用于测试气体泄漏检测的方法和装置制造方法及图纸

一种泄漏检测仪，包括一个接收测试气体的泄漏检测仪入口，一个与所述泄漏检测仪入口相连的真空泵，一个通过通道与所述泄漏检测仪入口相连的感应所述测试气体的测试气体传感器，一种对所述测试气体具有通透性的膜（其中所述膜置于所述泄漏检测仪入口和所述测试气体传感器之间的通道中），以及一个在５００毫秒或更短时间内充分终止所述测试气体跨所述膜传送的控制装置。在其他实施方式中，所述控制装置在１００毫秒或更短时间内充分终止所述测试气体跨所述膜传送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对密封物体的泄漏检测，尤其涉及采用膜使测试气体流向测试 气体传感器的用于测试气体泄漏检测的方法和装置。
技术介绍
氦质谱泄漏检测是一种熟知的泄漏检测技术。氦用作测试气体，流经密封 测试件中最小的漏隙。流经漏隙后，将含有氦的测试样品导入泄漏检测装置并 测量。在所述装置中，质谱管对氦加以检测和测量。输入的测试样品由质谱仪 管离子化并进行质量分析以分离氦组分。在一种方法中，测试样品用氦加压。 与泄漏检测仪的测试部分相连的嗅探器探针在测试件表面周围移动。氦在测试 件内流动，导入取样器并由泄漏检测仪测量。在另一种方法中，测试件的内部 与泄漏检测仪的测试部分连接并排空。氦喷射在测试件外部，通过漏隙导入并 由泄漏检测仪测量。与氦质谱泄漏检测相关的困难之一是质谱管的入口必须保持相对的低压，通常为2><10'4托(Torr)。在所谓的常规泄漏检测仪中，与测试件或嗅探器探 针相连的测试部分必须保持相对低压。因此，抽真空过程相对长。而且，在泄 漏的或大体积部件的测试中，可能难以或无法达到所要求的压力水平。即便所 需压力水平能够达到，抽真空过程是冗长的。现有技术中已经提出了克服这一困难的技术。在1972年9月12日授权给 Briggs的美国专利No. 3,690,151中公开了一种逆流泄漏检测仪，它采用经过扩 散泵到达质谱仪的氦逆流技术。泄漏检测仪测试部分可以在扩散泵前级管道的 压力处运转。1988年4月5日授权给Fruzzetti的美国专利No. 4,735,084公开 了一种用于总泄漏检测的技术，其中测试气体反方向流经机械真空泵的一个或 两个阶段。这些技术已经允许测试部分压力高于常规泄漏检测仪。然而，在测试大体积、脏的部件或具有大的漏隙的部件的情况下，达到较高的测试部分压 力可能是困难的。1959年6月15日公开的法国专利No. 1,181,312公开了一种使用加热的石 英膜以选择性通过氦和氢的氦泄漏检测仪。提供了吸气器以捕获氢，并使用电 离测量仪测量氦压力。1990年1月31日公开的欧洲专利申请No. 0352371公 开了一种氦泄漏检测仪，它包含一个与石英玻璃毛细管形式的探针相连的离子 泵。石英玻璃管加热到30(TC至90(TC之间并因此对氦具有通透性。1994年7 月5日授权给DeSimon的美国专利No. 5,325,708公开了一种使用石英毛细管 膜、用于加热所述膜的细丝和一个离子泵的氦检测部件。1997年8月26日授 权给Bohm等的美国专利No. 5,661,229公开了一种具有用于将氦选择性通入耗 气真空计的聚合物或加热石英窗的泄漏检测仪。使用渗透膜的泄漏检测技术允许测试气体感应器在不同于泄漏检测器入口 处的压力下运作。然而，现有技术中的膜在室温下具有低渗透性并通常要求加 热至高温以提高渗透性。加热的膜需要受控的加热源，因此增加了部件的成本 和复杂性。此外，现有技术的膜的渗透性具有相对大的温度系数。因此，泄漏 检测的精确度部分依赖于所控制的膜的温度的精确度。使用渗透膜的泄漏检测技术也易于受到过多到达电离计、离子泵或耗气真 空计的氦的损害。如果遇到大的漏隙，膜外部产生的氦局部压力驱使大量氦原 子进入感应器。 一旦进入，这些感应器无法快速猝灭所有这些氦原子。这可能 导致泄漏检测仪在几分钟内不工作或灵敏度降低。因此，对于用于泄漏检测的改进的方法装置存在需求。专利技术概述按照本专利技术的第一个方面，提供了一种泄漏检测仪。所述泄漏检测仪含有 接收测试气体的泄漏检测仪入口、与所述泄漏检测仪入口相连的真空泵、经通 道与所述泄漏检测仪入口相连的用于感应所述测试气体的测试气体传感器、对 所述测试气体具有通透性的膜(所述膜置于泄漏测试仪入口和测试气体传感器 之间的通道中)、以及在500毫秒或更短时间内充分终止测试气体经所述膜传 送的控制装置。