EP4453529A1 - Vakuumlecksucher mit ansprüh-membran-testleck und verfahren - Google Patents

Vakuumlecksucher mit ansprüh-membran-testleck und verfahren

Info

Publication number
EP4453529A1
EP4453529A1 EP22830278.2A EP22830278A EP4453529A1 EP 4453529 A1 EP4453529 A1 EP 4453529A1 EP 22830278 A EP22830278 A EP 22830278A EP 4453529 A1 EP4453529 A1 EP 4453529A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
test
leak
gas
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22830278.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Wetzig
Jochen Puchalla-König
Silvio Decker
Sebastian Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inficon GmbH Deutschland
Original Assignee
Inficon GmbH Deutschland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inficon GmbH Deutschland filed Critical Inficon GmbH Deutschland
Publication of EP4453529A1 publication Critical patent/EP4453529A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/202—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/10—Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
    • B01D65/104—Detection of leaks in membrane apparatus or modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/022—Metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/022—Metals
    • B01D71/0223—Group 8, 9 or 10 metals
    • B01D71/02231—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/024—Oxides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/002—Calibrating, i.e. establishing true relation between transducer output value and value to be measured, zeroing, linearising or span error determination
    • G01L27/005—Apparatus for calibrating pressure sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/007—Leak detector calibration, standard leaks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/04—Characteristic thickness

