RU2772931C2

RU2772931C2 - Method for checking for leakage using a film camera having a ventilated measured volume

Info

Publication number: RU2772931C2
Application number: RU2020122394A
Authority: RU
Inventors: Норберт РОЛЬФФ; Сильвио ДЕККЕР
Original assignee: Инфикон Гмбх
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2022-05-27

Abstract

FIELD: tightness testing devices.

SUBSTANCE: invention relates to methods for testing devices for tightness. Essence: the tested sample (22) is placed in the volume (20) of the film chamber (10) formed by the films (16, 18). Moreover, the film chamber (10) also contains the measured volume (34, 36), hermetically separated from the volume (20) and connected to the atmosphere through the ventilation valve (40). Close the film chamber (10) and then evacuate it. The measured volume (34, 36) is controlled during closing and evacuation of the film chamber (10). In this case, the ventilation valve (40) before and when closing the film chamber (10) is closed if the pressure in the measured volume (34, 36) is below a predetermined threshold value, and opens as soon as the pressure in the measured volume (34, 36) at closing the film chamber (10) exceeds this threshold.

EFFECT: increasing the efficiency of leak detection, increasing the accuracy of detecting large leaks when testing large samples.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение касается способа проверки тестируемого образца на наличие течи с применением пленочной камеры.The invention relates to a method for checking a test sample for leaks using a film camera.

Пленочная камера является тестируемой камерой, имеющей по меньшей мере одну гибкую область стенок, которая состоит, например, из пленки. Обычная пленочная камера имеет два слоя пленки, который размещаются вокруг тестируемого образца друг напротив друга, чтобы полностью вмещать тестируемый образец. Пленочная камера после помещения тестируемого образца герметично закрывается и вакуумируется. После этого контролируется изменение давления в области объема пленочной камеры вне тестируемого образца, при этом подъем давления считается указанием на течь в тестируемом (испытуемом) образце. Альтернативно для контроля давления в объеме пленочной камеры может также контролироваться гибкая область стенок, при этом изменение гибкой области стенок или пленки может указывать на течь. Такой способ известен из DE 10 2012 200 063 A1.The film chamber is a test chamber having at least one flexible wall region, which consists of, for example, a film. A conventional film camera has two layers of film that are placed opposite each other around the test piece to completely enclose the test piece. The film chamber after placing the test sample is hermetically sealed and evacuated. After that, the change in pressure in the area of the volume of the film chamber outside the test sample is monitored, while the rise in pressure is considered an indication of a leak in the tested (tested) sample. Alternatively, the flexible wall region can also be monitored to control the pressure in the volume of the film chamber, whereby a change in the flexible wall or film region may indicate a leak. Such a method is known from DE 10 2012 200 063 A1.

В DE 10 2014 218 399 A1 описывается пленочная камера для проверки испытуемого образца на большие течи, которая имеет примыкающий к гибкой области стенок измеряемый объем на противоположной объему пленочной камеры стороне гибкой области стенок. Этот измеряемый объем выполнен, будучи герметично отделен от объема пленочной камеры. В одном из примеров осуществления, в котором пленочная камера имеет две гибкие области стенок, каждая в виде пленки, к обеим пленкам примыкает измеряемый объем. В описанном способе содержащая испытуемый образец и закрытая пленочная камера вакуумируется, при этом уже во время вакуумирования пленочной камеры контролируется измеряемый объем, чтобы на основании результата контроля делать вывод о величине возможной течи в испытуемом образце. Контроль измеряемого объема может осуществляться путем измерения давления в измеряемом объеме или путем измерения потока газа в пленочной камере или из пленочной камеры.DE 10 2014 218 399 A1 describes a film chamber for testing a test sample for large leaks, which has a measurement volume adjacent to the flexible wall region on the side of the flexible wall region opposite to the volume of the film chamber. This measured volume is made by being hermetically separated from the volume of the film chamber. In one embodiment in which the film chamber has two flexible wall regions, each in the form of a film, a measurable volume is adjacent to both films. In the described method, the film chamber containing the test sample and closed is evacuated, while already during the evacuation of the film chamber, the measured volume is monitored in order to draw a conclusion about the magnitude of a possible leak in the test sample based on the control result. The control of the measured volume can be carried out by measuring the pressure in the measured volume or by measuring the gas flow in or out of the film chamber.

