DE2135751C3

DE2135751C3 - Verfahren zur integralen Dichtigkeitsbestimmung

Info

Publication number: DE2135751C3
Application number: DE19712135751
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr. 5000 Koeln Reich
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1971-07-16
Filing date: 1971-07-16
Publication date: 1983-12-29
Also published as: GB1337379A; DE2135751A1; DE2135751B2; FR2146758A5; CH534351A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur ίο integralen Dichtigkeitsbestimmung von Hohlkörpern mit Hilfe eines Testgases, dessen Eintritt aus einem Umgebungsraum in den Hohlkörper bzw. dessen Austritt aus dem Hohlkörper in den Umgebungsraum mit Hilfe einer Testgas-Nachweisvorrichtung angezeigt -»5 wird.

Bei der integralen Dichtigkeitsbestimmung, d. h. bei der Kontrolle, ob ein Hohlkörper dicht oder undicht ist, wird im allgemeinen in der Weise verfahren, daß der zu prüfende Hohlkörper zunächst in einem weiteren Behälter untergebracht wird. Der zu prüfende Hohlkörper wird dann evakuiert und vakuumdicht mit einer Testgasnachweisvorrichtung verbunden. In den äußeren Behälter wird Testgas eingelassen. Im Falle einer Undichtigkeit gelangt das Testgas in den zu prüfenden Hohlkörper und von dort aus in die Testgas-Nachweisvorrichtung, wo es qualitativ und quantitativ nachgewiesen werden kann. Dasselbe Verfahren kann auch in umgekehrter Weise durchgeführt werden, d. h., in diesem Falle wird das Testgas in den zu prüfenden &o Hohlkörper eingefüllt. Im Falle einer Undichtigkeit tritt das Testgas nach außen in den umgebenden Behälter aus. der mit der Testgas-Nachweisvorrichtung verbunden ist.

Bei diesen etwa gleichwertigen Verfahren kann das Testgas nur durch Diffusion zu den undichten Stellen gelangen. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, den Umgebungsraum, in den das Testgas eingelassen werden soll, vorher zu evakuieren, und zwar auf einen Druck von einigen Zehntel Torr, und dann wieder mit Testgas zu füllen. Die Auffüllung des ausgepumpten äußeren Behälters auf Atmosphärendruck mit Testgas verursacht einen relativ hohen Testgasverbrauch. Es ist zwar im Prinzip auch möglich, mit einem niedrigeren Testgasdruck zu arbeiten und damit den Testgasverbrauch zu reduzieren. Dieses Verfahren -hat jedoch den Nachteil, daß die Nachweisempfinglichkeh. erheblich kleiner wird, weil — nach den bekannten Zusammenhängen über die Strömung von Gasen — die durch eine Undichtigkeit durchströmende Testgasmenge mit dem Quadrat des Druckes zunimmt- Schließlich ist es auch bekannt (DE-AS 111»0 165) mit einem Gemisch aus Testgas und Verdünnungsmittel zu arbeiten. Auch hierbei wird die Empfindlichkeit der Lecksuche mit zunehmender Verdünnung reduziert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur integralen Dichtigkeitsbestimmung von Hohlkörpern mit Hilfe eines Testgases, dessen Eintritt aus dem Umgebungsraum in den Hohlkörper bzw. dessen Austritt aus dem Hohlkörper in den Umgebungsraum mit Hilfe einer Tesgas-Nachweisvorrichtung angezeigt wird, eine wesentliche Senkung des Testgasverbrauchs ohne besonders nachteilige Auswirkung auf die Nachweisempfindlichkeit zu erzielen.

Erfolgt die Diehtigkeitsbestimmung dadurch, daß der Austritt von Testgas aus dem Hohlkörper in den Umgebungsraum mit Hufe der Testgas-Nachweisvorrichtung angezeigt wird, dann besteht die Lösung der vorliegenden Aufgabe darin, daß der zu untersuchende Hohlkörper und der Umgebungsraum zunächst evakuiert werden und anschließend in an sich bekannter Weise in den Hohlkörper zunächst eine dosierte Testgasmenge eingelassen und danach eine Druckerhöhung durch Einlaß eines Spülgases vorgenommen wird.

