TWI809479B - 檢測機箱洩漏的系統及方法 - Google Patents

Abstract

提供用以檢測機箱洩漏之方法。方法包括：使該機箱安裝於板件上，其中板件設置於密封腔室上；以及藉由管道使密封腔室之內部空間流體連接至水槽，以使管道之底端位於水槽中的水面下方。方法更包括：判斷，例如藉由目視觀察，是否有氣泡由於加壓空氣流入管道而形成於管道之底端。方法亦包括：由於加壓空氣流入管道之前在機箱與密封腔室之間流動，藉此判斷該機箱中存在之洩漏。

Description

檢測機箱洩漏的系統及方法

本發明係大致有關於檢測洩漏，且更具體有關於檢測機箱(chassis)洩漏(leakage)之系統與方法。

由國際電工委員會(International Electrotechnical Commission)制定的異物防護等級(Ingress Protection Rating)定義了機箱之機械和電氣殼體對於侵入、灰塵、意外接觸與水的防護能力。例如，IP6X代表將機箱歸類為防塵(dustproof)的標準，且IPX7代表將機箱歸類為防水(waterproof)的標準。IP6X和IPX7等級皆要求機箱須在生產過程中以及防塵和防水認證之前進行洩漏測試(leak-tested)。

現有的檢測洩漏以認證機箱防水和防塵之方法面臨多種挑戰。例如，因為在機箱浸入水中之後需要時間使其乾燥，所以洩漏檢測係為費時的。另一方面，為了穩定機箱中的壓力，氣體被填入機箱中或機箱被抽真空，從而需要嚴格要求氣壓與流量控制，所以氣密(air tightness)測試係為昂貴的。因此，需要準 確、高效率且不昂貴的檢測方法，以在生產環境中檢測機箱之洩漏。

術語實施例以及類似術語，例如實施方式、配置、方面、示例和選擇，旨在泛指本公開以及以下請求項的所有主題。包含這些術語的陳述應被理解為不限制本文描述的主題或限制以下請求項的含義或範圍。本文涵蓋之本揭露的實施例係由以下請求項加以定義而非由本發明內容定義之。本發明內容是本揭露的各個方面的高級概述，且介紹了將在以下實施方式部分中進一步描述的一些概念。本發明內容並非旨在確定要求保護的主題的關鍵或基本特徵。應當通過參考本揭露的整個說明書的適當部分、任意或所有圖式以及每項請求項來理解要求保護的主題。

根據本揭露之某些方面，揭露檢測機箱洩漏之方法。方法包括使機箱安裝於密封腔室(sealed chamber)上之板件(plate)上，以及藉由管道(pipe)使密封腔室之內部空間流體連接(fluidly connecting)至水槽，以使管道之底端位於水槽中的水面下方。方法更包括判斷是否有氣泡(bubbles)由於加壓空氣(pressurized air)流入管道而形成於管道之底端。方法亦包括，由於加壓空氣流入管道之前在機箱與密封腔室之間流動，藉此判斷機箱中存在之洩漏。

根據本揭露之某些方面，氣泡是透過水槽之外表面上的窗(window)來觀察。

根據本揭露之某些方面，機箱是戶外電氣設備(outdoor electronic equipment)之零件。

根據本揭露之某些方面，加壓空氣具有約10千帕(kiloPascals；kPa)至約20000kPa之間的壓力。

根據本揭露之某些方面，施加加壓空氣一段時間，施加時間約10秒至約180秒之間。

根據本揭露之某些方面，機箱被蓋體(lid)密封地(sealably)覆蓋。在這些方面中，方法更包括使用通過蓋體的導管(conduit)以將加壓空氣提供至機箱。在這些方面中，根據加壓空氣從機箱流向密封腔室來確認機箱中存在之洩漏。

根據本揭露之某些方面，機箱未被蓋體密封地覆蓋。在這些方面中，方法更包括直接將加壓空氣提供至密封腔室。在這些方面中，根據加壓空氣從密封腔室流向機箱，得以確認機箱中存在之洩漏。在這些方面中，機箱透過耦接至板件之轉接板(transfer plate)以安裝於板件上，機箱密封地安裝於轉接板上。

根據本揭露之某些方面，揭露用以檢測機箱洩漏之系統。系統包括密封腔室、設置於密封腔室上的板件、流體連接至密封腔室之氣管(air tube)、以及水槽。板件用以安裝機箱。氣管裝配以將加壓空氣輸送至密封腔室之內部空間中。藉由管道使 水槽流體連接至密封腔室，以使管道之底端位於水槽內的水面下。

