DE102020111814A1 - Procedure for leak testing a test body and test device as well as high-voltage storage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers (10), insbesondere eines Hochvoltspeichers, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen des Prüfkörpers (10), Bereitstellen einer Prüfvorrichtung (12), welche eine Sensorvorrichtung (26) zur Erfassung zumindest eines physikalischen Parameters umfasst, Verbinden des Prüfkörpers (10) mit der Prüfvorrichtung (12) derart, dass ein Druckausgleich und/oder ein Massen- und/oder Volumenstrom zwischen dem Prüfkörper (10) und der Prüfvorrichtung (12) erfolgen kann, Befüllen des Systems aus Prüfkörper (10) und Prüfvorrichtung (12) mit einem Prüfmedium unter einem definierten Prüfdruck, Messen eines Druckausgleichs und/oder eines Massen- und/oder Volumenstroms zwischen dem Prüfkörper (10) und der Prüfvorrichtung (12), Korrigieren des gemessenen Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms unter Verwendung des mittels der Sensorvorrichtung (26) erfassten zumindest einen Parameters, und Bestimmen einer Dichtigkeit des Prüfkörpers (10) auf Basis des korrigierten Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms. Ferner betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung (12) zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers (10) sowie einen Hochvoltspeicher.The invention relates to a method for leak testing a test body (10), in particular a high-voltage storage device, comprising the following steps: providing the test body (10), providing a test device (12) which comprises a sensor device (26) for detecting at least one physical parameter, Connecting the test body (10) to the test device (12) in such a way that pressure equalization and / or a mass and / or volume flow can take place between the test body (10) and the test device (12), filling the system from test body (10) and test device (12) with a test medium under a defined test pressure, measuring a pressure compensation and / or a mass and / or volume flow between the test body (10) and the test device (12), correcting the measured pressure compensation and / or the mass and / or volume flow using the at least one parameter detected by means of the sensor device (26), and determining one Leak tightness of the test body (10) based on the corrected pressure compensation and / or the mass and / or volume flow. The invention also relates to a test device (12) for testing the leakage of a test body (10) and a high-voltage storage device.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers, insbesondere eines Hochvoltspeichers, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen des Prüfkörpers, Verbinden des Prüfkörpers mit der Prüfvorrichtung derart, dass ein Druckausgleich und/oder ein Massen- und/oder Volumenstrom zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung erfolgen kann; Befüllen des Systems aus Prüfkörper und Prüfvorrichtung mit einem Prüfmedium unter einem definierten Prüfdruck, und Messen eines Druckausgleichs und/oder eines Massen- und/oder Volumenstroms zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung.The invention relates to a method for leak testing a test body, in particular a high-voltage storage device, comprising the following steps: providing the test body, connecting the test body to the test device in such a way that a pressure equalization and / or a mass and / or volume flow between the test body and the test device can be done; Filling the system of test body and test device with a test medium under a defined test pressure, and measurement of a pressure equalization and / or a mass and / or volume flow between the test body and the test device.
Ferner betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers, welche einen Behälter zur Aufnahme eines Prüfmediums, der mit dem Prüfkörper über eine Leitung verbindbar ist, und eine Messvorrichtung zur Messung eines Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms in der Leitung umfasst. Zudem betrifft die Erfindung einen Hochvoltspeicher.The invention also relates to a test device for leak testing a test body, which comprises a container for receiving a test medium, which can be connected to the test body via a line, and a measuring device for measuring a pressure equalization and / or the mass and / or volume flow in the line . The invention also relates to a high-voltage storage device.
Bei der Messung der Dichtigkeit eines Prüfkörpers mittels eines Masseflussverfahrens wird nicht nur der Prüfkörper, sondern auch ein Referenzvolumen mit einem Prüfmedium, wie zum Beispiel mit Luft oder mit einem Gas, befüllt. Das Referenzvolumen und der Prüfkörper sind üblicherweise über eine Leitung miteinander verbunden. Da somit bei einer Leckage im Prüfkörper ein Druckausgleich über einen Fluidfluss zwischen den beiden Volumina stattfindet, kann ein Leckagewert des Prüfkörpers über die Messung des Volumenstroms vom Referenzvolumen in den Prüfkörper ermittelt werden. Hat der Prüfkörper ein Leck, strömt Luft beziehungsweise Gas aus dem Referenzvolumen nach und wird über einen Masseflusssensor erfasst.When measuring the tightness of a test body using a mass flow method, not only the test body but also a reference volume is filled with a test medium such as air or a gas. The reference volume and the test body are usually connected to one another via a line. Since, in the event of a leak in the test body, pressure equalization takes place via a fluid flow between the two volumes, a leakage value of the test body can be determined by measuring the volume flow from the reference volume into the test body. If the test body has a leak, air or gas flows in from the reference volume and is recorded by a mass flow sensor.
Bei diesem Verfahren wird allerdings vorausgesetzt, dass sich das Referenzvolumen und der Prüfkörper in ihren Eigenschaften gleich, insbesondere zeitlich gleich, verhalten. Tatsächlich ist der Prüfkörper äußeren Störeinflüssen ausgesetzt, welche der benötigten Gleichgewichtsbedingung entgegenstehen oder die Einstellung des Gleichgewichts verzögern. Solche Störgrößen können eine Temperaturänderung, welche eine messbare Druckänderung nach sich zieht, oder Vibrationen, welche Fluidströmungsschwankungen in der Leitung verursachen können, sein.In this method, however, it is assumed that the reference volume and the test body behave the same in terms of their properties, in particular the same in terms of time. In fact, the test body is exposed to external interfering influences which oppose the required equilibrium condition or delay the establishment of equilibrium. Such disturbance variables can be a change in temperature, which results in a measurable change in pressure, or vibrations, which can cause fluctuations in fluid flow in the line.
