CN102187193B - 用于示踪气体泄漏检测的校准系统和方法 - Google Patents

用于示踪气体泄漏检测的校准系统和方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及用于示踪气体泄漏检测的校准系统和方法。具有气体泄漏检测器的校准系统提供示踪气体泄漏检测,该检测器具有:测试端口,接收包含示踪气体的样品并与真空泵联接;校准泄漏,提供包含示踪气体的校准样品;质量过滤器,在操作模式下与测试端口联接以接收测试样品,并在校准模式下通过校准泄漏阀与校准泄漏联接以接收校准样品,质量过滤器具有可控的示踪气体传送并提供经过滤的样品;检测器,检测经过滤的样品中的示踪气体并提供检测器信号;可编程增益元件,响应于检测器信号提供泄漏速率的测量值;控制器,响应于模式控制信号在校准模式下操作泄漏检测器,该控制器被配置来利用校准泄漏而在两个或更多个工作范围内校准泄漏检测器。

Description

用于示踪气体泄漏检测的校准系统和方法
技术领域
本发明涉及利用示踪气体(tracer gas)检测密封部件中的泄漏,尤其涉及用于泄漏检测器的校准的系统和方法。在一些实施方式中,利用一个校准泄漏(calibrated leak)来对两个或更多个泄漏检测范围进行校准。
背景技术
利用氦或氢作为示踪气体的泄漏检测是公知的。氦通过密封测试件中最小的泄漏。在通过测试件中的泄漏之后,氦被抽吸到泄漏检测仪中并被测量。测量到的氦的量对应于泄漏速率。在一种方法中,测试件的内部被耦合到泄漏检测器的测试端口。氦被喷射到测试件的外部,通过泄漏处被吸入内部,并且被泄漏检测器测量。在另一种方法中,测试件用氦加压。与泄漏检测器的测试端口连接的嗅探器探针在测试件的外部周围移动。氦通过测试件中的泄漏处,被抽吸到探针中并且被泄漏检测器测量。
为了满足工业的严苛要求,示踪气体泄漏检测器需能够精确校准并且具有低的所有权成本。泄漏检测器的精确校准可以通过如下来实现:调节系统增益值,直到泄漏检测器指示具有已知的泄漏速率的校准泄漏标准物(也称为校准泄漏)的预定值。在各种应用中,可以在若干数量级的范围内,诸如10-3std-cc/sec到10-9std-cc/sec(也被称为E-03 std-cc/sec到E-09std-cc/sec,或简称E-03到E-09),测量泄漏速率。
在图1中示意性地示出了现有技术的示踪气体泄漏检测器。测试端口30通过逆流阀32和34与前置泵36联接。泄漏检测器还包括具有固定旋转速度的涡轮泵(涡轮分子真空泵)40。测试端口30通过中间阀42和44与位于涡轮泵40上、处于前级管线48和入口50之间的中间端口46联接。前级管线阀52将前置泵36与涡轮泵40的前级管线48联接。涡轮泵40的入口50与质谱仪60的入口联接。泄漏检测器还包括测试端口热电偶62和排气阀64(两者都与测试端口30联接)、通过校准泄漏阀68与中间端口46联接的校准泄漏66以及与前置泵36联接的压载阀(ballast valve)70。
在操作中,前置泵36首先通过关闭前级管线阀52和排气阀64并且打开逆流阀32和34,抽空测试端口30和测试件(或嗅探器探针)。当测试端口30处的压强达到与涡轮泵40的前级管线压强相容的水平时,前级管线阀52被打开,将测试端口30与涡轮泵40的前级管线48相连。氦示踪气体被抽吸通过测试端口30,并且沿相反方向扩散通过涡轮泵40,到达质谱仪60。因为涡轮泵40对于样品中较重的气体具有低得多的反向扩散速率,其将这些气体与质谱仪60阻隔,由此高效地分离出示踪气体,所述示踪气体扩散通过涡轮泵40到达质谱仪60,并被测量。
在图1的现有技术的泄漏检测器中,通过对各个数量级的测量范围使用不同的校准泄漏66,执行校准。就是说,根据被校准的测量范围的数量级,选择具有适当泄漏速率的校准泄漏。选定的校准泄漏被安装到系统上,并且测量来自质谱仪60的信号。校准泄漏的测量值和已知值之间的差提供了对于选定数量级的测量范围的校准值。
在图1的泄漏检测器中,不同的校准泄漏被分别用于校准各个数量级的测量范围。就是说,如果使用者将在E-05泄漏速率范围内对部件进行泄漏测试,则测试系统将利用E-05范围校准泄漏进行校准。如果使用者将在E-06泄漏速率范围内进行泄漏测试,则使用E-06范围校准泄漏。在具有多个不同的待进行泄漏测试的部件的生产工厂中,不同的泄漏测试系统可能同时在不同的泄漏速率范围内工作。
