專利名稱：用于測試容器泄漏的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在工業(yè)制造流程期間測試容器的泄漏，以及用于實現(xiàn)它的方法。
背景技術(shù)：
測試容器的泄漏可以利用不同的檢測方法來執(zhí)行。第一個已知的測試方法是稱作“壓力變化測試”的方法，其開始于在待測試容器內(nèi) 建立確定的超壓。接著，堵住待測試容器，并且測量其內(nèi)部壓力隨時間的變化。如果存在泄漏，則內(nèi) 部壓力降低，并且對這個壓力降低的測量可以被用來推斷泄漏值。根據(jù)該方法的一個變型，將氣流注入待測試容器從而維持容器內(nèi)的高內(nèi)壓。維持 這個平衡所必需的氣流值使之能夠推斷相應(yīng)的泄漏流。該方法的另一個變型開始于在待測試容器內(nèi)建立確定的低壓，然后堵住該容器。 在泄漏的情況下，壓力升高并且對這個壓力升高的測量可以被用來推斷泄漏值。這些方法實現(xiàn)起來都較簡單且成本不高。然而，測量的敏感度是有限的并且取決 于方法實現(xiàn)的特定條件。因此，敏感度取決于待測試容器的容積，這對于具有柔性壁且內(nèi)容積在進行測試 方法期間會變化的待測試容器而言特別地不利。另外，進行測量所需要的時間對于其并入快節(jié)奏的工業(yè)流程而言過長，例如在機 動車輛制造領(lǐng)域中。此外，測量的結(jié)果對于容器溫度的變化相當(dāng)敏感。用于通過利用氦檢測泄漏來測試待測試容器的嚴(yán)密性的方法也是已知的。為了實現(xiàn)該方法，在容器內(nèi)建立氦的超壓。接著，利用連接到泄漏傳感器的嗅探器 (sniffer)來檢測氦是否存在于圍繞容器的環(huán)境大氣內(nèi)。氦的存在代表有泄漏，并且因而代 表容器存在嚴(yán)密性缺陷。該方法的缺陷在于其使用限于查出大量泄漏并且該方法的敏感度受到測試室環(huán) 境大氣內(nèi)相對較高的氦背景噪聲的限制(氦的自然殘余濃度通常在5ppm以上)。此外，該 方法難以在工業(yè)流程中實現(xiàn)。另外，氦的使用相當(dāng)昂貴。根據(jù)氦檢測方法的一個變型實施例，待測試容器被置于封閉腔內(nèi)，該封閉腔既連 接到建立適當(dāng)真空的泵送室也連接到氦泄漏傳感器。容器的內(nèi)部空間連接到氦增壓設(shè)備，并且通過由泄漏傳感器檢測在封閉腔的內(nèi)部 大氣內(nèi)是否有氦來尋找泄漏。這個氦泄漏檢測方法對于執(zhí)行準(zhǔn)確的定量測量而言是可靠的、可復(fù)制的、高敏感 度的測試，其可以被納入工業(yè)流程中。然而，其實現(xiàn)是受限的。首先，封閉腔本身必須是密閉的從而能夠支持真空。其次，泵送設(shè)備必須適合于與 它們連接的封閉腔的容積。因此，對于大容積待測試容器而言，必須提供大泵送單元，這代 表了較高的投資和維護費用。另一個缺陷在于該方法的敏感度受限于這一事實，即氦十分易于吸附到待測試容器表面上以及接收該容器的腔室的表面上。因此，在檢測存在泄漏的容器之后從腔室表面上清除污染是相當(dāng)緩慢的并且妨礙 了工業(yè)流程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明因而旨在提出一種成本較低而敏感度較高的可選方案，其可以更快地應(yīng)用 于工業(yè)流程，即使是快節(jié)奏工業(yè)流程也是如此，這實現(xiàn)了簡單可靠的卷入。為此，本發(fā)明的一個目的是一種用于測試待測試容器的泄漏的方法，包括-第一步驟，在此期間利用揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器來測量大氣壓下的腔室 內(nèi)的背景噪聲，該傳感器的測量敏感度小于或約等于lppb，-當(dāng)背景噪聲測量結(jié)果大于預(yù)定閾值時從腔室內(nèi)部大氣中清除污染的中間步驟， 以及-第二步驟，在此期間混合腔室的內(nèi)部大氣從而使得接收限定含有揮發(fā)性有機化 合物的有界內(nèi)部空間的容器的內(nèi)部大氣的組成成分均勻，利用所述揮發(fā)性有機化合物追蹤 傳感器來測量大氣壓腔室內(nèi)的揮發(fā)性有機化合物的濃度，并且將背景噪聲的測量結(jié)果與揮 發(fā)性有機化合物濃度的測量結(jié)果相比較，從而檢測所述待測試容器內(nèi)的泄漏。