DE102014012658A1

DE102014012658A1 - Verfahren und Anordnung zur integralen Dichtheitsprüfung

Info

Publication number: DE102014012658A1
Application number: DE102014012658.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHROFF, GERHART, DE
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur integralen Dichtheitsprüfung von Behältern, Gehäusen und dergleichen Prüfobjekten, bei welchem das Prüfobjekt (27) mit einem Prüfmedium befüllt wird und/oder befüllt ist und bei welchem bei Vorhandensein eines Lecks (28) aus dem Prüfobjekt (27) entweichendes Prüfmedium in den Nachweisraum gelangt oder dass das Prüfobjekt (27) von dem Prüfmedium umgeben ist und bei Vorhandensein eines Lecks (28), das Prüfmedium in den Nachweisraum gelangt. Über eine im Untersuchungsvolumen angeordnete elektrisch isolierte erste Elektrode (K) und einer im Untersuchungsvolumen angeordneten zweiten Elektrode (A) kann eine schnelle Gasentladung durch ein kurzzeitiges Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektroden (K) und der zweiten Elektrode (A) so erzeugt werden, dass die Intensität des von der schnelle Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge ein eindeutiges Maß für die Menge der in dem Untersuchungsvolumen enthaltenen und/oder durch das Leck in den Nachweisraum verbrachten Testgase bildet. Woraus dann auf das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (28) geschlossen werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur integralen Dichtheitsprüfung von Behältern, Gehäusen und dergleichen Prüfobjekten bei welchem das Prüfobjekt mit einem Prüfmedium befüllt wird oder befüllt ist und bei welchem bei Vorhandensein eines Lecks aus dem Prüfobjekt entweichendes Prüfmedium in die Umgebung gelangt oder bei Vorhandensein eines Lecks das das Prüfobjekt umgebende Prüfmedium in das Prüfobjekt gelangt und hieraus das Leck erkannt wird.
Zur automatisierten Dichtheitsprüfung von Behältern sind verschiedene integrale Prüfverfahren bekannt. Die am häufigsten eingesetzten Prüfverfahren sind die sogenannten Druckänderungsverfahren. Hierzu zählen beispielsweise die Druckabfallmethode, die Vakuumdruckanstiegsmethode oder die Differenzdruckmethode. Allen Druckänderungsverfahren gemeinsam ist, dass aus einer gemessenen Druckänderung auf eine Leckrate geschlossen werden soll. Es wird also vorausgesetzt, dass der gemessene Druck ein eineindeutiges Maß für die Leckrate darstellt. Bei der Druckabfallmethode wird beispielsweise der Prüfling zum Beginn der Prüfung mit dem gewünschten Prüfdruck mit Druckluft beaufschlagt. Fällt nun während der Prüfzeit der Druck um einen bestimmten Betrag ab, so wird eine dem gemessenen Druckabfall pro Zeit entsprechende Leckrate dem Prüfling zugeordnet. Der Prüfling hat also eine undichte Stelle. Sobald eine festgelegte Grenzleckrate überschritten wird, wird der Prüfling als nicht mehr ausreichend dicht im Hinblick auf den späteren Einsatzfall betrachtet und als NIO-Teil bewertet. Der Vorteil dieser Druckänderungsverfahren ist, dass sie sehr kostengünstig sind. Druckänderungsverfahren sind aber auf diejenigen Anwendungsfälle beschränkt in denen nur relativ grobe Leckraten ermittelt werden müssen. Dieses liegt darin begründet, dass der gemessene Druck ein eineindeutiges Maß für die zu detektierenden Leckraten darstellen muss. Dieses ist natürlich nicht mehr der Fall, wenn beispielsweise durch thermische Einflüsse am Prüfling oder Prüfaufbau Druckänderungen hervorgerufen werden, die in derselben Größenordnung liegen, wie Druckänderungen hervorgerufen durch die zu messende Leckrate. Ähnlich wie thermische Einflüsse können auch Feuchtigkeit am Bauteil oder am Prüfaufbau, sowie eine geringfügige Elastizität des Prüflings oder der Prüfeinrichtung zu einer den Vorgang der Dichtheitsprüfung beeinträchtigenden Druckänderung führen. Als Faustformel kann man unter günstigen Bedingungen noch etwa 10 Pa als auswertbare, hinreichend stabil messbare Druckänderung ansehen. 10 Pa entsprechen bei kleinen Bauteilen in etwa einer Leckrate von 10^–2 bis 10^–3 mbarl/s. Die kleinste auswertbare Druckänderung bzw. Leckrate hängt natürlich vom Einzelfall ab.
Wenn mit Druckänderungsverfahren aufgrund der oben diskutierten Gründe nicht mehr gearbeitet werden kann, stehen für die automatisierte, integrale Dichtheitsprüfung nur noch die sogenannten Gasnachweisverfahren zur Verfügung. Allen Gasnachweisverfahren gemeinsam ist, dass der Prüfling zum Zwecke der Dichtheitsprüfung in der Regel mit einem Testgas oder Testgas/Luft-Gemisch mit Druck beaufschlagt wird und die Umgebung des Prüfobjektes auf das Testgas hin untersucht wird. Als Gasnachweissysteme können beispielsweise Massenspektrometer oder fotoakustische Gasnachweissysteme verwendet werden.