Definitions

  • the invention relates to a vacuum leak detector with a test leak and a method for testing the functionality of a leak detector.
  • Leak detectors which enable leaks to be found with test gas, are used to check the tightness or to detect leaks on test objects using the test gas vacuum method.
  • the objects to be tested can be, for example, vacuum furnaces, production systems with vacuum chambers in the semiconductor industry, pipelines of various types or other chambers.
  • the test item is evacuated for the leak test. The evacuation can be carried out with the pump system assigned to the test object or with a separate pump system which is provided with the leak detector.
  • a tracer gas detector is integrated into the leak detector, eg a mass spectrometer, with which the tracer gas can be detected.
  • the test gas can be, for example, helium or forming gas (95% nitrogen + 5% hydrogen).
  • the areas to be tested e.g. flange seals, weld seams, ...) are sprayed with the test gas on the atmospheric side of the test item. If there is a leakage channel at the sprayed point, the test gas flows together with the ambient air through the leakage channel into the vacuum chamber and on to the vacuum system.
  • the test gas can be detected with the detection system (e.g. mass spectrometer).
  • the signal strength is a measure of the leak rate and the temporal correlation of spray location and time and signal response is an indication of the leak location.
  • WO 2006/120122 A1 describes a sniffer leak detector in which the test gas inlet has a quartz window sensor. A test leak is not provided there.
  • capillary leaks are used as test leaks in sniffer leak detectors of the type described in WO 2006/120122 A1, with the test or test gas flowing out of the test leak to the atmosphere being sucked up and detected using a so-called sniffer probe.
  • the object of the invention is to provide a vacuum leak detector with an improved test leak and to enable a corresponding leak detection method.
  • the vacuum leak detector according to the invention is defined by the features of patent claim 1.
  • the leak detection method according to the invention is defined by the features of patent claim 11.
  • a test leak connecting the outer atmosphere of the housing with the suction chamber is provided with a selectively gas-permeable membrane on the housing enclosing the suction chamber of the vacuum leak detector, which is connected to a vacuum pump evacuating the suction chamber and a gas detector connected to the suction chamber.
  • the Test leak sprayed with a test gas in such a way that the test gas selectively passes through the membrane into the interior of the suction chamber, while air or atmospheric gases from the area surrounding the vacuum leak detector are blocked by the membrane.
  • the test gas that has entered the suction chamber through the membrane is detected with the gas detector.
  • the membrane according to the invention makes it possible to determine whether the measurement signal of the test gas measured with the gas detector corresponds to the measurement signal to be expected given unrestricted functioning of the vacuum leak detector.
  • the functionality of a vacuum leak detector can be tested in a simple manner with the aid of the invention.
  • the spray gas source with which the test gas is applied works properly, i.e. that it delivers the desired type of test gas in sufficient quantity.
  • test leak can be designed as a spray leak in order to selectively direct test gas sprayed onto the test leak from the outside through the membrane into the suction chamber, while gases other than the test gas are blocked.
  • the membrane of the test leak can have quartz for the selective passage of helium, neon or hydrogen or can be made of quartz. Alternatively or additionally, the membrane can contain or consist of palladium for the selective passage of hydrogen and/or silver for the selective passage of oxygen.
  • the material of the membrane can be in the form of a thin-walled, closed tube, for example in the form of a glass finger.
  • the membrane material can be designed to selectively conduct or block the test gas depending on the temperature, while a heater is provided for heating the membrane.
  • the membrane can have a layer thickness of a few micrometers and preferably a maximum of about 100 ⁇ m.
  • the test leak can have a holder for the membrane inserted into an opening of the housing in the manner of a flange.
  • the holder can preferably be covered by a protective grid on its outside and/or its inside.
  • the test leak can have a plurality of channels each closed by one or the selectively gas-permeable membrane.
