CN110441008A - 泄漏试验设备、计算机程序产品和泄漏试验组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泄漏试验设备(2)，其用于实施容器装置(100)的密封性检测。可以规定，所述泄漏试验设备(2)包括具有用于根据氧气上升法和/或压力上升法实施密封性检测的所有装置的气体回路以及以下其他的装置：电子控制和/或调节设备(18)；两个气动式连接元件(20、22)，其用于将气体回路的装置连接到容器装置(100)的内部空间；电源接口(24)，其用于将泄漏试验设备(2)的电气装置连接到供电电源；以及通信接口(28)，其用于将电子控制和/或调节设备(18)连接到外部计算设备(30)上，其中，所有提到的装置布置在呈泄漏试验箱形式的能运送的且作为可作为整体手工操作的壳体(4)中。

Description

泄漏试验设备、计算机程序产品和泄漏试验组件

技术领域

本发明涉及一种用于容器装置的密封性检测的泄漏试验设备。在密封性检测的范围内所获取的测量值例如用于对容器装置的泄漏率进行分级。容器装置例如是绝缘装置或手套箱(所谓的Glovebox)。绝缘装置或手套箱的泄漏率是一项主要的技术特征。泄漏率的获取和分级在国际标准ISO10648-2(密封箱第二部分：根据密封性的分级和相关的检测方法“Classification according to leak tightness and associated checkingmethods”)中规定。

背景技术

手套箱是一个容器，其相对于周围的工作空间不透气地(气密地)闭合。在手套箱的内部可以产生限定的气氛，用于操作敏感或危险的材料。手套箱通常由不锈钢或塑料制成。手套箱在至少一侧上通常安装有由玻璃或聚碳酸酯(例如)制成的板，以能够看到内部空间。采用由塑料(例如丁基材料)制成的气密的手套实现了对手套箱内部空间的绝缘侵入。内部空间和周围的工作空间之间的材料的传递通过可抽真空的腔室或隔离室来实现。手套箱的目的在于，一方面保护材料以防受到周围环境的影响(产品保护)以及相反另一方面保护周围环境免受待加工材料的有害影响(人员保护)。根据应用领域，手套箱内部空间中的气氛由特殊过滤的空气组成，例如针对生物的、医药类的应用(绝缘装置)或是针对核技术领域(屏障)；或者由惰性气体(或稀有气体)组成，诸如氩气、氮气或氦气，例如用于制造电池、卤素灯，然而也用于特殊的金属粉末加工、TIG(钨惰性气体)-或激光-焊接，以及用于对氧气或湿度敏感的材料的一般处理。

标准ISO10648-2允许根据泄漏率将容器装置分为四级，并且描述了可使用的测量方法和计算公式。测量方法必须根据系统的所预期的泄漏率来选择：对于等级1的系统必须使用氧气上升法。对于等级2和3的系统使用压力上升法。对于等级4的系统必须使用恒压法。

下文仅对氧气上升法和压力上升法说明，它们如何能够借助本发明的泄漏试验设备来实施。

无论是对于首次使用容器装置及其分级，还是在容器装置的之后的间或的使用期间，都需要对容器装置的密封性进行检测，也就是说获取泄漏率并分级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑且便于操作的泄漏试验设备，该泄漏试验设备能够简单操纵并且实现了对容器装置的泄漏率的可靠且可重复的分级。

为了实现上述目的，基于开始所述类型的泄漏试验设备可规定，该泄漏试验设备包括具有用于根据氧气上升法和/或压力上升法实施密封性检测的所有装置的气体回路，还包括以下其他的装置：电子控制和/或调节设备(ECU)；两个气动式连接元件，用于将气体回路的装置连接到容器装置的内部空间；电源接口，用于将泄漏试验设备的电气装置连接到供电电源上；以及通信接口，用于将电子控制和/或调节设备连接到外部计算设备上，其中，所有提到的用于实施密封性检测的装置布置在呈泄漏试验箱形式的能运送的且可作为整体手工操作的壳体中。

本发明的泄漏试验设备的优点在于，该泄漏试验设备将所有用于执行密封性检测的必要装置集成在单一的泄漏试验箱中，该泄漏试验箱紧凑且可移动，使得该泄漏试验箱可顺利且快速地朝容器装置运输到工作空间中，并且能够在此处对容器装置进行密封性检测。泄漏试验箱或是包括在其中的气体回路的装置具有适合的端口，用以快速且简单地对这些气体回路的装置供以电能、用以连接到用于配置和执行密封性检测和/或记录测量数据的外部计算设备上、以及与容器装置的内部空间中的或周围的工作空间中的温度和压力在测量技术方面相关联。

根据本发明的优选的扩展方案可规定，泄漏试验设备采用氧气上升法进行密封性检测，其中，作为气体回路的装置，所述泄漏试验设备包括：氧气传感器，用于获取容器装置中的氧气含量；温度传感器，用于获取容器装置中的温度；以及循环泵，该循环泵能够连接到容器装置上。此外，泄漏试验设备可以包括惰性气体系统的气体净化装置的组成部分，该气体净化装置的组成部分布置在泄漏试验箱中，只要在泄漏试验箱中为此具有足够的位置。气体净化装置的组成部分包括例如过滤组件，以及其他装置，即压力调节装置，其用于将容器装置中的压力调节到预先设定的额定值。过滤组件包括例如有源过滤器或HEPA过滤器，这些过滤器优选布置在气体回路的气体入口或气体出口处。