根據本揭露之某些方面，系統更包括位於水槽之外表面上的窗，用以觀察是否有氣泡形成於管道之底端。

根據本揭露之某些方面，板件使密封腔室和水槽分開。

根據本揭露之某些方面，當機箱未被蓋體密封地覆蓋時，系統更包括轉接板，轉接板耦接板件以密封地安裝機箱。

根據本揭露之某些方面，系統更包括耦接氣管的壓縮機(compressor)，用以輸送具有約10kPa至約20000kPa之間的加壓空氣。

根據本揭露之某些方面，系統更包括耦接氣管的壓力計(pressure meter)，用以檢測被輸送至密封腔室之加壓空氣的壓力。

根據本揭露之某些方面，當機箱被蓋體密封地覆蓋時，系統更包括導管，導管通過蓋體使氣管與機箱之內部空間流體連接。

以上發明內容並非涵蓋本揭露之每一實施例或每一方面。更確切地說，前述發明內容僅提供此處描述之一些新穎的方面與特徵之示例。透過以下對多個代表性實施例與實行本發明之方法的詳細描述，並搭配多張附圖與隨附之申請專利範圍，以上特徵與益處以及本揭露之其他特徵與益處將能輕易顯而易見。 鑒於對各種實施例之詳細描述，並搭配圖式與以下提供之圖式簡單說明，本技術領域中具有通常知識者將能明白本揭露之額外方面。

100,200:系統

110,210:密封腔室

120,220:氣管

122,222:壓縮機

124,224:壓力計

130,230:板件

135:緊固件

140,240:水槽

145,245:水面

150,250:機箱

151:外表面

152,252:底板

153:內表面

154a,154b,154c,154d,254a,254b,254c,254d:牆板

156a,156b,156c,156d,256a,256b,256c,256d:外表面

158a,158b,158c,158d,258a,258b,258c,258d:內表面

160,260:窗

170,270:管道

172,272:頂端

174,274:底端

180:轉接板

182:下階

184:上階

185:密封構件

186:緊固件

188:孔隙

253:旋鈕

255:蓋體

257p,257q,257r,257s:緊固件

280:導管

282,284:接頭

285:O形環

300:方法

310,320,330,340:區塊

透過以下對多個代表性實施例之描述，並參考附圖，將能更佳地理解本揭露及其益處和圖式。這些圖式僅描繪多個代表性實施例，因此不應被視為限制各種實施例或請求項之範圍。

第1A圖係繪示根據本揭露之一些方面之用以檢測未被蓋體密封地覆蓋機箱洩漏的系統的示意性側視圖；第1B圖係繪示根據本揭露之一些方面之未被蓋體密封地覆蓋且以第1A圖之系統測試的機箱的透視圖；第2A圖係繪示根據本揭露之一些方面之用以檢測被蓋體密封地覆蓋機箱洩漏的系統的示意性側視圖；第2B圖係繪示根據本揭露之一些方面之被蓋體密封地覆蓋且以第2A圖之系統測試的機箱的透視圖；及第3圖係繪示根據本揭露之一些方面之檢測第1B圖與第2B圖的機箱洩漏的方法區塊圖。

本揭露可應用為各種不同的變化與替代形式；一些代表性實施例已藉由多個附圖之示例來展現，且將於此處詳細描述之。然而，應理解的是，本發明並不侷限於所揭露之特定形式。 更確切地說，本揭露涵蓋落在本發明之精神與範圍內的所有變化、同等物與替代物。

本揭露之多個實施例係指向檢測機箱洩漏的系統與方法。此處描述的系統與方法藉由判斷，例如目視觀察，水槽內的水中是否存在氣泡而能輕易檢測機箱中的洩漏，該水槽流體連接至機箱放置的密封腔室。氣泡的存在證實了加壓空氣從機箱洩漏至密封腔室中，而不需要將機箱浸入水槽內的水中。

