專利名稱:泄漏檢測器以及其工作方法
本發明涉及一種根據對流原理工作的泄漏檢測器，該器有一個第一高真空泵，其進口側與泄漏檢測器的進口相連;一個第二高真空泵，其進口側與一臺試驗氣體檢測儀(如質譜儀)相連;和一預真空泵，其進口側與高真空泵的出口側相連。
這種類型的泄漏檢測器已由DE-PS2049117公知。把試件放在有氦氣或氦氣和空氣的混合氣體的試驗箱內，如果試件有泄漏，就有試驗氣體經漏洞流入試件內部，經過與氣流方向同向的第一高真空泵然后(因輕的氣體有相對小的可壓縮性)經過與氣流方向相反的第二高真空泵到達質譜儀(分析器管)。這種類型的泄漏檢測器當有特別嚴重的泄漏時存在著危險，即有較多的試驗氣體流入該儀器內。這不僅將導致質譜儀短時間的過載，而且導致質譜儀較長時期的污染，因為從質譜儀中徹底去除氦要相當長的抽氣時間，即使是普通的元件，特別是抽氣泵在較長時間內也要受到氦的污染，以致在過載后立即進行的泄漏測量帶有很大的誤差。
如果試件(如極普通的試件)先用一抽氣泵經一單獨的管路抽氣，直至它可與高真空泵相連接，那么當有特別嚴重的泄漏時存在著危險，即在前一抽氣期間試驗箱中的氦氣大部分或甚至全部被抽出。如果接著把試件與高真空泵相連開始泄漏檢測，那么只能發現很少試驗氣體或根本沒有。其后果是盡管試件有嚴重的泄漏卻被認為只有小的泄漏或根本沒有泄漏。
本發明是以這一任務為基礎的，即設計前面所述類型的泄漏檢測器，使得質譜儀的過載不再發生。保證能發現大泄漏，并且能在一個很寬的靈敏度范圍內自動地檢測泄漏。
本發明這一任務可這樣解決，設置一個第二預真空泵，其進口側，一路經一條設有一個伺服閥的管路與泄漏檢測器的進口相連，另一路經一條設有一個節流閥的管路與第一預真空泵的進口側相連。一個以這種方式形成的泄漏檢測器有可能在試件排氣開始時就開始泄漏檢測。為此，試件要借助第二個預真空泵排氣。如果存在一個特別嚴重的泄漏，那么在這一階段就已經有試驗氣體抽出。少量試驗氣體經過帶有節流閥用來連接這兩個抽氣泵的進口側的管路進入第二高真空泵的出口側，從那里逆著氣流方向流向質譜儀。顯然，試件中有較大的泄漏可如此確定。這一節流閥可選得足夠小，以致不存在質譜儀的過載或污染的危險。如果在檢測的第一抽氣階段沒有發現試驗氣體，那么在試件內部達到一定壓力以后，第一高真空泵的進口側可直接與試件相連，從而開始更靈敏的泄漏檢測。這一步用簡單的方法依靠試件的壓力就可自動進行。
本發明的另一些優點和細節借助于附圖中所示的實施例來闡述。
附圖表示了一臺泄漏檢測器，其進口用1表示。進口1經過相互平行的管路2(具有節流3和閥4)和5(有閥6)以及管路7與一個高真空泵9的進口側8相連。
這一高真空泵是一雙級渦輪-分子泵11的一級，其第二級用12表示。在第二級泵12的進口側13連接一個試驗氣體探測器，特別是一臺質譜儀14。高真空泵9和12的兩個出口側15和16都經預真空管路17與第一預真空泵19的進口側18相連。另外在預真空管路17上還連接有測壓點20。
這兩個渦輪-分子泵9和12共軸。其進口8和13位于渦輪-分子泵11的兩端。工作時，氣體從外向內(箭頭21)流入這兩個泵9和12，以致只存在一個預真空接口22。
此外，泄漏檢測器的進口1經具有閥24的管路23與第二預真空泵26的進口側25相連。另外有通風閥27和側壓點28連接在管路23上。
這兩個預真空泵19和26的進口側18和25經兩條平行的管路27和28相互連接。在管路27上有一個節流閥29。管路28上有一個伺服閥30。
用于自動檢測泄漏所設置的中心控制31，它經過各個沒有用有關符號表示的控制管路與伺服閥4，6，24和30以及測壓點20和28相連。
在用所述的泄漏檢測器進行泄漏檢測時采用下述方法首先關閉閥4，6，24和30，使泄漏檢測器處于準備工作狀態，這時接通渦輪-分子泵11和預真空泵19和26，當質譜儀14中的壓力小于10-4毫巴時或者當渦輪-分子泵11的轉速達到其額定值并且預真空壓力(測量儀20)小于最大許可壓力(例如0.1毫巴)時，檢測器就處于準備工作狀態。