在借助于氧气上升法确定泄漏率时，由于环境空气侵入到容器装置所导致的氧气浓度的上升在限定的时间段上进行测量。该时间段通常为一小时。在此，该方法的使用特别适用于惰性气体箱(和对于测量的时间可惰性化的盒子)。但是，这使得能够测定非常小的泄漏率，因为即使是小的氧气浓度的简单探测也能实现非常精确的测量。典型的惰性气体系统相应于ISO10648-2的等级“1”，并因此具有<0.05Vol％/h的泄漏率。这相应于500ppm/h的空气，对于氧气最大上升至100ppm/h(在空气中约20Vol％的氧气)。该上升可借助安装在泄漏试验设备中的氧气传感器来良好地确定，但是对于有意义的测量不允许经由惰性气体系统的过滤组件进行循环。因此，借助系统本身的传感器的测量可以仅通过完全加载的反应器或借助于支路经由过滤组件来实现。泄漏试验箱具有包括氧气传感器的独立的循环回路(气体回路)，该氧气传感器可以连接到容器装置上并用于惰性气氛的良好混合以及即使在没有激活系统本身的循环的情况下，由此得到有代表性的气体试样。根据ISO标准，该测量在-10mbar的负压条件下进行。在大型惰性气体生产系统中，由于机械稳定性通常可以使压力不如此大幅降低。对于这类系统，泄漏试验在容器装置的允许的压力极限的范围中实施(在工作条件下测量)。

泄漏率的计算由氧气上升的测量值借助以下公式来实现：

其中，c₁表示测量开始时的氧气浓度，c₂表示测量结束时的氧气浓度，分别以ppm为单位，t是小时时间。

压力调节装置优选包括：压力传感器，用于获取容器装置中的实时压力；以及电子控制和/或调节设备(ECU，电子控制单元)，用于将容器装置中的实时压力调节在预先设定的额定值上。压力调节功能例如作为计算机程序来实现，该计算机程序在ECU上运行。压力调节装置的ECU可以除了调节容器装置中的压力之外还具有其他功能。这些其他功能同样可以作为计算机程序来实现，该计算机程序在ECU上运行。用于控制或调节不同功能的计算机程序可以构成为多个单独的程序，或者可以集成在一个共同的计算机程序中，例如作为一个上级控制程序的子程序或功能调用，该控制程序在ECU上运行。压力调节装置优选布置在泄漏试验箱的外部。然而理论上也可以考虑，压力调节装置是泄漏试验箱的组成部分，例如当泄漏试验箱构造得足够大且提供足够的位置，和/或压力调节装置的零件构造得足够小时。

优选地，泄漏试验设备具有压力传感器接口，传感器线缆的一端连接到该压力传感器接口，压力传感器连接到该传感器线缆的另一端，该压力传感器布置在容器装置中亦或是被布置在容器装置中。与此相关地可以考虑，压力传感器固定地安装在容器装置中，并且传感器线缆的另一端仅连接压力传感器。可替换地可以考虑，容器装置具有可封闭的开口，在打开之后将压力传感器气密地密封地装入该开口，从而能够测量容器装置内部中的压力。在容器装置的密封性检测结束时，从开口取出压力传感器，并且再次气密地封闭该开口。

根据ISO10648-2，对于采用氧气上升法的泄漏试验需要，在通过气体净化装置的过滤组件中断循环时，持续监测容器装置内部中的氧气浓度，因为气体净化装置使进入的杂质立即清除。这在没有支路的标准设备中，在没有额外的测量设备的情况下是不可能的，因为随着循环的中断，传感器不再被环流。为此目的开发了本发明的泄漏试验设备。泄漏试验设备包括：具有用作循环泵的鼓风机(例如申请人的MB-LTBL-110型鼓风机)的简单的气体回路；氧气和温度传感器；以及箱中的压力传感器。鼓风机的体积流可设置，以用于对于体积约为0.5m³至10.0m³的容器装置确保在容器装置内部的良好混合以及有代表性的测量气流。体积流优选通过泄漏试验设备的ECU来设置。鼓风机通过气体回路的气动式接口与容器装置的内部连接。整个气体回路是不透气地密封的，从而与容器装置内部空间以及在泄漏试验设备的气体回路与容器装置之间的连接管路一起实现一个封闭的系统。

传感器和鼓风机的数据获取和控制通过集成的电子控制和/或调节设备(ECU)来实现，其例如构造成微控制器模块。数据通过例如构造为串行端口(RS232)的数据端口与外部计算设备交换，该外部计算设备例如构造为个人电脑(PC)或笔记本。泄漏试验箱优选经由DN40波纹管连接到待检测的容器装置上(接口在断开循环、超压、波纹管和泄漏试验回路的体积的情况下经由容器装置自由冲扫)。在此，容器装置的输入部和输出部(例如在背壁中的自由的DN40法兰)彼此相隔至少50cm。借助集成的压力传感器还可以实现用压力上升法实施试验。

在本发明的意义中，额外或可替换地可规定，泄漏试验设备构造成采用压力上升法对泄漏率分级，其中，作为气体回路的装置，所述泄漏试验设备还包括：第一温度传感器，其用于获取容器装置中的温度；以及作为其他装置还包括：第二温度传感器，其用于获取在容器装置附近处包围容器装置的工作空间中的温度；和另一压力传感器，其用于获取在容器装置附近处的工作空间中的空气压力；其中，所述压力调节装置的压力传感器和用于获取工作空间中的空气压力的另一压力传感器形成差压测量装置。

在借助压力上升法确定泄漏率时，从确定的负压(例如-10mbar)开始，在限定的时间段上测量容器装置内部中的压力上升。该时间段例如为一小时。因为在该测量方法中，周围环境条件对压力走向产生显著影响，所以要求温度(±0.3K)和周围环境压力(±0.3mbar)的高恒定性。因为测量应该持续至少一个小时，所以要注意在这段测量时间关闭周围的工作空间中的门和窗。同样，要断开工作空间中的空调设备。此外必须注意压力和温度的校正。为了实现前述条件，需要避免在具有极度温度变动和气压变动的气候条件下进行测量，同样也要避免直接的太阳照射。

