FR3136550A1 - Procédé de détection de fuite amélioré et dispositif associé - Google Patents
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Abstract
Procédé de détection de fuite amélioré et dispositif associé La présente invention concerne un procédé de détection d’une fuite sur un objet à tester (5) comprenant :- une première étape (101) de détection d’une fuite sur l’objet à tester (5) basée sur une méthode de mesure de variation de pression dans laquelle on impose une dépression ou une surpression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester (5) et on détermine une variation de pression au cours du temps dans le volume prédéfini, la présence d’une fuite étant déduite de la variation de pression déterminée,si aucune fuite n’est détectée à la première étape (101), - une deuxième étape (102) de détection de fuite sur l’objet à tester (5) basée sur une détection de gaz traceur,dans lequel le dispositif de détection utilisé pour mettre en œuvre la première étape et la deuxième étape comprend au moins une vanne (15a, 15b, 15c) pour contrôler la pression dans le volume prédéfini et un capteur de pression (17) configuré pour mesurer la pression dans le volume prédéfini, l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne (15a, 15b, 15c), étant pilotées en fonction de la pression mesurée par ledit capteur de pression (17) et dans lequel la variation de pression dans la première étape (101) de détection est déterminée à partir des mesures dudit capteur de pression (17). Figure d’abrégé : figure 1
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détection de fuite pour le contrôle de l’étanchéité d’un objet basé sur la détection d’un gaz traceur dans l’environnement d’un objet à tester préalablement rempli de gaz traceur. Les procédés de détection de fuite basés sur une détection de gaz traceur sont connus et le gaz généralement utilisé est de l’hélium ou de l’hydrogène du fait de leur taille réduite permettant la détection de petites fuites.
Ces détecteurs peuvent être utilisés pour vérifier la conformité et l’absence de fuites d’équipements industriels destinés par exemple à la circulation de fluide tels que des circuits de refroidissement de réfrigérateurs. Ces équipements comportent par exemple des joints pouvant être mal positionnés ou défectueux conduisant à des fuites plus ou moins importantes qu’il est important de détecter avant leur mise sur le marché. Des procédés de détection basés sur la détection d’hélium permettent de détecter des fuites de l’ordre de 10-8mbar.s-1.
Cependant, dans le cas de fuites importantes, dues par exemple à une erreur d’assemblage ou un problème de construction, une quantité importante de gaz traceur, par exemple de l’hélium, introduite dans l’objet à tester s’échappe au travers de la fuite ce qui engendre d’une part une consommation importante de gaz traceur dont le coût est élevé et d’autre part la présence d’une quantité importante de gaz traceur dans la chambre de test pouvant nuire à la qualité des détections ultérieures.
Il convient donc de trouver une solution permettant de limiter la quantité de gaz traceur utilisée de manière à réduire le coût des tests de détection tout en assurant la même performance de détection. Il convient également de limiter le coût de l’équipement nécessaire pour la réalisation de la détection.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de détection d’une fuite sur un objet à tester comprenant :
- une première étape de détection d’une fuite sur l’objet à tester basée sur une méthode de mesure de variation de pression dans laquelle on impose une dépression ou une surpression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester et on détermine une variation de pression au cours du temps dans le volume prédéfini, la présence d’une fuite étant déduite de la variation de pression déterminée,
si aucune fuite n’est détectée à la première étape,
- une deuxième étape de détection de fuite sur l’objet à tester basée sur une détection de gaz traceur,
dans lequel le dispositif de détection utilisé pour mettre en œuvre la première étape et la deuxième étape comprend au moins une vanne pour contrôler la pression dans le volume prédéfini et un capteur de pression configuré pour mesurer la pression dans le volume prédéfini, l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne, étant pilotées en fonction de la pression mesurée par ledit capteur de pression et dans lequel la variation de pression dans la première étape de détection est déterminée à partir des mesures dudit capteur de pression.
