CN107003204B - 用箔室内运载气体进行无泄漏测试 - Google Patents
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Abstract
一种对箔室(10)中的测试物体(16)进行无泄漏测试的方法，所述箔室(10)包括至少一个柔性壁区域(12，14)，所述方法包括：利用测试物体中含有的气体或气体组分作为进行所述无泄漏测试的测试气体；将测试物体引入所述箔室；排空所述箔室，使得压力低于测试物体内的测试气体压力并低于大气压力；将运载气体引入所述箔室内所述测试物体之外的区域；测量所述箔室内所述测试物体之外的区域形成的气体混合物的测试气体浓度。
Description
技术领域
本发明涉及一种对箔室(foil chamber)内测试物体(test object)进行无泄漏(leak-tightness)测试的方法。
背景技术
已知技术中，用测试气体充满测试物体(例如食物包装)，并将它们放入箔室内，然后将箔室抽空，并随后检测从测试物体逸出至箔室内的测试气体。在许多情况下，在测试物体(例如包装袋)中已经存在的气体可以用作测试气体。这种气体可以是保护性气体或者是空气中的气体组分(例如氮气、氧气或二氧化碳)。来自包装中的包装食品(例如咖啡)的芳香物质也可以用作测试气体。另一种可能是，包装食品在包装中产生的气体(例如几个小时以后在咖啡包装中产生的二氧化碳)可以用作测试气体。
由于箔室中测试物体区域的压力小于测试物体内部的压力，测试气体将通过测试物体内可能存在的漏洞逸出。在已知方法中，监控箔室中压力增加的发展以判断可能的泄漏。如果压力增加超过设定程度，将可以被认为是测试物体中存在泄漏的迹象。
另外，从WO2005/054806A1已知使运载气体流(carrier gas flow)通过容纳测试物体的测试室。此处，测试室中充满运载气体。从测试物体中逸出的测试气体与运载气体流一起从测试室中输出并提供至测试气体传感器。但是，至今并未利用排空的箔室进行运载气体的无泄漏测试。而且，是将运载气体流提供至具有恒定测试室容积的刚性测试室。此处，运载气体流必须足够大以将测试气体排出预定测试室容积并输送至传感器。这导致了一个缺点，即测试气体的浓度越低(在以预定泄漏速度从测试物体泄漏的测量气体中获得)，选择的运载气体流越大。因此测试气体的检测极限取决于运载气体流的大小。因此，不可能通过减小运载气体流而任意增加泄漏气体检测的灵敏度。
发明内容
本发明的目的是提供一种进行无泄漏测试的更灵敏的方法。
本发明通过将测试物体放入用作测试室的箔室，将测试气体提供至箔室内等特征而实现。所述箔室的特征在于包括至少一个柔性壁区域，所述柔性壁区域在排空时接近测试物体并减小所述箔室的容积。在此方面，箔室具有特别的优势，其壁完全由柔性箔制成。当测试室被排空时，薄膜紧贴所述测试物体。箔室在测试物体之外的区域的容积减小。因此，与传统情况下具有不可变容积的刚性测试室相比，可以向箔室提供较小运载气体流。由于较小的运载气体流，与利用具有刚性壁的测试室的无泄漏测试相比，检测极限增加。
提供的运载气体的容积流量优选是每秒室内的气体含量。箔室内测试物体外区域的压力在测量测试气体浓度的过程中最大为700mbar。在测试运载气体和测试气体形成的气体混合物中所述测试气体比例之前和/或过程中将测试气体提供至所述测试物体。在测试过程中，测试物体中的测试气体压力应该总是高于箔室压力。优选地，测试物体中的测试气体压力应该至少为1000mbar。
在被放入所述测试室之前，所述测试物体可以主动地被不同的测试气体充满。作为替代，所述测试物体内包含的气体或气体组分可以用作所述测试气体。所述测试气体可以是空气中的组分，例如氮气、氧气或二氧化碳。还可以使用包含测试物体中包含的产品或者由该产品形成的芳香物质的气体作为测试气体。所述测试物体中包含的产品可以是食物产品，例如咖啡。在此方面，可以利用咖啡的芳香物质作为测试气体。另外还可以利用所述测试物体中包含的产品(例如食物产品)产生的气体或气体组分作为测试气体。例如，在几个小时以后，咖啡产品在咖啡包装中产生的CO2可以用作测试气体。
可能的测试气体是SF6、合成气体或氦气。CO2是特别有利的测试气体。空气也可以用作运载气体。氮气是特别有利的运载气体。
在测量过程中可以通过运载气体输送装置(输送泵)将运载气体连续地提供至所述箔室。作为替代，由于真空和自然渗透，气体组分从箔室壁的内侧表面脱气的(gassedout)效应也可以用于获得运载气体。取决于箔室压力，这些气体组分持续地脱气。从而脱气组分的量限定了提供至箔室的运载气体容积流量。当测量测试气体浓度时，与测量的气体流中运载气体(即脱气组分)浓度成比例地确定并设置测试气体量。
如果测试气体浓度超过预定值(例如5ppm)，即用于表示测试物体中存在泄漏。
作为替代，在测量测试气体的浓度之前，仅向所述箔室提供一次预定运载气体容积。可以在积聚时间过去之前或之后向所述箔室提供运载气体容积。所述积聚时间是在所述箔室排空之后和测量所述测试气体浓度之前经过的时间，从而足够的可测量测试气体可以通过可能的漏洞从测试物体中逸出。
所述替代方案的优势在于，通过增加积聚时间而不减小运载气体量，从而增加测量敏感性。
本发明的方法的基本优势在于，通过减小测试室容积(箔室在测试物体之外区域的容积)，可以降低无泄漏测试的检测极限。由于充满运载气体，与具有预定容积的刚性测试室相比，小箔室容积需要较小气体量和较少时间。如果由于自然渗透从箔室脱气的气体成分被用作运载气体，则具有进一步的优势为，不需要向箔室主动提供不同的运载气体。
