CN101517390B - 嗅测检漏器 - Google Patents

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Abstract

为了达到从小泄漏率直到较大泄漏率的大测量范围，提供一种从常规操作到粗略操作的转换机构。在粗略操作中，吸入的气流通过不同的节流阀(D4、D2)分开，其中，通向测试气体传感器(16)的节流阀具有低流率。这种操作方式防止了过大量的测试气体到达传感器表面(17)并污染传感器。在另一可选方式中，在粗略操作中测试气体仅覆盖传感器表面(17)的一部分。对另一部分进行冲刷。

Description

嗅测检漏器
技术领域
本发明涉及一种包括测试气体传感器的嗅测检漏器，并且具体地涉及一种具有大泄漏率测量范围的嗅测检漏器。
背景技术
专利申请DE 10 2005 021 909(未提前公布)描述了一种包括例如测试气体传感器的嗅测检漏器，其中嗅吸探头经由嗅吸管路连接于测试气体传感器。真空泵在设置于测试气体传感器的石英窗前面的抽吸室中产生真空。该嗅测检漏器允许不同的操作模式，即常规模式、备用模式、污染防护模式和大泄露模拟模式。在污染防护模式中，暂时将通风阀连接于测试气体传感器的抽吸室，由此产生冲洗效果。
用于对氦气具有高检测灵敏度的嗅测检漏的传统分析设备采用质谱分析方法进行检测。这需要p＜10-4毫巴的高真空状态。这种压力状态是通过利用需要涡轮分子泵的泵系统来获得。这种泵非常复杂。此外，由于质谱仪的熔结丝，因此会存在突然发生故障的情况。
上述专利申请10 2005 021 909描述了一种嗅测检漏器，其具有适于检测10-7毫巴升/秒到10-3毫巴升/秒的范围内的氦气泄漏率的测试气体传感器。对于较小的泄漏率，由于有限的信号稳定性或有限的灵敏度，因此限制了检测范围。对于较高的泄漏率，由于可能对传感器造成污染而限定了其局限性。在测量到的泄露率为10-3毫巴升/秒的情况下，位于传感器前面的氦气分压约为0.05毫巴。必须保护传感器使其免于高于该极限值的氦气分压。这是通过切换气道来实现，从而一旦超过固定的信号强度就使设备暂时切断对氦气的检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有扩大的泄漏率测量范围的嗅测检漏器。
根据本发明的嗅测检漏器的第一变型，分流器允许将嗅吸管路经由抽吸管路连接于测试气体传感器的抽吸室并同时经由打开的阀连接于真空管路。其中，嗅测检漏器包括：测试气体传感器；嗅吸探头，所述嗅吸探头经由嗅吸管路连接于所述测试气体传感器；真空管路；抽吸室，所述抽吸室设置在所述测试气体传感器的传感器表面的前面，所述抽吸室连接于所述真空管路；和第一阀，所述第一阀适于将所述嗅吸管路连接至所述真空管路，其中，借助于分流器，所述嗅吸管路适于经由第一管路连接于所述测试气体传感器的抽吸室并同时经由打开的所述第一阀连接于所述真空管路。
本发明通过将吸入的气体的一部分引导到供气泵并将较少部分引导到传感器，从而允许检测泄漏率。
根据本发明的第二变型，提供了将嗅吸管路与如下的阀装置相连，该阀装置将嗅吸管路选择性地连接于抽吸室的多个入口中的一个，这些入口导致了沿测试气体传感器的传感器表面的不同长度的流程。该变型可称作“局部表面式变型”。其中，嗅测检漏器具有：测试气体传感器；嗅吸探头，所述嗅吸探头经由嗅吸管路连接于所述测试气体传感器；真空管路；抽吸室，所述抽吸室设置在所述测试气体传感器的传感器表面的前面，所述抽吸室连接于所述真空管路；和第一阀，所述第一阀适于将所述嗅吸管路连接至所述真空管路，其中，所述嗅吸管路连接于阀装置，所述阀装置将所述嗅吸管路选择性地连接于所述测试气体传感器的多个入口中的一个，这些入口导致了沿所述传感器表面的不同长度的流程。
在两种变型中，有利地，将设置在测试气体传感器下游的抽吸室连接于通过其吸入环境空气的通风阀。这样，可将氦气从传感器表面冲去。优选地，将与节流阀串联的通风阀连接于气道。
可通过适当的阀/节流阀系统在传感器表面的前面产生并维持约250毫巴的期望的工作压力。
附图说明
下面参照附图来详细描述本发明的实施方式。在图中：
图1是称作分流式变型的第一实施方式的图表，以及
图2是称作局部表面式变型的第二实施方式的图表。
具体实施方式
图1中图示的分流式变型包括基本单元10，基本单元10经由阀V2连接于嗅吸探头12。嗅吸探头12可手动引导，用以检查测试气体可能从中漏出的测试对象是否存在泄露。
