DE112004002001T5 - Kalibrierung und Validierung für einen Leckdetektor - Google Patents

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    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M3/007Leak detector calibration, standard leaks

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Abstract

Leckprüfkalibrierungsanordnung zur Verwendung mit einem Prüfsystem zum Erfassen von Lecken in Einrichtungen, wobei die Kalibrierungsanordnung umfasst:
eine Prüfeinrichtung, die ein Gerät zum Prüfen der Strömungseigenschaften eines Fluidums in einer mit der Einrichtung verbundenen Prüfrohrleitung umfasst;
eine Referenzquellenzelle mit einer Auslassrohrleitung in Strömungskommunikation mit der Prüfrohrleitung; und
ein Steuergerät zum Steuern der Strömungseigenschaften eines Fluidums in der Referenzzelle.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Leckerfassungssysteme und insbesondere Verfahren und Einrichtungen zum Kalibrieren und Validieren solcher Systeme.
  • Leckerfassungsinstrumente werden in einer Vielzahl von Industriezweigen verwendet zum Bestimmen, ob Produkte in geeigneter Weise hergestellt und zusammengebaut sind. Leckerfassungsinstrumente werden verwendet zum Prüfen von Produkten in Bezug auf das Vorhandensein von Lecks, die die Nutzungsfähigkeit des Produktes während der Produktnutzungsdauer verschlechtern können. Nicht alle Lecks sind fatal für die Nutzungsfähigkeit eines Produktes und ein maximal akzeptierbares Leck wird häufig für ein Produkt festgelegt. Folglich müssen Leckerfassungsinstrumente imstande sein, zwischen Lecken zu unterscheiden, die oberhalb oder unterhalb des maximal akzeptierbaren Lecks fallen.
  • Weil die Leckerfassungsinstrumente nicht nur Lecke erfassen, sondern auch den Umfang an Undichtigkeit messen, werden Leckerfassungsinstrumente kalibriert zum exakten Messen des Umfangs an Durchlässigkeit in oder aus einem zu prüfenden Teil. Leckerfassungsinstrumente werden demnach auf einem Leck-Standard kalibriert. Der Leck-Standard richtet eine bekannte Strömungsrate oder Druckänderung ein, die verwendet wird zum Kalibrieren der Erfassungseinrichtung der eine Undichtigkeit messenden Leckerfassungsausrüstung, hierdurch sicherstellend, dass die Leckerfassungsausrüstung den in den geprüften Teilen vorliegenden Umfang an Durchlässigkeit exakt misst.
  • Die Grundlage bekannter Trockenluftleckerfassungsinstrumente ist entweder ein Druckdifferenzsensor oder ein Massenstromsensor. Beispiele solcher Systeme werden in dem U.S. Patent 5,546,789 und dem U.S. Patent 6,279,383 gezeigt, die der Anmelderin der vorliegenden Erfindung gehören. Für Qualitätssicherungszwecke wird die korrekte Nutzungsfähig (Property) des Instrumentes (nicht einfach von dem Druck- oder Durchflussmessgeber) periodisch gegenüber irgendeinem externen Standard validiert. Das meistverbreitete Verfahren dies zu erreichen ist, ein "kalibriertes Leck" d.h., eine kleine Konstriktion oder einen Durchlass, der einen festen Leckstrom bei dem erforderlichen Probedruck durch lässt, parallel über ein bekannt gutes Probestück zu verbinden. Der Durchfluss durch das Probestück wird, falls vorhanden, als "Null"-Leck identifiziert und wird während des Leckdetektorkalibrierungsprozesses auf Aus gesetzt. Ein Leckerfassungsinstrument, welches eine Leckrate in Entsprechung zu dem kalibrierten Leck zeigt, wird dann als validiert betrachtet. Ein anderes Verfahren, das auf Druckdifferenzsysteme anwendbar ist, ist, für einen kleinen Kolben einzurichten, dass er in einem dichten Zylinder über ein bekanntes Hubvolumen bewegt wird, wie in U.S. Patent 4,811,252 gezeigt. Ein verbessertes Verfahren ist, einen kalibrierten Präzisionsdurchflusssensor in Serie mit einem abgleichbaren Nadelventil zu verwenden anstelle der Konstriktion, wobei das Ventil von Hand abgeglichen wird, bis der gewünschte Leckstrom auftritt, wie im U.S. Patent 5,363,689 gezeigt.
