CN102326063B - 嗅探检漏器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种嗅探检漏器，其包括嗅探线路(11)和通向真空泵(16)的馈送线路(33)。在馈送线路(33)上设有分配点(24)，从该分配点(24)开始，分支线路(25)通向测试气体传感器(15)。为了使分配点(24)处的中间压力(P2)与真空泵(16)的馈送波动无关，在分配点(24)与真空泵(16)之间设有包括超临界操作的孔板(20)的节流件(D2)。孔板(20)处的压降大于分配点(24)处的中间压力(P2)的一半。由此，阻塞孔板(20)处的流量，其中，不管泵压力(P3)如何变化，流量(Q)均保持恒定。由此，防止中间压力(P2)变化，使得测试气体传感器(15)的敏感度和信号稳定性并不受泵压力的变化的影响。

Description

嗅探检漏器
技术领域
本发明涉及一种嗅探检漏器，该嗅探检漏器包括嗅探线路、经由节流件连接至该嗅探线路的真空泵、以及测试气体传感器，其中，分配点(24)形成在该节流件的上游并且具有从该分配点通向测试气体传感器的分支线路。
背景技术
DE 10 2006 047 856 A1(INFICON GmbH(因菲康有限公司))中描述了上述类型的嗅探检漏器。所述嗅探检漏器包括嗅探线路，在该嗅探线路的端部处设有嗅探探头。上述设备在其入口处包括节流件，从而使得在已经收回嗅探线路时，将会防止在分配点处产生大气全压。从所述分配点开始，包括节流件的线路通向真空泵的入口。所述节流件将限定用于正常操作模式的吸入速度。节流件被包括阀门的旁通线路围绕。测试气体发生器是如DE 100 31 882 A1中所述的分压力传感器。该分压力传感器包括被薄膜封闭的腔室，该薄膜是选择性地为测试气体(氦气)所能渗透的。在所述腔室内设置有Penning压力传感器或产生表示压力的电信号的另一压力传感器。通过该压力，将推导出用于测试气体的检测量的信号。
另外，包括用于用作测试气体传感器的质谱仪在内的嗅探检漏器是已知的。为了操作该质谱仪，需要高真空。这必须利用复杂的高真空泵。在上述两类测试气体传感器中，检测灵敏度取决于测试气体传感器的入口区域中的中间压力(总压力)。为此，嗅探检漏器中的检测极限受到限制并且取决于分配点处及相应地检测入口处的总压力的稳定性。
在氦气嗅探检漏器中，总压力的波动将是直接可见一斑的，这是因为由于大气中的氦气，导致系统的基本信号已经引起了测量信号的波动。在其中将冷却剂用作泄漏测试气体的冷却剂型检漏器中，由于空气通常是不含有冷却剂的，因此，总压力稳定性的影响仅在测量泄漏率时是明显的。
分配点处的总压力(中间压力)由经过输送线路的流量以及输送真空泵的吸入能够给定。在特定的真空泵的操作期间将会达到的总压力既不能精确地进行预定，也不是恒定的。在泵的操作期间，该总压力会经受突变。特别是在将薄膜泵用作真空泵的情况下，会发生这种压力变化。总压力的这些波动对于嗅探检漏器的检测敏感度具有负面影响。在总压力相对高的情况下，测试气体的分压力同样很高。这将导致高检测敏感度。在总压力低的情况下，检测敏感度将相应地较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种嗅探检漏器，其中，检测敏感度并不被真空泵的吸入量的波动削弱。
根据本发明的嗅探检漏器由权利要求1限定。其特征在于，设置在嗅探线路与位于分配点之后的真空泵之间的节流件是圆形的孔板，该孔板具有使孔板处的压降大于P2/2的流导值，其中，P2是分配点处的中间压力。
根据本发明，在从嗅探线路至真空泵的路线上的气流受到孔板的阻塞。在受阻塞的流动中，该流动与孔板的出口侧上的低压力无关。这意味着，在真空泵的入口处的泵压力波动的情况下，经过孔板的流量将不会变化。因此，真空泵的入口侧上的压力同样将不会变化。结果，真空泵的上游发生的压力波动不会影响到敏感度和信号稳定性，并且系统的敏感度与真空泵的上游的压力无关。
根据本发明，所述节流件是孔板，其中，孔板的长度L小于孔口直径D。不同于包括毛细管道的节流件，孔板具有流动与低压力无关的效果。在其它类型的节流件中不会出现这种效果。
根据孔板处的压降大于P2/2的上述关系就是说，以不同的方式表述，孔板的流导值LB小于真空泵的吸入量S的一半。通过使用带有高流动阻力(＝低流导值)的孔板，指示流量对于泵压力的依赖度的曲线将使用于低泵压力的水平部分显现出来。本发明的嗅探检漏器正是将在该水平部分所在的区域中工作。