Massenspektrometer werden in der Regel immer dann als Gasnachweissysteme eingesetzt, wenn als Testgas Helium verwendet werden soll (Helium-Lecktest). Die in das Massenspektrometer eingeleiteten Gase werden innerhalb des Spektrometers ionisiert und in einem elektrischen Feld beschleunigt. Dabei muss im Massenspektrometer ein Hochvakuum (ein Druck von kleiner 10^–2 Pa) herrschen, so dass die beschleunigten Ionen möglichst ungestört ein elektromagnetisches Massenfilter passieren können. Der Ort, an dem die Moleküle das Massenfilter dann wieder verlassen, hängt daher nur noch von der Ionenmasse ab, wodurch das Testgas eindeutig identifiziert werden kann. Für den Prüfvorgang wird das Prüfobjekt in eine Testkammer eingebracht und mit Testgas bedrückt. Die Testkammer wird dann über leistungsfähige Vakuumpumpen auf einen Druck kleiner 10 Pa evakuiert. Bei Erreichen dieses Drucks wird dem Massenspektrometer ein Teil des aus der Testkammer abgesaugten Gases zugeführt. Im Massenspektrometer wird dann die Testgaskonzentration dieser Gasprobe bestimmt. Die gemessene Testgaskonzentration ist dann ein direktes Maß für die Leckage am Prüfling. Mit diesem sehr empfindlichen Dichtheitsprüfverfahren können noch Leckraten von 10^–10 mbarl/s detektiert werden. Allerdings sind die benötigten sehr leistungsstarken Hochvakuumpumpstände sehr teuer.
Bei fotoakustischen Gasnachweisverfahren erfolgt der Testgasnachweis fotoakustisch. Die in das optische Dichtheitsprüfsystem eingebrachten Moleküle werden in diesem von einem auf die Absorptionslinien des verwendeten Testgases spektral abgestimmten periodisch gepulsten Laser beleuchtet. Werden dabei auch Testgasmoleküle beleuchtet, so absorbieren diese einen Teil des eingestrahlten Laserlichtes. Diese Absorption des Laserlichtes führt dann zu, über den fotoakustischen Effekt erzeugten Schallsignalen, welche über einen in der Nachweiszelle integrierten hochempfindlichen Sensor registriert werden. Die Amplituden dieser periodischen Signale sind dann ein direktes Maß für die Testgaskonzentration (siehe hierzu auch: Deutsche Patentanmeldung DE 195 00 947.9 ; Stetter/Schroff, 14.01.1995). Als Testgas wird meist das Inertgas SF₆ eingesetzt. Für den Prüfvorgang wird das Prüfobjekt in eine Testkammer eingebracht und mit Testgas bedrückt. Die Testkammer wird über eine Vakuumpumpe auf einen Druck kleiner 4 kPa evakuiert. Einige Sekunden nach Erreichen dieses Drucks wird etwas Gas aus der Testkammer dem Prüfsystem zugeführt, wo dann die Testgaskonzentration gemessen wird. Die gemessene Testgaskonzentration ist dann eine direktes Maß für die Leckage des Prüfobjektes. Mit diesem sehr empfindlichen Gasnachweisverfahren können noch Leckraten bis 10^–9 mbarl/s detektiert werden.
Ein wesentlicher Nachteil aller Gasnachweisverfahren ist darin zu sehen, dass das zu detektierende Testgas in der Umgebung des Prüfobjektes nur in sehr geringen Konzentrationen vorkommen darf. Dies liegt darin begründet, dass die gemessene Testgaskonzentration in der Umgebung des Prüflings ein eineindeutiges Maß für die zu detektierenden Leckraten darstellen muss. Dieses ist natürlich nicht mehr der Fall, wenn die Hintergrundkonzentration in der Umgebung des Prüflings in der gleichen Größenordnung liegt wie die durch das zu detektierende Leck erzeugte Testgaskonzentration. Die obere Grenze für die in der Umgebungsluft zulässigen Hintergrundkonzentration des verwendeten Testgases wird im wesentlichen durch die Messgenauigkeit, z. B. durch die Wiederholgenauigkeit der Gasnachweissysteme festgelegt. Die Messgenauigkeit liegt bei Gasnachweissystemen bei etwa 5% bezogen auf den aktuellen Messwert. Will man einen hinreichend präzisen Messwert, so sollte die Hintergrundkonzentration nicht größer als etwa 70% der zu messenden Testgaskonzentration betragen. Eine weitere Störquelle sind Prüflinge die eine sehr hohe Leckrate, ein ”Grobleck” haben, da durch diese die Hintergrundkonzentration stark ansteigt und vor allem räumlich und zeitlich starke Schwankungen zeigen kann. Dies ist der Grund für die bei Gasnachweissystemen so gefürchtete Verseuchung der Umgebungsluft (stark erhöhte und/oder stark schwankende Hintergrundkonzentration des verwendeten Testgases). Ein weiterer wesentlicher Nachteil von Gasnachweissystemen ist das sehr aufwendige und teure Gashandling in der Prüfanlage. Dieses ist notwendig, um den Prüfling für die Prüfung mit Testgas bedrücken und nach der Prüfung das Testgas wieder möglichst vollständig aus dem Prüfling entnehmen zu können, um eine Hintergrundverseuchung durch freigesetztes Testgas beispielsweise bei der Deadaption des Prüflings vermeiden zu können.
