CN103998910B - 用于在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法 - Google Patents

用于在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种简化的用于在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法，所述方法包括步骤：将所述待测样本(12)放置到一薄膜腔(10)中；降低所述待测样本(12)外部所述薄膜腔(10)中的压力，以及基于所述薄膜腔(10)的薄膜(14，16)的空间变化，对所述待测样本的泄漏进行检测。

Description

用于在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法。
背景技术
非刚性待测样本在压力变化时具有柔性结构。例如，这种待测样本可以为食物包装袋。当待测样本内部压力和周围环境压力之间的压力差太大时，待测样本存在破裂或至少被损坏的风险。
在传统情况下，非刚性待测样本被充满测试气体，然后在泵系统的排出气体流中对测试气体进行检测，其中，泵系统用于产生必要的气压差。可选地，如果传感器被用于待测样本内部的填充气体时，则不需要特定的测试气体。通过这种测试方法，测试结果可能会受到周围环境气体的影响。
US4,862,732公开了通过增加软质容器内部压力，对加压的软质容器泄漏的泄漏量进行确定的方法。当压力太大时，需要承受待测样本破裂或被损坏的风险。
US5,767,392公开了对软质容器泄漏的检测方法。在该方法中，从外部对软质容器施加一个力以压缩所述软质容器，在外部压力撤销后，观察容器壁的行为，进而实现对泄漏的检测。同样，在该方法中，如果施加的压力太大容器可能被损坏或破裂，因此，需要对可施加的压力进行限定。
US6,955,076公开了通过测试气体对薄膜腔中待测样本中泄漏的检测方法。该方法被描述用于通过排空所述薄膜腔边缘区体积，以提高薄膜腔的封闭能力以及气密性，其中，所述边缘区体积独立于测试腔。因此，这样可使得没有来自薄膜腔周围的气体通过测试腔封闭区域中的泄漏点，进入测试腔影响测试结果。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种简化的用于在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法。
权利要求1对本发明的方法进行了定义。
首先，将刚性待测样本插入到处于封闭状态的薄膜腔中。薄膜腔为具有柔性壁的测试腔，所述柔性壁根据所述薄膜腔和周围环境之间的压力差改变其形状。在所述待测样本已经被插入到所述薄膜腔中之后，所述薄膜腔被封闭，在所述待测样本外部的区域中，所述薄膜腔内部压力被降低。在这个过程中，所述薄膜腔的柔性壁依附在待测样本上。所述薄膜腔的薄膜从外部与所述测试腔接触。然后，通过观测所述薄膜腔的薄膜对泄漏进行检测。其中，依附在所述待测样本上的薄膜空间上的变化被理解为泄漏的一种标识。所述薄膜从外部支撑所述非刚性待测样本，并防止所述待测样本破裂。当所述薄膜腔内部的压力降低时，所述薄膜依附在所述待测样本上。
根据本发明的方法的特别有益的效果在于：在所述薄膜的位置变化或所述薄膜腔的体积变化的测试中，对所述薄膜腔的气密性没有特别的要求。然而，在用于在所述薄膜中测量压力增量的传统方法中，或在用于在所述薄膜腔中测量气密性的传统方法中，所述薄膜腔的气密性对测量结果有明显的影响，而所述薄膜腔的气密性对于本发明来说，其重要性是微不足道的。只不过当允许对所述薄膜腔中的压力进行降低时，应可获得所述薄膜腔的气密性。还可以通过使用一个具有相应高自吸能力的泵来降低有漏洞的薄膜腔中的压力。尤其地，这足以只获得所述薄膜的气密性，该气密性与测试下的待测样本的气密性相同或劣于测试下的待测样本的气密性。所述薄膜腔的泄漏量可以与待测样本的泄漏量一样高，或至少为待测样本泄漏量的至少两倍。
可以通过对所述薄膜表面的位置进行激光光学测量来执行所述空间变化的测量，例如，通过对激光照射到薄膜表面上的光偏转变化来执行测量。在金属化的薄膜表面，可以通过对电容变化的测量来执行所述空间变化测量。可选地，还可以使用一装置，利用该装置指示与所述薄膜表面的接触或非接触。例如，触针或接触测量器件可以机械地检测薄膜表面中的位置变化。
根据本发明，优选地，不仅可以对泄漏进行检测，而且也可以确定通过泄漏点的气体的泄漏量。在这里，泄漏量可以根据测量的薄膜的空间变化来计算。鉴于此，该原理可以被应用。根据该原理，薄膜位置的变化越大，泄漏量越大。
优选地，在实施本发明方法时，薄膜腔中的压力被减少，以比所述待测样本中的压力少至少500毫巴(mbar)，优选地，少至少950mbar。因此，这将在所述待测样本外部薄膜腔的压力和所述待测样本内部压力之间产生至少500mbar以及优选地至少950mbar的压力差。通过将所述薄膜腔的薄膜依附到所述待测样本并支撑所述待测样本，较大的压力差可以被产生，而不会破坏或损毁所述待测样本。
当所述薄膜腔中压力降低时，所述待测样本中的气压可以被保持。
下面将参考图对本发明的实施例进行详细的描述。
附图说明
图示出了本发明实施的测量装置。
具体实施方式
通过一薄膜腔10，所述测量装置被形成，其中，以食物包装袋形式示出的一非刚性待测样本被放置到所述薄膜腔10中。在所述待测样本12被放置到所述薄膜腔10中后，通过放置两个薄膜14、16以及在两个薄膜边缘区域通过夹紧装置18以密封形式将一个薄膜压在另一个薄膜上对薄膜腔进行封闭，其中，所述两个薄膜14、16一个叠加在另一个上形成所述薄膜腔，所述待测样本12位于所述两个薄膜14、16之间。
之后，与所述薄膜腔内部通过阀门22连接的真空泵20将所述薄膜腔的气体排出。在这里，所述阀门22被打开，而换气阀24对大气封闭。其中，所述换气阀24也与所述薄膜腔10内部连通。当大气压力在所述待测样本12中仍然占优势时，围绕所述待测样本12的所述薄膜腔内部容积中的压力被降低至少1000mbar。在所述薄膜腔中的压力被降低后，所述阀门22也被关闭，所述泵20被停止工作。
距离传感器26通过对距离传感器26和所述薄膜腔10之间的距离进行激光光学测量，以对薄膜14的位置进行监测。通过对到距离传感器26减少的距离的检测，对所述薄膜14的空间位置的变化进行检测，所述薄膜14的空间位置的变化被用作泄漏标志。
例如，泄漏量为10-2mbar·l/s时会导致充有1000mbar气体的1升容积的包装袋中10-2cm3/s的体积变化。对于1升的立方体包装袋容积(横切面积为100cm2)，这意味着减少1μm/s的厚度。1μm/s的相应距离变化量可以利用具体的光学方法被检测到。包装袋的变化被传递给薄膜测试腔的薄膜表面。
本发明独立于所述薄膜腔中所述待测样本中的气体类型。薄膜腔上的泄漏对本测试方法有影响，但可以被忽略。由于薄膜表面中非常突出、快速的位置变化，因此，可以迅速地检测到粗糙的泄漏，而且只需要较少的阀门，例如，只需要用于泵连接和换气目的的阀门。

