DE102008010619A1 - Leakage locating method for vacuum insulation panel, involves loading surface of evacuation system to be tested, with fluid, and measuring surface temperature, and detecting evaporative loss of fluid - Google Patents
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- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/002—Investigating fluid-tightness of structures by using thermal means
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnellen und einfachen Ortung von Lecks in evakuierten Systemen insbesondere mit porösem Füllkern und endlicher Hüllendicke mittels der Detektion von Temperaturdifferenzen, welche durch eine vorher auf das System gebrachte Flüssigkeit hervorgerufen werden. Die Detektion und Ortung erfolgt beispielsweise mit einer Thermokamera, und kann unter anderem zur zerstörungsfreien Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Vakuumisolationspaneelen verwendet werden.The The present invention relates to a method for quick and easy Locating leaks in evacuated systems, in particular with a porous filling core and finite envelope thickness by means of the detection of temperature differences, which by a previously placed on the system liquid be caused. The detection and location is done, for example with a thermal camera, and may, among other things, for non-destructive Quality control in the production of vacuum insulation panels be used.
[Problemstellung][Problem]
Evakuierte Systeme finden immer mehr Anwendung unter anderem im Gebäude- und Transportbereich.evacuated Systems are becoming more and more popular among others in building and transport area.
Vakuumisolationspaneele
(VIP), siehe z. B. [
Ein großes Problem stellt beispielsweise die Qualitätskontrolle nach oder während der Produktion von Vakuumisolationspaneelen dar.One big problem, for example, is the quality control after or during the production of vacuum insulation panels represents.
Zur
Bestimmung des Innendrucks von Vakuumisolationspaneele gibt es einige
Messmöglichkeiten, zum Beispiel kann über das
Abheben der flexiblen Folienoberfläche per Saugglocke der
Innendruck bestimmt werden. Außerdem wird in [
Sowohl für Hersteller als auch für Anwender von VIPs ist es häufig von Interesse, an welcher Stelle ein Leck an einem VIP aufgetreten ist. Gründe hierfür sind einerseits die Optimierung der Produktionstechnik, hier sollen systematische Lecks vermieden und der Ausschuss reduziert werden. Andererseits ist die Leckortung für die Optimierung der Befestigungstechnik in der späteren Anwendung wichtig, um von der Position des Lecks auf ungeeignete Befestigungsmaßnahmen rückschließen zu können und/oder auch im Gewährleistungsfall Haftungsfragen klären zu können.Either for manufacturers as well as users of VIPs It is often of interest, at which point a leak occurred at a VIP. Reasons are On the one hand, the optimization of production technology, here are systematic Leaks are avoided and the rejects reduced. on the other hand is the leak detection for the optimization of the fastening technology in the later application important to from the position of leaks inappropriate fastening measures to be able to and / or even in case of warranty To clarify liability issues.
[Stand der Technik][State of the art]
Bisher
wurden zur Ortung von Lecks bei Vakuumisolationspaneelen folgende
Verfahren angewendet:
Im Paneel wird ein leichter Überdruck
mit einem Prüfgas (z. B. Luft) erzeugt. Anschließend
wird versucht, das Leck unter Wasser durch sichtbare Blasenbildung
zu orten. Typischerweise sind die Lecks bei den VIPs jedoch so klein,
dass die Blasenbildung kaum zu erkennen ist. Um dieses Problem zu
umgehen wird dann der Überdruck im VIP erhöht
was nicht selten jedoch zum Platzen des VIPs führt oder
zumindest weitere Beschädigungen in der Hüllfolie
bzw. der Siegelnaht erzeugt. Die Ortung von Lecks ist bei diesem
Verfahren auch durch das Aufbringen von schaumbildenden Flüssigkeiten
möglich.So far, the following methods have been used to detect leaks in vacuum insulation panels:
In the panel a slight overpressure is generated with a test gas (eg air). Subsequently, an attempt is made to locate the leak under water by visible blistering. Typically, however, the leaks in VIPs are so small that bubble formation is barely noticeable. To overcome this problem, the overpressure in the VIP is then increased, which not infrequently leads to the bursting of the VIP or at least produces further damage in the enveloping foil or the sealed seam. The location of leaks in this method is also possible by the application of foam-forming liquids.
