BR112020015060A2

BR112020015060A2 - Método de teste de vazamento com uma câmara de filme com volume de medição ventilado

Info

Publication number: BR112020015060A2
Application number: BR112020015060-6A
Authority: BR
Inventors: Norbert Rolff
Original assignee: Inficon Gmbh
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-12-08
Also published as: AU2019212996B2; DE102018201313A1; JP7252240B2; JP2021512305A; EP3746758B1; US11630024B2; EP3746758A1; CN111656152A; US20210048367A1; WO2019145535A1; CN111656152B; AU2019212996A1

Abstract

método de teste de vazamento com uma câmara de filme com volume de medição ventilado, para alojar uma peça de teste (22), em que a referida câmara de filme (10) apresenta paredes que circundam um volume da câmara de filme (20), que apresentam pelo menos uma área de parede flexível, com as etapas de: introdução da peça de teste (22) na câmara de filme (10) e fechamento da câmara de filme (10), caracterizada pelo fato de o fechamento completo da câmara de filme ser detectado com base no sinal de um dispositivo de medição de posição (61) que detecta a posição relativa das paredes da câmara de filme.

Description

“MÉTODO DE TESTE DE VAZAMENTO COM UMA CÂMARA DE FILME COM VOLUME DE MEDIÇÃO VENTILADO”

[001] A invenção se refere a um método para verificar uma peça de teste quanto à presença de um vazamento usando uma câmara de filme.

[002] A câmara de filme é uma câmara de teste com pelo menos uma área de parede flexível, que consiste, por exemplo, em um filme. Uma câmara de filme típica apresenta duas camadas de filme que são colocadas em volta da peça de teste para envolvê-la completamente. A câmara de filme é hermeticamente selada e evacuada após a acomodação da peça de teste. Em seguida, a mudança de pressão na área de volume da câmara de filme é monitorada fora da peça de teste, em que um aumento de pressão é considerado como uma indicação de um vazamento na peça de teste. Como alternativa ao monitoramento da pressão no volume da câmara de filme, a área flexível da parede também pode ser monitorada, em que uma alteração na área flexível da parede ou do filme indica um vazamento. Esse método é conhecido a partir do documento DE 10 2012 200 063 A1.

[003] O documento DE 10 2014 218 399 A1 descreve uma câmara de filme para teste de vazamento bruto em uma peça de teste, que possui um volume de medição adjacente à área de parede flexível na lateral da área de parede flexível, oposta ao volume da câmara de filme. O volume de medição é hermeticamente separado do volume da câmara de filme. Em um exemplo de configuração, no qual a câmara de filme apresenta duas áreas flexíveis de parede na forma de um filme, um volume de medição fica em contato com cada um dos dois filmes. No método descrito, a câmara de filme fechada que contém a peça de teste é evacuada e, já durante essa evacuação, o volume de medição é monitorado de modo a obter-se um diagnóstico sobre a extensão de um possível vazamento na peça de teste com base no resultado do monitoramento. O volume de medição pode ser monitorado pela medição da pressão no volume de medição ou pela medição do fluxo de gás na câmara de filme ou fora da câmara de filme.

[004] Se uma peça de teste que apresenta vazamento bruto for examinada dessa maneira, ela também será evacuada pelo menos parcialmente durante a evacuação da câmara de filme. A área flexível da parede entre o volume da câmara de filme e o volume de medição leva ao aumento deste. O aumento no volume de medição é maior do que no caso de uma peça de teste densa ou no caso de uma peça de teste que apresenta um vazamento menor, No caso de uma peça de teste densa, apenas o volume da câmara de filme na área fora da peça de teste é evacuado. No caso de uma peça de teste com um vazamento bruto, a peça de teste ou pelo menos parte do volume da peça de teste também é evacuada, de modo que um volume maior seja evacuado do que no caso de uma peça de teste densa. Desse modo, quanto maior o vazamento na peça de teste, maior será a expansão do volume do volume de medição. Com base na expansão do volume de medição e/ou da área flexível da parede, pode ser feito um diagnóstico sobre o tamanho de um possível vazamento na peça de teste.

[005] A invenção tem como objetivo detectar o fechamento completo da câmara de teste.

[006] O método de acordo com a invenção é definido pelas características da reivindicação 1.