揮發(fā)性有機化合物呈現(xiàn)出許多優(yōu)點，例如丙酮、丙烷、丁烷、異丁烯(或甲基-2丙 烯)、乙醇、甲醇、苯、丁烯、丙烯、乙烯、或PGMEA(或丙二醇甲醚醋酸酯或1-甲氧基-2-乙酰 氧基丙烷或1-甲氧基-2-丙醇醋酸酯)。在大氣中以氣體形式存在的氣體包括碳原子。它們特別地易揮發(fā)并且對表面的附 著程度較低，這使得它們能夠被容易地排除。因此，當(dāng)檢測到泄漏或者當(dāng)背景噪聲過高時， 從腔室清除污染是快速且簡單的。此外，它們呈現(xiàn)出已經(jīng)存在于待測試的特定工業(yè)容器內(nèi) 的優(yōu)點，例如噴霧罐或點火器。另外，這些氣體已經(jīng)以低殘余濃度存在于環(huán)境大氣內(nèi)(約為 IOppb)。此外，具有非常高的測量敏感度的揮發(fā)性有機化合物的簡單傳感器是有現(xiàn)貨供應(yīng) 的，其敏感度約為Ippb或更低。因此，揮發(fā)性有機化合物的使用是有利的，因為-敏感度測量可以容易地、快速地以較低成本進行，這意味著不需要大型光譜儀而 是只通過使用相應(yīng)的高敏感度的揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器以及用于使得腔室內(nèi)環(huán)境 均勻以更容易地檢測追蹤氣體的變化的混合裝置，以及-腔室的內(nèi)部大氣可以被容易地以較低成本除污染，這意味著不需要泵送設(shè)備，只 要背景噪聲的測量大于預(yù)定閾值。例如，對于約為100公升的單個腔室的內(nèi)部容積而言，背景噪聲的濃度對于100% 的氦追蹤氣體而言約為5000ppb、對于包括5%的氫氣的追蹤氣體而言約為500ppb，并且對 于包括一種或多種揮發(fā)性有機化合物的追蹤氣體而言約為50ppb。此外，在對所述容積內(nèi)的 這種氣體的僅4秒的積累之后就獲得了這些測量結(jié)果，這與對于包括5%的氫氣的追蹤氣 體的48秒和對于氦追蹤氣體的M秒相反。因此，所獲得的測量結(jié)果比通過氦追蹤氣體進 行的檢測快六倍并且比通過氫追蹤氣體進行的檢測快十倍。測試方法可以包括一個或多個下列特征-該測試方法包括在第二步驟之前的附加中間步驟，在該附加中間步驟期間包括揮發(fā)性有機化合物的追蹤氣體以大于大氣壓的氣壓被注入所述容器內(nèi)，-所述追蹤氣體是具有濃度較低的至少一種揮發(fā)性有機化合物的惰性氣體，例如 氮，所述濃度例如低于6%，優(yōu)選地在1 %到6%之間，并且有利地等于5.9%，所述有機化合 物特別地是異丁烯，-所述測試方法包括校準(zhǔn)的預(yù)備步驟，在該預(yù)備步驟期間，通過將校準(zhǔn)量的揮發(fā)性 有機化合物注入腔室中，關(guān)于腔室容積來校準(zhǔn)揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器。本發(fā)明還涉及一種用于測試待測試容器的泄漏的設(shè)備，包括用于接收待測試容 器的大氣壓下的腔室，并且包括具有小于或約等于Ippb的測量敏感度且流體連接到該腔 室的揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器，除污染裝置，用于混合氣體的裝置，和能夠比較所述傳 感器的測量結(jié)果以提供關(guān)于所述待測試容器的密封性的信息并且能夠?qū)崿F(xiàn)上述測試方法 的處理單元。所述測試設(shè)備可以包括一個或多個下列特征-所述測試設(shè)備包括用于以大于腔室大氣壓的壓力將包括揮發(fā)性有機化合物的追 蹤氣體注入所述待測試容器中以實現(xiàn)上述測試方法的增壓系統(tǒng)，-所述除污染裝置包括配備有閥門和揮發(fā)性有機化合物過濾器的除污染腔室，所 述閥門能夠使得腔室內(nèi)部大氣與過濾器隔離開，以實現(xiàn)上述測試方法的除污染步驟，-所述除污染裝置包括附加除污染腔室，該腔室依次包括閥門、氣體驅(qū)動裝置(例 如風(fēng)扇)和揮發(fā)性有機化合物過濾器，這兩個除污染腔室被配置成能夠使得清潔氣體從第 一除污染腔室的進氣口流向第二除污染腔室的出氣口，-所述腔室包括旁通管線，該旁通管線與揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器相連并且 特別地包括氣體流動裝置，例如風(fēng)扇。