  • the membrane can be attached to a membrane chip, the membrane chip having a thickness of preferably less than one centimeter and particularly preferably less than one millimeter.
  • the membrane chip has a membrane-covered membrane window, which is designed as a channel that completely penetrates the membrane chip and has a maximum diameter of about 1000 ⁇ m and at least about 10 ⁇ m, so that one end of the channel is covered by the membrane .
  • the membrane preferably closes off the duct on the atmosphere side, i.e. it covers the end of the duct opposite the suction chamber, so that no water vapor or dirt particles from the environment can enter the duct.
  • the membrane can be attached to a membrane chip, which has at least one membrane window covered by the membrane and has a thickness of preferably less than 1 mm.
  • the membrane window is preferably supported by an open-pore porous structure, such as. B. a grid or a porous solid material to support and stabilize the membrane.
  • a selective gas inlet is provided on the leak detector vacuum system.
  • the selective gas inlet is realized with a membrane that is tight or almost impermeable to atmospheric gases. That's not how the vacuum system works existing test gas unaffected.
  • tracer gas is sprayed onto the membrane spray leak, the tracer gas permeates through the membrane into the vacuum system and is detected there with the detection system, which confirms the functionality of the overall system (detection system) and tracer gas spray source.
  • Suitable membrane materials can be selected depending on the test gas used:
  • the material can be designed as a thin-walled, closed tube (glass finger).
  • the material must be heated so that the diffusion rate of the gas through the separating layer is sufficiently rapid.
  • the configuration as a thin membrane a few micrometers thick, it is sufficient to use the membrane at room temperature in order to obtain a sufficiently rapid reaction.
  • Fig. 2 shows a detail from Fig. 1 and
  • Fig. 3 shows a detail from Fig. 2.
  • the vacuum leak detector 10 shown has a housing 14 surrounding a suction chamber 12 and which is connected in a gas-conducting manner by a vacuum line 16 to a gas detector 18 and a vacuum pump 20 .
  • the housing 14 has a test gas inlet 22 through which the test gas to be tested is drawn in from the external environment 24 of the housing 14 into the suction chamber 12 in order to be analyzed by the gas detector 18 .
  • the housing 14 is provided with a test leak 26 which completely covers an opening in the housing 14.
  • the test leak 26 is shown in more detail in FIG. 2 in an exploded view.
  • the test leak 26 has a holder 28 in the manner of a flange, which fits completely into the associated opening of the housing 14 and closes it with a seal.
  • the holder 28 is designed as a circular disk, in the region of whose center a recess 30 is designed.
  • a hole through the bracket 28 is formed at the bottom of the recess 30 .
  • a selectively gas-permeable membrane is inserted into the depression 30 as a membrane chip 32, which completely and gas-tightly covers the hole in the bottom of the depression 30.
  • the membrane 32 is selectively gas permeable to a particular type of gas and blocks all other types of gas.
  • the upper side of the holder 28 pointing in the direction of the external environment 24 and the underside of the holder 28 pointing in the direction of the suction chamber 12 are each covered by a protective grid which completely covers the depression 30 with the membrane 32 and the hole covered by the membrane 32. Both protective grids 34 are firmly screwed to the holder 28 with the aid of screw connections.
  • the membrane 32 is in the form of a quartz membrane chip and has approximately 50 holes in the center which are in the form of channels and pass completely through the membrane chip 32 36 provided, which are arranged in a grid with equal distances from each other.
  • Each of the holes 36 is closed by a quartz membrane approximately 10 ⁇ m thick.
  • the thickness of the membrane chip 32 is about 0.6 mm.
  • Each of the holes 36 forms a quartz window which is selectively gas permeable to helium at a membrane temperature of about 25° C., while other gases contained in air do not pass through the membrane 32.
  • helium only neon and hydrogen permeate through quartz, but only to a lesser extent than helium, so they can also be used as a test gas when using the spray leak with a quartz membrane.
  • the protective grid 34 protects the membrane chip 32 from direct contact, for example with a spray gun 38 when the spray gun, as shown in FIG. 1, sprays helium 40 onto the test leak 26 in the direction of the arrow in FIG.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