Die Abgleich- beziehungsweise Beruhigungszeit kann den größten Teil der Prüfzeit ausmachen. In dieser Zeit wird der Einfluss unerwünschter Faktoren (Wärmefaktoren der Oberfläche, Dynamikfaktoren der Gasbewegung und weitere physikalische Faktoren) auf die Messung der Leckage neutralisiert. Aktuell kann es 3 bis 4 Minuten dauern, um ein akzeptables Ergebnis für die Abgleichzeit zu erzielen. Eine vollständige Beruhigung kann in Abhängigkeit der Umgebungseinflüsse auch nach 45 Minuten noch nicht erreicht werden.The adjustment or settling time can make up the largest part of the test time. During this time, the influence of undesired factors (heat factors of the surface, dynamic factors of gas movement and other physical factors) on the measurement of the leakage is neutralized. Currently it can take 3 to 4 minutes to achieve an acceptable result for the adjustment time. Depending on the environmental influences, complete calming down cannot be achieved even after 45 minutes.
Es ist Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers, eine Prüfvorrichtung und einen Hochvoltspeicher anzugeben, mittels deren die Erkennung eines Lecks zuverlässig, insbesondere bei reduzierter Prüfzeit, erkannt werden kann.It is the object of at least some embodiments to specify a method for leak testing a test body, a testing device and a high-voltage storage device, by means of which the detection of a leak can be detected reliably, in particular with a reduced testing time.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Prüfvorrichtung und einen Hochvoltspeicher gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by a method, a test device and a high-voltage storage device according to the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers, insbesondere eines Hochvoltspeichers, umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen des Prüfkörpers,
- b) Bereitstellen einer Prüfvorrichtung, welche eine Sensorvorrichtung zur Erfassung zumindest eines physikalischen Parameters umfasst,
- c) Verbinden des Prüfkörpers mit der Prüfvorrichtung derart, dass ein Druckausgleich und/oder ein Massen- und/oder Volumenstrom zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung erfolgen kann,
- d) Befüllen des Systems aus Prüfkörper und Prüfvorrichtung mit einem Prüfmedium unter einem definierten Prüfdruck,
- e) Messen eines Druckausgleichs und/oder eines Massen- und/oder Volumenstroms zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung,
- f) Korrigieren des gemessenen Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms unter Verwendung des mittels der Sensorvorrichtung erfassten zumindest einen Parameters, und
- g) Bestimmen einer Dichtigkeit auf Basis des korrigierten Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms.
- a) Provision of the test body,
- b) providing a test device which comprises a sensor device for detecting at least one physical parameter,
- c) connecting the test body to the test device in such a way that pressure equalization and / or a mass and / or volume flow can take place between the test body and the test device,
- d) Filling the system consisting of the test body and the test device with a test medium under a defined test pressure,
- e) measuring a pressure equalization and / or a mass and / or volume flow between the test body and the test device,
- f) correcting the measured pressure compensation and / or the mass and / or volume flow using the at least one parameter detected by means of the sensor device, and
- g) Determining a tightness on the basis of the corrected pressure compensation and / or the mass and / or volume flow.
Eine Prüfvorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers, insbesondere eines Hochvoltspeichers, umfasst eine Sensorvorrichtung zur Erfassung zumindest eines physikalischen Parameters, einen Behälter zur Aufnahme eines Prüfmediums, der mit dem Prüfkörper über ein Verbindungselement verbindbar ist, eine Messvorrichtung zur Messung eines Druckausgleichs und/oder eines Massen- und/oder Volumenstroms in dem Verbindungselement, und eine Auswertevorrichtung, welche ausgebildet ist, den mittels der Messvorrichtung gemessenen Druckausgleich und/oder den Massen- und/oder Volumenstrom unter Verwendung des mittels der Sensorvorrichtung gemessenen zumindest einen Parameters zu korrigieren oder eine Dichtigkeit des Prüfkörpers auf Basis des korrigierten Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms zu bestimmen.A test device for leak testing a test body, in particular a high-voltage storage device, comprises a sensor device for detecting at least one physical parameter, a container for receiving a test medium that can be connected to the test body via a connecting element, a measuring device for measuring a pressure equalization and / or a mass and / or volume flow in the connecting element, and an evaluation device which is designed to correct the pressure equalization measured by means of the measuring device and / or the mass and / or volume flow using the at least one parameter measured by means of the sensor device, or to determine the tightness of the test body To determine the basis of the corrected pressure compensation and / or the mass and / or volume flow.
Ein Hochvoltspeicher für ein Fahrzeug, der mit dem Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung und/oder der Prüfvorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung geprüft ist.A high-voltage storage device for a vehicle that has been tested using the leak test method and / or the leak test device.
Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens, der hier beschriebenen Prüfvorrichtung und des hier beschriebenen Hochvoltspeichers ist, dass externe (Stör-)Einflüsse beziehungsweise externe Störgrößen, welche die Auswertung der Dichtigkeit des Prüfkörpers beeinflussen können, mit Hilfe der Sensorvorrichtung in Form physikalischer Parameter erfasst, insbesondere gemessen werden können und aus der Bestimmung der Dichtigkeit kompensiert beziehungsweise herausgerechnet werden können. Somit ist es beispielsweise nicht länger notwendig, dass der Prüfkörper und/oder die Prüfvorrichtung in einem vibrationsfreien oder vibrationsreduzierten Zustand gemessen werden müssen, sondern die Messung kann unter Vibrationen erfolgen. Dies ermöglicht es, dass die Messung im Fertigungsprozess eines Fahrzeugs erfolgen kann, das heißt der Prüfkörper (Hochvoltspeicher) muss nicht aus dem Fertigungsprozess für die Dichtigkeitsprüfung entnommen werden. Dies vereinfacht und verkürzt den Fertigungsprozess. Insbesondere kann die Prüfung der Dichtigkeit des Prüfkörpers parallel zu dem Fertigungsprozess erfolgen, da bei dem Fertigungsprozess auftretende externe Störungen bei der Dichtigkeitsprüfung kompensiert beziehungsweise herausgerechnet werden können. Die Parallelisierung von Dichtigkeitsprüfung und Produktionsprozess hat auch eine Reduzierung des Lagerbedarfs zur Folge, da es nicht länger notwendig ist, die Prüfkörper für die Dichtigkeitsprüfung zu lagern.The advantage of the method described here, the test device described here and the high-voltage storage device described here is that external (interfering) influences or external disturbance variables, which can influence the evaluation of the tightness of the test body, are recorded, in particular measured, in the form of physical parameters with the aid of the sensor device can be and can be compensated or deducted from the determination of the tightness. It is therefore no longer necessary, for example, for the test body and / or the test device to have to be measured in a vibration-free or vibration-reduced state, but rather the measurement can take place with vibrations. This enables the measurement to take place in the production process of a vehicle, i.e. the test body (high-voltage storage device) does not have to be removed from the production process for the leak test. This simplifies and shortens the manufacturing process. In particular, the test of the tightness of the test body can take place in parallel to the manufacturing process, since external disturbances occurring during the manufacturing process can be compensated for or eliminated during the tightness test. The parallelization of the leak test and the production process also results in a reduction in storage requirements, since it is no longer necessary to store the test specimens for the leak test.
Ferner ermöglicht die Erfassung von externen Störgrößen, die Messgenauigkeit zu erhöhen, da diese externen Störgrößen aus dem Messergebnis herausgerechnet werden können beziehungsweise das Messergebnis um die erfassten Störgrößen korrigiert werden kann. Messartefakte und falsch negative Ergebnisse können somit reduziert werden. Darüber hinaus kann der Prüfprozess vereinheitlicht werden, da externe Störgrößen, die sich je nach Ort der Dichtigkeitsprüfung unterscheiden können, erfasst werden können und somit die Dichtigkeitsprüfung unabhängig von dem Ort der Überprüfung vereinheitlicht werden kann. Dies lässt eine Standardisierung der an verschiedenen Orten durchgeführten Dichtigkeitsüberprüfungen zu.Furthermore, the detection of external disturbance variables enables the measurement accuracy to be increased, since these external disturbance variables can be calculated out of the measurement result or the measurement result can be corrected by the detected disturbance variables. Measurement artifacts and false negative results can thus be reduced. In addition, the test process can be standardized, since external disturbance variables, which can differ depending on the location of the leak test, can be recorded and thus the leak test can be standardized regardless of the location of the test. This allows a standardization of the leakage tests carried out at different locations.
Der erfasste physikalische Parameter entspricht einer externen Störgröße beziehungsweise einem externen Störeinfluss. Vorteilhaft kann ein auftretender Effekt, wie beispielsweise Schwingungen in dem Prüfmedium zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung, infolge einer externen Störgröße erkannt und einer Ursache, wie beispielsweise einer Sonneneinstrahlung oder einer Erschütterung durch das Fließband, zugeordnet werden. Darüber hinaus können mehrere auftretende Effekte infolge der externen Störgrößen erkannt und jeweils einer Ursache zugeordnet werden. Vorteilhaft wird jedem auftretendem Effekt mittels einer Auswertevorrichtung eine Ursache zugeordnet. Die Erkennung eines auftretenden Effekts und dessen Zuordnung zu einer Ursache kann vor Schritt f) oder während Schritt f) erfolgen. Ein lernendes System erlaubt die Korrektur beziehungsweise Bereinigung der erfassten physikalischen Parameter beziehungsweise der Messdaten (Druck und Leckage) um den initiierten Störeinfluss. Das lernende System kann in Schritt f) die Korrektur vornehmen.The recorded physical parameter corresponds to an external disturbance variable or an external disturbance influence. An occurring effect, such as vibrations in the test medium between the test body and the test device, can advantageously be recognized as a result of an external disturbance variable and assigned to a cause such as solar radiation or a vibration from the conveyor belt. In addition, several effects occurring as a result of the external disturbance variables can be recognized and each assigned to a cause. A cause is advantageously assigned to each occurring effect by means of an evaluation device. The detection of an occurring effect and its assignment to a cause can take place before step f) or during step f). A learning system allows the recorded physical parameters or the measurement data (pressure and leakage) to be corrected or adjusted to remove the interference that has been initiated. The learning system can make the correction in step f).
Eine externe Störgröße beziehungsweise ein externer Störeinfluss kann eine Beschleunigung am Prüfkörper, an der Prüfvorrichtung, am Bauteilträger, am Fahrzeug und/oder am Band, eine Sonnenstrahlung, Zugluft oder Windchill sein.An external disturbance variable or an external disturbance influence can cause an acceleration on the test body, on the test device, on the component carrier, on the vehicle and / or on the belt, solar radiation, drafts or wind chill.
Mit dem Begriff „Prüfkörper“ wird hier und im Folgenden insbesondere ein Prüfkörper verstanden, welcher zur Überprüfung der Dichtigkeit mit einem Prüfmedium unter einem Prüfdruck innerhalb eines bestimmten Druckbereichs, beispielsweise zwischen 20 und 8000 mbar, alternativ zwischen 20 und 100 mbar, befüllt wird.The term “test body” is understood here and in the following to mean in particular a test body which is filled with a test medium under a test pressure within a certain pressure range, for example between 20 and 8000 mbar, alternatively between 20 and 100 mbar, to check the tightness.