在该情况下，基础单元10包括真空泵13，该真空泵13是设计成隔膜泵的具有泵级13a和13b的两级泵。该真空泵产生约3毫巴的终压。
真空管路14从真空泵13通向抽吸室15。抽吸室15形成在测试气体传感器16的前面。抽吸室15的壁与测试气体传感器16的外壳邻接。测试气体传感器16的传感器表面17被抽吸室15包围。在抽吸室15内设有气体导流板18，该气体导流板18位于与传感器表面17相对的一定距离处并与其平行。传感器表面17和气体导流板18限定了气体引导室19。嗅吸管路11终止于该气体引导室19中。气体引导室19在其相对的端部处具有侧向开口20，气体可通过侧向开口20进入到抽吸室15中。气体引导室19导致气体在传感器表面17的前面扩散。
测试气体传感器16构造为类似于DE 100 31 882 A1中所描述的传感器。传感器表面17是可选择性地渗透氦气的膜片。而且，测试气体传感器16包括彭宁(Penning)压力传感器或其它压力传感器，该传感器产生电信号，电信号表示由石英膜片所封闭的外壳中的压力。从该压力可以得到测试气体的检测量的信号。
真空管路14包括位于真空泵13与抽吸室15之间的第一节流阀D1，该节流阀确定用于常规操作模式的通过量。第一节流阀D1被包括阀V1的旁通管路26旁通。
在进气管路中设有节流阀D3。阀V3将入口E1与出口A相连或将入口E2与出口A相连。入口E1连接于分流器30，该分流器30通过管路31连接于测试气体传感器16的入口。管路31包括节流阀D4。
另一管道从分流器30经由阀V4和节流阀D2通向真空管路14。节流阀D2和D4相协调，使得通过D2的流量显著大于通过D4的流量。通过D2的流量是通过D4的流量的至少10倍，并且特别地至少为50倍。优选地，通过D2的流量是通过D4的流量的约一百倍。
压力计32连接于抽吸室15。
在分流模式的常规操作下，将经由打开的阀V2、通过嗅吸管路11抽入的气体通过阀V3引导到测试气体传感器16。关闭阀V4。利用阀/节流阀系统V1、D1，在传感器表面17的前面维持约250毫巴的工作压力。
当嗅吸气体中的测试气体的浓度超过预定极限时，系统自动切换到粗略模式。此处，使嗅吸气体通过阀V2、经由分流器30被引导至管路31。在分支点30处，同时形成第一分流和第二分流，第一分流经由节流阀D4形成，而第二分流经由阀V4和节流阀D2形成。使经由节流阀D4到达测试气体传感器16的较小流量沿传感器表面17被引导至真空泵13。
在粗略操作模式阶段，阀V3切换到入口E2，而入口E1被阻断。经由入口E2抽入空气。因此，利用空气作为冲洗气体可以在传感器表面17的前面实现气体的快速更换。设定节流阀D2、D3和D4的尺寸以便实现期望的流量比，例如1∶100的比率。
通过节流阀D3的额外的冲洗气流使得可以在短时间内全部更换传感器表面17前面的气体。只利用经过节流阀D4的流量将无法获得这种快速更换。
图2中的实施方式对应于局部表面式变型，其中在粗略操作模式下，测试气体仅流过传感器表面17的一部分。在下文中，将不再对第二变型的同样出现在第一变型中的那些部件进行解释，从而下面的描述限于不同之处。
根据图2，在阀V2的后面的位置处，嗅吸管路11与具有两个出口A1和A2的阀V5的入口E相连。出口A1、A2连接于气体引导空间19的不同的入口E1、E2。第一入口E1位于传感器表面17的避开开口20的端部处，而入口E2接近于开口20。在本实施方式中，仅在测试气体传感器16的一个端部设置至少一个开口20，从而取决于各个入口的位置，流入的气体不得不沿具有不同长度的路径而到达开口20。通风阀V3连接于与沿传感器表面17的较长流程对应的入口E1。
在图2中的局部表面模式的常规操作中，由嗅吸探头12吸入的气体经由阀V2并然后经由阀V5被引导到测试气体传感器16。阀V5设定至位置E-A1，以便使气体供应到测试气体传感器的入口E1并越过整个传感器表面17。在传感器16的前面，维持约250毫巴的工作压力。
在粗略操作模式下，阀V5处于位置E-A2，并将气体供应到测试气体传感器16的右侧入口E2。从该处，气流仅流经传感器表面17的一部分。然后，气体直接到达泵系统。利用节流阀D3上游的入口以及阀V3，沿传感器表面17产生额外的气流，由此防止了氦气在传感器前面聚集或在传感器前面存在高测试气体浓度。
还可以将所述变型结合起来。