在泄漏率为0.05Vol％/h的容器装置中，得出的压力变化仅为0.5mbar/h。这在一般的条件下很难测量。因此，该压力上升法优选限用于等级“2”和“3”的容器装置。对于不是在负压下工作的容器装置，在正压力的条件下该方法还可以通过测量压力降而用于确定泄漏率。

泄漏率的计算由压力上升的测量值借助以下公式来实现：

其中，p₁和T₁是测量开始时的压力和温度(绝对值，例如K)，p2和T₂是测量结束时的压力和温度(绝对值，例如K)，而t是小时时间。

有利地，泄漏试验设备具有电位补偿线，其用于连接到容器装置的接地点上。集成的电子控制和/或调节设备优选地能够将在泄漏率分级的范围内获取的容器装置测量值经由通信接口传递到外部计算设备，用以再处理和/或记录。此外可以考虑，集成的电子控制和/或调节设备能够从在计算设备上运行的泄漏试验程序接收操控指令，并且根据这些操控指令操控气体回路的装置。

附图说明

本发明的其他特征和优点在下文根据附图详细说明。在此，不同实施例的在附图中示出的和下文所述的不同特征可以任意相互组合，即使在附图中没有明确示出且在下文描述中没有详细说明。其中：

图1根据一种优选的实施方式示出了本发明的呈泄漏试验箱形式的泄漏试验设备的立体图；

图2在一种优选的实施方式中示出了本发明的泄漏试验设备的流程图；

图3在一种优选的实施方式中示出了本发明的泄漏试验设备的内部中的接线板的视图；

图4在一种优选的实施方式中示出了本发明的泄漏试验设备的内部中细节视图；

图5示出了用于配置和运行本发明的泄漏试验设备以实施密封性检测的泄漏试验仪程序的主窗口；

图6示出了作为泄漏试验仪程序的主窗口的组成部分的测量窗口；

图7示出了作为泄漏试验仪程序的测量窗口的组成部分的控制区域；

图8示出了泄漏试验仪程序的项目数据窗口；

图9示出了泄漏试验仪程序的提示窗口；

图10示出了泄漏试验仪程序的报告窗口；

图11示出了泄漏试验仪程序的设置对话框；以及

图12示出了用于泄漏试验仪程序的数据源的设置对话框。

具体实施方式

图1中示出了本发明的用于容器装置100(参见图2)的密封性检测(或用于泄漏试验)的泄漏试验设备，该泄漏试验设备整体用附图标记2表示。通过密封性检测所获得的测量值可以用于容器装置100的泄漏率的获取和分级。

泄漏试验设备2以泄漏试验箱的形式构成。泄漏试验箱2的壳体4优选由结实耐抗的塑料制成。可替换地，壳体4还可以由金属、例如铝制成。壳体4包括在一侧设有开口的容器6。该开口可以通过罩盖8封闭。罩盖8优选借助于在泄漏试验设备2的背侧的铰链可摆动地保持在容器6上。在泄漏试验设备2的前侧以及可选地在泄漏试验设备的侧面，可以设有多个封闭元件10，以将闭合的罩盖8保持在其相对于容器6的关闭位置。封闭元件10例如可以构造成固定夹12，该固定夹将罩盖8从容器6的前侧搭接到容器6的背侧，并且保持在关闭位置。在容器6的前侧以及可选地还在容器的至少一个侧面上，分别固定有把手14，以能够抓持和运送该泄漏试验设备2。一个或多个把手14可以构造成折叠式或伸缩式，以能够使泄漏试验箱用作拉杆箱。最后，在容器6的前侧可设有锁16，通过该锁可以将罩盖8锁定在其关闭位置。

待进行密封性检测的容器装置100例如是绝缘装置或手套箱(所谓的“Glovebox”)。绝缘装置或手套箱的泄漏率是一项主要的技术特征。泄漏率的分级及其确定在国际标准ISO10648-2(密封箱第二部分：根据密封性的分级和相关的检测方法“Classification according to leak tightness and associated checking methods”)中规定。

在泄漏试验箱2的内部中，通过用于根据氧气上升法(Sauerstoffanstiegsmethode)和/或压力上升法(Druckanstiegsmethode)实施密封性检测所需的所有装置形成气体回路。图3和图4示出了罩盖8打开时泄漏试验箱2的内部的不同视图，其中，图3示出了连接面板的视图，而图4示出了从试验箱2取下连接面板时泄漏试验箱2的内部。用于实施泄漏试验箱2的气体回路的密封性检测具体包括哪些装置，将进一步在下文详细说明。除了用于实施容器装置100的密封性检测不可或缺的装置之外，泄漏试验箱2还包括以下其他的装置：

-电子控制和/或调节设备(ECU)18，该电子控制和/或调节设备例如包括微控制器电路板；

-两个气动式连接元件20、22，用于将气体回路的装置连接到容器装置100的内部空间。这些连接元件包括气体出口22和气体入口20。

-电源接口24，用于将泄漏试验设备2的电气装置连接到供电电源(例如110V/230V网络电压)；以及电开关26，用于泄漏试验设备2的接通和断开。该网络电压可以借助于变压器(未示出)转换成用于供电的较低的工作电压，例如24V(参见图2中的功能块48)，该变压器同样可以是泄漏试验箱2的组成部分。

-通信接口28，用于将电子控制和/或调节设备18连接到外部计算设备30。接口28例如构造成串行端口(RS232)，串行连接导线32可以连接到该串行端口。在连接导线32的相对置的远端上的串行端口可以借助于可选的RS232-USB-适配器34转换成USB端口。除了气体回路的装置，所有提到的其他装置布置在泄漏试验箱2的可运送的且可作为整体手工操作的壳体4中。