附图说明
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。在图中：
图1显示了通过输送装置连续提供运载气体的实施方式；
图2显示了从箔室脱气的组分用作连续运载气体流的实施方式；
图3显示了预定量的运载气体一次性供应的实施方式。
具体实施方式
在每个实施方式中，箔室10由箔12、14的两个层形成。箔12、14的两个层可以是柔性箔，其外边缘区域彼此密封放置在一起。测试物体16容纳在箔室10中。测试物体16外区域中的箔室容积18以气体运载方式连接至用于排空箔室的真空泵20。将真空泵20排空的气体量提供至气体传感器22，气体传感器22用于确定排空气体混合物中测试气体的浓度。气体传感器22例如可以是质谱仪。
在图1所示第一实施方式中，箔室容积18另外以气体运载方式连接至输送泵24和运载气源26。输送泵24和运载气源26形成运载器输送装置25，用于将运载气体的连续气流供应至箔室。输送泵24将运载气源26中容纳的运载气体输送至箔室10。作为替代，可以采用节流阀而不是输送泵24。
图2所示的实施方式与第一实施方式的不同之处在于，没有设置运载气体输送装置。在箔室10排空之后，由于自然渗透而从形成箔室壁的箔12、14的内表面排出的气体组分用作运载气体。这些气体组分的渗透是持续发生的。
图3所示的实施方式与第一实施方式的区别在于，箔室容积18未连接至运载气体输送装置，而是连接至具有恒定运载气体容积(例如空气压力)的运载气体源28。在通过真空泵20将箔室10排空后，运载气体源28与箔室10之间的空气运载连接的阀门30打开，从而运载气体容积突然流入箔室10。
对于上述三个实施方式，本发明的方法如下实施：
在第一实施方式中，通过利用真空泵20排空箔室10而减小箔室容积18。然后，利用运载气体输送装置25将减小的运载气体流连续地提供至箔室10，同时通过真空泵20从箔室10抽出的气体流由传感器22分析。传感器22确定测量气体流中测试气体的浓度。在泄漏的情况下，测量气体流包含运载气体和测试气体的混合物。运载气体流中测试气体的浓度c是：
此处，第一项表示通过漏洞逸出的测试气体浓度，第二项表示用泄漏产生的测试气体代换测试气体的初始现存浓度。还可以写成：
其中：
c为测试气体的总浓度
c0为运载气体流中测试气体的初始浓度
QLeak为从漏洞中溢出的测试气体泄漏率
QLeak为运载气体流
在第二实施方式中，通过利用真空泵20排空箔室10而减小箔室容积18。在每个实施方式中，事先用测试气体充满测试物体16。利用真空泵20将基本上连续的气体流提供至传感器20。此处，从箔12、14渗透向内逸出的气体用作所述运载气体。用传感器确定气体流中的测试气体比例。
在第三实施方式中，在箔室10排空后打开阀门30。运载气体源28中的运载气体容积流入箔室10。在经过预定积聚时间后(其中测试气体通过测试物体16中可能存在的漏洞逸出进入箔室容积18)，传感器22确定测试气体的浓度。可以在积聚时间过去之前、期间和之后将来自运载气体源28的运载气体容积提供至箔室容积18。
Claims (8)
1.一种对箔室(10)中的测试物体(16)进行无泄漏测试的方法，所述箔室(10)包括箔室的壁的至少一个柔性区域，所述方法包括以下步骤：
将测试物体引入所述箔室；
利用在将测试物体引入所述箔室时测试物体中含有的气体或气体组分作为进行所述无泄漏测试的测试气体；
排空所述箔室，使得箔室压力低于测试物体内的测试气体压力并低于大气压力；
将运载气体引入所述箔室内所述测试物体之外的区域；
测量所述箔室内所述测试物体之外的区域形成的气体混合物的测试气体浓度，
在测量所述测试气体浓度过程中将连续运载气体流提供至所述箔室，通过由于箔室内的真空从箔室的壁脱气的气体组分形成所述运载气体流。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在提供所述运载气体之后经过预定聚集时间之后确定所述测试气体浓度。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，引入所述箔室的运载气体量将箔室内的压力增加最多100mbar。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在测量所述测试气体浓度之前将所述箔室排空至最多大约700mbar的压力。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，氮气、氧气或二氧化碳，用作所述测试气体。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，来自测试物体中包装的产品的芳香物质用作所述测试气体。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，测试物体中包装的产品产生的气体用作所述测试气体。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述测试物体在被放入所述测试室内之前充满测试气体。
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