Weiter ist ein optisches Verfahren basierend auf der sogenannten Schlierenmethode, oder auch der Toeplerschen Schlierenmethode zur lokalen Leckdetektion bekannt. Dies ist eine Methode zur optischen Abbildung eines räumlich variierenden Dichtefeldes in einem transparenten Medium. Hierzu müssen die auf Leckstellen zu untersuchenden Bereiche des Prüflings tangential beleuchtet werden können. Der Prüfling wird zu Beginn der Prüfung mit einem Testgas bedrückt. Das verwendete Testgas muss einen von der, den Prüfling umgebenden, Umgebungsluft stark verschiedenen Brechungsindex haben. Tritt an einer Leckstelle am Prüfling dann das Testgas aus, so ist in den das Testgas enthaltenden Volumenelementen der Brechungsindex von dem der restlichen Umgebungsluft verschieden und das tangential am Prüfling verlaufende, idealerweise parallele Lichtbündel wird gestört, da es einen Bereich mit räumlich unterschiedlichem Brechungsindex durchläuft. Der Verlauf dieses Gradienten des Brechungsindex kann dann als Schlierenbild auf einem Schirm oder mittels einer Kamera aufgenommen werden (zu weiteren Details zur Schlierenmethode siehe z. B. dtv-Lexikon der Physik Band 8, 3. Auflage, Seite 103 und 104, Deutscher Taschenbuch Verlag GmbH & Co. KG 1971). Der wesentliche Nachteil dieser Methode ist, dass Leckraten nicht quantifiziert werden können und alle relavanten Stellen am Prüfling beleuchtbar sein müssen, was bei den meisten industriellen Komponenten nicht so ohne weiteres möglich ist. Weiter führen natürlich auch schon kleinste thermisch bedingte Dichteschwankungen zu Schlierenbildern, was die Anwendbarkeit auf den Laborbereich beschränkt.
Aufgrund der zunehmenden Anforderungen an die Dichtigkeit von technischen Komponenten wird es immer wichtiger, ein preiswertes und einfach zu betreibendes alternatives Dichtheitsprüfverfahren zu den sehr teuren und vor allem aufwendig zu betreibenden Gasnachweissystemen zu finden, mit welchem noch Leckraten, die einer Druckänderung von 0,1 Pa entsprechen, sicher detektiert werden können.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine Dichtheitsprüfung auch noch für sehr kleine Leckraten sicher, preiswert und automatisiert unter industriellen Produktionsbedingungen durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1, dem Grundgedanken nach, sowie in Ausführungsvarianten und Ausgestaltungen derselben durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 18 und hinsichtlich der Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 19 und in Ausgestaltungen durch die weiteren Unteransprüche 20 bis 25 gelöst.
Zur besseren Beschreibung der nachfolgend erläuterten Erfindung werden die folgenden Definitionen verwendet:
Testmedium: Unter dem Testmedium versteht man ein Medium welches zum Zwecke der Dichtheitsprüfung nachgewiesen werden soll. Hierbei kann es sich sowohl um ein Gas beispielsweise Stickstoff, aber auch um eine Flüssigkeit beispielsweise Wasser (H₂O) handeln. Handelt es sich bei dem Testmedium um eine Flüssigkeit, so wird im Folgenden angenommen, dass diese einen ausreichenden Dampfdruck besitzt und daher im Nachweisraum hinreichend schnell verdampft und somit im Nachweisraum und im Untersuchungsvolumen immer in der Gasphase vorliegt. Im Folgenden wird daher in diesem Sinne auch bei flüssigen Testmedien von Testgasen gesprochen.
Prüfmedium: Unter dem Prüfmedium versteht man ein reines Medium oder ein aus mehreren Medien zusammengesetztes Medium (diese können sowohl in der Gasphase als auch in der Flüssigphase vorliegen) mit welchem der Prüfraum zum Zwecke der Dichtheitsprüfung gefüllt ist oder gefüllt wird. Das Prüfmedium enthält mindestens ein Testmedium mit einem bekannten Anteil. Ist dieser Anteil 100%, so ist das Testmedium mit dem Prüfmedium identisch.
Ein Beispiel für ein Prüfobjekt, das sowohl ein flüssiges als auch ein gasförmiges Testmedium enthält, bilden die in der Medizin verwendeten Ampullen. Diese sind zu einem gewissen Anteil mit Wasser (H₂O), in welchem der Wirkstoff gelöst ist und mit Luft oder Stickstoff (N₂) gefüllt. Um diese Ampullen auf Dichtheit prüfen zu können, ist es erforderlich, sowohl das flüssige Testmedium H₂O, als auch das gasförmige Testmedium N₂ nachzuweisen, da man nicht sicher sagen kann, ob aus einem Leck am Prüfobjekt das flüssige oder das gasförmige Testmedium austritt.
Prüfraum: Unter dem Prüfraum versteht man das Volumen, aus dem bei Vorhandensein eines Lecks am Prüfobjekt das im Prüfraum befindliche Prüfmedium austritt. Wird beispielsweise der Prüfling mit dem Prüfmedium so befüllt, dass der Druck im Prüfling größer ist, als der Druck in der Umgebung des Prüflings, so tritt das Prüfmedium im Falle eines Lecks am Prüfling aus dem Inneren des Prüflings – dem Prüfraum – in die Umgebung des Prüflings – den Nachweisraum – aus. Wird andererseits beispielsweise der Druck im Prüfling verringert, so dass der Druck in der Umgebung – dem Prüfraum – größer ist als der Druck im Prüfling, so tritt das den Prüfling umgebende Medium – das Prüfmedium – im Falle eines Lecks am Prüfling in den Prüfling – den Nachweisraum – ein.
Nachweisraum: Unter dem Nachweisraum versteht man das Volumen in den bei Vorhandensein eines Lecks am Prüfobjekt das im Prüfraum befindliche Prüfmedium eintritt.
Untersuchungsvolumen: Unter dem Untersuchungsvolumen versteht man das Volumen in dem die Konzentrationen der Testgase oder die Mengen der Testgase im Nachweisraum ermittelt werden. Das Untersuchungsvolumen kann ein Teilvolumen des Nachweisraums sein, mit dem Nachweisraum identisch sein, oder ein Volumen sein, das mit dem Nachweisraum über Leitungen oder Schläuche verbunden ist und das im Nachweisraum befindliche Gas enthält oder mit diesem befüllt werden kann.