Когда испытуемый образец, который имеет большую течь, исследуется таким образом, при вакуумировании пленочной камеры одновременно по меньшей мере отчасти вакуумируется также испытуемый образец. Тогда, благодаря гибкой области стенок между объемом пленочной камеры и измеряемым объемом, измеряемый объем увеличивается. При этом увеличение измеряемого объема больше, чем в случае плотного испытуемого образца или в случае испытуемого образца, который имеет меньшую течь. В случае плотного испытуемого образца вакуумируется только объем пленочной камеры в области вне испытуемого образца. В случае испытуемого образца, имеющего большую течь, вакуумируется также испытуемый образец или по меньшей мере некоторая часть объема испытуемого образца, так что вакуумируется больший объем, чем в случае плотного испытуемого образца. Поэтому объемное расширение измеряемого объема тем больше, чем больше течь в испытуемом образце. Тогда на основании расширения измеряемого объема и/или гибкой области стенок может делаться вывод о величине возможной течи в испытуемом образце.When a test piece that has a large leak is examined in this way, when the film chamber is evacuated, the test piece is also at least partly evacuated at the same time. Then, due to the flexible wall area between the volume of the film chamber and the volume to be measured, the volume to be measured increases. In this case, the increase in the measured volume is greater than in the case of a dense test sample or in the case of a test sample that has less leakage. In the case of a dense test specimen, only the volume of the film chamber in the area outside the test specimen is evacuated. In the case of a test piece having a large leak, the test piece or at least some of the volume of the test piece is also evacuated, so that a larger volume is evacuated than in the case of a dense test piece. Therefore, the volumetric expansion of the measured volume is the greater, the greater the flow in the test sample. Then, based on the expansion of the measured volume and/or the flexible area of the walls, a conclusion can be made about the amount of possible leakage in the test sample.

В основе изобретения лежит задача, в частности, для больших испытуемых образцов, обеспечить возможность более точного распознавания больших течей на испытуемом образце.The invention is based on the problem, in particular for large test specimens, to enable a more accurate recognition of large leaks on the test specimen.

Предлагаемый изобретением способ определен признаками п.1 формулы изобретения.The method proposed by the invention is defined by the features of claim 1 of the claims.

Соответственно этому на пути газа, который соединяет измеряемый объем с окружающей пленочную камеру атмосферой, предусмотрен управляемый вентиляционный клапан, который при закрытии пленочной камеры закрыт, если давление в измеряемом объеме лежит ниже некоторого порогового значения. Как только давление в измеряемом объеме превысит это пороговое значение, вентиляционный клапан открывается. У небольшого тестируемого (испытуемого) образца пороговое значение давления в измеряемом объеме при закрытии пленочной камеры не превышается, и вентиляционный клапан остается закрытым. У большого тестируемого образца, который при закрытии пленочной камеры вытесняет соответственно более высокую долю измеряемого объема, заданное пороговое значение давления в измеряемом объеме превышается, и клапан открывается, так что избыточный газ может улетучиваться из измеряемого объема, и вследствие этого гибкая область стенок или, соответственно, пленка ложится вокруг тестируемого образца.Accordingly, in the path of the gas that connects the measured volume with the atmosphere surrounding the film chamber, a controlled ventilation valve is provided, which, when the film chamber is closed, is closed if the pressure in the measured volume lies below a certain threshold value. As soon as the pressure in the measured volume exceeds this threshold value, the vent valve opens. For a small test (test) sample, the pressure threshold in the measured volume is not exceeded when the film chamber is closed, and the vent valve remains closed. With a large test specimen, which, when closing the film chamber, displaces a correspondingly higher proportion of the measuring volume, the predetermined pressure threshold in the measuring volume is exceeded and the valve opens, so that excess gas can escape from the measuring volume, and as a result, the flexible wall region or, respectively, , the film is placed around the test specimen.