參考附圖，通過閱讀本發(fā)明的說明書，其他優(yōu)點和特征將變得明顯，其中
-圖1示出了泄漏測試設(shè)備；-圖2示出了圖1的泄漏測試設(shè)備的一個變型實施例；-圖3是所述測試設(shè)備的泄漏測試方法的流程圖；和-圖4示出了圖2的泄漏測試設(shè)備內(nèi)的追蹤氣體濃度隨時間的變化。在這些圖中，相同的單元用相同的參考號碼標(biāo)記。為了清楚，測量方法的各步驟的 編號從100開始。
具體實施例方式本發(fā)明涉及用于在工業(yè)制造流程期間測試待測試設(shè)備的泄漏的泄漏測試方法和 設(shè)備。第一應(yīng)用涉及測試待測試容器的密封性，該容器被設(shè)計成圍住以固體、液體和/ 或氣體形式的自然釋放揮發(fā)性有機化合物的主體?？梢宰鳛槔佣玫娜萜靼ㄓ糜趪〕掷m(xù)釋放一種或多種揮發(fā)性有機化合 物的工業(yè)用油的變壓器或斷路器，或用于容納釋放揮發(fā)性有機化合物的化妝品的管，例如口紅管。5
第二應(yīng)用涉及測試這樣的待測試容器的密封性其包括流體在其中流通的一個或 多個管子或流體存儲于其中的空間，例如液體、氣體或液體氣體混合物?？梢宰鳛槔佣玫娜萜靼ㄈ加拖浠驘峤粨Q器，特別是空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)然，所述測試方法和設(shè)備適用于任何配備有至少一個有界內(nèi)部空間的流體和/ 或固體容器，該容器的密封性是通過檢測是否存在泄漏來檢查的。用于測試的方法和設(shè)備也適用于同時測試多個不同的容器。圖1示出了根據(jù)第一實施例而構(gòu)造的泄漏測試設(shè)備1。在這個第一示例性實施例中，待測試容器3被設(shè)計成圍住以固體、液體和/或氣體 形式的主體，該主體由于其成分而自然地持續(xù)釋放揮發(fā)性有機化合物。測試設(shè)備1包括用于接收待測試容器3的腔室5、揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器 7、除污染裝置、和能夠比較所述傳感器7的測量結(jié)果以提供關(guān)于所述待測試容器3的密封 性的信息的處理單元9。術(shù)語追蹤傳感器是指擁有高敏感度的傳感器，其使之能夠檢測到揮發(fā)性有機化合 物的存在，即使它們是以小于0. Ippm的濃度而存在。例如，揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器 7使用光電離的原理(“光電離檢測器”或“PID”)。有利地，腔室5的內(nèi)部大氣10可以大約是測試室14中的環(huán)境大氣壓力。因此，腔室5只需要滿足真空所需要的特定的機械應(yīng)力和密封性。另外，昂貴的泵 送設(shè)施對于創(chuàng)建腔室5內(nèi)的真空而言并不是必需的。這也對腔室5的成本產(chǎn)生了影響，這是因為，由于施加于腔室5的壁16上的機械 應(yīng)力與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下所施加的應(yīng)力相同，因此壁16可以例如用薄金屬外殼來構(gòu)成。當(dāng)然，腔室5的壁16優(yōu)選地包括這樣的材料其表現(xiàn)對于揮發(fā)性有機化合物而言 是惰性的并且不釋放、吸附或吸收任何揮發(fā)性有機化合物。此外，由于腔室5的密封性條件是最小化的(只需要固定的內(nèi)部大氣壓10)，作為 可選方案，可以提供例如用塑料制成的可變形的或柔性的壁16，例如防水布。防水布的使用特別適合于測試大型容器3的泄漏并且能夠容易地適配于具有不 同體積或形狀的容器3。