  • Obwohl jedes der obigen Systeme seine Nützlichkeit bewiesen hat, zeigen sie Nachteile in der Produktionsnutzung. Beispielsweise variiert der pneumatische Widerstand einer kleinen Konstriktion oder eines Durchlasses mit dem Luftdruck und der Dichte und wird einer Änderung über die Zeit unterzogen, wenn es durch Kontaminierung oder Feuchtigkeit teilweise blockiert wird. Auch kann der Kolben eines Detektors vom Drucktyp, der sich durch ein Hubvolumen bewegt, bedingt durch die Bewegung der Dichtungen unter Problemen des Anhaftens und Verschleißes leiden.
  • Auch kann ein Produktionsüberwacher wünschen, automatische Validierung des Leckerfassungsinstrumentes einzurichten, vielleicht pro geprüftem Teil für sicherheitskritische Einheiten oder bei geringeren Intervallen oder einmal pro Schicht oder einmal pro Woche für weniger anspruchsvolle Anwendungen. Bis jetzt erfordert dies, dass ein Magnetventil durch die automatische Steuerung zu dem korrekten Zeitpunkt geöffnet wird, um ein Standard-Leck in das Leckprüfsystem einzubinden. Das Betätigen des Ventils bezieht unvermeidlich eine Änderung im Volumen des Systems ein, welches selbst die Leckmessung stören kann und einen Fehler in die Validierung, insbesondere in das Prüfen kleiner Teile einfügen kann.
  • Es gibt einen Bedarf für eine verbesserte Referenzquellenzellenleckstromkalibrierungsquelle, sowie eine verbesserte Anordnung zum Montieren einer solchen Quelle in Produktionsprüfausrüstung.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Unterseitentestsystems einschließlich Kalibrierung;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Oberseitentestsystems einschließlich Kalibrierung;
  • 3 ist ein Blockdiagramm einer Kalibrierungsreferenzzelle und die Steuerung davon;
  • 4 ist eine Ansicht eines im Wesentlichen dichten Volumens mit Heiz-/Kühleinrichtungen und Wärmesenken daran angebracht;
  • 5 ist eine Schnittansicht eines Wärmetauschers mit einem im Wesentlichen dichten Volumen; und
  • 6 ist ein Blockdiagramm einer Temperatursteuereinrichtung.
  • BESCHREIBUNG
  • Leckerfassungssysteme umfassen allgemein eine Steuerung (Controller), die die Funktionen einer Leckprüfung in einer Abfolge ausführt, und die ein Gerät einschließt zum Bereitstellen eines Leckprüfdurchflusses oder eines Leckprüfdrucks (welcher größer als oder kleiner als der Umgebungsdruck sein kann), für eine geprüfte Einrichtung. Die Leckprüfsteuerung schließt auch ein Gerät ein zum Messen irgendeines sich aus dem Anwenden des Prüfdurchflusses oder des Prüfdrucks ergebenden Lecks. 1 stellt ein Unterseitenleckprüfsystem dar, welches eine Steuerung 11 einschließt mit einer Rohrleitung 13 in Strömungskommunikation mit einer geprüften Einrichtung, die bei 15 gezeigt ist. In 1 befindet sich die zu prüfende Einrichtung in einem dichten Behälter 16, wie zum Beispiel einer Glasglocke. Eine Rohrleitung 17 verbindet das Innere des dichten Behälters 16 zurück zu einem Prüfgerät 19, das Teil der Steuerung 11 ist. Eine Prüfung der zu prüfenden Einrichtung 15 wird ausgeführt durch Anwenden eines Drucks auf die zu prüfende Einrichtung über die Rohrleitung 13 und Fühlen einer Änderung innerhalb des dichten Behälters 16 über die Rohrleitung 17. Der Gesamtaufbau der 1 wird als Unterseitenprüfen bezeichnet, bei welchem eine getrennte Rohrleitung 17 verwendet wird, zum Prüfen auf durch Änderungen im Durchfluss oder im über die Rohrleitung 13 kommunizierten Druck auftretende Leckstellen. 2 stellt dar, was als Oberseitenprüfen bezeichnet wird. In 2 ist die Steuerung 11 mit der zu prüfenden Einrichtung über eine einzelne Rohrleitung 23 verbunden, die verwendet wird zum Zuführen eines Drucks und die auch als Prüfrohrleitung dient zum Verbinden mit einem Prüfgerät 21. Die Anordnung der 1 und 2 schließen beide eine Prüfrohrleitung (13 oder 23) und ein mit der Prüfrohrleitung verbundenes Prüfgerät (19 oder 21) ein, welches Änderungen im Massenstrom oder im Druck, die durch Lecks in der zu prüfenden Einrichtung auftreten, messen kann.
