[发明专利]用于测试容器泄漏的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及在工业制造流程期间测试容器的泄漏，以及用于实现它的方法。

背景技术

测试容器的泄漏可以利用不同的检测方法来执行。

第一个已知的测试方法是称作“压力变化测试”的方法，其开始于在待测试容器内建立确定的超压。

接着，堵住待测试容器，并且测量其内部压力随时间的变化。如果存在泄漏，则内部压力降低，并且对这个压力降低的测量可以被用来推断泄漏值。

根据该方法的一个变型，将气流注入待测试容器从而维持容器内的高内压。维持这个平衡所必需的气流值使之能够推断相应的泄漏流。

该方法的另一个变型开始于在待测试容器内建立确定的低压，然后堵住该容器。在泄漏的情况下，压力升高并且对这个压力升高的测量可以被用来推断泄漏值。

这些方法实现起来都较简单且成本不高。然而，测量的敏感度是有限的并且取决于方法实现的特定条件。

因此，敏感度取决于待测试容器的容积，这对于具有柔性壁且内容积在进行测试方法期间会变化的待测试容器而言特别地不利。

另外，进行测量所需要的时间对于其并入快节奏的工业流程而言过长，例如在机动车辆制造领域中。此外，测量的结果对于容器温度的变化相当敏感。

用于通过利用氦检测泄漏来测试待测试容器的严密性的方法也是已知的。

为了实现该方法，在容器内建立氦的超压。接着，利用连接到泄漏传感器的嗅探器(sniffer)来检测氦是否存在于围绕容器的环境大气内。氦的存在代表有泄漏，并且因而代表容器存在严密性缺陷。

该方法的缺陷在于其使用限于查出大量泄漏并且该方法的敏感度受到测试室环境大气内相对较高的氦背景噪声的限制(氦的自然残余浓度通常在5ppm以上)。此外，该方法难以在工业流程中实现。另外，氦的使用相当昂贵。

根据氦检测方法的一个变型实施例，待测试容器被置于封闭腔内，该封闭腔既连接到建立适当真空的泵送室也连接到氦泄漏传感器。

容器的内部空间连接到氦增压设备，并且通过由泄漏传感器检测在封闭腔的内部大气内是否有氦来寻找泄漏。

这个氦泄漏检测方法对于执行准确的定量测量而言是可靠的、可复制的、高敏感度的测试，其可以被纳入工业流程中。然而，其实现是受限的。

首先，封闭腔本身必须是密闭的从而能够支持真空。其次，泵送设备必须适合于与它们连接的封闭腔的容积。因此，对于大容积待测试容器而言，必须提供大泵送单元，这代表了较高的投资和维护费用。

另一个缺陷在于该方法的敏感度受限于这一事实，即氦十分易于吸附到待测试容器表面上以及接收该容器的腔室的表面上。

因此，在检测存在泄漏的容器之后从腔室表面上清除污染是相当缓慢的并且妨碍了工业流程。

发明内容

本发明因而旨在提出一种成本较低而敏感度较高的可选方案，其可以更快地应用于工业流程，即使是快节奏工业流程也是如此，这实现了简单可靠的卷入。

为此，本发明的一个目的是一种用于测试待测试容器的泄漏的方法，包括：

-第一步骤，在此期间利用挥发性有机化合物追踪传感器来测量大气压下的腔室内的背景噪声，该传感器的测量敏感度小于或约等于1ppb，

-当背景噪声测量结果大于预定阈值时从腔室内部大气中清除污染的中间步骤，以及

-第二步骤，在此期间混合腔室的内部大气从而使得接收限定含有挥发性有机化合物的有界内部空间的容器的内部大气的组成成分均匀，利用所述挥发性有机化合物追踪传感器来测量大气压腔室内的挥发性有机化合物的浓度，并且将背景噪声的测量结果与挥发性有机化合物浓度的测量结果相比较，从而检测所述待测试容器内的泄漏。

挥发性有机化合物呈现出许多优点，例如丙酮、丙烷、丁烷、异丁烯(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)。

在大气中以气体形式存在的气体包括碳原子。它们特别地易挥发并且对表面的附着程度较低，这使得它们能够被容易地排除。因此，当检测到泄漏或者当背景噪声过高时，从腔室清除污染是快速且简单的。此外，它们呈现出已经存在于待测试的特定工业容器内的优点，例如喷雾罐或点火器。另外，这些气体已经以低残余浓度存在于环境大气内(约为10ppb)。此外，具有非常高的测量敏感度的挥发性有机化合物的简单传感器是有现货供应的，其敏感度约为1ppb或更低。

因此，挥发性有机化合物的使用是有利的，因为：