腔室5的內(nèi)部大氣10流體連接到追蹤傳感器7從而能夠檢測腔室5內(nèi)的揮發(fā)性 有機化合物的存在。根據(jù)一個變型實施例，腔室5還包括與揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器7相連的旁 通管線11。旁通管線11包括至少一個氣體流動裝置13，例如風(fēng)扇。由此確保腔室5的內(nèi)部大 氣10流向待測量的追蹤傳感器7。優(yōu)選地，氣體流裝置13被配置成使得追蹤傳感器7的入口的氣流是層流。追蹤傳感器7能夠以約為Ippb或更小的敏感度來實時測量至少一種以小于 0. Ippm(百萬分比，或10_6)的濃度存在的揮發(fā)性有機化合物。優(yōu)選地，傳感器7甚至擁有更大的敏感度以便以ppb(十億分比或10_9)濃度或甚 至PPt(萬億分比，或10_12)濃度來檢測所有揮發(fā)性有機化合物的存在，例如丙酮、丁烷、甲 醇、乙醇、異丁烯、丙烷、苯、丁烯、丙烯、乙烯或PGMEA。此外，傳感器7連接到處理單元9以向該單元發(fā)送代表在腔室5內(nèi)所進行的測量的輸出信號。因此，應(yīng)當(dāng)理解，容器3內(nèi)的揮發(fā)性有機化合物可以在容器3內(nèi)發(fā)生泄漏的情況下 被檢測到，該泄漏將導(dǎo)致可由傳感器7檢測到的追蹤氣體的泄漏。有利地，腔室5的容積稍大于待測試容器3的容積，從而減少可能包含來自泄漏的 揮發(fā)性有機化合物的腔室5的測量容積18，由此改進響應(yīng)時間和測量敏感度，測量容積18 等于已減去容器3的容積的腔室5的內(nèi)部容積。測試設(shè)備包括氣體混合裝置20，例如風(fēng)扇，以使得測量容積18中的大氣可以被混 合在一起。這也有助于改進響應(yīng)時間，因為泄漏到腔室5中的揮發(fā)性有機化合物保持停留 在導(dǎo)致泄漏的密封性缺陷附近的局部范圍內(nèi)。然而，這個化合物通過腔室5的內(nèi)部大氣10 中的混合裝置20而擴散，這使之能夠進行均勻測量并檢測背景噪聲濃度中的變化。除污染裝置使之能夠?qū)η皇?的內(nèi)部大氣10除污染，以通過實現(xiàn)除污染步驟來減 小背景噪聲。例如，揮發(fā)性有機化合物的濃度減小至小于IOppb的值，以使得揮發(fā)性有機化 合物的殘余濃度約等于環(huán)境空氣中的濃度。測量背景噪聲旨在量化腔室5的測量容積18內(nèi)的揮發(fā)性有機化合物的初始濃度， 其與待測試容器3的密封性缺陷無關(guān)。除污染步驟是在當(dāng)背景噪聲測量結(jié)果大于預(yù)定閾值時進行測試密封性的測量之 前被執(zhí)行的。除污染步驟也可以在進行測量之后被執(zhí)行，但是最好是在檢測到泄漏時移開 待測試容器3之前。除污染裝置配備有包括閥門M和揮發(fā)性有機化合物過濾器沈的除污染腔室22。 閥門M流體連接到腔室5從而能夠?qū)⑶皇?的內(nèi)部大氣10從位于閥門M下游的過濾器 26隔離開。圖1示出了(位于腔室5底部的)根據(jù)該第一實施例的除污染裝置。因此，在利用根據(jù)該第一實施例構(gòu)造的測試設(shè)備1進行除污染的步驟的實施期 間，閥門M被打開以便過濾器26不再與腔室5的內(nèi)部大氣10隔離開，而是與其接觸。腔室5的內(nèi)部大氣10利用氣體混合裝置20被同時混合從而對腔室有效地除污^fe ο過濾器沈包括例如沸石或活性炭，其優(yōu)選地可用加熱的方法再生，從而捕捉任何 揮發(fā)性有機化合物。污染消除由此可以在每次容器3泄漏測試之間針對腔室5的內(nèi)部大氣10而實施， 這改進了測量的敏感度。根據(jù)第二實施例，所述除污染裝置包括附加的除污染腔室23。兩個除污染腔室22、23每個都包括連接到位于揮發(fā)性有機化合物過濾器沈、32上 游的腔室5的閥門24,28.附加的除污染腔室23還包括置于閥門28與揮發(fā)性有機化合物過濾器32之間的 氣體驅(qū)動裝置30 (如圖1頂部所示)，例如風(fēng)扇。兩個污染可再生腔室22、23優(yōu)選地被安排成彼此相對的位置從而能夠使得清潔 氣體從連接在過濾器32上游的進入除污染腔室23的進氣口 E流向連接在過濾器沈下游 的從除污染腔室22外出的出氣口 S。清潔氣體是不含揮發(fā)性有機化合物的氣體，例如氮氣。氣體被注入進氣口 E。
