CN110470430A - 泄漏检测装置、方法、使用和对应的计算机程序存储构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泄漏检测装置、方法、使用和对应的计算机程序存储构件，涉及一种利用测试液体回路(5)的适用于具有气/液选择性渗透性的壁(1)的泄漏检测装置，其中壁(1)密封在两个测试室之间，即：形成于壁(1)的上游的第一注入室(10)，第一注入室连接到安装于测试液体回路中的测试液体注入和加压构件(61，51，54；62，56)；形成于壁(1)的下游的第二测试室(11)，第二测试室连接到测试室下游的真空产生构件(3)；第二测试室还连接到第二测试室中的汽化液体检测构件，构件用于检测和/或测量与第二测试室中一定量的液体蒸汽和/或量的液体蒸汽的变化相关的至少一个参数，参数指示和/或表示通过壁的液体泄漏情况。

Description

泄漏检测装置、方法、使用和对应的计算机程序存储构件
技术领域
本发明涉及检测壁和/或壳体、盒子等中空部件或工业或消费物件的任何其它部件或元件中的泄漏，例如尽管这些实例并非详尽无遗，但必须对其进行密封性测试。
更具体地说，本发明涉及检测具有选择性密封性的壁和/或部件中的此类泄漏，所述壁和/或部件通常是必须不透液体但空气等一些气体可渗透的壁和/或部件，所述液体例如在特定条件下的水(例如，至少达到给定的水压)。
本发明的应用尤其包含密封性部件的制造中的质量控制，所述密封性部件设计成在湿介质或水性介质中起作用，例如在特定情形下浸没在水中。
典型实例是潜水员的表壳，所述表壳在特定条件下需要完美的水密性，同时实现换气以避免或限制随使用周期而变的内部冷凝或其它现象。
另一实例是必须防水、尤其是抵抗雨中的使用以及在例如电话掉入一滩水中的特定条件下具抗水性的便携式电话机壳，或任何其它类型的便携式电子物件(相机等)。
背景技术
现有技术
在具有选择性密封性的壁或壳体的密封性测试的背景下，已知若干技术，特别适用于潜水表，其中壳体包含开口，所述开口例如具有外部防水壁以防止水渗入手表并且劣化内部机构。此类壁必须在多达根据本主题中的精确特性限定的某一深度上是防水的。(例如参看潜水表的ISO标准6425)
这些潜水表还包含具有选择性空气/水渗透性的密封性外壁，换句话说，防水的同时保持空气可渗透。
这种具有选择性渗透性的薄膜类型允许一些物质的微粒通过，同时阻止其它微粒。举例来说，选择性可依据微粒大小起作用(例如像微观滤网)，或通过物理和/或化学吸引力或排斥力、或分子的几何形状起作用，薄膜具有足够大的孔以允许气体分子通过，但孔过小而无法使压力克服液体的表面张力(通常具有几纳米的直径)。
用于测试具有选择性密封性的壁的密封性的已知技术包含例如专利US 7 131316中的文献信息(用于测试例如手套等衣物的不渗透性)。将待测试的手套连接到气泵，所述气泵向手套内部吹送空气，直到手套达到确定内部压力。如果手套达到所确定的压力，则手套是防水的且得以验证。否则，手套被否决。
然而，这种适用于具有不精确特性的可充气和可变形织品的测试类型仍然是粗略估计，并且无法用于进行测量或甚至检测极小泄漏。
另一已知方法包括将多孔元件进行空气堵塞，并且仅检查其组件和产品的其它元件的密封性。
然而，此系统的缺点是，在此情况下，已测试所有元件，而多孔元件本身除外。
在表壳领域中，经常使用的密封性测试是“冷水滴”测试，其包括将表壳保持在加压水中达给定时间，然后将表壳从水中取出并将冷水滴施加在表玻璃上且观察玻璃下是否出现冷凝。如果在玻璃下形成冷凝，则手表有密封性问题。
此类技术假设特定的工作条件并且使得获得二值化结果(换句话说，确定手表是否密封)变得简单，而未获得关于密封程度或其测量值的任何进一步信息，使得这无法用于具有选择性密封性测量值的许多情况。
此外，此类技术要求玻璃是透明的，而情况并非始终如此。
还已知专利文献US 3 355 932，其描述一种测试手表对水的不渗透性的仪器和方法。描述的方法可用于测试手表的密封性，其使用将表壳浸入壳体内外压力不同的气体环境中而非浸入液体中的各种方法以防止劣化风险。
由包括首先连接到含有待测试的壳体的安全壳、其次连接到壳体内部的两个储存器的回路构成的装置可用于在气体环境中(具有差压瞬时检测或延迟检测)或在存在水的情况下(但通过组织仅实现极有限壳体进水的预防性加压周期)执行若干类型的测试，使得可用裸眼识别水的轨迹且确定任何泄漏的位置。
然而，此技术无法用于进行精确泄漏测量。
还已知专利文献US 2009 164 148中描述的水密性测试装置，其适用于测试便携式电话机壳的声学接口(麦克风和/或扬声器)的水密性。使用具有选择性密封性的薄膜获得这种类型的壳体中所需的密封性。通过使用测量的气流与参考对象中测量的对应真实水密性之间的对应表，通过测量空气泄漏流率来检查对气流的密封性以进行水密性测试。当空气泄漏率小于预定阈值时，推测水密性。
