以使该检漏仪可通过参考校准标准而被精确地校准。可以使用一个以上的校准标准,以确保检漏仪被适当地校准,以用于随后的泄漏检测操作。作为另一替换,可在真空壳体46的内部空间48中安装校准标准,并且在对该室抽真空以在该室内建立真空之后,开动检漏仪,以检测校准标准的泄漏率,从而可以调节检漏仪以用于进一步的精确操作。
一旦检漏仪76被校准,CPU通过经由线路86、62、64和96的信号使得泄漏测试气体供给源50打开以用于分配、使得流量控制阀58和94打开,并使得泵54将来自供给源50的泄漏测试气体通过线路52抽吸到加压室42中以及用于清洗加压室的排放线路92中。在加压室42被除泄漏测试气体之外的气体清洗之后,CPU经由线路96传输信号,以关闭流量控制阀94。泄漏测试气体继续流入室42中,直到该室处于预定的泄漏测试气体压力,CPU 60随之经由线路64传输信号,以关闭流量控制阀58。
同时(在使用泄漏测试气体对室42加压之前、期间和/或之后),真空泵66经由线路74被来自CPU 60的控制信号启动,并且,流量控制阀70经由线路72被来自CPU 60的控制信号打开,从而存于真空室46中的气体经由线路68通过真空泵的动作而排出真空室,从而在真空室46中建立真空环境。在达到期望的真空环境时,真空泵可以被CPU以及关闭的阀70关闭,以保持真空室内的真空环境,或可替换地,可以以倒转(back-up)模式来操作泵66,以将室46中的真空压力保持在期望级别。
随着真空室46中真空环境的建立,检漏仪经由线路84被来自CPU 60的信号启动,由此,从而通过气体从真空室46的内部空间48到检漏仪76的流动(扩散)来执行真空室环境的采样。检漏仪76响应地将输出信号经由线路80传输到用于泄漏测试操作结果的图形输出的监视器82。检漏仪还可包括警报或记录装置或与警报或记录装置相结合,当泄漏高于预定阀值时该警报或记录装置显示,其中该预定阀值用于由于密封合适或可替换的由于缺少这种密封而验收或报废物件20。为此,当不合格的物件20被确定为不适于其预期的容纳流体或密封流体的应用时,检漏仪可以经由线路84向CPU 60输出信号,以终止泄漏检测。
当已经作出了泄漏测试决定时,CPU用于停止泄漏测试系统,从而物件20可以与相应的加压和真空室分离,例如,以便为系统进行下一个待评估密封性的物件的泄漏测试作准备。
应该理解的是,代替图1所示系统中的分离的检漏仪和真空泵组件,可替换的是,该系统可被构造成使得真空泵和检漏仪合并为一体的、单一的检漏仪及真空泵组件。此外,尽管优选的是在高于大气压的压力下将泄漏测试流体引入容器,应该清楚的是,可替换地,在一些应用中可以在大气压下,或者,甚至在低于大气压(尽管任何低于大气压的压力都应足以高于真空压力的级别,以提高有效的泄漏测试)的条件下引入泄漏测试液体。
图2是根据本发明另一实施例的泄漏检测系统的示意图。所示的泄漏测试系统110包括可抽真空的室112,该可抽真空的室包括腔室壳体114,该腔室壳体界定出介于该壳体下端和上端处的法兰元件之间的封闭的内部空间116。壳体的下端由法兰组件限定,该法兰组件包括上法兰124、下法兰126、以及连接这些法兰的螺纹型机械紧固件128和130。这种组件的上法兰124可以被铜接于、焊缝焊接于、焊料焊接于或以其它方式固定于腔室壳体114,有利的是,该上法兰与下法兰126的尺寸相同,以便有助于所述法兰的匹配和结合,以形成法兰组件。
以相似方式,腔室壳体114在其上端处具有固定于其上的法兰134,该法兰与法兰136可匹配地相接合,从而,可以通过螺纹型机械紧固件138和140将相应的法兰固定于适当的位置,如图所示。
在包括上法兰134和下法兰136的法兰组件中,上法兰具有固定于其上的端口延伸部142。该端口延伸部142终止于一法兰内,该法兰与管道146的互补(complimentary)法兰相匹配地结合。通过该布置,端口延伸部的相应法兰与管道的相应法兰形成法兰组件144。该法兰组件可以以传统的或其它已知的方式(例如,通过卡箍(collar clamp),或通过互连的螺钉和螺母组件,或以其它合适的方式)机械地互锁。
管道146在其远离法兰组件144的相对端处(诸如通过焊缝焊接、铜接、焊料焊接、压焊、或使用机械紧固件)固定于端部148。管道146的端部148终止于法兰内,该法兰与端口延伸部152的互补法兰相匹配地结合,从而形成法兰组件150。这种法兰组件也可以通过传统或其它已知的方式(例如,通过卡箍,或通过互连的螺钉和螺母组件,或以其它合适的方式)而机械地互锁。
端口延伸部152与检漏仪154结合。检漏仪154可以是具有用于对存在于进行泄漏测试的容器中的泄漏测试气体进行泄漏检测的能力的任何合适的类型。
检漏仪154可被构造且设置成具有以下能力:(i)抽真空(pumpdown)至真空气压级别以及(ii)当一达到预定真空压力后,就激活装置的泄漏检测性能。在该模式中,检漏仪可以被启动,以通过从壳体的内部空间116抽空气体并使该气体穿过用于向系统的周围环境排放的管道146而抽空腔室壳体114。在腔室壳体以及管道146已经被抽空到预定压力后,检漏仪的检测性能被激活,以感测并响应地产生与进行测试的容器的真空环境中的泄漏气体的存在与否相关的输出。