Во время измерения, то есть во время контроля измеряемого объема при вакуумировании пленочной камеры, вентиляционный клапан остается закрытым. Вентиляционный клапан остается также закрытым, когда тестируемый образец извлекается, и новый тестируемый образец закладывается в пленочную камеру для последующего измерения. При этом измеряемый объем не должен снова уменьшаться, и измерение осуществляется быстрее, чем до этого. В случае меньшего тестируемого образца при последующем измерении при вакуумировании пленочной камеры гибкая область стенок или, соответственно, пленка присасывается к наружному контуру тестируемого образца, при этом вентиляционный клапан открыт, чтобы необходимый для расширения гибкой области стенок или пленки газ мог подтекать в измеряемый объем.During the measurement, i.e. during the control of the measured volume when the film chamber is evacuated, the ventilation valve remains closed. The vent valve also remains closed when the test sample is removed and a new test sample is placed in the film chamber for subsequent measurement. In this case, the measured volume should not decrease again, and the measurement is carried out faster than before. In the case of a smaller test specimen, during the subsequent measurement, when the film chamber is evacuated, the flexible wall area or film is sucked into the outer contour of the test specimen, while the vent valve is open so that the gas required to expand the flexible wall or film area can leak into the measured volume.

Далее с помощью фигур подробнее поясняется один из примеров осуществления изобретения. На фигурах показано:Further, with the help of figures, one of the embodiments of the invention is explained in more detail. The figures show:

фиг.1 - пленочная камера в открытом состоянии иfigure 1 - film camera in the open state and

фиг.2 - пленочная камера в закрытом состоянии с разиещенным в ней тестируемым образцом.figure 2 - film chamber in the closed state with the test sample dispersed in it.

Изображенная на фигурах пленочная камера 10 имеет верхнюю крышку 12 и нижнюю крышку 14. Существенным элементом верхней крышки 12 является верхний слой 16 пленки, и существенным элементом нижней крышки 14 является нижний слой 18 пленки. Эти два слоя 16, 18 пленки в закрытом состоянии пленочной камеры (см. фиг.2) охватывают содержащийся в объеме 20 пленочной камеры тестируемый образец 22.The film camera 10 shown in the figures has a top cover 12 and a bottom cover 14. The essential element of the top cover 12 is the top film layer 16, and the essential element of the bottom cover 14 is the bottom film layer 18. These two layers 16, 18 of the film in the closed state of the film chamber (see figure 2) cover the test sample 22 contained in the volume 20 of the film chamber.

Каждый из двух слоев 16, 18 пленки на своей обращенной к объему 20 пленочной камеры стороне имеет не изображенный на фигурах нетканый материал в качестве газопроводящего слоя. Каждый слой 16, 18 пленки вместе с не изображенным нетканым материалом образует соответствующую гибкую область стенок пленочной камеры 10.Each of the two film layers 16, 18 has, on its side facing the film chamber volume 20, a non-woven material not shown in the figures as a gas-conducting layer. Each layer 16, 18 of the film, together with a non-woven material not shown, forms a corresponding flexible region of the walls of the film chamber 10.

Пленки 16, 18 в области их наружного края газонепроницаемо соединены каждая с одним кольцом 26, 28 измерительной камеры. При этом слой 16 пленки герметично закрывает нижний, обращенный к пленочной камере конец верхнего кольца 26 измерительной камеры. Нижний слой 18 пленки соответствующим образом закрывает верхний, обращенный к объему 20 пленочной камеры конец нижнего кольца 28 измерительной камеры. Противоположный каждому из соответствующих слоев 16, 18 пленки конец каждого кольца 26, 28 измерительной камеры герметично закрыт крышкой 30, 32 измерительной камеры.The films 16, 18 in the region of their outer edge are each gastightly connected to one ring 26, 28 of the measuring chamber. In this case, the film layer 16 hermetically closes the lower end of the upper ring 26 of the measuring chamber facing the film chamber. The lower film layer 18 suitably covers the upper end of the lower ring 28 of the measuring chamber facing the film chamber volume 20 . Opposite to each of the respective layers 16, 18 of the film, the end of each ring 26, 28 of the measuring chamber is hermetically sealed by the cover 30, 32 of the measuring chamber.