- une première étape de détection d’une fuite sur l’objet à tester basée sur une méthode de mesure de variation de pression dans laquelle on impose une dépression ou une surpression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester et on détermine une variation de pression au cours du temps dans le volume prédéfini, la présence d’une fuite étant déduite de la variation de pression déterminée,
si aucune fuite n’est détectée à la première étape,
- une deuxième étape de détection de fuite sur l’objet à tester basée sur une détection de gaz traceur,
dans lequel le dispositif de détection utilisé pour mettre en œuvre la première étape et la deuxième étape comprend au moins une vanne pour contrôler la pression dans le volume prédéfini et un capteur de pression configuré pour mesurer la pression dans le volume prédéfini, l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne, étant pilotées en fonction de la pression mesurée par ledit capteur de pression et dans lequel la variation de pression dans la première étape de détection est déterminée à partir des mesures dudit capteur de pression.
L’utilisation d’une étape de détection d’une fuite par mesure de variation de pression permet de détecter une fuite importante sans consommer de gaz traceur. De plus, l’utilisateur d’un unique capteur de pression utilisé pour la détection de fuite par mesure de variation de pression et pour piloter la ou les vannes utilisées notamment pour la détection par gaz traceur permet de limiter les coûts de l’équipement nécessaire à la réalisation du procédé de détection d’une fuite.
Selon un autre aspect de la présente invention, le gaz traceur est de l’hélium.
Selon un autre aspect de la présente invention, la détection de gaz traceur correspond à une spectrométrie de masse.
Selon un autre aspect de la présente invention, la détection de gaz traceur correspond à une spectrométrie optique.
Selon un autre aspect de la présente invention, la deuxième étape de détection de fuite comprend :
- une mise en connexion fluidique entre le volume prédéfini à l’intérieur de l’objet à tester et un détecteur de gaz traceur et,
- une aspersion de gaz traceur autour de l’objet à tester.
- une mise en connexion fluidique entre le volume prédéfini à l’intérieur de l’objet à tester et un détecteur de gaz traceur et,
- une aspersion de gaz traceur autour de l’objet à tester.
Selon un autre aspect de la présente invention, la deuxième étape de détection de fuite comprend:
- une mise en connexion fluidique entre le volume prédéfini à l’extérieur de l’objet à tester et un détecteur de gaz traceur et,
- une injection de gaz traceur à l’intérieur de l’objet à tester.
- une mise en connexion fluidique entre le volume prédéfini à l’extérieur de l’objet à tester et un détecteur de gaz traceur et,
- une injection de gaz traceur à l’intérieur de l’objet à tester.
La présente invention concerne également un détecteur de fuite comprenant:
- un capteur de pression configuré pour mesurer la pression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester,
- un dispositif d’injection ou d’aspersion de gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini,
- un analyseur de gaz traceur configuré pour détecter une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini,
- une unité de pompage configurée pour appliquer une dépression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester et pour convoyer les gaz pompés vers l’analyseur de gaz,
- au moins une vanne configurée pour mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz traceur et le volume prédéfini,
- une unité de traitement configurée pour piloter, via l’unité de pompage, l’application d’une dépression dans le volume prédéfini, pour déterminer, à partir des mesures du capteur de pression, une variation de pression dans le volume prédéfini, pour comparer la variation de pression déterminée avec un seuil prédéfini associé à la présence d’une fuite et, en cas d’absence de détection d’une fuite par la méthode de mesure de variation de pression, pour injecter un gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini et pour détecter, via l’analyseur de gaz traceur, une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini, ledit capteur de pression étant également utilisé pour piloter l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne.
- un capteur de pression configuré pour mesurer la pression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester,
- un dispositif d’injection ou d’aspersion de gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini,
- un analyseur de gaz traceur configuré pour détecter une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini,
- une unité de pompage configurée pour appliquer une dépression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester et pour convoyer les gaz pompés vers l’analyseur de gaz,
- au moins une vanne configurée pour mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz traceur et le volume prédéfini,
- une unité de traitement configurée pour piloter, via l’unité de pompage, l’application d’une dépression dans le volume prédéfini, pour déterminer, à partir des mesures du capteur de pression, une variation de pression dans le volume prédéfini, pour comparer la variation de pression déterminée avec un seuil prédéfini associé à la présence d’une fuite et, en cas d’absence de détection d’une fuite par la méthode de mesure de variation de pression, pour injecter un gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini et pour détecter, via l’analyseur de gaz traceur, une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini, ledit capteur de pression étant également utilisé pour piloter l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne.