Der Prüfkörper weist demnach einen Hohlraum auf, der abgesehen von einem Prüfkörperanschluss, der mit dem Verbindungselement verbindbar ist, fluiddicht, gasdicht oder flüssigkeitsdicht sein soll. Diese Dichtigkeit wird mit dem hier beschriebenen Verfahren und der hier beschriebenen Prüfvorrichtung überprüft.The test body accordingly has a cavity which, apart from a test body connection that can be connected to the connecting element, should be fluid-tight, gas-tight or liquid-tight. This tightness is checked with the method described here and the test device described here.
Der Prüfkörper ist insbesondere ein Hochvoltspeicher, welcher in ein Fahrzeug eingebaut werden kann oder bereits in einem (noch nicht vollständig fertig gestellten) Fahrzeug eingebaut ist.The test body is in particular a high-voltage storage device that can be installed in a vehicle or is already installed in a (not yet completely finished) vehicle.
Die Prüfvorrichtung weist einen Behälter zur Aufnahme des Prüfmediums auf, welcher vorzugsweise fluiddicht, gasdicht oder flüssigkeitsdicht ist, bis auf den Anschluss mit dem Verbindungselement. Der Behälter stellt das Referenzvolumen bereit.The test device has a container for receiving the test medium, which is preferably fluid-tight, gas-tight or liquid-tight, except for the connection with the connecting element. The container provides the reference volume.
Die Sensorvorrichtung weist einen oder mehrere Sensoren auf, welche zur Erfassung mindestens eines physikalischen Parameters dienen. Mittels der Sensorvorrichtungen werden somit äußere Einflüsse, welche auf den Prüfkörper und/oder die Prüfvorrichtung wirken, gemessen. Diese äußeren Einflüsse können auf die Messung des Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms haben.The sensor device has one or more sensors which are used to detect at least one physical parameter. External influences which act on the test body and / or the test device are thus measured by means of the sensor devices. These external influences can have an impact on the measurement of the pressure equalization and / or the mass and / or volume flow.
Der physikalische Parameter soll hier und im Folgenden als eine physikalische Größe verstanden werden, welche sich mittels Sensoren erfassen lässt. Die Sensorvorrichtung ist mittels Leitungen oder drahtlos mit der Auswertevorrichtung verbunden. Im Falle einer drahtlosen Verbindung der Sensorvorrichtung mit der Auswertevorrichtung kann die Sensorvorrichtung einen Energiespeicher, wie beispielsweise eine Batterie, umfassen, oder an eine Stromversorgung mittels einer elektrischen Leitung angeschlossen sein.The physical parameter should be understood here and in the following as a physical variable that can be detected by means of sensors. The sensor device is connected to the evaluation device by means of lines or wirelessly. In the case of a wireless connection between the sensor device and the evaluation device, the sensor device can comprise an energy store, such as a battery, or can be connected to a power supply by means of an electrical line.
Weiter wird der Prüfkörper derart mit der Prüfvorrichtung verbunden, dass ein Druckausgleich und/oder ein Massen- und/oder Volumenfluss zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung erfolgen kann. Beispielsweise kann der Prüfkörper durch ein vorzugsweise druckstabiles Verbindungselement, wie zum Beispiel eine Leitung, insbesondere eine Schlauchleitung und/oder eine Rohrleitung, mit der Prüfvorrichtung verbunden werden. Anschließend wird das den Prüfkörper und die Prüfvorrichtung aufweisende Prüfsystem mit einem Prüfmedium unter einem definierten Prüfdruck befüllt, beispielsweise durch Öffnen eines Ventils.Furthermore, the test body is connected to the test device in such a way that pressure equalization and / or a mass and / or volume flow can take place between the test body and the test device. For example, the test body can be connected to the test device by a preferably pressure-stable connection element, such as a line, in particular a hose line and / or a pipeline. The test system comprising the test body and the test device is then filled with a test medium under a defined test pressure, for example by opening a valve.
Der Schritt des Befüllens des Systems aus Prüfkörper und Prüfvorrichtung kann beispielsweise über einen von der Prüfvorrichtung separate Befüllungsvorrichtung, wie einen Tank, eine Gas- oder Luftflasche, erfolgen, welche insbesondere an das Verbindungselement angeschlossen wird oder ist. Dies hat den Vorteil, dass der Prüfkörper und die Prüfvorrichtung mit näherungsweise identischer Rate befüllt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass entweder der Behälter der Prüfvorrichtung und/oder der Prüfkörper direkt mit dem Prüfmedium befüllt werden. Das Prüfmedium ist insbesondere ein Gas, vorzugsweise ein inertes Gas, oder Luft.The step of filling the system comprising test body and test device can for example take place via a filling device separate from the test device, such as a tank, a gas or air cylinder, which is or is in particular connected to the connecting element. This has the advantage that the test body and the test device are filled at an approximately identical rate. However, it is also possible that either the container of the test device and / or the test body are filled directly with the test medium. The test medium is in particular a gas, preferably an inert gas, or air.