Bei einem Vakuumlecksucher (10) mit einem einen Saugraum (12) umschließenden Gehäuse (14), einer den Saugraum (12) evakuierenden Vakuumpumpe (20) und einem mit dem Saugraum (12) verbundenen Gasdetektor (18) ist vorgesehen, dass das Gehäuse (14) ein die äußere Atmosphäre des Gehäuses (14) mit dem Saugraum (12) verbindendes Testleck (26) mit einer selektiv gasdurchlässigen Membran (32) aufweist.

Description

Vakuumlecksucher mit Ansprüh-Membran-Testleck und Verfahren
Die Erfindung betrifft einen Vakuumlecksucher mit einem Testleck und ein Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines Lecksuchers.
Zur Überprüfung der Dichtheit bzw. zum Auffinden von Leckagen an Prüflingen mit der Prüfgas-Vakuum-Methode werden Leckdetektoren verwendet, die das Auffinden von Leckagen mit Prüfgas ermöglichen. Bei den zu testenden Objekten kann es sich z.B. um Vakuumöfen, Fertigungsanlagen mit Vakuumkammer in der Halbleiterindustrie, Rohrleitungen verschiedener Art oder sonstige Kammern handeln. Zur Dichtheitsprüfung wird der Prüfling evakuiert. Das Evakuieren kann mit dem Prüfling zugeordneten Pumpsystem erfolgen oder mit einem separaten Pumpsystem, welches mit dem Lecksuchgerät bereitgestellt wird. In das Lecksuchgerät ist ein Prüfgasdetektor integriert, z.B ein Massenspektrometer mit dem das Prüfgas nachgewiesen werden kann. Bei dem Prüfgas kann es sich z.B. um Helium oder Formiergas (95% Stickstoff + 5% Wasserstoff) handeln.
Bei der Dichtheitsprüfung werden die zu testenden Stellen (z.B. Flansch- Dichtungen, Schweißnähte, ...) mit dem Prüfgas an der atmosphärischen Seite des Prüflings besprüht. Liegt an der besprühten Stelle ein Leckagekanal vor, so strömt das Prüfgas zusammen mit der Umgebungsluft durch den Leckagekanal in die Vakuumkammer und strömt weiter zum Vakuumsystem. Dabei kann das Prüfgas mit dem Nachweissystem (z.B. Massenspektrometer) nachgewiesen werden. Die Signalstärke ist ein Maß für die Leckrate und die zeitliche Korrelation von Sprühort und Zeitpunkt und Signalreaktion ist ein Hinweis auf die Leckagestelle.
Bei einer vorhandenen Leckage erfolgt bei Besprühen der Leckagestelle eine Signalreaktion, ein dichter Prüfling ist durch nicht vorhandene Signale während des Sprühens mit Prüfgas gekennzeichnet.
Bei verschiedenen Fehlerfällen bei dieser beschriebenen Methode der Dichtheitsprüfung erfolgt ebenso keine Signalreaktion und kann von einem wirklich dichten Prüfling nicht unterschieden werden. So erfolgt bei der ausgefallenen Sensitivität des Nachweissystems ebenso keine Signalreaktion. Oder wenn die Sprühgasquelle trotz Betätigung des Ventils der Sprühgasquelle kein Prüfgas abgibt erfolgt ebenso trotz möglichem Leck keine Signalreaktion.
Zur Überprüfung der Funktionalität des Prüfsystems wird typischer Weise eine bekannte Leckagestelle an das Vakuumsystem angeflanscht. Eine solche definierte Leckagestelle ist in der Regel mit einem sogenannten Kapillarleck gegeben. Das Kapillarleck ist derart dimensioniert, dass beim Ansprühen dieses Testlecks eine deutliche Signalreaktion von dem Nachweissystem ausgegeben wird. Die Kapillare muss jedoch ausreichend klein genug sein, damit die kontinuierlich einströmende Luftmenge das Vakuumsystem und den Prüfling nicht negativ beeinflusst. Aus diesem Grund sind derartige Kapillarlecks so dimensioniert, dass der Kanaldurchmesser nur wenige Mikrometer beträgt. Dies hat zur Folge, dass Partikel oder kondensierende Luftfeuchte die Testleckage-Stelle verstopfen können. Dies hat wiederum zur Folge, dass ein funktionierendes Prüfsystem, scheinbar ausgefallen ist, weil das Ansprüh-Kapillar-Leck verstopft ist.
In WO 2006/120122 Al ist ein Schnüffellecksucher beschrieben, bei dem der Testgaseinlass einen Quarzfenstersensor aufweist. Ein Testleck ist dort nicht vorgesehen. Herkömmlicherweise werden bei Schnüffellecksuchern der in WO 2006/120122 Al beschriebenen Art Kapillarlecks als Testlecks eingesetzt, wobei das aus dem Testleck zur Atmosphäre hin ausströmende Prüf- oder Testgas mit einer sogenannten Schnüffelsonde aufgesogen und nachgewiesen wird.
Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumlecksucher mit einem verbesserten Testleck bereitzustellen und ein entsprechendes Lecksuchverfahren zu ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Vakuumlecksucher ist definiert durch die Merkmale von Patentanspruch 1. Das erfindungsgemäße Lecksuchverfahren ist definiert durch die Merkmale von Patentanspruch 11.