La présente invention concerne également un détecteur de fuite comprenant:
- un dispositif de compression configuré pour appliquer une surpression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester,
- un capteur de pression configuré pour mesurer une pression dans le volume prédéfini,
- un dispositif d’injection ou d’aspersion de gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini,
- un analyseur de gaz traceur configuré pour détecter une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini,
- une unité de pompage configurée pour appliquer une dépression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester et pour transmettre les gaz pompés vers l’analyseur de gaz,
- au moins une vanne configurée pour mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz traceur et le volume prédéfini,
- une unité de traitement configurée pour piloter, via le dispositif de compression, l’application d’une surpression dans le volume prédéfini, pour déterminer, à partir des mesures du capteur de pression, une variation de pression dans le volume prédéfini, pour comparer la variation de pression déterminée avec un seuil prédéfini associé à la présence d’une fuite et, en cas d’absence de détection d’une fuite par la méthode de mesure de variation de pression, pour injecter un gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini et pour détecter, via l’analyseur de gaz traceur, une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini, ledit capteur de pression étant également utilisé pour piloter l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne.
- un dispositif de compression configuré pour appliquer une surpression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester,
- un capteur de pression configuré pour mesurer une pression dans le volume prédéfini,
- un dispositif d’injection ou d’aspersion de gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini,
- un analyseur de gaz traceur configuré pour détecter une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini,
- une unité de pompage configurée pour appliquer une dépression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester et pour transmettre les gaz pompés vers l’analyseur de gaz,
- au moins une vanne configurée pour mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz traceur et le volume prédéfini,
- une unité de traitement configurée pour piloter, via le dispositif de compression, l’application d’une surpression dans le volume prédéfini, pour déterminer, à partir des mesures du capteur de pression, une variation de pression dans le volume prédéfini, pour comparer la variation de pression déterminée avec un seuil prédéfini associé à la présence d’une fuite et, en cas d’absence de détection d’une fuite par la méthode de mesure de variation de pression, pour injecter un gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini et pour détecter, via l’analyseur de gaz traceur, une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini, ledit capteur de pression étant également utilisé pour piloter l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne.
Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur de pression est une jauge de Pirani dans laquelle un filament est chauffé et la valeur de pression est déduite de la quantité de chaleur cédée par le filament par conduction thermique dans l’environnement.
Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur de pression est une jauge combinée Piezo-Pirani qui combine une jauge piézorésistive et une jauge de Pirani et l’unité de traitement est configurée pour comparer les valeurs mesurées par les deux jauges et pour déterminer, dans le cas d’une augmentation de pression, si la variation de pression déterminée à partir des mesures du capteur de pression est due à une fuite ou à un dégazage.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’analyseur de gaz traceur est un spectromètre de masse.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’analyseur de gaz traceur est un spectromètre optique.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’analyseur de gaz traceur comprend une pompe turbomoléculaire. L’unité de pompage comprend une pompe primaire.
Selon un autre aspect de la présente invention, le détecteur de fuite comprend également une chambre de test configurée pour recevoir l’objet à tester, la chambre de test étant connectée fluidiquement à l’unité de pompage et à l’analyseur de gaz.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La présente invention concerne un détecteur de fuite permettant une détection de grosses fuites, par exemple supérieures à 10-3mbar.s-1, et de petites fuites, par exemple inférieures à 10-3mbar.s-1, tout en limitant la quantité de gaz traceur nécessaire à ces détections.
La représente un schéma d’un détecteur de fuite 1 selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Le détecteur de fuite 1 comprend une chambre de test 3 configurée pour recevoir l’objet à tester 5. Alternativement, la chambre de test 3 peut être externe au détecteur de fuite 1. La chambre de test 3 est connectée fluidiquement à une entrée 7a d’un équipement de détection 7, par exemple via un conduit 9.