在其他实施方式中，所述控制装置在IOO毫秒或更短时间内充分终止测试气体的跨膜传送。在其他实施方式中，所述控制装置在25毫秒或更短时间内充分终止测试气体的跨膜传送。在一种实施方式中，所述控制装置包含连接在泄漏检测仪入口和所述膜之 间的第一个阀(所述第一个阀和所述膜之间限定了截留体积)、与所述截留体 积相连的第二个阀、以及在第一种模式中开启第一个阀并关闭第二个阀和转换 成第二种模式时开启第二个阀并关闭第一个阀的控制器，其中真空泵包含具有与泄漏检测仪入口相连的第一个入口和经第二个阔与截留体积相连的第二个 入口的双入口真空泵。在另一实施方式中，所述控制装置包含置于泄漏检测仪入口和测试气体传 感器之间的通道中的阀，所述阀包含外壳和阀门关闭组件，该组件在关闭状态 与所述膜接触和开启状态从所述膜上收回之间运动。按照本专利技术的第二个方面，提供了一种用于泄漏检测的方法。所述方法包 括使测试气体流经置于泄漏检测仪入口和测试气体传感器之间的通道中的膜、通过测试气体传感器感应测试气体、以及在500毫秒或更短时间内充分终止测 试气体的跨膜传送。在其他实施方式中，所述方法包括在IOO毫秒或更短时间内充分终止测试 气体的跨膜传送。在其他实施方式中，所述方法包括在25毫秒或更短时间内 充分终止测试气体的跨膜传送。附图说明为了更好地理解本专利技术，参照通过参考整合在本申请书中的附图，其中图1是泄漏检测仪的第一个实施例的简化的框图；图2是整合有膜的阀的实施例的部分横截面视图；图3是泄漏检测仪的第二个实施例的简化的框图；图4是作为温度的函数的复合膜第一个实施例的渗透性的图；图5是作为温度的函数的复合膜第二个实施例的渗透性的图；以及图6是参照泄漏的一个实施例的示意图。专利技术详细描述本专利技术一般涉及使用一种或多种轻的气体作为测试气体的泄漏检测仪。轻 的气体包括氦、氢、氖及其同位素。泄漏检测方法和装置包括置于入口和测试 气体传感器之间的膜。所述膜对于所述轻的气体具有通透性并选择性地阻碍较 重的气体(即所有比氖重的气体)。测试气体传感器的例子包含离子泵、电离计、质谱仪、扇形磁场质谱仪、四极质谱仪、潘宁泵(pe皿ingcdl)、耗气真 空计、以及电荷耦合装置。根据作为时间函数的测试气体传感器的输出和阔调 节记录，可以几乎实时计算测试气体浓度，并由此计算泄漏速度。使用通过测试气体并阻碍较重气体的膜的泄漏检测仪的一个问题是如何对 例如泄漏检测仪从测试模式转换为非测试模式产生响应，迅速终止测试气体的 跨膜传送。在测试模式中，在泄漏测试仪的入口和膜之间建立连接。在非测试 模式中，通常通过关闭阀门断开入口和膜的连接。然而，尽管阀门是关闭的， 截留在阀门和膜之间的体积中的测试气体继续透过膜并被测试气体传感器所 感应。即便对于相对小的截留体积而言，测试气体的透膜传送可能在无法接受 的长时间内延续。因此，对于缓解这一问题的泄漏检测仪的结构存在需求。现有技术中的结构通过断开膜加热器终止测试气体的传送。然而，所希望 的是在所述膜在室温和约100°C之间运作的结构中非常迅速地终止测试气体 的跨膜传送。优选地，当泄漏检测仪从测试模式转换至非测试模式时或当出于任何其他 原因需要终止测试气体的跨膜传送时，测试气体的跨膜传送在500毫秒或更短 时间内得以充分终止。更优选地，测试气体的跨膜传送在100毫秒或更短时间 内得以充分终止。最优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泄漏检测仪，包括：　一个接收测试气体的泄漏检测仪入口；　一个与所述泄漏检测仪入口相连的真空泵；　一个感应所述测试气体的通过通道与所述泄漏检测仪入口相连的测试气体传感器；　一个对所述测试气体通透的膜，所述膜置于所述 泄漏检测仪入口与所述测试气体传感器之间的通道内；以及　一个在５００毫秒或更短时间内充分终止所述测试气体跨膜传送的控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AG莱帕特，
申请(专利权)人：凡利安股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]