KR20180128000A - 시험 가스 분무 장치를 사용하여 가스 누출을 찾는 장치와 방법 - Google Patents

시험 가스 분무 장치를 사용하여 가스 누출을 찾는 장치와 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시험 가스 분무 장치를 사용하여 가스 누출을 감지하는 장치와 방법에 관한 것이다.
본 발명은 시험 대상(20)에 시험 가스를 분무하는 시험 가스 분무 장치(12), 시험 대상(20)을 배기하는 진공 시험체(30)를 포함하는 가스 누출 찾기 장치에 관한 것으로, 상기 진공 시험체(30)는 시험 가스의 비율을 측정하기 위해 시험 대상(20)의 하류에 진공 펌프(26)와 가스 검출기(28) 및 가스 검출기(28)의 측정 신호를 평가하는 평가 유닛(32)을 구비한다. 본 발명은 분무 장치(12)와 평가 유닛(32) 사이에 데이터 통신 연결(34)이 설정되는 것을 특징으로 한다. 분무 장치(12)는 분무 공정의 적어도 한 시점을 감지하여 평가 유닛(32)으로 전송하도록 설계되고, 평가 유닛(32)은 분무 공정의 전송 시점에 대응하여 측정된 시험 가스 비율을 출력하도록 설계된다.

Description

시험 가스 분무 장치를 사용하여 가스 누출을 찾는 장치와 방법
본 발명은 시험 가스 분무 장치를 사용하여 가스 누출을 감지하는 장치와 방법에 관한 것이다.
스프레이건의 도움으로, 예컨대 헬륨과 같은 시험 가스는 진공 시스템에 의해 배기된 시험 대상에 분무할 수 있음이 공지되어 있다. 진공 시스템은 시험 대상을 배기하는 진공 펌프와 배기 된 가스 유동 내의 시험 가스 함량을 검출하는 가스 검출기를 포함한다. 시험 대상이 누출을 포함하고 스프레이건으로부터 배출된 시험 가스 유동이 누출에 접근하면, 배기 된 가스 유동 내 시험 가스 함량이 증가한다. 이 과정에서, 배기 된 가스 유동 내 시험 가스 함량의 증가는 스프레이건이 시험 대상의 누출에 접근하고 있는 지표로 이해될 것이다. 따라서, 스프레이건이 시험 대상을 가로질러 이동하는 동안 흡입된 가스 유동 내의 시험 가스 함량을 모니터링 하여 누출 위치를 식별할 수 있다. 스프레이건은 호스를 통해 시험 가스 압력 용기나 고무 블래더에 연결된 압축 공기총일 수 있다. 가스 용기의 경우에, 압축 공기총의 압력과 그에 따른 관통 유동(throughflow)은 가스 용기의 감압기로 조정한다.
일반적으로, 진공 밀폐성을 보장하기 위한 이러한 종류의 위치 찾기는 실제 누출 신호를 항상 간섭 신호와 신뢰성 있게 구별할 수 없다는 문제가 있다. 간섭 신호는 배경 신호의 잡음, 배경 신호의 드리프트, 시험 가스에 의해 바람직하지 않게 도달하는 누출 부위가 여러 개인 대형 시험 대상 또는 진공 시스템의 실행 시간과 시간 상수로 인한 긴 지연 시간에 의해 발생할 수 있으므로, 누출 신호의 속성을 찾기가 어렵게 된다.
진공 연결부와 검사 중인 부위가 공간상 서로 멀리 떨어져 있으면 더 많은 단점이 발생한다. 위와 같은 경우, 분무된 시험 가스 구름을 정확히 투여하는 데 문제가 발생한다. 누출을 감지하는 데는 두 사람이 참여해야 하는 경우가 많다. 무거운 시험 가스 용기를 운반해야 하는 데, 예컨대 건물의 여러 층을 가로질러 운반해야 할 수도 있다.
본 발명의 목적은 개선된 방법과 개선된 장치를 제공하여 시험 대상에 시험 가스 분무 장치를 사용함으로써 시험 대상에서 가스 누출을 찾는 것이다.
본 발명에 따른 장치는 청구항 제1항의 특징으로 정의된다. 본 발명에 따른 방법은 청구항 제5항에 제시된 특징으로 정의된다.
