具有石英窗口传感器的嗅吸测漏器制造技术

一种具有石英窗口传感器的嗅吸测漏器，包括：通过嗅吸导管（１１）连接到所述石英窗口传感器（１６）的嗅吸探针（１２），真空泵（１３）以及位于所述石英窗口传感器（１６）的石英窗口（１７）前面并且连接到所述真空泵（１３）的吸入室（１５）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有石英窗口传感器的嗅吸测漏器，尤其是一种嗅吸 测漏器，其仅需要用于测试气体的相对简单的检测装置。
技术介绍
在给容器和管道系统进行测漏时，通常将氦气用作测试气体，并且使 用质谱方法检测溢出的氦气。为此目的，将所述气体离子化，并且然后利 用电磁场组合作用将所述气体的各个组分或它们的各个部分分离。在分离 之后，使用检测器检测氦离子，然后将所述信号放大、估值。还可以用气 相色镨方法检测氦气，但这种方法的检测灵敏度低。在嗅吸 测漏期间，通过嗅吸导管吸进恒定量的气体。根据通过嗅吸导 管的气体通过量和氦气泄漏(在泄漏测试中，测试样件充满氦气并封闭) 的泄漏率，在嗅吸的气流中产生特定的测试气体浓度。该嗅吸气体混合物的一小部分通过分流器引入到检测系统(质i普仪)中。为了在分析单元中 成功地分离质量，标准检测系统中的压力必须不超过几个lxl(T4mbar。 从而，对于lppm的氦气浓度，待检测的氦气分压仅为101()mbar。产生lxlo"mbar的数量级的总压力需务使用涡轮分子泵。这种泵的 使用成^f艮高，并且增加故障的可能性以及系统的维护费用。因此期望允 许在大气条件下检测测试气体，从而能够省去涡轮分子泵和分流器。US 6,277,177 Bl (Leybold Vakuum GmbH)和DE 100 31 882 Al (Leybold Vakuum GmbH)描述了用于氦气或氢气的传感器，其包括封 闭真空密闭壳体的石英窗口隔膜。石英窗口隔膜形成用于待检测气体的选 择性通道。设置在壳体内的测试气体传感器是响应于^壳体的气体总压 力的气体压力传感器。因为石英隔膜是气体选择性的，所以气体压力传感 器确定壳体内测试气体的压力。设置在壳体内的压力传感器优选为潘宁压 力传感器(penning pressure sensor),所述潘宁压力传感器具有两个彼此 隔开的平行阴私ML和设置在所述阴^L之间的阳极环。包括阴私tl和阳极环的电路包括用于测量阴极或阳极电流的电流测量设备。通过位于所述封 闭壳体外侧的永磁体产生了磁场。这种潘宁检测器的优点在于其比包括质 镨仪的嗅吸测漏器更筒单并且更经济。在石英窗口技术中，所有气流都经 过所述传感器。而且，在^^作期间，传感器的压力可以与空气压力一致。从而，对于lppm的氦气浓度，氦气分压是10^mbar，即，其比标准方法 的压力高七个数量级。通过薄的石英隔膜将氦气与其它气体进行分离，所 述石英隔膜仅仅允许氦气ii^检测体积。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种嗅吸测漏器，其具有筒单经济的结构，并且 具有高灵敏度。本专利技术的嗅吸测漏器由权利要求l的特征限定。该嗅吸测漏器包括选 择性地透过测试气体的石英窗口 。待分析的气体通过嗅吸探针供送到石英 窗口。所述气体流过由石英窗口限定的级人室，使得其沿着石英窗口流动。石英窗口传感器的优点在于能够在几个100mbar的压力下^作。与以 质谱仪系统的分流器的形式的"单点"进气口形成对比，石英窗口传感器 的进气口分布在覆盖几平方厘米面积的石英窗口的整个表面上。吸入室的 作用是通过嗅吸导管在单点处供应的测试气体在通过真空泵吸走之前在 石英窗口前面均匀地蔓延开。由于石英窗口传感器内测试气体的分压较 低，所以尽管有真空泵的作用，部分测试气体还是透过石英隔膜进入壳体。 通过在石英窗口前面均匀分布的测试气体流，实现了高的敏感度。根据优选实施方式，^1/v室包括与石英窗口一起限定气体引导室的气 体引导板，并且嗅吸导管通入气体引导室。