可替换地,腔室壳体可以通过单独的专用的真空泵被抽空,以用于泄漏测试,并且当已经在容器环境中建立了合适的真空级别后,实现检漏仪与真空环境的通信(communication),因此,此后,检测器可以感测并且提供与真空环境中的泄漏测试气体存在与否相应的输出。
为了使用专用真空泵164实施图1系统中的泄漏测试方法,系统被设置成使得腔室壳体114通过真空线路166以流动关系结合至真空泵164。当真空泵被启动时,腔室壳体114的内部空间116的气体容纳物被抽出,以在这样的内部空间中以及与之连接的管道中建立真空环境。
这样设置的检漏仪154可以被设置成在某点处自动打开,在该点处对腔室壳体114的抽真空在壳体114和管道146内产生选定的压力级别,例如10托。可替换地,检漏仪可以根据周期计时程序来启动,从而,在抽真空达到真空级别的预定时间段之后,检漏仪被启动,以提供与泄漏测试气体存在与否相关的输出。
在图2所示的布置中,真空泵164经由信号传输线路168连接至中央处理单元(CPU)160。CPU 160还通过信号传输线路162连接至检漏仪154。CPU可以是任何适当类型的,例如,通用可编程计算机、微型处理器、可编程逻辑控制器等。
气体密封包装118示出为位于腔室壳体114的内部空间116内。这种气体密封包装包括具有颈部区域120的圆柱形的罐,阀头部组件122连接至该颈部区域。阀头部组件可以包括可由容器的使用者手动开启的流量控制阀,或可替换地,该阀头部组件可以包括阀致动器,该阀致动器可通过CPU或其它控制装置自动启动,以实现其内的阀的打开与关闭。
用于泄漏测试目的的容器可以容纳任何适当类型的检漏仪气体,对于该气体,该系统可以有效地检测该容器是否存在泄漏。实例包括(但不限于)氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔、和氯。因此,用于容器密封性测试的检漏仪气体可以是任何适当类型的,并且可以与一般目的使用中的容器所容纳的气体或其它材料相同(或可替换地,不同)。
在参照图2示意性示出并描述的系统的操作的一个实施例中,容器118在适当的高于大气压的压力(例如,在从大约300到大约2000磅/平方英寸(表压,psig)范围内的压力)下填充有检漏气体(例如,氦)。
将填充泄漏测试气体后的容器118放置在腔室壳体114中。然后,启动真空泵164,以将气体从腔室壳体114的内部空间116和管道146中抽出,直到达到预定压力。接着,启动检漏仪154,以感测由于通过管道146向检漏仪154流动和/或扩散而来自容器的气体泄漏。
由于在进行泄漏测试前,图2中所示出的本发明实施中的腔室壳体114被抽空以从中去除大气气体,从而,消除了困扰现有技术泄漏检测系统的灵敏度的损失(loss)。因此,泄漏测试操作的检测限度在数量级上得到了意想不到的提高,例如,高出在大气压下的周围环境中进行泄漏测试时所获得的检测限度5倍的数量级。
作为特定的实施例,在大气压下的周围环境中,其中,氦在U.S.专利第5,518,528号中被用作所描述类型的容器的加压气体,检漏仪仅能检测大约1×10-6标准大气压cc/sec(标准大气压cc/sec为在标准压力和温度(1个大气压,25℃)条件下的体积流量(volumetric flow);1大气压cc/sec=1.013毫巴公升/秒)数量级级别下的泄漏。通过对比,利用真空布置和使用氦作为泄漏检测气体的检漏仪的本发明的系统和方法可以容易地获得低至1×10-11标准大气压cc/sec的泄漏检测级别。这表示通过本发明的装置和方法获得在泄漏检测系统的灵敏度方面的5个数量级的提高。此外,由于这种高灵敏度,本发明的装置和方法使得在后续使用中易于受泄漏问题影响的容器能够被鉴定出来。
因此,本发明的装置和方法在鉴定在以后使用中可能产生泄漏问题的容器的能力方面不可预料地获得了预言性的用途。然而,通过目前传统的泄漏测试方法进行泄漏测试并确定为无泄漏的容器却经常在现场(field)产生泄漏,这一事实挫败了所作出的用于在制造工厂和/或气体填充场所(gas fill site)中鉴定并废弃这种容器的质量保证方面的努力。这种情况是由于以下事实而引起的,即,由于许多泄漏低于(below)传统技术的检测限度,因此这些泄漏通过传统泄漏测试未能被检测出来,但是,在从容纳用于后续分配的材料的加压容器的工厂出货之后,由于后续的运输、存储以及安装影响(诸如,震动、热循环等),这种极小的泄漏经常在数量级上有所增加。
通常,已经确定的是,证明为在工厂或填充场所中泄漏的压缩气罐(其低于1×10-8标准大气压cc/sec)通常在现场中未能显示为可发觉的泄漏。因此,由于与现有技术相比,本发明的装置和方法的检测限度基本上提高至低于1×10-8标准大气压cc/sec的这种泄漏级别,因此本发明的装置和方法可以容易地检测这种“未来泄漏”,从而,显著地降低在之前已经鉴定为适于加压气体用途的容器中发生的现场泄漏。