Das Verbindungselement kann neben der Leitung auch einen direkten Anschluss der Prüfvorrichtung mit dem Prüfkörper darstellen, wie dies beispielsweise in
Die Messvorrichtung kann einen oder mehrere Drucksensoren aufweisen, mittels welchen ein Druckausgleich zwischen dem Prüfkörper und dem Behälter der Prüfvorrichtung gemessen werden kann. Der Druckausgleich kann über zwei in dem Prüfkörper und dem Behälter der Prüfvorrichtung angeordnete Drucksensoren bestimmt werden. Ferner kann auch ein Massen- und/oder Volumenstrom, der zwischen dem Prüfkörper und dem Behälter der Prüfvorrichtung in dem Verbindungselement strömt, gemessen werden, beispielsweise mittels eines Masseflusssensors. In diesem Fall kann der Sensor der Messvorrichtung in oder an dem Verbindungselement angeordnet sein. Diese beschriebenen Varianten können auch miteinander kombiniert werden. Die Sensoren der Messvorrichtung sind drahtlos oder mittels elektrischer Leitungen mit der Auswertevorrichtung verbunden.The measuring device can have one or more pressure sensors, by means of which a pressure equalization between the test body and the container of the test device can be measured. The pressure equalization can be determined via two pressure sensors arranged in the test body and the container of the test device. Furthermore, a mass and / or volume flow that flows between the test body and the container of the test device in the connecting element can also be measured, for example by means of a mass flow sensor. In this case, the sensor of the measuring device can be arranged in or on the connecting element. These variants described can also be combined with one another. The sensors of the measuring device are connected to the evaluation device wirelessly or by means of electrical lines.
Das Messen des Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, so dass sich ein zeitlicher Verlauf dieser Messgrößen erfassen lässt.The measurement of the pressure equalization and / or the mass and / or volume flow is preferably carried out continuously, so that a time course of these measured variables can be recorded.
Die Erfassung, insbesondere die sensorische Erfassung des zumindest einen Parameters und dessen Auswertung kann beim Befüllen des Systems beginnen.The detection, in particular the sensory detection of the at least one parameter and its evaluation can begin when the system is filled.
In Schritt e) können anstelle der Messung eines Druckausgleichs und/oder eines Massen und/oder Volumenstroms zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung Schwingungen in dem Prüfmedium zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung gemessen werden. Die in dem Prüfmedium hervorgerufenen Schwingungen resultieren aus einer externen Störgröße oder aus mehreren externen Störgrößen. Wenn in Schritt e) Schwingungen in dem Prüfmedium gemessen werden, dann werden die Schwingungen in Schritt f) unter Verwendung des mittels der Sensorvorrichtung erfassten zumindest einen Parameters korrigiert.In step e), instead of measuring a pressure equalization and / or a mass and / or volume flow between the test body and the test device, vibrations in the test medium can be measured between the test body and the test device. Those in the test medium The vibrations caused result from an external disturbance variable or from several external disturbance variables. If vibrations are measured in the test medium in step e), then the vibrations are corrected in step f) using the at least one parameter detected by the sensor device.
Die Schritte f) und g) werden vorzugsweise mit der Auswertevorrichtung durchgeführt. Die Auswertevorrichtung kann einen Computer, einen Prozessor und/oder andere Formen einer Datenverarbeitungsanlage aufweisen. Die Auswertevorrichtung ist zumindest mit der Messvorrichtung und der Sensorvorrichtung drahtlos oder mittels elektrischer Leitungen datentechnisch verbunden.Steps f) and g) are preferably carried out with the evaluation device. The evaluation device can have a computer, a processor and / or other forms of data processing system. The evaluation device is at least connected to the measuring device and the sensor device in a wireless manner or for data purposes by means of electrical lines.
In Schritt f) werden die externen Störgrößen aus den von der Messvorrichtung gemessen Messdaten korrigiert, das heißt insbesondere herausgerechnet oder herausgefiltert. Dies gelingt, da die externen Störgrößen mittels der Sensorvorrichtung erfasst werden und somit eine Korrektur beziehungsweise ein Herausrechnen möglich ist. Vorteilhaft ermöglicht ein lernendes System die Korrektur beziehungsweise Bereinigung der erfassten physikalischen Parameter beziehungsweise der Messdaten (Druck und Leckage) um den initiierten Störeinfluss.In step f), the external disturbance variables are corrected from the measurement data measured by the measurement device, that is to say in particular calculated or filtered out. This succeeds because the external disturbance variables are detected by means of the sensor device and a correction or a calculation is therefore possible. A learning system advantageously enables the recorded physical parameters or the measurement data (pressure and leakage) to be corrected or adjusted to remove the interference that has been initiated.
In Schritt e) wird insbesondere ein zeitlicher Verlauf des Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms erfasst. In Schritt f) wird dieser zeitliche Verlauf des Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms korrigiert, so dass er frei von Störgrößen ist oder bei dem der Einfluss der externen Störgrößen vermindert ist. Dadurch wird ein verbessertes Ergebnis mit Blick auf den Druckausgleich und/oder den Massen- und/oder Volumenstrom erzielt. Auf Basis dieses korrigierten Ergebnisses wird nun bestimmt, ob der Prüfkörper dicht ist oder nicht. Beispielsweise kann ein Massen- und/oder Volumenstrom über einem gewissen Schwellwert darauf hindeuten, das heißt, wenn kontinuierlich Fluid von der Prüfvorrichtung in den Prüfkörper fließt, dass der Prüfkörper ein Leck aufweist.In step e), in particular, a time profile of the pressure equalization and / or of the mass and / or volume flow is recorded. In step f), this temporal course of the pressure equalization and / or of the mass and / or volume flow is corrected so that it is free of disturbance variables or in which the influence of the external disturbance variables is reduced. As a result, an improved result is achieved with a view to the pressure compensation and / or the mass and / or volume flow. On the basis of this corrected result, it is now determined whether the test body is leak-proof or not. For example, a mass and / or volume flow above a certain threshold value, that is, if fluid flows continuously from the test device into the test body, indicate that the test body has a leak.