L’équipement de détection 7 comprend un analyseur de gaz traceur 11, une unité de pompage 13 configurée pour appliquer une dépression dans la chambre de test 3 et transmettre des gaz pompés issus de la chambre de test 3 vers l’analyseur de gaz traceur 11, un ensemble de vannes 15 configurées pour autoriser ou non le passage des gaz entre l’entrée 7a de l’équipement de détection 7 et l’analyseur de gaz traceur 11 et/ou l’unité de pompage 13. L’analyseur de gaz traceur 11 est par exemple un spectromètre de masse ou un spectromètre optique.
Dans le cas présent, l’équipement de détection 7 comprend trois vannes, une première vanne 15a pour autoriser ou non le passage des gaz entre l’entrée 7a de l’équipement de détection 7 et une entrée de l’analyseur de gaz traceur 11, une deuxième vanne 15b entre une sortie de l’analyseur de gaz traceur 11 et l’unité de pompage 13 et une troisième vanne 15c entre l’entrée 7a de l’équipement de détection 7 et l’unité de pompage 13.
L’équipement de détection 7 comprend également un capteur de pression 17 configuré pour mesurer la pression au niveau de l’entrée 7a de l’équipement de détection 7. Le capteur de pression 17 peut être interne ou externe à l’équipement de détection 7.
L’analyseur de gaz 11 comprend par exemple une pompe turbomoléculaire, l’unité de pompage 13 comprenant une pompe primaire telle qu’une pompe à membrane ou une pompe sèche. Le capteur de pression 17 est par exemple une jauge de Pirani dans laquelle un filament est chauffé et la valeur de pression est déduite de la quantité de chaleur cédée par le filament par conduction thermique dans l’environnement. De manière préférentielle, le capteur de pression 17 est une jauge combinée Piezo-Pirani qui combine une jauge piézorésistive et une jauge de Pirani. Avec cette jauge combinée, les valeurs mesurées par les deux jauges peuvent être comparées afin de déterminer si une variation de pression déterminée par la jauge combinée est due à une fuite ou à un dégazage. En effet, en cas de dégazage, l’humidité augmente ce qui perturbe la valeur de pression mesurée par la jauge Pirani (qui est sensible à la nature du gaz) au contraire de la jauge Piézorésistive de sorte que si les valeurs mesurées diffèrent sensiblement, un dégazage est détecté.
L’équipement de détection 7 comprend également une unité de traitement 19 configurée pour piloter notamment l’ensemble des éléments de l’équipement de détection 7. L’unité de traitement 19 est ainsi configurée pour recevoir les mesures du capteur de pression 17 et pour piloter l’ouverture et la fermeture des vannes 15.
Le détecteur de fuite 1 comprend également un dispositif d’injection ou d’aspersion de gaz traceur 21. Le gaz traceur est par exemple de l’hélium ou de l’hydrogène. Le gaz traceur est injecté à l’extérieur d’un volume prédéfini relié fluidiquement à l’équipement de détection 7.
Dans le cas de la , le volume prédéfini correspond à l’intérieur de l’objet à tester 5 de sorte que le dispositif d’injection de gaz traceur 21 est configuré pour injecter le gaz traceur dans le volume interne de la chambre de test 3 (à l’extérieur de l’objet à tester 5). Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif d’injection de gaz traceur 21 est une soufflette d’aspersion, tel qu’un pistolet d’aspersion.
Alternativement, le dispositif d’injection de gaz traceur 21 peut être configuré pour injecter le gaz traceur à l’intérieur de l’objet à tester 5 comme représenté sur la . Dans ce cas, le volume prédéfini correspond au volume interne de la chambre de test 3 à l’extérieur de l’objet à tester 5. Ce volume prédéfini est alors relié fluidiquement à l’entrée 7a de l’équipement de détection 7.
L’unité de traitement 19 peut également être configurée pour piloter le dispositif d’injection ou d’aspersion de gaz traceur 21 dans le volume prédéfini à l’intérieur ( ) ou à l’extérieur ( ) de l’objet à tester 5. L’unité de traitement 19 peut être située à l’intérieur ou à l’extérieur de l’équipement de détection 7 ou le détecteur de fuite 1 peut comprendre plusieurs unités de traitement connectées entre elles pour piloter les différents éléments du détecteur de fuite 1.