通常,有效地使用本发明的方法和装置,以确定显著地低于那些传统泄漏检测装置的泄漏级别。本领域中目前的泄漏检测技术仅可以检测低至1×10-6标准大气压cc/sec的泄漏。由于本发明的泄漏检测能力低于1×10-6标准大气压cc/sec的传统检测限度,因此本发明在本领域中实现了显著进步。本发明使得用于验收或报废流体容纳产品的通过/失败泄漏率标准能够处于适于被鉴定的具体产品的合适范围内的某一值处,例如,在从1×10-7标准大气压cc/sec到1×10-11标准大气压cc/sec的范围内的一值处。在具体实施例中,通过/失败值可以为在从1×10-7标准大气压cc/sec到1×10-9标准大气压cc/sec的范围内的一个值。对于在前述U.S.专利5,518,528、6,101,816和6,089,027(其公开内容整体结合于此作为参考)中所描述类型的流体分配容器,本发明的一个实施例中的适当的通过/失败值为1×10-8标准大气压cc/sec,该值是为在后续传输、存储和/或使用中不会产生泄漏提供良好保证的检测值,并且,同时,该值没有如此限制成导致在这种后续传输、存储和/或使用中将会适当地无泄漏的容器被报废掉。
图3是根据本发明另一实施例的泄漏检测系统的示意性说明,其适于多个容器的自动泄漏测试。
图3所示的泄漏检测系统200提供了自动地对多个容器进行泄漏测试的能力,并且包括多容器测试组件210,该组件包括盘形支撑件212,其上安装有一系列的圆柱形真空腔室216、218、220、222、224和226。支撑件212安装在活动结构214上,该活动结构可以例如进一步包括轨道、可伸长的机械臂或其它相关活动结构(图3中未示出),通过该活动结构,多容器测试组件210可以沿箭头A所示的方向被平移到真空壳体250内。
真空壳体250包括其内具有支撑件240的外壳238,多容器测试组件210在被平移到真空壳体250中之后被放置在该支撑件上。
在被平移到真空壳体250中之前,对多容器测试组件210装载待进行泄漏测试的容器。可通过手动、自动或半自动的方式进行这种装载。
图3示意性地示出了在被插入到圆柱形真空腔室218(沿箭头B所示的方向)时具有连接于容器的颈部234的阀头部组件236的容器232。
一个实施例中的多容器测试组件210配置有可转动的旋转式传送带,转动该旋转式传送带,以允许操作者或装载机(未示出)将由泄漏测试流体加压的容器插入到各个相应的圆柱形真空腔室中。在这种填充之后,多容器测试组件210通过活动结构214被平移到壳体250中,并且该壳体例如通过该壳体的门、盖子或其它件的关闭来密封。接着,该壳体通过检漏仪264的真空抽吸能力(如果这种检漏仪具有整体抽真空能力的话),或可替换地(或附加地),通过经由排出线路262连接至壳体250的真空泵260而被抽真空至真空级别。在该实施例中,通过中央处理单元(CPU)170来控制真空泵260,该中央处理单元通过信号传输线272将控制信号传输到真空泵260。
当真空泵260已经运转以便在壳体250内实现适当的真空环境时,依次测试每个容器。为此,每个圆柱形真空腔室216、218、220、222、224和226可以具有可拆卸的盖子,除了一个圆柱形腔室外,其他所有的圆柱形真空腔室都被保持在密封状态下,该一个圆柱形腔室被打开以用于在所有其它真空腔室被保持在密封条件下的同时在该真空腔室中进行相关容器的泄漏测试,并且每个相应的容器依次被暴露于壳体250内的真空中,并进行泄漏测试。
为此,壳体250可以包括抽吸头(未示出)或其它结构,所述抽吸头或其它结构选择性地依次接合每个真空腔室并将其内的容器顺序地暴露于真空测试环境。
在所指定的单个容器暴露于真空期间,检漏仪264通过由CPU270经由传输线268传输到检漏仪264的控制信号而启动,以启动泄漏检测程序。
如图3所示,CPU还可以通过信号传输线274以控制关系连接于活动结构214。
在每个真空腔室216、218、220、222、224和226填充入加压容器后,通过该集成控制设置,可以启动CPU以将组件210平移到抽空空间250中。一旦待进行泄漏测试的容器的组件被搁置在密封空间250中,CPU就启动壳体250的关闭和密封功能,接着,启动真空泵260,以抽空壳体250或其内与指定的圆柱形真空腔室相结合的取样区域,以产生适于进行泄漏测试的真空条件,同时,CPU启动检漏仪264以使检漏仪感测来自正被测试的容器的任何气体泄漏。
在该方式中,图3所示的系统以高效的、可再现的方式对正在进行泄漏测试的容器自动地施加真空条件并检测任何泄漏情况。
图4是根据本发明一个实施例的泄漏检测系统的示意图。所示的泄漏检测系统310包括腔室312,该腔室包括腔室壳体314,该壳体界定出介于壳体的上端和下端处的法兰元件之间的封闭内部空间316。该壳体的下端由包括上部法兰324、下部法兰326以及互连这些法兰的螺纹型机械紧固件的法兰组件限定。该组件的上部法兰324可以铜接于、焊缝焊接于、焊料焊接于或以其它方式固定于腔室壳体314,并且有利的是,该上部法兰与下部法兰326的尺寸相同,以便有助于这些法兰的匹配和接合以形成法兰组件。流体分配容器318容纳于腔室壳体314的内部空间316中,该腔室壳体具有颈部320,阀头部322结合于该颈部,该阀头部转而结合于真空头部317,以形成密封配合,通过该密封配合,容器318的内部空间可以由真空泵抽空。