然而，此测试系统仍然不精确、存在问题并且假定了用于校准空气泄漏阈值的参考对象具有与测试的壁类似的特性，这不是可靠的工作假设，而且在许多情况下不适用。
此外，这不能实现对水密性的任何真正的直接或甚至间接测量。
在小型泄漏的检测领域中，存在各种已知技术，尤其是通过示踪气体进行检测和定位和/或测量。
因此，尤其知晓如何通过在待测试部件内产生极高真空且接着检测能够渗透到所述部件中的示踪气体分子来检测极小泄漏。
许多技术包括密封待测试的部件、将其放入安全壳内部、对部件加压并使安全壳处于大气压下，然后等待足够长的时间以能够检测示踪气体的存在，如果存在示踪气体，则使用对此气体敏感的检测器。
称为积聚技术的此类技术缺点在于需要很长时间来实施，这可能与待测试部件的生产率不相容。否则，积聚后的示踪气体的浓度可能过低而无法被市面可得的检测器检测到。
此外，如果待测试的壁对于此类型的气体是可渗透的，则此气体将必然(可能非常快地)通过壁泄漏，而测试将不可靠并且可能完全不适合。
因此，需要改进的泄漏检测方法或与现有技术不同的方法，用于快速、可靠地检测小型液体泄漏，且可用于在特定条件下对具有选择性水(或其它液体)渗透性但未必渗透空气和/或其它气体的壁或中空部件进行泄漏测试的情况。
本发明的目的
本发明的目的是克服现有技术的一些缺点。
本发明的一个目的是检测和测量在一些使用条件下需要良好的水不渗透性的壁和中空部件中的小型水泄漏。
本发明的另一目的是提供一种适用于具有选择性密封性——换句话说，对于空气和/或气体可渗透而对于水和/或液体不可渗透——的壁和中空部件的装置和方法。
本发明的另一目的是提供一种泄漏检测的装置和方法，其提供良好的测量精度，从而可检测到甚至极小的密封性问题。
发明内容
这些目标以及将在以下描述中变得明显的其它目标通过适用于具有选择性气/液渗透性的壁的泄漏检测装置使用测试液体回路来实现，其中所述壁被密封在两个测试室之间，即：
-形成于所述壁的上游的第一注入室，所述第一注入室连接到安装于所述测试液体回路中的测试液体注入和加压构件；
-形成于所述壁的下游的第二测试室，所述第二测试室连接到所述测试室下游的真空产生构件；
所述第二测试室还连接到所述第二测试室中的汽化液体检测构件，所述构件用于检测和/或测量与所述第二测试室中一定量的液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化和/或液体蒸汽流相关的至少一个参数，所述参数指示和/或表示通过所述壁的泄漏情况。
在本发明的最简单和最频繁使用中，测试液体是水。
有利的是，与一定量的测试液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化相关的所述参数属于包括以下项的群组：
-检测汽化液体的存在的参数；
-指示液体蒸汽流率的参数；
-指示与汽化液体的存在相关联的压力变化的参数，以及
-指示与通过所述壁的液体的存在和/或泄漏流率相关联的压力变化速率的参数。
在一个优选实施例中，所述参数包括压力变化的测量，且所述第二测试室中的所述液体蒸汽检测和测量构件由测量所述第二测试室中的压力和/或压力变化的构件构成。
根据本发明的另一优选实施例，所述参数包括流率的测量，且所述第二测试室中的所述液体蒸汽检测和测量构件由测量源自所述第二测试室的液体蒸汽的流率的构件构成。
在本发明的第一实施例中，所述壁是中空部件的外壁，所述注入室由所述中空部件的内部形成，且所述测试室由密封所述中空部件的安全壳的内部形成。
在第二实施例中，所述壁是中空部件的外壁，所述测试室由所述中空部件的内部形成，且所述测试室由密封所述中空部件的安全壳的内部形成。
根据本发明的装置有利地具有以下特性：
-注入室通过密封通道与测试液体供应回路连通，所述测试液体供应回路包括液体供应储存器；
-所述液体供应回路包括放置在所述液体供应储存器与所述注入室之间的过滤器；
-位于所述安全壳下游的所述液体循环回路的部分包括真空泵和液体排放储存器；
-所述真空产生构件将测试室中的压力降低到压力P2，小于在测试温度下使用的液体蒸汽的分压；
-所述加压构件将注入室中的测试液体加压到高于大气压的压力P1，优选高于四(4)巴相对值，且所述真空产生构件将测试室中的压力降低到小于2kPa绝对值的压力P2，且优选小于1kPa；
-所述装置包括单元以在测试过程中控制和测试相继步骤，从而控制多个液流调节阀。
本发明还涉及检测具有选择性气/液渗透性的壁中的泄漏的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
-将所述壁密封在安全壳内部形成的两个测试室之间，所述两个测试室即第一注入室和第二测试室；
-用一定容量的测试液体填充所述壁上游形成的所述注入室，测试液体通过所述测试液体加压构件达到压力P1；