Erfindungsgemäß ist an dem den Saugraum des Vakuumlecksuchers umschließenden Gehäuse, welches mit einer den Saugraum evakuierenden Vakuumpumpe und einem mit dem Saugraum verbundenen Gasdetektor verbunden ist, ein die äußere Atmosphäre des Gehäuses mit dem Saugraum verbindendes Testleck mit einer selektiv gasdurchlässigen Membran vorgesehen. Nachdem der Saugraum von der Vakuumpumpe evakuiert wurde, wird das Testleck derart mit einem Prüfgas besprüht, dass das Prüfgas selektiv durch die Membran in das Innere des Saugraumes gelangt, während Luft oder atmosphärische Gase aus der Umgebung des Vakuumlecksuchers von der Membran blockiert werden. Das durch die Membran in den Saugraum gelangte Testgas wird mit dem Gasdetektor detektiert. Die erfindungsgemäße Membran ermöglicht es, festzustellen, ob das Messsignal des mit dem Gasdetektor gemessenen Testgases dem zu erwartenden Messsignal bei uneingeschränkter Funktionsweise des Vakuumlecksuchers entspricht. Dadurch kann mit Hilfe der Erfindung die Funktionsfähigkeit eines Vakuumlecksuchers auf einfache Weise getestet werden. Zusätzlich wird dabei getestet, dass die Sprühgasquelle, mit der das Prüfgas appliziert wird, einwandfrei funktioniert, also die gewünschte Prüfgasart in ausreichender Menge abgibt.
Das Testleck kann als Ansprühleck ausgebildet sein, um von außen auf das Testleck gesprühtes Testgas selektiv durch die Membran in den Saugraum zu leiten, während von dem Testgas verschiedene Gase blockiert werden.
Die Membran des Testlecks kann Quartz zum selektiven Durchlässen von Helium, Neon oder Wasserstoff aufweisen oder aus Quartz bestehen. Alternativ oder ergänzend kann die Membran Palladium zum selektiven Durchlässen von Wasserstoff und/oder Silber zum selektiven Durchlässen von Sauerstoff aufweisen oder daraus bestehen.
Das Material der Membran kann als dünnwandiges geschlossenes Röhrchen, beispielsweise in Form eines Glasfingers, ausgebildet sein.
Das Membranmaterial kann dazu ausgebildet sein, das Testgas temperaturabhängig selektiv zu leiten oder zu blockieren, während eine Heizung zum Beheizen der Membran vorgesehen ist. Die Membran kann eine Schichtdicke von wenigen Mikrometern und vorzugsweise maximal etwa 100 |jm aufweisen.
Das Testleck kann eine in eine Öffnung des Gehäuses eingesetzte Halterung für die Membran nach Art eines Flansches aufweisen. Die Halterung kann an deren Außenseite und/oder deren Innenseite vorzugsweise von einem Schutzgitter bedeckt werden.
Das Testleck kann mehrere, jeweils von einer oder der selektiv gasdurchlässigen Membran verschlossene Kanäle aufweisen. Hierbei kann die Membran an einem Membranchip angebracht sein, wobei der Membranchip eine Dicke von vorzugsweise weniger als einem Zentimeter und besonders bevorzugt von weniger als einem Millimeter aufweist. Der Membranchip weist ein von der Membran bedecktes Membranfenster auf, das jeweils als Kanal, der den Membranchip vollständig durchdringt, ausgebildet ist und einen Durchmesser von maximal etwa 1000 pm und mindestens etwa 10 pm aufweist, so dass ein Ende des Kanals von der Membran bedeckt ist. Die Membran schließt den Kanal dabei vorzugsweise zur Atmosphärenseite hin ab, d.h. sie bedeckt das dem Saugraum gegenüberliegende Ende des Kanals, um keinen Wasserdampf oder keine Schmutzpartikel aus der Umgebung in den Kanal hinein zu lassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Membran an einem Membranchip angebracht sein, der mindestens ein von der Membran bedecktes Membranfenster aufweist und eine Dicke von vorzugsweise weniger als 1 mm aufweist. Das Membranfenster ist vorzugsweise von einer offenporigen porösen Struktur getragen, wie z. B. einem Gitter oder einem porösen Festkörpermaterial, um die Membran zu tragen und zu stabilisieren.
An dem Vakuumsystem des Lecksuchers ist ein selektiver Gaseinlass vorgesehen. Der selektive Gaseinlass wird mit einer Membran realisiert, die dicht bzw. nahezu undurchlässig für atmosphärische Gase ist. So ist das Vakuumsystem bei nicht vorhandenem Prüfgas unbeeinflusst. Sobald Prüfgas auf das Membran- Ansprühleck gesprüht wird, permeiert das Prüfgas durch die Membran in das Vakuumsystem und wird dort mit dem Nachweis-System nachgewiesen, was die Funktionalität des Gesamtsystems (Nachweis-System) und Prüfgas-Sprühquelle bestätigt.