泄漏测试流体供给源364通过其中包含流量控制阀369的流路366以流通的方式结合于腔室壳体314。泄漏测试流体供给源364可以是在适当压力下保存泄漏测试流体的容器或箱,从而,其可以向腔室壳体314的内部空间316流动,以便通过围绕待进行密封性测试的容器的泄漏测试流体环境填充内部空间。
腔室壳体314在其上端具有固定于其上且与法兰336匹配地结合的法兰334,从而,如图所示,相应的法兰可以通过螺纹型机械紧固件338和340固定在适当位置。
在包括上部法兰336和下部法兰334的法兰组件中,上部法兰具有固定于其上的端口延伸部342。该端口延伸部342终止于一法兰内,该法兰与管道346的互补法兰相匹配地结合。通过该布置,端口延伸部的相应法兰与管道的相应法兰形成法兰组件344。该法兰组件可以以传统的或其它已知的方式(例如,通过卡箍,或通过互连的螺钉和螺母组件,或以其它合适的方式)互锁。
端口延伸部342通过法兰334和336与真空头部317相结合,通过该真空头部,腔室312中的容器318可被抽空,如下文更充分描述的。
管道346在其远离法兰组件344的相对端处固定于(诸如,通过焊缝焊接、铜接、焊料焊接或使用机械紧固件)端部348。管道346的端部348终止于一个法兰内,该法兰与端口延伸部352的互补法兰相匹配地结合,从而,形成法兰组件350。这种法兰组件也可以通过传统或其它已知的方式(例如,通过卡箍,或通过互连的螺钉和螺母组件,或以其它合适的方式)而互锁。
端口延伸部352与检漏仪354结合。检漏仪354可以是具有用于对存在于进行泄漏测试的容器中的泄漏测试气体进行泄漏检测的能力的任何适当的类型。
检漏仪354可被构造且设置成具有以下能力:(i)抽真空至真空气压级别以及(ii)当一达到预定真空压力后,就激活装置的泄漏检测性能。在该模式中,检漏仪可以被启动,以通过从容器的内部空间抽空气体并使该气体流过容器阀头部322、密封地结合于阀头部的真空头部317,以及用于向系统的周围环境排放的管道346而抽空容器318。在容器和管道346已经被抽空到预定压力且足够量的泄漏测试流体已经从供给源364经由线路366(其中,阀369处于打开状态)流入到腔室壳体314中之后,检漏仪的检测性能被激活,以感测并响应地产生与进行测试的容器的真空环境中的泄漏气体的存在与否相关的输出。
可替换地,容器可以通过单独的专用的真空泵被抽空,以用于泄漏测试,并且当已经在容器环境中建立了合适的真空级别后,实现检漏仪与容器内部中的真空的通信,因此,此后,检测器可以感测并且提供与容器的内部真空环境中的泄漏测试气体存在与否相应的输出。
为了进行图4系统中的泄漏测试的方法,如上所述,泄漏测试流体从供给源364通过线路366流入壳体314。当真空泵被开启时,容器318的内部空间的气体容纳物被抽出,以在这样的内部空间中以及与之连接的管道346中建立真空环境。
这样设置的检漏仪354可以被设置成在某点处自动打开,在该点处容器内部空间的抽空在容器318和管道346内产生选定的压力级别,例如10托。可替换地,检漏仪可以根据周期计时程序来启动,从而,在抽真空达到真空级别的预定时间段之后,检漏仪被启动,以提供与泄漏到容器的泄漏测试气体存在与否相关的输出。
在图4所示的布置中,泄漏测试流体供给源364经由信号传输线路368连接至中央处理单元(CPU)360。CPU 360还通过信号传输线路362连接至检漏仪354。CPU可以是任何适当类型的,例如,通用可编程计算机、微型处理器、可编程逻辑控制器等,用于根据周期计时程序或以其它自动的方式来进行泄漏测试操作。例如,关于泄漏测试程序的其它步骤,流量控制阀169可以响应于传送至供给源364的控制信号,以使流体以受控的或有序的方式被分配到腔室壳体内部空间316。
用于泄漏测试目的的容器可以从外部暴露于任何合适类型的检漏仪气体,对于该气体,该系统可以有效地检测进入该容器的泄漏是否存在。实例包括(但不限于)氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔、和氯。因此,用于容器密封性测试的检漏仪气体可以是任何适当类型的,并且可以与一般目的使用中的容器所容纳的气体或其它材料相同(或可替换地,不同)。
在参照图4示意性示出并描述的系统的操作的一个实施例中,容器318在适当的高于大气压的压力(例如,在从大约300到大约2000磅/平方英寸(表压)范围内的压力)下暴露于泄漏测试气体(例如,氦)。
最初,将容器318放置于壳体腔室314内,并在容器的阀头部322处将该容器结合于真空头部317。接着,用来自供给源364的泄漏测试流体将腔室壳体填充至一期望程度,然后关闭阀366。之后,启动检漏仪354中的真空泵,以将气体从容器的内部空间抽出,直到达到预定的真空级别。接着,启动检漏仪354,以感测由于通过管道346向检漏仪354流动和/或扩散而进入到容器的气体泄漏。