如上所述的,用于泄漏检测器的校准过程需要设定系统增益值,以补偿测量泄漏速率,使其等于已知的泄漏标准值。在具体校准点以上或以下的一定范围内,泄漏测量能力可以被线性地缩放。但是,在准确性很重要的情况下,使用用于具体的测量数量级的校准泄漏标准。每个校准泄漏标准要花费数百美元,并且需要定期校准。用于获得和重新校准泄漏标准以及维护校准跟踪记录的成本对于工业使用者来说是一笔重大的成本。
因此,需要用于示踪气体泄漏检测的改进的校准方法和系统。
发明内容
根据本发明的第一方面,一种示踪气体泄漏检测器包括:测试端口,其用于接收包含示踪气体的测试样品;真空泵,其与所述测试端口联接;校准泄漏,其用于提供包含所述示踪气体的校准样品;质量过滤器,其在操作模式下与所述测试端口联接,以接收所述测试样品,并且其在校准模式下通过校准泄漏阀与所述校准泄漏联接,以接收所述校准样品,所述质量过滤器具有可控的示踪气体传送,并且提供经过滤的样品;检测器,其用于检测所述经过滤的样品中的所述示踪气体,并且提供检测器信号;可编程增益元件,其响应于所述检测器信号提供泄漏速率的测量值;以及控制器,其配置来响应于模式控制信号在所述校准模式下操作所述泄漏检测器,其中,所述控制器被配置来利用所述校准泄漏在两个或更多个工作范围内校准所述泄漏检测器。
根据本发明的第二方面,一种用于校准示踪气体泄漏检测器的方法,包括:将校准样品从校准泄漏通过校准泄漏阀供应到质量过滤器,所述质量过滤器响应于所述校准样品提供经过滤的样品;检测所述经过滤的样品并提供检测器信号;利用可编程增益元件调节所述检测器信号,以提供泄漏速率的测量值;通过针对所述校准泄漏校准第一测量值,确定对于第一工作范围的第一校准值;以及通过针对所述校准泄漏校准第二测量值,确定对于第二工作范围的第二校准值。
附图说明
为了更好地理解本发明,将参考附图,所述附图通过引用被并入本文并且其中:
图1是现有技术的示踪气体泄漏检测器的示意性框图;
图2是根据本发明的实施方式的示踪气体泄漏检测器的示意性框图;
图3是根据本发明的实施方式在图2中所示的系统控制器的框图;
图4是示出了用于不同的泄漏检测工作范围的校准和操作参数的表;以及
图5是示出了根据本发明的实施方式在图2中所示的泄漏检测器的操作的流程图。
具体实施方式
图2中示意性地示出了根据本发明的实施方式的示踪气体检测器。测试端口130通过测试端口阀132与涡轮泵(涡轮分子真空泵)140的前级管线148联接,所述涡轮泵140充当可控的质量过滤器。测试端口130还与前置泵136联接。待测试单元134或嗅探器探针(没有示出)可以被连接到测试端口130。涡轮泵140的入口150与质谱仪160的入口联接,所述质谱仪160充当示踪气体检测器。质谱仪160将检测器信号180供应到系统控制器182。校准泄漏166通过校准泄漏阀168而与涡轮泵140的中间端口146联接。具有反馈控制的可变速涡轮泵控制器190如下所述地控制涡轮泵140的速度。系统控制器182包括可编程增益元件192,所述可编程增益元件192接收检测器信号180并且如下所述地施加可编程增益。在如下所述的操作模式和校准模式期间,系统控制器182控制泄漏检测器的元件,包括质谱仪160、涡轮泵140、校准泄漏阀168、涡轮泵控制器190和校准泄漏166。
在其他实施方式中,可选的外部校准泄漏170可以通过阀172而与测试端口130连接。阀172可以被直接连接到测试端口130,或者可以被连接到待测试单元134。外部校准泄漏170提供了在校准期间要使用的替代性泄漏标准。
图3中示出了根据本发明的实施方式的系统控制器182的简化框图。系统控制器182包括控制器220,所述控制器220如下所述地在操作模式和校准模式期间控制泄漏检测器。控制器220可以是可编程数字处理器,诸如微处理器或处理控制器,也可以是硬连线控制器,诸如ASIC或硬连线电路。如果需要,到控制器220的模拟输入可以被一个或多个模数转换器转换为数字输入信号,并且控制器220的数字输出可以被一个或多个数模转换器转换为模拟信号。
