FR3121750A1 - Système de détection de fuites perfectionné par aspersion - Google Patents

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Abstract

L’invention se rapporte à un système (1) de détection de fuites au moyen d’un gaz traceur destiné à être relié avec l’intérieur d’un objet pour le contrôle de son étanchéité, comportant un premier dispositif (13) de pompage permettant d’obtenir un vide primaire. Selon l’invention, le premier dispositif (13) de pompage comporte au moins une pompe à membrane formant au moins trois étages (E1, E2, E3, E4) de pompage reliés entre eux par un module (14) de connexion configuré pour sélectivement mettre chaque étage (E1, E2, E3, E4) de pompage en parallèle ou en série d’au moins un autre étage (E1, E2, E3, E4) de pompage en fonction d’un paramètre de fonctionnement du système (1) de détection de fuites. Figure pour l’abrégé : figure 2

Description

Système de détection de fuites perfectionné par aspersion
Domaine technique de l’invention
La présente invention se rapporte à un système de détection de fuites pour le contrôle de l'étanchéité d'un objet à tester par aspersion. L’invention se rapporte aussi à un procédé de pompage dudit système.
Arrière-plan technique
On connait le test dit « de reniflage » et le test dit « par aspersion » de gaz traceur pour contrôler l'étanchéité d'un objet. Ces méthodes font appel à la détection du passage du gaz traceur à travers les éventuelles fuites de l'objet à tester. En mode « reniflage », on recherche à l'aide d'un détecteur de fuites relié à une sonde de reniflage, la présence éventuelle du gaz traceur autour d'un objet à tester rempli avec du gaz traceur généralement pressurisé. En mode « aspersion », on asperge avec un pistolet d'aspersion l'objet à tester de gaz traceur, le volume intérieur de l'objet à tester étant relié à un détecteur de fuites. On utilise généralement l'hélium ou l’hydrogène comme gaz traceur car ces gaz traversent les petites fuites plus aisément que les autres gaz, du fait de la petite taille de leurs molécules et de leurs grandes vitesses de déplacement.
En mode « aspersion », pour descendre la pression afin de rendre fonctionnel le spectromètre de masse utilisé pour mesurer la quantité de gaz traceur, le détecteur de fuites comporte un ensemble de pompage pouvant être composé d'une pompe à vide primaire et d'une pompe à vide turbomoléculaire montée en amont et basculée sélectivement en série de la pompe à vide primaire suivant le fonctionnement du détecteur de fuites.
La pression de vide limite atteinte par l’ensemble de pompage doit être la plus basse possible afin d'obtenir la meilleure sensibilité de mesure possible. En outre, le débit de pompage de la pompe à vide primaire doit être suffisant pour descendre rapidement et le plus bas possible la pression à l'intérieur de l'objet à tester.
Dans le cas de pompes à vide, pour abaisser la pression de vide limite au maximum, on privilégie une pompe à vide primaire ayant un maximum de ses étages de pompage montés en série. Toutefois, de manière contraire, il est également nécessaire que la pompe à vide primaire ait un grand débit pour baisser en pression plus rapidement.
Une solution connue est d’utiliser une pompe à vide pour un détecteur de fuites composé de deux étages de pompage en parallèle raccordés à deux étapes de pompage montés en série afin d’offrir un bon compromis entre un débit moyen et une pression de vide limite suffisamment basse.
Une autre solution consiste à utiliser plusieurs pompes à vide citées au paragraphe précédent pour un même détecteur de fuites afin d’en améliorer le débit de pompage et/ou la pression de vide limite. Cependant, le détecteur de fuites devient alors plus encombrant, plus lourd et plus cher.
L'invention a notamment pour but de proposer un système de détection de fuites abordable pour des objets à tester de volumes très variés autorisant un fonctionnement optimisé en mode « aspersion », c'est-à-dire par exemple autorisant un temps de descente en pression très court du volume interne de l’objet avant son test en étanchéité et un bruit de fond minimisé pour le type de mesure d’étanchéité souhaité y compris à une haute sensibilité de détection, sans pourtant augmenter notablement son encombrement.
À cet effet, l’invention se rapporte à un système de détection de fuites au moyen d’un gaz traceur destiné à être relié avec l’intérieur d’un objet pour le contrôle de son étanchéité, comportant un premier dispositif de pompage permettant d’obtenir un vide primaire, un deuxième dispositif de pompage permettant d’obtenir un vide secondaire, un module de détection du gaz traceur et un module de traitement permettant de gérer le fonctionnement du système de détection de fuites,caractérisé en ce quele premier dispositif de pompage comporte au moins une pompe à membrane comprenant au moins trois étages de pompage reliés entre eux par un module de connexion configuré pour sélectivement mettre chaque étage de pompage en parallèle ou en série d’au moins un autre étage de pompage en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du système de détection de fuites.
Avantageusement selon l'invention, le premier dispositif de pompage du système de détection de fuites permet donc suivant son fonctionnement de changer de configuration de pompage notamment suivant qu’il est en phase d’aspiration préalable de l’objet à tester ou en phase de contrôle de l’étanchéité de l’objet à tester. L’invention étant prévue pour des objets à tester de tailles variables (typiquement entre 0,5 litre et 20 litres), les pompes à membrane sont sélectionnées pour effectuer le vide primaire du détecteur de fuites. En effet, pour l’application à ces détecteurs de fuites, il a été observé qu’aucune autre technologie à sec ne permet généralement de meilleur compromis entre la compacité, le coût et la performance nécessaires.
Le module de connexion du premier dispositif de pompage permet, avantageusement selon l'invention, une meilleure communication fluidique entre les étages de pompage en fonction de l’usage du système de détection de fuites. Ainsi, pour un encombrement équivalent et un surcoût limité, l’invention permet de réaliser un pompage plus intelligent conciliant des avantages habituellement difficiles à combiner comme par exemple le raccourcissement maximal de la durée de la phase d’aspiration préalable d’un mode « aspersion » et la diminution maximale du bruit de fond (pression de vide limite très basse) de la phase de contrôle de l’étanchéité de l’objet à tester par rapport au nombre d’étages de pompage sans utiliser plusieurs types de premier dispositif de pompage primaire ou sans utiliser d’étages de pompage à plus gros volumes.
L’invention peut également comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison.
Le paramètre de fonctionnement peut comporter une pression mesurée en amont du système de détection de fuites, une température mesurée du deuxième dispositif de pompage, une pollution détectée en gaz traceur (c’est-à-dire une concentration ou pression partielle en gaz traceur trop élevée), une détection de gaz condensable et/ou un état de fonctionnement d’une purge. Préférentiellement, le paramètre de fonctionnement comporte la pression mesurée en amont du système de détection de fuites et, éventuellement, au moins un des autres paramètres cités ci-dessus.
De manière préférée, lorsque la pression en amont du système de détection de fuites est sensiblement égale à la pression atmosphérique, le module de traitement isole le deuxième dispositif de pompage et le module de connexion est configuré de manière à mettre tous les étages de pompage du premier dispositif de pompage en parallèle afin de maximiser le débit de pompage de l’intérieur de l’objet par le premier dispositif de pompage. Ainsi, au début de l’aspiration de l’objet à tester, seuls les étages de pompage en parallèle du premier dispositif de pompage sont utilisés pour descendre le plus rapidement possible la pression à l’intérieur de l’objet.