Spülgas: Unter einem Spülgas wird ein Gas und/oder Gasgemisch verstanden, dass keine Testgase oder nur geringe Mengen der Testgase enthält. Das Spülgas dient dazu, die Testgasanteile im Nachweisvolumen und im Untersuchungsvolumen durch einen Spülvorgang verringern zu können.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass mittels einer schnellen Gasentladung in einem Gas oder Gasgemisch, die für die Dichtheitsprüfung erfindungsgemäß vorgeschlagenen Testgase dadurch eindeutig nachgewiesen werden können, indem das von der schnellen Gasentladung erzeugte Licht und/oder der zeitliche Intensitätsverlauf des erzeugten Lichtes ausgewertet wird. Unter einer schnellen Gasentladung soll im folgenden immer eine elektrische Gasentladung verstanden werden mit den nachfolgend beschriebenen Eigenschaften.
Schnelle Gasentladung: Unter einer schnellen Gasentladung soll im Folgenden eine pulsförmige elektrische Entladung bezeichnet werden, bei der die Pulsdauer der elektrischen Entladung ΔT_PULS, mindestens so kurz gewählt wird, dass die Wahrscheinlichkeit für eine Abregung der angeregten Moleküle oder Atome während der Pulsdauer ΔT_PULS durch andere Atome oder Moleküle im Untersuchungsvolumen, beispielsweise durch eine strahlungslose Abregung der angeregten Moleküle oder Atome über Stöße mit anderen Atomen oder Molekülen, vernachlässigt werden kann.
Wird die Pulsdauer ΔT_PULS zu groß gewählt, so können die angeregten Moleküle oder Atome während der Anregungsphase (der Pulsdauer) zu häufig mit anderen Atomen oder Molekülen in Wechselwirkung treten. Die Anzahl der angeregten Atome oder Moleküle ist dann nicht mehr eindeutig durch die Gasentladung festgelegt und die Intensität des von den angeregten Molekülen oder Atomen emittierten Lichtes bildet dann kein eindeutiges Maß mehr für die Konzentration der Testgase im Untersuchungsvolumen. Wird die Pulsdauer hingegen hinreichend kurz gewählt, so kann die Konzentration der einzelnen Testgase im Untersuchungsvolumen auch dann korrekt bestimmt werden, wenn mehrere Testgase (beispielsweise H₂O und N₂), aber auch Fremdgase wie etwa O₂ oder gasförmige Bestandteile, von in der Industrie verwendeten Lösungsmitteln, im Untersuchungsvolumen vorhanden sind. Die Notwendigkeit gleichzeitig auch mehrere Testgase nachweisen zu können, wird durch das bereits oben angesprochene Beispiel, der in der Medizin verwendeten Ampullen, verdeutlicht.
Vorteilhafterweise kann die schnelle Gasentladung durch ein kurzzeitiges Anlagen einer hinreichend hohen Spannung zwischen einer erste Elektrode (K) und einer zweiten Elektrode (A) erzeugt werden, die im Untersuchungsvolumen angeordnet sind. Das von der schnelle Gasentladung emittierte Licht bildet dann für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall ein eindeutiges Maß für die Menge der in dem Untersuchungsvolumen enthaltenen und/oder durch das Leck in den Nachweisraum verbrachten Testgase. Die Intensität des von der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes kann dann für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (28) ausgewertet werden.
Besonders vorteilhaft kann die Intensität des aus dem Bereich des negativen Glimmlichtes der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (28) ausgewertet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Dauer ΔT_PULS der schnellen Gasentladung auf den Druck P_UV im Untersuchungsvolumen abgestimmt wird. Vorzugsweise mit ΔT_PULS < 200 ns und P_UV < 3 hPa.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die schnelle Gasentladung in definierten zeitlichen Abständen, vorzugsweise periodisch mit einer Pulswiederholfrequenz f_PULS von etwa 50 Hz bis 100 Hz wiederholt wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Elektrode (K) und/oder die zweite Elektrode (A) als Hohlelektrode realisiert wird. Hierdurch kann die Intensität insbesondere im Bereich des negativen Glimmlichtes stark erhöht werden.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das die erste Elektrode (K) und/oder die zweite Elektrode (A) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Beispielsweise aus AlCuMgPb, AlMgSi1 oder AlMg5Si.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als Testgas Stickstoff oder Argon oder H₂O oder N₂O verwendet wird. N₂O kann einfach dadurch nachgewiesen werden, indem die schnelle Gasentladung so intensiv gestaltet wird, dass sich das N₂O-Molekül in N₂ und ein O-Radikal zersetzt und dann das so entstandene N₂-Molekül nachgewiesen wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als Spülgas Helium und/oder Argon und/oder CO₂ verwendet wird. Mit dem Spülgas kann der Testgasanteil im Nachweisvolumen und Untersuchungsvolumen vor der Dichtheitsprüfung beispielsweise durch einen Spülvorgang verringert werden und hierdurch die Empfindlichkeit des Verfahrens erhöht werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Intensität und/oder der zeitliche Verlauf des von der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes in dem Wellenlängenbereich 335 nm bis 339 nm und/oder 355,7 nm bis 359,7 nm und/oder 378,5 nm bis 382,5 nm und/oder 387,1 nm bis 391,1 nm und/oder 389,4 nm bis 393,4 nm und/oder 403,9 nm bis 407,9 nm und/oder 425,8 nm bis 429,8 nm und/oder 468,9 nm bis 472,9 nm als eindeutiges Maß für die Menge der in dem Nachweisraum enthaltenen und/oder durch das Leck in den Nachweisraum verbrachten Testgase bestimmt wird und/oder als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (28) ausgewertet wird.