因此，當(dāng)利用根據(jù)該第二實施例構(gòu)造的測試設(shè)備1來實施除污染步驟時，閥門M 和觀同時被打開以使得過濾器沈和32不再與腔室5的內(nèi)部大氣10隔離，而是與其接觸。設(shè)置在閥門觀與過濾器32之間的氣體驅(qū)動裝置30然后被開啟以使得清潔氣體 從除污染腔室23的進氣口 E流向除污染腔室22的出氣口 S。氣體由此依次經(jīng)過濾除揮發(fā)性有機化合物中可能存在的雜質(zhì)的過濾器32，然后經(jīng) 過腔室5的內(nèi)部大氣10。清潔氣體然后流向第二除污染腔室22，并且隨之帶走可能存在的來自腔室5的內(nèi) 部大氣10的微量揮發(fā)性有機化合物。揮發(fā)性有機化合物然后由過濾器沈捕捉。此外，除污染裝置可以包括用于當(dāng)容器3和腔室5的壁16是金屬時將它們加熱的 裝置，從而促進和加快揮發(fā)性有機化合物從壁16被除去并且由此減少揮發(fā)性有機化合物 的殘余量。也設(shè)想除污染裝置由不包含揮發(fā)性有機化合物的氣體噴射裝置構(gòu)成從而清掃腔 室5的內(nèi)部大氣10(未顯示)。除污染裝置有利地連接到處理單元9，該處理單元還被配置成按照測試方法的各 步驟流程來控制其操作。圖2示出了圖1的測試設(shè)備1的變型實施例。該變型實施例應(yīng)用于用于流體和/或固體的待測試容器3，該待測試容器包括能 夠接收流體和/或固體的至少一個內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間由壁12設(shè)定其界限，通過當(dāng)追蹤 氣體被注入容器3中時檢測是否存在泄漏來檢測該內(nèi)部空間中的密封性缺陷。在該例子中，待測試容器3是熱交換器，例如發(fā)動機的冷卻散熱器、采暖散熱器、 或油或燃料冷卻器或空氣調(diào)節(jié)器的蒸發(fā)器/冷凝器。它包括入口管線；34和出口管線36。除了已經(jīng)描述的單元之外，泄漏測試設(shè)備1包括用于以大于腔室5的大氣壓力的 壓力將含有揮發(fā)性有機化合物的跟蹤氣體注入容器3中的增壓系統(tǒng)38。增壓系統(tǒng)38流體連接到被置于腔室5內(nèi)的容器3的入口 34和出口 36從而以大 于腔室5的大氣壓力的壓力將追蹤氣體注入容器3的內(nèi)部空間8中，也就是說大于大約 1013hPao處理單元9連接到增壓系統(tǒng)38從而控制追蹤氣體注入容器3內(nèi)的注入周期。為了減少揮發(fā)性有機化合物的消耗，有利地規(guī)定增壓系統(tǒng)38包括用于回收追蹤 氣體的裝置。也可以規(guī)定增壓系統(tǒng)38包括用于處理追蹤氣體以避免污染測試室14的環(huán)境大氣 的裝置。因此，應(yīng)當(dāng)理解，包含惰性氣體和至少一種揮發(fā)性有機化合物的追蹤氣體是以大 于大氣壓力的壓力被注入容器3內(nèi)的，如果在容器3內(nèi)有密封性缺陷則這個追蹤氣體以及 特別是揮發(fā)性有機化合物可以被傳感器7檢測到。在操作中，處理單元9被配置成處理并使用傳感器7的測量結(jié)果并且實施測量方 法 100。根據(jù)一個特定實施例，處理單元9還被配置成發(fā)送代表測試方法100的進展?fàn)顟B(tài) 的信號至工業(yè)制造流程測試單元，從而管理待測試容器3的速度。8