  • Jede der 1 und 2 schließt einen Kalibrierer 25 ein, der mit einer jeweiligen Prüfrohrleitung (17 oder 23) verbunden ist und mit ihr in Strömungskommunikation steht. In beiden Situationen kann der Kalibrierer 25 permanent mit seiner Prüfrohrleitung verbunden bleiben und zur Kalibrierungssteuerung 11 verwendet werden, wenn durch einen Bediener oder eine Prüfroutine erwünscht.
  • 3 ist ein Blockdiagramm zum detaillierteren Darstellen eines Kalibrierers 25. Eine Referenzzelle 27, die in Strömungskommunikation mit einer mit 17 oder 23 nummerierten Prüfrohrleitung verbunden ist, ist eingeschlossen. Die Referenzzelle umfasst ein im Wesentlichen dichtes Volumen, dessen Fluid-Eigenschaftsumgebung durch eine Kalibrierungssteuerung 29 gesteuert wird. Die Referenzzelle 27 wird als im Wesentlichen dicht bezeichnet, weil ihr einziger gedachter Strömungseinlass/Auslass eine Rohrleitung 33 ist, die mit der Prüfrohrleitung 17 oder 23 verbunden ist. Die Kalibrierungssteuerung 29 kann über einen Leiter 35 elektrische Signale empfangen, die den Druck in dem Volumen der Referenzzelle 27 darstellen. Der Kehrwert des Drucksignals kann in vorteilhafter Weise in der Kalibrierungssteuerung 29 verwendet werden zum Erzeugen eines wahren Massenstroms in der Rohrleitung 33. In ähnlicher Weise kann die Kalibrierungssteuerung 29 über einen Leiter 37 elektrische Signale empfangen, die die Temperatur in dem Volumen der Referenzzelle 27 darstellen. Eingangssignale werden durch die Kalibrierungssteuerung 29 über einen Leiter 39 von einer Eingabeeinrichtung 31 empfangen. Eine Primärfunktion der Kalibrierungssteuerung 29 ist es, eine Rückkopplungsschleife für die Referenzzelle 27 einzurichten durch Reagieren in einer voreingerichteten Weise zum Senden von Steuersignalen zu der Referenzzelle 27 über einen Leiter 41. Demnach sendet als Reaktion auf Signale von dem Eingang 31 die Kalibrierungssteuerung 29 elektrische Signale auf dem Leiter 41 zur Referenzzelle 27 zum Steuern der Temperatur ihres Volumens. Der Umfang der Steuerung auf dem Leiter 41 von der Kalibrierungssteuerung wird ansprechend auf Rückkopplungssignale auf den Leitern 35 und 37 angeglichen.