Vorteilhafterweise wird für den Nachweis von N₂ und/oder N₂O der Wellenlängenbereich 335 nm bis 339 nm ausgewertet. Für den Nachweis von H₂O wird Vorteilhafterweise der Wellenlängenbereiche 387 nm bis 394 nm ausgewertet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Untersuchungsvolumen und/oder die erste Elektrode (K) und/oder die zweite Elektrode (A) mittels einer Lichtquelle so beleuchtet wird, dass hierdurch eine ausreichende Anzahl an Ionen im Untersuchungsvolumen erzeugt wird, wodurch dann die schnelle Gasentladung sicher zündet. Als Lichtquelle kann eine UV-LED verwendet werden. Die Lichtquelle sollte im Bereich 250 nm bis etwa 420 nm Licht emittieren, vorzugsweise im Bereich 387 nm bis 394 nm Licht emittieren.
Ausführungsbeispiel
Die Dichtheitsprüfung eines Prüfobjektes (27) kann grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Bei der ersten Prüfvariante wird der Prüfling in eine Testkammer (24) verbracht und der Druck im Prüfobjekt gegenüber dem Druck in der Testkammer erhöht und/oder der Druck in der Testkammer erniedrigt. Im Falle einer Leckstelle (28) am Prüfobjekt (27) tritt dann aus dem Prüfobjekt das darin befindliche Prüfmedium in die Testkammer (24) aus und der Testgasanteil in der Testkammer (Nachweisraum) wird hierdurch erhöht und im Untersuchungsvolumen zum Zwecke der Erkennung und/oder als Maß für die Größe eines Lecks (28) am Prüfobjekt (27) ausgewertet. Bei der zweiten Prüfvariante wird der Druck im Prüfobjekt (27) gegenüber dem Umgebungsdruck erniedrigt. Im Falle einer Leckstelle (28) am Prüfobjekt (27) gelangt dann das Umgebungsmedium (Prüfmedium) aus der Umgebung des Prüfobjekts (27) in das Innere des Prüfobjektes (Nachweisraum) und der Testgasanteil im Prüfling wird hierdurch erhöht und im Untersuchungsvolumen zum Zwecke der Erkennung und/oder als Maß für die Größe eines Lecks (28) am Prüfobjekt (27) ausgewertet. Für die zweite Prüfvariante ist keine Testkammer erforderlich.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung 1 näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Dichtheitsprüfung nach der ersten Prüfvariante.
Die in 1 dargestellte erste Prüfvariante ermöglicht sowohl die Dichtheitsprüfung von hermetisch geschlossenen Prüflingen, als auch die Dichtheitsprüfung von Prüflingen, bei denen das Innenvolumen über eine oder mehrere Öffnungen zugänglich ist.
Bei der in 1 dargestellten Anordnung ist das Untersuchungsvolumen in der Messzelle (20) integriert. Über eine Leitung (21) ist das Untersuchungsvolumen mit der Testkammer (24) verbunden. Das Untersuchungsvolumen wird durch das von der Hohlanode (A) umschlossene Volumen (3) und das von dem becherförmigen Auskoppelfenster (19) und das von der Hohlkathode (K) umschlossene Volumen (1) und das von dem zylindrischen Isolator (6) umschlossene Volumen (2) gebildet. Alle Komponenten sind gasdicht miteinander verbunden, so dass ein gemeinsamer, zur Umgebung hin gasdichter Raum – das Untersuchungsvolumen – entsteht.
Die becherförmige Hohlkathode hat am Becherboden eine Bohrung. Über diese Bohrung ist der als zylindrische Röhre ausgeführte Isolator (6) mit der Hohlkathode (K) verbunden. Vorzugsweise bedeckt der Isolator (6) die zylindrische Fläche der Bohrung komplett, ragt jedoch nicht in den Becher hinein. Das andere Ende des zylindrischen Isolators (6) ist auf dieselbe Weise mit der Hohlanode verbunden. Der Abstand zwischen Hohlkathode und Hohlanode wird dabei mindestens so groß gewählt, dass es zwischen Hohlkathode und Hohlanode bei Atmosphärendruck zu keiner Gasentladung kommen kann. Der Abstand beträgt vorzugsweise 10 mm bis 80 mm.
Am Becherrand der Hohlkathode (K) ist die Hohlkathode mit dem Auskoppelfenster (19) verbunden. Am Becherrand der Hohlanode (A) ist die Hohlanode mit einer Adapterplatte verbunden. An die Adapterplatte ist die Leitung (21), die das Untersuchungsvolumen mit der Testkammer (24) verbindet, angebracht.
Wird zwischen der Hohlkathode (K) und der Hohlanode (A) für eine kurze Zeit eine Spannung angelegt, so kann zwischen der Hohlkathode (K) und der Hohlanode (A) eine schnelle Gasentladung auftreten, wenn die Spannung des kurzen Spannungspulses und der Druck im Untersuchungsvolumen geeignet aufeinander abgestimmt sind. Durch den als zylindrische Röhre ausgebildeten Isolator (6) wird die schnelle Gasentladung zwischen der Hohlkathode (K) und der Hohlanode (A) räumlich auf das Innenvolumen (2) des Isolators (6) eingeengt. Dieses hat zur Folge, dass die Gasentladung erst nach einer definierten Zeit, die im Wesentlichen durch den Innendurchmesser und die Länge des Isolators (6) festgelegt wird, zündet.
