DE19813432A1 - Verfahren und Anordnung zur lokalen Dichtheitsprüfung - Google Patents
Verfahren und Anordnung zur lokalen DichtheitsprüfungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur lokalen Dichtheitsprüfung von Behältern oder Gehäusen, wonach das Prüfobjekt dadurch auf Leckagen untersucht wird, daß ein Teilbereich der Prüfobjektoberfläche mit testgasfreier Umgebungsluft angeblasen wird, so daß im Falle eines Lecks in dem betrachteten Prüfbereich das aus diesem austretende Testgas sich in einem Prüfvolumen homogen verteilt. Das Prüfvolumen wird hierzu zumindest teilweise von dem Prüfbereich der Prüfobjektoberfläche und dem die testgasfreie Umgebungsluft abgebenden Einblaselement begrenzt, so daß sichergestellt ist, daß das aus einem Leck am Prüfbereich austretende Testgas auch in das Prüfvolumen gelangt. Aus der im Prüfvolumen sich einstellenden Testgaskonzentration kann dann sicher auf die Anwesenheit eines Lecks im Prüfbereich der Prüfobjektoberfläche geschlossen werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur lokalen
Dichtheitsprüfung von Behältern und/oder Gehäusen, wonach ein derartiges Prüfob
jekt mit einem Testfluid beaufschlagt wird, das gegenüber der Umgebung unter er
höhtem Druck steht, so daß bei Vorhandensein eines Lecks Fluid aus dem Prüfob
jekt austritt und hieraus das Leck erkannt wird.
Zur lokalen Dichtheitsprüfung von Behältern, die bei. bestimmungsgemäßem Ge
brauch mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium verfüllt sind, z. B. von Wasser-
und Ölkühlern für Kraftfahrzeuge, ist das sogenannte "Schnüffelverfahren" bekannt.
Hierbei wird der Prüfling mit dem Testfluid, meistens Helium oder SF6, mit Druck
beaufschlagt, wobei die mit der Prüfung betraute Person den Prüfling mit einer
"Schnüffel-Sonde", welche im einfachsten Fall aus einem dünnen Schlauch besteht,
durch den Gas eingesaugt wird, absucht. Führt die mit der Prüfung betraute Person
nun die Schnüffel-Sonde nahe genug über ein Leck hinweg, so wird etwas aus dem
Leck ausgetretenes Testfluid eingesaugt und, z. B. bei Helium als Testfluid, über ein
als Helium-Detektor betriebenes Massenspektometer, nachgewiesen und somit das
Leck erkannt.
Ein wesentlicher Nachteil dieser Art der Leckdetektion ist darin zu sehen, daß das
aus einem Leck austretende Testgas zu einem großen Teil durch die beispielsweise
über Konvektion bewegte Umgebungsluft verweht wird. Es ist oft schon nach weni
gen Sekunden sehr schwierig, verwehtes Testgas von Testgas, welches unmittelbar
über dem Leck von der Schnüffelsonde eingesaugt wird, zu unterscheiden. Diese
Situation wird zusätzlich noch dadurch erschwert, daß die verwehten Testgasmen
gen mit der Prüfzeit proportional zunehmen. Es ist somit für den mit der Prüfung be
trauten Beobachter in vielen Fällen (vor allem bei großen oder komplexen Teilen)
sehr schwierig, gefundenes Testgas eindeutig einem Leck zuzuordnen. Auch stellt
diese manuelle Tätigkeit mit den hierdurch unvermeidlichen bedienerabhängigen
Fehlerquellen für die industrielle Fertigung ein Problem dar.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ei
ne Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die lo
kale Dichtheitsprüfung für praktische Anwendungsfälle sicherer und automatisierbar