由于在进行泄漏测试之前,容器被排空以从其去除大气气体,从而,消除了困扰现有技术的泄漏检测系统的灵敏度的损失。因此,相对于在大气压力下的周围环境中进行泄漏测试时所能获得的检测限度,该泄漏测试操作的检测限度在数量级上得到提高。
因此,本发明的这种高灵敏度的装置和方法使得能够鉴定出在后续使用中易于受泄漏问题影响的容器。
因此,本发明的装置和方法在鉴定在以后使用中可能产生泄漏问题的容器的能力方面不可预料地获得了预言性的用途。然而,通过目前传统的泄漏测试方法进行泄漏测试并确定为无泄漏的容器却经常在现场产生泄漏,这一事实挫败了所作出的用于在制造工厂和/或气体填充场所中鉴定并废弃这种容器的质量保证方面的努力。这种情况是由于以下事实而引起的,即,由于许多泄漏低于传统技术的检测限度,因此这些泄漏通过传统的泄漏测试未能被检测出来,但是,在从容纳用于后续分配的材料的加压容器的工厂出货之后,由于后续的运输、存储以及安装影响(诸如,震动、热循环等),这种极小的泄漏经常在数量级上有所增加。
通常,已经确定的是,证明为在工厂或填充场所中泄漏的压缩气罐(其低于1×10-8标准大气压cc/sec)通常在现场中未能显示为可发觉的泄漏。因此,由于与现有技术相比,本发明的装置和方法的检测限度基本上提高至低于1×10-8标准大气压cc/sec的这种泄漏级别,因此本发明的装置和方法可以容易地检测这种“未来泄漏”,从而,显著地降低了在之前已经鉴定为适于加压气体用途的容器中发生的现场泄漏。
通常,有效地使用本发明的方法和装置,以确定显著低于那些传统泄漏检测装置的泄漏级别。本领域中目前的泄漏检测技术仅可以检测低至1×10-6标准大气压cc/sec的泄漏。由于本发明的泄漏检测能力低于1×10-6标准大气压cc/sec的传统检测限度,因此本发明在本领域中实现了显著进步。本发明使得用于验收或报废流体容纳产品的通过/失败泄漏率标准能够处于被鉴定的具体产品的合适范围内的某一值处,例如,在从1×10-7标准大气压cc/sec到1×10-11标准大气压cc/sec的范围内的一值处。在具体实施例中,通过/失败值可以为在从1×10-7标准大气压cc/sec到1×10-9标准大气压cc/sec的范围内的一个值。对于在前述U.S.专利5,518,528、6,101,816和6,089,027(其公开内容整体结合于此作为参考)中所描述类型的流体分配容器,本发明的一个实施例中的适当的通过/失败值为1×10-8标准大气压cc/sec,该值是为在后续传输、存储和/或使用中不会产生泄漏而提供良好保证的检测值,并且,同时,该值没有如此限制成导致在这种后续传输、存储和/或使用中将会适当地无泄漏的容器被报废掉。
在图4系统的操作中,检漏仪可以通过任何合适的方式来校准,诸如,例如通过校准标准(calibration standard),举例来说,所述校准标准例如为以受控的精确泄漏率释放校准气体的容器内的检漏仪校准气体源,以使该检漏仪可以通过参照该校准标准而被精确地校准。可以使用一个以上的校准标准,以确保检漏仪被适当地校准,以用于随后的泄漏检测操作。
应该理解的是,代替如图4所示的其中真空泵和检漏仪结合为一体的、单一的检漏仪及真空泵组件的设置,可替换地,在该系统中也可以使用单独的检漏仪和真空泵部件。
图5是根据本发明的另一实施例的泄漏测试系统的示意图,其适于多个容器的自动泄漏测试。
图5所示的泄漏检测系统400提供了自动地对多个容器进行泄漏测试的能力,并且包括多容器测试组件410,该组件包括盘形支撑件412,其上安装有一系列的圆柱形真空腔室416、418、420、422、424和426。支撑件412安装在活动结构414上,该活动结构可以例如进一步包括轨道、可伸长的机械臂或其它相关活动结构(图5中未示出),通过该活动结构,多容器测试组件410可以沿箭头A所示的方向被平移到壳体450内。
壳体450包括其中具有支撑件440的外壳438,多容器测试组件410在被平移到壳体450中之后被放置在该支撑件上。该壳体还包括真空头部490,该真空头部连接于真空和泄漏检测线路492,从而通过泵460的动作使得该多个容器可被抽空至合适的真空级别,其中,该泵通过泵线路462连接至真空和泄漏检测线路492。该真空和泄漏检测线路492还连接至与检漏仪464相关的泄漏检测线路466。
在被平移到真空壳体450中之前,对多容器测试组件410装载待进行泄漏测试的容器。可以以手动、自动或半自动的方式来进行这种装载。
图5示意性地示出在被插入到圆柱形腔室418(沿箭头B所示的方向)时具有连接于容器的颈部434的阀头部组件436的容器432。
一个实施例中的多容器测试组件410配置有可转动的旋转式传送带,转动该旋转式传送带,以允许操作者或装载机(未示出)将容器插入到各个相应的圆柱形真空腔室中。在这种填充之后,多容器测试组件410通过活动结构414被平移到壳体450中,并且该壳体例如通过该壳体的门、盖子或其它件的关闭来密封。接着,该壳体被来自其供应源494的泄漏检测气体填充,其中,该供给源通过其中包含流量控制阀498的供给线路496连接于该壳体450,该容器连接至真空头部490,并且真空泵被启动,以通过经由抽空线路462而连接至壳体450内的真空和泄漏检测线路492的真空泵460将容器抽真空至真空级别。在该实施例中,通过中央处理单元(CPU)470来控制真空泵460,该中央处理单元通过信号传输线472将控制信号传输到真空泵460。