Vorteilhafterweise wird das aus dem Bereich des negativen Glimmlichtes emittierte Licht, welches in dem von der Hohlkathode (K) umschlossenen Volumen (1) entsteht und durch das Auskoppelfenster (19) aus dem Untersuchungsvolumen austritt, mittels einer vor dem Auskoppelfenster (19) angeordneten Detektoreinheit (5) detektiert und mittels einer Analyseeinheit (10) ausgewertet. Hierzu werden die Signale der Detektoreinheit (5) über eine Leitung (11) an die Analyseeinheit (10) übertragen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das aus dem Auskoppelfenster (19) austretende Licht in einen Lichtleiter eingekoppelt wird und mittels des Lichtleiters zu der Detektoreinheit (5) übertragen und von dieser detektiert wird.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das die Detektoreinheit (5) als Spektrometer, vorzugsweise als Gitterspektrometer, realisiert wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Detektoreinheit (5) als Photodetektor, vorzugsweise als APD-Photodiode, realisiert wird, wobei diese mit einem optischen Bandpassfilter versehen ist und der Bandpassfilter auf das zu detektierende Emissionswellenlängenintervall abgestimmt ist, so dass auf den Photodetektor nur Licht aus diesem Wellenlängenintervall trifft. Für den Fall, dass mehrere Emissionswellenlängenintervalle detektiert werden sollen, wird die Detektoreinheit (5) aus mehreren Photodetektoren mit den entsprechenden Bandpassfiltern realisiert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Abmessungen des Isolators (6), in Abstimmung mit den Abmessungen der Hohlkathode (K) und der Hohlanode (A), so gewählt wird, dass die schnelle Gasentladung erst nach dem kurzen Spannungspuls, vorzugsweise 50 ns nach dem Spannungspuls, zündet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die schnelle Gasentladung immer gleichmäßig zündet und der zeitliche Verlauf präzise definiert ist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der positive Pol einer Gleichspannungsquelle (7) mit der Hohlanode (A) über eine Leitung (18) verbunden ist und der negative Pol der Gleichspannungsquelle (7) über eine Leitung (17) mit dem Eingangskontakt eines Schalters (9) – welcher vorzugsweise als Halbleiterschalter ausgeführt ist – verbunden ist und der Ausgangskontakt des Schalters (9) über eine Leitung (16) mit der Hohlkathode (K) verbunden ist, wobei der Schalter (9) für eine kurze Zeit – vorzugsweise für eine Zeit < 600 ns – geschlossen werden kann, so dass hierdurch zwischen der Hohlkathode (K) und der Hohlanode (A) für eine kurze Zeit eine Spannung, vorzugsweise eine Spannung zwischen 500 V und 10 kV, angelegt werden kann und hierdurch die durch die Hohlkathode (K) und Hohlanode (A) gebildete Kapazität geladen werden kann. Der Schalter (9) kann von der Analyseeinheit (10) über eine Steuerleitung (13) angesteuert werden. Die Spannung der Gleichspannungsquelle (7) kann von der Analyseeinheit (10) über eine Steuerleitung (12) geregelt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der durch die Hohlkathode (K) und Hohlanode (A) gebildeten Kapazität eine zweite Kapazität (8) von > 100 pF – vorzugsweise mit einer Kapazität von 3 nF – mittels der Verbindungsleitungen (14, 15) parallel geschaltet wird und hierdurch die Stromstärke der schnellen Gasentladung erhöht wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Anordnung der Hohlkathode (K) und der Hohlanode (A) in Verbindung mit der zweiten Kapazität (8) und den Verbindungsleitungen (14, 15) so gewählt wird, dass die Dauer der schnellen Gasentladung möglichst kurz, vorzugsweise < 200 ns, ist.
Die Testkammer (24) kann über ein Evakuierventil (29) mittels der Vakuumpumpe (30) evakuiert werden. Über ein an der Testkammer (24) angebrachtes Ventil (25) kann die Testkammer belüftet, auf Atmosphärendruck gebracht werden. Über ein an der Testkammer (24) angebrachtes Ventil (22) kann die Testkammer mit dem in dem Behälter (23) gespeicherten Spülgas gespült werden. Zur Ablaufsteuerung, vorzugsweise zur Regelung oder Steuerung des Evakuiervorganges der Testkammer (24), ist es vorteilhaft an der Testkammer (24) einen Drucksensor (26) anzuordnen und diesen mittels der Auswerteeinheit (10) abzufragen und die Ablaufsteuerung der Ventile durchzuführen.
Die Dichtheitsprüfung eines hermetisch geschlossenen Prüflings (27) wird dann wie folgt durchgeführt:
Das Evakuierventil (29) der Testkammer (24) wird geöffnet, bis sich ein hinreichend tiefes Vakuum, vorzugsweise ein Druck von 3 hPa in der Testkammer (24) einstellt und/oder unterschritten wird. Das Vakuum kann mittels des Drucksensors (26) gemessen werden. Sodann wird nach einer kurzen Wartezeit von vorzugsweise einer bis 10 Sekunden das Evakuierventil (29) der Testkammer (24) und das Spülventil (22) geöffnet. Das Spülventil (22) wird nur kurz für etwa 0,1 s geöffnet. Sobald der Druck in der Testkammer wieder 3 hPa erreicht, wird das Evakuierventil der Testkammer (24) geschlossen. Danach beginnt die Messzeit. Diese beträgt je nachdem welche Leckrate am Prüfling detektiert werden soll, 2 s bis 10 s. Während der Messzeit wird im Untersuchungsvolumen der Anstieg der Konzentration und/oder die Menge der zu detektierenden Testgase gemessen und hieraus die Leckrate am Prüfling (27) bestimmt.
Danach wird die Testkammer (24) mittels des Belüftungsventils (25) belüftet um die Testkammer wieder öffnen zu können. Sobald die Testkammer belüftet ist wird das Belüftungsventil (25) wieder geschlossen. Der Prüfablauf ist damit beendet.