[007] Por conseguinte, o completo fechamento da câmara de filme é determinado com base no sinal de um dispositivo de medição, que detecta a posição relativa das paredes da câmara de filme uma na outra. Desse modo, o fechamento completo pode ser apurado e o ponto de partida para o início da evacuação pode ser determinado. Também é possível reconhecer se um sinal de medição que indica um vazamento, realmente resulta de um vazamento na peça de teste ou de uma câmara de filme não fechada. Se a câmara de filme ainda estiver aberta, um fluxo de gás será aspirado da atmosfera ao redor da câmara de filme, durante sua evacuação. Para impedir que a sucção de gás do ambiente da câmara de filme seja acidentalmente classificada como um vazamento na peça de teste, o sinal do dispositivo de medição de posição é usado. Somente se o sinal do dispositivo de medição de posição indicar que a câmara do filme está completamente fechada, será diagnosticado um vazamento na peça de teste na presença de um sinal de medição que indica um vazamento na peça de teste.

[008] Conforme a modalidade preferida da invenção da invenção, o fechamento completo da câmara de filme é determinado na medida em que: a) a pressão nos volumes de medição é medida, e há monitoramento para verificar se a pressão medida excede um valor limite predeterminado; e b) haja detecção da posição relativa das paredes da câmara de filme em relação uma a outra com base na sinal de medição de um dispositivo de medição de posição.

[009] O estado fechado da câmara de filme é detectado quando o sinal de medição de pressão de acordo com a) e o sinal de medição de posição de acordo com b) estão presentes em combinação. A invenção é, portanto, baseada na ideia de que o estado fechado da câmara de filme é detectado quando dois sinais independentes, que indiquem o estado fechado, estão presentes em combinação, ou seja, o sinal de medição correspondente do dispositivo de medição de pressão e o sinal do dispositivo de medição de posição. Pode-se evitar o risco de detecção incorreta do estado fechado com base no sinal de medição de pressão obtido se o filme for acidentalmente tocado sem que a câmara do filme seja fechada. Além disso, a precisão da detecção do estado fechado em comparação com uma medição pura com apenas um dispositivo de medição de posição de acordo com b) é aumentada levando em consideração adicionalmente o aumento de pressão ao fechar as paredes da câmara de filme, ou seja, quando as vedações da câmara de filme se encontram. Se ainda houver um pequeno espaço restante entre as vedações da câmara de filme, mesmo que o dispositivo de medição de posição já esteja gerando um contato, o aumento de pressão não ocorrerá.

[010] Um exemplo de modalidade da invenção é explicado em mais detalhes abaixo com referência às figuras, em que: - A figura 1 mostra a câmara de filme no estado aberto; e - A figura 2 mostra a câmara de filme no estado fechado com a peça de teste inserida.

[011] A câmara de filme 10 mostrada nas figuras tem uma tampa superior 12 e uma tampa inferior 14. Um elemento essencial da tampa superior 12 é a camada superior do filme 16, e um elemento essencial da tampa inferior 14 é a camada inferior do filme 18. No estado fechado da câmara de filme (ver figura 2), as duas camadas de filme 16, 18 envolvem a peça de teste 22 contida no volume 20 da câmara de filme.

[012] Cada uma das duas camadas de filme 16, 18 tem em seu lado voltado para o volume da câmara de filme 20, um não-tecido, não mostrado nas figuras, como uma camada condutora de gás. Cada camada de filme 16, 18, juntamente com o não tecido não mostrado, forma a respectiva área de parede flexível da câmara de filme 10.

[013] Os filmes 16, 18 são, respectivamente, conectados à prova de gás a um anel da câmara de medição 26, 28 na região de sua borda externa. A camada de filme 16, assim, fecha hermeticamente a extremidade inferior do anel superior da câmara de medição 26, voltada para a câmara de filme. A camada de filme inferior 18 fecha correspondentemente a extremidade superior do anel inferior da câmara de medição 28, voltada para o volume 20 da câmara de filme. A extremidade de cada anel da câmara de medição 26, 28 oposta à respectiva camada de filme 16, 18 é hermeticamente fechada com uma tampa da câmara de medição 30, 32.