要檢查的試件32處于試驗箱33中，與泄漏檢測器的進口1相連。在試驗箱33中有試驗氣體，尤其是氦氣，如果試件有泄漏，它在泄漏檢測期間滲入試件。如果用氦氣噴射試件32，如很普通的試件，就可廢除試驗箱33。
為了進行泄漏檢測，要關閉還開著的通風閥27并且打開位于管路23上的閥24。這樣就實現了試件32與預真空泵26的連接，使得試件排氣。
如果試件有一個特別嚴重的泄漏(如泄漏率從1000毫巴/秒至0.1毫巴/秒)，那么在第一抽氣階段就有氦氣抽出。氦氣經過管路27上的節流閥29、管路17以逆流形式通過渦輪-分子泵12到達質譜儀14，并且被記錄下來。在這種情況下泄漏檢測就可中止，關閉閥24。經閥27對試件32通風，把試件從進口1上取下并且可換上一個新的試件。
如果該試件泄漏并不嚴重，試件內部的壓力(由測壓點28測得)比較快地減小。當壓力達到大約100毫巴時，打開閥4，使得高真空泵9經過節流閥3同管路23或者進口1相連，從而與試件相連。當繼續抽氣至壓力約為0.1毫巴，氦氣滲入試件32內時，那么，這些氦氣經節流閥3和兩個高真空泵9和12到達質譜儀14。這時就可中止泄漏檢測。在這一泄漏檢測階段可確定數量級為10至10-5毫巴/秒泄漏率的泄漏。
如果在這一階段還不能從質譜儀中測得氦氣，就無節流地接通與高真空泵9的連接，開始更高靈敏度的泄漏檢測。
為此，當試件32內的壓力大約為0.1毫巴時，關閉閥24，打開閥30。從而由高真空泵9和兩個抽氣泵19和26對試件進行抽氣。這時被抽出的氦氣經過渦輪-分子泵12到達質譜儀14。在這一泄漏檢測階段可確定泄漏率大約為10-3至10-9毫巴/秒的泄漏。
如果該試件仍沒有泄漏，那么其內壓進一步下降。當壓力下降到大約2.10-2毫巴(測量儀20)，那么關閉閥30就可開始更為靈敏的泄漏檢測。由此，抽氣泵系統的抽氣能力大大減小，從而開始相應的靈敏度更高的泄漏檢測。如果在這一階段也沒有從質譜儀14中測得氦，那么可認為試件32是密封的。
預真空泵26的抽氣能力(如25或36m3/h)比預真空泵19的抽氣能力(如4m3/h)大約大5至10倍是合乎目的的。這有這樣一個優點，在第一泄漏檢測階段段件32的抽氣比較快地完成。如果在最后泄漏檢測階段只有相對于的預真空泵19還在作用，那么，泄漏檢測的靈敏度可以確定至10－10毫巴/秒的泄漏。
節流閥29的大小是這樣選擇的，使得它的壓力差大約為1000毫巴時有一泄漏率約為0.1毫巴/秒的泄漏。對于第一泄漏檢測階段，有特別嚴重的泄漏這一尺寸是足夠的。隨著壓力差的減少，流過節流閥29的氣體比率很快減少，以致在別的泄漏檢測階段可忽略不計。
節流閥3可這樣來調整，在進口壓力(測量儀28)小于/等于100毫巴時，使得預真空壓力(測量儀20)小于/等于0.1毫巴。那么，當抽氣泵的抽氣能力為4m3/h(即大約等于1l/s)時，流過的氣流為0.1毫巴/秒。節流閥29和閥30可用一個可調節流閥代替。
在附圖中和在說明中只考慮了其種情況，即處于試驗箱33內的試件32與泄漏檢測器的接口1相連。當然也可以是試件32本身充滿氦氣。在這一情況下，試驗箱33必須與泄漏檢測器的進口1相連通。最終也可把探測軟管與進口1相連，用該探測軟管來檢查充滿氦氣的試件。
高真空泵9與泄漏檢測器的進口1連接，先是節流連接，后是無節流連接，就是二條相互平行的帶有閥4，5和節流閥3的管路2，5。也可以用一個調節閥來代替這些元件，這一可調閥在所希望的最小氣體流過率與無節流的管路全開之間可調節。
權利要求
1.根據對流原理工作的泄漏檢測器，有一個第一高真空泵(9)，其進口側(8)與泄漏檢測器的進口(1)相連；一個第二高真空泵(12)，其進口側(13)與一臺質譜儀(14)相連；和一個預真空泵(19)，其進口側(18)與高真空泵(9，12)的出口側(15，16)相連，其特征是，有一個預真真空泵，其進口側，一個經過有伺服閥(24)的管路(23)與泄漏檢測器的進口(1)相連，另一路經過有節流閥(29)的管路(27)與第一預真空泵(19)的進口側(18)相連。