參考附圖描述各種實施例，其中用於多張附圖之相同的元件符號表示相似或等效的元件。附圖不一定按比例繪製，且僅被提供以說明本揭露的多個方面和多個特徵。闡述許多具體細節、關係和方法以提供對本揭露的某些方面和特徵的全面理解，但相關領域中具有通常知識者將能理解這些方面和特徵可以在沒有一或多個具體細節的情況下實踐，或可在具有其他關係或其他方法的情況下實踐。在某些情況下，出於說明的目的，未詳細示出眾所周知的結構或操作。此處揭露的各種實施例不一定侷限於所述之動作或事件順序，因為一些動作可能以不同的順序發生及/或與其他動作或事件同時發生。此外，並非所有所述之動作或事件都是實現本揭露的某些方面和特徵所必需的。

為了本實施方式之目的，除非特別聲明且在適當的情況下，否則單數形式包含複數形式且反之亦然。字詞「包含」 代表「包含但不限於」。此外，表示粗略估計的字詞，例如「約」、「幾乎」、「大致上」、「大約」等等，此處可例如用以表示「在該數值上」、「接近該數值」或「差不多在該數值上」或「與該數值差3-5%內」或「在可容許的製造公差內」或其任意合乎邏輯的組合。相似地，用詞「垂直」或「水平」代表分別額外包含和垂直方向或水平方向差距3-5%之內。此外，描述方向的字詞，例如「頂部」、「底部」、「左邊」、「右邊」、「上方」與「下方」，代表與參考圖式中描述的等效方向相關；如同從被引用的對象或元件上下文中理解的，例如從對象或元件的常用位置；或如此處所述。

第1A圖係繪示用以檢測未被蓋體(lid)密封覆蓋機箱洩漏的系統的示意性側視圖。機箱150係為不能以單一部件密封自身的零件。第1B圖繪示機箱150之透視圖。機箱150可由金屬或合金製成，以容納機械和電氣零件於其中。在一些實施例中，機箱150係為戶外電氣設備之零件。如第1A-1B圖所示，機箱150具有被四個牆板154a、154b、154c、154d圍繞的底板152。底板152具有外表面151與內表面153。四個牆板154a、154b、154c、154d中的每一者具有外表面156a、156b、156c、156d與內表面158a、158b、158c、158d。機箱150在系統100內測試洩漏。

系統100包含密封腔室110與板件130，板件130設置於密封腔室110上以安裝機箱150。密封腔室110裝配為防 止空氣從氣管120與管道170以外的方式流入密封腔室110。氣管120流體耦接(fluidly coupled)密封腔室110外側之壓縮機122，以將加壓空氣輸送至密封腔室110之內部空間。壓力計124耦接至氣管120，以檢測被輸送至密封腔室110之加壓空氣的壓力，並且顯示測得之壓力值。

水槽140設置於密封腔室110下方。將水注入水槽140形成水面145。板件130使密封腔室110和水槽140分開。水槽140藉由通過板件130的管道170流體連接至密封腔室110，以使空氣可通過管道170流動於密封腔室110和水槽140中的水之間。管道170具有頂端172與底端174，頂端172通往密封腔室110，底端174位於水槽140中的水面145下方。在一些實施例中，例如第1A圖所示的實施例，水槽140具有位於外表面上的窗(window)160，用以觀察水槽140中的水面145，以及觀察是否有氣泡形成於管道170之底端174。

在一些實施例中，轉接板(transfer plate)180耦接板件130，以使機箱150密封地安裝於密封腔室110內。在一些實施例中，例如第1A圖所示的實施例，轉接板180具有階梯式配置，其中下階182通過緊固件135耦接於板件130，且上階184通過密封構件185與緊固件186沿著四個牆板154a、154b、154c、154d(154a,154c繪示於第1B圖)密封地耦接機箱150，密封構件例如是O形環(O-ring)。轉接板180具有孔隙(aperture)188，孔隙188使空氣得以流動於機箱150與管道170之間。在 其他實施例中，機箱150可直接安裝於板件130上且使用O形環密封地耦接板件130(未繪示)

操作時，一旦機箱150安裝於密封腔室110上的板件130上，無論直接安裝或通過轉接板180安裝，密封腔室110就會關閉。壓縮機122運作以將加壓空氣輸送至密封腔室110中，且使用壓力計124檢測加壓空氣之壓力。被輸送的加壓空氣大致具有約10kPa至約20000kPa之間的壓力，且維持約10秒至3分鐘之間。若機箱150中有洩漏孔，來自密封腔室110之加壓空氣會通過洩漏孔進入機箱150，並且通過轉接板180中的孔隙188流入水槽140的水中。任何存在於機箱150的洩漏可透過形成於水槽140內的水面145下方之管道170之底端174的氣泡而顯現出來。