unter rauhen Industriebedingungen durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merk
male des Patentanspruchs 1, dem Grundgedanken nach, sowie in Ausführungsvari
anten und Ausgestaltungen derselben durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis
17 und hinsichtlich der Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 18 und in
Ausgestaltungen durch die weiteren Unteransprüche 19 bis 34 gelöst.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch geeignetes Einblasen von
testgasfreier Umgebungsluft in ein beispielsweise "becherförmiges" Volumen in wel
ches pro Zeit eine konstante Menge Testgas abgegeben wird, sich schnell eine zeit
lich konstante Testgaskonzentration in fast dem gesamten Volumen einstellt. Diese
ist im wesentlichen durch die pro Zeit zugeführte Menge an Testgas und Umge
bungsluft, sowie das Volumen in das diese beiden Volumenströme eintreten und
verwirbelt werden bestimmt. Da aber die pro Zeit in das Volumen eingeblasene
Gasmenge mit der aus dem Volumen wieder austretenden Gasmenge identisch sein
muß, da sonst der Druck in dem Volumen steigen würde, was bei einem offenen
"Becher" nicht möglich ist, können bei einer ausreichenden Menge an eingeblasener
Umgebungsluft keine weiteren Gase in das Volumen eindringen. Gemäß der Erfin
dung wird daher vorgeschlagen, das Prüfobjekt dadurch auf Leckagen zu untersu
chen, daß ein Teilbereich der Prüfobjektoberfläche, der Prüfbereich (5), so mit test
gasfreier Umgebungsluft und/oder testgasfreien Gasen angeblasen wird, daß im
Falle eines Lecks (2) im Prüfbereich (5) das aus diesem austretende Testgas in dem
Prüfvolumen (4) - vorzugsweise homogen - verteilt wird. Das Prüfvolumen (4) wird
hierzu zumindest teilweise von dem Prüfbereich (5) der Prüfobjektoberfläche be
grenzt, so daß sichergestellt ist, daß das aus einem Leck (2) im Prüfbereich (5) aus
tretende Testgas auch in das Prüfvolumen (4) gelangt. Aus der im Prüfvolumen (4)
sich so einstellenden Testgaskonzentration kann dann sicher auf die Anwesenheit
eines Lecks (2) im Prüfbereich (5) der Prüfobjektoberfläche geschlossen werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in das Prüfvolumen (4)
so testgasfreie Umgebungsluft und/oder testgasfreies Gas eingeblasen wird, daß
Testgas von außerhalb dieses Prüfvolumens (4) und/oder Testgas, aus Ober
flächenbereichen des Prüfobjektes, welche das Prüfvolumen (4) nicht begrenzen, in
dieses Prüfvolumen (4) nicht eindringen kann. Dies ist um so leichter, je mehr test
gasfreie Umgebungsluft pro Zeit in das Prüfvolumen eingeblasen wird, da dann auch
die aus dem Prüfvolumen (4) wieder austretende Menge Luft pro Zeit entsprechend
steigt.
Vorteilhafterweise wird die nach Lecks (2) abzusuchende Prüfobjektoberfläche da
durch Stück für Stück nach Leckagen abgesucht, daß das Prüfvolumen (4) stetig
oder in diskreten Schritten auf der Oberfläche des Prüfobjektes verschoben wird,
und somit der dem Prüfvolumen (4) zugeordnete Prüfbereich (5) über die Oberfläche
wandert. Liegt ein Leck (2) zu einem bestimmten Zeitpunkt in diesem Bereich (5)
vor, so wird es erkannt und aus der momentanen Position des Prüfvolumens (4) ist
dann die Position des Lecks (2) bekannt.