분무 장치는 분무 공정의 적어도 한 시점, 예컨대 분무의 시작을 포착하도록 조정되어 있다. 분무 장치와 시험 가스 검출기의 측정 신호를 평가하는 평가 유닛 사이에는 데이터 통신 연결이 제공된다. 데이터 통신 연결을 통해, 분무 장치로 포착한 시간과 분무 공정의 적어도 한 시점을 평가 유닛에 전송할 수 있다. 평가 유닛은 분무 장치에 의해 전달된 시점을 각각의 측정 신호와 관련하여 가져오도록 조정되어 있다. 이는 측정 신호에서 시험 가스 분압의 상승이 시험 가스 스프레이건의 도움을 얻은 분무에 의해 유발되는지를 인식할 수 있도록 한다. 유리하게도, 시험 가스 분무의 종료 시점 또한 분무 장치에 의해 평가 유닛으로 전달되고, 평가 유닛에서 측정 신호와 상관관계를 갖는다. 분무 장치는 호스를 통해 시험 가스를 포함하는 가압 가스 공급원에 연결되는 스프레이건 일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 분무 장치는 복수의 짧은 시험 가스 펄스 시리즈를 생성한다. 즉, 시험 가스는 분무 장치에 의해 펄스 방식으로 배출된다. 이 과정에서, 적어도 펄스 시리즈의 시작 시점은 평가 유닛, 바람직하게는 시험 가스 펄스 시리즈의 각 종료 시점 또한 전달된다.
특히, 시험 가스의 배출 지속 시간 또한 전자적으로 검출되어 평가 유닛에 전송될 수 있다. 소정의 펄스 시퀀스에서 시험 가스 적용은 이들이 일정하거나 적어도 천천히 변하기 때문에 간섭하는 시험 가스 배경 농도와 차별화를 허용할 수 있는 반면, 누출을 통해 시험 대상 내로 침투하는 분무 장치의 시험 가스는 분무하는 동안에만 그렇게 할 수 있다.
유리하게도, 측정 신호 또는 측정 신호의 시간상 전개 또한 평가 유닛에 의해 분무 장치 및 분무 장치 근처에 배치된 출력 장치(예: 모니터)로 전달될 수 있다.
대체로, 본 발명은 분무 장치를 사용하여 수행된 분무 공정 시점들을 포착하고, 이 시점들을 평가 유닛으로 전송하고, 측정 신호를 분무 시점과 상관관계를 맺는 아이디어에 기초한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 누출 감지 장치를 개략적으로 나타내는 그림이다.
본 발명의 예시적인 실시예를 도면을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명한다.
스프레이건(12)은 가압 공기 호스(14)와 차단 밸브(16)를 통해 가압 헬륨 공급원(18)에 연결된다. 또는, 차단 밸브(16)는 스프레이건(12)에 배치될 수 있다. 헬륨은 시험 대상에서 누출을 감지하고 위치를 찾기 위해 시험 대상(20)에 분무 되는 시험 가스이다.
시험 대상(20)은 가스 전도성 연결(22)과 차단 밸브(24)를 경유하여 시험 대상(20)을 배기하는 진공 펌프(26)에 연결된다. 진공 펌프(26)의 하류에는 질량 분석기 형태의 가스 검출기(28)가 배치되어 있다. 가스 검출기(28)는 시험 대상(20)으로부터 흡입된 가스 유동 내에서 헬륨 분압을 측정하도록 작동한다. 상기 요소(22, 24, 26, 28)는 진공 시스템(30)을 형성한다. 가스 검출기(28)는 측정 신호를 계속 평가하고 표시하도록 작동하는 평가 유닛(32)에 연결된다.
도 1에서, 스프레이건(12)과 평가 유닛(32) 사이의 데이터 통신 연결(34)은 점선으로 도식적으로 표시된다. 예컨대, 라디오, WLAN, 적외선 또는 블루투스 연결과 같은 무선 또는 유선 데이터 연결일 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 시점(time point)이 스프레이건(12)으로부터 평가 유닛(32)으로 전송된다. 즉, 적어도 분무 개시 시점, 바람직하게는 분무 지속 시간과 분무 종료 시점 또한 전송된다. 차단 밸브(16)를 통해 제어 가능한 펄스형 분무 공정에서, 분무 개시, 각 분무 펄스 또는 분무 펄스 시리즈의 지속 시간과 종료가 평가 유닛(32)에 전송된다.