第2A圖係繪示用以檢測被蓋體密封地覆蓋機箱洩漏的系統的示意性側視圖。第2B圖繪示機箱250之透視圖。機箱250可由金屬或合金製成，以容納機械和電氣零件於其中。在一些實施例中，機箱250係為戶外電氣設備之零件。如第2A-2B圖所示，機箱250具有被四個牆板254a、254b、254c、254d圍繞的底板252。機箱250被蓋體255密封地覆蓋。四個牆板254a、254b、254c、254d中的每一者具有外表面256a、256b、256c、256d與內表面258a、258b、258c、258d。蓋體255沿著四個牆板254a、254b、254c、254d的邊緣密封地耦接，且蓋體255和這些牆板通過轉角的緊固件257p、257q、257r、257s相互連 接。蓋體255具有旋鈕(knob)253，用以移動蓋體255。機箱250在系統200內測試洩漏。

系統200包含密封腔室210與板件230，板件230設置於密封腔室210上以安裝機箱250。密封腔室210裝配為防止空氣從氣管220與管道270以外的方式流入密封腔室210。氣管220流體耦接密封腔室210外側之壓縮機222，通過蓋體255以將加壓空氣輸送至密封腔室210中的機箱250之內部空間。壓力計224耦接至氣管220，以檢測被輸送至密封腔室210之加壓空氣的壓力，並且顯示測得之壓力值。

導管280通過蓋體255使氣管220與機箱250之內部空間流體連接。導管280具有位於導管280和蓋體255連接處之接頭(fitting)282、以及位於導管280和氣管220連接處之接頭284。接頭282、284可由金屬或塑膠材料製成。蓋體255透過O形環285密封地耦接於機箱250。

水槽240設置於密封腔室210下方。將水注入水槽240形成中水面245。板件230使密封腔室210和水槽240分開。水槽240藉由通過板件230的管道270流體連接至密封腔室210，以使空氣可通過管道270流動於密封腔室210和水槽240中的水之間。管道270具有頂端272與底端274，頂端272通往密封腔室210，底端274位於水槽240中的水面245下方。在一些實施例中，例如第2A圖所示的實施例，水槽240具有位於外表面上的窗260，用以觀察水槽240內的水面245以及觀察是否 有氣泡形成於管道270之底端274。在其他實施例中，水槽240可具有透明外牆，用以觀察水槽240內的水面245以及觀察是否有氣泡形成於管道270之底端274。

操作時，一旦機箱250安裝於密封腔室210上的板件230上，密封腔室210就會關閉。壓縮機222運作以將加壓空氣輸送至密封腔室210中，且使用壓力計224檢測加壓空氣之壓力。被輸送的加壓空氣大致具有約10kPa至約20000kPa之間的壓力，且維持約10秒至3分鐘之間。若機箱250中有洩漏孔，來自機箱250之加壓空氣會通過洩漏孔進入密封腔室210，並且通過管道270排出至水槽240的水中。任何存在於機箱250的洩漏可透過形成於水槽240內的水面245下方之管道270之底端274的氣泡而顯現出來。

第3圖係繪示檢測第1B圖與第2B圖的機箱洩漏的方法300之區塊圖。方法300始於區塊310，其中機箱安裝於板件上，板件設置於密封腔室。機箱係為戶外電氣設備之零件，且可被蓋體密封地覆蓋或可未被蓋體密封地覆蓋。如上所述且如第1B圖所示，若機箱未被蓋體密封地覆蓋，機箱可透過轉接板密封地安裝於密封腔室中，轉接板耦接至板件。

在區塊320，密封腔室之內部空間藉由管道流體連接至水槽，以使管道之底端位於水槽中的水面下方。

在區塊330，操作者判斷是否有氣泡由於加壓空氣流入管道而形成於管道之底端。根據一示例，操作者透過目視觀 察任何形成的氣泡而做出判斷。如上所述且如第1B圖與第2B圖所示，可使用耦接密封腔室外的壓縮機之氣管將加壓空氣輸送至密封腔室內。加壓空氣可具有約10kPa至約20000kPa之間的壓力，且施加時間約10秒至180秒之間。若機箱未被蓋體密封地覆蓋，加壓空氣直接輸送至密封腔室內(請見第1B圖)。若機箱被蓋體密封地覆蓋，使用通過蓋體的導管將加壓空氣輸送至機箱中(請見第2B圖)。如上所述，可透過水槽之外表面上的窗或水槽之透明牆以觀察氣泡。

