CN112816160B - 用于气密性测试的方法和设备、通风塞 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种设备，所述设备包含经设计以容纳电子装置的外壳和紧固到所述外壳的外部的通风塞，所述通风塞适用于现场测试气密性。

Description

用于气密性测试的方法和设备、通风塞
本申请是申请日为2017年2月16日、申请号为201710083987.1、发明名称为“用于气密性测试的方法和设备、通风塞”的发明专利申请的分案申请。
相关申请案的交叉参考
本申请案主张于2016年2月18日申请的第62/296,885号美国临时专利申请案的权益，所述申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
防水性(即气密密封或气密性)可为各种装置的所需特性。例如，经设计以在长期时间段内部署在室外的电气装置或通常暴露于湿气或水的装置有时需要防水。相对于处理相当大电力的电气装置，尤其需要防水，因为灌注到此类装置中的水可使系统失效、断电、电起火或其它危及生命的情形。此类装置包含光伏(PV)直流到交流(DC到AC)逆变器、直流到直流(DC到DC)转换器、PV汇流箱、PV安全装置(例如，剩余电流检测器)及其它。
防水装置的挑战中的一个是测试装置外壳的气密性。常用方法包含从装置外壳中去除密封塞、将加压空气注入到外壳中、在一时间段内监测外壳内的空气压力，以及返回塞。当许多装置马上要测试气密性(例如，在生产或装配线上)时，所需步骤的数目和对人类技能的依赖可产生一些测试的不当执行，或密封塞被不恰当地返回到位置上。因此，仍然存在对改进的用于气密性测试的方法的需要。
发明内容
以下概述是仅出于说明性目的的对本发明概念中的一些的简短概述，且并不意图限制或约束本发明以及详细描述中的实例。本领域技术人员根据详细描述将认识到其它新颖的组合和特征。
本文中的实施例可采用用于通过通风口将加压空气注入到外壳中的设备，其适于现场测试气密性。在一些实施例中，通风口可附接到外壳，且经配置以维持外壳内部的热或空气-压力平衡。根据本文中的实施例，加压空气可以各种方式流动穿过通风口。在一些实施例中，通风口可包括薄膜，其允许空气双向流动(例如，Gore-TexTM薄膜)。在一些实施例中，加压空气可流动穿过通风口薄膜流动到外壳中。在一些实施例中，额外气道可绕过薄膜，以将空气输送到外壳中。
在一些实施例中，气密性测试的方法可允许将外部装置容易地连接到通风口和断开外部装置到通风口的连接，其中所述装置经配置以经由通风口将加压空气注入到外壳中，且经配置以监测外壳中的空气压力。在一些实施例中，气密性测试可不需要去除和/或重新插入通风口或塞，并且可降低测试程序由于人为误差而被不恰当地执行的风险。在一些说明性实施例中，气密性测试的说明性方法在制造期间可手动或自动执行。在一些实施例中，本文中所揭示的设备和方法可在密封装置被部署在现场中时，允许安全且容易地执行周期性气密性测试，作为周期性维护的部分或响应于潜在不安全情况(例如，外壳气密性损失)的指示。
在一些实施例中，可提供配接器，所述配接器包含经配置以连接导管的第一区段和经配置以紧固到附接到外壳的通风塞的第二区段。配接器可经设计以从导管接收气体，并将气体传输到通风塞。在一些实例中，配接器可包含密封装置，其经配置以将配接器密封到通风塞。密封装置可包含O形环。配接器可进一步包含穿过第一和第二区段的气道，其经配置以将气体从导管传输到通风塞。可包含电缆压盖以连接到导管。在一些实例中，配接器可包含突出部分，所述突出部分从第二区段突出，并且经设计以刚好放入到通风塞中的对应空腔中。在一些实例中，配接器可包含第二区段中的空腔，所述空腔经设计以接收通风塞中的对应的突出部分。
本公开的实施例涉及以下方面：
条款1.一种设备，包括:
外壳，经设计以容纳电子装置；和
通风塞，其紧固到所述外壳的外部，其中所述通风塞适于维持所述外壳内的空气-压力平衡，并且在气体源连接到所述通风塞时将气体注入到所述外壳，所述通风塞包括:
通风口滤膜，其包括经设计以允许气体双向流动同时防止湿气和/或尘土穿过的膜；以及
至少一个旁通气道，其允许气体流动穿过所述通风口滤膜。
条款2.根据条款1所述的设备，其中，所述通风塞包括:
经设计以插入到所述外壳中的第一区段；以及
经设计以提供与配接器的密封连接的第二区段，
其中，所述第二区段经设计以通过所述配接器接收加压气体，并且将所述加压气体传输到所述外壳中。
条款3.根据条款1或2所述的设备，其中，所述通风口滤膜和所述至少一个旁通气道设置在所述通风塞的夹持区段中，所述夹持区段适于在所述配接器和所述通风塞之间形成气密密封。
条款4.根据条款2或3所述的设备，其中，所述通风塞的第二区段的圆周大于所述通风塞的第一区段的圆周。