圖3中的流程圖示出了用于測試泄漏的方法100。在測試方法100中，首先提供校準(zhǔn)預(yù)備步驟101，在該預(yù)備步驟期間，通過將校準(zhǔn) 量的揮發(fā)性有機化合物注入腔室5中，關(guān)于腔室5來校準(zhǔn)揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器7。校準(zhǔn)預(yù)備步驟101被用來補償由揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器7關(guān)于腔室5所進 行的測量中的任何偏差。校準(zhǔn)預(yù)備步驟101優(yōu)選地在測試設(shè)備1的更改之后進行，或在預(yù)定數(shù)目的待測試 容器3之后進行。接著，待測試容器3被置于腔室5內(nèi)。之后，在測試方法100的第一步驟102中，利用揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器7來 測量腔室5內(nèi)大氣壓力下的背景噪聲。背景噪聲的測量是對存在于腔室5內(nèi)的揮發(fā)性有機化合物初始濃度的測量。接著，在中間除污染步驟103期間對腔室5的內(nèi)部大氣10有利地除污染(圖3)。為了減少測試方法100中的步驟數(shù)目并且減少檢測時間，僅當(dāng)背景噪聲大于預(yù)定 閾值時才對腔室5的內(nèi)部大氣10除污染，從而保證測量具有可接受的信噪比。執(zhí)行中間除 污染步驟103直到背景噪聲的獲得使之能夠?qū)崿F(xiàn)揮發(fā)性有機化合物濃度的較大測量結(jié)果。接著，根據(jù)針對容器3的測試方法100的第一實施例，其中該容器3包括輸送流 體的一個或多個管道或存儲流體的空間，例如油箱或熱交換器，測試方法100實施附加中 間步驟104，在該附加中間步驟期間，追蹤氣體以大于大氣壓力的氣壓而被注入所述容器3 內(nèi)。追蹤氣體是至少一種揮發(fā)性有機化合物(特別是異丁烯)中的惰性氣體，例如氮 氣，其具有較低的濃度，例如小于6%，優(yōu)選地在到6%之間，并且有利地等于5.9%。因此，異丁烯的濃度小于易燃閾值。假設(shè)滿足特定的測試條件，例如滿足所謂的“ATEX”規(guī)則的限制，也可以提供包括 占有大部分濃度的至少一種揮發(fā)性有機化合物的追蹤氣體。根據(jù)測試方法100的第二實施例(圖1的實施例的測試設(shè)備1)，所述容器3已經(jīng) 在其內(nèi)部空間內(nèi)包括用于利用其構(gòu)造來除去揮發(fā)性有機化合物的主體。例如，該容器是變 壓器或斷路器并且包括基于揮發(fā)性有機化合物的工業(yè)油。根據(jù)另一個例子，該容器是口紅 管并且包括基于揮發(fā)性有機化合物的化妝品。根據(jù)另一個例子，容器3包括用于流體的內(nèi)部空間8，例如油箱或熱交換器，其事 先被填充以包括揮發(fā)性有機化合物的追蹤氣體。接著，在測試方法100的兩個實施例中，氣體混合裝置20被開啟以獲得穩(wěn)態(tài)的氣 流并且由此迅速檢測到泄漏的存在(若有的話)。之后，在第二步驟105期間，利用揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器7來測量用于接收 所述容器3的腔室5內(nèi)的大氣壓下的揮發(fā)性有機化合物的濃度，并且將背景噪聲測量結(jié)果 與揮發(fā)性有機化合物濃度測量結(jié)果相比較以檢測待測試容器3內(nèi)的泄漏。在測量期間，通過混合裝置20來混合腔室5的內(nèi)部大氣10以獲得正確的、穩(wěn)定的 以及快速的測量。有利地，基于預(yù)定的時間偏差來測量揮發(fā)性有機化合物濃度的變化，從而確定測 量曲線的斜率。
曲線的斜率與容器3的壁12的總泄漏流成比例。斜率也取決于測量容積18。因 此，基于斜率的計算來獲得容器3的泄漏流的量化值是相對容易的。因此，可以估計容器3 內(nèi)的密封性缺陷級別。只要斜率大于預(yù)定閾值，容器3就被送回翻新或修復(fù)。在揮發(fā)性有機化合物濃度大于背景噪聲的情況下，泄漏因而是確實存在的密封性 缺陷，其隨時間不斷增加至大于定義密封性標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定閾值。如果在預(yù)定測量時期之后沒有檢測到揮發(fā)性有機化合物濃度的明顯改變，停止測 量并且斷定待測試容器3在密封性標(biāo)準(zhǔn)下是可接受的。如果揮發(fā)性有機化合物濃度的變化大于預(yù)定閾值，則判定存在泄漏，以及容器3 因而具有密封性缺陷。這個容器因而可以從工業(yè)制造流程中除去。