泄漏试验设备2例如构造用于采用氧气上升法进行密封性检测。在此，泄漏试验设备2作为气体回路的装置包括：

-氧气传感器36，用于获取容器装置100内部的氧气含量，分辨率是在0至1000vpm(体积百万分比)的建议测量范围中每小时泄漏率小于10^-2h^-1。氧气传感器36测量在气体回路中在气体入口20之后不远处的氧气含量。

-温度传感器38(例如Pt-100传感器)用于获取容器装置100内部中的温度，精确度为至少0.1℃。温度传感器38测量在气体回路中在气体入口20中的温度。

-不透气的密封的循环泵40，该循环泵构造成鼓风机，例如申请人的MB-LTBL-110型鼓风机，且用以连接到容器装置100上。经由气体出口22和气体入口20将泵40连接到容器装置100上。泵40的转速可以通过ECU 18和变频器58来控制亦或是调节。变频器58的显示装置用附图标记58a表示。

在气体回路中还可以布置过滤组件，但是该过滤组件不是泄漏试验设备2的组成部分，而是容器装置100的气体净化装置。该过滤组件用于将杂质从气流中过滤出来。过滤组件包括至少一个布置在气体回路中的过滤元件(例如有源过滤器或HEPA过滤器)。另外，泄漏试验设备2还可以具有用于校准氧气传感器36的校准装置。为了校准，向闭合的系统输送已知量的氧气(参见例如ISO6144)。然而可以考虑，校准装置布置在泄漏试验设备2的外部，并且在需要时可以连接到气体回路上。

压力调节装置(用于在整个密封性检测持续过程中在100Pa的公差内将容器装置100的内部中的压力调节到可预先设定的额定值)可以是容器装置100的组成部分亦或是气体净化装置的组成部分，并且由此优选地布置在泄漏试验箱2的外部。压力调节装置包括：压力传感器42，其用于获取容器装置100内部中的实时压力；电子控制和/或调节设备(ECU)，其用于将容器装置100中的实时压力调节到预先设定的额定值。作为压力调节装置的ECU可以使用设置用于校准和实施密封性检测的ECU 18。因此，ECU 18至少用于获取并传递测量值给外部的计算设备30，用于接收计算设备30的操控指令，用于转化并传递该操控指令给泄漏试验箱2中的气体回路的相应装置(例如鼓风机40)，以及用于调节容器装置100中的压力。压力传感器42可以是泄漏试验箱2的组成部分。在图3的实施例中，泄漏试验设备2具有压力传感器接口44，传感器线缆46的一端连接到该压力传感器接口，压力传感器42连接到该传感器线缆的另一端，该压力传感器布置在容器装置100中亦或是之后被布置在容器装置处。

本发明的泄漏试验设备2的优点在于，该泄漏试验设备将所有用于执行密封性检测的必要装置集成在单一的泄漏试验箱2中，该泄漏试验箱紧凑且可移动地构造，使得可顺利且快速地朝期望的容器装置100运输到工作空间59中，并且能够在此处对容器装置100进行密封性检测。泄漏试验箱2或是包括在其中的气体回路的装置具有适合的端口，用以快速且简单地对这些气体回路的装置供以电能、用以连接到用于控制密封性检测流程和/或记录测量数据的外部计算设备30上、以及与容器装置100的内部空间中的或周围的工作空间59中的温度和压力在测量技术方面相关联。用于获取周围的工作空间59中的温度和/或压力的适合的传感器可以集成在该泄漏试验箱2中。

在借助于氧气上升法确定泄漏率时，由于环境空气侵入到容器装置100所导致的氧气浓度的上升在限定的时间段上进行测量。该时间段通常为一小时。在此，该方法的使用特别适用于惰性气体箱(和对于测量的时间可惰性化的盒子)。这使得测定到非常小的泄漏率，因为即使是小的氧气浓度的简单探测也能实现非常精确的测量。典型的惰性气体系统相应于ISO10648-2的等级“1”，并因此具有<0.05Vol％/h的泄漏率。这相应于500ppm/h的空气，对于氧气最大上升至100ppm/h(在空气中约20Vol％的氧气)。该上升由安装的氧气传感器36来确定。优选地，该测量通过具有完全加载的反应器的、系统本身的传感器来实现。用该泄漏试验设备2可以省去系统本身的循环以及相关的支路或过滤组件。

泄漏试验箱2具有包括氧气传感器36的独立的循环回路(气体回路)，该氧气传感器可以连接到容器装置100上并用于惰性气氛的良好混合以及由此即使在没有激活容器装置100的系统本身的循环的情况下也得到有代表性的气体试样。根据ISO标准，该测量在-10mbar的负压条件下进行。在大型惰性气体生产系统中，由于机械稳定性通常可以使压力不如此大幅降低。对于这类系统，泄漏试验设备2在容器装置100的允许的压力极限的范围中实施(在工作条件下测量)。

在惰性气体系统中，周围环境和系统内部之间的压力差对于所获取的泄漏率的影响通常很小(氧气的侵入尤其通过高的分压差来驱使，周围环境200mbar，内部<0.1mbar)。针对用于产品保护应用的惰性气体系统，在工作条件下的泄漏率通常决定直至过滤组件耗尽的时间，以及由此决定再生周期之间的时间。由此，在工作条件下获取的泄漏率是用于系统性能的良好衡量尺度。

泄漏率L的计算由氧气上升的测量值借助以下公式来实现：

其中，c₁表示测量开始时的氧气浓度，c₂表示测量结束时的氧气浓度，分别以ppm为单位，t是小时时间。

在使用氧气上升法对泄漏率分级的范围中，首先冲扫容器装置100和气体回路，即，使惰性气体(高纯度氮气或氩气)以充分持续的时间流经容器装置100和气体回路。替代冲扫，可以实现在容器装置100上的循环气体清洁。持续关注氧气浓度。需要的话，可以使用混合元件(例如在容器装置100或气体回路内部中的风扇或鼓风机)。