  • Die Kalibrierungssteuerung 29 kann eine digitale oder analoge Einrichtung sein, die voreingestellt ist zum Ausführen der Steuerschleifenfunktion. Eine digitale Steuerung kann beispielsweise einen programmierten Mikroprozessor (nicht dargestellt) mit Komparatoreingängen einschließen, an welchen ein kommendes Signal, z.B. Temperatur auf dem Leiter 37, verglichen wird mit einem vorbestimmten Wert und, basierend auf diesem digitalen Vergleich, wird das Signal auf dem Steuerungsleiter 41 variiert. Eine solche Steuerungssignalvariation kann durch einen Digital-zu-Analog-Signalwandler erzeugt werden, der Digitalsignale von dem Mikroprozessor empfängt und die digitalen in analoge umwandelt, welche auf die Referenzzelle 27 angewendet werden. Die Eingabe 31 ist als eine separate Einrichtung, wie zum Beispiel eine benutzerbetriebene Tastatur gezeigt, jedoch können die Eingangssignale auf dem Leiter 39 durch eine Systemsteuerung, wie zum Beispiel die Prüfsteuerung 11 bereitgestellt werden (1).
  • 5 stellt eine Schnittansicht eines im Wesentlichen dichten Volumenabschnittes 48 der Referenzzelle 27 dar. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Volumen als ein rechteckiger Körper mit einer Oberseite 43, einer Unterseite 45 und Seiten 47 aufgebaut. Die Referenzzelle in der vorliegenden Ausführungsform spricht auf zugeführte Wärme an, um eine Änderung im Massenstrom oder Druck bereitzustellen, die am Auslass 33 kommuniziert wird. Um den raschen Wärmetransport zu dem Fluidum im Volumen zu erleichtern, umfasst das Innere eine Vielzahl von Wärmeleitplatten 49 und 50, die das im Wesentlichen dichte Volumen in eine Vielzahl von Untervolumen 51 aufteilen. Jeweilige Platten 49 haben eine zentral angeordnete Öffnung 55, um eine Fluid-Kommunikation von allen Untervolumen 51 zu der Ein-/Auslass-Rohrleitung 33 zuzulassen. Das dichte Volumen 48 wird aus Platten und Abstandshaltern aus lötverzinntem Kupferblech hergestellt. Das dichte Volumen wird durch Einfügen von Abstandshaltern 53 zwischen angrenzenden Platten erstellt zum Bilden der Konfiguration der 5. Die Gesamtanordnung wird dann erwärmt, um die Lötverzinnung schmelzen zu lassen, und wird dann abkühlen lassen, um die Verbindung aller Kontaktteile zu verfestigen. Während des Zusammenbaus wird ein Temperatursensor, wie zum Beispiel eine Thermokopplung 57 vom Miniaturtyp T an einer Oberfläche der Referenzzelle silber-verlötet. Alternativ kann der Temperatursensor an einer Außenseite 47 des dichten Volumens 48 befestigt werden.
  • In einer Ausführungsform sind die Abstandshalter 53 näherungsweise 0,5 mm dick und die Platten sind näherungsweise 0,12 mm dick. Die Oberflächendimension der Platten ist näherungsweise 10 mm, so dass von zwei gegenüberliegenden Seiten 47 zugeführte Wärme für näherungsweise 5 mm zur Mitte übertragen wird. Die Größe des Volumens kann größer gemacht werden oder kleiner als das in 5 gezeigte durch Konstruieren von mehr oder weniger Schichten, d.h., Untervolumen 51. Ein typisches umschlossenes Volumen liegt zwischen 0,2 und 2 cm3 abhängig von den erforderlichen Durchfluss- oder Druckänderungen und dem Volumen der geprüften Einrichung.