条款5.根据条款2-4中任一项所述的设备，其中，所述配接器包括:
经设计以用密封的方式从气体源接收加压气体的第一区段，其中第一区段优选包括电缆压盖；以及
经设计以用密封的方式连接到所述通风塞的第二区段的第二区段。
条款6.一种方法，包括:
将配接器连接到通风塞，所述通风塞被紧固到外壳，其中所述通风塞适于保持所述外壳内的气-压平衡，并且当气体源连接到所述通风塞时将气体注入到所述外壳，所述通风塞包括:
通风口滤膜，其包括经设计以允许气体双向流动同时防止湿气和/或尘土穿过的膜；以及
至少一个旁通气道，其允许气体流动穿过所述通风口滤膜；
将气体从气体源穿过所述配接器和所述通风塞注入到所述外壳中；
监测所述外壳中的气体压力；和
基于对气体压力的监测，确定所述外壳的气密性程度。
条款7.根据条款6所述的方法，其中，将所述配接器连接到所述通风塞包括:
将所述外壳的第一区段紧固到所述通风塞的第一区段上；和
将所述通风塞的第二区段连接到所述配接器，以允许气体从所述配接器流入所述通风塞，
其中，流出所述配接器的气体压力基本上等于流入所述通风塞的气体压力。
条款8.根据条款6或7所述的方法，其中将气体从气体源穿过所述配接器进行注入包括经由导管将气体注入到包括电缆压盖的所述配接器中。
条款9.根据条款6-8中任一项所述的方法，其中，监测所述外壳中的气体压力包括测量至少一个气体压力水平和至少一个经过的时间间隔，并且优选地计算所述外壳中的气体压力的改变速率。
条款10.根据条款6-9中任一项所述的方法，其中，确定所述外壳的气密性程度包括将所述气体压力的改变速率与参考速率进行比较。
条款11.根据条款6-10中任一项所述的方法，其中，所述气体包括空气或氮气之一。
条款12.一种通风塞，包括:
第一区段，其经配置以连接到外壳；
第二区段，其经配置以密封到配接装置；
开口，其经配置成从所述配接装置接收气体；
气道，其穿过所述第一区段和所述第二区段中的至少一者，气道经配置以将经由所述开口接收的气体传递到所述外壳中；以及
通风口滤膜，包括经设计以允许气体的双向流动同时防止湿气和/或尘土穿过的薄膜。
条款13.根据条款12所述的通风塞，其中，所述第一区段包括螺纹，所述螺纹用于旋拧到所述外壳上的对应螺纹中。
条款14.根据条款12或13所述的通风塞，还包括从所述第二区段突出的突出部分，所述突出部分经设计以刚好放入配接器中的对应空腔中。
条款15.根据条款12-14中任一项所述的通风塞，其中，所述通风塞被额定为接收压力为100至1000毫巴、优选压力为200毫巴的气体。
如上所述，本概述仅是对本文中所描述的特征中的一些的概述。它不是穷尽性的，且它不对权利要求加以限制。
附图说明
根据以下描述、权利要求书和图式将更好地理解本发明的这些及其它特征、方面和优势。本发明通过举例进行说明，且不受附图限制。
图1说明根据本发明的各个方面的配接器。
图2说明根据本发明的各个方面的配接器。
图3说明根据本发明的各个方面的通风塞。
图4说明根据本发明的各个方面的通风塞。
图5说明根据本发明的各个方面的互连气密性测试元件。
图6说明根据本发明的各个方面的互连气密性测试元件。
图7说明根据本发明的各个方面的互连气密性测试元件。
图8说明根据本发明的各个方面的用于气密性测试的方法。
图9说明根据本发明的各个方面的导管。
图10说明根据本发明的各个方面的互连气密性测试元件。
图11说明根据本发明的各个方面的用于气密性测试的方法。
图12说明根据本发明的各个方面的用于气密性监测和/或测试的系统。
具体实施方式
在各种说明性实施例的以下描述中，参考附图，这些附图形成其一部分，并且其中借助于图示展示本发明的各个方面可被实践的各种实施例。应理解，在不脱离本发明的范畴的情况下，可利用其它实施例，且可做出结构和功能修改。
应注意，本文中在元件之间阐述各种连接。一般地描述这些连接，并且，除非另外规定，否则这些连接可为直接或间接的；本说明书并不意图在这方面进行限制。另外，一个实施例的元件可与其它实施例的元件以适当的组合形式或子组合形式进行组合。借助于非限制性实例，图3中所说明的通风塞(“通风口”)中的螺纹塞可与图4中所说明的通风口的小型空气通道组合。