[014] A tampa da câmara de medição 30, o anel da câmara de medição 26 e a camada de filme 16 incluem um volume de medição superior 34 e a camada de filme 18, o anel da câmara de medição 28 e a tampa da câmara de medição 32 incluem um volume de medição inferior 36. Os volumes de medição 34, 36 são hermeticamente separados do volume 20 da câmara de filme e da atmosfera externa que circunda a câmara de filme 10. Os volumes de medição 34, 36 são conectados entre si de maneira condutora de gás por uma conexão condutora de gás não mostrada nas figuras, por exemplo, uma mangueira, a fim de produzir uma constante equalização de pressão entre os volumes de medição 34, 36.

[015] Cada volume de medição 34, 36 é conectado a um caminho de linha de gás 50 através de um canal condutor de gás 46, 48 no anel em questão da câmara de medição 26, 28. O caminho da linha de gás 50 apresenta um dispositivo de medição de pressão 38 com o qual a pressão nos dois volumes de medição 34, 36 das câmaras de medição pode ser medida. Além disso, o caminho da linha de gás 50 apresenta uma válvula de ventilação controlável 40, que conecta o caminho da linha de gás 50 e os volumes de medição 34, 36 à atmosfera que circunda a câmara de filme 10 do lado de fora. No estado fechado da válvula de ventilação 40, os volumes de medição 34, 36 são hermeticamente separados da atmosfera e, no estado aberto da válvula de ventilação 40, eles são conectados à atmosfera de maneira condutora de gás.

[016] Entre as duas camadas de filme 16, 18, é fornecido um anel de vedação 42 na região da borda externa, que cria uma conexão estanque a gás entre as camadas de filme 16, 18 no estado fechado da câmara de filme 10.

[017] A câmara de filme 10 é conectada através de uma linha de evacuação 52, que apresenta uma válvula 54, a uma bomba de vácuo 56, que evacua o volume da câmara de filme 20 para a atmosfera externa. À linha de vácuo 52 é conectada através de uma conexão de vácuo 58 a um canal de vácuo 60 formado entre os dois anéis da câmara de medição 26, 28.

[018] A figura 1 mostra a câmara de filme 10 no estado aberto. O acesso ao volume 25 da câmara de filme é livre para colocar a peça de teste 22 no volume 20 da câmara de filme. A câmara de filme 10 é então fechada, e o volume da câmara de filme 20 é evacuado com a bomba de vácuo 56, de modo que os filmes 16, 18 se ajustem estreitamente à peça de teste 22.

[019] O mais tardar após a inserção da peça de teste 22 na câmara de filme 10 e antes de fechar a câmara de filme 10, a válvula de ventilação 40 é fechada, de modo que os volumes 34, 36 da câmara de medição são hermeticamente separados da atmosfera quando a pressão medida com o dispositivo de medição 38 dentro dos volumes da câmara de medição 34, 36 não excede um limite predeterminado. Esse valor limite é escolhido de modo que, no caso de uma peça de teste comparativamente pequena, os filmes 16, 18 sejam pressionados contra a peça de teste e estejam em conformidade com o contorno externo da peça de teste. No caso de uma peça de teste comparativamente grande, a pressão nos volumes de medição 34, 36 medidos com o dispositivo de medição 38 aumenta e excede o valor limite, em que a válvula de ventilação 40 abre-se automaticamente. Para esse fim, o dispositivo de medição de pressão 38 e a válvula de ventilação 40 são conectados a um dispositivo de controle eletrônico, que não é mostrado nas figuras por uma questão de simplicidade e que detecta a pressão medida com o dispositivo de medição 38 e a compara com o valor limite e, quando o valor limite é excedido, abre automaticamente a válvula de ventilação 40, e quando o valor está abaixo do valor limite a válvula de ventilação 40 fecha novamente.

[020] Com a ajuda do sensor de pressão do dispositivo de medição 38, a pressão nos volumes de medição 34, 36 pode ser monitorada quando a câmara de filme 10 é evacuada, a fim de determinar com base na curva de pressão se a peça de teste tem um vazamento bruto. Alternativamente, a detecção de vazamento bruto pode ser determinada pela medição do fluxo de gás no volume 20 da câmara de filme ou do gás que sai do volume 20 da câmara de filme através da linha de vácuo 52.