Besonders vorteilhaft kann das Verschieben von Prüfvolumen (4) mittels Robotern
und/oder Verschiebeeinheiten erreicht werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, als Testgas He (Helium), H2
(Wasserstoff), CH4, C2H6, C3H8, C2H2 (Ethin), C2H4 (Ethen), Propen, Buten, N2O,
CO2, oder SF6 oder ein Gemisch aus diesen Gasen mit Luft oder auch Preßluft zu
verwenden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Testgaskonzentra
tion im Prüfvolumen (4) mittels optischer Gasnachweisverfahren bestimmt wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Konzentra
tionsbestimmung des Testgases das in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 00 947
.9 (Stetter/Schroff, 14.01.95) beschriebene optische Gasnachweisverfahren
verwendet wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Konzentra
tionsbestimmung des Testgases das in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 35 720
.5 (Stetter/Schroff, 26.09.95) beschriebene optische Gasnachweisverfahren
verwendet wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht zur Konzentrationsbestimmung
des Testgases Gasnachweisverfahren vor, welche den Testgasanteil eines Gases
über die Messung der Wärmeleitfähigkeit des Gases ermitteln. Hierdurch können
Testgase, die eine von der Umgebungsluft verschiedene Wärmeleitfähigkeit be
sitzen, sicher erkannt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht zur Konzentrations
bestimmung des Testgases Gasnachweisverfahren vor, welche den Testgasanteil
eines Gases über die Messung der Elektronenaffinität -vorzugsweise basierend auf
dem Resonanzeinfang von Elektronen- des Gases ermitteln. Hierdurch können
Testgase deren Wechselwirkung mit freien Elektronen im Gegensatz zur Umge
bungsluft sehr ausgeprägt oder besonders charakteristisch ist, - dies trifft in beson
derem Maße auf SF6 zu -, anhand dieser Wechselwirkung mit freien Elektronen
sicher erkannt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht zur Konzentrations
bestimmung des Testgases Gasnachweisverfahren, basierend auf der Wechselwir
kung der Testgase mit speziellen Halbleiterdetektoren, vor. Insbesondere solche bei
denen sich die elektrische Leitfähigkeit oder die Kapazität ändert.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die lokale Lecksuche
sowohl bei Atmosphärendruck als auch bei sehr kleinen Drücken (kleiner 100 mbar
absolut) durchgeführt werden kann. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn
die hier vorgeschlagene Prüfmethode mit der bekannten "Vakuumdruckanstiegs
methode", bei welcher das Prüfobjekt in eine Vakuumglocke gebracht wird, diese
evakuiert wird und aus dem mit der Zeit ansteigenden Druck in der Vakuumglocke
auf die Summenleckage am Prüfobjekt geschlossen wird, kombiniert wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Anordnung zur lokalen Lecksuche;
Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Anordnung
zur lokalen Lecksuche;
Fig. 3 ein Ausgestaltungsdetail zu den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispielen einer Anordnung zur lokalen Lecksuche;
Fig. 4 ein weiteres gegenüber Fig. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer
Anordnung zur lokalen Lecksuche;
Fig. 5 ein spezielles Anwendungsbeispiel der in Fig. 4 dargestellten Anordnung
zur lokalen Lecksuche.
Das in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Einblaselement (1) legt sowohl das Prüfvolu
men (4), als auch, durch die Art und Weise wie die testgasfreie Umgebungsluft - vor
zugsweise Preßluft - in das Prüfvolumen (4) und auf die Prüfobjektoberfläche gebla
sen wird, den Prüfbereich (5) auf der Prüfobjektoberfläche fest. Dem Einblasele
ment (1) wird mittels einer Drossel (32), welche eingangsseitig mit einem, testgas
freie Umgebungsgase bereitstellenden Druckspeicher (33) - vorzugsweise einem
Preßluftspeicher -, und ausgangsseitig mit einer - vorzugsweise flexiblen - Lei
tung (36) verbunden ist, über Anschluß (19) ein fest eingestellter Volumenstrom an
testgasfreien Umgebungsgasen zugeführt. Dieser Volumenstrom an testgasfreien
Umgebungsgasen wird durch die Kanäle (18) des Einblaselements (1) in Form eines
"Luftvorhangs" auf die Prüfobjektoberfläche geblasen. Dieser Luftvorhang
"verbindet" so das Einblaselement (1) mit der Oberfläche des Prüfobjekts (10) und
umschließt so, bis auf den Randbereich (8) des Anblasbereichs (7), das Innere des
Anblasbereichs (7). Der den Anblasbereich (7) umschließende, hierdurch in dem
Randbereich (8) gebildete, diesen nach außen in die Umgebung des Einblas
elements (1) nahe der Prüfobjektoberfläche verlassende Volumenstrom (21) verhin
dert ein Eindringen von Testgas, aus dem, den Anblasbereich (7) umgebenden
Außenbereich, in den Anblasbereich (7) und hierdurch in das Prüfvolumen (4).