可编程增益元件222接收来自质谱仪160的检测器信号180,并且将经过增益调节的数字值供应给控制器220。控制器220将增益控制信号供应给可编程增益元件222。可编程增益元件222可以是模数转换器(ADC),诸如∑-Δ转换器(sigma-delta converter)、双斜率连续近似转换器或快速转换器(flash converter),其中的任何一种具有如下的能力:根据来自控制器220的命令,在几毫秒内以高的精度水平改变系统增益,以利用仅仅一个校准泄漏而在几个数量级的工作范围内获得精确的泄漏检测器校准。
控制器220接收模式控制信号,所述模式控制信号选定泄漏检测器的操作模式或校准模制。操作模式可以是可由用户选定的。控制器220还接收校准泄漏值(该值代表校准泄漏166或校准泄漏170的已知泄漏速率),以及温度值(该值代表校准泄漏的当前温度)。可以理解,校准泄漏166的泄漏速率可能随温度而改变。控制器220还接收由用户选定的工作范围。如下所讨论的,泄漏检测器可以在泄漏速率的几个工作范围内操作,所有这些工作范围都可以用一个校准泄漏进行校准。
控制器220输出校准泄漏阀控制信号到校准泄漏阀168,以控制校准模式下的操作。涡轮泵速度控制信号被供应给涡轮泵控制器190,以控制操作模式和校准模式下的涡轮泵140的转速。质谱仪调谐信号被供应给质谱仪160,以控制质谱仪的调谐,从而获得最大的检测器信号。已经如下所述地被校准的测量泄漏速率被输出到显示器230。
再参考图2,涡轮泵140是质量过滤器的一个实施方式,所述质量过滤器将示踪气体(诸如氦气)传送到质谱仪160并且基本阻隔样品中的更重的气体。通过调节涡轮泵140的转速,可以改变涡轮泵140的示踪气体传送。转速越高,传送到质谱仪160的示踪气体越少,相反地,转速越低,传送到质谱仪160的示踪气体越多。涡轮泵140以所谓的“逆流”配置操作,其中,轻的示踪气体沿反方向从前级管线148行进到涡轮泵140的入口150,而较重的气体被基本阻隔。
涡轮泵控制器190具有软件控制的反馈环,以测量和报告实际的RPM并且非常精确地维持选定的设置,使得通过涡轮泵的氦气流在选定的转速下是恒定的。在正常泄漏测试操作期间,对于给定的工作范围,涡轮泵RPM由控制器220自动设定到预定转速。选定的转速提供适当的氦气质量过滤程度,以便在期望的工作范围内操作。
在本发明的范围内可以使用质量过滤器的其他实施方式。例如,其他类型的真空泵可以以逆流配置被使用。合适的真空泵的特征在于:对于轻的气体诸如示踪气体的低压缩比和对于重的气体的高压缩比。实例包括分子拖曳真空泵、混杂泵(其利用涡轮分子级和分子拖曳级的组合)以及扩散泵。在各种情况下,对于泄漏检测器的不同工作范围,可以通过调节质量过滤器的参数诸如转速来改变质量过滤器对于示踪气体的传送。
在其他实施方式中,质量过滤器可以是示踪气体可透过的部件,诸如可透膜。这种可透部件可以可透过氦气,并且可透部件的氦透过率可以是可控的。在一些实施方式中,可透部件包括石英部件。质量过滤器可以还包括与可透部件热接触的加热元件,并且控制器可以被配置来控制加热元件。可透部件基本通过或透过示踪气体,同时基本阻隔其他气体、液体和颗粒。如所指出的,石英是可透过氦气的材料的实例。石英的氦气透过率随温度变化。在300℃到900℃的范围内的升高的温度下,石英具有较高的氦气透过率。在室温下,石英具有较低的氦气透过率。可透部件的温度可以被调节,以控制泄漏检测器的不同工作范围内的氦气透过率或传送率。
质量过滤器被用于允许示踪气体流入检测系统,同时基本阻隔其他气体的流入,由此在检测器处创建高浓度的示踪气体,用于信号测量。中间端口146提供较之前级管线148大约十倍的到达检测器的示踪气体流量。质量过滤器由电子反馈环控制,所述电子反馈环控制示踪气体的传送。在旋转真空泵的情况下,可以控制转速,而在可透部件的情况下,可以控制温度。
质谱仪160是泄漏检测系统中常用的检测器。但是也可以使用其他检测器,诸如冷电极传感器、离子泵、氢传感器和其他可以检测样品中的示踪气体浓度的检测器。
一个经温度补偿的校准泄漏166被安装在泄漏检测器中,利用校准泄漏阀168来激活或失活示踪气体到真空系统和检测器的流动。在图2的实施方式中,校准泄漏166被安装在涡轮泵140的中间端口处。中间端口146被设计来使得在前级管线148和中间端口146之间实现约10倍的信号强度。在利用已知的校准泄漏进行泄漏检测器的校准的过程中,精确的“系统增益”值被确定,以提供精确的绝对泄漏速率准确度。