  • Nach dem Zusammenbau des im Wesentlichen dichten Volumens 48 der Referenzzelle 27 wird es an das Gerät angepasst zum Steuern der Temperatur des Fluidums im Volumen. 4 zeigt eine Ausführungsform für ein rasches Erwärmen und Abkühlen des Volumens 48. Zuerst werden zwei thermoelektrische Module 59 individuell an zwei gegenüber liegenden Seiten 47 des dichten Volumens angebracht. Eine Wärmesenke 71 wird dann an die Außenfläche jedes der thermoelektrischen Module 59 angebracht. Elektrische Leiter 41 werden auch von der Kalibrierungssteuerung 29 zu den thermoelektrischen Modulen 59 verbunden. In vorteilhafter Weise sind die thermoelektrischen Module 59 Peltier-Einrichtungen, die Wärme von einer Außenfläche 73 zu der anderen 75 bewegen, abhängig von der Richtung und Größe des Stroms von der Steuerung 29. Demnach führt ein selektives Steuern der Richtung und Größe des Stroms im Leiter 41 zu einem selektiven Erwärmen oder Abkühlen dieses Fluidums im Volumen. Es kann leicht gesehen werden, dass andere Arten von thermoelektrischen Modulen auch verwendet werden können.
  • Wenn aufgebaut und ausgerüstet, wie in 4 und 5 gezeigt, ist das dichte Volumen 48 ein sehr effizienter und rascher Wärmetauscher, der imstande ist, ein in dem dichten Volumen befindliches Fluidum sowohl zu erwärmen, als auch abzukühlen. Die Peltier-Module 59 fügen Wärmeenergie zu der Zelle zu oder nehmen sie von ihr weg, wenn Strom durch sie fließt, abhängig von der Stromrichtung. Die Zelle hat eine einzelne Auslassöffnung 33. Der Massenstrom in der Auslassöffnung hängt von der Änderung in der durchschnittlichen Zellenfluidumtemperatur folgendermaßen ab:
    Figure 00080001
    Figure 00090001
  • Normalerweise ist eine Änderung in P (dem Prüfdruck, der üblicherweise festgelegt ist auf 1 – 5·P0) vernachlässigbar gegenüber P0 während eines Leckprüfkalibrierungszyklus. In diesem Fall gilt für den Massenstrom mc = –V0·P/P0·d/dt{T0/T}scm3/Min = –V0·P/P0·d/dt{T0(1 – T + T2 + ...)}scm3/Min
  • Es ist zweckmäßig, T innerhalb näherungsweise 10GrdK von T0(298GrdK) zu halten wegen Faktoren wie der Nutzungsfähigkeit (Performance) der Peltier-Einrichtung und der verfügbaren Kapazität der Wärmesenke. In diesem Fall können Terme oberhalb von T2 ignoriert werden, ohne die Genauigkeit um mehr als 30 Promille zu beeinträchtigen.
  • 6 ist ein Funktionsblockdiagramm der durch die Kalibrierungssteuerung 29 ausgeführten Aktionen zum Erreichen eines gewünschten Drucks und/oder Massenstroms von der Zelle 48. Die primäre Beschreibung der 6 betrifft einen Analogsteueraufbau, jedoch sollte verstanden werden, dass die offenbarten Funktionen auch in dem Digitalbereich implementiert werden könnten. Der Kalibrierungsprozess beginnt, wenn ein Digital/Analog-Umwandler 61 ein Digitalsignal auf dem Leiter 39 empfängt, welches Signal einen gewünschten Strom von oder zu dem Volumen 48 identifiziert. Der gewünschte Strom repräsentiert das d/dt{T0/T} in der obigen Gleichung. Der Digital/Analog-Umwandler 61 interpretiert das kommende Signal als einen Kalibrierungsbefehl und wandelt die digitale Darstellung des gewünschten Stroms in einen analogen Spannungspegel um, der auf einen Integrierer 63 angewendet wird. Die Spannungsausgangsgröße des Digital/Analog-Umwandlers 61 repräsentiert die gewünschte Änderung der Temperatur des dichten Volumens 48 zum Erreichen des gewünschten Ergebnisses. Der Integrierer 63 spricht auf das Eingeben durch das Erzeugen eines zeitvarianten Ausgangssignals an, welches an einen +(Plus)-Eingang eines Differenzverstärkers 64 verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform variiert das Ausgangssignal des Integrierers linear mit der Zeit bis hoch zu (herunter zu) der gewünschten Temperatur. Es ist möglich, dass andere Systeme implementiert werden können, die zum Bereitstellen eines nicht-linearen (aber wiederholbaren) Ausgangssignals von dem Integrierer 63 eine abweichende zeitvariante Funktion verwenden können.