现在参考图1，图1示出了根据说明性实施例的配接器。配接器110可包括电缆压盖101、外部壳体102、内部组合件104、O形环106和外部唇缘105。腔室107可通过连接配接器组件形成。配接器110可用于根据示例性实施例执行气密性测试。压力软管100可经由电缆压盖101连接配接器110，并且可在另一末端(未明确示出)连接到加压空气的适当来源，例如空气罐。压力软管100可由合适的材料(例如，橡胶、塑料或钢)制成。电缆压盖101也可由合适的材料(例如，橡胶、塑料或钢)制成。电缆压盖101可将压力软管100附接到内部组合件104。内部组合件104可包括导气管或空气出口通道，以允许空气流入腔室107中。在一些实施例中，导气管103串允许空气从内部组合件流入腔室107。在一些实施例中，导气管可横跨内部组合件104的表面分散，且/或位于内部组合件104的侧面上，邻近外部壳体102。在一些实施例中，面对腔室107的内部组合件104的表面可经设计以允许抵着对应的表面紧密按压内部组合件。在一些实施例中，可能不需要内部组合件104的表面紧密地适配对应的表面。在一些实施例中，内部组合件104的表面可包含经设计以形成到对应表面的机械连接的元件，例如突出部分、空腔或扣环，其经配置以与对应的空腔、突出部分或扣环连接。O形环106可为外部壳体102的内壁加衬，并且可经设计以在形成腔室107的外部壳体102的空腔套装在对应的突出部分(例如，通风塞)上时，形成密闭腔室。例如，O形环106可套装在通风口的夹持区段(例如，图3的夹持区段301、图4的夹持区段401)上，以在配接器110和通风口之间形成密闭密封。在一些实施例中，当将配接器110紧固到连接到外壳的通风口时，可抵着外壳的壁按压外部唇缘105。在一些实施例中，外部壳体102可具有基本上圆柱形形状，并且在一些实施例中，平滑部分可沿着外部壳体102的外部侧面延行，以允许壳体的更容易夹持。配接器110的各个部分可由合适的材料制成。例如，外部壳体102和内部组合件104可由金属或塑料制成。O形环106可由橡胶或类似的密封材料制成。
现在参考图2，图2示出了根据说明性实施例的配接器。配接器210可包含电缆压盖201、外部壳体202、内部组合件204、O形环206和外部唇缘205。电缆压盖201可包括用于插入空气管(未明确示出)的开口200。配接器210的各个组件可类似于关于图1中的配接器110描述的那些组件。在图2中所说明的实施例中，外部壳体202可为圆柱形和平滑的。在一些实施例中，内部组合件204的外表面包括空腔207，其经设计以固持对应的突出部分，例如图4中所说明的突出部分409。可完成空腔与突出部分的耦合以确保配接器210和对应的通风口(例如，图4中所说明的通风口400)之间的完全连接。例如，配接器210的使用说明可包含指定将空腔207与图4的突出部分409对准，并推动配接器210以套入图4的通风口400，直到外部唇缘205到达某一点，例如固持通风口的外壳的外壁或沿着通风口的侧面的可视标记。外部唇缘205未到达某一点可指示配接器到通风口的不完整连接。在一些实施例中，外部唇缘205可包含朝内延伸的微环，其经设计以套装在通风口的夹持区段(例如，图3的夹持区段301、图4的夹持区段401)上，并且经设计以在插入到夹持区段上时产生咔哒声。在一些实施例中，当将类似于配接器410的配接器插入到通风口上时未能听到咔哒声可指示所述部分之间的连接有故障。
现在参考图3，图3说明根据实施例的通风塞(通风口)。通风口300可包括紧固导管302，所述导管302经设计以将通风口紧固到外壳。在图3所示的说明性实施例中，紧固导管302包括外部螺纹，其用于将通风口旋拧到外壳上的内部螺纹中。紧固导管302可由适当的材料制成，例如塑料或钢。在一些实施例中，螺纹可能不是必需的。例如，在一些实施例中，紧固导管可由橡胶制成，并且可通过迫使紧固导管到外壳中的经相应地设定大小的孔中以供紧密连接而紧固到外壳。紧固导管302可为空心的，或可包括穿过导管的气道，以允许空气以任一方向流动。紧固导管302可连接到夹持区段301。夹持区段301可为圆柱形，并且可经设计以允许具有略微较大的圆周的圆柱形壳体紧密连接到它上面。在一些实施例中，夹持区段301可为空心的，或可含有孔，其形成气道以允许空气以任一方向流动。在一些实施例中，夹持区段301可在气道的一个末端处进一步包括通风口滤膜308，其可防止灰尘和湿气穿过通风口。通风口滤膜308可包括由Gore-TexTM、织物、塑料、PTFE或不同的适当材料制成的薄膜。通风口滤膜308可经设计以允许空气双向流动，同时防止湿气和/或尘土穿过。通风口滤膜308可额定为承受例如100、200、500或1000mbar的空气压力而不破裂。在一些实施例中，通风口滤膜308可位于紧固导管302、夹持区段301、凸缘306、螺帽303或外部区段307。在一些实施例中，夹持区段301可进一步包含旁通空气路径309a和309b，其在测试情况期间，允许空气绕过通风口滤膜308。凸缘306可将螺帽303连接到夹持区段301，其中螺帽303经设计以由用于在通风口300中旋拧的扳手夹持。一些实施例可不包含凸缘306和/或螺帽303。例如，如果紧固导管302可进行紧固而不需使用旋拧动作，那么通风口300可不包含凸缘306和/或螺帽303。