-在所述测试室中产生压力级P2，使得所述注入室中的所述压力P1高于所述测试室中的压力P2，并且从所述注入室到所述测试室的任何液体泄漏会使泄漏液体在所述测试室中蒸发；
-通过检测和/或测量与所述第二测试室中一定量的液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化和/或从所述安全壳到加压装置P2的液体蒸汽流相关的至少一个参数，搜索源自所述注入室、进入所述测试室的液体蒸汽的存在，所述参数指示和/或表示通过所述壁的泄漏情况。
如果壁形成中空部件的外壳，则根据本发明的方法优选地包括以下步骤：
-密封所述中空部件，从而形成所述注入室，所述注入室产生于形成所述测试室的安全壳内部；
-用加压到压力P1的容量F的液体填充所述注入室；
-在所述安全壳中产生压力级P2，使得所述中空部件内部的所述压力P1高于所述安全壳中的压力P2，并且从所述中空部件到所述安全壳的任何液体泄漏会使泄漏液体在所述安全壳中蒸发；
-通过检测和/或测量与所述第二测试室中一定量的液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化和/或从所述安全壳到加压装置P2的液体蒸汽流相关的至少一个参数，搜索源自所述中空部件、进入所述室的液体蒸汽的存在，所述参数指示和/或表示通过所述壁的泄漏情况。
在两种情况下，所述方法均包括以下所有或一些阶段：
-进入所述第一注入室的所述测试液体注入和加压阶段；
-所述第二测试室中的真空产生阶段；
-任选稳定阶段；
-通过检测和/或测量所述参数来搜索测试室中的液体蒸汽的增多的阶段；
-测试液体减压和排空阶段。
有利的是，根据本发明的方法还包括在所述第一注入室中的测试液体的所述注入和加压阶段之前的放泄阶段和/或校准阶段。
在根据本发明的方法的一个特定实施例中，所述第一注入室中的所述测试液体注入和加压阶段以两个步骤进行，即：
-第一步骤，将测试液体回路填充到第一低注入压力，通常小于0.2巴相对值，优选为0.05巴相对值，并且将填充回路中的空气排空；
-第二测试液体加压步骤，加压到第二测试压力，通常高于大气压且优选地等于4巴相对值。
有利的是，所述第二测试室中的所述真空产生阶段包括将测试室中的压力降低到压力P2，其小于在测试温度下使用的液体蒸汽的分压，通常为小于2kPa的压力，且优选小于1kPa。
优选地，所述搜索液体蒸汽的增多的阶段包含：
-测量所述测试室内部的压力变化P2的子步骤；
-或测量从所述安全壳传到装置的液体蒸汽流从而将压力增大到P2的子步骤
有利的是，根据本发明的方法将水用作测试液体。
本发明还旨在涵盖一种装置，其利用根据本发明的方法的所有或一些特性，且可能具有选择性地激活所述方法的所有或一些阶段的测试周期控制构件。
本发明的另一目的包括所讨论的方法和/或装置的不同具体用途，即，尤其是将所述方法和/或装置应用于包括由具有选择性渗透性的薄膜封闭的至少一个孔的壁测试，所述薄膜通常是由GoreTex构成、由ePTFE或等同材料制成的薄膜。
在一个间接变型中，本发明的原理还可包括其在测试过程之前在不同预备步骤期间执行测试液体注入和加压阶段情况下的应用，在测试过程之前，用液体填充中空部件并予以密封。
最后，本发明的另一目的是一种可由计算机读取且并非是暂时性的存储介质，其存储包括指令集的计算机程序，所述指令集可由计算机或处理器执行以实施根据本发明的方法。
附图说明
在阅读本发明的说明性和非限制实施例以及附图的以下描述之后将更易于理解本发明和其各种优势，在附图中：
-图1是根据本发明的一个实施例的装置的简化简图；
-图2是根据图1中的实施例的装置的完整简图；
-图3是根据图1中的实施例的装置在校准阶段期间的简图；
-图4是水随温度和压力而变的状态图；
-图5是呈现对根据本发明的装置执行的一系列校准测试的图；
-图6是呈现使用根据本发明的装置和方法对一批中空部件进行的一系列典型泄漏检测和测量测试的图；以及
-图7是示出在执行根据本发明的测试方法的相继阶段期间根据图2的装置中的主阀的相继配置的表。
具体实施方式
现将参考图1到图5描述本发明的一个实施例和可能的变型。
在所描述实施例中，描述的壁是具有选择性空气/水渗透性的壁。
然而，本发明不限于具有选择性空气/水渗透性的壁，可应用于具有选择性气/液渗透性的其它壁。
还应注意，绝对压力意指相对于真空中的零压力的压力。相对压力意指相对于当时的环境气压(在这种情况下是大气压)的压力。
根据本发明的泄漏检测方法的优选实施例的描述
图1和图2示出用于具有选择性空气/水渗透性的壁1的泄漏检测的装置的简化实施例。
在壁1是中空部件的情况下，注入室10形成于中空部件内部，而测试室11形成于安全壳2内部，中空部件密封于所述安全壳中。
然而，可设想这样的实施例，其中测试室形成于中空部件内部，而注入室形成于安全壳2内部，中空部件密封于所述安全壳中。
