ПЛЕНОЧНАЯ КАМЕРА С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ОБЪЕМОМ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ БОЛЬШОЙ ТЕЧИ Российский патент 2019 года по МПК G01M3/32 

Изобретение относится к пленочной камере для размещения испытуемого объекта, который должен быть исследован на наличие течи.

Пленочная камера является испытательной камерой по меньшей мере с одной гибкой областью стенки, которая состоит, например, из пленки. Типичная пленочная камера имеет два пленочных слоя, которые укладывают вокруг испытуемого объекта друг против друга для полного охвата испытуемого объекта. После размещения испытуемого объекта пленочную камеру герметически закрывают и вакуумируют. Затем контролируют изменение давления в объеме пленочной камеры в области вне испытуемого объекта, причем рост давления рассматривают как указание на течь в испытуемом объекте. В качестве альтернативы контролю давления в объеме пленочной камеры можно также контролировать гибкую область стенки, причем изменение гибкой области стенки или же пленки может указывать на течь. Такой способ известен из DE 10 2012 200 063 A1.

Трудность при испытуемом объекте с большой течью (большой утечкой) состоит в том, что при вакуумировании пленочной камеры одновременно большой течью заодно вакуумируется также и испытуемый объект. Измерение роста давления для определения течи после вакуумирования пленочной камеры в таком случае отказывает. В качестве большой течи рассматривается течь, которая делает возможным объемный поток через течь, который в пределах времени откачки отсасывает существенную часть свободного объема внутри испытуемого объекта.

В основе изобретения лежит задача создания пленочной камеры и соответствующего способа для возможности определения большой течи на испытуемом объекте.

Пленочная камера согласно изобретению определена признаками п. 1 формулы изобретения.

К ограничивающей объем пленочной камеры гибкой области стенки примыкает измерительная камера, которая герметически отделена от объема пленочной камеры. Когда исследуют испытуемый объект, который имеет грубую течь, при вакуумировании пленочной камеры заодно, по меньшей мере, частично вакуумируется и испытуемый объект. Тогда, за счет гибкой области стенки между объемом пленочной камеры и измерительным объемом увеличивается измерительный объем. При этом увеличение измерительного объема больше, чем в случае с герметичным испытуемым объектом или в случае с испытуемым объектом, который имеет меньшую течь. В случае с герметичным испытуемым объектом вакуумируется лишь объем пленочной камеры в области вне испытуемого объекта. В случае с испытуемым объектом с большой течью к тому же вакуумируется и испытуемый объект или, по меньшей мере, часть объема испытуемого объекта. То есть, в случае большой течи вакуумируется больший объем, чем в случае с герметичным испытуемым объектом. В результате этого объемное расширение измерительного объема тем больше, чем больше течь в испытуемом объекте. Тогда на основе расширения измерительного объема и/или гибкой области стенки может быть сделано заключение о величине возможной течи в испытуемом объекте.

Предпочтительно, пленочная камера имеет два пленочных слоя, которые в каждом случае образуют гибкую область стенки. Оба пленочных слоя охватывают объем пленочной камеры в закрытом состоянии пленочной камеры. При этом каждый пленочный слой удерживается и натягивается рамочным элементом. Обе рамки могут быть соединены друг с другом, например шарнирно, так что пленочная камера может открываться и закрываться. В открытом состоянии пленочной камеры возможен доступ к объему пленочной камеры, чтобы положить испытуемый объект в пленочную камеру. В закрытом состоянии пленочной камеры объем пленочной камеры герметически отделен от окружающей пленочную камеру снаружи атмосферы.

Измерительный объем может быть образован измерительной камерой, которая имеет кольцо измерительной камеры и крышку измерительной камеры. Кольцо измерительной камеры имеет два противолежащих друг другу открытых конца. Один открытый конец закрывается пленочным слоем или же гибкой областью стенки. Противолежащий конец кольца измерительной камеры закрывается крышкой измерительной камеры.

Предпочтительно, каждый из обоих пленочных слоев оснащен отдельной измерительной камерой. Обе измерительных камеры могут быть газонепроницаемо соединены друг с другом, например газопроводящим проводом, и герметично закрыты относительно окружающей пленочную камеру и измерительные камеры снаружи атмосферы.

По меньшей мере в одной из обеих измерительных камер может быть выполнен вентиляционный клапан. Вентиляционный клапан может служить для того, чтобы подходящим образом регулировать давление внутри измерительной камеры (измерительных камер). Является особо благоприятным, если давление внутри измерительной камеры (измерительных камер) соответствует атмосферному давлению примерно 1 бар тогда, когда пленочная камера в закрытом и вакуумированном состоянии содержит герметичный испытуемый объект. То есть, благоприятным образом измерительная камера вентилируется тогда, когда в пленочной камере содержится герметичный испытуемый объект или испытуемый объект с особо малой течью, и пленочная камера была вакуумирована.

Измерительный объем по меньшей мере одной измерительной камеры должен быть соединен с датчиком для контроля измерительного объема. В случае с датчиком речь может идти о датчике давления или датчике потока. В качестве датчика давление рассматриваются датчик перепада давления и датчик общего давления.