역방향으로, 측정 신호는 평가 유닛(32)으로부터 스프레이건(12)에 연결되거나 스프레이건(12) 근처에 배치된 출력 장치(미도시)로 전송된다. 이에 따라, 사용자가 측정 결과에 대한 시각적인 접근을 쉽게 할 수 있고 이에 대응하여 분무 작용을 수정할 수 있다. 사용자가 헬륨 농도의 상승을 인지하자마자, 최대 누출 신호 생성 부위를 감지하기 위해 목표를 잘 겨냥하는 방식으로 스프레이건(12)을 필요한 방향으로 유도할 수 있다. 측정 신호는 상기 데이터통신 연결(34)을 통해, 예컨대 스마트폰 또는 태블릿 PC로 전송될 수 있다.
상기 진공 시스템(30)은 시험 대상(20)에 연결된 헬륨 진공 누출 검출기일 수 있다. 연결 부위는 시험 대상의 다단 펌프 시스템의 예비 진공 영역일 수 있다. 그러나 연결은 또한 진공 챔버 또는 펌프 시스템의 예비 진공 펌프 배기 덕트로 직접 이어질 수 있다.
시스템의 반응 시간(진공 시간 상수)이 검출된다. 이 목적을 위해 분무식 핀 누출은 시험 중인 진공 챔버 상의 장소에 플랜지를 붙여야 한다. 상기 핀 누출은 헬륨으로 계속 분사된다. 동시에, 신호 전개는 누출 검출기에 의해 감지된다. 안정된 신호가 누출 검출기에 표시될 때까지 핀 누출에 분무가 계속된다. 신호가 증가하는 전개로부터, 시스템의 진공 시간 상수가 측정될 수 있다. 또는, 시간 상수는 헬륨 분무 종료 후에 측정한 감쇠 곡선에 기초하여 측정될 수 있다. 시스템의 일반적인 시간 상수는 1~10초 범위이고, 일부는 여전히 뚜렷하게 더 길다.
누출 기밀성 시험에서, 분무 공정은 복수의 연속적인 분무 펄스로 구성된다. 시스템에서 측정된 진공 시간 상수를 알고 있으면 헬륨 분무 펄스의 지속 시간과 펄스 사이의 시간 간격을 설정할 수 있다. 펄스 지속 시간과 펄스들 간의 시간 간격은 진공 시간 상수의 약 절반 이하여야 한다. 10초가 넘는 시스템 시간 상수의 경우, 1/10 이하의 펄스 지속 시간이 선택된다. 분무 공정마다 분무 펄스의 수는 약 3 ~ 5개가 되어야 한다. 개별 펄스들 사이의 지속 시간은 다를 수 있다. 펄스 시퀀스가 특성이 더 많을수록, 신호 시퀀스는 누출 검출기에서 더 잘 인식할 수 있다.
측정된 상기 헬륨 펄스 시퀀스(예: US 8,297,109 B2에 따른 방법)에 따라, 진공 챔버는 누출 부위를 찾기 위해 시험 부위에 분무된다.
누출 부위에 분무하는 동안, 헬륨 분무를 위한 펄스 시퀀스 설정은 측정된 누출 속도 신호의 시간상 전개에 전달된다. 따라서, 신호 평가에서, 이 펄스 시퀀스 패턴을 포함하지 않거나 이 펄스 시퀀스 패턴과 관련하여 초기에 또는 너무 늦게 발생하는 드리프트, 잡음 또는 다른 원인으로 인한 신호의 교란은 실제 누출 속도 신호와 구별할 수 있다.
펄스 시퀀스를 향상하기 위해 헬륨 펄스들 사이에 헬륨을 적극적으로 날려 보낼 수 있다(예: 스프레이건에서 주기적으로 시작하는 송풍기의 도움으로).