在本文所描述的实施方式中,校准泄漏166是E-07氦泄漏,其便于低成本制造并且处于工业工作范围的大约中间处。校准泄漏由控制器220进行温度补偿,以针对环境温度和校准泄漏的值被测量时的温度之间的差进行调节。可以使用其他的校准泄漏值,以满足具体的应用要求。
可编程增益元件222被用于在操作模式和校准模式期间控制检测器信号180。可编程增益元件222可以是模数转换器,诸如∑-Δ转换器、双斜率连续近似转换器或快速转换器,其中的任何一种具有如下的能力:根据来自控制器220的命令在几毫秒内以高的精度水平改变系统增益,以利用仅仅一个校准泄漏在几个数量级的工作范围内获得精确的泄漏检测器校准。
图4中示出了示明了泄漏检测器的若干工作范围和用于操作模式和校准模式的相应参数的表。在图4中,每个工作范围覆盖四个泄漏速率数量级,每个工作范围的右栏没有被用于测量。在图4的实施方式中,用户可以选择覆盖从E-03到E-06的泄漏速率的第一工作范围、覆盖从E-04到E-07的泄漏速率的第二工作范围、覆盖从E-05到E-08的泄漏速率的第三工作范围以及覆盖从E-06到E-09的泄漏速率的第四工作范围。图4中示出了对于各个工作范围的涡轮泵转速。此外,每个工作范围与可编程增益元件222的操作增益和校准增益相关联。涡轮泵140的转速和可编程增益元件222的增益被选择为使得由校准泄漏166产生的数字值224处于控制器220的处理电路的动态范围内。如上所示,减小涡轮泵140的转速增大示踪气体通过涡轮泵到达质谱仪160的传送。在一些情况下,校准增益低于操作增益。这可能至少部分是由于如下的事实造成的:校准泄漏166与涡轮泵140的中间端口146连接,使得与从前级管线148到质谱仪160的示踪气体的传送相比,从校准泄漏166到质谱仪160的示踪气体的传送更大。
图5中示出了图示根据本发明的实施方式在校准模式下的泄漏检测器的操作的流程图。泄漏检测器被设置来执行期望的功能,诸如正常操作或校准。如方框310所示,控制器220中的软件维持预设的操作增益值,所述预设的操作增益值在正常的泄漏测试操作期间被使用。根据用户选定的工作范围,如图4所示改变操作增益的值。如方框312所示,控制器220中的软件维持预设的校准增益值,并且根据用户选择的工作范围调节校准增益值。根据操作的选定模式和选定的工作范围,软件自动地将增益值从操作增益改变为校准增益。如方框316所示,控制器220控制对于在各个工作范围中的泄漏测试操作所需的质量过滤器的示踪气体传送(通过质量过滤器到达检测器的示踪气体的量)。可变的质量过滤将宽范围的可能泄漏速率分级为泄漏检测器系统的多个工作范围。例如,通过改变涡轮分子泵的转速或可透膜的温度,可以实现质量过滤器的示踪气体传送。如方框314所示,响应于用户输入来选择操作模式或校准模式。如方框318所示,根据选定的模式来控制校准泄漏阀168,并且在校准过程的各个步骤期间可以打开或关闭校准泄漏阀168。这些设定操作允许泄漏检测器在选定的工作范围内执行校准。
在动作320中,校准泄漏166的温度被测量和存储,并且在动作322中,计算校准泄漏的经温度补偿的值。控制器220存储泄漏速率随校准泄漏的温度的变化,并且对于校准时的环境温度自动补偿校准泄漏值。在步骤324中,控制器测量和存储基于电子噪声水平的偏差值。在动作326中,校准泄漏阀168被打开,并且在动作328中质谱仪160被调谐,以使得检测器信号最大化。调谐可以通过如下来实现:改变施加到示踪气体离子上的磁场或调节质谱仪内的离子电压,以使得通过狭缝并被检测的示踪气体离子的数目最大化。
在动作330中,校准泄漏阀168被关闭,并且在动作332中,环境背景信号被测量并且存储。示踪气体背景信号可以用于有效地补偿正常操作期间的背景信号。在动作334中,可编程增益元件222的增益被改变为用于选定工作范围的校准增益值,并且在动作336中,校准泄漏阀168被打开。在动作338中,测量由校准泄漏166产生的示踪气体信号。在动作340中,所测量的示踪气体信号被用于校准泄漏检测器系统。具体地,校准泄漏的测量值和校准泄漏的已知值被用于通过确定“系统增益”(被定义为经过温度补偿的已知泄漏速率除以针对背景信号和电子偏差进行了校正的测量泄漏速率)来校准系统。在动作348中测量操作模式下的测试件期间,将测试值乘以计算出的系统增益,以显示实际泄漏速率。