[021] Convencionalmente, a válvula de ventilação 40 para medir a pressão nas câmaras de medição foi fechada e aberta para grandes peças de teste. Nas pausas entre as medições, o filme 16, 18 se equilibra no estado não pressurizado, em que o ar circula para os volumes da câmara de medição 34, 36. Quando uma grande peça de teste for inserida na câmara de filme, o ar deve ser expelido pelas mangueiras do caminho de condução de gás 50 e pela válvula de ventilação 40, o que leva a um atraso de tempo e está associado ao esforço do usuário.

[022] De acordo com a invenção, a válvula de ventilação 40 é fechada e aberta apenas quando a pressão nos volumes de medição 34, 36 se torna muito alta, ou seja, excede um valor limite predeterminado. Se uma grande peça de teste 22 é inserida na câmara de filme 10, a pressão aumenta quando a câmara de filme 10 é fechada até que o valor limite seja excedido e a válvula de ventilação 40 seja aberta automaticamente. O excesso de ar pode, então, fluir para fora das câmaras de medição ou dos volumes 34, 36 da câmara de medição, como até o momento, até que a câmara de filme 10 possa ser completamente fechada. A válvula de ventilação 40 permanece fechada durante a medição e quando a peça de teste 22 é subsequentemente removida. Ao inserir uma outra peça de teste na câmara de filme, o ar não precisa ser pressionado novamente para fora dos volumes 34, 36 da câmara de medição, uma vez que o ar já foi pressionado para fora e, por causa da válvula de ventilação fechada 40, nenhum ar novo flui para os volumes 34, 36 da câmara de medição. Somente quando a primeira peça de teste de várias medições subsequentes é colocada em diferentes peças de teste, a quantidade de gás nos volumes 34, 36 da câmara de medição deve ser ajustada de maneira convencional.

[023] A vantagem neste caso é que, durante medições subsequentes em diferentes peças de teste, o excesso de ar não pode ser pressionado ativamente para fora dos volumes da câmara de medição cada vez que uma nova peça de teste é inserida na câmara de filme. Como os filmes 16, 18 envolvem a peça de teste 22 quando a câmara de filme 10 é fechada, o volume da câmara de filme 20 também é bombeado para fora mais rapidamente do que no método convencional. A invenção oferece assim a vantagem crucial de que as medições subsequentes em diferentes objetos de teste sejam realizadas mais rapidamente do que antes.

[024] A câmara de filme 10 é fornecida com um dispositivo de medição de posição 61, que é projetado para determinar o estado de abertura ou fechamento da câmara de filme 10. Para esse fim, um interruptor de contato 62 é preso à tampa superior 12 através do anel superior da câmara de medição

26. De forma correspondente, um elemento de contato 64 é disposto no anel inferior da câmara de medição 28 e, portanto, na tampa inferior 14, de modo que o interruptor de contato 62 seja pressionado contra o elemento de contato 64 no estado fechado da câmara de filme 10 ilustrada na figura 2 e é assim acionado. O estado fechado da câmara de filme 10 é sinalizado pelo acionamento do interruptor de contato 62. No estado aberto ilustrado na figura 1, o interruptor de contato 62 não é acionado, e isso indica o estado aberto ou não completamente fechado da câmara de filme 10.

[025] A invenção é baseada na ideia de que o estado fechado da câmara de filme 10 é detectado apenas quando dois sinais independentes que indicam o estado fechado estão presentes em combinação, ou seja, o sinal de medição correspondente do dispositivo de medição de pressão 38 e o sinal do dispositivo de medição de posição 61.

[026] O dispositivo de medição de pressão 38 mede a pressão nos volumes de medição 34, 36 durante o fechamento da câmara de filme e compara a pressão medida com um valor limite predeterminado. O valor limite é selecionado de modo que o aumento de pressão que ocorre nos volumes de medição 34, 36 quando a câmara de filme está completamente fechada, é detectado. Isso significa que a pressão excessiva momentânea nos volumes de medição 34, 36, que resulta quando a câmara de filme 10 fecha, quando os anéis de câmara de medição 26, 28 tocam a vedação 42, está acima do valor limite.

[027] Entretanto, uma vez que uma pressão repentina nos filmes 16, 18 também resulta em um aumento de pressão dentro dos volumes de medição 34, 36, o sinal do dispositivo de medição de pressão 38 também pode indicar o estado fechado da câmara de filme 10 quando a câmara de filme 10 não está fechada.