Durch den so aus dem Randbereich (8) in das Innere des Anblasbereichs (7)
entstehenden Volumenstroms (22) wird das aus einem Leck (2) im Prüfbereich (5)
austretende Testgas in das Prüfvolumen (4) transportiert und dort verteilt. Das
Einblaselement (1) wird vorteilhafterweise als Hohlzylinder ausgebildet, wobei die
Kanäle (18) in der Zylinderwandung integriert werden. Dies kann einfach durch zwei
konzentrisch angeordnete Rohre erreicht werden. Wird der dann zwischen den Roh
ren entstehende Ringkanal (18) am einen Ende verschlossen und wird an diesem
Ende Anschluß (19) angebracht, so tritt der dem Einblaselement (1) über den An
schluß (19) zugeführte Volumenstrom an testgasfreien Umgebungsgasen an dem
offenen Ende als koaxialer, zylindrischer Mantelstrom aus. Dieses so aufgebaute
Einblaselement (1) wird so an die Prüfobjektoberfläche herangeführt, daß die Zylin
derachse des Einblaselements (1) senkrecht zu dem Prüfbereich (5) steht und daß
das Einblaselement (1) sich in der Nähe der Prüfobjektoberfläche - vorzugsweise in
einem Abstand kleiner ein Drittel des Durchmessers des Einblaselements (1) - befin
det. Hierdurch bildet sich ein stabiler Luftvorhang zwischen dem Einblaselement (1)
und der Prüfobjektoberfläche aus. Das Prüfvolumen (4) entspricht dann dem Innen
volumen des Einblaselements (1) einschließlich dem Anblasbereich (7) zwischen
Prüfbereich (5) und Einblaselement (1), sofern der in das Innere des Anblas
bereichs (7) gerichtete Volumenstrom (22) groß genug - vorzugsweise größer einem
Volumenstrom von dem zweifachen Innenvolumen des Einblaselements (1) pro Se
kunde - ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, den zur Bestimmung der im Prüfvolu
men (4) vorliegenden Testgaskonzentration verwendeten Detektor (11) innerhalb
des Prüfvolumens (4) zu integrieren und das Detektorsignal (11') als Maß für die
Testgaskonzentration im Prüfvolumen (4) auszuwerten.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine über Leitung (37) mit einem
Untersuchungsvolumen (3) verbundene Schnüffelsonde (31) zum Transport eines
dem Prüfvolumen (4) entnommenen, fest durch eine Drossel (34) vorgegebenen
Volumenstroms in das Untersuchungsvolumen (3) vor. Drossel (34) wird hierzu ein
gangsseitig mit einer Vakuumpumpe (35) und ausgangsseitig mit dem Unter
suchungsvolumen (3) über Leitung (30) verbunden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, den zur Bestimmung der im
Prüfvolumen (4) vorliegenden Testgaskonzentration verwendeten Detektor (11) in
nerhalb des Untersuchungsvolumens (3) zu integrieren und das Detektorsignal (11')
als Maß für die Testgaskonzentration im Prüfvolumen (4) auszuwerten.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, in einem Untersuchungsvolumen (3)
Gas aus dem Prüfvolumen (4) einem von einer Strahlquelle - vorzugsweise eines La
sers - emittierten, - vorzugsweise intensitätsmodulierten - elektromagnetischen Wel
lenfeld (6) auszusetzen, das Frequenzanteile enthält, die von dem Testgas unter Er
zeugung eines der Leckerkennung dienenden Detektorsignals (11') absorbiert wer
den und daß das Detektorsignal (11') als Maß für die Testgaskonzentration im Prüf
volumen (4) ausgewertet wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, sowohl das Einblas
element (1) als auch die Schnüffelsonde (31) als dünnes Rohr auszubilden und an
dem Ende (1') des Einblaselements (1) testgasfreie Umgebungsgase in das Prüf
volumen (4) einzublasen und an dem Ende (31') der Schnüffelsonde (31) Gas aus
dem Prüfvolumen (4) einzusaugen. Dies ist insbesondere bei solchen Prüfobjekten
hilfreich, bei welchen das Prüfvolumen (4) nahezu vollständig von dem Prüf
objekt (10) umgeben ist. Fig. 5 zeigt so einen Fall. Das dort abgebildete Prüfobjekt -
eine Wasserpumpe - darf an der Dichtstelle (14) zwischen dem wasserführenden
Pumpraum (13) und dem durch die Kugellager, die Pumpenwelle und das zylindri
sche Kugellagergehäuse begrenzten Prüfvolumen (4) keine Leckage aufweisen. Um
die Dichtstelle (14) auf Dichtheit zu prüfen, wird der Pumpraum (13) nach außen ab
gedichtet und mit Testgas bedrückt. Danach wird das Einblaselement (1) und die
Schnüffelsonde (31) durch die am Kugellagergehäuse vorhandene Öffnung einge
führt und über das Ende (1') des Einblaselements (1) testgasfreie Umgebungsluft in
das Prüfvolumen (4) eingeblasen. Über das Ende (31') der Schnüffelsonde (31) wird
dem Prüfvolumen (4) dann Gas entnommen und zur Bestimmung des Testgasanteils
dem Untersuchungsvolumen (3) zugeführt. Über Detektor (11) wird dann die Test
gaskonzentration ermittelt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Einblaselement (1)
innerhalb der Schnüffelsonde (31) verläuft und daß das Ende (1') des Einblas
elements (1) etwas - vorzugsweise den dreifachen Durchmesser des Einblas
elements (1) - über das Ende (31') der Schnüffelsonde (31) hinausragt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß über das Einblaselement (1) mehr
testgasfreie Umgebungsluft in das Prüfvolumen (4) eingeblasen wird als durch die
Schnüffelsonde (31) abgesaugt wird.