当真空泵460已经运转以便在壳体450内的容器中实现适当的真空条件时,依次测试在相应的圆柱形腔室416、418、420、422、424和426内的每个容器。
在所指定的单个容器暴露于真空期间,检漏仪464通过由CPU470经由传输线468传输到检漏仪464的控制信号而启动,以启动泄漏检测程序。
如图5所示,CPU还可以通过信号传输线474以控制关系连接于活动结构414。
在每个腔室416、418、420、422、424和426填充入加压容器后,通过该集成控制设置,可以启动CPU以将组件410平移到抽空空间450中。一旦待进行泄漏测试的容器的组件被搁置在密封空间450中,CPU就启动壳体450的关闭和密封功能,并且壳体被来自供给源494的泄漏检测流体填充,接着,CPU 470启动真空泵460,以抽空壳体450内的容器,从而产生适于进行泄漏测试的真空条件,之后,CPU启动检漏仪464以使检漏仪感测进入正被测试的容器的气体的泄漏。
在该方式中,图5所示的系统以高效的、可再现的方式对正在进行泄漏测试的容器自动地施加真空条件并检测任何泄漏情况。
应该理解的是,本发明的装置和方法可以应用于在使用中必须保持密封性的任何结构、结构件、密封包装、容器、流体容纳装置等。
参照以下实例进一步解释本发明的优点和特征,其中,不应认为这些实例是以任何方式来限定本发明的范围,而是应将其看作为在其特定应用中的本发明的一个实施例的说明。
例1:
通过以下步骤进行SDS3或2.2L VAC罐(美国康奈提格州丹伯里市的ATMI,Inc.)的内侧(inboard)氦泄漏检查。
使用图2中示意性示出的类型的系统。检漏仪是Alcatel ASM142氦检漏仪,该检漏仪显示泄漏率和系统真空。通过将主电源拨动开关转换到“ON”位置来启动检漏仪。接着,检漏仪自动开始启动检查,继而进行自校准。
当检漏仪成功地完成启动及校准步骤时,声音信息将会通知系统已经准备好进行测试,并且检漏仪显示器将会显示“已准备好进行测试”。此时,按压循环按钮以开始测试。
氦检漏仪的内侧测试端口通过不锈钢波纹管(bellows)线路连接至泄漏测试腔室的入口。在打开泄漏测试阀后,通过使用校准后的泄漏标准件(leak standard)(其被密封在测试腔室中)而鉴定的氦泄漏率来校准检漏仪。
在用测试腔室法兰密封测试腔室之后,按压下Alcatel ASM 142上的“循环”按钮,以开始进行腔室校准测试。在对系统进行成功抽真空后,在检漏仪显示器上可观察到氦的读数。在获得稳定的读数后,将腔室校准泄漏测试读数确定在所规定的合格校准的5%的范围内。在对腔室进行校准后,按压下检漏仪上的循环按钮,以将泄漏腔室排放成大气压。接着,松开腔室上的法兰螺栓,并取下腔室法兰。然后,从腔室中去除氦的经鉴定的泄漏标准件,并且关闭泄漏阀。
接着,根据以下测试步骤进行罐的泄漏测试:
步骤1:使用300 PSIG的100%极高纯度的氦对待测试的罐进行加压。将待测试的填充有氦的罐放到泄漏测试腔室中,并密封入口开启法兰。
步骤2:通过按压检漏仪上的“循环”按钮而开始进行泄漏测试循环。检漏仪将会继续对泄漏检测腔室进行抽真空,直到获得用于泄漏测试的足够的真空。
步骤3:在检漏仪开始进行氦的泄漏检测之后,等待5分钟,用于稳定氦信号。
步骤4:通过观看检漏仪显示器来观察泄漏的大小。大于1.013×10-8毫巴-升/秒的氦信号被认为是泄漏。紧邻罐的加签(lot)环(traveler)上的序号记录泄漏测试结果。如果该罐没有通过泄漏测试,其可以重新测试。在重新测试的情况下,通过按压检漏仪上的循环按钮排放该腔室,接着,像前面一样,进行第二次测试。如果在第二次测试时罐也没有满足泄漏测试要求的话,那么该罐被报废,且被从许多可接受的罐中去除。
步骤5:一完成泄漏核查,就通过按压下检漏仪上的“循环”按钮而排放该泄漏测试腔室。可安全地取出该罐并对另一罐进行测试。
例2:
将装有阀的空罐连接至Alcatel ASM-142氦检漏仪。该单元具有当气体被引入该单元时可与1×10-9cc氦/秒的最低泄漏速率检测限度相关的氦灵敏度。该单元通过使供给线路经受真空并在样品中进行抽真空而获得该样品。供给线连接至该罐,以使整个罐经受1×10-6托的真空能力。在经历真空时,以受控的方式将氦气引入到外部阀上的各种潜在泄漏点或螺纹连接处(在该测试区域之上,氦气是自由流动的)。罐内的真空使得通过任何泄漏位置抽入氦,并且该单元检测并测量氦的进入(entry)浓度。该进入浓度可以折合成泄漏速率。通过控制暴露于阀的氦,可以为每个所测量的阀组件区域分配具体的泄漏速率。
工业应用