Lors d’un test de détection de fuite sur un objet à tester 5, l’unité de traitement 19 est configurée, dans un premier temps, pour réaliser une détection de fuite par mesure de variation de pression puis, dans un deuxième temps, si aucune fuite n’est détectée par mesure de variation de pression, pour réaliser une détection de fuite par détection de gaz traceur.
Pour la détection de fuite par mesure de variation de pression, l’unité de traitement 19 pilote la fermeture de la vanne 15a et l’ouverture de la troisième vanne 15c pour appliquer une dépression jusqu’à un niveau de pression prédéfini, par exemple quelques millibars ou quelques dizaines de millibars, dans le volume prédéfini. Lorsque le niveau de pression est atteint (le niveau de pression est donné à l’unité de traitement 19 par le capteur de pression 17), l’unité de traitement 19 pilote la fermeture de la troisième vanne 15c. L’unité de traitement 19 est alors configurée pour suivre l’évolution de la pression mesurée par le capteur de pression 17 au cours du temps pendant un intervalle de temps prédéterminé (l’intervalle de temps prédéterminé dépend de la taille du volume prédéterminé, par exemple quelques secondes pour un volume réduit à quelques dizaines de minutes pour un volume important), pour déterminer une variation de pression sur l’intervalle de temps prédéterminé et pour comparer la variation de pression déterminée avec un seuil prédéterminé associé à la présence d’une fuite.
En cas d’absence de détection d’une fuite par la méthode de mesure de variation de pression, l’unité de traitement 19 est alors configurée pour réaliser une détection de fuite par détection de gaz traceur. Pour cela, l’unité de traitement 19 pilote l’injection de gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini, c’est-à-dire dans la chambre de test 3 dans la configuration de la ou dans l’objet à tester 5 dans la configuration de la . L’unité de traitement 19 est ensuite configurée pour ouvrir la troisième vanne 15c jusqu’à un troisième niveau de pression prédéterminé, inférieur à 25 mbar par exemple jusqu’à 10-5mbar, puis pour ouvrir la première vanne 15a et la deuxième vanne 15b et fermer la troisième vanne 15c de manière à convoyer les gaz issus du volume prédéfini vers l’analyseur de gaz traceur 11.
Le capteur de pression 17 est utilisé pour déterminer le niveau de pression dans le volume prédéfini et donc pour piloter l’ouverture et la fermeture des vannes 15a, 15b, 15c.
L’analyseur de gaz traceur 11 est par exemple un spectromètre de masse ou un spectromètre optique. L’injection de gaz traceur peut être réalisée après la mise en dépression du volume prédéfini au troisième niveau de pression prédéterminé. L’analyseur de gaz traceur 11 est configuré pour détecter la présence de gaz traceur parmi les gaz pompés issus du volume prédéfini voire pour déterminer la concentration de gaz traceur parmi les gaz pompés. L’utilisation d’une détection par gaz traceur permet de détecter des fuites de très petites dimensions, par exemple jusqu’à 10-8mbar.s-1.
Selon un mode de réalisation alternatif représenté sur la , le détecteur de fuite 1 comprend un dispositif de compression 23 configuré pour appliquer une surpression dans le volume prédéfini (ici à l’extérieur de l’objet à tester 5 mais la surpression pourrait également être appliquée à l’intérieur de l’objet à tester 5 comme dans la configuration de la ). Le dispositif de compression 23 peut être réalisé par un compresseur ou par une bouteille renfermant un gaz comprimé tel que de l’air comprimé. Dans ce cas, une quatrième vanne 15d est disposée entre la bouteille et le volume prédéfini. L’ouverture et la fermeture de la quatrième vanne 15d sont par exemple contrôlées par l’unité de traitement 19, notamment à partir des valeurs mesurées par le capteur de pression 17.