如果氧气浓度以一定速率降低并且氧气浓度的绝对值足够低(大约100vpm)，那么冲扫过程结束，容器装置100的出口阀关闭。然后在相对的工作压力(对于允许试验的情况是至少250Pa或1000Pa；在低于周围环境的空气压力的负压时根据标准)条件下激活压力调节装置，同时一直保持泄漏试验设备2的气体回路以及容器装置100的内部中的循环。

在氧气传感器36的测量值稳定之后，获取开始时的氧气浓度c₁、工作空间59中的周围环境压力、容器装置100内部中的温度和相对压力。经过确定的时间段t之后，获取氧气浓度c_i的实时值、工作空间59中的周围环境压力、容器装置100内部中的温度和相对压力，该时间段与以小时进行测量的泄漏率是兼容的(通常为60分钟)。

在密封性检测期间，应该满足以下条件：

●容器装置内部中的温度变化应该小于3℃；

●周围环境压力变化应该小于1000Pa；

●容器装置100内部中的相对压力变化应该小于50Pa。

可替换或附加地，泄漏试验设备2也可以构造成以压力上升法进行密封性检测。在这种情况下，作为其他装置，泄漏试验设备2额外还包括：另一温度传感器，用于获取在容器装置100附近包围容器装置100的工作空间59中的温度，精确度为至少0.1℃；和另一压力传感器(空气压力传感器)，用于获取在容器装置100附近的工作空间59中的空气压力，精确度为至少10Pa。这两个传感器在附图中没有精确示出。

此外，对于该方法，用于获取容器装置100内部中的温度的温度传感器38和用于测量容器装置100内部中的压力的压力传感器42是必需的。空气压力传感器与该压力传感器42一起形成差压测量装置。

在借助压力上升法确定泄漏率时，从确定的负压(例如-10mbar)开始，在限定的时间段上测量容器装置100内部中的压力上升。该时间段通常为一小时。因为在该测量方法中，周围环境条件对压力走向产生显著影响，所以要求温度(±0.3K)和周围环境压力(±0.3mbar)的高度恒定性。容器装置100中的温度变化为1K导致压力变化大约3mbar。因为测量应该持续至少一个小时，所以要注意在这段测量时间关闭周围的工作空间59中的门和窗。必要时，要断开周围的工作空间59中的空调设备。

对于泄漏率为0.05Vol％/h的容器装置100，得到的压力变化仅为0.5mbar/h。这在一般的条件下很难测量。因此，该测量方法特别适用于等级“2”和“3”的容器装置100。对于不是在负压中工作的容器装置100，在正压力的条件下该方法还可以通过测量压力降而用于确定泄漏率。

泄漏率的计算由压力上升的测量值借助以下公式来实现：

其中，p₁和T₁是测量开始时的压力和温度(绝对值，例如K)，p₂和T₂是测量结束时的压力和温度(绝对值，例如K)，而t是小时时间。

在使用压力上升法的密封性检测的范围中，首先借助另外的温度传感器和空气压力传感器来测量室温和周围环境压力，该另外的温度传感器和空气压力传感器布置在容器装置100附近。在密封性检测的方法开始之前，使容器装置100内部中以及周围的工作空间59中的温度和压力保持稳定。然后将容器装置100中的负压设置在所要求的数值(对于允许试验的情况是在周围环境压力以下1000Pa，以及对于用于容器装置100的正常工作的试验为250Pa)。接下来，使容器装置100的出口阀关闭。

当压力和温度已经稳定时，在一小时的持续测量的范围中，记录容器装置100中的温度和负压以及周围环境压力。在此，不需要例如通过关闭入口阀和出口阀使容器装置100的内部绝缘，因为容器装置100的内部经由管件50连接到泄漏试验设备2的不透气的密封的气体回路上。

在密封性检测期间，应该满足以下条件：

●容器装置100内部中的相对压力变化应该低于开始值的30％；

●容器装置100内部中的温度变化应该小于±3℃；

●周围的工作空间59中的周围环境压力变化应该小于100Pa；

●如果可能，工作空间59中的温度变化应该小于1℃。

泄漏试验箱2优选经由呈DN40波纹管形式的管件50连接到待检测的容器装置100(接口在断开循环、超压、波纹管50和泄漏试验回路的体积的情况下可以经由容器装置100自由冲扫)。在此，容器装置100的输入部52和输出部54(例如在背壁中的自由的DN40法兰)经由DN40波纹管50与气体出口22和气体入口20连接。输入部52和输出部54应该彼此相隔至少50cm。此外，泄漏试验设备2具有电位补偿线56，用于连接到容器装置100的接地点。

电子控制和/或调节设备18优选构造成，从在计算设备30上进行的泄漏试验程序接收操控指令，并根据该操控指令操控气体回路的装置。特别是，鼓风机40可以由ECU 18通过变频器58进行操控，从而使从容器装置100内部出来的气体混合物通过气体回路的装置实现期望的循环程度。此外，泄漏试验箱2的气体回路的各个装置可以通过泄漏试验程序有目的地激活或停用。