外部区段307可连接到螺帽303。在不具有螺帽或凸缘的实施例中，外部区段307可直接连接到夹持区段301。外部区段307可包含入口通道304，以允许空气进入和离开通风口300。入口通道304和通风口滤膜308之间可存在气道。在一些实施例中，通风口滤膜308可在夹持区段301内部、入口通道304和穿过夹持区段301与紧固导管302的气道之间。表面305可形成通风口300的顶部，并且可被塑形成紧密适配用于气密性测试的配接器的区段。例如，表面305可为平滑的，以紧密适配类似平滑的表面。在一些实施例中，表面305可包含突出部分和/或空腔，其经设计以与对应的空腔和/或对应装置上的突出部分适配在一起。通风口300的各个部分可由合适的材料制成，例如塑料或金属。在一些实施例中，橡胶可用于一些区段。
现在参考图4，图4说明根据实施例的通风塞(通风口)400。通风口400可包括与图3中所说明的那些类似的部分。紧固导管402可不包含螺纹，并且可通过迫使紧固导管402到外壳中的经相应地设定大小的孔中以供紧密连接而紧固到外壳。紧固导管402以透明方式说明，以示出空气路径408和空气出口通道407。夹持区段401可包括空气路径408的区段。空气可经由导管404a、404b和404c进入空气路径408。可将类似的导管放置在凸缘406上的其它位置中，或放置在外部区段405上的合适位置中。外部区段405可不包含类似于图3的入口通道304的较大入口通道。外部区段405可包含突出部分409，其经设计以刚好放入配接器上的对应空腔中，所述配接器经设计以平滑地适配外部区段405。通风口400可包含类似于相对于通风口300论述的那些的额外特征，例如通风口滤膜308。在一些实施例中，通风口400可进一步包括O形环，其安置在夹持区段401或外部区段405周围以密封对应的配接器。在一些实施例中，对应的配接器可经配置以在由通风口(例如，通风口400或通风口300)具有的O形环周围收紧。
现在参考图5，图5说明根据一些实施例的经组合气密性测试设备。与说明性元件结合使用的电缆压盖可类似于图1和2中分别说明的电缆压盖101和201。电缆压盖500可包括电缆压盖头部501、螺帽502和紧固区段503。螺帽502可用于帮助将紧固区段503收紧到外部壳体507中。在一些实施例中，紧固区段503可包含外部螺纹，并且可被旋拧到在外部壳体507的开口处的对应的内部螺纹和/或在内部组合件504的入口点515处的对应的内部螺纹中。电缆压盖头部501可包含入口点517，以用于插入导管，并且电缆压盖可经配置以允许空气流入入口点517、穿过电缆压盖头部501、穿过螺帽502、穿过紧固区段503，以及流入内部组合件504。说明性配接器可类似于图1和2中分别说明的配接器110和210。说明性配接器可包括外部壳体507、内部组合件504、出口孔505和O形环508。内部组合件504可包含出口孔505，以允许空气从内部组合件504流入腔室514。在图5所示的说明性实施例中，内部组合件504进一步包含用于固持从通风口的表面突出的突出部分506的空腔。外部壳体507可容纳内部组合件504，并且可形成腔室514的壁。O形环508可沿着外部壳体507的壁进行安置，并且可经设计以在外部壳体507套装在通风口的夹持区段511上时，紧密密封腔室。说明性通风口可类似于图3和4中分别说明的通风口300和400。说明性通风口可包括外部区段509、螺帽510和夹持区段511，以及紧固导管518。外部区段509可包括导气管512，以在气密性测试期间允许空气从腔室514流入通风口，和/或在完成测试之后的通风口的常规操作期间，允许空气经由通风口逸出。外部区段509可进一步包括突出部分506，以供刚好放入内部组合件504上的对应空腔中，从而确保组件的适当连接，如上文详细描述。在装配期间，通过将紧固导管518插入到外壳513中，通风口可紧固到外壳513上。紧固导管518可包括外部螺纹，以将通风口旋拧到外壳513上的内部螺纹中。在一些实施例中，螺纹可能不是必需的。例如，在一些实施例中，紧固导管518可由橡胶制成，并且可通过迫使紧固导管到外壳中的经相应地设定大小的孔中以供紧密连接而紧固到外壳513。紧固导管518可为空心的，或可包括穿过导管的气道，以允许空气以任一方向流动。
仍参考图5，图5中所说明的且在本文中描述的组件中的一些可被分解成若干部分。图5中所说明的组件中的一些可组成整体制造的单个部分。例如，在一些实施例中，电缆压盖头部501、螺帽502、紧固区段503和内部组合件504可制造为单个集成部分。在一些实施例中，外部壳体507和O形环508可被制造为单个集成部分的部分。在一些实施例中，内部组合件504可包括若干互连部分，例如空心壳体，其中内部导管经配置以连接到区段503。在一些实施例中，O形环508可制造为包括夹持区段511的通风口的部分。