虽然文中已经参照本发明的具体方面、特征和示例性实施例描述了本发明,但是,应该理解的是,本发明的效用不能因此而受到限制,而应延伸到并涵盖本领域技术人员基于此处所披露的而将会得到启示的各种其他的改变、修改和可替换的实施例。因此,在本发明的精神和范围内,下文中所要求保护的发明应被广泛地认为并解释为包括所有这种变化、修改以及可替换的实施例。
Claims (54)
1.一种用于对使用中在其流体接触区域处需要流体密封的物件进行泄漏测试以确定通过所述物件进入到所述物件的潜在泄漏挤出区域的流体泄漏的系统,所述系统包括:泄漏测试流体,由所述物件的所述流体接触区域密封容纳;真空组件,设置成在所述物件的所述潜在泄漏挤出区域处建立真空环境;以及检漏仪,被设置成检测所述真空环境中是否存在泄漏测试流体,以确定穿过所述物件的流体泄漏。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述真空组件包括可抽真空的室,以及连接至所述可抽真空的室的真空泵。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,使用中的所述物件包括流体保持壁,其中,所述物件的所述流体接触区域包括所述流体保持壁的第一壁表面,而所述物件的所述潜在泄漏挤出区域包括所述流体保持壁的第二壁表面。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述物件包括流体容纳容器。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述流体容纳容器包括作为所述流体接触区域的至少一部分的接合处、接缝,以及连接处的至少一个。
6.根据权利要求4所述的系统,其中,所述泄漏检测流体在所述流体容纳容器的内部。
7.根据权利要求4所述的系统,其中,所述泄漏检测流体在所述流体容纳容器的外部。
8.根据权利要求1所述的系统,进一步包括中央处理单元,所述中央处理单元连接于所述检漏仪并设置成输出所述泄漏测试的结果。
9.根据权利要求1所述的系统,其中,所述泄漏测试流体包括选自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔、和氯组成的组中的流体。
10.根据权利要求1所述的系统,其中,所述泄漏测试流体包括选自由氦和氢组成的组的流体。
11.根据权利要求1所述的系统,其中,所述泄漏测试流体包括氦。
12.根据权利要求1所述的系统,其中,所述泄漏测试流体包括氢。
13.根据权利要求1所述的系统,其中,所述检漏仪在所述真空环境中具有用于所述泄漏检测流体的从1×10-7到1×10-11标准大气压cc/sec的范围内的泄漏检测灵敏度。
14.根据权利要求1所述的系统,其中,所述检漏仪在所述真空环境中具有用于所述泄漏检测流体的低于1×10-7标准大气压cc/sec的泄漏检测灵敏度。
15.根据权利要求1所述的系统,被设置成用于对多个物件同时进行泄漏测试。
16.根据权利要求4所述的系统,被设置成用于对多个流体容纳容器同时进行泄漏测试。
17.根据权利要求1所述的系统,被设置成用于对所述物件的多个部分相继进行泄漏测试。
18.一种用于对流体分配所使用的容器进行泄漏测试的装置,所述装置包括:可抽真空的室,适配为容纳填充有泄漏检测流体的容器;真空系统,设置成对所述可抽真空的室抽真空,以在其中建立真空;以及检漏仪,以流体连通的方式与所述可抽真空的室连接,且当所述可抽真空的室被所述真空系统抽真空时,检测从所述容器进入到所述可抽真空的室的泄漏测试流体的泄漏。
19.根据权利要求18所述的装置,进一步包括填充台,用于在高于常压的压力下用泄漏测试流体填充所述容器。
20.根据权利要求18所述的装置,其中,所述可抽真空的室通过其相应端部处的法兰组件被关闭,并且所述法兰组件包括用于进入所述可抽真空的室的内部空间的可移除法兰。
21.根据权利要求18所述的装置,其中,所述可抽真空的室和所述检漏仪通过其间延伸的管道而流体连通地连接。
22.根据权利要求18所述的装置,其中,所述检漏仪包括所述真空系统,所述真空系统集成在所述检漏仪中。
23.根据权利要求18所述的装置,其中,所述检漏仪和真空系统为彼此独立的部件。
24.根据权利要求18所述的装置,其中,所述检漏仪包括作为集成组件的所述真空系统,所述集成组件被构造并被设置成(i)将所述可抽真空的室抽真空至真空压力级别;(ii)在所述可抽真空的室中获得预定的真空压力后,就启动所述检漏仪的泄漏检测性能。
25.根据权利要求18所述的装置,进一步包括中央处理单元,所述中央处理单元适配为根据周期时间程序启动所述检漏仪,其中,在通过所述真空系统抽吸至真空级别的预定时间段后,所述检漏仪被启动,以提供与所述泄漏测试流体存在与否相关的输出。
26.根据权利要求18所述的装置,其中,所述中央处理单元包括通用可编程计算机、微型处理器,或可编程逻辑控制器。
27.根据权利要求18所述的装置,进一步包括所述可抽真空的室中的用于容纳所述泄漏测试流体的密封容器。
28.根据权利要求27所述的装置,其中,所述泄漏测试流体包括选自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔,和氯组成的组中的流体。