Ainsi, lorsque tous les étages de pompage du premier dispositif de pompage sont en parallèle, le module de traitement peut préférentiellement imposer une vitesse de rotation pour chaque pompe, c'est-à-dire une (ou plusieurs) pompe(s) à membrane utilisée(s), supérieure à sa vitesse de rotation nominale afin de maximiser le débit de pompage du premier dispositif de pompage. La vitesse de rotation imposée peut par exemple être comprise entre 100 % et 170 % de sa vitesse nominale alors que, dans la plupart des autres configurations, la vitesse normale pourrait être limitée entre 30 % et 100 % de sa vitesse nominale.
Lorsque la pression en amont du système de détection de fuites est en-dessous d’un seuil maximal de pression permettant au module de détection de fonctionner, le module de traitement met en communication fluidique les premier et deuxième dispositifs de pompage et le module de connexion est configuré de manière à connecter au moins les deux derniers étages de pompage du premier dispositif de pompage en série afin de garantir une sensibilité suffisante au module de détection. Par conséquent, quand la mesure d’étanchéité de l’objet devient techniquement possible comme par exemple en atteignant un vide rendant fonctionnel un spectromètre de masse du module de détection, les premier et deuxième dispositifs de pompage sont couplés afin qu’une éventuelle présence de gaz traceur à l’intérieur de l’objet à tester soit détectable. Dans la mesure où le premier dispositif de pompage aurait davantage de deux étages de pompage, seuls les deux derniers étages de pompage, c'est-à-dire ceux les plus proches de la sortie de refoulement du premier dispositif de pompage, sont reliés en série pour descendre le plus bas la pression à l’intérieur de l’objet et ainsi améliorer la sensibilité du module de détection.
Le seuil maximal de pression est préférentiellement compris entre 15 mbar et 50 mbar.
Lorsque la pression en amont du système de détection de fuites est en-dessous d’un seuil minimal de pression permettant au module de détection de fonctionner en haute sensibilité, le module de traitement met en communication fluidique les premier et deuxième dispositifs de pompage et le module de connexion est configuré de manière à connecter tous les étages de pompage du premier dispositif de pompage en série afin de garantir une sensibilité maximale au module de détection. Ainsi, quand la mesure d’étanchéité de l’objet révèle peu de fuites, voire aucune fuite, il peut être nécessaire de diminuer encore d’avantage la pression de vide limite. Les premier et deuxième dispositifs de pompage sont donc maintenus couplés et dans la mesure où le premier dispositif de pompage aurait davantage de deux étages de pompage, tous les étages de pompage sont reliés en série pour descendre le plus bas possible la pression à l’intérieur de l’objet et ainsi améliorer au maximum la sensibilité du module de détection.
Le seuil minimal de pression est, de manière préférée, compris entre 1 mbar et 10 mbar.
Le premier dispositif de pompage peut comporter au moins quatre étages de pompage reliés entre eux par le module de connexion afin d’améliorer le débit de pompage et le bruit de fond. On comprend également qu’il sera possible de passer par plus de configurations possibles notamment pour des niveaux de sensibilité intermédiaires entre celle où tous les étages de pompage sont reliés en parallèle au démarrage et celle où tous les étages de pompage sont reliés en série en cas de besoin de détection à haute sensibilité.
Le système de détection de fuites peut comporter une sonde d’aspersion reliée à une source de gaz traceur afin de pouvoir sélectivement souffler du gaz traceur sur une surface externe de l’objet pour le contrôle de son étanchéité.
Brève description des figures
D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la est une vue schématique d’un système de détection de fuites par aspersion selon l'invention ;
la est une vue schématique d’une partie du système de détection de fuites selon un mode « aspersion » de l'invention ;
la est une vue schématique d’un système de détection de fuites par reniflage ;
la est une vue schématique d’une partie du système de détection de fuites selon un mode « reniflage ».
Description détaillée
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références, éventuellement additionnés d’un indice. La description de leur structure et de leur fonction n’est donc pas systématiquement reprise.
Dans tout ce qui suit, les orientations sont les orientations des figures. En particulier, les termes « supérieur », « inférieur », « gauche », « droit », « au-dessus », « en-dessous », « vers l’avant » et « vers l’arrière » s’entendent généralement par rapport au sens de représentation des figures.
Par « objet 11 à tester », on entend tout objet ou toute installation dont on souhaite contrôler l'étanchéité.
Par « système 1 de détection de fuites », on entend tous les types d’appareils capables de mesurer le taux de fuites, la concentration ou la pression partielle d’un gaz traceur prédéterminé comme de l’hydrogène ou de l’hélium afin d’identifier tout défaut d’étanchéité de l’objet 11 à tester. Ces types d’appareils comportent, de manière habituelle, une sonde 3, un module 12 de pompage (par exemple avec un premier dispositif 13 de pompage permettant d’obtenir un vide primaire, un deuxième dispositif 15 de pompage permettant d’obtenir un vide secondaire), un module 5 de détection du gaz traceur (par exemple avec au moins un élément de détection comme, par exemple, un spectromètre de masse), un module 7 de traitement permettant de gérer le fonctionnement du système 1 de détection de fuites et, préférentiellement, un élément 9 d’affichage des mesures de détection de fuites et des paramétrages du système 1 de détection de fuites. Il est habituel que tous les organes (à part la sonde 3) du système 1 de détection de fuites soient regroupés dans une unité 4 de détection.
Par « premier dispositif 13 de pompage permettant d’obtenir un vide primaire », on entend un ensemble d’au moins une pompe, telle qu'une pompe à membranes, capable d’obtenir un vide inférieur ou égale à 10 mbar et typiquement, entre 10 mbar et 10-3mbar (ou entre 103Pa et 10-1Pa).
Par « deuxième dispositif 15 de pompage permettant d’obtenir un vide secondaire », on entend un ensemble d’au moins une pompe, telle qu’une pompe turbomoléculaire capable d’obtenir un vide inférieur ou égale à 10-3mbar et typiquement, entre 10-3mbar et 10-8mbar (ou entre 10-1Pa et 10-6Pa).
Par « sonde 3 », on entend tous les types d’appareils utilisés par un système 1 de détection de fuites pour examiner localement l’objet à tester. La sonde 3 est donc portée à proximité de l’objet 11 à tester par l’utilisateur. Selon l'invention, la sonde 3 est ainsi une soufflette d’aspersion de gaz traceur, tel qu’un pistolet hélium.
Dans l'exemple illustré à la , la sonde 3 est une soufflette d’aspersion du système 1 de détection de fuites et présente un élément de préhension permettant d'être manipulable par un utilisateur. La sonde 3 est reliée par un tuyau 2a à une source 6 de gaz traceur et permet de libérer du gaz traceur par actionnement de la commande 16. La recherche de fuites est généralement réalisée en déplaçant la sonde 3 à des points discrets de l'objet 11 à tester, notamment au niveau de points susceptibles de présenter des faiblesses d'étanchéité, tels que les joints d'étanchéité, les soudures et les raccords. On utilise généralement l'hélium ou l'hydrogène comme gaz traceur car ces gaz traversent les petites fuites plus aisément que les autres gaz, du fait de la petite taille de leur molécule et de leur grande vitesse de déplacement.