Dieses Ergebnis kann mittels einer Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise einem Display, angezeigt werden. Die Anzeigevorrichtung kann Teil der Prüfvorrichtung sein und datentechnisch mit der Auswerteeinheit verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Prüfvorrichtung eine Übertragungseinheit aufweist, welche das Ergebnis der Bestimmung in Schritt g) an eine zentrale Einheit, wie einen Server, übermittelt.This result can be displayed by means of a display device such as a display. The display device can be part of the test device and can be connected to the evaluation unit in terms of data. However, it is also possible for the test device to have a transmission unit which transmits the result of the determination in step g) to a central unit, such as a server.
Es ist bevorzugt, dass Schritt e) durchgeführt wird, bevor sich ein (dynamisches) Gleichgewicht bei dem Druckausgleich und/oder dem Massen- und/oder Volumenstrom einstellt.It is preferred that step e) is carried out before a (dynamic) equilibrium is established in the pressure equalization and / or the mass and / or volume flow.
Dynamisches Gleichgewicht bedeutet, dass zwar ein Druckausgleich und/oder ein Massen- und/oder Volumenstrom, beispielsweise aufgrund eines Lecks, vorhanden ist, sich jedoch die Rate oder Geschwindigkeit des Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms nicht ändert.Dynamic equilibrium means that although there is a pressure equalization and / or a mass and / or volume flow, for example due to a leak, the rate or speed of the pressure equalization and / or the mass and / or volume flow does not change.
Bislang wird erst nach einer gewissen Beruhigungsphase nach dem Befüllen des Prüfsystems beziehungswiese nach dem Schließen des Ventils, ein Druckausgleich und/oder ein Massen- und/oder Volumenstrom zwischen dem Prüfkörper und Prüfvorrichtung gemessen.So far, a pressure equalization and / or a mass and / or volume flow between the test body and the test device has only been measured after a certain calming phase after the test system has been filled or after the valve has been closed.
Solches Abwarten ist nicht länger notwendig, da die externen Parameter, wie beispielsweise Temperatur und Vibrationen, welche die Beruhigungsphase notwendig machen, mittels der Sensorvorrichtung bestimmt werden können und aus dem Ergebnis der Messung herausgerechnet werden können. Dies führt zu einer Reduzierung der für die Überprüfung der Dichtigkeit benötigten Zeit.Such a waiting is no longer necessary, since the external parameters, such as temperature and vibrations, which make the calming phase necessary, can be determined by means of the sensor device and can be calculated from the result of the measurement. This leads to a reduction in the time required for checking the tightness.
Es ist bevorzugt, dass Schritt e) an einem sich bewegenden Prüfkörper durchgeführt wird.It is preferred that step e) is carried out on a moving test body.
Dazu kann der Prüfkörper auf einem Bauteilträger, wie einem fahrerlosen Transportsystem oder einem Montageband, vorgesehen sein. Insbesondere ist es bei einem sich bewegenden Prüfkörper möglich, die Überprüfung der Dichtigkeit des Prüfkörpers in dem Fertigungsprozess selbst durchzuführen, so dass es nicht notwendig ist, den Prüfkörper aus dem Fertigungsprozess, beispielsweise eines Fahrzeugs, herauszunehmen. Darüber hinaus kann auch die Prüfvorrichtung selbst auf dem Bauteilträger angeordnet sein, so dass auch die Prüfvorrichtung selbst bei der Durchführung der Dichtigkeitsprüfung bewegt wird.For this purpose, the test body can be provided on a component carrier, such as a driverless transport system or an assembly line. In particular, in the case of a moving test body, it is possible to check the tightness of the test body in the production process itself, so that it is not necessary to remove the test body from the production process, for example a vehicle. In addition, the test device itself can also be arranged on the component carrier, so that the test device itself is also moved when the leak test is carried out.
Es ist bevorzugt, dass Schritt f) ein Filtern des gemessenen Druckausgleichs und/oder des Massen- und/oder Volumenstroms unter Verwendung des mittels der Sensorvorrichtung gemessenen zumindest einen Parameters umfasst.It is preferred that step f) comprises filtering the measured pressure compensation and / or the mass and / or volume flow using the at least one parameter measured by means of the sensor device.
Dabei wird die Art und Weise der Filterung durch den von der Sensorvorrichtung gemessenen zumindest einen Parameter bestimmt. Dies bedeutet, die Filterung ist variabel und damit an die am Ort der Prüfung herrschenden äußeren Bedingungen angepasst.The type of filtering is determined by the at least one parameter measured by the sensor device. This means that the filtering is variable and therefore adapted to the external conditions prevailing at the test location.
Es ist bevorzugt, dass Schritt f) durch ein lernendes System erfolgt, wobei vorzugsweise das lernende System vor Durchführung der Schritte a) bis g) trainiert wird.It is preferred that step f) is carried out by a learning system, the learning system preferably being trained before steps a) to g) are carried out.
Das lernende System kann beispielsweise ein neuronales Netzwerk und/oder andere selbstlernende Systeme umfassen. Das lernende System wird insbesondere an baugleichen Prüfkörpern mit Hilfe von von der Sensorvorrichtung ermittelten physikalischen Parametern in einer Testumgebung trainiert. Somit können Reaktionen des Systems aus Prüfkörper und Prüfvorrichtung auf den gemessenen externen physikalischen Parameter eingelernt werden und diese Störgrößen mit Hilfe des selbstlernenden Systems herausgerechnet oder herausgefiltert werden.The learning system can, for example, be a neural network and / or others include self-learning systems. The learning system is trained in a test environment in particular on identical test bodies with the aid of physical parameters determined by the sensor device. In this way, reactions of the system from the test body and test device to the measured external physical parameters can be learned and these disturbance variables can be calculated or filtered out with the aid of the self-learning system.