Bei bedrückbaren Prüflingen (27) ist der Prüfling (27) über eine Leitung (36) an ein Evakuierventil (32), ein Belüftungsventil (31) und ein Bedrückventil (33), welches eingangsseitig mit einem Druckspeicher (35) verbunden ist (der das Testgas enthält), angeschlossen. Über das Evakuierventil (32) kann der Prüfling, vorzugsweise zeitlich parallel zum Evakuiervorgang der Testkammer, evakuiert werden. Mit Beginn der Messzeit wird dann für einige Sekunden im Untersuchungsvolumen der Anstieg der Konzentration der Testgase, die Nullsteigung, ermittelt. Danach wird der Prüfling (27) für einige Sekunden mittels des Bedrückventils (33) auf den Prüfdruck gebracht. Während dieser Zeit wird im Untersuchungsvolumen der Anstieg der Konzentration, die Gesamtsteigung, der Testgase bestimmt. Danach wird der Druck im Prüfling abgebaut. Aus der Gesamtsteigung minus der Nullsteigung kann dann die Leckrate am Prüfling ermittelt werden. Die Bestimmung der Nullsteigung hat den Vorteil, dass hierdurch auch bei einem Ausgasen von Testgas aus den Oberflächen des Prüflings noch sehr kleine Leckraten ermittelt werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19500947 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

dtv-Lexikon der Physik Band 8, 3. Auflage, Seite 103 und 104, Deutscher Taschenbuch Verlag GmbH & Co. KG 1971 [0007]

Claims

Verfahren zur integralen Dichtheitsprüfung von Behältern, Gehäusen und dergleichen Prüfobjekten, bei welchem das Prüfobjekt (27) mit einem Prüfmedium befüllt wird und/oder befüllt ist und bei welchem bei Vorhandensein eines Lecks (28) aus dem Prüfobjekt (27) entweichendes Prüfmedium in den Nachweisraum gelangt oder dass das Prüfobjekt (27) von dem Prüfmedium umgeben ist und bei Vorhandensein eines Lecks (28), das Prüfmedium in den Nachweisraum gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass im Untersuchungsvolumen, vorzugsweise mittels einer im Untersuchungsvolumen angeordneten, vorzugsweise elektrisch isolierten, ersten Elektrode (K) und vorzugsweise mittels einer im Untersuchungsvolumen angeordneten, vorzugsweise geerdeten, zweiten Elektrode (A) eine schnelle Gasentladung, vorzugsweise durch ein kurzzeitiges Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektroden (K) und der zweiten Elektrode (A), in der Art erzeugt wird, dass die Intensität des von der schnelle Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall ein eindeutiges Maß für die Menge der in dem Untersuchungsvolumen enthaltenen und/oder durch das Leck in den Nachweisraum verbrachten Testgase bildet und die Intensität des von der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (28) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des aus dem Bereich des Negativen Glimmlichtes der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall bestimmt wird und/oder die Intensität des aus dem Bereich des Negativen Glimmlichtes der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (28) ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer ΔT_PULS der schnellen Gasentladung so auf den Druck P_UV in dem Untersuchungsvolumen abgestimmt wird, dass die Dauer ΔT_PULS der Gasentladung kleiner oder gleich der zehnfachen mittleren Flugzeit der einzelnen Atome oder Moleküle zwischen zwei Stößen untereinander ist, vorzugsweise dass die Dauer ΔT_PULS der Gasentladung kleiner oder gleich der doppelten mittleren Flugzeit der einzelnen Atome oder Moleküle zwischen zwei Stößen untereinander ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der schnellen Gasentladung ΔT_PULS ≤ 2000 ns, vorzugsweise ΔT_PULS ≤ 200 ns, gewählt wird und der Druck im Untersuchungsvolumen P_UV ≤ 20 hPa, vorzugsweise P_UV ≤ 3 hPa, gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schnelle Gasentladung in definierten zeitlichen Abständen, vorzugsweise periodisch mit einer definierten Pulswiederholfrequenz f_PULS, wiederholt wird und/oder der zeitlichen Verlauf der Intensität des von der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall bestimmt wird und/oder der zeitliche Verlauf der Intensität des von der schnellen Gasentladung emittierten Lichtes für mindestens eine Emissionswellenlänge oder mindestens ein Emissionswellenlängenintervall als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (28) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulswiederholfrequenz f_PULS kleiner 6000 Hz, vorzugsweise kleiner gleich 100 Hz gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit zwischen zwei schnellen Gasentladungen größer gleich 200 μs, vorzugsweise größer gleich 0,01 s gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (K) – die Kathode – als Hohlkathode ausgeführt wird und/oder die zweite Elektrode (A) – die Anode – als Hohlanode ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (K) und/oder die zweite Elektrode (A) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Testgas Stickstoff (N₂) und/oder Argon und/oder H₂O und/oder N₂O (Lachgas) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Testgas N₂O verwendet wird und die schnellen Gasentladung so gewählt wird, dass das N₂O-Molekül zu Stickstoff (N₂) und ein O-Radikal zerfällt und das N₂-Molekül angeregt wird und zum Zwecke der Dichtheitsprüfung nachgewiesen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des von der schnelle Gasentladung emittierten Lichtes in dem Emissionswellenlängenintervall 335 nm bis 339 nm und/oder 355,7 nm bis 359,7 nm und/oder 378,5 nm bis 382,5 nm und/oder 387,1 nm bis 391,1 nm und/oder 389,4 nm bis 393,4 nm und/oder 403,9 nm