Claims (12)

1.一种嗅测检漏器，其包括：测试气体传感器(16)；嗅吸探头(12)，所述嗅吸探头(12)经由嗅吸管路(11)连接于所述测试气体传感器(16)；真空管路(14)；抽吸室(15)，所述抽吸室(15)设置在所述测试气体传感器(16)的传感器表面(17)的前面，所述抽吸室连接于所述真空管路(14)；和第一阀(V4)，所述第一阀(V4)适于将所述嗅吸管路(11)连接至所述真空管路(14)，
其中，借助于分流器(30)，所述嗅吸管路(11)适于经由第一管路(31)连接于所述测试气体传感器(16)的抽吸室(15)并同时经由打开的所述第一阀(V4)连接于所述真空管路(14)。
2.如权利要求1所述的嗅测检漏器，其中，所述第一管路(31)包括第一节流阀(D4)，并且所述真空管路(14)包括第二节流阀(D2)。
3.如权利要求1或2所述的嗅测检漏器，其中，通过所述真空管路(14)的第二节流阀(D2)的流量为通过所述第一管路(31)的第一节流阀(D4)的流量的至少10倍。
4.如权利要求1或2所述的嗅测检漏器，其中，从真空泵(13)通向所述抽吸室(15)的真空管路(14)包括第三节流阀(D1)，并且所述第三节流阀(D1)能够被包括第二阀(V1)的不节流的旁通管路(26)旁通。
5.如权利要求1或2所述的嗅测检漏器，其中，所述抽吸室(15)连接于通风阀(V3)。
6.如权利要求5所述的嗅测检漏器，其中，所述通风阀(V3)与第四节流阀(D3)串联并连接于所述测试气体传感器(16)的气体引导室(19)。
7.如权利要求1或2所述的嗅测检漏器，其中，提供污染防护状态，在所述污染防护状态下，所述嗅吸管路(11)中的第三阀(V2)关闭。
8.一种嗅测检漏器，其具有：测试气体传感器(16)；嗅吸探头(12)，所述嗅吸探头(12)经由嗅吸管路(11)连接于所述测试气体传感器(16)；真空管路(14)；抽吸室(15)，所述抽吸室(15)设置在所述测试气体传感器(16)的传感器表面(17)的前面，所述抽吸室连接于所述真空管路(14)；和第一阀(V4)，所述第一阀(V4)适于将所述嗅吸管路(11)连接至所述真空管路(14)，
其中，所述嗅吸管路(11)连接于阀装置(V5)，所述阀装置(V5)将所述嗅吸管路选择性地连接于所述测试气体传感器(16)的多个入口(E1、E2)中的一个，这些入口导致了沿所述传感器表面(17)的不同长度的流程。
9.如权利要求8所述的嗅测检漏器，其中，从真空泵(13)通向所述抽吸室(15)的真空管路(14)包括第三节流阀(D1)，并且所述第三节流阀(D1)能够被包括第二阀(V1)的不节流的旁通管路(26)旁通。
10.如权利要求8或9所述的嗅测检漏器，其中，所述抽吸室(15)连接于通风阀(V3)。
11.如权利要求10所述的嗅测检漏器，其中，所述通风阀(V3)与第四节流阀(D3)串联并连接于所述测试气体传感器(16)的气体引导室(19)。
12.如权利要求8或9所述的嗅测检漏器，其中，提供污染防护状态，在所述污染防护状态下，所述嗅吸管路(11)中的第三阀(V2)关闭。
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