  • Der –(Minus)-Eingang des Differenzverstärkers 64 empfängt ein Signal auf dem Leiter 35, das den Kehrwert von der dann vorliegenden Temperatur des Volumens 48 darstellt, wie durch den Temperatursensor 57 erzeugt, und in geeigneter Weise verstärkt. Ein den T2-Term darstellendes Signal ist eingeschlossen, um eine ausreichend nahe Näherung zu 1/T zu liefern, wie in der letzten Gleichung oben beschrieben. Die Ausgangsgröße des Differenzverstärkers 64 wird auf die Peltier-Module 59 über einen Verstärkungsblock 65 und einen Stromtreiber 66 angelegt, welcher ein geschaltetes Standardstrom-IC LMD18245 sein kann. Das geschaltete Strom-IC speichert Energie in zwei externen Induktanzen und kann einen größeren Ausgangsstrom bereitstellen als der Durchschnittseingangsstrom. Die Temperaturänderung des dichten Volumens 48 wird durch den Temperatursensor 57 und seinen zugeordneten Verstärker erfasst und zu dem Differenzverstärker 64 auf dem Leiter 35 zurückgeführt, wie oben diskutiert. Der beschriebene Betrieb definiert eine hochverstärkende Rückkopplungsschleife mit einer Verstärkung von beispielsweise 27dB bei 1Hz.
  • Der Druck des Fluidums bei dem dichten Volumen 48 kann auch durch einen Drucksensor 56 erfasst werden und umgewandelt werde in ein inverses elektrisches Signal, welches zu dem Digital/Analog-Umwandler 61 gesendet wird. Der Digital/Analog-Umwandler 61 kann auf das Drucksignal ansprechen durch umgekehrtes Modifizieren des gewünschten, zu dem Integrierer 63 gesendeten, Temperatursignals. Die Modifikation der gewünschten Rate der Änderung des Temperatursignals wird durchgeführt zum Erstellen einer gewünschten Temperatur, die benötigt wird zum Erreichen eines gewünschten Massenstroms bei einem erfassten Druck. In vorteilhafter Weise kann das inverse elektrische Signal erhalten werden durch eine arithmetische Divisionsfunktion zum Erzeugen einer wahren 1/n-Teilung. Um dies bereitzustellen, kann die Signalleitung zwischen dem Drucksensor 56 und dem Digital/Analog-Umwandler 61 einen optionalen Teilungsblock 58 einschließen.
  • Der Empfang eines Digitalsignals auf dem Leiter 39 veranlasst eine stabile Änderung in der Temperatur der Zelle 48, entweder zunehmend (Ausströmung) oder abnehmend (Einströmung) über eine Dauer, die lang genug ist für alle Kupferzellen, und das Fluidum darin, bei der gleichmäßigen Rate geändert zu werden, die durch den Digital/Analog-Umwandler 61 gefordert wird. Diese Dauer kann beispielsweise zwei Sekunden währen. In Richtung des Endes dieser Dauer werden einer oder mehrere Abtastwertlesevorgänge von dem Durchflussmesser 19 in das validierte Leckprüfsystem 11 genommen.
  • Nach einer angemessenen Zeit für das Abtasten des Stroms – zum Beispiel 0,5 Sekunden, wird der Integrierer 63 zurückgesetzt. In diesen Zustand übergehend wird es der Rückkopplungsschleife ermöglicht, mit dem maximalen Nennkühlstrom (oder Heizstrom) auf die Peltier-Einrichtungen 59 angewendet in die Sättigung zu gelangen. Dies zwingt die Zellentemperatur, so schnell wie möglich in ihren Ruhewert zurückzukehren, was das Starten des nächsten normalen Leckprüfzyklus mit dem neuen Prüfteil sobald wie möglich zulässt. Die Erholungszeit ist üblicherweise zwischen 1 und 9 Sekunden, abhängig von der Richtung und Magnitude des vorangehenden Kalibrierungsfluidstroms.