L’unité 4 de détection du système 1 de détection de fuites comporte une entrée 10 d’aspiration destinée à être raccordée par une canalisation 2b à l’objet 11 à tester de façon à mettre l’intérieur de l'objet 11 sous vide et aspirer tout gaz traceur soufflé par la sonde 3 qui se serait infiltré à travers une fuite de l’objet 11 à tester. Une partie des molécules (typiquement du gaz traceur) en contre flux des gaz aspirés par le module 12 de pompage est analysée par le module 5 de détection de gaz à l’aide par exemple d’un spectromètre de masse (non représenté) qui fournit un taux de fuites en gaz traceur au module 7 de traitement pour être préférentiellement visualisable sur l’élément 9 d’affichage. De manière habituelle, le taux de fuites peut être, par exemple, mesuré en mbar.l.s-1ou Pa.m3.s-1. Un seuil minimal de gaz traceur est surveillé par le module 7 de traitement dont le dépassement est considéré comme une fuite, c'est-à-dire un défaut d’étanchéité de l’objet 11 à tester.
Avantageusement selon l'invention, le premier dispositif 13 de pompage comporte au moins une pompe à membrane comprenant au moins trois étages E1, E2, E3, E4 de pompage. On comprend, en effet, qu’une pompe à membrane peut regrouper tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage ou seulement une partie des étages E1, E2, E3, E4 de pompage, l’autre partie des étages E1, E2, E3, E4 de pompage appartenant à au moins une autre pompe à membrane.
Dans le domaine relatif aux objets à tester de tailles variables (typiquement entre 0,5 litre et 20 litres), c'est-à-dire pour lesquels le débit de pompage en-dessous de 10 m3.h-1est suffisant (dans la grande majorité des cas généralement observés), il est préféré d’utiliser des pompes à membrane pour effectuer le vide primaire du détecteur de fuites. En effet, pour l’application à ces détecteurs de fuites, aucune autre technologie à sec ne permet généralement de meilleur compromis entre la compacité, le coût et la performance nécessaires. À titre d’exemple, les pompes à vide du type à lobes (en anglais « roots ») ne permettent généralement pas d’obtenir des débits de pompage inférieurs à 15 m3.h-1, ce qui les rend trop encombrantes, trop chères et trop lourdes pour envisager de les utiliser dans de tels détecteurs de fuites. Ainsi, le premier dispositif 13 de pompage utilise au moins une pompe à membrane car il est destiné à s’appliquer à un système 1 de détection de fuites dont le débit de pompage à sec, c'est-à-dire sans huile dans le flux pompé, en-dessous de 10 m3.h-1est suffisant.
Selon l'invention, les étages E1, E2, E3, E4 de pompage sont reliés entre eux par un module 14 de connexion configuré pour sélectivement mettre chaque étage E1, E2, E3, E4 de pompage en parallèle ou en série d’au moins un autre étage E1, E2, E3, E4 de pompage en fonction d’un paramètre de fonctionnement du système 1 de détection de fuites comme typiquement au niveau de l’entrée 10 d’aspiration.
Le module 14 de connexion comporte préférentiellement des conduites C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17 reliant l’entrée et la sortie de chaque étage E1, E2, E3, E4 de pompage du premier dispositif 13 de pompage et des éléments V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11 de fermeture permettant sélectivement le passage dans les conduites C6, C7, C8, C9, C10, C11, C13, C14, C15, C16, C17. Les éléments V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11 de fermeture peuvent être des vannes pilotables notamment par le module 7 de traitement et/ou des clapets configurés chacun pour permettre l’ouverture/fermeture selon un seuil prédéterminé de pression afin de modifier les connexions entre les étages E1, E2, E3, E4 de pompages en fonction préférentiellement de la pression en amont du système 1 de détection de fuites et/ou en fonction de la pression en amont ou en aval d’un étage E1, E2, E3, E4 de pompage. Chaque pression peut être surveillée par un capteur de pression dédié comme par exemple le capteur 18 pour surveiller la pression en amont du système 1 de détection de fuites.
Avantageusement selon l'invention, le premier dispositif 13 de pompage du système 1 de détection de fuites permet donc suivant son fonctionnement de changer de configuration de pompage notamment suivant qu’il est en phase d’aspiration préalable de l’objet 11 à tester ou en phase de contrôle de l’étanchéité de l’objet 11 à tester. Le module 14 de connexion du premier dispositif 13 de pompage permet donc une meilleure communication fluidique entre les étages E1, E2, E3, E4 de pompage en fonction de l’usage du système 1 de détection de fuites. Ainsi, pour un encombrement équivalent et un surcoût limité, l’invention permet de réaliser un pompage plus intelligent conciliant des avantages habituellement impossibles à combiner comme par exemple le raccourcissement maximal de la durée de la phase d’aspiration préalable et la diminution maximale du bruit de fond (pression de vide limite très basse) de la phase de contrôle de l’étanchéité de l’objet 11 à tester par rapport au nombre d’étages E1, E2, E3, E4 de pompage sans avoir à utiliser plusieurs types de premier dispositif de pompage primaire ou sans utiliser d’étages de pompage à plus gros volumes.
Cela est rendu possible car, lorsque la pression en amont du système 1 de détection de fuites est sensiblement égale à la pression atmosphérique, c'est-à-dire au début de l’aspiration de l’objet 11 à tester, le module 7 de traitement déconnecte le deuxième dispositif 15 de pompage et le module 14 de connexion est configuré de manière à mettre tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage du premier dispositif 13 de pompage en parallèle afin de maximiser le débit de pompage de l’intérieur de l’objet 11 par le premier dispositif 13 de pompage. En outre, lorsque la pression en amont du système 1 de détection de fuites est en-dessous d’un seuil minimal de pression (de manière préférée compris entre 1 mbar et 10 mbar) permettant au module 5 de détection de fonctionner en haute sensibilité, le module 7 de traitement relie, c'est-à-dire met en communication fluidique, les premier et deuxième dispositifs 13, 15 de pompage en série et le module 14 de connexion est configuré de manière à connecter tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage du premier dispositif 13 de pompage en série pour descendre le plus bas possible la pression à l’intérieur de l’objet 11 et ainsi améliorer au maximum la sensibilité du module 5 de détection.
En outre, lorsque tous les étages de pompage du premier dispositif de pompage sont en parallèle et préférentiellement pendant toute l’aspiration préalable de l’objet 11 à tester, le module 7 de traitement impose une vitesse de rotation pour chaque pompe, c'est-à-dire une (ou plusieurs) pompe(s) à membrane utilisée(s), supérieure à sa vitesse de rotation nominale afin de maximiser le débit de pompage du premier dispositif 13 de pompage. La vitesse de rotation imposée peut par exemple être comprise entre 100 % et 170 % de sa vitesse nominale alors que, dans les autres configurations en dehors de l’aspiration préalable, la vitesse normale de chaque pompe pourrait être limitée entre 30 % et 100 % de sa vitesse nominale (sauf exceptions comme expliqué ci-dessous).