接著，只要認(rèn)為所獲知的泄漏率足夠準(zhǔn)確，測試方法100就終止。在從腔室5移除容器3之前，只要已經(jīng)檢測到泄漏，就可以提供從腔室5除污染的 附加步驟106。除污染步驟106被實施直到揮發(fā)性有機化合物濃度減小至等于測試室14內(nèi)的濃 度的值。處理單元9然后發(fā)送信號至工業(yè)制造流程控制單元以告知它泄漏測試設(shè)備1再度 可用于接收新的待測試容器3。因此，用于待測試容器3的泄漏測試方法100具有若干優(yōu)點。這是因為不像用作檢測泄漏的跟蹤氣體的其他氣體種類(例如氦)那樣，通過以 大氣壓力簡單地驅(qū)動氣體，揮發(fā)性有機化合物的易揮發(fā)性可以被用來經(jīng)由除污染裝置將追 蹤氣體導(dǎo)向傳感器7或容易地排空腔室5。在工業(yè)制造流程期間測試容器3所需要的時間由此大大減少，因為排空背景噪聲 殘余揮發(fā)性有機化合物只需要幾秒鐘，這包括在檢測泄漏容器3之后立刻進行。圖4示出了在關(guān)于具有密封性缺陷的容器3執(zhí)行泄漏測試方法100期間檢測到揮 發(fā)性有機化合物濃度隨時間的示例性變化。圖中的曲線是從來自圖2的測試設(shè)備1的傳感器7的測量結(jié)果中獲得的。圖中的初始時刻t0對應(yīng)于第一步驟102的開始，在此期間測量背景噪聲。在此刻， 在測量容積18內(nèi)測量到異丁烯具有約30ppb的濃度。這個級別對應(yīng)于特定測試條件下的 可接受背景噪聲，在該特定測試條件下腔室5是容積約為三十公升的冷卻散熱器。接著，追蹤氣體以大于大氣壓力的氣壓而被引入測試容器3內(nèi)。接著，從時刻tl開始，即在開始將追蹤氣體注入容器3的內(nèi)部空間8內(nèi)之后幾秒 鐘，觀測到揮發(fā)性有機化合物濃度的測量結(jié)果顯著增加。揮發(fā)性有機化合物濃度的增加是線性的，其表示存在泄漏。揮發(fā)性有機化合物濃度的變化因而在測試的三十秒內(nèi)被確定，從而確定曲線的斜 率。接著，在時刻t2，停止注入追蹤氣體。優(yōu)選地，一旦曲線斜率達到預(yù)定斜率就停止注入追蹤氣體，從而在發(fā)現(xiàn)泄漏時迅 速停止注入并且由此避免背景噪聲級別變得太差。在適當(dāng)?shù)那闆r下，腔室5內(nèi)的混合裝置20的操作也可以停止。
觀測到揮發(fā)性有機化合物濃度幾乎保持不變。接著，如圖中所示，在初始時刻t0之后的幾微秒內(nèi)，激活除污染步驟106(在t3)。當(dāng)然，除污染步驟106可以在時刻t3之前被激活?？梢悦黠@看出揮發(fā)性有機化合物濃度下降。最后，在t4，或僅在測試的幾分鐘之后，揮發(fā)性有機化合物濃度降回至其初始值。測試容器3因而可以從腔室5中被移除。因此，觀測到泄漏測試方法100是高敏感度的方法，其實現(xiàn)簡單且快速、成本較低 并且適用于工業(yè)流程。此外，測量結(jié)果是可靠且可再現(xiàn)的。它對于容器3的壁12的溫度并不敏感。另外，測試設(shè)備1不需要任何泵送單元，因為它易于實現(xiàn)且耗電很少。1權(quán)利要求
1.一種用于待測試容器的泄漏測試方法，包括-第一步驟，在該第一步驟期間利用具有小于或約等于Ippb的測量敏感度的揮發(fā)性有 機化合物追蹤傳感器來測量大氣壓下的腔室內(nèi)的背景噪聲，-當(dāng)所述背景噪聲的測量結(jié)果大于預(yù)定閾值時去除所述腔室的內(nèi)部大氣中的污染的中 間步驟，和-第二步驟，在該第二步驟期間混合所述腔室的內(nèi)部大氣從而使得接收限定了含有揮 發(fā)性有機化合物的有界內(nèi)部空間的容器的所述內(nèi)部大氣的組成成分均勻，利用所述揮發(fā)性 有機化合物追蹤傳感器來測量大氣壓下的所述腔室內(nèi)的揮發(fā)性有機化合物的濃度，并且將 所述背景噪聲的測量結(jié)果與所述揮發(fā)性有機化合物的濃度的測量結(jié)果相比較，從而檢測所 述待測試容器中的泄漏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試方法，包括在所述第二步驟之前的附加中間步驟，在該 附加中間步驟期間以大于大氣壓的氣壓將包括揮發(fā)性有機化合物的追蹤氣體注入所述容 器內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試方法，其中，所述追蹤氣體包括具有濃度小于6%的 至少一種揮發(fā)性有機化合物的惰性氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試方法，其中，所述追蹤氣體包括具有濃度為至6%的 異丁烯的惰性氣體。