Abhängig von dem verwendeten Prüfgas können passende Membranmaterialien gewählt werden:
• zum selektiven Einlass von Helium wird Quarz verwendet,
• zum selektiven Einlass von Wasserstoff (Bestandteil von Formiergas) wird Palladium verwendet,
• zum selektiven Einlass von Sauerstoff wird Silber verwendet.
Das Material kann als dünnwandiges geschlossenes Röhrchen (Glasfinger) ausgebildet sein. Bei einer solchen Variante muss das Material geheizt werden, damit die Diffusionsgeschwindigkeit des Gases durch die Trennschicht hindurch ausreichend schnell erfolgt. Bei der Ausbildung als dünne, wenige Mikrometer dicke Membran genügt die Verwendung der Membran bei Raumtemperatur, um eine ausreichend schnelle Reaktion zu erhalten.
Im Folgenden wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 und
Fig. 3 ein Detail aus Fig. 2. Der dargestellte Vakuumlecksucher 10 weist einen Saugraum 12 umgebendes Gehäuse 14 auf, welches durch eine Vakuumleitung 16 mit einem Gasdetektor 18 und einer Vakuumpumpe 20 gasleitend verbunden ist. Das Gehäuse 14 weist einen Testgaseinlass 22 auf, durch den zu prüfendes Testgas aus der äußeren Umgebung 24 des Gehäuses 14 in den Saugraum 12 eingesogen wird, um von dem Gasdetektor 18 analysiert zu werden.
Um die Funktionsfähigkeit des Vakuumlecksuchers 10 prüfen zu können, ist das Gehäuse 14 mit einem Testleck 26 versehen, welches eine Öffnung in dem Gehäuse 14 vollständig bedeckt. Das Testleck 26 ist in Fig. 2 in Explosionsansicht näher dargestellt. Das Testleck 26 weist eine Halterung 28 nach Art eines Flansches auf, der in die zugehörige Öffnung des Gehäuses 14 vollständig hineinpasst und diese dichtend verschließt. Die Halterung 28 ist in dem Ausführungsbeispiel als kreisrunde Scheibe ausgebildet, im Bereich deren Mittelpunktes eine Vertiefung 30 ausgebildet ist. Am Boden der Vertiefung 30 ist ein durch die Halterung 28 hindurchgehendes Loch ausgebildet. In die Vertiefung 30 ist eine selektiv gasdurchlässige Membran als Membranchip 32 eingesetzt, die das Loch im Boden der Vertiefung 30 vollständig und gasdicht verdeckt. Die Membran 32 ist für eine bestimmte Gasart selektiv gasdurchlässig und blockiert sämtliche anderen Gasarten.
Die in Richtung der äußeren Umgebung 24 weisende Oberseite der Halterung 28 und die in Richtung des Saugraumes 12 weisende Unterseite der Halterung 28 sind jeweils von einem Schutzgitter bedeckt, das die Vertiefung 30 mit der Membran 32 und dem von der Membran 32 verdeckten Loch vollständig verdeckt. Beide Schutzgitter 34 sind mit Hilfe von Schraubverbindungen mit der Halterung 28 fest verschraubt.
Der Aufbau der Membran 32 ist in Fig. 3 näher dargestellt. Demnach ist die Membran 32 als Quarzmembranchip ausgebildet und mittig mit ca. 50 als Kanälen ausgebildeten vollständig durch den Membranchip 32 hindurchgehenden Löchern 36 versehen, die in einem Raster mit gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. Jedes der Löcher 36 ist von einer Quarzmembran mit einer Dicke von etwa 10 |jm verschlossen. Die Dicke des Membranchips 32 beträgt etwa 0,6 mm. Jedes der Löcher 36 bildet ein Quarzfenster, welches bei einer Membrantemperatur von etwa 25°C selektiv gasdurchlässig für Helium ist, während andere in Luft enthaltene Gase nicht durch die Membran 32 hindurchgelangen. Neben Helium permeieren nur Neon und Wasserstoff durch Quarz jedoch verglichen mit Helium nur in geringerem Maße hindurch, können also grundsätzlich auch als Prüfgas bei Verwendung des Ansprühlecks mit Quarz- Membran zum Einsatz kommen.
Die Schutzgitter 34 schützen den Membranchip 32 vor direktem Kontakt beispielsweise mit einer Sprühpistole 38, wenn die Sprühpistole, wie in Fig. 1 dargestellt, Helium 40 in Richtung des Pfeiles in Fig. 1 auf das Testleck 26 aufsprüht. Das Schutzgitter 34 auf der Unterseite der Halterung 28, d.h. auf der dem Saugraum 12 zugewandten Seite, schützt zum einen ebenfalls den Membranchip 32 und zum anderen das Vakuumsystem, falls der Chip zerbricht oder einzelne herausgebrochene Membranfenster von der Vakuumpumpe 20 angesogen werden.