Dans un fonctionnement intermédiaire, comme par exemple lorsque la pression en amont du système 1 de détection de fuites est en-dessous d’un seuil maximal de pression (préférentiellement entre 15 mbar et 50 mbar) à partir duquel le module 5 de détection peut fonctionner, le module 7 de traitement relie, c'est-à-dire met en communication fluidique, les premier et deuxième dispositifs 13, 15 de pompage et le module 14 de connexion est configuré de manière à connecter au moins les deux derniers étages E1, E2, E3, E4 de pompage du premier dispositif de pompage en série afin de garantir une sensibilité suffisante au module 5 de détection afin par exemple de commencer à contrôler l’étanchéité de l’objet 11 à tester.
Selon l'invention, le premier dispositif 13 de pompage comporte au moins trois étages E1, E2, E3, E4 de pompage, c'est-à-dire peut par exemple comporter trois, quatre, cinq ou six étages E1, E2, E3, E4 de pompage sans sortir du cadre de l’invention. Dans l'exemple illustré à la , le premier dispositif 13 de pompage comporte une pompe à membrane unique avec quatre étages E1, E2, E3, E4 de pompage. Bien entendu, plus il y aura d’étages E1, E2, E3, E4 de pompage plus il sera possible d’améliorer le débit de pompage et la pression de vide limite du premier dispositif 13 de pompage. On comprend également qu’il sera possible de passer par plus de configurations possibles entre celle où tous les étages de pompage sont reliés en parallèle au démarrage et celle où tous les étages de pompage sont reliés en série en cas de besoin de détection à haute sensibilité.
L’exemple illustré à la va maintenant être expliqué afin de décrire un exemple de fonctionnement optimisé avec quatre étages E1, E2, E3, E4 de pompage. Dans cet exemple, le premier dispositif 13 de pompage comporte un module 14 de connexion avec des conduites C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17 reliant l’entrée 10 d’aspiration par la conduite C1. Des éléments V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11 de fermeture permettant sélectivement le passage dans respectivement les conduites C6, C7, C8, C9, C10, C11, C14, C16, C13, C15, C17. Dans cet exemple particulier, les éléments V7 et V8 de fermeture sont des vannes pilotables car suivant la diminution de la pression elles sont destinées à être successivement fermées, ouvertes puis à nouveau fermées. Les autres éléments V1, V2, V3, V4, V5, V6, V9, V10, V11 peuvent être indifféremment des vannes pilotables et/ou des clapets configurés chacun selon un seuil prédéterminé de pression en amont du système 1 de détection de fuites et/ou en amont ou en aval d’un étage E1, E2, E3, E4 de pompage. Le premier dispositif 13 de pompage est configuré pour refouler les gaz par la sortie 17 de refoulement préférentiellement à pression ambiante.
Dans l’exemple de la , le deuxième dispositif 15 de pompage comporte une pompe à vide turbomoléculaire T dont l’amont (aspiration) est relié au module 5 de détection et qui peut être relié en aval (refoulement et étages intermédiaires) à trois niveaux différents de la pompe à vide turbomoléculaire T à la conduite C1 par, respectivement les conduites C2, C3, C4 de manière à pouvoir adapter le flux de prélèvement au niveau du taux de fuites. Le passage de ces dernières C2, C3, C4 est sélectivement contrôlé par les éléments V12, V13, V14 de fermeture qui sont, préférentiellement, des vannes pilotables. Enfin, l’élément V15 de passage qui, de manière préférée, est une vanne pilotable, est destinée à fermer la conduite C1 entre ses raccordements avec les conduites C3 et C4.
Le tableau suivant présente un exemple de gestion du système 1 de détection de fuite.
Mode Pression (mbar) Vanne ouverte
Aspiration grossière Atmosphère P1 V1, V2, V3, V4, V5, V6, V15
Aspiration fine P1 P2 V1, V6, V7, V8, V10, V15
Mesure de grandes fuites P2 P3 V1, V7, V10, V11, V14, V15
Mesure normale P3 P4 V1, V7, V10, V11, V13, V14, V15
Mesure haute sensibilité P4 Vide limite V9, V10, V11, V12, V14
Dans une première phase d’aspiration grossière, les éléments V1, V2, V3, V4, V5, V6, V15 de fermeture autorisent le passage dans respectivement les conduites C6, C7, C8, C9, C10, C11, C1 en plus des conduites C5 et C12 qui sont en permanence ouvertes. Le deuxième dispositif 15 de pompage est donc isolé. Le module 14 de connexion est configuré de manière à mettre tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage du premier dispositif 13 de pompage en parallèle afin de maximiser le débit de pompage de l’intérieur de l’objet 11 par le premier dispositif 13 de pompage jusqu’à ce qu’un seuil de pression P1 prédéterminé soit atteint au niveau en amont du système 1 de détection de fuites. Selon l'invention, le seuil de pression P1 est compris, préférentiellement entre 100 mbar et 400 mbar, c'est-à-dire par exemple être égal à 100 mbar, 125 mbar, 150 mbar, 175 mbar, 200 mbar, 225 mbar, 250 mbar, 275 mbar, 300 mbar, 325 mbar, 350 mbar, 375 mbar, 300 mbar, 325 mbar, 350 mbar, 375 mbar ou 400 mbar.
En-dessous du seuil de pression P1, une deuxième phase d’aspiration fine est commencée dans laquelle les éléments V1, V6, V7, V8, V10, V15 de fermeture autorisent le passage dans respectivement les conduites C6, C11, C14, C16, C15, C1 en plus des conduites C5 et C12 qui sont en permanence ouvertes. Le deuxième dispositif 15 de pompage est donc toujours isolé. Le module 14 de connexion est configuré de manière à mettre les étages E1 et E2 de pompage en parallèle puis reliés en aval par les conduites C14, C15, C16, aux étages E3 et E4 de pompage également en parallèle afin de diminuer le débit de pompage mais améliorer la pression de vide limite jusqu’à ce qu’un seuil de pression P2 prédéterminé soit atteint au niveau en amont du système 1 de détection de fuites. Selon l'invention, le seuil maximal de pression P2 est compris, préférentiellement entre 15 mbar et 50 mbar, c'est-à-dire par exemple être égal à 15 mbar, 16 mbar, 17 mbar, 18 mbar, 19 mbar, 20 mbar, 21 mbar, 22 mbar, 23 mbar, 24 mbar, 25 mbar, 26 mbar, 27 mbar, 28 mbar, 29 mbar, 30 mbar, 31 mbar, 32 mbar, 33 mbar, 34 mbar, 35 mbar, 36 mbar, 37 mbar, 38 mbar, 39 mbar, 40 mbar, 41 mbar, 42 mbar, 43 mbar, 44 mbar, 45 mbar, 46 mbar, 47 mbar, 48 mbar, 49 mbar ou 50 mbar.
En-dessous du seuil maximal de pression P2, une troisième phase de mesure de grandes fuites peut être commencée. Dans la troisième phase, les éléments V1, V7, V10, V11, V14, V15 de fermeture autorisent le passage dans respectivement les conduites C6, C14, C15, C17, C4, C1 en plus des conduites C5 et C12 qui sont en permanence ouvertes. Le deuxième dispositif 15 de pompage est raccordé au premier dispositif 13 de pompage. Le module 14 de connexion est configuré de manière à mettre les étages E1 et E2 de pompage en parallèle puis reliés en aval par les conduites C14, C15, aux étages E3 et E4 de pompage désormais en série afin de diminuer le débit de pompage mais améliorer la pression de vide limite jusqu’à ce qu’un seuil minimal de pression P4 prédéterminé soit atteint au niveau en amont du système 1 de détection de fuites. Selon l'invention, le seuil minimal de pression P4 est compris, préférentiellement entre 1 mbar et 10 mbar, c'est-à-dire par exemple être égal à 1 mbar, 2 mbar, 3 mbar, 4 mbar, 5 mbar, 6 mbar, 7 mbar, 8 mbar, 9 mbar ou 10 mbar.