优选地，壁1是具有选择性空气/水渗透性的壁，对于水不可渗透，但对于空气可渗透。在正常操作期间，此类壁由此不允许水通过，或在中空部件的情况下不允许水进入中空部件内部，从而避免劣化此部件的元件。这还允许中空部件内部的空气离开，从而避免冷凝现象。
举例来说，在潜水表的情况下，表壳必须至少在多达给定深度(且因此给定压力)下是防水的，以避免损坏机构。然而，表壳必须允许空气进入和/或离开，从而协调表壳内部与外部之间的空气温度、压力和成分条件，例如以防止在手表玻璃上形成冷凝。
第一注入室10形成于壁1的上游，而第二测试室11形成于此壁1的下游。
因此，待测试的壁1将其所在的安全壳2内部分为两部分，其中第一注入室在上游侧且第二测试室11在下游侧。
所述装置还包括检测第二测试室11中的汽化水的构件。
这些构件能够检测和/或测量与第二测试室中的一定量的水蒸汽和/或所述量的水蒸汽的变化相关的至少一个参数。
由于此参数指示和/或表示通过壁的泄漏情况，因此其给出关于壁1是否可渗透的指示。
取决于不同实施例，与一定量的测试水蒸汽和/或所述量的水蒸汽的变化相关的此参数可以是以下群组中的一个参数：
-检测汽化水的存在的参数；
-指示与汽化水的存在相关联的压力变化的参数，
-指示汽化水流率的参数，以及
-指示与通过壁的水泄漏的存在相关联的压力变化速率的参数。
在所示实施例中，此参数包括测试室11中的压力变化的测量。
当将泄漏检测方法用于壁1时，将壁1密封在安全壳2内部形成的两个测试室之间，即，第一注入室10和第二测试室11。
当壁1是中空部件时，将形成第一注入室10的中空部件1密封并放置在形成第二测试室11的安全壳2内部。
接着将形成于所述壁1上游的注入室10填充容量F的测试水，所述测试水通过所述测试水加压构件61、62达到压力P1。
加压构件61，在此实例中是0.1巴的压力导管，用于初始化水回路并清空回路中的残余空气。
此导管通过阀57连接到水回路，取决于阀是打开的还是关闭的，阀可使此导管与回路连接或断开。
第一注入室10通过密封性通道50与水供应回路5连通，所述密封性通道穿过安全壳2并在第一注入室10的位置处开放，以将容量F的测试水带到第一注入室。
假设待测试的壁是中空部件，密封性通道穿过安全壳2并在中空部件1的位置处开放。
具体如图2所示，水供应回路还包括水供应储存器51，其承载第一注入室10内部的测试水。
此水供应回路还包括水排放储存器52，其在初始化以及装置在测试结束时的排放时间收集来自回路的通过水回路出口离开第一注入室10的残余水。
本文所用的测试水不得劣化待测试的壁的物理性质，也不得堵塞这些壁。
举例来说，可使用蒸馏水，或至少其中已经消除了至少一些矿物质或生物体的水，以防止因积聚、沉降和/或暂时阻塞现象而导致泄漏测量的影响最小化。
水供应回路还包括放置在水供应储存器51与注入室10之间的过滤器53，使得测试水不含任何可能干扰测试的杂质。
最后，在此实施例中，所述回路包括靠近水供应储存器、水排放储存器和空气入口放置的若干阀54、55、56、57，使得可调节循环通过水供应回路的水流F。所述回路还包括阀30。
一旦在阀后面检测水，就将阀55关闭。在具体地说通过加压构件62加压水的阀56打开时，也关闭阀55。
因此，测试水通过这些变化注入构件被带向注入室10，然后通过特别是加压构件62的构件加压，所述加压构件将压力增大到高于1巴相对值的压力，且优选高于4巴相对值。
应注意，如果回路内部的水容量较低，则在大的水泄漏的情况下待排的水容量将较低。因此，优选在水回路中具有最小容量的水，使得测试周期尽可能短，在仪器设计成在制造线或测试线中测试目标的情况下尤其如此。
接着，在第二测试室11内部产生压力P2，使得第一注入室10内部的压力P1高于第二测试室11内部的压力P2，并且从注入室10到所述测试室11的任何水泄漏会使泄漏水通过构件3在测试室11内蒸发，构件3用于产生足够高的真空以保证第二测试室11下游的水的总蒸发。
根据所示实施例，这些真空产生构件呈空气真空泵3的形式。
此空气真空泵3可在测试室11内部产生小于2kPa绝对值的压力P2，优选的是小于1kPa(针对环境温度约是20℃的测试条件给出这些指示值)。对应于高真空的此类压力使得有可能更好地检测测试室中水的存在，如将在下文所见。
根据本发明的原理，由于第一注入室10中的压力P1远高于安全壳2中接近真空的压力P2，因此任何泄漏水将从部件中逸出，并且接近真空的压力将使得此逸出水在其从第一注入室10通过壁1通向第二注入室11时能够蒸发。
在此压力小于或等于水的蒸发压力的温度条件下，第二测试室11处于通常小于1kPa的高真空的直接结果是泄漏水的蒸发。
参考图4描述了足够高的真空以保证水的完全蒸发的构思，图中呈现随温度和压力而变的水的状态图。