最後，在區塊340，由於加壓空氣流入管道之前在機箱與密封腔室之間流動，得以確認機箱中存在之洩漏。若機箱未被蓋體密封地覆蓋，根據加壓空氣從密封腔室流向機箱且通過管道流入水槽，得以確認機箱中存在之洩漏。若機箱被蓋體密封地覆蓋，根據加壓空氣從機箱流向密封腔室且通過管道流入水槽，得以確認機箱中存在之洩漏。

本揭露之益處在於，此處描述之系統與方法提供準確、高效率且不昂貴的檢測方式，以在生產過程中以及防塵和防水認證之前檢測機箱之洩漏。本揭露提供之系統與方法不需要在規定的壓力條件下將機箱浸入水中一段時間，接著使機箱乾燥。本揭露提供之系統與方法亦不需要為了符合氣密測試中對氣壓與流量控制之嚴格要求而取得昂貴設備。因此，此處描述之系統與方法能夠簡易地且快速地對用於電氣設備之大量機箱進行洩漏檢測。

雖然已參照一或多個實施方式闡述及說明所揭實施例，本技術領域之技術人員在閱讀與理解本說明書及附圖後當可進行同等意義之改變與修飾。此外，雖然本發明之一特定特徵可能僅揭露於數個實施方式中的一者，此特徵可依需求結合其他實施方式之一或多個其他特徵，且可有利於任意的特定或具體應用。

儘管本揭露之數種實施例已描述如上，應理解的是，它們僅為示例說明而非本揭露之侷限。在不背離本發明之精神或範疇的情況下，所揭露之實施例當可依照此處之揭露內容而有許多種改變。從而，本揭露之廣度與範圍不應被任何上述實施例所侷限。更確切地，本揭露之範圍應依照下列申請專利範圍及其同等意義之內容加以定義。

100:系統

110:密封腔室

120:氣管

122:壓縮機

124:壓力計

130:板件

135:緊固件

140:水槽

145:水面

150:機箱

151:外表面

152:底板

153:內表面

154b,154d:牆板

160:窗

170:管道

172:頂端

174:底端

180:轉接板

182:下階

184:上階

185:密封構件

186:緊固件

188:孔隙

Claims (10)

1. 一種用以檢測機箱洩漏之方法，包括：使一機箱透過一轉接板安裝於一板件上，其中該板件設置於一密封腔室上，該機箱未被一蓋體密封地覆蓋，該機箱密封地安裝於該轉接板上；藉由一管道使該密封腔室之一內部空間流體連接至一水槽，以使該管道之一底端位於該水槽中的一水面下方；判斷該管道之該底端是否有由於加壓空氣流入該管道而形成氣泡；以及判斷該機箱中存在之洩漏。
2. 如請求項1所述之方法，其中氣泡是透過該水槽之一窗來觀察。
3. 一種用以檢測機箱洩漏之系統，包括：一密封腔室；一板件，設置於該密封腔室上，該板件用以安裝一機箱；一氣管，流體連接至該密封腔室，該氣管裝配以將加壓空氣輸送至該密封腔室之一內部空間中；以及一水槽，藉由一管道流體連接至該密封腔室，以使該管道之一底端位於該水槽中的一水面下方，其中當該機箱未被一蓋體密封地覆蓋時，該系統更包括一轉接板，該轉接板耦接該板件以密封地安裝該機箱。
4. 如請求項3所述之系統，更包括一窗，該窗位於該水槽之一外表面上。
5. 如請求項3所述之系統，其中該板件使該密封腔室和該水槽分開。
6. 如請求項3所述之系統，其中該轉接板具有階梯式配置，該轉接板包含一上階與一下階，該上階密封地耦接該機箱，該下階耦接該板件。
7. 如請求項3所述之系統，更包括耦接該氣管的一壓縮機，該壓縮機用以輸送具有約10千帕(kPa)至約20000kPa之間的加壓空氣。
8. 如請求項3所述之系統，更包括耦接該氣管的一壓力計，該壓力計用以檢測被輸送至該密封腔室之該加壓空氣的一壓力。
9. 如請求項3所述之系統，其中該轉接板具有介於該機箱與該管道之間的一孔隙。
10. 如請求項3所述之系統，其中該機箱係為一戶外電氣設備之一零件。