Selon un fonctionnement particulier, notamment suivant la plage de pression P3 en amont du système 1 de détection de fuites et les demandes spécifiques de l’utilisateur, le deuxième dispositif 15 peut comporter différents modes de fonctionnement. À titre d'exemple nullement limitatif, dans une plage de pression P3 comprise entre 2 mbar et 5 mbar, une quatrième phase de mesure de moyenne fuite peut être commencée sans forcément de changement de la configuration du module 14 de connexion du premier dispositif 13 de pompage, c'est-à-dire en maintenant les éléments V1, V7, V10, V11 de fermeture ouvert dans respectivement les conduites C6, C14, C15, C17, en plus des conduites C5 et C12 qui sont en permanence ouvertes. Les éléments V13, V14, V15 de fermeture, par contre, autorisent le passage dans respectivement les conduites C3, C4, C1 afin de rendre plus sensible le module 5 de détection du système 1 de détection de fuites notamment en autorisant le contre flux d’une partie des molécules (typiquement du gaz traceur) d’entrer à un niveau intermédiaire (conduite C3) de la pompe à vide turbomoléculaire T en plus de la communication avec la conduite C4 de refoulement de la pompe à vide turbomoléculaire T.
En-dessous du seuil minimal de pression P4, une cinquième phase de mesure de petites fuites peut être commencée. Dans la quatrième phase, les éléments V9, V10, V11, V12, V14 de fermeture autorisent le passage dans respectivement les conduites C14, C13, C15, C17, C2, C4 en plus des conduites C5 et C12 qui sont en permanence ouvertes. Le deuxième dispositif 15 de pompage est toujours raccordé au premier dispositif 13 de pompage mais le flux de l’entrée 10 d’aspiration est forcé de rentrer dans le deuxième dispositif 15 de pompage avant d’être refoulé dans le premier dispositif 13 de pompage avant d’être refoulé par la sortie 17 de refoulement. Le module 14 de connexion est configuré de manière à mettre tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage en série pour descendre le plus bas possible la pression à l’intérieur de l’objet 11 et ainsi améliorer au maximum la sensibilité du module 5 de détection. Selon l'invention, le seuil minimal de pression P4 est compris, préférentiellement inférieur à 1 mbar.
Il est également possible de déterminer les variations de pression en amont du système 1 de détection de manière indirecte, c'est-à-dire à partir d’une donnée permettant d’estimer la variation de pression. Ainsi, en variante, il peut également être surveillé le flux et le débit du système 1 de détection. En effet, la formule : pression = débit massique / débit volumique permet la mesure indirecte.
Comme expliqué ci-dessus, le paramètre de fonctionnement ne saurait se limiter à la pression mesurée, par exemple par le capteur 18, en amont du système 1 de détection de fuites et pourrait, éventuellement, prendre également en compte une température mesurée du deuxième dispositif 15 de pompage et/ou une pollution détectée en gaz traceur et/ou une détection de gaz condensable et/ou un état de fonctionnement d’une purge pour commander le changement de configuration par le module 14 de connexion.
En effet, si la pression en aval de la pompe turbomoléculaire T (conduite C4) est trop élevée, la pompe turbomoléculaire T peut monter en température. Cette augmentation de température peut entraîner l’activation de sa sécurité, c'est-à-dire que le fonctionnement de la pompe turbomoléculaire T est ralenti ou arrêté pour éviter toute détérioration. Ainsi, à partir de la surveillance par le module 7 de traitement d’un seuil de température de la pompe turbomoléculaire T, si la température excède le seuil, l’invention permettrait avantageusement d’utiliser le module 14 de connexion pour imposer que tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage soient en série, de manière temporaire (minuteur) et/ou jusqu’à ce que la température de la pompe turbomoléculaire T repasse en-dessous du même seuil ou d’un seuil plus bas que celui qui déclenche le changement de configuration. En effet, cela permettrait de baisser la pression dans la conduite C4 grâce au premier dispositif 13 de pompage pour éviter l’activation de sa sécurité. Chaque seuil de température pourrait, par exemple, être compris entre 40°C et 70°C, c'est-à-dire par exemple être égal à 40°C, 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C ou 70°C.
Il est également possible de déterminer les variations de température de la pompe turbomoléculaire T de manière indirecte, c'est-à-dire à partir d’une donnée permettant d’estimer la variation de température. Ainsi, en variante, il peut également être surveillé la puissance consommée par la pompe turbomoléculaire T ou la valeur du courant alimentant la pompe turbomoléculaire T sans sortir du cadre de l’invention.
En outre, si le module 12 de pompage est saturé en gaz traceur, typiquement quand un seuil maximal de gaz traceur mesuré par le module 5 détection est dépassé, il est considéré qu’il y une pollution en gaz traceur dans le système 1 de détection de fuite. Ce dernier ne peut donc plus correctement contrôler les fuites de l’objet 11 à tester. Ainsi, à partir de la surveillance par le module 7 de traitement d’un seuil maximal de gaz traceur, si le seuil maximal est dépassé, l’invention permettrait avantageusement d’utiliser le module 14 de connexion pour imposer qu’au moins les deux premiers étages E1, E2, E3, E4 de pompage soient en parallèle, de manière temporaire (minuteur) et/ou jusqu’à ce que la pollution en gaz traceur dans le système 1 de détection de fuite soit considérée comme terminée. En effet, cela permettrait d’augmenter le débit en aval de la pompe turbomoléculaire T grâce au premier dispositif 13 de pompage pour évacuer l’excès en gaz traceur. Le seuil maximal pour considérer une pollution en gaz traceur dans le système 1 de détection de fuite pourrait, par exemple, être égal à 10-4mbar.l.s-1.
Cette phase de dépollution, dite de récupération active, peut être améliorée en imposant une vitesse de rotation pour chaque pompe, c'est-à-dire une (ou plusieurs) pompe(s) à membrane utilisée(s), supérieure à sa vitesse de rotation nominale afin de maximiser le débit de pompage du premier dispositif 13 de pompage. La vitesse de rotation imposée peut par exemple être comprise entre 100 % et 170 % de sa vitesse nominale.
L’invention peut également prendre en compte la présence de gaz condensable dans le module 12 de pompage. En effet, de tel gaz condensables, comme par exemple de la vapeur d’eau, peuvent rendre difficile le pompage. Par conséquent, à l’aide d’un capteur dédié (non représenté) dans le module 12 de pompage, il est surveillé par le module 7 de traitement la présence de tels gaz condensables. Ainsi, dans l’affirmative, l’invention permettrait avantageusement d’utiliser le module 14 de connexion pour imposer que tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage soient en série, de manière temporaire (minuteur) et/ou jusqu’à ce que la présence de gaz condensables dans le système 1 de détection de fuite soit considérée comme terminée. En effet, cela permettrait de baisser la pression dans le module 12 de pompage pour évacuer tout gaz condensable. Le seuil maximal pour considérer une pollution en gaz traceur dans le système 1 de détection de fuite pourrait, par exemple, être égal à 10-4mbar.l.s-1.