Eine weitere Methode der Lecksuche ist, einen Prüfgasdetektor an das VIP anzuflanschen und anschließend lokal das Prüfgas (z. B. Helium, Formiergas) auf das VIP aufzubringen. Wird dann vom Prüfgasdetektor eine erhöhte Prüfgaskonzentration im VIP detektiert, kann auf ein Leck an der betreffenden Stelle geschlossen werden.A Another method of leak detection is a test gas detector to fling to the VIP and then locally the test gas (eg helium, forming gas) on the VIP. Will then be from the test gas detector detects an increased test gas concentration in the VIP, can be closed to a leak at the point in question.
Dabei ergeben sich jedoch folgende Probleme:
- • Falls das Leck zu groß ist, wird der benötigte Enddruck für den Prüfgasdetektor nicht erreicht;
- • Durch etwaige langen Totzeiten des Prüfgasdetektors zwischen zwei lokalen Messungen (typischerweise einige Minuten) ergeben sich insgesamt sehr lange Messzeiten für ein einziges Paneel;
- • Da zur Lecksuche das Paneel in einem Raster mit vielen lokalen Einzelmessungen abgesucht werden muss dauert die Untersuchung eines VIPs typischerweise mehrere Tage.
- • Um das Prüfgas nur lokal aufzubringen sind aufwändige Absaug- oder Abdichtmaßnahmen erforderlich.
- • If the leak is too large, the required end pressure for the test gas detector is not reached;
- • Any long dead times of the test gas detector between two local measurements (typically a few minutes) result in very long measurement times for a single panel;
- • Since the panel must be searched in a grid with many local individual measurements for leak detection, the examination of a VIP typically takes several days.
- • Applying the test gas only locally requires complex extraction or sealing measures.
[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION
Aufgabe der Erfindung ist es schnell, einfach und präzise Lecks in einem evakuierten System zu orten. Hierzu wird das zu untersuchende System mit einer Flüssigkeit befeuchtet, beaufschlagt, besprüht oder in eine Flüssigkeit getaucht. Aufgrund des Druckunterschieds wird die Flüssigkeit durch das Leck in das System gesaugt, verdampft dort und es tritt Verdunstungskälte auf. Durch das Beobachten der Oberflächentemperaturen der Umhüllung, beispielsweise mit einer Thermokamera, lassen sich Lecks sofort detektieren und orten. Allerdings sollte die Hülle des evakuierten Systems eine maximale Dicke nicht überschreiten, da sich sonst die Temperaturdifferenzen an der Innenseite der Hülle und/oder dem Füllkern an der äußeren Oberfläche nicht mehr beobachten bzw. in endlicher Zeit beobachten lassen. Der Verdunstungskältefleck ist auf dem Wärmebild deutlich von anderen Flecken (z. B. Reste der Flüssigkeit auf der Oberfläche) zu unterscheiden. Der Verdunstungskältefleck besitzt bei thermisch isotropen Oberflächenmaterialien eine charakteristische kreisrunde Form.The object of the invention is to quickly, easily and precisely locate leaks in an evacuated system. For this purpose, the system to be examined is moistened with a liquid, applied, sprayed or immersed in a liquid. Due to the pressure difference, the liquid is sucked into the system through the leak, evaporates there and evaporative cold occurs. By observing the surface temperatures of the envelope, for example with a thermal camera, leaks can be detected and located immediately. However, the envelope of the evacuated system should not exceed a maximum thickness, since otherwise the temperature differences on the inside of the envelope and / or the filling core on the outer surface can no longer be observed or observed in finite time. The evaporation cold spot on the thermal image is clearly distinguishable from other spots (eg residues of the liquid on the surface). The evaporative cold spot has a characteristic circular shape in thermally isotropic surface materials.
Ist das System bereits belüftet, wird eine Pumpe, mit der auch Dämpfe flüchtiger Flüssigkeiten (Dampfdruck bei Raumtemperatur über 20 mbar) abgepumpt werden können (z. B. eine Wasserstrahlpumpe), an das System angeflanscht, wieder evakuiert und nach oben genannter Vorgehensweise untersucht.is The system already vented, will be a pump, with the well Vapors of volatile liquids (vapor pressure at room temperature over 20 mbar) can be pumped (eg a water jet pump), flanged to the system, again evacuated and examined according to the above procedure.
Ist das evakuierte System zusätzlich mit einem porösen Kernmaterial ausgestattet, tritt zusätzlich zu der charakteristischen kreisrunden Form des Verdunstungskälteflecks eine Wärmefront durch Adsorptionswärme der Flüssigkeit im porösen Kernmaterial auf. Über die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Kälteflecks bzw. seiner Wärmefront lassen sich Rückschlüsse auf die Größe des Lecks ziehen.is the evacuated system additionally with a porous Nuclear material equipped, in addition to the characteristic circular shape of the evaporation cold spot a heat front by adsorption heat of the liquid in the porous Nuclear material on. About the propagation speed the cold spot or its heat front leave Draw conclusions about the size of the leak.
Zu dem lassen sich mehrere Lecks gleichzeitig detektieren und ihre relative Größe zueinander leicht bestimmen.To This allows several leaks to be detected simultaneously and theirs determine relative size to each other easily.
Das Verfahren ist auch zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung von evakuierten Systemen (z. B. VIPs) geeignet, da das System direkt nach der Herstellung ohne einen Flansch anzusetzen befeuchtet und untersucht werden kann. Lecks ausreichender Größe sind zwar mit einer Thermokamera sofort detektierbar, kleinere Lecks würden allerdings unbemerkt durch die Qualitätskontrolle laufen. Durch dieses Verfahren wird das zu prüfende System nicht zerstört. Nach erfolgloser Lecksuche kann das System weiterhin verwendet werden.The Procedure is also for quality control during production of evacuated systems (eg VIPs) as the system is direct after manufacturing without a flange moistened and moistened can be examined. Leaks of sufficient size Although they are immediately detectable with a thermal camera, minor leaks but would go unnoticed by the quality control to run. This procedure becomes the system under test not destroyed. After unsuccessful leak detection, the system can continue be used.
Das erfindungsgemäße Lecksuchverfahren ist nicht nur für VIPs sondern auch für andere Objekte geeignet, bei denen die Verdunstungskälte durch die äußere Umhüllung durch erkennbar ist.The The leak detection method according to the invention is not only suitable for VIPs but also for other objects, where the evaporation cold through the outer Serving is recognizable by.
Als Modifikation dieses Verfahrens können bei VIPs auch andere Prüfflüssigkeiten- oder Gase aufgebracht werden, die mit dem Schutzvlies (das sich bei vielen VIPs zwischen Stützkern und Hüllfolie befindet), der (modifizierten) Innenseite der Hüllfolie oder dem Stützkern thermisch reagieren.When Modification of this method may be different for VIPs Prüfflüssigkeiten- or gases are applied, with the protective fleece (which in many VIPs between support core and wrapping film), the (modified) inside the cladding film or the support core thermally react.
[Ausführungsbeispiel 1][Embodiment 1]
Ein
Vakuumisolationspaneel wird mit einer Wasserstrahlpumpe evakuiert,
anschließend wird es mit Wasser besprüht und die
Oberflächentemperatur mit einer Thermokamera gemessen.
In
Die Größe und Geschwindigkeit der Adsorptionswärmefront lassen Rückschlüsse auf die Größe des Lecks ziehen.The Size and speed of the adsorption heat front to draw conclusions about the size of the Draw leaks.
- 11
- VerdunstungskältefleckEvaporative cooling spot
- 22
- AdsorptionswärmefrontAdsorptionswärmefront
- 33
- Rand des Vakuumpaneelsedge of the vacuum panel
- 44
- TemperatursenkenLower temperature
- 55
- Flanschflange
- 66
- Acetonacetone
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 4133611 A1 [0003] - DE 4133611 A1 [0003]
- - DE 29906028 U1 [0003] - DE 29906028 U1 [0003]
- - DE 102004003603 A1 [0003] DE 102004003603 A1 [0003]
- - DE 10164004 B4 [0005] - DE 10164004 B4 [0005]
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DE200810010619 Withdrawn DE102008010619A1 (en) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Leakage locating method for vacuum insulation panel, involves loading surface of evacuation system to be tested, with fluid, and measuring surface temperature, and detecting evaporative loss of fluid |
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-
2008
- 2008-02-22 DE DE200810010619 patent/DE102008010619A1/en not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
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Effective date: 20150224 |