在动作342中,校准泄漏阀168被关闭,并且在动作344中,可编程增益元件222的增益被改变为操作增益值。控制器基于泄漏速率工作范围的用户选择,来自动设定缺省操作和校准增益值。一旦用户选定工作范围,控制器调节在该范围内工作所需要的所有操作参数。当用户选定新的工作范围,控制器针对新的工作范围自动再调节操作参数。
在动作346中,改变到操作增益值表明校准过程结束。在动作348中,正确和校准的测量泄漏速率被显示。控制器使用上述的检测器信号和参数,计算按适当的工作范围分级的测量泄漏速率。
已经针对一个工作范围示出和描述了校准过程。如图4所示,可以利用涡轮泵转速和校准增益的相应设置,对于各个被使用的工作范围重复校准过程。校准过程可以被任何时候进行,诸如在泄漏检测器初始开机时,以选定的间隔或当改变为新的工作范围时。
可以理解,在本发明的范围内可以使用不同的工作范围、不同的校准泄漏值和不同的泄漏检测器参数。此外,可以采用外部校准泄漏170来执行校准过程,其中,考虑到校准泄漏170的不同位置,对涡轮泵转速和校准增益值进行适当改变。
在启动时,控制器220中的软件自动加载操作初始参数。用户通过图形显示屏幕或来自主机的电子信号输入,选择工作范围。软件自动设定上述的所有操作参数,以配置系统。可编程增益元件的增益被设为操作增益值,并且针对选定的泄漏测试操作选定涡轮泵转速,如图4所示。在图4的表中,与涡轮泵转速一起示出了用于一个实施方式的操作和校准增益值。
当校准被选定时,根据选定的工作范围,软件自动控制硬件和上述的参数,以执行用户请求的校准。可编程增益元件的硬件增益被自动地从操作增益值改变为校准增益值。增益改变在几毫秒内以高精度完成,使得E-07范围泄漏可以在四个可能的泄漏速率工作范围中的任意一个中被读出。因为校准泄漏与较之前级管线具有更低的压缩比的涡轮泵的顶部附近的中间端口连接,所以校准泄漏信号是正常操作信号的十倍大。这有效地将校准泄漏信号在图4的表中移位了一个数量级。校准模式的十倍信号与通过软件的增益的精确自动控制的组合允许使用一个校准泄漏来准确校准宽范围的泄漏速率数量级。增益值的自动改变允许将采用E-07校准泄漏的校准用于四个工作范围内的精确绝对校准。因此,E-07校准泄漏提供了由用户选定的若干工作范围中的精确校准。
例如,如果校准被选定而系统工作在E-04到E-07的工作范围内,涡轮泵转速被设定为60,000RPM,增益值被自动地切换到等于1的校准增益,新的偏差值被计算,并且检测器被自动调谐,并且适当的系统增益被计算以获得期望范围内的精确的、绝对校准。当校准完成时,软件将增益值自动地切换回等于2的操作增益值。从操作增益到校准增益以及又回到操作增益的增益改变对于用户来说透明地改变,并且在几毫秒内完成。
在如上描述了本发明的至少一个实施方式的若干方面之后,将会理解的是,本领域技术人员将容易想到多种替换、修改和改进。这样的替换、修改和改进意在作为本公开的一部分,并且意在落入本发明的精神和范围内。因此,前述的描述和附图仅仅作为示例。

Claims (20)

1.一种示踪气体泄漏检测器,包括:
测试端口,其接收包含示踪气体的测试样品;
真空泵,其与所述测试端口联接;
校准泄漏,其提供包含所述示踪气体的校准样品;
质量过滤器,其在操作模式下与所述测试端口联接以接收所述测试样品,并在校准模式下通过校准泄漏阀与所述校准泄漏联接以接收所述校准样品,所述质量过滤器具有可控的示踪气体传送,并且提供经过滤的样品;
检测器,其检测所述经过滤的样品中的所述示踪气体,并且提供检测器信号;
可编程增益元件,其响应于所述检测器信号而提供泄漏速率的测量值;以及
控制器,其被配置成响应于模式控制信号而在所述校准模式下操作所述泄漏检测器,其中,所述控制器被配置成利用所述校准泄漏来在两个或更多个工作范围内校准所述泄漏检测器。
2.如权利要求1所述的示踪气体泄漏检测器,其中,所述控制器被配置成通过对于所述工作范围中的每个工作范围设定所述质量过滤器的传送值以及所述可编程增益元件的增益值,并且通过在每个范围中针对所述校准泄漏来对测量值进行校准,从而利用所述校准泄漏来在两个或更多个工作范围内校准所述泄漏检测器。