Таким образом, крышка 30 измерительной камеры, кольцо 26 измерительной камеры и слой 16 пленки охватывают верхний измеряемый объем 34, а слой 18 пленки, кольцо 28 измерительной камеры и крышка 32 измерительной камеры охватывают нижний измеряемый объем 36. Измеряемые объемы 34, 36 герметично отделены от объема 20 пленочной камеры и окружающей пленочную камеру 10 внешней атмосферы. Изображенным на фигурах газопроводящим путем 50, например, шлангом или другим соединительным трубопроводом, измеряемые объемы 34, 36 газопроводящим образом соединены друг с другом, чтобы осуществлять постоянное выравнивание давлений между измеряемыми объемами 34, 36.Thus, the measuring chamber cover 30, the measuring chamber ring 26 and the film layer 16 enclose the upper measurement volume 34, and the film layer 18, the measurement chamber ring 28 and the measurement chamber cover 32 enclose the lower measurement volume 36. The measurement volumes 34, 36 are hermetically separated from the volume 20 of the film chamber and the external atmosphere surrounding the film chamber 10. The measured volumes 34, 36 are connected to each other by means of a gas-conducting path 50, for example, a hose or other connecting pipe, in order to effect a constant pressure equalization between the measured volumes 34, 36.

Каждый измеряемый объем 34, 36 через газопроводящий канал 46, 48 в упомянутом кольце 26, 28 измерительной камеры подключен к газопроводящему пути 50. Газопроводящий путь 50 имеет устройство 38 для измерения давления, с помощью которого может измеряться давление в двух измерительных объемах 34, 36 измерительных камер. Кроме того, газопроводящий путь 50 имеет управляемый вентиляционный клапан 40, который соединяет газопроводящий путь 50 и измеряемые объемы 34, 36 с окружающей пленочную камеру 10 снаружи атмосферой. В закрытом состоянии вентиляционного клапана 40 измеряемые объемы 34, 36 герметично отделены от атмосферы, а в открытом состоянии вентиляционного клапана 40 газопроводящим образом соединены с атмосферой.Each measured volume 34, 36 through the gas-conducting channel 46, 48 in the mentioned ring 26, 28 of the measuring chamber is connected to the gas-conducting path 50. The gas-conducting path 50 has a pressure measuring device 38, with which the pressure in two measuring volumes cameras. In addition, the gas path 50 has a controllable vent valve 40 which connects the gas path 50 and the measured volumes 34, 36 to the outside atmosphere of the film chamber 10. In the closed state of the vent valve 40, the measured volumes 34, 36 are hermetically separated from the atmosphere, and in the open state of the vent valve 40, they are connected to the atmosphere in a gas-conducting manner.

Между двумя слоями 16, 18 пленки в области наружного края предусмотрено уплотнительное кольцо 42, которое создает газонепроницаемое соединение между слоями 16, 18 пленки в закрытом состоянии пленочной камеры 10.Between the two layers 16, 18 of the film in the region of the outer edge, an o-ring 42 is provided, which creates a gas-tight connection between the layers 16, 18 of the film in the closed state of the film chamber 10.

Пленочная камера 10 через вакуумирующий трубопровод 52, который имеет клапан 54, соединена с вакуумным насосом 56, который вакуумирует объем 20 пленочной камеры в направлении внешней атмосферы. Вакуумирующий трубопровод 52 через вакуумное подключение 58 подключен к образованному между двумя кольцами 26, 28 измерительной камеры вакуумному каналу 60.The film chamber 10 is connected via a vacuum line 52, which has a valve 54, to a vacuum pump 56 which evacuates the film chamber volume 20 towards the outside atmosphere. Vacuum pipeline 52 is connected through vacuum connection 58 to vacuum channel 60 formed between two rings 26, 28 of the measuring chamber.