外部计算设备30优选构造成个人电脑(PC)，该个人电脑配置有驱动系统。当然，外部计算设备30也可以构造成配置有其他驱动系统(例如Mac-OS、UNIX、Linux)的计算机。在计算设备30的处理器上进行的泄漏试验程序(“泄漏试验仪(Leaktester)”)用于输出和/或显示在实施容器装置100的密封性检测期间由泄漏试验设备2接收的数据，以及用于基于所接收的数据创建泄漏试验设备报告。在此，这些数据经由串行连接导线32从泄漏试验箱2中的测量装置传递到计算设备30上。程序将数据以数字和图形的方式表示出来(LCD读数或图表)，并且收集根据ISO10648-2用于泄漏试验必不可少的数据。在输入项目数据之后，可产生PDF文件形式的报告。此外，数据的值还可以经由较长时间写入文本文件(CSV-格式)，该文本文件可借助于其他程序评估和再处理。这例如可以用于容器装置100上的错误诊断。

在调出泄漏试验程序之后，主窗口60出现在计算设备30的屏幕上，如图5示例性示出的那样。主窗口60包括菜单栏62、标签栏64和主显示区域66。在该主显示区域66中，通过对标签栏64的选择，或者显示测量窗口70(选择“测量(Messung)”，见图6)、项目数据窗口78(选择“项目(Projekt)”，见图8)或者提示窗口82(选择“提示(Meldungen)”，见图9)。在主窗口60的下边缘具有状态栏68，在该状态栏中显示用于实时数据获取的提示。

带有测量值的数字显示的显示区域72在图6的测量窗口70的上部分中。根据设置，在此可以显示直至四个数值(容器装置100中的水和氧气浓度、压力以及温度)。在显示区域72的下方是图表区域74。在此，显示区域72的直至四个数值以图表形式显示为随时间的曲线走向。在进行的泄漏试验中，另外还显示一条用于氧气浓度上升或压力上升的线性的拟合曲线。显示区域72和图表区域74之间的位置分配可以改变，即，通过用指示设备(例如计算机鼠标)点击到两个区域72、74之间的线上并且在保持选择键的同时竖直移动该线。在图表区域74的下方是控制区域76(参见图7)，该控制区域具有用于控制数据获取和泄漏试验的不同的设置元件和显示元件。

在控制区域76中，控制元件“图表(Diagramm)”76a用于调出图表短菜单，该图表短菜单实现了图表的整理和时间缩放的确认。控制元件76b用于确定时间间隔(例如数量值“5”和单位“h”)，该时间间隔应该显示在图表区域74中。此外，通过控制元件76c“文本描述(Datei schreiben)”，可以将测量值(在任意时间段上)写在记录文件中。控制元件76d“文件(Datei)”打开用于输入记录文件的名称的文件选择对话框。在区域76e中，可以输入可选择的待描述的记录文件的名称。在此，允许特殊的格式规范，这些格式规范影响对应于实时日期的文件名称。可以用完整的路径给出文件名称，或是仅用文件名称给出。如果仅给出名称，那么会在还保存有泄漏试验程序的实际目录中产生文件。数据总是被附加的，如果具有指定名称的文件已经存在，那么该数据不会被覆盖。

控制元件76f“氧气传感器(O2-Sensor)”和79g“鼓风机”用于接通或断开氧气传感器36亦或是鼓风机40。当计算设备30到泄漏试验设备2的ECU 18的连接存在且没有激活泄漏试验时，控制盒76f、76g仅针对操作解除。对于泄漏试验，传感器36和鼓风机40必须接通。控制盒76h用于设置鼓风机功率。当到ECU 18的连接存在且没有激活泄漏试验时，仅解除该控制盒。显示元件76i“O2sens ok”、76j“blower ok”、76k“p sens ok”以及76l“T sens ok”显示氧气传感器36、鼓风机40、压力传感器42以及温度传感器38的当前状态。为了启动泄漏试验，状态必须都处于“ok”(由指示器执行)。操作指示键76m“功率？(Leistung？“)”打开用于鼓风机40的功率的计算窗口。计算可以根据容器装置100的体积和气体交换率来实现。

控制元件76n“连接(Verbindung)”用于激活计算设备30与泄漏试验设备2之间的连接，泄漏试验程序在该计算设备上运行。当键76n接通时，则通过串行端口28建立到泄漏试验设备2的连接并且初始化数据传递。在密封性检测过程中，实时的测量值持续传递到计算设备30，并且呈现在测量窗口70的显示区域72或图表区域74中。附图标记76o表示连接指示器，其显示数据连接的实时状态，其中，灰色表示“停用”，黄色表示“等待数据”，以及红色表示“接收”。

经由控制元件76p“开始试验(Start test)”可以使泄漏试验开始运行。当建立与泄漏试验设备2的连接时，仅解除键76p。该试验经过60分钟自动结束。经由控制元件“停止试验(Stop test)”76q可以使泄漏试验提前中断(根据安全提示)。状态文本区域76r示出针对泄漏试验的实时进程的信息。在用于泄漏试验的数据获取结束之后，可以通过控制元件76s“报告(Report)”创建泄漏试验报告(在使用输入项目数据窗口78(参见图8)中的数据的情况下)。控制元件76t表示用于确定报告语言的选择区域(例如de＝德语，或en＝英语)。

项目数据窗口78(参见图8)可以通过相应的标签栏64在主窗口60中调出。这用于输入所有的相关数据，这些数据应该呈现在待创建的泄漏试验报告中。在文本区域中填入说明。在此，文本的长度和可能的字符的输入(根据数据类型)都被限定。在项目数据窗口78的上方区域中，设有三个功能键80。第一功能键80a用于从文件下载已经存储的项目数据。另一功能键80b用于将输入的项目数据存储在文件中。在该文件中，仅存储项目数据窗口78的数据，可能采集到的泄漏试验数值没有包括在该文件中。最后一个功能键80c用于生成报告并打开报告窗口84(参见图10)。只有在已经采集到泄漏试验数据时，这才有意义。