3.如权利要求1所述的示踪气体泄漏检测器,其中,所述质量过滤器包括具有可控速度的涡轮分子泵,所述涡轮分子泵具有与所述检测器联接的入口和与所述测试端口联接的前级管线。
4.如权利要求3所述的示踪气体泄漏检测器,还包括联接在所述控制器与所述涡轮分子泵之间的泵控制器,所述泵控制器对所述涡轮分子泵的所述速度进行反馈控制。
5.如权利要求3所述的示踪气体泄漏检测器,其中,所述校准泄漏通过所述校准泄漏阀而联接到所述涡轮分子泵的中间端口。
6.如权利要求5所述的示踪气体泄漏检测器,其中,从所述校准泄漏通过所述中间端口到所述检测器的示踪气体的传送大于从所述测试端口通过所述涡轮分子泵的前级管线到所述检测器的示踪气体的传送。
7.如权利要求1所述的示踪气体泄漏检测器,其中,所述可编程增益元件包括具有可编程增益的模数转换器。
8.如权利要求3所述的示踪气体泄漏检测器,其中,所述检测器包括质谱仪。
9.如权利要求1所述的示踪气体泄漏检测器,其中,所述质量过滤器包括下述真空泵:该真空泵的特征在于对于越轻的气体的压缩率越低而对于越重的气体的压缩率越高。
10.如权利要求1所述的示踪气体泄漏检测器,其中,所述质量过滤器包括示踪气体可透过的部件。
11.如权利要求1所述的示踪气体泄漏检测器,其中,通过对所述校准泄漏阀、所述质量过滤器的传送和所述可编程增益元件的增益进行的控制,校准被响应于所述模式控制信号而自动地执行。
12.一种用于对示踪气体泄漏检测器进行校准的方法,包括:
将校准样品从校准泄漏通过校准泄漏阀供应到质量过滤器,所述质量过滤器响应于所述校准样品提供经过滤的样品;
检测所述经过滤的样品并提供检测器信号;
利用可编程增益元件调节所述检测器信号,以提供泄漏速率的测量值;
通过针对所述校准泄漏对第一测量值进行校准,来确定对于第一工作范围的第一校准值;以及
通过针对所述校准泄漏对第二测量值进行校准,来确定对于第二工作范围的第二校准值。
13.如权利要求12所述的方法,还包括:
将所述质量过滤器的传送和所述可编程增益元件的增益设定为第一校准值,这些第一校准值对应于所述第一工作范围,以及
将所述质量过滤器的传送和所述可编程增益元件的增益设定为第二校准值,这些第二校准值对应于所述第二工作范围。
14.如权利要求13所述的方法,其中,所述质量过滤器包括涡轮分子泵,其中,将所述质量过滤器的传送设定为第一校准值和第二校准值的步骤包括将所述涡轮分子泵设定为第一泵速和第二泵速。
15.如权利要求14所述的方法,其中,将所述可编程增益元件的增益设定为第一校准值和第二校准值的步骤包括对具有可编程增益的模数转换器的增益进行设定。
16.如权利要求12所述的方法,还包括:针对所述校准泄漏的环境温度,来校正所述第一校准值和所述第二校准值。
17.如权利要求12所述的方法,还包括:针对由电子噪声导致的偏差,来校正所述第一校准值和所述第二校准值。
18.如权利要求12所述的方法,还包括:针对背景示踪气体,来校正所述第一校准值和所述第二校准值。
19.如权利要求12所述的方法,还包括:对所述检测器进行调谐以获得最大的检测器信号。
20.如权利要求12所述的方法,还包括:响应于模式控制信号,自动执行所述泄漏检测器的校准。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008037058A1 (de) * 2008-08-08 2010-02-11 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Gesamt-Leckrate einer Vakuumanlage sowie eine Vakuumanlage
US8762075B2 (en) * 2009-09-29 2014-06-24 Lawrence Livermore National Security, Llc Microcantilever-based gas sensor employing two simultaneous physical sensing modes
CN102252808A (zh) * 2011-04-26 2011-11-23 山东电力研究院 一种汽轮发电机组真空系统漏气量在线检测方法及其装置