Enfin, il est fréquent pour le mode « aspiration » qu’une purge soit présente dans le module 12 de pompage pour aider à évacuer l’accumulation de gaz traceur dans les étages E1, E2, E3, E4 de pompage. En effet, si le vide est poussé, la diminution de proportion d’air par rapport au gaz traceur rend plus difficile le pompage du gaz traceur qui reste stocké dans les étages E1, E2, E3, E4 de pompage. La purge permet donc de créer un flux temporaire capable d’entraîner l’excès de gaz traceur vers la sortie 17 de refoulement. Par conséquent, suivant l’état de fonctionnement de la purge, l’invention permettrait avantageusement d’utiliser le module 14 de connexion pour modifier la configuration des étages E1, E2, E3, E4 de pompage, de manière temporaire (minuteur) et/ou jusqu’à un nouveau changement d’état de fonctionnement de la purge (ouverture vers fermeture, fermeture vers ouverture, variations de la grandeur d’ouverture, etc.).
Dans l'exemple illustré à la n‘appartenant pas à l’invention, la sonde 3 est une sonde de reniflage et présente un élément de préhension permettant d'être manipulable par l'utilisateur. La sonde 3 est reliée par un tuyau flexible 2 à une entrée 10 d’aspiration de l’unité 4 de détection de façon à aspirer les gaz environnants l'objet 11 à tester rempli de gaz traceur. Comme pour le mode « aspersion », on utilise généralement l'hélium ou l'hydrogène comme gaz traceur en mode « reniflage » car ces gaz traversent les petites fuites plus aisément que les autres gaz, du fait de la petite taille de leur molécule et de leur grande vitesse de déplacement.
Une partie des molécules (typiquement du gaz traceur) aspirée par le module 12 de pompage est analysée par le module 5 de détection de gaz à l’aide par exemple d’un spectromètre de masse (non représenté) qui fournit un taux de fuites en gaz traceur au module 7 de traitement pour être préférentiellement visualisable sur l’élément 9 d’affichage. De manière habituelle, le taux de fuites peut être, par exemple, mesuré en mbar.l.s-1ou Pa.m3.s-1. Un seuil minimal de gaz traceur est surveillé par le module 7 de traitement dont le dépassement est considéré comme une fuite, c'est-à-dire un défaut d’étanchéité de l’objet 11 à tester.
Le module 12 de pompage en mode « reniflage » peut comporter une architecture illustrée dans l’exemple de la . Ainsi, les étages E1, E2, E3, E4 de pompage sont reliés entre eux par un module 14 de connexion configuré pour sélectivement mettre au moins un étage E1, E2, E3, E4 de pompage en parallèle ou en série d’au moins un autre étage E1, E2, E3, E4 de pompage en fonction d’un paramètre de fonctionnement du système 1 de détection de fuites. Typiquement, pour un premier dispositif 13 de pompage à deux étages E1, E2 de pompage, une (ou deux) pompe(s) à membrane peu(ven)t être utilisée(s).
En mode « reniflage », la logique est différente par rapport à celle en mode « aspersion ». En effet, en mode « reniflage », ce n’est plus la pression de vide qui est principalement surveillée mais le débit massique des gaz aspirés mesuré en amont du système 1 de détection de fuites comme typiquement à l’aide du capteur 19. Un tel débit massique est mesuré en cm3.min-1en conditions standards de température et de pression (connu par l’abréviation anglaise « sccm » venant des termes « standard cubic centimeter per minute »).
Ainsi, plus le débit massique est élevé, plus statistiquement le module 5 de détection sera capable de déceler une fuite de l’objet 11 sur une étendue plus grande autour de la sonde 3. En effet, avec un débit plus élevé, la dépression générée à l’extrémité libre de la sonde 3 sera capable d’aspirer plus de mélange de gaz par une même unité de temps et donc créer un flux d’aspiration plus étendu autour de la sonde 3. On comprend que, d’un certain point de vue, un débit plus élevé permet une meilleure sensibilité, c'est-à-dire détecter à une distance plus lointaine une fuite, par rapport à un débit plus faible du même système 1 de détection.
En mode « reniflage », c'est-à-dire quand le système 1 de détection de fuite est destiné à être relié à la sonde 3, le paramètre de fonctionnement peut ainsi comporter le débit massique des gaz aspirés mesuré en amont du système 1 de détection de fuites et, éventuellement, une température mesurée du deuxième dispositif de pompage et/ou une pollution détectée en gaz traceur.
Le module 14 de connexion comporte préférentiellement des conduites C5, C6, C12, C13, C14, C15, C17 reliant l’entrée et la sortie de chaque étage E1, E2, E3, E4 de pompage du premier dispositif 13 de pompage et des éléments V1, V7, V9 de fermeture permettant sélectivement le passage dans les conduites C6, C14, C13. Les éléments V1, V7, V9 de fermeture peuvent être des vannes pilotables notamment par le module 7 de traitement et/ou des clapets configurés chacun pour permettre l’ouverture/fermeture selon un seuil prédéterminé de pression afin de modifier les connexions entre les étages E1, E2, E3, E4 de pompages en fonction du débit massique souhaité. Le débit réel peut être surveillé par un capteur de débit dédié comme par exemple le capteur 19 situé sur la conduite C18 immédiatement en aval de l’entrée 10 d’aspiration.
Le premier dispositif 13 de pompage du système 1 de détection de fuites permet donc suivant son fonctionnement de changer de configuration de pompage notamment suivant qu’il est en phase de contrôle de l’objet 11 à tester en mode sensibilité normale ou sensibilité maximale. Le module 14 de connexion du premier dispositif 13 de pompage permet donc une meilleure communication fluidique entre les étages E1, E2, E3, E4 de pompage en fonction de l’usage du système 1 de détection de fuites.
Ainsi, pour un encombrement équivalent et un surcoût limité, il est possible de réaliser un pompage plus intelligent conciliant des avantages habituellement impossibles à combiner comme par exemple offrir plusieurs sensibilités différentes en mode « reniflage » avec un unique système 1 de détection en maintenant un simple tuyau 2 relié entre la sonde 3 et l’entrée 10 d’aspiration de l’unité 4 de détection.
Cela est rendu possible car, lorsqu’il est souhaité une sensibilité maximale de détection, le module 7 de traitement met préférentiellement en communication fluidique les premier et deuxième dispositifs 13, 15 de pompage et le module 14 de connexion est préférentiellement configuré de manière à mettre tous les étages de pompage E1, E2, E3, E4 du premier dispositif 13 de pompage en série afin d’obtenir un premier débit massique des gaz aspirés par la sonde 3. Le premier débit massique prédéterminé peut par exemple être sensiblement égal à 3000 cm3.min-1en conditions standards de température et de pression.