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的測試方法，包括校準(zhǔn)預(yù)備步驟，在該校準(zhǔn)預(yù)備步驟期 間通過將校準(zhǔn)量的揮發(fā)性有機化合物注入所述腔室中來關(guān)于所述腔室的容積校準(zhǔn)所述揮 發(fā)性有機化合物追蹤傳感器。
6.一種用于測試待測試容器的泄漏的設(shè)備，包括用于接收待測試容器的大氣壓下的腔 室，并且包括具有小于或約等于Ippb的測量敏感度并且流體連接到所述腔室的揮發(fā)性有 機化合物追蹤傳感器，除污染裝置，用于混合氣體的裝置，以及能夠比較所述傳感器的測量 結(jié)果以提供關(guān)于所述待測試容器的密封性的信息并且能夠?qū)嵤┥鲜鰷y試方法的處理單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試設(shè)備，包括用于以大于所述腔室的大氣壓的壓力將包括 揮發(fā)性有機化合物注入所述待測試容器中的增壓系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的測試設(shè)備，其中，所述除污染裝置包括配備有閥門和揮發(fā) 性有機化合物過濾器的除污染腔室，所述閥門能夠?qū)⑺銮皇业膬?nèi)部大氣與所述過濾器隔 離開，以實施根據(jù)權(quán)利要求4的測試方法的除污染步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測試設(shè)備，其中，所述除污染裝置包括附加除污染腔室，該附 加除污染腔室依次包括閥門、例如風(fēng)扇的氣體驅(qū)動裝置、以及揮發(fā)性有機化合物過濾器，這 兩個除污染腔室被配置成能夠使得清潔氣體從第一除污染腔室的進氣口流向第二除污染 腔室的出氣口。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9之一所述的測試設(shè)備，其中，所述腔室包括旁通管線，該旁通管 線與所述揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器相連并且特別地包括氣體流動裝置，例如風(fēng)扇。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于測試容器泄漏的方法，包括第一步驟，其中利用具有小于或約等于1ppb的敏感度的揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器來測量大氣壓下的腔室中的背景噪聲；當(dāng)背景噪聲測量結(jié)果大于預(yù)定閾值時對腔室內(nèi)部大氣除污染的中間步驟；和第二步驟，其中混合腔室內(nèi)部大氣以使得接收限定了含有揮發(fā)性有機化合物的有界內(nèi)部空間的容器的內(nèi)部大氣的組成成分均勻，利用揮發(fā)性有機化合物追蹤傳感器測量大氣壓下腔室中的揮發(fā)性有機化合物濃度，并且比較背景噪聲測量結(jié)果和揮發(fā)性有機化合物濃度測量結(jié)果，從而檢測待測試容器的泄漏。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的設(shè)備。
文檔編號G01M3/32GK102047090SQ200980120415
公開日2011年5月4日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者P·比諾, S·科里爾德 申請人:阿爾卡特朗訊公司