CN102494852B (zh) * 2011-12-06 2014-05-28 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 一种校准氦质谱检漏仪的方法
US9038441B2 (en) * 2012-01-20 2015-05-26 TLI Enterprises, Inc. High speed helium leak detection system and method
RU2504748C2 (ru) * 2012-01-31 2014-01-20 Людмила Николаевна Тютяева Способ калибровки газоаналитического течеискателя
FR2993659B1 (fr) * 2012-07-23 2014-08-08 Adixen Vacuum Products Procede et installation de detection pour le controle d'etancheite d'emballages de produits scelles
JP6425206B2 (ja) * 2014-09-10 2018-11-21 島津エミット株式会社 ヘリウムリークディテクタ
WO2019008169A1 (fr) * 2017-07-06 2019-01-10 Ateq Procédé de détection de fuite d'une pièce creuse et installation pour la mise en œuvre d'un tel procédé
FR3069639B1 (fr) * 2017-07-26 2019-08-30 Pfeiffer Vacuum Sonde de reniflage, detecteur de fuites et procede de detection de fuites
WO2019227400A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 Goertek Inc. Test device and calibrating method
KR20200141002A (ko) * 2019-06-06 2020-12-17 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 배기 가스 분석을 포함한 기상 반응기 시스템을 사용하는 방법
CN110441005B (zh) * 2019-07-29 2021-08-31 国网福建省电力有限公司检修分公司 一种sf6密度继电器漏气快速检测装置及方法
DE102020116660A1 (de) 2020-06-24 2021-12-30 Inficon Gmbh Verfahren zur temperaturabhängigen Gasdetektion mit einer gasselektiven Membran
DE112020007590T5 (de) * 2020-09-09 2023-06-22 Fukuda Co., Ltd. Verfahren zur Leckprüfung
US20220307428A1 (en) * 2021-03-23 2022-09-29 General Electric Company Hydrogen fuel leak detection system
CN114018494B (zh) * 2021-10-27 2024-02-13 中广核检测技术有限公司 核凝汽器示踪检漏设备测试模拟系统及方法
CN117073921A (zh) * 2023-10-16 2023-11-17 成都睿宝电子科技有限公司 一种基于氦质谱检漏仪的自动化校准测试装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2653558A1 (fr) * 1989-10-23 1991-04-26 Cit Alcatel Systeme de detection de fuites a gaz traceur.