В дальнейшем, на фигурах поясняется пример осуществления изобретения.

Показано на:

Фиг. 1: пленочная камера в открытом состоянии,

Фиг. 2: закрытая пленочная камера с герметичным испытуемым объектом,

Фиг. 3: закрытая пленочная камера с явно негерметичным испытуемым объектом,

Фиг. 4: диаграмма перепада давления в измерительном объеме, и

Фиг. 5: диаграмма общего давления в измерительном объеме.

Изображенная на фиг. 1 пленочная камера 10 состоит из верхней крышки 12 и нижней крышки 14. Существенным элементом верхней крышки 12 является верхний пленочный слой 16, а существенным элементом нижней крышки является нижний пленочный слой 18. Оба пленочный слоя 16, 18 в закрытом состоянии пленочной камеры (см. фиг. 2 и 3) охватывают содержащийся в объеме 20 пленочной камеры испытуемый объект 22. Каждый из обоих пленочных слоев 16, 18 на своей обращенной к объему 20 пленочной камеры стороне имеет нетканый материал 24. Каждый пленочный слой 16, 18 вместе с нетканым материалом 24 образует соответствующую гибкую область стенки пленочной камеры 10. Пленки 16, 18 в области своего внешнего края в каждом случае герметично соединены с кольцом 26, 28 измерительной камеры. При этом пленочный слой 16 герметично закрывает нижний, обращенный к пленочной камере 10 конец верхнего кольца 26 измерительной камеры. Нижний пленочный слой 18 соответствующим образом закрывает верхний, обращенный к объему 20 пленочной камеры конец нижнего кольца 28 измерительной камеры. В каждом случае противолежащий соответствующему пленочному слою 16, 18 конец каждого кольца 26, 28 измерительной камеры герметично закрыт крышкой 30, 32 измерительной камеры.

Таким образом, крышка 30 измерительной камеры, кольцо 26 измерительной камеры и пленочный слой 16 охватывают верхний измерительный объем 34, а пленочный слой 18, кольцо 28 измерительной камеры и крышка 32 измерительной камеры охватывают нижний измерительный объем 36. Измерительные объемы 34, 36 герметично отделены от объема 20 пленочной камеры и окружающей пленочную камеру 10 внешней атмосферы. Посредством не показанного на фигурах газопроводящего соединения, например шланга, измерительные объемы 34, 36 газопроводящим образом соединены друг с другом.

Верхний измерительный объем 34 газопроводящим образом соединен с датчиком 38 давления. Через выполненный в верхней крышке 30 измерительной камеры вентиляционный клапан 40 верхний измерительный объем 34 соединен с окружающей пленочную камеру 10 снаружи атмосферой. В закрытом состоянии вентиляционного клапана 40 измерительный объем 34 герметично отделен от атмосферы, а в открытом состоянии клапана газопроводящим образом соединен с атмосферой.

Между обоими пленочными слоями 16, 18 в области внешнего края предусмотрено уплотнительное кольцо 42, которое создает газонепроницаемое соединение между пленочными слоями 16, 18 в закрытом состоянии пленочной камеры 10.

Фиг. 1 показывает пленочную камеру 10 в открытом состоянии. Доступ к объему 20 пленочной камеры свободен для вложения испытуемого объекта 22 в объем 20 пленочной камеры. Затем пленочную камеру 10 закрывают, и объем 20 пленочной камеры вакуумируют. В случае герметичного испытуемого объекта устанавливается представленное на фиг. 2 состояние. В этом состоянии через вентиляционный клапан 40 вентилируются оба измерительных объема 34, 36, так что преобладает атмосферное давление примерно в 1 бар.

В случае явно негерметичного испытуемого объекта, который имеет большую течь диаметром около 1 см, устанавливается представленное на фиг. 3 состояние. При этом испытуемый объект 22 через большую течь при вакуумировании объема 20 пленочной камеры в значительной части вакуумируется заодно. Тогда внутреннее давление внутри испытуемого объекта 22 меньше, чем давление в измерительных объемах 34, 36. Через пленочные слои 16, 18 давление в измерительных объемах 34, 36 действует на испытуемый объект 22, так что он, как показано на фиг. 3, сжимается и также вакуумируется. Тогда результирующее конечное давление в измерительных объемах 34, 36 меньше, чем в представленном на фиг. 2 состоянии герметичного испытуемого объекта.

С помощью датчика 38 давления может контролироваться давление в измерительных объемах 34, 36 при вакуумировании пленочной камеры 10, чтобы на основе диаграммы давления определять, имеет ли испытуемый объект большую течь. На фиг. 4 представлены измеренные изменения перепада давления в измерительных объемах 34, 36. Непрерывно проходящая линия представляет изменение давления герметичного испытуемого объекта согласно фиг. 2. Штриховая линия представляет изменение давления в измерительных объемах 34, 36 в случае явно негерметичного испытуемого объекта 22 согласно фиг. 3. В случае герметичного испытуемого объекта давление падает примерно через 45 секунд до -9 мбар, а в случае явно негерметичного испытуемого объекта давление примерно через 55 секунд падает до -11,5 мбар. В других случаях или примерах осуществления, само собой разумеется, возможны другие числовые значения.