Dans ce mode de réalisation, la détection par mesure de variation de pression est réalisée en appliquant une surpression dans le volume prédéfini, par exemple une pression de 3 bars est appliquée (une pression plus importante peut être appliquée si le dispositif et notamment les joints (problème d’extrusion) sont prévus en conséquence. L’évolution de la pression mesurée par le capteur de pression 17 est alors surveillée par l’unité de traitement 19 et la variation de la pression déterminée sur une période prédéterminée est comparée à un seuil prédéterminé associé à la présence d’une fuite. En cas d’absence de détection de fuite par mesure de variation de pression, une détection par gaz traceur est réalisée comme pour les autres modes de réalisation décrits précédemment.
Comme pour les exemples de réalisation précédemment décrits, le capteur de pression 17 peut être externe à l’équipement de détection 7, par exemple fluidiquement raccordé à la chambre de test 3 comme représenté sur la ou fluidiquement raccordé au conduit 9 comme représenté sur la .
Comme pour les autres modes de réalisation, l’unité de traitement 19 est configurée pour réaliser une détection de fuite par mesure de variation de pression à l’aide du capteur de pression 17 et, en cas d’absence de fuite détectée par mesure de variation de pression, pour réaliser une détection de fuite par détection de gaz traceur.
Les différentes étapes du procédé de détection de fuite sur un objet à tester 3 par un équipement de détection 7 selon l’un des modes de réalisation décrits sur les figures 1 à 6 vont maintenant être décrites à partir de l’organigramme de la .
La première étape 101 concerne la réalisation d’une détection de fuite par mesure de variation de pression. Cette première étape 101 comprend une première sous-étape 1011 dans laquelle une dépression est appliquée dans un volume prédéfini, par exemple le volume intérieur de l’objet à tester 5 dans le mode de réalisation présenté sur la . Pour cela, l’unité de traitement 19 pilote l’ouverture de la troisième vanne 15c. Selon une première sous-étape alternative 1011’, une surpression est appliquée dans un volume prédéfini, par exemple le volume intérieur de l’objet à tester 5 dans le mode de réalisation présenté sur la . Pour cela, l’unité de traitement 19 pilote l’actionnement de l’unité de compression 23 ou l’ouverture de la quatrième vanne 15d.
Lorsque la pression mesurée par le capteur de pression 17 atteint la pression désirée, l’unité de traitement 19 est configurée pour fermer la troisième vanne 15c (ou la quatrième vanne 15d dans le cas de la sous-étape 1011’).
La deuxième sous-étape 1012 suivant la première sous-étape 1011 ou 1011’ concerne la surveillance de l’évolution de la pression mesurée par le capteur de pression 17 et la comparaison entre la variation de cette pression sur un intervalle de temps prédéterminé et un seuil prédéterminé associé à une fuite (si la variation de pression déterminée dépasse le seuil prédéterminé alors une fuite est détectée). Si une fuite est détectée, le procédé s’arrête et l’objet à tester 5 est considéré comme défectueux. L’ampleur de la fuite peut être déterminée à partir de l’amplitude de la variation de pression et un signal indiquant cette ampleur peut être émis. Si aucune fuite n’est détectée, le procédé passe à la deuxième étape 102.
La deuxième étape 102 concerne la réalisation d’une détection de fuite par détection de gaz traceur. Cette étape comprend une première sous-étape 1021 dans laquelle une dépression est appliquée dans le volume prédéfini, par exemple à l’intérieur de l’objet à tester 5 dans le mode de réalisation présenté sur la (alternativement à l’extérieur de l’objet à tester 5 dans le mode de réalisation de la ). Pour cela, la troisième vanne 15c est ouverte. Lorsque la dépression voulue est atteinte dans le volume prédéfini, correspondant à la pression mesurée par le capteur de pression 17, la troisième vanne 15c est fermée et les première et deuxième vannes 15a et 15b sont ouvertes pour mettre en communication fluidique le volume prédéfini et l’analyseur de gaz traceur 11.
La deuxième sous-étape 1022 concerne l’injection ou l’aspersion de gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini, par exemple dans la chambre de test à l’extérieur de l’objet à tester 5 dans le cas de la (alternativement à l’intérieur de l’objet à tester 5 dans le mode de réalisation de la ). L’ordre des sous-étapes 1021 et 1022 peut être inversé.