29.根据权利要求27所述的装置,其中,所述泄漏测试流体包括氦。
30.根据权利要求27所述的装置,其中,所述容器包含从300到2000psig范围内的压力下的泄漏检测流体。
31.根据权利要求18所述的装置,其中,所述检漏仪在所建立的真空下具有1×10-7到1×10-11标准大气压cc/sec范围内的泄漏检测灵敏度。
32.根据权利要求18所述的装置,其中,所述检漏仪在所建立的真空下具有低于1×10-7标准大气压cc/sec的泄漏检测灵敏度。
33.根据权利要求18所述的装置,其被设置成同时进行多个容器的泄漏检测。
34.根据权利要求33所述的装置,其中,多个容器设置在可选择性地抽真空的室中,其中,所述可抽真空的室被定义为多腔室阵列。
35.根据权利要求34所述的装置,进一步包括中央处理单元,所述中央处理单元适配为根据预定周期控制所述真空系统和所述检漏仪。
36.一种用于对使用中需要流体密封的物件进行泄漏测试的装置,所述装置包括:可抽真空的室,其适配为以其中所述物件容纳泄漏测试流体的布置方式容纳所述物件;真空系统,被设置成对所述可抽真空的室抽真空,以在其内产生真空;以及检漏仪,以流体连通的方式与所述可抽真空的室连接,并且当该可抽真空的室被所述真空系统抽真空时,检测从所述物件或穿过所述物件进入到所述可抽真空的室中的泄漏测试流体的泄漏。
37.一种对用于流体分配的容器进行泄漏测试的方法,所述方法包括:将泄漏测试流体引入所述容器;将所述泄漏测试流体密封在所述容器中;将所述密封的容器暴露于真空;以及测量来自所述容器的所述泄漏测试流体的泄漏。
38.一种对使用中在其流体接触区域处需要流体密封的物件进行泄漏测试以确定通过所述物件进入到所述物件的潜在泄漏挤出区域的流体泄漏的方法,所述方法包括:通过所述物件的所述流体接触区域密封容纳泄漏测试液体;在所述物件的所述潜在泄漏挤出区域处建立真空环境;以及在所述真空环境下检测所述泄漏检测液体是否存在,以确定通过所述物件的流体的泄漏。
39.根据权利要求38所述的方法,其中,所述物件包括流体供应容器。
40.根据权利要求39所述的方法,其中,所述物件的所述流体接触区域包括所述流体供应容器的连接处、接缝和/或壁表面。
41.一种用于对使用中需要流体密封的物件进行泄漏测试的装置,所述装置包括:腔室,适配为以其中所述物件限定一真空的布置方式容纳所述物件,并且所述腔室具有引入其内的泄漏测试流体,从而,泄漏测试流体存在于围绕使用中需要真空密封的所述物件的至少一部分的环境中;真空系统,设置成建立由所述物件限定的真空;以及检漏仪,与由所述物件限定的所述真空流体连通地连接,并且用于检测进入到由所述物件限定的真空内的泄漏测试流体的泄漏。
42.根据权利要求41所述的装置,其中,所述物件是容器。
43.根据权利要求41所述的装置,其中,所述物件是容器部件。
44.根据权利要求41所述的装置,其中,所述物件是阀结构。
45.根据权利要求41所述的装置,其中,所述泄漏测试流体包括选自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔、和氯组成的组中的流体。
46.根据权利要求41所述的装置,其中,所述检漏仪具有用于所述泄漏检测流体的从1×10-7到1×10-11标准大气压cc/sec范围内的泄漏检测灵敏度。
47.根据权利要求41所述的装置,其中,所述检漏仪具有用于所述泄漏检测流体的低于1×10-7标准大气压cc/sec的泄漏检测灵敏度。
48.根据权利要求41所述的装置,被设置成用于对多个物件同时进行泄漏测试。
49.根据权利要求41所述的装置,被设置成用于对多个流体容纳容器同时进行泄漏测试。
50.一种对用于流体分配的容器进行泄漏测试的装置,所述装置包括:腔室,其适配为(i)容纳其内具有真空的容器,以及(ii)具有被引入其内的泄漏测试流体,以使泄漏测试流体存在于围绕所述腔室中的所述容器的环境中;真空系统,设置成在所述容器中建立所述真空;以及检漏仪,设置为用于与其内具有真空的所述容器流体连通,并且用于检测进入所述容器的泄漏测试流体的泄漏。
51.一种对用于流体分配的容器进行泄漏测试的方法,所述方法包括:对所述容器抽真空以在其内建立真空;密封所述容器;将所述密封容器暴露于泄漏测试流体;以及测量进入所述容器的所述泄漏测试流体的泄漏。
52.根据权利要求51所述的方法,其中,所述泄漏测试流体包括选自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔、和氯组成的组中的流体。
53.根据权利要求51所述的方法,其中,所述泄漏测量具有从1×10-7到1×10-11标准大气压cc/sec范围内的泄漏检测敏感度。
54.根据权利要求51所述的方法,其中,所述泄漏测量具有低于1×10-7标准大气压cc/sec的泄漏检测敏感度。
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