在图9中示出了提示窗口82，该提示窗口包含用于数据连接和泄漏试验的采集到的状态提示。在将项目数据输入到项目数据窗口78之后以及泄漏试验结束之后，可以生成实验报告(参见图10中的报告窗口84)。这可以通过主菜单62(“文件/报告生成(Datei/Report erzeugen)”)或通过键在测量窗口70中以及项目数据窗口78中实现。报告的语言可以与应用的语言无关地在测量窗口70中经由选择菜单76t(参见图7)来设置。可以任意打开多个报告窗口84。可以在任何时间生成报告，但是如果没有相应的数据这是不完整的且是无效的。

图10的报告窗口84提供报告的预览。报告可以经过窗口84的菜单86或通过功能键88以不同的格式存储。窗口84的上方区域中的功能键88具有以下功能：通过操作第一功能键88a可以将显示的报告以PDF格式存储。通过操作另一功能键88b可以看到前述生成的PDF报告，其中，为此在计算设备30上必须安装适合的PDF阅读器。通过下一个功能键88c可以从文件下载已经存储的报告数据。通过操作最后一个功能键88d可以将完整的报告数据存储在一个文件中。在此，存储了所有数据，即项目数据和泄漏试验数据。由此可以在之后的时间点，再次创建一个报告。通过选择菜单88e可以改变报告的显示比例。最后可以借助键88f关闭报告窗口84。

对于图表的y轴的缩放(容器装置100内部中的氧气上升和压力曲线)，采用与测量窗口70中的图表相同的数值范围。如果在报告的图表中不应该显示所有数值，那么调整测量窗口70中的缩放数值，然后再重新创建报告。为了调整缩放数值，利用计算设备30的指示设备在刻度值范围内单击或双击对应的轴。

通过主窗口60中的菜单“附件/设置(Extras/Einstellungen)”可以调出设置对话框90(参见图11)。选择区域90a“模拟(Simulieren)”必须在正常运行中总是保持停用。为了在没有连接泄漏试验仪硬件(例如泄漏试验箱2)的情况下测试程序，可以激活模拟运行。然后，程序为待显示的具有可设置的模拟的泄漏率的参数生成随机的数值。泄漏试验方法的选择(氧气上升法或压力上升法)通过相应的选择盒90b来实现。通过选择区域90c“显示器显示(Display zeigen)”可以使各个参数的显示激活或停用。

用于数据来源的设置对话框92(参见图12)可以通过主窗口60中的菜单“附件/设置(Extras/Einstellungen)”调出。在文本区域92a“串行口(Serieller Port)”中必须填入待使用的串行端口的名称(用于具有安装的串行端口的计算机30的COM1或COM2，通常COM5或较高的用于USB-RS232转换器34)。通过选择菜单92b“传输率(Baudrate)”可以选择应用的串行端口的最大传输率。该设置在离开程序时自动存储，从而在后续的程序启动时不必再次设置。

接下来详细说明根据氧气上升法借助本发明的泄漏试验箱2执行密封性检测(例如泄漏试验)的方法。首先建立电连接。串联的连接导线32连接到计算设备30和泄漏试验箱2或是相应的通信接口28。泄漏试验箱2的电位补偿线56连接到容器装置100的接地点上。电源线连接到泄漏试验箱2或相应的接口24以及供电插座，且接通主开关26。然后在计算设备30上启动程序“泄漏试验仪(Leaktester)”。在项目数据窗口78中填入相关的项目数据，需要的话通过菜单“文件/项目数据存储(Datei/Projektdaten speichern)”来存储。当需要接连处理多个类似的项目时，推荐该方法。通过设置对话框90控制或调整参数，并且以该方式配置密封性检测。选择盒90a“模拟(Simulieren)”不允许被激活。通过用于数据源的设置对话框92控制或调整端口设置。在测量窗口70中，通过键76n“连接(Verbindung)”建立到泄漏试验设备2或是ECU 18的数据连接。连接指示器76o应该此时亮黄色，或是在传入数据时(短暂)亮红色。

接下来，通过使鼓风机40停用来断开容器装置100的循环。工作极限设置在超压(至少3mbar至5mbar)上。压力传感器42安装在容器装置100的内部，或其中已经存在的压力传感器42通过传感器线缆46连接到泄漏试验箱2或压力传感器接口44上。泄漏试验箱2的气体入口20连接到容器装置100的自由的DN40法兰54上。泄漏试验箱2的气体出口22用3/4-遮盖罩封闭。通过激活泄漏试验程序的控制区域76中的相应的选择盒76f，接通氧气传感器36。然后，泄漏试验箱2的气体回路和管件50通过容器装置100用惰性气体冲扫，直至氧气浓度小于50ppm。在此，通过压力调节自动持续供给。在冲扫过程结束之后，泄漏试验箱2的气体出口20连接到容器装置100的另一法兰52上。此时通过气体净化实现氧气浓度的进一步降低。等待至氧气浓度到达稳定且较低的数值(尽可能＜1ppm)。

氧气浓度到达稳定且较低的数值之后，容器装置100中的压力设置在-10mbar(极限：-11mbar至-9mbar)。断开气体净化循环。等待几分钟，直至氧气浓度稳定。然后，在测量窗口70中通过键76p“启动试验(Start test)”来启动泄漏试验。在状态文本区域76r中，持续显示瞬时获取的每时间单位上的氧气浓度的上升(以ppm/h为单位)。上升应该以线性实现。图表74中的拟合曲线应该接近实际的氧气上升曲线。60分钟之后自动结束泄漏试验。

然后，在测量窗口70中在键76s“报告(Report)”上点击，以显示报告窗口84。报告语言可以事先通过选择盒76t来设置。可以在报告窗口84中控制记录和计算的泄漏率。在报告窗口84中可以通过操作键88a“PDF存储(PDF speichern)”生成PDF文件。目录和文件名称可以通过显示的对话框来选择。产生的PDF报告可以通过键88b“PDF预览(PDF ansehen)”来显示以进行控制。安全起见，还可以将收集的报告原始数据通过键88d“报告数据存储(Report Daten speichern)”进行存储用于之后的应用(显示或再处理)。