现在参考图6，图6说明类似于图5所示的那个的经组合气密性测试装置的外部视图。配接器600可包括关于图5说明和论述的元件。可清楚看到的是电缆压盖601和外部壳体602。配接器600紧固到通风口上，所述通风口在外部壳体602下方不可见。紧固导管604的底部示出为包括螺纹，通过所述螺纹，借由将紧固导管604螺旋穿过外壳螺帽605，通风口紧固到外壳603。如上文所提及，在一些实施例中，如果紧固导管可足够紧密地插入到外壳603中而不需螺纹，那么螺纹可能不是必需的。
现在参考图7，图7示出了根据说明性实施例的气密性测试系统的建立。在图7中所说明的实施例中，测试外壳700的气密性。通风口702可紧固到外壳700，以维持外壳内部和外部的压力平衡。配接器701可在一个末端上连接到导管706，并且可在另一末端上气密地套装在通风口702上。阀门704可控制从罐703到导管706中的空气流，传感器705可测量导管706内部的空气压力。传感器705可为模拟或数字传感器，其经配置以读取导管706中的空气压力和/或湿度。可有可能通过读取传感器705确定外壳700内部的空气压力，因为在测试情况下，外壳700可被密封到导管706。
现在参考图8，图8说明根据说明性实施例的用于执行气密性测试的方法。例如，图8中所描绘的方法可使用类似于图7中所说明的设备的设备执行。在步骤800处，可将配接器(例如，配接器701)紧固到安装在外壳(例如，外壳700)上的通风口(例如，通风口702)。在步骤801处，可将加压空气经由配接器注入到通风口中。例如，可打开阀门704，允许加压空气从罐703经由导管706和配接器701流入通风口702，并穿过通风口702流入外壳700。加压空气可穿过通风口702的通风口滤膜(例如，薄膜)，或可穿过旁通空气路径。加压空气可处于适当的压力下，以避免损坏通风口滤膜(例如，对于额定处于500毫巴的通风口滤膜，可在100、200、300或400毫巴下注入空气)。在一些实施例中，可在接近于通风口滤膜额定值下注入空气，并且气密性测试可包含通过在接近于通风口滤膜额定值下注入空气来测试通风口。传感器705可测量外壳中的空气压力，并且当传感器705指示足够的空气-压力时，在步骤802处，可关闭阀门704，切断空气到外壳中的流动。触发步骤802的空气压力的所需水平可极大地取决于进行测试的外壳的大小，以及设备的灵敏度和其它因素。在一些说明性实施例中，切断空气流动的空气压力的水平可为数十或数百毫巴。在步骤803处，可在整个较短时间段(例如，30秒、1分钟或5分钟)内监测由传感器(例如，传感器705)测得的空气压力。在一些实施例中，可不执行连续监测；而是可在时间段结束时获得单个测量值。在时间段结束时，在步骤804处，可测量空气压力，并将其与参考值相比，以确定外壳是否通过气密性测试。参考值可被计算为REF＝mbarbefore-MAX_LEAKAGE_RATE·Δt，其中mbarbefore表示在步骤802结束时测得的空气压力，MAX_LEAKAGE_RATE可表示空气压力减小的最大可允许速率，以及Δt是经过的时间段。空气压力减小的最大可允许速率可取决于进行测试的外壳的大小、包括外壳的材料，以及气密性的所需水平。在气密性测试开始时的初始空气压力可为防止损坏通风口滤膜的适当压力，并且可接近于通风口滤膜的最大额定空气压力，以同样测试通风口滤膜容限。在一些实例中，空气压力的改变速率可与参考速率相比以确定外壳的气密性程度。如果空气压力的改变速率高于参考速率，那么气密性的程度可被确定为不足。
作为数值实例，外壳中的空气压力在步骤801结束时可为300毫巴。给定外壳大小，每分钟3毫巴或更低的减小可为“通过”情况，每分钟超过3毫巴的减小可为“未通过”情况。步骤803可包含等待三分钟，接着经由传感器(例如，传感器705)测量外壳中的空气压力。接着，如果测得的空气压力小于291毫巴(300-3·3＝291)，那么气密性测试的速率未通过，即外壳可能未充分密封，或通风口可出现故障。如果测得的空气压力是291毫巴或更多，那么测试通过，即外壳很可能充分密封，并且通风口很可能没有故障。
仍参考图8，描述用于气密性密封的方法可手动或自动执行。例如，一个或多个人可通过控制阀门704、监测传感器705以及手动执行计算来执行全部步骤。在一些实施例中，自动机器可控制气流，其中数字传感器705向计算装置(例如，PC、服务器、微控制器、ASIC、FPGA或其它)发射测量值，所述计算装置经配置以处理测量值并输出测试结果。在一些实施例中，可通过若干自动机器同时执行多个气密性测试，其中实时测试结果显示在用户界面上，例如计算机监测器、TV屏幕、智能电话应用程序等等。在一些实施例中，监测空气压力可使用数字压力读取器执行。