Claims

9
Ansprüche Vakuumlecksucher (10) mit einem einen Saugraum (12) umschließenden Gehäuse (14), einer den Saugraum (12) evakuierenden Vakuumpumpe (20) und einem mit dem Saugraum (12) verbundenen Gasdetektor (18), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse (14) ein die äußere Atmosphäre des Gehäuses (14) mit dem Saugraum (12) verbindendes Testleck (26) mit einer selektiv gasdurchlässigen Membran (32) aufweist. Vakuumlecksucher (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Testleck (26) als Ansprühleck ausgebildet ist, um von außen auf das Testleck (26) gesprühtes Testgas selektiv durch die Membran (32) in den Saugraum (12) zu leiten, während von dem Testgas verschiedene Gase blockiert werden. Vakuumlecksucher (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (32) des Testlecks (26) Quarz zum selektiven Durchlässen von Helium, Neon oder Wasserstoff, Palladium zum selektiven Durchlässen von Wasserstoff und/oder Silber zum selektiven Durchlässen von Sauerstoff aufweist. Vakuumlecksucher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Membran (32) als dünnwandiges geschlossenes Röhrchen, beispielsweise in Form eines Glasfingers, ausgebildet ist. Vakuumlecksucher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizung zum Beheizen der Membran (32) vorgesehen ist, wobei das Membranmaterial temperaturabhängig selektiv leitet oder sperrt. Vakuumlecksucher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (32) eine Schichtdicke von wenigen Mikrometern, vorzugsweise maximal 100 pm, aufweist. Vakuumlecksucher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Testleck (26) eine in eine Öffnung des Gehäuses (14) eingesetzte Halterung (28) für die Membran (32) nach Art eines Flanschs aufweist, die an deren Außenseite und/oder Innenseite vorzugsweise von einem Schutzgitter (34) bedeckt wird. Vakuumlecksucher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Testleck (26) mehrere jeweils von einer oder der selektiv gasdurchlässigen Membran (32) verschlossene Kanäle aufweist. Vakuumlecksucher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (32) an einem Membranchip angebracht ist, der eine Dicke von vorzugsweise weniger als 1 cm oder weniger als 1 mm aufweist, wobei der Membranchip mindestens ein von der Membran (32) bedecktes Membranfenster aufweist, das jeweils als den Membranchip vollständig durchdringender Kanal mit einem Durchmesser von maximal etwa 1000pm und mindestens etwa 10pm ausgebildet ist, so dass ein Ende des Kanals von der Membran (32) bedeckt ist. Vakuumlecksucher (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (32) an einem Membranchip angebracht ist, eine Dicke von vorzugsweise weniger als 1 mm aufweist, wobei der Membranchip mindestens ein von der Membran (32) bedecktes 11
Membranfenster aufweist, das von einer offenporigen porösen Struktur getragen wird. Verfahren zum Testen der Funktionsfähigkeit eines Vakuumlecksuchers (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
Evakuieren des Saugraums (12) mit der Vakuumpumpe (20),
Besprühen des Testlecks (26) mit einem Prüfgas derart, dass das Prüfgas selektiv durch die Membran (32) in das Innere des Saugraumes (12) gelangt, während Luft oder atmosphärische Gase aus der Umgebung (24) des Vakuumlecksuchers (10) von der Membran (32) blockiert werden,
Detektieren des durch die Membran (32) in den Saugraum (12) gelangten Testgases mit dem Gasdetektor (18),
Feststellen, ob das Messsignal des Gasdetektors (18) dem zu erwartenden Messsignal bei uneingeschränkter Funktionsfähigkeit des Vakuumlecksuchers (10) entspricht.
EP22830278.2A 2021-12-23 2022-12-22 Vakuumlecksucher mit ansprüh-membran-testleck und verfahren Pending EP4453529A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021134647.9A DE102021134647A1 (de) 2021-12-23 2021-12-23 Vakuumlecksucher mit Ansprüh-Membran-Testleck und Verfahren
PCT/EP2022/087584 WO2023118490A1 (de) 2021-12-23 2022-12-22 Vakuumlecksucher mit ansprüh-membran-testleck und verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4453529A1 true EP4453529A1 (de) 2024-10-30

Family

ID=84604283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22830278.2A Pending EP4453529A1 (de) 2021-12-23 2022-12-22 Vakuumlecksucher mit ansprüh-membran-testleck und verfahren