Alors que, lorsqu’il est souhaité une sensibilité normale de détection, le module 7 de traitement met préférentiellement en communication fluidique les premier et deuxième dispositifs 13, 15 de pompage et le module 14 de connexion est préférentiellement configuré de manière à mettre au moins les deux premiers étages E1, E2 de pompage du premier dispositif 13 de pompage en parallèle afin d’obtenir un deuxième débit massique prédéterminé des gaz aspirés par la sonde 3. Le deuxième débit massique prédéterminé peut par exemple être compris entre 200 cm3.min-1et 400 cm3.min-1en conditions standards de température et de pression.
Le premier dispositif 13 de pompage comporte au moins deux étages E1, E2, E3, E4 de pompage, c'est-à-dire peut par exemple comporter deux, trois, quatre, cinq ou six étages E1, E2, E3, E4 de pompage. Dans l'exemple illustré à la , le premier dispositif 13 de pompage comporte une pompe à membrane unique avec quatre étages E1, E2, E3, E4 de pompage. Bien entendu, plus il y aura d’étages E1, E2, E3, E4 de pompage plus il sera possible d’améliorer le débit de pompage et la pression de vide limite du premier dispositif 13 de pompage. On comprend également qu’il sera possible de passer par plus de configurations possibles entre celle où tous les étages de pompage sont reliés en parallèle et celle où tous les étages de pompage sont reliés en série.
L’exemple illustré à la va maintenant être expliqué afin de décrire un exemple de fonctionnement optimisé avec quatre étages E1, E2, E3, E4 de pompage. Dans cet exemple, le premier dispositif 13 de pompage comporte un module 14 de connexion avec des conduites C5, C6, C12, C13, C14, C15, C17 reliant l’entrée 10 d’aspiration par la conduite C18. Des éléments V1, V7, V9 de fermeture permettant sélectivement le passage dans respectivement les conduites C6, C14, C13. Le premier dispositif 13 de pompage est configuré pour refouler les gaz par la sortie 17 de refoulement préférentiellement à pression ambiante.
Dans l’exemple de la , le deuxième dispositif 15 de pompage comporte une pompe à vide turbomoléculaire T dont l’amont (aspiration) est relié au module 5 de détection et qui peut être relié en aval (refoulement et étage intermédiaire) à deux niveaux différents de la pompe à vide turbomoléculaire T à la conduite C5 et C18 par, respectivement les conduites C4 et C19. Le passage des conduites C4, C19 est sélectivement contrôlé par les éléments V14, V17 de fermeture qui sont, préférentiellement, des vannes pilotables. Enfin, il est prévu que la conduite C18 soit reliée, via l’élément V16 de fermeture, à la conduite C15 entre l’aval de l’étage E2 de pompage et l’amont de l’étage E3 de pompage.
Le tableau suivant présente un exemple de gestion du système 1 de détection de fuite.
Mode Débit (mbar) Vanne ouverte
Sensibilité maximale Dmax D1 V9, V14, V16, V17
Sensibilité normale D1 Dmin V1, V7, V14, V16, V17
Au-dessus du seuil de débit massique D1 et typiquement au premier débit massique Dmax, une phase de mesure à haute sensibilité peut être commencée. Dans cette phase, les éléments V9, V14, V16, V17 de fermeture autorisent le passage dans respectivement les conduites C13, C4, C18, C19 en plus des conduites C5, C12, C15 et C17 qui sont en permanence ouvertes. Le deuxième dispositif 15 de pompage est raccordé au premier dispositif 13 de pompage. Le module 14 de connexion est configuré de manière à mettre les étages E1 et E2 de pompage en série puis reliés en aval, par la conduite C15, aux étages E3 et E4 de pompage en série afin d’obtenir un premier débit massique des gaz aspirés par la sonde 3. Le seuil de débit massique D1 est compris, préférentiellement entre 200 cm3.min-1et 400 cm3.min-1en conditions standards de température et de pression, c'est-à-dire par exemple être égal à 200 cm3.min-1, 225 cm3.min-1, 250 cm3.min-1, 275 cm3.min-1, 300 cm3.min-1, 325 cm3.min-1, 350 cm3.min-1, 375 cm3.min-1et 400 cm3.min-1. Typiquement, dans la configuration expliquée ci-dessus et en l’absence d’obstructions présentes dans la sonde 3, le premier débit massique Dmax est atteint et est préférentiellement égal à 3000 cm3.min-1en conditions standards de température et de pression.
En-dessous du seuil de débit massique D1 et typiquement au deuxième débit massique Dmin, une phase de mesure à sensibilité normale peut être commencée. Dans cette phase, les éléments V1, V7, V14, V16, V17 de fermeture autorisent le passage dans respectivement les conduites C6, C14, C4, C18, C19 en plus des conduites C5, C12, C15 et C17 qui sont en permanence ouvertes. Le deuxième dispositif 15 de pompage est raccordé au premier dispositif 13 de pompage. Le module 14 de connexion est configuré de manière à mettre les étages E1 et E2 de pompage en parallèle puis reliés en aval, par la conduite C15, aux étages E3 et E4 de pompage en série afin d’obtenir un deuxième débit massique des gaz aspirés par la sonde 3. Le seuil de débit massique D1 est compris, préférentiellement entre 200 cm3.min-1et 400 cm3.min-1en conditions standards de température et de pression, c'est-à-dire par exemple être égal à 200 cm3.min-1, 225 cm3.min-1, 250 cm3.min-1, 275 cm3.min-1, 300 cm3.min-1, 325 cm3.min-1, 350 cm3.min-1, 375 cm3.min-1et 400 cm3.min-1. Typiquement, dans la configuration expliquée ci-dessus et en l’absence d’obstructions présentes dans la sonde 3, le deuxième débit massique Dmin est atteint et est préférentiellement égal à 300 cm3.min-1en conditions standards de température et de pression.
Il est également possible de déterminer les variations de débit massique en amont du système 1 de détection de manière indirecte, c'est-à-dire à partir d’une donnée permettant d’estimer la variation de débit massique. Ainsi, en variante, il peut également être surveillé la pression et le débit volumique du système 1 de détection. En effet, la formule : débit massique = pression * débit volumique permet la mesure indirecte.
Comme expliqué ci-dessus, le paramètre de fonctionnement ne saurait se limiter au débit massique mesuré, par exemple par le capteur 19, en amont du système 1 de détection de fuites et pourrait, éventuellement, prendre également en compte une température mesurée du deuxième dispositif 15 de pompage et/ou une pollution détectée en gaz traceur pour commander le changement de configuration par le module 14 de connexion.
En effet, si la pression en aval de la pompe turbomoléculaire T (conduite C4) est trop élevée, la pompe turbomoléculaire T peut monter en température. Cette augmentation de température peut entraîner l’activation de sa sécurité, c'est-à-dire que le fonctionnement de la pompe turbomoléculaire T est ralenti ou arrêté pour éviter toute détérioration. Ainsi, à partir de la surveillance par le module 7 de traitement d’un seuil de température de la pompe turbomoléculaire T, si la température excède le seuil, le module 14 de connexion peut être utilisé pour imposer que tous les étages E1, E2, E3, E4 de pompage soient en série, de manière temporaire (minuteur) et/ou jusqu’à ce que la température de la pompe turbomoléculaire T repasse en-dessous du même seuil ou d’un seuil plus bas que celui qui déclenche le changement de configuration. En effet, cela permettrait de baisser la pression dans la conduite C4 grâce au premier dispositif 13 de pompage pour éviter l’activation de sa sécurité. Chaque seuil de température pourrait, par exemple, être compris entre 40°C et 70°C, c'est-à-dire par exemple être égal à 40°C, 45°C, 50°C, 55°C, 60°C, 65°C ou 70°C.