嗅探检漏器的测试气体传感器可以是分压力传感器或质谱仪。在例如由因菲康有限公司的Wise技术提供的分压力传感器的情况下，能够在非高真空的情况下检测该测试气体的分压力。作为其替代方式，能够将质谱仪用作测试气体传感器，其中，由真空泵输送的一小部分气体将被分支到高真空区中并且被引导至分析单元。同样在该情况下，孔板将使分析单元的入口处的总压力保持在恒定的水平。
附图说明
下文中将参照附图更为详细地描述本发明的示例性实施方式。
在附图中：
图1是根据本发明的带有分压力传感器的嗅探检漏器的局部示意图；
图2是根据本发明的带有质谱仪的嗅探检漏器的局部示意图；
图3是带有压力参数指示的嗅探检漏器的局部示意图；
图4是孔板的纵向截面图；以及
图5是表现出了在中间压力P2为300mbar的情况下，流量随着真空泵的入口处的渐增的泵压力而减小的图示。
具体实施方式
嗅探探头10连接有形成为毛细管线路的嗅探线路11。在嗅探探头10的入口12处，大气压力为约1000mbar(毫巴)。经过嗅探线路的流量Q是例如100sccm(标准状态立方厘米每分钟)。所述嗅探线路通向测试气体传感器15，该测试气体传感器15于此被设计为根据DE 100 31882 A1的分压力传感器。在测试气体传感器的入口处，压力P为约250mbar。在测试气体传感器15与真空泵16之间，延伸有包括节流件D2在内的输送线路17。节流件D2的入口侧连接至压力测量单元18。真空泵30包括例如两级薄膜泵。
图4中示出了节流件D2的构造。节流件包括由横向地设置在吸入线路17中的平面壁构成的孔板20。孔板20包括例如为圆形的孔21。孔板沿流动方向的长度L、即壁的厚度小于孔21的直径D。
图2示出了带有质谱仪的嗅探检漏器。嗅探探头10经由嗅探线路11连接至嗅探检漏器的外壳13，该连接实现为插塞式连接14的形式。在外壳13内设置有呈入口孔口形式的节流件D1，从而防止在释放所述插塞式连接14时嗅探线路压力增大至大气压。
入口线路通向分配点24。从该分配点24开始，包括有节流件的分支线路25通向质谱仪26。该质谱仪需要用于其操作的高真空。该高真空将由涡轮分子泵27产生。所述泵包括经由带有节流件的线路28连接至分配点24的中间入口。涡轮分子泵27的压力出口连接至前级真空泵30，该前级真空泵30在当前示例中为两级设计。压力出口31通到大气中。位于前级真空泵30的两级30a与30b之间的中间入口32连接至输送线路33中的分配点24。在该实施方式中，质谱仪26与涡轮分子泵27形成测试气体传感器15。
在分配点24处，中间压力P2盛行。在前级真空泵30的中间入口32处，中间压力P3盛行。
图3是根据图1和图2的装置的简化表示。嗅探线路11后继之以节流件D1。节流件D1后继之以输送线路33。在输送线路33的分配点24处，带有输出线路和回流线路的分支线路25分叉至测试气体传感器15。分配点24处的压力是中间压力P2或总压力。
从分配点24开始，输送线路33经过节流件D2并从节流件D2通向真空泵16或30。
本发明的目的在于不管压力P3的可能的波动或真空泵的吸入量如何，均将分配点24处的中间压力P2尽可能地保持恒定。这是通过形成为孔板20的节流件D2实现的。
在图5中，依赖于泵压力P3来表示输送线路中的孔板作用下发生的流量。可见的是，在覆盖泵压力P3处于50bar-150bar的范围中的阻塞区中，不管泵压力P3如何波动，流量Q及由此的压力P2都是恒定的。在较高的泵压力下，流量Q将以对应于所述曲线的方式而减小。通过其压力降大于P2/2的孔板的影响，实现了将仅在阻塞区B中执行操作。

Claims (5)

1.一种嗅探检漏器，所述检漏器包括嗅探线路、经由节流件连接至所述嗅探线路的真空泵、以及测试气体传感器，其中，分配点形成在所述节流件的上游并且具有从所述分配点通向所述测试气体传感器的分支线路，其中，
所述节流件是孔板，所述孔板具有使得在所述孔板处的压力降大于P2/2的流导值，其中，P2是在所述分配点处的压力。
2.根据权利要求1所述的嗅探检漏器，其特征在于，所述孔板的流导值LB小于所述真空泵的泵送速度的一半。
3.根据权利要求1所述的嗅探检漏器，其特征在于，所述孔板的长度小于孔径。
4.根据权利要求1所述的嗅探检漏器，其特征在于，所述测试气体传感器是分压力传感器。
5.根据权利要求1所述的嗅探检漏器，其特征在于，所述测试气体传感器是质谱仪。
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