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20250058284A1 (de)
EP (1) EP4453529A1 (de)
JP (1) JP2024545812A (de)
KR (1) KR20240127332A (de)
CN (1) CN118556179A (de)
DE (1) DE102021134647A1 (de)
TW (1) TW202326089A (de)
WO (1) WO2023118490A1 (de)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926112A1 (de) 1979-06-28 1981-01-08 Bosch Gmbh Robert Testleck-sonde
US4845360A (en) 1987-12-10 1989-07-04 Varian Associates, Inc. Counterflow leak detector with high and low sensitivity operating modes
DE4326265A1 (de) * 1993-08-05 1995-02-09 Leybold Ag Testgasdetektor, vorzugsweise für Lecksuchgeräte, sowie Verfahren zum Betrieb eines Testgasdetektors dieser Art
DE10122733A1 (de) 2001-05-10 2002-11-14 Inficon Gmbh Testleckvorrichtung
DE10162126A1 (de) 2001-12-18 2003-07-03 Inficon Gmbh Gasdurchlass mit selektiv wirkenden Gasdurchtrittsflächen
DE102005021909A1 (de) 2005-05-12 2006-11-16 Inficon Gmbh Schnüffellecksucher mit Quarzfenstersensor
DE102009009370A1 (de) * 2009-02-18 2010-08-19 Inficon Gmbh Verfahren zur Funktionsprüfung eines Lecksuchgerätes
US8361196B2 (en) * 2010-04-09 2013-01-29 Inficon Gmbh Gas-selective membrane and method of its production
DE102010048982B4 (de) * 2010-09-03 2022-06-09 Inficon Gmbh Lecksuchgerät

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023118490A1 (de) 2023-06-29
US20250058284A1 (en) 2025-02-20
DE102021134647A1 (de) 2023-06-29
KR20240127332A (ko) 2024-08-22
CN118556179A (zh) 2024-08-27
JP2024545812A (ja) 2024-12-12
TW202326089A (zh) 2023-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1238253B1 (de) Verfahren zur lecksuche und lecklokalisierung sowie zur durchführung dieser verfahren geeignete vorrichtungen
EP0712488B1 (de) Testgasdetektion mit Quarzglasschicht, Heizung und gasaufzehrendem Vakuummeter
WO2017081136A1 (de) Druckmessung am prüfgaseinlass
DE19925196A1 (de) Gassensoranordnung
EP1119752B1 (de) Folien-lecksucher
DE202019005500U1 (de) Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines flüssigkeitsgefüllten Prüflings
JPH04274728A (ja) ガス中の微量成分分析のための予濃縮方法および装置
DE602004010257T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum erfassen von grossen leckagen
WO2021023513A1 (de) Dichtheitsprüfung eines flüssigkeitsgefüllten prüflings
EP3788340A1 (de) Verfahren zum ermitteln der relativen lage eines gaslecks
DE102004034381A1 (de) Gassensor und Verfahren zum Betreiben einer Getterpumpe
EP4453529A1 (de) Vakuumlecksucher mit ansprüh-membran-testleck und verfahren
WO2000049380A1 (de) Testleck
EP0718613B1 (de) Verfahren zur Gasanalyse und Gasanalysator
DE19846799A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Folien-Lecksuchers sowie für die Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Folien-Lecksucher
CN114624319A (zh) 一种基于热解析-四极质谱测量原理定量获取材料中ppm级氢同位素含量的方法
EP1240491B1 (de) Verfahren zum betrieb eines folien-lecksuchers sowie für die durchführung dieses verfahrens geeigneter folien-lecksucher
WO2000022400A1 (de) Einrichtung zur integralen testgas-lecksuche sowie betriebsverfahren dafür
DE19962006A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Folien-Lecksuchers sowie für die Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Folien-Lecksucher
WO2023217491A1 (de) Lecksuchvorrichtung und lecksuchverfahren zur detektion eines gaslecks in einem prüfling
DE102021107055A1 (de) Funktionsprüfung einer Leckdetektionsvorrichtung für die Dichtheitsprüfung eines mit einer Flüssigkeit gefüllten Prüflings
DE102015106915B4 (de) Strahlungsdetektor für einen nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysator
DE2418795C3 (de) Testkammer für Lecksuchgeräte
WO2025087630A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur massenspektrometrischen hochvakuumlecksuche
Nelson Gas chromatographic detection of leaks in microelectronic packages

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240605

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20260206