In einem optionalen anschließenden Schritt kann das selbstlernende System zusätzlich am Ort der tatsächlich durchgeführten Messung eingelernt werden. Dies hat den Vorteil, dass spezifisch an dem Ort der Dichtigkeitsprüfung auftretende Störeinflüsse in die Korrektur des Messergebnisses einfließen können. Somit können auch lokale Variationen in den externen Störgrößen mit in die Korrektur des Messergebnisses einfließen. Es ist auch möglich, dass das Einlernen ausschließlich am Ort der späteren Dichtigkeitsprüfung erfolgt.In an optional subsequent step, the self-learning system can also be taught-in at the location where the measurement was actually carried out. This has the advantage that interfering influences occurring specifically at the location of the leak test can flow into the correction of the measurement result. This means that local variations in the external disturbance variables can also flow into the correction of the measurement result. It is also possible that teaching-in takes place exclusively at the location of the later leak test.
Es ist bevorzugt, dass Schritt f) alternativ oder zusätzlich durch eine Berechnung erfolgt, in welche der von der Sensorvorrichtung gemessene Parameter einfließt.It is preferred that step f) takes place alternatively or additionally by means of a calculation in which the parameter measured by the sensor device is included.
Eine solche Berechnung kann einen standardisierten Filter, wie beispielsweise einen Hochpass, einen Tiefpass oder einen Bandpass umfassen. Die Grenzen der Filter (Grenzfrequenzen) werden dabei durch die externe Störgröße, das heißt den mittels der Sensorvorrichtung gemessenen physikalischen Parameter an den Ort der Messung und die jeweiligen vorherrschenden Bedingungen angepasst.Such a calculation can include a standardized filter, such as, for example, a high pass, a low pass or a band pass. The limits of the filters (limit frequencies) are adapted to the location of the measurement and the respective prevailing conditions by the external disturbance variable, that is to say the physical parameters measured by means of the sensor device.
Darüber hinaus kann die Korrektur auch über ein Herausrechnen von sich zeitlich kaum ändernden externen Störgrößen folgen. Beispielsweise kann ein Temperaturunterschied zwischen dem Prüfkörper und der Prüfvorrichtung erfasst werden, welcher einen Massen- und/oder Volumenstrom zwischen diesen beiden Bauteilen bedingt. Durch die Erfassung dieses Temperaturunterschieds kann eine solche Verfälschung des Messergebnisses herausgerechnet werden.In addition, the correction can also follow by calculating external disturbance variables that hardly change over time. For example, a temperature difference between the test body and the test device can be detected, which causes a mass and / or volume flow between these two components. By detecting this temperature difference, such a falsification of the measurement result can be calculated out.
Es ist bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung mindestens einen mobilen Sensor umfasst, der vorzugsweise an dem Prüfkörper, der Prüfvorrichtung und/oder einem den Prüfkörper tragenden Bauteilträger, insbesondere einem fahrerlosen Transportsystem und/oder einem Montageband, angebracht wird.It is preferred that the sensor device comprises at least one mobile sensor which is preferably attached to the test body, the test device and / or a component carrier carrying the test body, in particular a driverless transport system and / or an assembly line.
Es ist bevorzugt, dass der mobile Sensor einen Beschleunigungssensor und einen Temperatursensor umfasst.It is preferred that the mobile sensor comprises an acceleration sensor and a temperature sensor.
Der mobile Sensor kann zur Bestimmung des physikalischen Parameters an dem Prüfkörper und/oder an der Prüfvorrichtung und/oder einem den Prüfkörper tragenden Bauteilträger angebracht werden. Das heißt es ist möglich, den mobilen Sensor abzunehmen und an einem neuen zu überprüfenden System anzubringen. Somit lassen sich individuell auf den Prüfkörper und/oder die Prüfvorrichtung einwirkende physikalische Störgrößen erfassen. Der mobile Sensor weist eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befestigung mit dem Prüfkörper, der Prüfvorrichtung und/oder einem den Prüfkörper tragenden Bauteilträger auf.To determine the physical parameter, the mobile sensor can be attached to the test body and / or to the test device and / or a component carrier carrying the test body. This means that it is possible to remove the mobile sensor and attach it to a new system to be checked. Physical disturbance variables acting individually on the test body and / or the test device can thus be recorded. The mobile sensor has a fastening device for detachable fastening to the test body, the test device and / or a component carrier carrying the test body.
Die Sensorvorrichtung kann auch einen fest installierten Sensor aufweisen, der an der Prüfvorrichtung dauerhaft angebracht ist und auf die Prüfvorrichtung einwirkende externe Störgrößen erfassen kann.The sensor device can also have a permanently installed sensor which is permanently attached to the test device and can detect external disturbance variables acting on the test device.
Je nachdem, wie der Prüfkörper und die Prüfvorrichtung miteinander verbunden sind, kann entweder an dem Prüfkörper oder an der Prüfvorrichtung ein Sensor der Sensorvorrichtung vorgesehen sein. Dies gilt beispielsweise, wenn diese beiden Bauteile fest miteinander verbunden sind, so dass beispielsweise eine Vibration, welche auf den Prüfkörper einwirkt, auch bei der Prüfvorrichtung vorhanden ist. Sind der Prüfkörper und die Prüfvorrichtung durch eine flexible Leitung, wie beispielsweise einen Schlauch, miteinander verbunden, ist eine Übertragung der Vibration eventuell nicht gegeben, so dass sowohl an dem Prüfkörper als auch an der Prüfvorrichtung die Vibration gemessen werden sollte. Ähnliches gilt für die Bestimmung der Vibrationen an dem Bauteilträger, welche Rückschlüsse darauf zulassen, welche Vibrationen auf den Prüfkörper einwirken.Depending on how the test body and the test device are connected to one another, a sensor of the sensor device can be provided either on the test body or on the test device. This applies, for example, when these two components are firmly connected to one another, so that, for example, a vibration which acts on the test body is also present in the test device. If the test body and the test device are connected to one another by a flexible line such as a hose, the vibration may not be transmitted, so that the vibration should be measured both on the test body and on the test device. The same applies to the determination of the vibrations on the component carrier, which allow conclusions to be drawn as to which vibrations act on the test body.