之后，可以通过键76n“连接(Verbindung)”来终止到泄漏试验设备2的连接。终止程序“泄漏试验仪(Leaktester)”。容器装置100的压力极限设置在超压。拆掉泄漏试验箱2的管件50以及压力传感器42亦或是仅仅其传感器线缆46。最后再次激活气体净化的循环。如果在泄漏试验期间氧气浓度的数值应该上升至大于100ppm，那么容器装置100在再次运行前进行冲扫。

程序“泄漏试验(Leaktest)”是计算机程序产品的一部分，该程序可以在外部计算设备30上运行，该外部计算设备通过串联的连接导线32连接到泄漏试验设备2上。计算机程序产品通过操控泄漏试验设备2的用于密封性检测的装置并且通过记录在密封性检测范围内由泄漏试验设备2获取的测量值编程，用以配置泄漏试验设备2以及用以实施容器装置100的密封性检测。当该计算机程序产品加载在外部计算设备30中且在该外部计算设备30或其微处理器上运行时，该计算机程序产品实施对泄漏试验设备2的配置以及容器装置100的密封性检测。

Claims (13)

1.泄漏试验设备(2)，其用于实施容器装置(100)的密封性检测，其特征在于，所述泄漏试验设备(2)包括具有用于根据氧气上升法和/或压力上升法实施密封性检测的所有装置的气体回路以及以下其他的装置：

电子控制和/或调节设备(18)；

两个气动式连接元件(20、22)，其用于将所述气体回路的装置连接到所述容器装置(100)的内部空间；

电源接口(24)，其用于将所述泄漏试验设备(2)的电气装置连接到供电电源；以及

通信接口(28)，其用于将所述电子控制和/或调节设备(18)连接到外部计算设备(30)上，其中，所有提到的装置布置在呈泄漏试验箱形式的、能运送的且能作为整体手工操作的壳体(4)中。

2.根据权利要求1所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述泄漏试验设备(2)采用氧气上升法进行密封性检测，其中，作为所述气体回路的装置，所述泄漏试验设备(2)包括：

氧气传感器(36)，其用于获取所述容器装置(100)中的氧气含量；

温度传感器(38)，其用于获取所述容器装置(100)中的温度；

循环泵(40)，该循环泵能够连接到所述容器装置(100)上；以及

过滤组件。

3.根据权利要求2所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，在所述气体回路中布置有压力调节装置，该压力调节装置包括：压力传感器(42)，其用于获取所述容器装置(100)中的实时压力；以及电子控制和/或调节设备(18)，其用于将所述容器装置(100)中的实时压力调节到预先设定的额定值上。

4.根据权利要求3所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述泄漏试验设备(2)具有压力传感器接口(44)，传感器线缆(46)的一端连接到该压力传感器接口上，所述压力传感器(42)连接到该传感器线缆的另一端上，该压力传感器布置在所述容器装置(100)中。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述泄漏试验设备(2)采用压力上升法进行密封性检测，其中，作为其他的装置，所述泄漏试验设备(2)包括：

另一温度传感器，其用于获取在所述容器装置(100)附近处包围所述容器装置(100)的工作空间(59)中的温度；和

另一压力传感器，其用于获取在所述容器装置(100)附近处在所述工作空间(59)中的空气压力，

其中，所述压力调节装置的压力传感器(42)和用于获取所述工作空间(59)中的空气压力的另一压力传感器形成差压测量装置。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述气动式连接元件(20、22)构造成DN40法兰，用以分别连接DN40波纹管(50)。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述泄漏试验设备(2)具有电位补偿线(56)，用以连接到所述容器装置(100)的接地点上。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述泄漏试验设备(2)能够获取绝缘装置或手套箱的泄漏率。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述通信接口(28)构造成串行端口(RS232)，其用于将所述电子控制和/或调节设备(18)连接到呈个人电脑形式的外部计算设备(30)上。

10.根据权利要求9所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述电子控制和/或调节设备(18)能够将在密封性检测范围内获取的所述容器装置(100)的测量值经由所述通信接口(28)传递到在所述个人电脑(30)上运行的泄漏试验程序上，用以记录和/或再处理。

11.根据权利要求9或10所述的泄漏试验设备(2)，其特征在于，所述电子控制和/或调节设备(18)能够从在个人电脑(30)上运行的泄漏试验程序接收操控指令，并且根据所述操控指令操控所述气体回路的装置和所述泄漏试验设备(2)的其他装置。

12.计算机程序产品，其能够在外部计算设备(30)上运行，所述外部计算设备通过串联连接导线(32)与根据权利要求1至11中任意一项所述的泄漏试验设备(2)连接，所述泄漏试验设备(2)包括气体回路，所述气体回路具有用于根据氧气上升法和/或压力上升法实施容器装置(100)的密封性检测的装置，其中，所述气体回路经由管件(50)连接到所述容器装置(100)上，并且其中，当该计算机程序产品加载在所述外部计算设备(30)中且在该外部计算设备(30)上运行时，所述计算机程序产品通过操控泄漏试验设备(2)的用于密封性检测的装置并且通过记录在密封性检测范围内由泄漏试验设备(2)获取的测量值编程，用以配置所述泄漏试验设备(2)以及用以实施所述容器装置(100)的密封性检测。

13.泄漏试验组件，包括根据权利要求1至11中任意一项所述的泄漏试验设备(2)和外部计算设备(30)，所述外部计算设备通过串联连接导线(32)与所述泄漏试验设备(2)连接，其中，根据权利要求12所述的计算机程序产品加载在该计算设备(30)中且在该计算设备(30)上运行。