Фиг. 5 показывает диаграмму общего давления в измерительных объемах 34, 36. Изменение давления для герметичного испытуемого объекта показано сплошной линией, и изменение давления для явно негерметичного испытуемого объекта - штрихами. Герметичный объект не вакуумируется и вытесняет больше объема в пленочной камере, чем явно негерметичный объект, который при измерении частично вакуумируется заодно и поэтому сокращается. Чем больше объем испытуемого объекта, тем больше вытеснение объема. Поэтому давление в измерительном объеме при герметичном объекте повышается больше, чем при явно негерметичном объекте. В показанном на фиг. 5 примере давление при герметичном объекте повышается на 2,5 мбар после времени измерения около 7 секунд, в то время как общее давление при явно негерметичном объекте повышается только примерно на 1 мбар.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность. Сущность: пленочная камера для размещения испытуемого объекта (22) содержит окружающие ее объем (20) стенки, имеющие по меньшей мере одну гибкую область. К гибкой области стенки примыкает измерительный объем (34, 36), выполненный герметично отделенным от объема (20) пленочной камеры. Измерительный объем (34, 36) газопроводящим образом соединен с датчиком, представляющим собой датчик давления или датчик потока. Испытуемый объект (22) вкладывают в пленочную камеру. Пленочную камеру закрывают и вакуумируют. Во время вакуумирования пленочной камеры контролируют измерительный объем (34, 36) посредством датчика давления или датчика потока. На основании результатов контроля делают заключение о величине течи в испытуемом объекте. Технический результат: определение большой течи на испытуемом объекта. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Пленочная камера (10) для размещения испытуемого объекта (22), который подлежит контролю на наличие течи, имеющая окружающие объем (20) пленочной камеры стенки, которые имеют по меньшей мере одну гибкую область стенки, причем примыкающий к гибкой области стенки измерительный объем (34, 36) расположен на противолежащей объему (20) пленочной камеры стороне гибкой области стенки и выполнен герметично отделенным от объема (20) пленочной камеры, отличающаяся тем, что измерительный объем (34, 36) газопроводящим образом соединен с датчиком, причем датчик выполнен с возможностью контроля измерительного объема, чтобы на основе результата контроля сделать заключение о величине возможной течи.

2. Пленочная камера (10) по п.1, отличающаяся тем, что датчик представляет собой датчик (38) давления или датчик потока.

3. Пленочная камера (10) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что измерительный объем (34, 36) через вентиляционный клапан (40) соединен с окружающей измерительный объем (34, 36) атмосферой.

4. Пленочная камера (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что пленочная камера (10) имеет первый и второй пленочный слой (16, 18), которые в закрытом состоянии пленочной камеры (10) охватывают объем (20) пленочной камеры, причем первый измерительный объем (34, 36) прилегает к первому пленочному слою (16, 18), а второй измерительный объем (34, 36) прилегает ко второму пленочному слою (16, 18).

5. Пленочная камера (10) по предшествующему пункту, отличающаяся тем, что оба измерительных объема (34, 36) соединены друг с другом газопроводящим образом.

6. Пленочная камера (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что измерительный объем (34, 36) образуется несущим гибкую область стенки на ее нижней стороне кольцом (26, 28) измерительной камеры и закрывающей кольцо (26, 28) измерительной камеры на противолежащей гибкой области стенки стороне крышкой (30, 32) измерительной камеры.

7. Пленочная камера (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что пленочная камера (10) имеет открытое состояние для вложения испытуемого объекта (22) в объем (20) пленочной камеры и закрытое состояние, в котором объем (20) пленочной камеры герметически замкнут, причем измерительный объем (34, 36) герметически замкнут независимо от состояния закрытия пленочной камеры (10).

8. Способ контроля испытуемого объекта (22) на наличие течи и применения пленочной камеры (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающийся шагами:

- вложения испытуемого объекта (22) в пленочную камеру (10),

- закрывания пленочной камеры (10),

- вакуумирования пленочной камеры (10) и

- контроля измерительного объема (34, 36) во время вакуумирования пленочной камеры (10), чтобы на основе результатов контроля сделать заключение о величине возможной течи в испытуемом объекте (22).

9. Способ по предшествующему пункту, отличающийся определением большой течи, если измерительный объем (34, 36) при вакуумировании пленочной камеры (10) увеличивается.

10. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что после закрытия и вакуумирования пленочной камеры (10) измерительный объем (34, 36) вентилируют, если в испытуемом объекте (22) не обнаружено большой течи.

11. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что находящееся под влиянием вложенного испытуемого объекта (22) изменение измерительного объема (34, 36) определяют путем измерения давления внутри пленочной камеры (10) и/или путем измерения газового потока внутри пленочной камеры (10) или из пленочной камеры (10).

12. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что абсолютный объем испытуемого объекта (22) определяют путем измерения изменения давления внутри пленочной камеры (10) или путем измерения газового потока в пленочной камере (10) или из пленочной камеры (10).