Claims (9)

1.一种在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法，包括步骤：
将所述待测样本放置到一薄膜腔中；
降低所述待测样本外部所述薄膜腔中的压力，使所述薄膜腔的薄膜依附在所述待测样本上；
观测所述薄膜腔的薄膜；
检测所述薄膜腔的薄膜的空间变化；以及
基于所述薄膜腔的薄膜的空间变化，对所述待测样本的泄漏进行检测；其中，依附在所述待测样本上的所述薄膜的空间变化被理解为泄漏的标识。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在放置所述待测样本后，在检测期间，封闭的所述薄膜腔显示一泄漏量，该泄漏量至少与所述待测样本的泄漏量一样高，或至少为所述待测样本的泄漏量的两倍。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过对所述薄膜表面的位置进行激光光学测量，对所述薄膜的空间变化进行测量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述薄膜表面进行激光光学测量的方式是：通过对照向所述薄膜表面的激光的偏转变化进行测量，从而对所述薄膜表面进行激光光学测量。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过对一金属化薄膜表面的电容变化进行测量，对所述薄膜的空间变化进行检测。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过用于指示与所述薄膜表面接触或非接触的一装置，对所述薄膜的空间变化进行检测。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据测量到的薄膜的空间变化，对所述待测样本中通过泄漏点泄漏的气体量进行计算。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄膜腔中的压力被降低，降低到比所述待测样本中的压力低至少500mbar。
9.如权利要求8所述方法，其特征在于，当保持所述待测样本中大气压力时，降低所述薄膜腔中的压力。
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