测试液体的物理蒸发现象与在测试温度下使用的液体蒸汽的分压(或换句话说，真空压力，使得液体在测试温度下处于气相)直接相关。
可在图4看出，在20摄氏度的温度下，水的蒸发压力约为20hPa，即2kPa。
为保证水完全蒸发，通过产生等于大约15hPa(即1.5kPa)的真空压力，还将可能从蒸发压力中获得“安全裕度”。
接着，下一步骤包括通过检测和/或测量第二测试室11中的水蒸汽来搜索第二测试室11中的水的存在。
在图中所示实施例中，通过测量第二测试室11内部的压力P2的变化来进行水蒸汽的搜索。
由压力测量构件4来进行第二测试室11内部的压力P2的变化的这种测量。举例来说，ATEQ仪器可用于所述压力测量。
应注意，在此压力测量期间，优选的是，测试室11关闭(阀30)，使得可精确测量压力变化。
然而，有可能使用测量测试室中的水蒸汽的增多的其它构件，例如通过流量计。
因此，在根据本发明的装置的此变型实施例中，检测和测量所述第二测试室11中水蒸汽的存在的所述构件包括测量出自所述第二测试室11并朝向真空泵的水蒸汽流的构件4，所述真空泵设计成使测试室11内部的压力达到压力P2。在这种情况下，测试室11并未关闭，而是与真空产生系统保持联系：压力不像前述权利要求那样增大，而是被维持，且因此进入的水蒸汽产生提取流而非压力增大。
ATEQ测量仪器的分辨率为十分之一帕斯卡。
此压力测量构件还具有远程用户接口，使得PC可用于获得关于压力测量以及压力测量的变化的各种信息。
此类特性可显著提高水泄漏检测的灵敏度，即使是极小泄漏也如此，因为有可能精确测量约为几十帕斯卡的压力变化。
例如约为几帕斯卡的压力微小变化表示壁1处的极小泄漏。
为说明这一点，1mol的水蒸发得到24sL(标准升，即标准大气压下的升)的水蒸汽。因此，流量为300μg/min的水泄漏表示0.4sccm(标准立方厘米每分钟)的蒸汽泄漏。因此，通过对10cc容量的测试，这表示等于67帕斯卡/秒的压力变化。
因此，通过测量压力P2的变化来测量第二测试室11中的相对湿度可检测到以帕斯卡为单位测量的此压力P2的极小变化，且因此基于大于每分钟几十微克水的泄漏检测来确定壁1是否是密封的。
考虑X是水的摩尔质量的值，以克/摩尔计，发现在时间dt通过泄漏的摩尔率dn等于：
其中dm对应于在时间dt通过泄漏的水质量。
假设水蒸汽是理想气体，可应用理想气体定律。因此，这对应于压力增量dP，等于：
VdP＝dn*RT
其中R等于8.314kg.m2.s-2.K-1.mol-1且等于理想气体常数，
其中X是一摩尔水质量的克数，即18g.mol-1。
对于25摄氏度的参考温度，获得的结果如下，
其中V是安全壳的自由体积，单位为cm3，换句话说，安全壳的总体积减去空心部件1所占的体积。
因此，在给定测试室11内部体积的情况下，第二测试室11内部的压力差与在等待时间期间添加的水的质量(对应于因泄漏而穿过壁1的水的质量)之间存在直接关系。
在将装置用于真实测试之前，对装置执行校准阶段是有用的。
对于此校准阶段，程序可例如与检测通过壁的泄漏相同，但通过注入空气而非测试水。
图3概略地示出校准步骤中的装置的特定设置。
“假”测试件代替待测试的壁用于此校准步骤。
此类“假”部件可例如为具有或不具有标准孔的加工假部件。
将“假”部件放置在形成测试室的测试安全壳中，并且打开分接头58以允许空气而非测试水进入注入室。还打开阀56、30和压力测量仪器4，从而校准装置。
因此，因标准孔的校准证书而知晓流率的情况下，可通过控制入口处的气压并测量出口处的压力增量来推知装置的测试体积。
由此校准的体积接着用在下文描述的公式中以测量水泄漏：
因此，通过测量第二测试室中的压力变化，如上文给出的实施例的描述所示的根据本发明的装置可用于检测源自第一注入室的此第二室中的水蒸汽的存在，且由此检测和测量通过测试壁和/或部件的潜在泄漏。因此，本发明可用于测试壁的水不渗透性。
除了气体/水之外，本发明还可用于检测具有选择性渗透性的壁的除水之外的液体的泄漏。在此情况下，此类检测和测量泄漏的方法将不包含测量第二测试室中的水蒸汽量的步骤，而实际上将是测量与必须可渗透壁的流体相关的气体量的步骤，还可能通过测量第二测试室内部的压力改变来进行此类检测。
因此，根据本发明的方法和装置可用于具有至少一个孔的壁的测试应用，所述至少一个孔由具有选择性渗透性的薄膜封闭。
根据一个优选实施例，具有选择性渗透性的壁由GoreTex、ePTFE或等同材料构成。
应注意，在一个间接变型中，本发明还可应用于产品的密封性测试，其中壁甚至对于空气或另一气体也是密封的。在此情况下，对测试室中液体蒸汽的增多的检测和/或测量表示测试壁的一般密封性。在填充有液体的部件的情况下可采用此类用法，其中要测试壁对此液体的密封性。
测试方法的功能周期的优选实施例的描述
现将参考图7呈现测试方法的优选功能周期。