Claims (34)
1. Verfahren zur lokalen Dichtheitsprüfung von Behältern, Gehäusen und der
gleichen Prüfobjekten, bei welchem das Prüfobjekt (10) mit einem unter Druck
stehenden Testgas beaufschlagt wird und bei welchem bei Vorhandensein eines
Lecks (2) aus dem Prüfobjekt (10) Testgas entweicht, dadurch gekennzeich
net, daß ein Prüfvolumen (4) so gewählt und/oder gestaltet wird, daß das Prüf
volumen (4) zumindest teilweise durch einen auf Leckagen zu untersuchenden
Prüfbereich (5) des Prüfobjektes (10) begrenzt wird, so daß bei Vorhandensein
eines Lecks (2) im Prüfbereich (5) das hieraus in das Prüfvolumen (4) ent
weichende Testgas im Prüfvolumen (4) durch Einblasen von testgasfreier Um
gebungsluft und/oder testgasfreier Gase in dieses Prüfvolumen (4) verteilt wird
und die Testgaskonzentration gemessen wird und hieraus auf das Vorhanden
sein eines Lecks und/oder auf die Größe eines Lecks geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Prüfvolu
men (4) so testgasfreie Umgebungsluft und/oder testgasfreies Gas eingeblasen
wird, daß Testgas von außerhalb dieses Prüfvolumens (4) und/oder Testgas,
aus Oberflächenbereichen des Prüfobjektes, welche das Prüfvolumen (4) nicht
begrenzen, in dieses Prüfvolumen (4) nicht eindringen kann.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Prüfvolumen (4) - vorzugsweise automatisiert mittels eines Roboters
und/oder einer Verschiebeeinheit - über die Oberfläche des Prüfobjektes (10)
bewegt wird und/oder aus der Position des Prüfvolumens (4) auf den Ort eines
Lecks (2) geschlossen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Testgas He (Helium) und/oder H2 (Wasserstoff) und/oder CH4 und/oder C2H6
und/oder C3H8 und/oder C2H2 (Ethin) und/oder C2H4 (Ethen) und/oder Propen
und/oder Buten und/oder N2O und/oder CO2 und/oder SF6 und/oder ein Gemisch
aus diesen Gasen und/oder ein Gemisch aus einem oder mehreren dieser Gase
mit Luft und/oder Stickstoff verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das verwendete Testgas mittels optischer Gasnachweisverfahren detektiert
und/oder die Testgaskonzentration mittels optischer Gasnachweisverfahren
bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in
einem Untersuchungsvolumen (3) Gas aus dem Prüfvolumen (4) einem von ei
ner Strahlquelle emittierten, - vorzugsweise intensitätsmodulierten - elektro
magnetischen Wellenfeld (6) ausgesetzt wird, das Frequenzanteile enthält, die
von dem Testgas unter Erzeugung eines der Leckerkennung dienenden Detek
torsignals (11') absorbiert werden und daß das Detektorsignal (11') als Maß für
die Testgaskonzentration im Prüfvolumen (4) und/oder für die Größe eines
Lecks (2) gemessen und ausgewertet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersu
chungsvolumen (3) als ein Teilvolumen des Prüfvolumens (4) gewählt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Untersuchungs
volumen (3) ein Bereich außerhalb des Prüfvolumens (4) gewählt wird und daß
Gas aus dem Prüfvolumen (4) zur Bestimmung des Testgasanteils in das Unter
suchungsvolumen (3) verbracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das der Leckerkennung dienende Detektorsignal (11') von einem als Detek
tor (11) dienenden empfindlichen Schalldetektor - vorzugsweise einem empfind
lichen Mikrophon - unter Verwendung des photoakustischen Effektes erzeugt
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Testgasnachweis das in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 00 947.9
(Stetter/Schroff, 14.01.95) beschriebene optische Gasnachweisverfahren ver
wendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Testgasnachweis das in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 35 720.5
(Stetter/Schroff, 26.09.95) beschriebene optische Gasnachweisverfahren ver
wendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als Testgasnachweisverfahren Massenspektrometer und/oder Halbleitersenso
ren und/oder Sensoren zur Bestimmung des Testgasanteils eines Gases mittels
Messung der Wärmeleitfähigkeit des Gases und/oder Sensoren zur Bestimmung
des Testgasanteils eines Gases mittels der Messung der Elektronenaffinität -
vorzugsweise basierend auf dem Resonanzeinfang von Elektronen - des Gases
verwendet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
mittels einer Schnüffelsonde - vorzugsweise ausgestaltet als dünne Kapillare -
Gas aus dem Prüfvolumen (4) abgesaugt wird, so daß bei Vorhandensein eines
Lecks (2) zumindest ein Teil des aus dem Leck (2) austretenden Testgases ein
gesaugt und einem Gasnachweissystem zur Testgaskonzentrationsbestimmung
zugeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck in der Umgebung des Prüfobjektes (10) dem Atmosphärendruck ent
spricht.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck in der Umgebung des Prüfobjektes (10) kleiner als der Atmosphären
druck - vorzugsweise zwischen 1 und 200 mbar absolut - gewählt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Prüfobjekt (10) zur Dichtheitsprüfung in eine Prüfkammer verbracht wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfkammer
auf einen fest vorgegebenen Druck evakuiert wird.
18. Anordnung zur lokalen Dichtheitsprüfung von Behältern, Gehäusen und derglei
chen Prüfobjekten (10), die mit einem unter Druck stehenden Testgas beauf
schlagbar sind, mit einem Prüfvolumen (4) zur Aufnahme von im Leckfalle Test
gas enthaltenden Umgebungsgasen des jeweiligen Prüfobjektes (10), mit einem
das Prüfvolumen (4) zumindest teilweise begrenzenden, auf Leckagen zu unter
suchenden Prüfbereich (5) der Oberfläche des Prüfobjektes (10), mit einem
Einblaselement (1) zum Einblasen testgasfreier Umgebungsgase in das Prüfvo
lumen (4) und/oder Anblasen des Prüfbereichs (5) mit testgasfreien Umge
bungsgasen zur Verteilung von im Falle eines Lecks (2) im Prüfbereich (5) aus
tretender Testgase in dem Prüfvolumen (4), mit einem Detektor (11) zur Erzeu
gung eines der im Prüfvolumen (4) vorliegenden Testgaskonzentration eindeutig
zugeordneten - vorzugsweise proportionalen - Detektorsignals (11').
19. Anordnung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine - vorzugsweise ein
stellbare - Drossel (32), welche eingangsseitig mit einem testgasfreie Umge
bungsgase bereitstellenden Druckspeicher (33) und ausgangsseitig mittels einer-
vorzugsweise flexiblen - Leitung (36) über einen - vorzugsweise lösbaren - An
schluß (19) mit dem Einblaselement (1), zum Einleiten eines fest vorgegebenen
Volumenstroms an testgasfreien Umgebungsgasen in das Einblaselement (1),
verbunden ist.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einblaselement (1) nahe an der Prüfobjektoberfläche zur Festlegung
des Prüfbereichs (5) angeordnet wird.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einblaselement (1) Kanäle (18) enthält, durch welche die in das Ein
blaselement (1) eingeleiteten testgasfreien Umgebungsgase in den Rand
bereich (8) des zwischen Einblaselement (1) und Prüfbereich (5) der Prüfobjekt
oberfläche gelegenen Anblasbereich (7), zur Erzeugung eines von dem Rand
bereich (8) in das Innere des Anblasbereichs (7) gerichteten Volumen
stroms (22), eingeblasen werden.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einblaselement (1) Kanäle (18) enthält, durch welche die in das Ein
blaselement (1) eingeleiteten testgasfreien Umgebungsgase in den Rand
bereich (8) des Anblasbereichs (7), zur Erzeugung eines den Anblasbereich (7)
umschließenden und den Randbereich (8) nach Außen in die Umgebung des
Einblaselements (1) nahe der Prüfobjektoberfläche verlassenden Volumen
stroms (21), eingeblasen werden.
23. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumen
strom (22) das aus einem Leck (2) im Prüfbereich (5) austretende Testgas in das
Prüfvolumen (4) transportiert und darin - vorzugsweise homogen - verteilt.
24. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, gekennzeichnet durch ein
das Prüfvolumen (4) zumindest teilweise umgebende Einblaselement (1) zur Ab
grenzung des Prüfvolumens (4) von der restlichen Prüfumgebung.
25. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Bestimmung der im Prüfvolumen (4) vorliegenden Testgaskonzen
tration verwendete Detektor (11) innerhalb des Prüfvolumens (4) integriert wird
und/oder das Prüfvolumen (4) innerhalb des Einblaselements (1) angeordnet
wird.
26. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, gekennzeichnet durch eine -
vorzugsweise einstellbare - Drossel (34), welche eingangsseitig mit einer Vaku
umpumpe (35) und ausgangsseitig mit dem Untersuchungsvolumen (3) über ei
ne - vorzugsweise flexible - Leitung (30) verbunden ist, mit einer Schnüffelson
de (31) - vorzugsweise als dünne Kapilare ausgebildet -, welche über eine - vor
zugsweise flexible - Leitung (37) mit dem Untersuchungsvolumen (3), zum
Transport eines dem Prüfvolumen (4) entnommenen, fest vorgegebenen Volu
menstroms in das Untersuchungsvolumen (3), verbunden ist.
27. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einblaselement (1) und/oder die Schnüffelsonde (31) als - vorzugsweise
dünne - rohrförmige Elemente ausgestaltet sind, und an dem Ende (1') des Ein
blaselements (1) testgasfreie Umgebungsgase in das Prüfvolumen (4) eingebla
sen werden und an dem Ende (31') der Schnüffelsonde (31) Gas aus dem Prüf
volumen (4) eingesaugt wird.
28. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet,
daß das - vorzugsweise rohrförmige - Einblaselement (1) innerhalb der -
vorzugsweise rohrförmigen - Schnüffelsonde (31) verläuft.
29. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (1') des
Einblaselements (1) etwas - vorzugsweise den dreifachen Durchmesser bei ei
nem runden Querschnitt des Einblaselements (1) - über das Ende (31') der
Schnüffelsonde (31) hinausragt.
30. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet,
daß das von einer Strahlquelle emittierte elektromagnetische Wellenfeld (6) das
Innere des Einblaselements (1) beleuchtet.
31. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet,
daß das Detektorsignal (11') einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der
Testgaskonzentration in dem Prüfvolumen (4) und/oder der Größe eines
Lecks (2) zugeführt wird.
32. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Testgasnachweis eine in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 00 947
.9 (Stetter/Schroff, 14.01.95) beschriebene Anordnung zur Bestimmung der
Testgaskonzentration im Prüfvolumen (4) und/oder Untersuchungsvolumen (3)
verwendet wird.
33. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Testgasnachweis eine in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 35 720
.5 (Stetter/Schroff, 26.09.95) beschriebene Anordnung zur Bestimmung der
Testgaskonzentration im Prüfvolumen (4) und/oder Untersuchungsvolumen (3)
verwendet wird.
34. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
daß als Detektor (11) ein Massenspektrometer und/oder Halbleitersensor
und/oder ein Sensor zur Bestimmung des Testgasanteils eines Gases mittels
Messung der Wärmeleitfähigkeit des Gases und/oder ein Sensor zur Bestim
mung des Testgasanteils eines Gases mittels der Messung der Elektronenaffini
tät - vorzugsweise basierend auf dem Resonanzeinfang von Elektronen - des Ga
ses verwendet wird.
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DE1998113432 DE19813432A1 (de) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Verfahren und Anordnung zur lokalen Dichtheitsprüfung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1998113432 DE19813432A1 (de) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Verfahren und Anordnung zur lokalen Dichtheitsprüfung |
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