现在参考图9，图9说明结合说明性实施例的可用于进行气密性测试的导管。导管900可包括外部导管901和内部导管902。气道903可由内部导管902密封，并且可经适当地设定大小以套装在通风口上，并将气体(例如，空气、氮气或其它气体)注入穿过经适当地设定大小的通风口。内部密封件905可为附接在内部导管902的末端处，并且可包括密封装置，例如，O形环或密封垫。外部密封件906可附接在外部导管901的末端处，并且可包括密封装置，例如，O形环或密封垫。腔室904可形成于内部导管902和外部导管901之间。可在管道900的末端处连接真空泵，真空泵可从腔室904中去除气体以形成真空腔室。内部密封件905和外部密封件906可经设计以在腔室904是真空和/或加压时，紧密适配外壳，并形成抵靠着外壳的气密密封件。导管900可实现包括通风口的外壳的气密性测试，所述通风口可能没有经适当地设计以适配本文中所描述的配接器(例如，分别来自图1、2和7的配接器110、210和701)。在一些实施例中，导管900可耦合到类似于所揭示的实施例的配接器，以抵靠着外壳进行密封，其中内部密封件905和外部密封件906包括配接器的部分。
现在参考图10，图10示出了根据说明性实施例的气密性测试系统的建立。在图10中所说明的实施例中，测试外壳150的气密性。通风口152可紧固到外壳700，以维持外壳内部和外部的压力平衡。通风口152可类似于或相同于本文中所描述的通风口(例如，分别来自图3和4的通风口300和400)。通风口152还可为可能不是被设计成适配本文中所描述的配接器的通风口。外部导管153和内部导管154可分别类似于或相同于如图9所描述的外部导管901和内部导管902。气道157可类似于或相同于来自图9的气道903，腔室158可类似于或相同于腔室904。内部导管154和外部导管153可统称为“导管160”(出于清楚起见，未在图10中明确表示)。导管160可在一个末端处连接到压缩机/泵151，并在一个末端处耦合到通风口152和外壳150。压缩机/泵151可从腔室158真空抽吸气体，形成真空腔室，并且可将加压气体注入到内部导管154中。传感器159可测量内部导管154内部的空气压力。传感器159可为模拟或数字传感器，其经配置以读取内部导管154中的空气压力和/或湿度。可有可能通过读取传感器159确定外壳150内部的空气压力，因为在测试情况下，外壳150可被密封到内部导管154。外部密封件区段155a和155b可为可类似于或相同于图9的外部密封件906的外部密封件(例如，O形环或密封垫)的区段。内部密封件区段156a和156b可为可类似于或相同于图9的内部密封件905的内部密封件(例如，O形环或密封垫)的区段。如果压缩机/泵151对腔室158进行真空抽吸，那么外部密封件区段155a和155b以及内部密封件区段156a和156b可抵着外壳150进行紧密按压，并且可形成抵靠着外壳150的气密密封件。
现在参考图11，图11说明根据说明性实施例的用于执行气密性测试的方法。例如，图11中所描绘的方法可使用类似于图10中所说明的设备的设备执行。在步骤170处，导管(例如，图9的导管900或图10的导管153和154的组合)可紧固到外壳(例如，外壳150)。导管可包括内部导管和外部导管，其中腔室(例如，图9的腔室903)形成于内部导管和外部导管之间。内部导管(例如，图9的内部导管905)可套装在紧固到外壳(例如，外壳150)的外部的通风口上，并且可经配置以维持外壳内部的热或空气-压力平衡。将导管紧固到外壳可包括使用真空泵(例如，图10的空气压缩机/真空泵151)和/或使用压力泵对腔室进行真空抽吸。在步骤171处，可将加压空气穿过内部导管注入到通风口中和注入到外壳中，和/或离开外壳的内部。可测量压差随着时间推移的改变，以检查通风口薄膜(例如，GortexTM或其它微孔材料)以及外壳的密封。例如，空气压缩机/真空泵151可具有设置，其经配置以穿过内部导管154注入加压空气，同时维持内部导管154和外部导管153之间的真空腔室和/或压差。传感器159可测量外壳150中的空气压力，并且当传感器159指示足够的空气-压力时，在步骤172处，空气压缩机/真空泵151可操作以切断空气到外壳中和/或离开外壳的流动。触发步骤172的空气压力/真空的所需水平可极大地取决于进行测试的外壳的大小，以及设备的灵敏度和其它因素。在一些说明性实施例中，切断空气流动的空气压力的水平可为数十或数百毫巴。在步骤173处，可在整个较短时间段(例如，30秒、1分钟或5分钟)内监测由传感器(例如，传感器159)测得的空气压力。在一些实施例中，可不执行连续监测；而是可在时间段结束时获得单个测量值。在时间段结束时，在步骤174处，可测量空气压力，并将其与参考值相比，以确定外壳是否通过气密性测试。步骤174可类似于或相同于图8的步骤804。