气体引导室明显比-A^室窄。 它限定了在石英窗口前面形成的体积。嗅吸测漏器的响应时间主要由在传 感器前面必须交换的气体的体积决定。改变传感器隔膜前面的气体体积所 需的时间t能够按照下面公式计算qpVp:隔膜前面的压力；V:隔膜前面的体积；qpV:流量。因此，通过气体引导板减小气体引导室的体积V，从而也减小响应时 间。另一方面，气体隔膜前面的气体压力p能够选择为相当高，即几个100mbar，以实现高灵敏性，因为体积已经相当小，所以获得了明显低于 100ms的总转换时间。嗅吸的气体被沿着气体引导室引导而越it^英隔膜。 横截面的大小根据气体引导室的最小体积和足够的流导确定。它必须足够 大以使气流通畅。气体沿着石英隔膜流动之后，ii^连接到真空泵的吸入 室以通过限定的泵速抽走。本专利技术还涉及保护嗅吸测漏器不受污染。由于氦气的存在，石英窗口 氦气传感器示出在两个阶段进行的信号衰减。包括对应于传感器的真空时 间常数的信号的快速衰减以及延迟的补偿气流的慢速衰减。如果嗅吸测漏 器用来嗅吸充有大量氦气的空气，那么传感器的污染导致补偿的延迟。补 偿的延迟程度取决于传感器另外吸取的氦气的量。为了精准快速地检漏， 必须避免补偿的延迟。这以如下的方式实现，即当超过预定的信号阈值时 降低传感器隔膜前面的总压力。为此，从真空泵到吸入室的^/v导管能够 由包括有阀的不节流的旁通导管跨接。旁通导管能够短暂地打开以增加泵 速，以该泵速抽吸石英隔膜前面的体积。因此，降低了总压力并从而降低 在传感器隔膜前面的氦气的分压。从而，减少ii^到传感器内的氦气的量。在超过更高的信号阈值时，通流阀可以打开，从而石英隔膜前面的气 体被空气替代。同时，充有大量探漏气体的嗅吸导管内的气体直接供应进 真空泵。石英窗口传感器在其使用寿命期间仅能够吸取限量的氦气。在自然状 态下，空气具有5ppm的氦气含量，因此在操作中传感器总是从空气中吸 取氦气。传感器在备用模式时吸取的部分必须减小。然而，为了在备用模 式操作之后保证以高测量精度快速重启，必须保持传感器隔膜上的温度分 布。在备用模式时，减小石英隔膜前面的压力。受热的传感器隔膜处的冷 却效率基本上取决于隔膜前面的气体流量(而不是压力)。降低压力对流 量仅具有很小的影响，因此在备用模式保持了传感器隔膜上的温度分布。 替代地，在备用模式，气流可以由适当的节气阀^v，而不是嗅吸导管。 其优点在于保护嗅吸导管尖端内的颗粒物滤器。根据本专利技术的优选实施方式，"大泄漏模拟，，才莫式能够在特定的间隔中 运行。在这种情况下，操作者训练系统以得到快速信号衰减。为此，嗅吸 测漏器在具有大氦气泄漏率的地方嗅吸，例如10^mbarl/s，因此，系统能 够重新"学习"在大量氦气后以快速衰减到初始水平。通常，ii/v到标准 测漏器中的测试泄漏具有仅l(^mbarl/s的泄漏率。为了模拟高的泄漏率，通过第一节气阀减小真空泵的泵速，^吏得通过嗅吸导管的流量减小约100倍。从而，当在内置测试泄漏处嗅吸时，氦气浓度以相同的倍数增加。系统将相应的较高泄漏率关联到浓度增加。这样，使用10-5 mbar 1/s的测试 泄漏模拟了 l(T3inbarl/s的泄漏。附图说明下面是参照附图的本专利技术实施方式的详细描述。图中图l是根据本专利技术的嗅吸测漏器的第一实施方式的框图，以及图2是嗅吸测漏器的第二实施方式的框图。具体实施例方式参照图1,设置有基本设备IO，其通过柔性嗅吸导管11连接到嗅吸探 针12。能够用手引导嗅吸探针12以查找测试物体上溢出测试气体的漏缝。基本设备IO包括真空泵13，在本实施方式中，真空泵13是具有泵级 13a和13b的两级泵，其i史计成隔膜泵。真空泵产生约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：丹尼尔·韦齐希，维尔纳·格罗斯·布莱，彼得·朗，斯特凡·梅布斯，
申请(专利权)人：因菲康有限公司，
类型：发明
国别省市：