  • Wenn ein Druckänderungsleckerfassungssystem validiert wird, ist es zweckmäßig, eine ähnliche Abfolge zu verwenden, d.h., das Entwickeln einer exakten Druckänderung innerhalb des Gesamtsystemvolumens durch Hervorrufen eines festen Kalibrierungsstroms über eine vorbestimmte feste Prüfzeit. Der Vorteil hiervon gegenüber dem einfachen Hervorrufen einer Änderung der Zellentemperatur zwischen zwei exakt bekannten Werten ist, dass es die durch ein reales Leck in dem Prüfteil verursachte Ausströmung simuliert.
  • Der kürzeste Gesamtzyklus wird erhalten, wenn die Zelle anfangs erwärmt ist (Kalibrierungsstrom nach außen), dann während der Erholungszeit gekühlt wird. Die Erholungszeit kann in jedem Fall überlappen mit der Zeit, die erforderlich ist zum Öffnen der Leckprüfvorrichtung, das neue Teil einzufügen und die Vorrichtung zu schließen vor dem Start der nächsten Prüfung.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Leckprüfanordnung mit einer Leckkalibrierungseinrichtung wird offenbart. Die Kalibrierungseinrichtung ist in Kommunikation mit der Leckprüfanordnung verbunden und stellt eine gesteuerte Quelle (Senke) eines Fluidums bei einem vorbestimmten Betrag bereit. Die Kalibrierung schließt ein im Wesentlichen dichtes Volumen von Fluidum in Strömungskommunikation mit der Prüfanordnung ein und eine Steueranordnung zum Heizen und/oder Kühlen des Volumens zum Erzeugen der Quelle (Senke) des Kalibrierers.

Claims (28)

  1. Leckprüfkalibrierungsanordnung zur Verwendung mit einem Prüfsystem zum Erfassen von Lecken in Einrichtungen, wobei die Kalibrierungsanordnung umfasst: eine Prüfeinrichtung, die ein Gerät zum Prüfen der Strömungseigenschaften eines Fluidums in einer mit der Einrichtung verbundenen Prüfrohrleitung umfasst; eine Referenzquellenzelle mit einer Auslassrohrleitung in Strömungskommunikation mit der Prüfrohrleitung; und ein Steuergerät zum Steuern der Strömungseigenschaften eines Fluidums in der Referenzzelle.
  2. Kalibrierungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Referenzquellenzelle ein im Wesentlichen dichtes festes Volumen von Fluidum in Strömungskommunikation mit der Prüfrohrleitung umfasst.
  3. Kalibrierungsanordnung nach Anspruch 2, ein Gerät umfassend zum Steuern der Temperatur des Fluidums in der Referenzquellenzelle.
  4. Kalibrierungssystem nach Anspruch 2, wobei das Steuergerät eine Schaltung umfasst zum Steuern der Temperatur des Fluidums in der Referenzquellenzelle.
  5. Kalibrierungssystem nach Anspruch 4, eine Temperaturmesseinrichtung umfassend zum Messen der Temperatur des Fluidums in der Referenzquellenzelle, wobei die Schaltung ein Gerät umfasst zum Vergleichen der gemessenen Temperatur mit einem Referenzwert.
  6. Kalibrierungssystem nach Anspruch 5, wobei der Referenzwert mit der Zeit in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Funktion variiert.
  7. Kalibrierungssystem nach Anspruch 4, wobei das Steuergerät eine im Wesentlichen konstante Fluid-Temperatur in der Referenzquellenzelle während des Leckprüfens einer Einrichtung beibehält.
  8. Kalibrierungssystem nach Anspruch 5, ein Gerät umfassend zum Erzeugen eines Drucksignals ansprechend auf den Druck in der Prüfrohrleitung.
  9. Kalibrierungssystem nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät anspricht auf das Drucksignal zum Steuern der Temperatur des Fluidums in der Referenzquellenzelle.
  10. Kalibrierungssystem nach Anspruch 9, wobei die Steuervorrichtung umgekehrt zu dem Drucksignal anspricht zum Steuern einer Änderungsrate der Temperatur des Fluidums in der Referenzquellenzelle.