Wird das Verfahren zur integralen Dichtigkeitsbestimmung nach der Erfindung so durchgeführt, daß der Eintritt des Testgases aus .dem L'inyebungsraum in den Hohlkörper mit Hilfe einer Testgas-Nachweisvorrichtung angezeigt wird, dann besieht die Lösung der vorliegenden Aufgabe darin, daß der zu untersuchende Hohlkörper und der Umgebungsraum zunächst wieder evakuiert werden, daß anschließend in den Umgebungsraum eine dosierte Testgasmenge eingelassen wird und daß danach der Druck in dem Umgebungsraum durch Einlaß eines Spülgases erhöht wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist wesentlich, daß Hohlkörper und Umgebungsraum vor dem Einlaß des Testgases evakuiert werden. Dadurch wird zum einen erreicht, daß nach dem Einlaß von Testgas und Spülgas die für die Lecksuche notwendige Druckdifferenz an der Wandung des zu prüfenden Hohlkörpers anliegt. Zum anderen wird aber insbesondere erreicht, daß der Einlaß des Testgases in einen Raum mit relativ niedrigem Druck (z. B. 0,1 Torr) erfolgt. Wie bereits eingangs erwähnt, kann das Testgas nur durch Diffusion zu den eventuell undichten Stellen gelangen. Da die Diffusionsgeschwindigkeit mit abnehmendem Druck zunimmt, ist beim erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt, daß sich das eingelassene Testgas bereits nach sehr kurzer Zeit gleichmäßig in dem Hohlkörper bzw. in dem Umgebungsraum, je nach dem, wo es eingelassen wird, verteilt hat. Wird dann das Spülgas eingelassen, und weist der zu untersuchende Hohlkörper ein Leck auf, dann ist das von dem Testgas-Nachweisgerät abgegebene Signal für eine kurze Zeit fast so groß als habe man reines Testgas eingelassen. Dieser

überraschende Effekt beruht offensichtlich darauf, daß das zuerst eingelassene, hochkonzentrierte Testgas bereits vor dem Einlaß des Spülgases in die das Leck bildenden sehr feinen Kanäle oder dgl. eindringt und nach dem Einlaß des Spülgases kurzzeitig mit einer wesentlich höheren Konzentration als es dem Verhältnis Testgas zu Spülgas entspricht, durch das Leck hindurchgedrückt wird. Dieser überraschende Effekt ermöglicht alsc die angestrebte erhebliche Seniung des Testgasverbrauchs ohne wesentliche Senkung der Nachweisempfindlichkeit.

Es ist zwar schon bekannt (vergl. US-PS 31 86 214) nacheinander in einen auf Lecks zu untersuchenden Hohlkörper Testgas und Druckgas einzulassen. Bei diesem vorbekannten Oberdruck-Lecksuch-Verfahren wird jedoch mit weit über dem Atmosphärendruck liegenden Drücken gearbeitet. Außerdem wird der zu untersuchende Hohlkörper vor dem Einlaß von Testgas nicht evakuiert. Das hat zur Folge, daß sich das mit Überdruck einströmende Testgas nur sehr langsam im zu untersuchenden Hohlkörper verteilt. Der Effekt, daß bei der Vakuum-Lecksuche eine Senkung d'rs Testgasverbrauchs ohne wesentliche Senkung der Nachweisempfindlichkeit möglich ist, wenn Testgas und Spülgas nacheinander eingelassen werden, ist durch die US-PS nicht vorbekannt.

Die Druckerhöhung erfolgt zweckmäßig durch Lufteinlaß, wodurch unter anderem der Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sehr einfach wird.

Anhand der Fig. 1 und 2 soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. I ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 ein Koordinatensystem, in dem die Anzeige einer Undichtigkeit in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist.