图7中的表呈现测试回路的不同组件(分接头、阀、测量仪器)在测试过程的不同步骤下的状态。字母“O”意指分接头或阀打开(或仪器在运行)，而字母“F”意指分接头或阀关闭(或仪器不在使用中)。
如上文所描述，泄漏检测方法有利地包含以下所有或一些步骤：
-进入所述第一注入室10的测试水注入和加压阶段；
-所述第二测试室11中的真空产生阶段；
-稳定阶段；
-通过检测和/或测量所述压力增大参数来搜索测试室中的水蒸汽的存在或增多的阶段，以及
-测试水减压和排空阶段。
在第一泄漏检测测试的注入和加压阶段之前，可能有必要利用校准阶段以便适当地校准装置，如上文所描述。
测试周期包含进入第一注入室10的测试水注入和加压阶段。
进入第一注入室的此测试水注入和加压阶段以两个步骤进行，即：
-在第一注入压力下注入测试水并抽出空气的第一步骤；
-在第二测试压力下的第二水加压步骤。
在第一测试水注入步骤期间，分接头57、58以及进入测试水回路5的清洁水入口阀54和阀55处于打开位置，从而允许通过排放储存器抽空空气。关闭阀30、56和测量仪器4。
接着，所述方法包含将测试安全壳置于真空下的阶段。阀30打开，使得真空产生构件3对第二测试室11加压。如果无法达到目标压力，则肯定有较大水泄漏，且系统到上一阶段去直接抽出水。
应注意，还可在第一测试水注入步骤之前执行在测试安全壳中产生真空的此阶段。
然后进行第二水加压阶段到第二测试压力，也对应于第一注入室10的加压。在此第二步骤期间，分接头57和阀54允许清洁水进入供应回路5，并且放泄阀55关闭，而用于加压注入室的阀56打开。
然后可执行稳定阶段。在此阶段期间，装置的不同元件保持与前一阶段相同。在稳定阶段，系统可达到平衡，且泄漏可进入稳定状态，使得能可靠地测量压力变化速率以及因此测量泄漏的“大小”(参见下文)。
附带地，应注意，在实际测试阶段，测试液体在变为气相时冷却，这将测试介质的温度降低到低于环境温度，并且可能需要针对测量操作考虑这一点。
接着，所述测试包括通过测量第二测试室11中的压力变化来测量水蒸汽的变化速率的阶段。在此阶段，由于达到不同的所需压力，因此将真空产生构件3连接到回路的阀30解除激活，而测量构件4被激活。如所示实施例中所描述，进行测量步骤。
最后，当终止测量水蒸汽变化速率的阶段时，测试周期开始完成压力测量并排空测试水回路5的阶段。打开阀55以使得离开注入室的水可被抽空到排放储存器52，且打开通向真空泵3的接入阀30。分接头58和阀56还保持打开。
应注意，在较大泄漏导致大量液体的情况下，必须使用阀55排出液体，然后必须关闭所有阀门；接着有必要继续产生真空，直到达到所需的真空度，证明回路已适当干燥，并且一切都准备好进行下一次测试。
应注意，根据本发明的一个实施例，可在测试过程之前的不同后续步骤期间执行测试液体注入和加压阶段。在此情况下，在测试过程之前用液体填充中空部件并予以密封。
换句话说，替代所示但包含在本发明中的实施例的实施例可包含用于测试液体的注入和加压的不同预备步骤，其中在待测试部件的制造线中与测试站分开并且在测试站之前的站中用液体填充所述部件并予以密封。
检测方法的测试结果
下文参考图3和图4描述通过像上文所描述的装置使用上文所描述的测试方法获得的典型测试结果。
在开始泄漏测量之前，通过测量测试室中的变化来进行如上文所描述的装置校准阶段。
图3表示针对15cm3的测试室在先前讨论的校准条件下在没有薄膜的无泄漏校准假部件上获得的典型测试结果，呈简图形式，给出测量的压力变化与以质量/分钟计算的对应水泄漏之间的关系。
此图中可看出，在没有泄漏的情况下，对于约为2帕斯卡的压力差，测量值可接近20μg/min，这等同于可对应于测量系统的稳定性限制的残差值。
图4示出对一批部件执行的测试的典型结果，一些部件实际存在泄漏。
具体地说，如此图所示，包含测试号14、22和26的第一系列壁的结果呈现等同于>500μg/min、305μg/min和310μg/min的每分钟漏水测量值。因此，这些壁看来有着明显的水泄漏。
对于其它测试，它们示出等同于40与50μg/min之间的每分钟漏水测量值。此值对应于通过壁逸出的水蒸汽的分压。
第一系列与其它测试之间的差异是显着的，并且可能归因于本发明的与操作者确定的阈值相关联的定量在水密部件与非水密部件之间有区别。
就此而言，即使在没有薄膜泄漏的情况下，相对于上文参考图4所论述的“蒸汽分压”的概念，在测试室中总是会观察到蒸汽，并且测量值将不为零。
结果是，在进行的测量中必须考虑“偏移”。
实例：真空度＝1kPa绝对值
蒸汽分压＝2kPa绝对值
无泄漏的薄膜：2kPa的蒸汽在等于2-1＝1kPa的差量P下以某一流率穿过薄膜，所述流率取决于薄膜的特性。此蒸汽流被测量，并且对应于所述偏移。
具有泄漏的薄膜：除先前流之外，给定水流在1kPa的真空下逸到薄膜的另一侧，完全蒸发并且被测量，因此添加到先前偏移。