본 발명은 간섭 신호로부터 측정 신호 평가를 제거하는 것을 가능하게 한다. 그 결과는 사용자가 시험 부위에서 직접 사용할 수 있게 되며, 사용자가 측정 장치(진공 누출 검출기)와 직접 접촉할 필요가 없다. 데이터 통신 연결(34)을 통해 분무 동작에 대한 권장사항을 스프레이건에 전송하여 사용자의 주의를 끌 수 있다. 누출 감지는 한 사람만의 참여로 수행할 수 있다. 무거운 헬륨 용기를 손으로 들고 다닐 필요가 없다. 헬륨의 소비를 줄일 수 있다. 향상된 접근성을 갖춘 컴팩트한 설계가 가능하다. 헬륨을 너무 많거나 너무 적게 스프레이건을 잘못 조정하는 것을 방지할 수 있다. 분무 공정을 최적화하기 위해, 더 많은 양의 헬륨을 분무하여 위치를 측정할 수 있으며, 그런 다음 적은 양의 헬륨을 분무하여 정량화할 수 있다.
12 : 분무 장치 14 : 가압 공기 호스
16 : 차단 밸브 18 : 가압 헬륨 공급원
20 : 시험 대상 22 : 가스 전도성 연결
26 : 진공 펌프 28 : 질량 분석기
30 : 진공 시스템 32 : 평가 유닛
34 : 데이터 통신 연결

Claims (8)

  1. 가스 누출 감지 장치에 있어서,
    시험 가스를 시험 대상(20)에 분무하는 시험 가스 분무 장치(12); 및
    상기 시험 대상(20)을 배기하는 진공 시스템(30)을 포함하고,
    상기 진공 시스템(30)은 상기 시험 대상(20) 하류에 진공 펌프(26), 상기 시험 가스의 함량을 측정하는 가스 검출기(28) 및 상기 가스 검출기(28)의 측정 신호를 평가하는 평가 유닛(32)을 포함하며,
    데이터 통신 연결(34)은 상기 분무 장치(12)와 상기 평가 유닛(32) 사이에 제공되고,
    상기 분무 장치(12)는 분무 공정의 적어도 한 시점을 포착하여 데이터 통신 연결(34)을 통해 상기 평가 유닛(32)에 상기 시점을 전달하도록 조정되고,
    상기 평가 유닛(32)은 전달된 상기 분무 시점에 대응하여 측정된 상기 시험 가스 함량을 표시하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 통신 연결(34)은 상기 측정값을 상기 평가 유닛(32)으로부터 상기 분무 장치(12)로 전송하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분무 장치(12)에 상기 측정값을 출력하는 출력 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분무 장치(12)는 상기 시험 가스의 펄스형 배출에 적합하도록 조정되고, 시험 가스 펄스 또는 일련의 연속 시험 가스 펄스의 시작과 종료 시점은 상기 평가 유닛(32)에 각각 전송되는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 장치.
  5. 시험 가스 분무 장치(12)와 시험 대상(20)에 연결 가능한 진공 시스템(30)을 사용하여 가스 누출을 감지하는 방법에 있어서,
    상기 진공 시스템(30)은 상기 시험 대상(20)을 배기하는 진공 펌프(26)와 상기 시험 대상(20)의 하류에 배치된 시험 가스 검출기(28)를 포함하고, 상기 시험 대상(20)으로부터 배기된 가스 유동 내 상기 시험 가스 함량이 검출되며,
    상기 분무 공정의 적어도 한 시점은 상기 분무 장치(12)에 의해 포착되어 측정 신호를 평가하는 상기 평가 유닛(32)에 전달되고, 각각의 분무 공정 시점에 적어도 상기 시험 가스의 함량을 검출하는 측정 신호와 상관관계가 있는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분무의 시작 및/또는 종료 시점은 상기 분무 장치(12)로부터 상기 평가 유닛(32)으로 전달되고, 상기 시험 가스 검출기(28)의 측정 신호와 상관 관계가 있는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    측정 중에 상기 측정 신호는 상기 분무 장치(12)에 또는 상기 분무 장치(12) 근처에 배치된 출력 장치로 전송되는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 방법.
  8. 제5항 내지 제7항에 있어서,
    상기 시험 가스는 단(short) 펄스로 상기 분무 장치(12)로부터 배출되고, 시험 가스 펄스 또는 일련의 연속 시험 가스 펄스의 시작과 종료 시점은 상기 평가 유닛(32)에 측정 신호와 상관 관계가 있도록 각각 전달되는 것을 특징으로 하는 가스 누출 감지 방법.
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