Es ist bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung mindestens einen stationären Sensor umfasst, der vorzugsweise in der Umgebung des Ortes der Messung gemäß Schritt e) fest installiert wird.It is preferred that the sensor device comprises at least one stationary sensor, which is preferably permanently installed in the vicinity of the location of the measurement according to step e).
Es ist bevorzugt, dass der stationäre Sensor einen Temperatursensor, einen Sensor zur Bestimmung eines Windchill-Effekts, einen Akustiksensor und/oder einen Sensor zur Bestimmung der Sonneneinstrahlung umfasst.It is preferred that the stationary sensor comprises a temperature sensor, a sensor for determining a wind chill effect, an acoustic sensor and / or a sensor for determining the solar radiation.
Der stationäre Sensor wird demnach nicht für jede Dichtigkeitsüberprüfung ummontiert, sondern ist beispielsweise fest mit einem Bauwerk verbunden. Der stationäre Sensor dient insbesondere dazu, Umgebungseinflüsse, welche auf das System von Prüfkörper und Prüfvorrichtung einwirken, zu messen. Dazu können beispielsweise Temperatur, ein Windchill-Effekt, Geräusche, welche Vibrationen an dem Prüfkörper hervorrufen, oder Sonneneinstrahlung erfasst werden, welche eine Veränderung der Temperatur des Prüfkörpers und/oder der Prüfvorrichtung verursachen können.The stationary sensor is therefore not remounted for each leak test, but is, for example, firmly connected to a building. The stationary sensor is used in particular to measure environmental influences which act on the system of test body and test device. For this purpose, for example, temperature, a wind chill effect, noises which cause vibrations on the test body, or solar radiation can be detected, which causes a change in the Temperature of the test body and / or the test device.
Darüber hinaus kann der stationäre Sensor auch Parameter erfassen, die mittelbar die Berechnung von Störeinflüssen zulässt, beispielsweise, ob ein Hallentor geschlossen oder geöffnet ist und/oder ob die Einstrahlung von Sonne ermöglicht wird oder nicht. Beide Parameter lassen mittelbar die Bestimmung von Temperatur und/oder Lärm und damit Vibrationen zu.In addition, the stationary sensor can also detect parameters that indirectly allow the calculation of interference, for example whether a hall door is closed or open and / or whether or not the irradiation of the sun is enabled. Both parameters allow the determination of temperature and / or noise and thus vibrations indirectly.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens und der Prüfvorrichtung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den in
-
1 eine schematische Darstellung einer Prüfvorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung und einen Prüfkörpers und -
2 ein Blockdiagramm zur Illustration eines Verfahrens zur Dichtigkeitsprüfung eines Prüfkörpers.
-
1 a schematic representation of a test device for leak testing and a test body and -
2 a block diagram to illustrate a method for leak testing a test body.
Der Prüfkörper
Die Prüfvorrichtung
Der Behälter
Alternativ oder zusätzlich kann die Messvorrichtung
Das Verbindungselement
Die Sensorvorrichtung
Der mobile Sensor
Der stationäre Sensor
In der gezeigten Ausführungsform kommuniziert der stationäre Sensor
Die Messvorrichtung
Die Auswertevorrichtung
Optional kann die Prüfvorrichtung
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung des Prüfkörpers
Sofern die Auswertevorrichtung
In Schritt S2 werden der Prüfkörper
In Schritt S3 wird die Prüfvorrichtung
In Schritt S4 werden sowohl der Prüfkörper
In Schritt S5 wird der Druckausgleich und/oder der Massen- und/oder Volumenstrom, der in dem Verbindungselement
In Schritt S6 führt die Auswertevorrichtung
In einem anschließenden Schritt S7 wird bestimmt, ob der Prüfkörper
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- PrüfkörperTest specimen
- 1212th
- PrüfvorrichtungTesting device
- 1414th
- BefüllungsvorrichtungFilling device
- 1616
- VentilValve
- 1818th
- MessvorrichtungMeasuring device
- 2020th
- VerbindungselementConnecting element
- 2222nd
- MontagebandAssembly line
- 2424
- Behältercontainer
- 2626th
- SensorvorrichtungSensor device
- 2828
- AuswertevorrichtungEvaluation device
- 3030th
- mobiler Sensormobile sensor
- 3232
- stationärer Sensorstationary sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 0647842 A1 [0006]EP 0647842 A1 [0006]
- DE 102013211400 A1 [0007, 0026, 0059]DE 102013211400 A1 [0007, 0026, 0059]
- DE 102015220558 B3 [0008]DE 102015220558 B3 [0008]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020111814.7A DE102020111814A1 (en) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | Procedure for leak testing a test body and test device as well as high-voltage storage |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|
DE102020111814A1 true DE102020111814A1 (en) | 2021-11-04 |
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ID=78267556
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EP0647842A1 (en) | 1993-10-08 | 1995-04-12 | Elpatronic Ag | Procedure and apparatus for leak detection of a container, especially of a plastic bottle |
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-
2020
- 2020-04-30 DE DE102020111814.7A patent/DE102020111814A1/en active Pending
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