因此，符合部件与泄漏部件之间的区分阈值的选择必须考虑到这种偏移。

Claims (27)

1.一种适用于具有气/液选择性渗透性的壁(1)的泄漏检测装置，其利用测试液体回路(5)，
其中所述壁(1)密封在两个测试室(10，11)之间，即：
形成于所述壁(1)的上游的第一注入室(10)，所述第一注入室连接到安装于所述测试液体回路中的测试液体注入和加压构件(61，51，54；62，56)；
形成于所述壁(1)的下游的第二测试室(11)，所述第二测试室连接到所述测试室下游的真空产生构件(3)；
所述第二测试室还连接到所述第二测试室中的汽化液体检测构件，所述构件用于检测和/或测量与所述第二测试室中一定量的液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化和/或液体蒸汽流相关的至少一个参数，所述参数指示和/或表示通过所述壁的泄漏情况。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，与一定量的测试液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化相关的所述参数属于包括以下项的群组：
检测汽化液体的存在的参数；
指示液体蒸汽流率的参数；
指示与汽化液体的存在相关联的压力变化的参数，以及
指示与通过所述壁的液体的存在和/或泄漏流率相关联的压力变化速率的参数。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述参数包括所述压力变化的测量，且所述第二测试室(11)中的所述液体蒸汽检测和测量构件由测量所述第二测试室(11)中的所述压力和/或所述压力变化的构件(4)构成。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述参数包括所述流率的测量，且其特征在于，所述第二测试室(11)中的所述液体蒸汽检测和测量构件由测量源自所述第二测试室(11)的液体蒸汽的流率的构件(4)构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述壁(1)是中空部件，所述注入室(10)由所述中空部件(1)的内部形成，
且其特征在于，所述测试室(11)由其中密封所述中空部件(1)的安全壳(2)的内部形成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述壁(1)是中空部件，所述测试室(11)由所述中空部件(1)的内部形成，
且其特征在于，所述注入室(10)由其中密封所述中空部件(1)的安全壳(2)的内部形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述注入室通过密封通道(50)与测试液体供应回路(5)连通，所述测试液体供应回路包括液体供应储存器(51)。
8.根据权利要求7所述的装置，所述液体供应回路还包括放置在所述液体供应储存器(51)与所述注入室(10)之间的过滤器(53)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，位于所述安全壳(2)下游的液体循环回路(5)的部分包括真空泵和液体排放储存器(52)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述真空产生构件(3)将所述测试室(11)中的压力降低至小于在测试温度下使用的所述液体蒸汽的分压的压力(P2)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述加压构件(61，62)将所述注入室(10)中的所述测试液体加压至高于大气压的压力(P1)，优选地高于四(4)巴相对值，
且其特征在于，所述真空产生构件(3)将所述测试室(11)中的压力降低至小于2kPa绝对值的压力(P2)，优选小于1kPa。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，其包括控制和测试测试过程中的相继步骤的单元，从而控制多个液流(F)调节阀(54，55，56)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述测试液体是水。
14.一种检测具有选择性气/液渗透性的壁(1)中的泄漏的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将所述壁(1)密封在形成于安全壳(2)内部的两个测试室之间，即第一注入室(10)和第二测试室(11)；
将形成于所述壁(1)上游的注入室(10)填充容量(F)的测试液体，所述测试液体通过所述测试液体加压构件(61，62)达到压力(P1)；