На фиг.1 показана пленочная камера 10 в открытом состоянии. Доступ к объему 20 пленочной камеры свободен, чтобы размещать тестируемый образец 22 в объем 20 пленочной камеры. После этого пленочная камера 10 закрывается, и объем 20 пленочной камеры вакуумируется с помощью вакуумного насоса 56, так что пленки 16, 18 тесно прилегают к тестируемому образцу 22.Figure 1 shows the film camera 10 in the open state. Access to the volume 20 of the film chamber is free to place the test sample 22 in the volume 20 of the film chamber. The film chamber 10 is then closed and the film chamber volume 20 is evacuated by means of the vacuum pump 56 so that the films 16, 18 adhere closely to the test piece 22.

Перед вентилированием пленочной камеры 10, содержащей ранее заложенный тестируемый образец 22, вентиляционный клапан 40 закрывается, так что объемы 34, 36 измерительных камер герметично отделены от атмосферы, если измеряемое с помощью измерительного устройства 38 давление внутри объемов 34, 36 измерительной камеры не превышает предварительно заданное пороговое значение. Это пороговое значение выбрано так, что при сравнительно небольшом тестируемом образце пленки 16, 18 прижимаются к тестируемому образцу и прилегают к наружному контуру тестируемого образца. При сравнительно большом тестируемом образце измеряемое с помощью измерительного устройства 38 давление в измеряемых объемах 34, 36 больше и превышает это пороговое значение, вследствие чего вентиляционный клапан 40 автоматически открывается. Для этого устройство 38 для измерения давления и вентиляционный клапан 40 соединены с электронным устройством управления, для простоты не изображенным на фигурах, которое регистрирует измеряемое измерительным устройством 38 давление и сравнивает с пороговым значением, и при превышении порогового значения автоматически открывает вентиляционный клапан 40, а при недостижении порогового значения снова закрывает вентиляционный клапан 40.Before venting the film chamber 10 containing the previously placed test sample 22, the vent valve 40 is closed so that the volumes 34, 36 of the measuring chambers are hermetically separated from the atmosphere, if the pressure measured using the measuring device 38 inside the volumes 34, 36 of the measuring chamber does not exceed a predetermined threshold value. This threshold value is chosen so that, with a relatively small test sample, the films 16, 18 are pressed against the test sample and adhere to the outer contour of the test sample. With a relatively large test sample, the pressure measured by the measuring device 38 in the measured volumes 34, 36 is greater and exceeds this threshold value, as a result of which the vent valve 40 automatically opens. To do this, the device 38 for measuring pressure and the vent valve 40 are connected to an electronic control device, not shown in the figures for simplicity, which registers the pressure measured by the measuring device 38 and compares it with a threshold value, and when the threshold value is exceeded, automatically opens the vent valve 40, and when If the threshold value is not reached, the ventilation valve 40 closes again.

Традиционным образом вентиляционный клапан 40 для измерения давления в измерительных камерах закрывался, а при больших тестируемых образцах открывался. При этом в паузах между измерениями пленка 16, 18 возвращается в состояние при состояние отсутствия давления, при этом воздух течет в объемы 34, 36 измерительных камер. Итак, когда закладывается большой тестируемый образец, воздух должен был традиционным образом вытесняться через шланги газопроводящего пути 50 и вентиляционный клапан 40, что приводит к задержке во времени и связано с издержками для пользователя.Traditionally, the vent valve 40 for measuring the pressure in the measuring chambers was closed, and opened for large test samples. At the same time, in the pauses between measurements, the film 16, 18 returns to the state of the absence of pressure, while air flows into the volumes 34, 36 of the measuring chambers. So, when a large test piece is laid down, air has traditionally had to be expelled through the hoses of the gas path 50 and the vent valve 40, which results in a time delay and cost to the user.