在操作中，外壳(例如，外壳700或外壳150)可含有各种电子组件，例如光伏(PV)电子组件，包含PV直流到交流(DC到AC)逆变器、PV直流到直流(DC到DC)转换器、PV汇流箱、PV安全装置(例如，剩余电流检测器)、PV最大化器、PV控制器和其它PV相关电子装置。PV电子组件本身可包含传感器，例如温度、湿度和压力传感器(例如，气压和气体压力传感器)。传感器可连接到中央控制器，所述中央控制器可通过网络(例如，WiFi网络或互联网)与外部控制机构通信。当PV电子组件外壳中的任一个中的气密密封件受到损坏时，可通知技术员。例如，可在工厂中，在预载压力下建立气密密封件。外壳中的压力可使用任何合适的气体(例如，空气和/或氮气)来实现。当产品已在现场安装并被报告给安装工时，可维持外壳中的压力。此压力还可相对于温度、气压和外壳压力进行跟踪。在压力降低的情况下，这可作为气密性的潜在损失而报告给安装工。安装工还可通过在压力耗散高于一定水平时，增加外壳中的压力并监测所得压力曲线，来定期检查气密性。另外，测量压力的PV电子装置可指示潜在故障，因为外壳丢失了气密密封件。
现在参考图12，图12说明根据说明性实施例的用于监测外壳操作条件的系统。通风口125可紧固到外壳120，且可经配置以维持外壳120内部的热或空气-压力平衡。传感器121可在外壳120内部部署。传感器121可包括温度、湿度或空气压力传感器(例如，气压和气体压力传感器)。通信装置123可以通信方式耦合到传感器121和一个或多个控制器124。控制器124可以各种方式进行配置。控制器124可为硬件、逻辑电路、处理器(例如，微处理器、信号处理器和/或微控制器)，和/或可经由软件实施。控制器124可在一个或多个端口上包含用于介接到传感器121和/或通信装置123的A/D转换器。控制器18还可实施为一个或多个专用集成电路(ASIC)，并且还可包含集成到ASIC中的传感器121。在一些实施例中，传感器122可在外壳120外部部署，并且可包括温度、湿度或空气压力传感器(例如，气压和气体压力传感器)。通信装置126可以通信方式耦合到传感器122和通信装置123。在一些实施例中，可在装置内部由传感器121以及在装置外部由传感器122测量物理参数，例如温度、湿度和/或空气压力。通信装置126可经由适当的方法(例如，无线技术，例如ZigBee或WiFi)将传感器122的测量值传达到通信装置123。通信装置123可将通信装置126的测量值传输到控制器124。控制器124可进一步从传感器121接收测量值以与传感器122的测量值进行比较。控制器124可直接或经由通信装置123从传感器121接收传感器121的测量值。在检测到故障情况(例如，传感器122和传感器121的测量值之间的差高于某一阈值)后，控制器124可配置通信装置123以更新用户界面127。另外，湿气传感器可包含在外壳中的电子装置中，以确定经由密封件故障或通风口中的薄膜故障(例如，GortexTM薄膜)的湿气侵入。
用户界面可包括外部装置和/或网络。例如，在某些实施例中，通信装置123可为耦合到有线和/或无线网络/互联网/企业内部网，和/或任何数目的终端用户装置，例如计算机、智能电话、平板计算机和/或其它装置，例如可位于网络操作中心和/或监测中心的服务器。可利用这些装置以产生对危险情况的警告、确定可能发生危险情况的时间、检测危险情况的类型和/或采取措施来降低或关闭系统在外壳120中密封的部分。这些警告可为音频和/或视频。例如，它们可为哔哔声、频音、警报声、LED和/或高流明LED。
在危险情况的情况下，系统安装工或维护员可以物理方式检测损坏的外壳120。由本文中所描述的系统产生的警告可指示由天气、干扰或生产故障导致的受损坏外壳。为了验证系统警告，系统维护员可执行例如本文中所描述的气密性测试(例如，图8和11中所描述的方法)。
在一些实施例中，系统维护员可使用本文中所揭示的说明性方法定期测试现场部署的密封电子装置的气密性。气密性测试可为系统维护的常规部分，并且即使没有指示危险或非常规情况，也可执行。例如，系统维护员可使用具有类似于或相同于示例性测试系统(例如，图7和10中所示的系统)中所示的元件的元件的便携式测试套组，定期(例如，6个月一次、一年一次或每两年一次)执行根据示例性实施例(例如，图8中所描述的方法或图11中所描述的方法)的气密性测试。