CN1142605A (zh) * 1995-06-26 1997-02-12 株式会社岛津制作所 氦检漏器
US6014892A (en) * 1997-04-03 2000-01-18 Alcatel Tracer gas leak detector
CN1258351A (zh) * 1997-05-26 2000-06-28 马丁·莱曼 泄漏测试的方法与装置
CN2828780Y (zh) * 2005-07-19 2006-10-18 黄文平 多种气体检漏分析仪

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1054059A (zh) * 1962-11-14 1900-01-01
US4329883A (en) * 1974-04-26 1982-05-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus for collecting deep-sea sediment pore water
DE3133781A1 (de) * 1981-08-26 1983-03-10 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Fuer die durchfuehrung der gegenstrom-lecksuche geeignete turbomolekularpumpe
DE3247975A1 (de) * 1982-12-24 1984-06-28 Balzers Hochvakuum Gmbh, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zur auffindung von lecks in waenden
JPS59119234A (ja) * 1982-12-24 1984-07-10 Shimadzu Corp リ−クテスト装置
US4646560A (en) * 1986-02-21 1987-03-03 Vista Research, Inc. System and method for leak detection in liquid storage tanks
US4885500A (en) * 1986-11-19 1989-12-05 Hewlett-Packard Company Quartz quadrupole for mass filter
DE4326265A1 (de) * 1993-08-05 1995-02-09 Leybold Ag Testgasdetektor, vorzugsweise für Lecksuchgeräte, sowie Verfahren zum Betrieb eines Testgasdetektors dieser Art
JP3339529B2 (ja) * 1994-07-22 2002-10-28 アネルバ株式会社 ヘリウムリークディテクタ
FR2767197B1 (fr) * 1997-08-11 1999-12-03 Alsthom Cge Alcatel Analyseur de gaz
FR2787192B1 (fr) * 1998-12-10 2001-01-05 Cit Alcatel Vitesse variable sur le pompage primaire d'un detecteur de fuites par gaz traceur
JP4057896B2 (ja) * 2002-11-26 2008-03-05 株式会社アルバック 異常対応型ヘリウムリークディテクタ
JP2005315784A (ja) 2004-04-30 2005-11-10 Gas Mitsukusu Kogyo Kk リーク検出方法及びその検出装置
US7459677B2 (en) * 2006-02-15 2008-12-02 Varian, Inc. Mass spectrometer for trace gas leak detection with suppression of undesired ions
US7427751B2 (en) * 2006-02-15 2008-09-23 Varian, Inc. High sensitivity slitless ion source mass spectrometer for trace gas leak detection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2653558A1 (fr) * 1989-10-23 1991-04-26 Cit Alcatel Systeme de detection de fuites a gaz traceur.
CN1142605A (zh) * 1995-06-26 1997-02-12 株式会社岛津制作所 氦检漏器
US6014892A (en) * 1997-04-03 2000-01-18 Alcatel Tracer gas leak detector
CN1258351A (zh) * 1997-05-26 2000-06-28 马丁·莱曼 泄漏测试的方法与装置
CN2828780Y (zh) * 2005-07-19 2006-10-18 黄文平 多种气体检漏分析仪

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