CN108139292A - 通过抽空测试室或试样进行的泄漏检测 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测容纳在测试室中的试样中的泄漏的方法，所述方法包括以下步骤：将试样放置在测试室中；抽空测试室；在测试室抽空期间测量测试室内的分压作为测量信号M，由该信号随时间t的进展M(t)和包括项t‑n的拟合函数F(t)形成差D，其中n是正的有理数；以及基于差信号D判断试样中是否存在泄漏。

Description

通过抽空测试室或试样进行的泄漏检测
技术领域
本发明涉及一种用于检测试样中的泄漏的方法。
背景技术
对于试样(例如热交换器)中是否存在泄漏的检测，已知的是，将试样放置在待抽空的测试室中。测试室被抽空，使得在测试室中的试样外部的区域中存在真空压力，而在测试室外和试样内存在与大气压力相当的压力。在此，试样可以充满测试气体。如果发生泄漏，试样中包含的气体会通过泄漏流入测试室的真空中，从而产生可测量的气体的分压的增加。因此，在真空测试室内测量气体的分压的变化并由此计算泄漏率。
在另一种测试方法中，试样被抽空并暴露于含有测试气体的周围大气中，以使测试气体通过可能的泄漏进入试样。为了检测泄漏，对试样内部的测试气体的分压进行检测。
传统上，必须维持泄漏检测，直到泄漏检测器测量的泄漏率信号，即测试室或试样内的气体的分压足够低并且足够稳定。只有这样，才有可能检测抽空的试验室或抽空的试样中由于试样泄漏引起的气体的分压的轻微增加。因此，泄漏检测器所测得的泄漏率信号由两个部分组成，即通过可能的泄漏进入测试室或试样的气体部分，以及测试室或试样中包含的所有其他气体，例如，仍然包含在其中的残余空气或从室壁或试样壁扩散或解吸的气体部分。因此，这个背景信号在测量信号中的比例必须足够低并且足够稳定，以便能够充分检测到测试对象中可能的泄漏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的、更快的试样泄漏的检测。
本发明的方法由权利要求1或2的特征限定。
因此，在将试样放置在测试室中之后，将测试室中的气体的分压作为测量信号M，并在该试样外部的区域中进行测量。由测量该信号随时间t的进展M(t)和拟合函数F(t)，获得差D(t)＝M(t)-F(t)。拟合函数F(t)具有项t-n，其中n是正的有理数。具体地，n不是负的有理数，也不是0。然后基于差信号D，即考虑到拟合函数F并且特别是在测试室的抽空期间，判断测试试样中是否存在泄漏。
如果试样被抽空，本发明的方法也可以以类似的方式使用，其中测量信号M是抽空期间试样内气体的分压。
利用拟合函数F，对与背景信号相对应的测量信号部分进行估算，该测量信号部分并不是由测试室的泄漏所导致的。特别地，拟合函数可以表示测量信号中从测试室或试样的壁扩散和/或解吸产生的的气体部分。这些影响在小于1毫巴的压力下，特别是小于0.1毫巴的压力下通常已经发生。利用拟合函数，使得测试室在高达1毫巴的压力下、在抽空期间以及在剧烈下降的背景信号的情况下，本发明的方法可以做出关于是否存在泄漏的有意义的判断。
优选地，n是大于或等于1的数，其中n优选为正整数，并且尤其不是负整数或0。特别优选的情况是n＝2，使得拟合函数F(t)包括项
拟合函数的该项代表从测试室的壁材料解吸的气体部分，特别是塑料材料(密封件)。当抽空测试室或试样时，首先将初始容纳在测试室或试样中的气体(通常是空气)抽出。当压力下降到规定的水平以下时，气体部分开始从测试室壁或试样壁的表面扩散。扩散通常发生于金属表面并以1/t(即时间t的倒数)的速率下降。通过解吸释放到测试室或试样中的气体部分，在时间t内减少大约1/t2。因此，根据一个实施例，如果拟合函数具有项1/t2，则是有利的。
特别地，拟合函数F可以是F(t)＝1/(c+a·t)2，其中a和c都是常数。
有利地，拟合函数F在预定的时间段内计算。时间段可以在约1和5秒的范围内，优选为约2秒。有利地，该时间段在相应的电流测量时结束。
此外有利的是，只要差信号D(t)小于例如测量信号M(t)的千分之一，则针对每个新的测量值计算拟合函数。
一旦试验室压力或试样压力下降到1毫巴以下并且优选低于约0.1毫巴，就可以基于差信号D判断试样中是否存在泄漏。
当差信号超过测量信号M(t)的百分之一的阈值时，可以认为检测到泄漏。
附图说明
下面结合附图，对本发明进行详细说明，在图中：
图1示出了在不锈钢桶的情况下获得的信号进展(signal progress)，以及
图2示出了在塑料桶的情况下获得的信号进展。
具体实施方式
图1示出了作为试样的10升桶的抽空后获得的信号进展。虚线表示单位为毫巴升每秒的测量泄漏速率的测量信号M(t)，随时间以秒为单位。
点划线表示包括项的拟合函数F(t)。拟合函数表示背景信号在排空过程中以速率下降。差信号D(t)＝M(t)-F(t)，由实线表示。差信号对应于实际由试样泄漏产生的信号。
在以约显著降低的背景中，能够检测到约为的泄漏。此时，信号以约7.5/10-8mbar l/s，即超过所测量的泄漏的两倍的速率下降。
图2示出了10升塑料桶的试样的抽空情况。在约为的显著降低(以约5·10-9mbar l/s的速率)的背景信号中，能够检测到具有约为泄漏速率的泄漏。

Claims (10)

1.一种用于检测容纳在测试室中的试样中的泄漏的方法，所述方法包括以下步骤：
将试样放置在测试室中；
抽空测试室；
在测试室抽空期间测量测试室内的气体的分压作为测量信号M；
由所述信号随时间t的进展M(t)和包含项t-n的拟合函数F(t)形成差D，其中n是正的有理数；以及
基于差信号D判断试样中是否存在泄漏。
2.一种用于检测试样中的泄漏的方法，所述方法包括以下步骤：
抽空测试室；
在试样抽空期间测量测试室内的气体的分压作为测量信号M；
由所述信号随时间t的进展M(t)和包括项t-n的拟合函数F(t)形成差D，其中n是正的有理数；以及
基于差信号D判断试样中是否存在泄漏。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，n大于或等于1，且优选地是整数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，n＝2，使得拟合函数F(t)包括项1/t2。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，拟合函数为其中，a和c都是常数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述测量期间计算预定的时间段的所述拟合函数F(t)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述时间段在约1至5秒的范围内，优选为约2秒。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，只要D(t)<M(t)/1000，则针对新的测量值计算拟合函数。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述测试室内的压力小于1毫巴，并且优选小于0.1毫巴时，基于所述差信号D判断所述试样中是否存在泄漏。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，一旦差D大于M(t)/100，就认为检测到试样中的泄漏。
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