La troisième sous-étape 1023 suivant les première et seconde étapes 1021 et 1022 concerne l’analyse, par l’analyseur de gaz 11, des gaz aspirés issus du volume prédéfini pour détecter la présence de gaz traceur dans ces gaz. La détection de gaz traceur se fait par exemple par spectrométrie de masse ou spectrométrie optique. Si une fuite est détectée, l’ampleur de la fuite peut être déterminée en fonction de la concentration de gaz traceur mesurée par l’analyseur de gaz traceur 11 et un signal peut être émis pour indiquer l’ampleur de la fuite. Si, aucune fuite n’est détectée, l’objet à tester 5 est conforme et un certificat de conformité associé à l’objet à tester 5 peut être émis par le détecteur de fuite 1. Le procédé peut alors être répété avec un autre objet à tester 5.
Il est à noter que le procédé décrit précédemment peut, dans certains modes de réalisation, être mis en œuvre sans nécessiter une chambre de test (si la dépression ou la surpression est appliquée à l’intérieur de l’objet à tester lors de l’étape de mesure de variation de pression et l’aspersion de gaz traceur réalisée à l’extérieur de l’objet à tester lors de l’étape de détection de gaz traceur en particulier).
Ainsi, la mise en œuvre d’un procédé comprenant une première étape 101 de détection de fuite selon une méthode de mesure variation de pression puis une deuxième étape 102 de détection de fuite par détection de gaz traceur en cas d’absence de fuite lors de la première étape 101 permet de limiter la consommation de gaz traceur tout en permettant de détecter des fuites de faibles dimensions (jusqu’à 10-8mbar.s-1). De plus, l’utilisation d’un unique capteur de pression 17 pour réaliser la détection par mesure de variation de pression et pour piloter l’ouverture et la fermeture des vannes 15a, 15b, 15c, 15d lorsque la pression désirée est atteinte permet de limiter les coûts matériels associés à la détection de fuite.
Claims (14)
- Procédé de détection d’une fuite sur un objet à tester (5) comprenant :
- une première étape (101) de détection d’une fuite sur l’objet à tester (5) basée sur une méthode de mesure de variation de pression dans laquelle on impose une dépression ou une surpression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester (5) et on détermine une variation de pression au cours du temps dans le volume prédéfini, la présence d’une fuite étant déduite de la variation de pression déterminée,
si aucune fuite n’est détectée à la première étape (101),
- une deuxième étape (102) de détection de fuite sur l’objet à tester (5) basée sur une détection de gaz traceur,
dans lequel le dispositif de détection utilisé pour mettre en œuvre la première étape (101) et la deuxième étape (102) comprend au moins une vanne (15a, 15b, 15c) pour contrôler la pression dans le volume prédéfini et un capteur de pression (17) configuré pour mesurer la pression dans le volume prédéfini, l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne (15a, 15b, 15c), étant pilotées en fonction de la pression mesurée par ledit capteur de pression (17) et dans lequel la variation de pression dans la première étape (101) de détection est déterminée à partir des mesures dudit capteur de pression (17). - Procédé selon la revendications1 dans lequel le gaz traceur est de l’hélium.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la détection de gaz traceur est réalisée par spectrométrie de masse.
- Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2 dans lequel la détection de gaz traceur est réalisée par spectrométrie optique.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la deuxième étape de détection de fuite (102) comprend :
- une mise en connexion fluidique entre le volume prédéfini à l’intérieur de l’objet à tester (5) et un détecteur de gaz traceur (11) (1021) et,
- une aspersion de gaz traceur autour de l’objet à tester (5) (1022). - Procédé selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel la deuxième étape de détection de fuite comprend:
- une mise en connexion fluidique entre le volume prédéfini à l’extérieur de l’objet à tester (5) et un détecteur de gaz traceur (11) (1021) et,
- une injection de gaz traceur à l’intérieur de l’objet à tester (5) (1022). - Détecteur de fuite (1) comprenant:
- un capteur de pression (17) configuré pour mesurer une pression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester (5),
- un dispositif (21) d’injection ou d’aspersion de gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini,
- un analyseur de gaz traceur (11) configuré pour détecter une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini,
- une unité de pompage (13) configurée pour appliquer une dépression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester (5) et pour convoyer les gaz pompés vers l’analyseur de gaz (11),
- au moins une vanne (15a, 15b, 15c) configurée pour mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz traceur (11) et le volume prédéfini,
- une unité de traitement (19) configurée pour piloter, via l’unité de pompage (13), l’application d’une dépression dans le volume prédéfini, pour déterminer, à partir des mesures du capteur de pression (17), une variation de pression dans le volume prédéfini, pour comparer la variation de pression déterminée avec un seuil prédéfini associé à la présence d’une fuite et, en cas d’absence de détection d’une fuite par la méthode de mesure de variation de pression, pour injecter un gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini et pour détecter, via l’analyseur de gaz traceur (11), une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini, ledit capteur de pression (17) étant également utilisé pour piloter l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne (15a, 15b, 15c). - Détecteur de fuite (1) comprenant :
- un dispositif de compression (23) configuré pour appliquer une surpression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester (5),
- un capteur de pression (17) configuré pour mesurer une pression dans le volume prédéfini,
- un dispositif d’injection ou d’aspersion de gaz traceur (21) à l’extérieur du volume prédéfini,
- un analyseur de gaz traceur (11) configuré pour détecter une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini,
- une unité de pompage (13) configurée pour appliquer une dépression dans un volume prédéfini à l’intérieur ou à l’extérieur de l’objet à tester (5) et pour transmettre les gaz pompés vers l’analyseur de gaz traceur (11),
- au moins une vanne (15a, 15b, 15c) configurée pour mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz traceur (11) et le volume prédéfini,
dans lequel l’unité de traitement (19) est configurée pour piloter, via le dispositif de compression (23), l’application d’une surpression dans le volume prédéfini, pour déterminer, à partir des mesures du capteur de pression (17), une variation de pression dans le volume prédéfini, pour comparer la variation de pression déterminée avec un seuil prédéfini associé à la présence d’une fuite et, en cas d’absence de détection d’une fuite par la méthode de mesure de variation de pression, pour injecter un gaz traceur à l’extérieur du volume prédéfini et pour détecter, via l’analyseur de gaz traceur (11), une présence de gaz traceur dans le volume prédéfini, ledit capteur de pression (17) étant également utilisé pour piloter l’ouverture et la fermeture de la, au moins une, vanne (15a, 15b, 15c). - Détecteur de fuite (1) selon la revendication 7 ou 8 dans lequel le capteur de pression (17) est une jauge de Pirani dans laquelle un filament est configuré pour être chauffé et la valeur de pression est déduite de la quantité de chaleur cédée par le filament par conduction thermique dans l’environnement.
- Détecteur de fuite (1) selon l’une des revendications 7 ou 8 dans lequel le capteur de pression (17) est une jauge combinée Piezo-Pirani qui combine une jauge piézorésistive et une jauge de Pirani et dans lequel l’unité de traitement (19) est configurée pour comparer les valeurs mesurées par les deux jauges et pour déterminer, dans le cas d’une augmentation de pression, si la variation de pression déterminée par le capteur de pression (17) est due à une fuite ou à un dégazage.
- Détecteur de fuite (1) selon l’une des revendications 7 à 10 dans lequel l’analyseur de gaz traceur (11) est un spectromètre de masse.
- Détecteur de fuite (1) selon l’une des revendications 7 à 10 dans lequel l’analyseur de gaz traceur (11) est un spectromètre optique.
- Détecteur de fuite (1) selon l’une des revendications 7 à 12 dans lequel l’analyseur de gaz traceur (11) comprend une pompe turbomoléculaire.
- Détecteur de fuite (1) selon l’une des revendications 7 à 13 comprenant également une chambre de test (3) configurée pour recevoir l’objet à tester (5), la chambre de test (3) étant connectée fluidiquement à l’unité de pompage (13) et à l’analyseur de gaz (11).
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2022
- 2022-06-10 FR FR2205628A patent/FR3136550A1/fr active Pending
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- 2023-05-24 WO PCT/EP2023/063898 patent/WO2023237338A1/fr unknown
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