В соответствии с изобретением вентиляционный клапан 40 закрывается, и открывается только тогда, когда давление в измеряемых объемах 34, 36 становится слишком большим, то есть превышает предварительно заданное пороговое значение. Когда в пленочную камеру 10 закладывается большой тестируемый образец 22, давление при закрытии пленочной камеры возрастает, пока не будет превышено пороговое значение, и вентиляционный клапан 40 автоматически откроется. После этого избыточный воздух, как и до этого, может вытекать из измерительных камер или, соответственно, объемов 34, 36 измерительных камер, пока пленочная камера 10 сможет полностью закрыться. Тогда вентиляционный клапан 40 во время измерения и при последующем извлечении тестируемого образца 22 остается закрытым. Причем при закладывании следующего тестируемого образца воздух не должен снова вытесняться из объемов 34, 36 измерительных камер, так как воздух уже был вытеснен, и благодаря закрытому вентиляционному клапану 40 новый воздух не втек в объемы 34, 36 измерительных камер. То есть только при закладывании первого тестируемого образца из нескольких последующих измерений на разных тестируемых образцах должно традиционным образом настраиваться количество газа в объемах 34, 36 измерительных камер.In accordance with the invention, the vent valve 40 closes, and opens only when the pressure in the measured volumes 34, 36 becomes too high, that is, exceeds a predetermined threshold value. When a large test specimen 22 is placed in the film chamber 10, the closing pressure of the film chamber increases until a threshold value is exceeded and the vent valve 40 automatically opens. Thereafter, excess air can flow out of the measuring chambers or measuring chamber volumes 34, 36, as before, until the film chamber 10 can be completely closed. The vent valve 40 then remains closed during the measurement and during the subsequent withdrawal of the test sample 22. Moreover, when laying the next test sample, the air should not be forced out again from the volumes 34, 36 of the measuring chambers, since the air has already been expelled, and due to the closed ventilation valve 40, new air has not flowed into the volumes 34, 36 of the measuring chambers. That is, only when laying the first test sample from several subsequent measurements on different test samples, the amount of gas in the volumes of 34, 36 measuring chambers should be adjusted in the traditional way.

Изобретение дает то преимущество, что при последующих измерениях на разных тестируемых образцах не каждый раз при закладывании нового, следующего тестируемого образца избыточный воздух должен активно вытесняться из объемов измерительных камер. Так как пленки 16, 18 при закрытии пленочной камеры 10 ложатся вокруг тестируемого образца 22, откачивание объема 20 пленочной камеры тоже осуществляется быстрее, чем при традиционных способах. Изобретение дает, таким образом, то решающее преимущество, что последующие измерения на разных тестируемых образцах осуществляются быстрее, чем до сих пор.The invention provides the advantage that during subsequent measurements on different test samples, not every time a new, next test sample is laid, excess air must be actively expelled from the volumes of the measuring chambers. Since the films 16, 18, when the film chamber 10 is closed, lie around the test sample 22, the evacuation of the film chamber volume 20 is also faster than with conventional methods. The invention thus offers the decisive advantage that subsequent measurements on different test specimens are carried out faster than hitherto.

Claims

1. A method for checking a test sample for leaks using a film chamber (10) for placing a test sample (22), wherein the specified film chamber (10) contains walls enclosing the volume (20) of the film chamber, containing at least one flexible wall area, to which the measured volume (34, 36) adjoins, which is located on the side of the flexible wall area opposite to the volume (20) of the film chamber and is made hermetically separated from the volume (20) of the film chamber, the method comprises the steps:

inserting the test sample (22) into the film chamber (10),

closing the film chamber (10),

evacuation of the film chamber (10) and

control of the measured volume (34, 36) during closing and evacuation of the film chamber (10),

different in that

that the ventilation valve (40) connecting the measured volume (34, 36) with the atmosphere before and when closing the film chamber (10) is closed if the pressure in the measured volume (34, 36) is below a pre-set threshold value, and opens as soon as the pressure in the measured volume (34, 36) when the film chamber (10) is closed, will exceed this threshold value, and

that the ventilation valve (40) is closed before the step of venting the film chamber (10).

2. The method according to claim 1, characterized in that the vent valve (40) after checking the measured volume and during the laying of a new test sample (22) remains closed for a subsequent leak test.

3. The method according to one of the previous paragraphs, characterized in that the test sample is removed from the film chamber (10) after checking the leak, and a new test sample is placed in the film chamber (10) for subsequent leakage measurement, while the ventilation valve (40) before is closed by removing the test sample, and during the laying of a new test sample (22) remains closed and opens as soon as the pressure in the measured volume (34, 36) exceeds the threshold value when the film chamber (10) is closed.