Il est également possible de déterminer les variations de température de la pompe turbomoléculaire T de manière indirecte, c'est-à-dire à partir d’une donnée permettant d’estimer la variation de température. Ainsi, en variante, il peut également être surveillé la puissance consommée par la pompe turbomoléculaire T ou la valeur du courant alimentant la pompe turbomoléculaire T.
En outre, si le module 12 de pompage est saturé en gaz traceur, typiquement quand un seuil maximal de gaz traceur mesuré par le module 5 détection est dépassé, il est considéré qu’il y une pollution en gaz traceur dans le système 1 de détection de fuite. Ce dernier ne peut donc plus correctement contrôler les fuites de l’objet 11 à tester. Ainsi, à partir de la surveillance par le module 7 de traitement d’un seuil maximal de gaz traceur, si le seuil maximal est dépassé, le module 14 de connexion peut être utilisé pour imposer qu’au moins les deux premiers étages E1, E2 de pompage soient en parallèle, de manière temporaire (minuteur) et/ou jusqu’à ce que la pollution en gaz traceur dans le système 1 de détection de fuite soit considérée comme terminée. En effet, cela permettrait d’augmenter le débit en aval de la pompe turbomoléculaire T grâce au premier dispositif 13 de pompage pour évacuer l’excès en gaz traceur. Le seuil maximal pour considérer une pollution en gaz traceur dans le système 1 de détection de fuite pourrait, par exemple, être égal à 10-4mbar.l.s-1.
Cette phase de dépollution, dite de récupération active, peut être améliorée en imposant une vitesse de rotation pour chaque pompe, c'est-à-dire une (ou plusieurs) pompe(s) à membrane utilisée(s), supérieure à sa vitesse de rotation nominale afin de maximiser le débit de pompage du premier dispositif 13 de pompage. La vitesse de rotation imposée peut par exemple être comprise entre 100 % et 170 % de sa vitesse nominale, alors que, le reste du temps, la vitesse normale de chaque pompe pourrait être limitée entre 30 % et 100 % de sa vitesse.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et variantes présentés et d'autres modes de réalisation et variantes apparaîtront clairement à l'homme du métier. Ainsi, les modes de réalisation et variantes sont combinables entre eux sans sortir du cadre de l’invention. À titre nullement limitatif, il peut être envisagé que le premier dispositif 13 de pompage comporte davantage que quatre étages E1, E2, E3, E4 de pompage pour encore améliorer le débit de pompage et la pression de vide limite. Le module 14 de connexion sera alors adapté en augmentant le nombre de conduites et de vannes.

Claims (10)

  1. Système (1) de détection de fuites au moyen d’un gaz traceur destiné à être relié avec l’intérieur d’un objet (11) pour le contrôle de son étanchéité , comportant un premier dispositif (13) de pompage permettant d’obtenir un vide primaire, un deuxième dispositif (15) de pompage permettant d’obtenir un vide secondaire, un module (5) de détection du gaz traceur et un module (7) de traitement permettant de gérer le fonctionnement du système (1) de détection de fuites,caractérisé en ce quele premier dispositif (13) de pompage comporte au moins une pompe à membrane comprenant au moins trois étages (E1, E2, E3, E4) de pompage reliés entre eux par un module (14) de connexion configuré pour sélectivement mettre chaque étage (E1, E2, E3, E4) de pompage en parallèle ou en série d’au moins un autre étage (E1, E2, E3, E4) de pompage en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du système (1) de détection de fuites.
  2. Système (1) de détection de fuites selon la revendication précédente, dans lequel le paramètre de fonctionnement comporte une pression (P1, P2, P3, P4) mesurée en amont du système (1) de détection de fuites, une température mesurée du deuxième dispositif (15) de pompage, une pollution détectée en gaz traceur, une détection de gaz condensable et/ou un état de fonctionnement d’une purge.
  3. Système (1) de détection de fuites selon la revendication précédente, dans lequel, lorsque la pression en amont du système (1) de détection de fuites est sensiblement égale à la pression atmosphérique, le module (7) de traitement isole le deuxième dispositif (15) de pompage et le module (14) de connexion est configuré de manière à mettre tous les étages (E1, E2, E3, E4) de pompage du premier dispositif (13) de pompage en parallèle afin de maximiser le débit de pompage de l’intérieur de l’objet (11) par le premier dispositif (13) de pompage.
  4. Système (1) de détection de fuites selon la revendication précédente, dans lequel, lorsque tous les étages (E1, E2, E3, E4) de pompage du premier dispositif (13) de pompage sont en parallèle, le module (7) de traitement impose une vitesse de rotation pour chaque pompe supérieure à sa vitesse de rotation nominale afin de maximiser le débit de pompage du premier dispositif (13) de pompage.
  5. Système (1) de détection de fuites selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, lorsque la pression en amont du système de détection de fuites est en-dessous d’un seuil maximal de pression (P2) permettant au module (5) de détection de fonctionner, le module (7) de traitement met en communication fluidique les premier et deuxième dispositifs (13, 15) de pompage et le module (14) de connexion est configuré de manière à connecter au moins les deux derniers étages (E3, E4) de pompage du premier dispositif (13) de pompage en série afin de garantir une sensibilité suffisante au module de détection.
  6. Système (1) de détection de fuites selon la revendication précédente, dans lequel le seuil maximal de pression (P2) est compris entre 15 mbar et 50 mbar.
  7. Système (1) de détection de fuites selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, lorsque la pression en amont du système de détection de fuites est en-dessous d’un seuil minimal de pression (P4) permettant au module (5) de détection de fonctionner en haute sensibilité, le module (7) de traitement met en communication fluidique les premier et deuxième dispositifs (13, 15) de pompage et le module (14) de connexion est configuré de manière à connecter tous les étages (E1, E2, E3, E4) de pompage du premier dispositif (13) de pompage en série afin de garantir une sensibilité maximale au module (5) de détection.
  8. Système (1) de détection de fuites selon la revendication précédente, dans lequel le seuil minimal de pression (P4) est compris entre 1 mbar et 10 mbar.
  9. Système (1) de détection de fuites selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier dispositif (13) de pompage comporte au moins quatre étages (E1, E2, E3, E4) de pompage reliés entre eux par le module (14) de connexion afin d’améliorer le débit de pompage et la pression de vide limite.
  10. Système (1) de détection de fuites selon l'une des revendications précédentes, comportant une sonde (3) d’aspersion reliée à une source (6) de gaz traceur afin de pouvoir sélectivement souffler du gaz traceur sur une surface externe de l’objet (11) pour le contrôle de son étanchéité.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07181099A (ja) * 1993-12-24 1995-07-18 Ulvac Japan Ltd ガス漏れ検査装置
US20130186183A1 (en) * 2010-08-04 2013-07-25 Inficon Gmbh Leak detection appliance
US20200319053A1 (en) * 2017-10-19 2020-10-08 Pfeiffer Vacuum Leak detector for checking the sealing tightness of an object to be tested

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