  11. Kalibrierungssystem nach Anspruch 3, wobei die Referenzquellenzelle eine Vielzahl von Wärme leitenden Platten umfasst, die eine Vielzahl von Untervolumen innerhalb des Volumens von Fluidum der Referenzquellenzelle definieren.
  12. Kalibrierungssystem nach Anspruch 11, wobei jedes der Untervolumen in Strömungskommunikation mit mindestens einem anderen der Untervolumen steht.
  13. Kalibrierungssystem nach Anspruch 4, wobei das Steuergerät einen Komparator umfasst zum Vergleichen der gemessenen Temperatur mit dem Referenzwert.
  14. Kalibrierungssystem nach Anspruch 13, wobei der Komparator ein analoger Komparator ist.
  15. Kalibrierungssystem nach Anspruch 6, einen analogen Integrierer umfassend zum Erzeugen des zeitvarianten Referenzwertes.
  16. Kalibrierungssystem nach Anspruch 15, eine Schaltung umfassend zum Anlegen einer Analogeingangsgrößenreferenz an den analogen Integrierer.
  17. Kalibrierungssystem nach Anspruch 16, einen Standardreferenzwert umfassend, der eine gewünschte Strömungseigenschaft identifiziert.
  18. Kalibrierungssystem nach Anspruch 17, ein Referenzsteuergerät umfassend zum Umwandeln des Standardreferenzwertes in die Analogeingangsreferenz.
  19. Kalibrierungssystem nach Anspruch 18, ein Gerät umfassend zum Erzeugen eines Drucksignals ansprechend auf den Druck in der Prüfrohrleitung und wobei das Referenzsteuergerät auf das Drucksignal anspricht zum Umwandeln des Standreferenzwertes in den Analogeingangsreferenzwert.
  20. Kalibrierungssystem nach Anspruch 19, wobei das Steuergerät umgekehrt zu dem Drucksignal anspricht.
  21. Referenzquellenzelle zum Erzeugen vorbestimmter Eigenschaften in einem Fluidum, umfassend: ein im Wesentlichen dichtes Volumen mit einem Fluid-Auslass; ein Temperatur beeinflussendes Gerät zum Ändern der Temperatur eines Fluidums in dem dichten Volumen; eine Steueranordnung zum Empfangen eines Eingangssignals, das eine vorbestimmte Eigenschaft des Fluidums angibt, und zum Steuern des Temperatur beeinflussenden Gerätes zum Erzielen der vorbestimmten Eigenschaft durch selektives Erwärmen und Abkühlen des Fluidums in dem dichten Volumen.
  22. Referenzzelle nach Anspruch 21, wobei das dichte Volumen einen Wärmetauscher umfasst.
  23. Referenzzelle nach Anspruch 22, wobei das Temperatur beeinflussende Gerät mindestens eine thermoelektrische Einrichtung umfasst.
  24. Referenzzelle nach Anspruch 23, wobei die Steueranordnung ein Temperatur steuerndes elektrisches Signal an die thermoelektrische Einrichtung koppelt.
  25. Referenzquellenzelle nach Anspruch 24, ein Temperaturerfassungsgerät in dem im Wesentlichen dichten Volumen umfassend, und wobei die Steueranordnung auf Temperatur darstellende elektrische Signale von dem Temperaturerfassungsgerät anspricht zum Modifizieren des elektrischen Temperatursteuersignals.
  26. Referenzquellenzelle nach Anspruch 25, ein Druckerfassungsgerät in Strömungskommunikation mit dem dichten Volumen umfassend.
  27. Referenzquellenzelle nach Anspruch 26, wobei das Druckerfassungsgerät Druck erzeugt, der elektrische Signale repräsentiert, und das Steuergerät anspricht auf die Druck repräsentierenden elektrischen Signale zum Steuern der Temperatursteuersignale.
  28. Referenzquellenzelle nach Anspruch 22, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl von wärmeleitenden Platten umfasst.
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