bis 407,9 nm und/oder 425,8 nm bis 429,8 nm und/oder 468,9 nm bis 472,9 nm als eindeutiges Maß für die Menge der in dem Nachweisraum enthaltenen und/oder durch das Leck in den Nachweisraum verbrachten Testgase bestimmt wird und/oder als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (27) ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des von der schnelle Gasentladung emittierten Lichtes bei der Emissionswellenlänge 337,1 nm und/oder 357,7 nm und/oder 380,5 nm und/oder 389,1 nm und/oder 391,4 nm und/oder 405,9 nm und/oder 427,8 nm und/oder 470,9 nm als eindeutiges Maß für die Menge der in dem Nachweisraum enthaltenen und/oder durch das Leck in den Nachweisraum verbrachten Testgase bestimmt wird und/oder als Maß für das Vorhandensein und/oder die Größe eines Lecks (27) ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachweisraum und/oder das Untersuchungsvolumen mit einem Spülgas befüllt ist oder befüllt wird oder gespült wird und hierdurch die Testgaskonzentrationen vor der Dichtheitsprüfung im Nachweisraum und/oder im Untersuchungsvolumen abgesenkt – vorzugsweise die Testgase vollständig entfernt – werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Spülgas Helium (He) und/oder Argon und/oder CO₂ verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsvolumen und/oder die erste Elektrode (K) und/oder die zweite Elektrode (A) mittels einer Lichtquelle so beleuchtet wird, dass hierdurch eine ausreichende Anzahl an Ionen im Untersuchungsvolumen erzeugt wird und die Gasentladung hierdurch sicher zündet.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle eine UV-LED verwendet wird und/oder die Lichtquelle im Bereich zwischen 250 nm und 420 nm – vorzugsweise zwischen 387 nm und 394 nm – Licht emittiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt zum Zweck der Dichtheitsprüfung in eine Testkammer (24) verbracht wird und diese auf den Druck P_UV evakuiert wird und das Untersuchungsvolumen über eine Verbindungsleitung (21) mit der Testkammer (24) verbunden ist.
Anordnung zur integralen Dichtheitsprüfung von Behältern, Gehäusen und dergleichen Prüfobjekten (27), mit einer Messzelle (20) bestehend aus einer ersten Elektrode (K), die über einen Isolator (6) – der vorzugsweise als zylindrische Röhre ausgeführt ist – so mit einer zweiten Elektrode (A) verbunden ist, dass durch ein kurzzeitiges Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Elektroden (K) und der zweiten Elektrode (A) eine schnelle Gasentladung erzeugt wird und das hierdurch im Untersuchungsvolumen erzeugte Licht (4) durch das an der ersten Elektrode (K) angebrachte Auskoppelfenster (19) auf eine Detektoreinheit (5) gelangt und mittels einer Analyseeinheit (10) das von der Detektoreinheit (5) detektierte Licht als Maß für die Menge der durch ein Leck (28) am Prüfobjekt (27) in die Testkammer verbrachten Testgase anhand der, über eine die Testkammer (24) mit der Messzelle (20) verbindende Leitung (21), in das Untersuchungsvolumen – vorzugsweise über Diffusionsvorgänge – verbrachten Testgasmengen ausgewertet wird und/oder für die Anwesenheit und/oder Größe eines Lecks (28) ausgewertet wird.
Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der positive Pol einer Gleichspannungsquelle (7) mit der zweiten Elektrode (A) über eine Leitung (18) verbunden ist und der negative Pol der Gleichspannungsquelle (7) über eine Leitung (17) mit dem Eingangskontakt eines Schalters (9) – welcher vorzugsweise als Halbleiterschalter ausgeführt ist – verbunden ist und der Ausgangskontakt des Schalters (9) über eine Leitung (16) mit der ersten Elektrode (K) verbunden ist, wobei der Schalter (9) für eine kurze Zeit – vorzugsweise für eine Zeit < 600 ns – geschlossen werden kann, so dass hierdurch zwischen der ersten Elektroden (K) und der zweiten Elektrode (A) für eine kurze Zeit eine Spannung – von vorzugsweise 2400 V – angelegt werden kann.
Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (K) und/oder die zweite Elektrode (A) als Hohlelektrode ausgeführt werden und/oder der Isolator (6) in die Bohrung der ersten Elektrode (K) und/oder in die Bohrung der zweiten Elektrode (A) hineinreicht – vorzugsweise diese vollständig abdeckt – und hierdurch sichergestellt wird, dass die schnelle Gasentladung erst nach dem kurzen Spannungspuls – vorzugsweise erst 50 ns nach dem Spannungspuls – einsetzt und sich somit erst nach dem kurzen Spannungspuls die durch die erste Elektrode (K) und die zweite Elektrode (A) gebildete Kapazität in Form einer schnellen Gasentladung entladen kann.
Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die erste Elektrode (K) und zweiten Elektrode (A) gebildeten Kapazität eine zweite Kapazität (8) von > 100 pF – vorzugsweise mit einer Kapazität von 3 nF – mittels der Verbindungsleitungen (14, 15) parallel geschaltet wird und hierdurch die Stromstärke der schnellen Gasentladung erhöht wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der ersten Elektrode (K) und der zweiten Elektrode (A) in Verbindung mit der zweiten Kapazität und den Verbindungsleitungen (14, 15) so gewählt wird, dass die Dauer der schnellen Gasentladung < 200 ns beträgt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (9) von der Analyseeinheit (10) über eine Steuerleitung (13) angesteuert werden kann und/oder die Spannung der Gleichspannungsquelle (7) über eine Steuerleitung (12) geregelt werden kann.
Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (5) als Spektrometer – vorzugsweise als Gitterspektrometer – realisiert wird.