Gemäß Fi g. 1 besteht die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus dem äußeren BeHlter 1, in dem der zu prüfende Hohlkörper 2 untergebracht ist Der Behälter 1 steht mit der Testgas-Nachweisvorrichtung 3 in Verbindung. Außerdem ist am Behälter 1 ein Druckmeßgerät 4 angeschlossen.

Der zu prüfende Hohlkörper steht über die Leitung 5, in der ein Ventil 6 angeordnet ist, mit der Vakuumpumpe 7 in Verbindung. In die Leitung 5 münden, noch die Anschlußleitungen 8 und 9 mit den Ventilen 10 und 11, über die Testgas und Spülgas (Luft) zugeführt werden kann. Die Evakuierung des Behälters 1 erfolgt ebenfalls durch die Pumpe 7, und zwar über das Testgas-Nachweisgerät 3 und die Leitung 12 mit dem Ventil 13.

Um die Dichtigkeit des Hohlkörpers 2 zu prüfen, werden zunächst der Behälter 1 und der Hohlkörper 2 von der Vakuumpumpe 7 evakuiert. Nachdem ein Druck von etwa 0,1 Torr erreicht worden ist und die Testgas-Nachweisvorrichtung 3 betriebsbereit ist wird das Ventil 6 geschlossen. Danach wird das Ventil 10 geöffnet und über die Leitung 8 eine bestimmte Menge Testgas eingelassen. Die Kontrolle f'ber die eingelassene Testgasmenge kann mit Hilfe einer Dnickanzeige erfolgen; es ist aber auch möglich, über eine Dosiereinrichtung eine vorgegebene Testgasmenge einströmen zu lassen. Nach Abschluß des Testgascinlasses wird das Testgasventil 10 geschlossen und über die Leitung 9 und das Ventil 11 Spülgas — vorzugsweise Luft — eingelassen, und zwar ebenfalls auf einen vorher bestimmten Druck bzw. eine vorher bestimmte Menge.

Im Falle einer Undichtigkeit wird d<e Testgas-Nachweisvorrichtung 3 eine Anzeige ergeben, wie sie in der Fig.2 dargestellt ist: Zum Zeitpunkt t\ erfolgt der Testgas-Einlaß. Daraus resultiert eine relativ kleine Anzeige bis zum Zeitpunkt I₂. bei dem der Spülgas-Einlaß beginnt. Danach steigt der Wert der Anzeige erheblich an, d. h. die Empfindlichkeit ist wesentlich größer, obwohl nur eine relativ kleine Testgasmenge verwendet worden ist. Wie Untersuchungen gezeigt haben, werden sehr gute Empfindlichkeiten bei Verhältnissen von Testgas zu Spülgas von 1 :100 bis 1 : 1000 erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur integralen Dichtigkeitsbestimmung von Hohlkörpern mit Hilfe eines Testgases, dessen Austritt aus dem Hohlkörper in den Umgebungsraum mit Hilfe einer Testgas-Nachweisvorrichtung angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu untersuchende Hohlkörper (2) und der Umgebungsraum (1) zunächst evakuiert werden und daß anschließend in an sich bekannter Weise in den Hohlkörper zunächst eine dosierte Testgasmenge eingelassen und danach eine Druckerhöhung durch Einlaß eines Spülgases vorgenommen wird.

2. Verfahren zur integralen Dichtigkeitsbestim- i^r mung von Hohlkörpern mit Hilfe eines Testgases, dessen Eintritt aus einem Umgebungsraum in den Hohlkörper mit Hilfe einer Testgas-Nachweisvorrichtung angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der ^u untersuchende Hohlkörper (2) und der Urngebungsraum (1) zunächst evakuiert werden» daß anschließend in den Umgebungsraum eine dosierte Testgasmenge eingebracht wird und daß danach der Druck in dem Umgebungsraum durch Einlaß eines Spülgases erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerhöhung durch Lufteinlaß erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I₁ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) innerhalb eines Prüfrezipienten (1) angeordnet ist und daß zur Evakuierung Hohlkörper und Prüfrezipient mit einer gemeinsamen Pumpvorrichtung verbindbar sind. *s