[028] Para evitar isso, o sinal do dispositivo de medição de posição 61 também é avaliado. Se o contato do comutador 62 fechar, e, ao mesmo tempo, a pressão medida pelo dispositivo de medição de pressão 38 exceder o valor limite mencionado acima, supõe-se que o aumento da pressão medido tenha sido acionado pelo fechamento da câmara de filme 10 e não, por exemplo, pelo contato com os filmes 16, 18.

[029] Se apenas o sinal do dispositivo de medição de posição 60 fosse avaliado como uma indicação do estado fechado da câmara de filme 10, o estado fechado poderia ser detectado erroneamente, embora ainda exista uma pequena folga entre o anel da câmara de medição 26, 28 e a vedação

42. Somente quando o interruptor 62 entra em contato com a vedação 42, quando a câmara de filme 10 está completamente fechada, o aumento de pressão resultante e o excedente associado do valor limite do sinal de medição de pressão servem como uma indicação suficiente de que a câmara de filme 10 foi completamente fechada.

[030] Em alguns modos de operação, a válvula de ventilação 40 é fechada durante a medição de volume. Isso resulta em um aumento de pressão maior no dispositivo de medição de pressão 38 do que no caso de uma válvula de ventilação aberta 40. Quando a válvula de ventilação 40 está aberta, o ar pode escapar dos volumes de medição 34, 36 com uma menor perda de pressão. Para que a evacuação do volume da câmara de filme 20 e o monitoramento dos volumes de medição 34, 36 possam, no entanto, ser iniciados com segurança, o valor do limite de pressão é adaptado às pressões esperadas quando a câmara de filme 10 é fechada. A evacuação do volume da câmara de filme 20 e o monitoramento dos volumes de medição 34, 36 são iniciados automaticamente por um dispositivo de controle não mostrado nas figuras, se o dispositivo de medição de posição 61 indicar a posição fechada e o aumento de pressão resultante do fechamento for medido nos volumes de medição 34, 36. Para este fim, o dispositivo de controle é conectado ao dispositivo de medição de posição 61 e ao dispositivo de medição de pressão

38, a fim de detectar e processar seus sinais de medição.

O dispositivo de controle também é conectado à bomba de vácuo 56, a fim de iniciar automaticamente a bomba de vácuo 56 após a câmara de filme 10 ser fechada, a fim de evacuar o volume da câmara de filme 20.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO PARA TESTAR UMA PEÇA DE TESTE

QUANTO À PRESENÇA DE UM VAZAMENTO USANDO UMA CÂMARA DE FILME (10) para alojar a peça de teste (22), em que a câmara de filme (10) apresenta paredes que circundam um volume da câmara de filme (20), que apresentam pelo menos uma área de parede flexível, com as seguintes etapas: - introdução da peça de teste (22) na câmara de filme (10); e - fechamento da câmara de filme (10); caracterizado pelo fato de o fechamento completo da câmara de filme ser apurado com base no sinal de um dispositivo de medição de posição (61) que detecta a posição relativa das paredes da câmara de filme uma em relação à outra.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um volume de medição (34, 36) ficar em contato com as áreas flexíveis da parede, que fica disposto no lado da área flexível da parede, oposto ao volume da câmara de filme (20) e é formado hermeticamente separado do volume da câmara de filme (20), em que o volume de medição (34, 36) é monitorado para fazer um diagnóstico sobre o tamanho de um possível vazamento na peça de teste (22) com base no resultado do monitoramento, e que o fechamento completo da câmara de filme (10) é apurado pela pressão nos volumes de medição (34, 36) e pelo monitoramento se a pressão medida excede um valor limite predeterminado, em que o estado fechado da câmara de filme é detectado apenas quando o sinal de medição da pressão excede o valor limite e o sinal de medição da posição do dispositivo de medição corresponde ao estado fechado.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de as etapas de evacuação da câmara de filme (10) e/ou do monitoramento do volume de medição (34, 36) serem iniciadas automaticamente depois de ter sido apurado que a câmara de filme (10) está fechada.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de o dispositivo de medição de posição (61) ser um interruptor de contato ou medir a distância entre as paredes da câmara de filme (10).

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o estado fechado da câmara de filme (10) ser detectado apenas quando a medição da pressão e a medição da posição detectam o estado fechado independentemente um do outro e em combinação.

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