再次参考图12，在一些实施例中，外壳120可为气密密封式外壳。例如，可能需要外壳120完全密闭，其中没有通风口维持平衡。在一些实施例中，可不利用外部测量值，并且传感器122和通信装置126可能不是必需的。传感器121可测量内部参数，例如温度、湿度和/或空气压力。控制器124可从传感器121接收测量值，并且可将它们与参考值比较，以确定故障情况。在故障情况的情况下，控制器124可采取适当的措施，例如，关闭在外壳120中密封的电子装置和/或操作通信装置123以将故障情况报告给用户界面127。根据本文所揭示的实施例，通风口125可通常为密封的，其中在潜在的故障情况或根据常规维护计划表的情况下，可移除密封件以测试气密性。
尽管已经示出和描述所选择的本发明的实施例，但是将理解，本发明不限于所描述的实施例。替代地，应了解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范畴由权利要求书和其等效物界定。

Claims (17)

1.一种气密性测试设备，包括:
外壳，其经设计以容纳电子装置；和
通风塞，其紧固到所述外壳的外部，其中所述通风塞适于维持所述外壳内的气体-压力平衡，并且在气体源连接到所述通风塞时将气体注入到所述外壳中，所述通风塞包括:
通风口滤膜，其包括经设计以允许气体的双向流动同时防止湿气和/或尘土穿过的薄膜；以及
至少一个旁通气道，其允许气体绕过所述薄膜以流进所述外壳中。
2.根据权利要求1所述的气密性测试设备，其中，所述通风塞包括:
经设计以插入到所述外壳中的第一区段；以及
经设计以提供到配接器的密封连接的第二区段，
其中，所述第二区段经设计以经由所述配接器接收加压气体，并且将所述加压气体传输到所述外壳中。
3.根据权利要求2所述的气密性测试设备，其中，所述通风口滤膜和所述至少一个旁通气道设置在所述通风塞的夹持区段中，所述夹持区段适于在所述配接器和所述通风塞之间形成气密密封。
4.根据权利要求2或3所述的气密性测试设备，其中，所述通风塞的第二区段的圆周大于所述通风塞的第一区段的圆周。
5.根据权利要求2或3所述的气密性测试设备，其中，所述配接器包括:
经设计以通过密封的方式从气体源接收加压气体的第一区段；以及
经设计以通过密封的方式连接到所述通风塞的第二区段的第二区段。
6.根据权利要求5所述的气密性测试设备，其中所述配接器包括的第一区段包括电缆压盖。
7.一种气密性测试方法，包括:
将配接器连接到通风塞，所述通风塞被紧固到外壳，其中所述通风塞适于保持所述外壳内的气体-压力平衡，并且当气体源连接到所述通风塞时将气体注入到所述外壳中，所述通风塞包括:
通风口滤膜，其包括经设计以允许气体的双向流动同时防止湿气和/或尘土穿过的薄膜；以及
至少一个旁通气道，其允许气体绕过所述薄膜以流进所述外壳中；
将气体从气体源穿过所述配接器和所述通风塞注入到所述外壳中；
监测所述外壳中的气体压力；和
基于对气体压力的监测，确定所述外壳的气密性程度。
8.根据权利要求7所述的气密性测试方法，其中，将所述配接器连接到所述通风塞包括:
将所述外壳的第一区段紧固到所述通风塞的第一区段上；和
将所述通风塞的第二区段连接到所述配接器，以允许气体从所述配接器流入所述通风塞，
其中，流出所述配接器的气体压力基本上等于流入所述通风塞的气体压力。
9.根据权利要求7或8所述的气密性测试方法，其中将气体从气体源穿过所述配接器进行注入包括经由导管将气体注入到包括电缆压盖的所述配接器中。
10.根据权利要求7或8所述的气密性测试方法，其中，监测所述外壳中的气体压力包括测量至少一个气体压力水平和至少一个经过的时间间隔，并且计算所述外壳中的气体压力的改变速率。
11.根据权利要求7或8所述的气密性测试方法，其中，确定所述外壳的气密性程度包括将所述气体压力的改变速率与参考速率进行比较。
12.根据权利要求7或8所述的气密性测试方法，其中，所述气体包括空气或氮气之一。
13.一种通风塞，包括:
第一区段，其经配置以连接到外壳；
第二区段，其经配置以密封到配接装置；
开口，其经配置成从所述配接装置接收气体；
气道，其穿过所述第一区段和所述第二区段中的至少一者，气道经配置以将经由所述开口接收的气体传递到所述外壳中；
通风口滤膜，包括经设计以允许气体的双向流动同时防止湿气和/或尘土穿过的薄膜；以及
至少一个旁通气道，其允许气体绕过所述薄膜以流进所述外壳中。
14.根据权利要求13所述的通风塞，其中，所述第一区段包括螺纹，所述螺纹用于旋拧到所述外壳上的对应螺纹中。
15.根据权利要求13或14所述的通风塞，还包括从所述第二区段突出的突出部分，所述突出部分经设计以刚好放入配接器中的对应空腔中。
16.根据权利要求13或14所述的通风塞，其中，所述通风塞被额定为接收压力为100至1000毫巴的气体。
17.根据权利要求16所述的通风塞，其中，所述气体的压力为200毫巴。
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