在所述测试室(11)中产生压力级(P2)，使得所述注入室(10)中的所述压力(P1)高于所述测试室(11)中的压力(P2)，且从所述注入室(10)到所述测试室(11)的任何液体泄漏会使所述泄漏液体在所述测试室(11)中蒸发；
通过检测和/或测量与所述第二测试室中一定量的液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化和/或从所述安全壳(2)到所述加压装置(P2)的液体蒸汽流相关的至少一个参数，搜索源自所述注入室(10)、进入所述测试室(11)的液体蒸汽的存在，所述参数指示和/或表示通过所述壁的泄漏情况。
15.根据权利要求14所述的检测泄漏的方法，所述壁(1)为中空部件，所述方法包含以下步骤：
密封形成所述注入室(10)的所述中空部件(1)，所述注入室产生于形成所述测试室(11)的安全壳(2)内部；
用加压至所述压力(P1)的容量(F)的液体填充所述注入室(10)；
在所述安全壳(2)中产生压力级(P2)，使得所述中空部件(1)内部的所述压力(P1)高于所述安全壳(2)中的压力(P2)，且从所述中空部件(1)到所述安全壳(2)的任何液体泄漏会使所述泄漏液体在所述安全壳(2)中蒸发；
通过检测和/或测量与所述第二测试室中一定量的液体蒸汽和/或所述量的液体蒸汽的变化和/或从所述室(2)到产生压力P2的加压装置(3)的液体蒸汽流相关的至少一个参数，搜索源自所述中空部件(1)、进入所述室(2)的液体蒸汽的存在，所述参数指示和/或表示通过所述壁的泄漏情况。
16.根据权利要求14和15中任一项所述的方法，其特征在于，其包括以下所有或一些阶段：
进入所述第一注入室(10)的所述测试液体注入和加压阶段；
所述第二测试室(11)中的真空产生阶段；
任选稳定阶段；
通过检测和/或测量所述参数来搜索所述测试室中的液体蒸汽的增多的阶段；
测试液体减压和排空阶段。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，其还包括在进入所述第一注入室(10)的液体注入和加压的所述测试阶段之前的以下阶段中的至少一个：
放泄阶段；
校准阶段。
18.根据权利要求16和17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一注入室中的所述测试液体注入和加压阶段以两个步骤进行，即：
第一步骤，将测试液体回路填充到第一低注入压力，通常小于0.2巴相对值，优选为0.05巴相对值，并且将填充回路中的空气排空；
第二测试液体加压步骤，加压到第二测试压力，通常高于大气压且优选地等于4巴相对值。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二测试室(11)中的所述真空产生阶段包括将所述测试室中的压力降低到小于在测试温度下使用的所述液体蒸汽的分压的压力(P2)，通常为小于2kPa的压力，且优选地小于1kPa。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其特征在于，搜索液体蒸汽的增多的所述阶段包含以下群组中的子步骤，包含：
测量所述测试室(11)内部的压力变化(P2)的子步骤；
测量从所述安全壳(2)传到所述装置(3)的液体蒸汽流从而将压力增大到P2的子步骤。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述测试液体是水。
22.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，用于实施根据权利要求14至21中任一项所述的方法。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，其包括控制测试周期的构件，从而选择性地激活权利要求16和17中的至少一项中的一些或所有阶段。
24.一种根据权利要求14至21中任一项所述的方法或根据权利要求1至13、22和23中任一项所述的装置的用法，用于包括由具有选择性渗透性的薄膜封闭的至少一个孔的壁测试。
25.根据权利要求24所述的用法，其特征在于，具有选择性渗透性的所述薄膜由GoreTex、ePTFE或等同材料构成。
26.一种根据权利要求15至21中任一项所述的方法或根据权利要求5至13、22和23中任一项所述的装置的用法，
其中在所述测试过程之前在不同预备步骤期间执行所述测试液体注入和加压阶段，在所述测试过程之前，以液体填充所述中空部件并予以密封。
27.一种可由计算机读取且并非是暂时性的存储介质，其存储包括指令集的计算机程序，所述指令集能够由计算机或处理器执行以实施根据权利要求13至21中任一项所述的方法。
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