2.按照權利要求
1的泄漏檢測器，其特征是，在連接泄漏檢測器進口(1)與第一高真空泵(9)的進口側(8)的管路(2)上串聯設置有伺服閥(4)和一個節流閥(3)。
3.按照權利要求
2的泄漏檢測器，其特征是，設置有另一條管路(5)，它平行于有伺服閥(4)和節流閥(3)的管路(2)，管路(5)上有另一個伺服閥(6)。
4.按照權利要求
1的泄漏檢測器，其特征是，可設置帶有一個可調節的節流閥的單一管路來代替連接泄漏檢測器的進口(1)與第一個高真空泵(9)的進口側(8)的管路(2，5)。
5.按照權利要求
1至4任何一項的泄漏檢測器，其特征是，設置有一條平行于連接預真空泵(19，26)的進口側(18，25)帶有節流閥(29)的管路(27)并且有一個伺服閥(30)的管路(28)。
6.按照權利要求
5的泄漏檢測器，其特征是，可只設置一條帶有一個可調節節流閥的管路來代替帶有節流閥(29)和閥(30)的管路(27，28)。
7.按照上述權利要求
中的任何一項權利要求
的泄漏檢測器，其特征是，第二預真空泵(26)的抽氣能力比第一預真空泵(19)的抽氣能力大。
8.按照上述權利要求
中的任何一項權利要求
的泄漏檢測器，其特征是，盡管當壓力差大約為1000巴時，位于連接預真空泵(19，26)的進口側(18，25)的管路(27)上的節流閥(29)的泄漏率大約為0.1毫巴/秒。
9.按照上述權利要求
中的任何一項權利要求
的泄漏檢測器，其特征是，這兩個高真空泵(9，12)是渦輪-分子泵，它們的轉子是設置在一根共同軸上，接口(13。18)相對地設置在該泵系統的兩外端面，用來連接質譜儀(14)和泄漏檢測器的進口(1)，在工作時氣體從外向內流入這兩個泵，并且在這兩個泵之間設有一個共同的預真空接口(22)。
10.按照權利要求
1帶有一個與泄漏檢測器的進口(1)相連的試件(32)的泄漏檢測器的工作方法，其特征是，首先建立泄漏檢測器的進口(1)與第二預真空泵(25)之間的連接。
11.按照權利要求
10使得按照權利要求
2的泄漏檢測器工作的方法，其特征是，在建立泄漏檢測器的進口(1)與第二預真空泵(26)的連接后，并且當試件(32)內的壓力降到大約100毫巴后，再經過節流閥(3)和閥(4)建立進口(1)和第一高真空泵(9)的連接。
12.按照權利要求
11使得按照權利要求
3的泄漏檢測器工作的方法，其特征是，當試件(32)內的壓力進一步下降至0.1毫巴后，無節流地接通泄漏檢測器的進口(1)與第一高真空泵(9)之間的連接。
13.按照權利要求
10使得按照權利要求
5的泄漏檢測器工作的方法，其特征是，當試件(32)內的壓力降至大約為0.1毫巴后，關閉泄漏檢測器的進口(1)與第二預真空泵(26)的進口側(25)之間的連接，無節流地接通泄漏檢測器的進口(1)與第一高真空泵(9)的連接以及預真空泵(19，26)的進口側(18，25)之間的連接。
14.按照權利要求
13使得按照權利要求
3和5的泄漏檢測器工作的方法，其特征是，當壓力大約為10-2毫巴時關閉預真空泵(19，26)的進口側(18，25)之間的無節流連接。
專利摘要
一種根據對流原理工作的泄漏檢測器，它有一個第一高真空泵9，其進口側8與泄漏檢測器的進口1相連；第二高真空泵12，其進口側13與質譜儀14相連；一個預真空泵19，其進口側18與高真空泵9，12的出口15，16相連；為了能發現特別嚴重的泄漏，并避免因高的試驗氣體濃度而過載，設有第二預真空泵26，其進口側25，一路經一條有一個伺服閥24的管路23與泄漏檢測器的進口1相連，另一路經一條有一個節流閥29的管路27與預真空泵19的進口18相連。
文檔編號G01M3/20GK87105703SQ87105703
公開日1988年10月19日 申請日期1987年8月21日
發明者格羅斯·比雷·沃納, 理徹·岡特 申請人:萊博爾德有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan