-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Leckprüfung einer
eine Reinzone, wie beispielsweise einen Reinraum, gegenüber einem
Außenraum
abgrenzenden, mindestens ein Luftfilter aufweisenden Filtereinrichtung
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1 bzw. gemäß Oberbegriff des
Anspruchs 20.
-
In
der Reinraumtechnik werden Filtereinrichtungen eingesetzt, die dafür bestimmt
sind, gasförmige
Schadstoffe oder Stäube,
insbesondere luftgetragene Feinstäube und Keime in Form von Schwebstoffen,
aus dem Reinraum fernzuhalten. Umgekehrt werden Filtereinrichtungen
auch eingesetzt, wenn die Umgebung gegen aus dem Reinraum ausdringende,
beispielsweise giftige Stäube
geschützt
werden muß.
Die Filtereinrichtungen weisen ein oder mehrere in einen Rahmen
eingesetzte Luftfilter auf. Der Luftwechsel im Reinraum erfolgt
durch das Luftfilter. Um die Funktionsfähigkeit der Filtereinrichtung zu
gewährleisten,
muß diese
zum einen nach dem Einbau auf Leckstellen untersucht werden, zum
anderen muß in
regelmäßigen Abständen eine Überwachung
hinsichtlich auftretender Leckstellen durchgeführt werden.
-
Bei
bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird der Lecktest
mit einer Sonde durchgeführt,
die von Hand im Abstand eine auf Lecks zu untersuchende Prüffläche des
Filters überstreicht.
In das Filter wird ein Luftstrom eingeleitet, der mit Partikeln
eines Testaerosols vermischt ist, für die das Filter bestimmungsgemäß einen
Mindestabscheidegrad aufweisen soll. Das Testaerosol kann eine natürliche oder
künstlich
zugesetzte Verunreinigung der Luft sein. Über die Lufteintrittsöffnung der
Sonde wird aus dem Filter austretende Luft abgesaugt, und austretende
Partikel des Testaerosols werden detektiert. Das Filter weist dann
ein Leck auf, wenn an einer Stelle die Partikelaustrittsrate einen
vorgegebenen Maximalwert überschreitet.
-
Das
bekannte Verfahren ist jedoch für
eine reproduzierbare Dokumentation des Filterlecktests nicht geeignet.
Es ist nicht nachweisbar, dass die den Test durchführende Person
mit der Sonde die gesamte zu überprüfende Fläche untersucht
hat. Desweiteren ist nicht nachprüfbar, ob die Sonde annähernd konstant
mit der vorgeschriebenen Geschwindigkeit an der zu untersuchenden
Fläche
entlangbewegt wurde. Zu starke Geschwindigkeitsschwankungen können jedoch
das Messergebnis verfälschen. Schließlich ist
es schwierig, den genauen Ort eines Lecks zu dokumentieren, da sich
die Person, die den Test durchführt,
diese Stelle merken muß,
wenn sie eine durch akustische Signale charakterisierte erhöhte Zählrate feststellt.
-
Desweiteren
sind Verfahren und Vorrichtungen zum Lecktest an Filtereinrichtungen
bekannt, bei denen die Sonde an einem Roboter montiert ist und von
diesem automatisch die zu untersuchende Fläche überstreichend bewegt wird.
Dadurch erhält
man zwar eine sehr gute Dokumentation der Messergebnisse. Ein Roboter
ist jedoch sehr platzaufwendig, so dass diese Methode allenfalls
dann Anwendung finden kann, wenn das Filter nach seinem Einbau und vor
vollständiger
Einrichtung des Reinraums überprüft werden
soll. Eine turnusmäßige Überprüfung des
eingebauten Filters in einem eingerichteten Reinraum ist meist unmöglich, da
aufgrund der im Reinraum aufgestellten Apparaturen kein Platz für den Roboter
ist.
-
Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine
bessere Dokumentation der Messergebnisse möglich ist.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gemäß Anspruch
1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch
20 gelöst.
-
Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass eine Messung mit von
Hand gehaltener Sonde wesentlich weniger Aufwand erfordert und kostengünstiger
durchzuführen
ist als eine robotergesteuerte Messung. Desweiteren können mit
einer von Hand gehaltenen Sonde auch relativ schwer zugängliche Prüfflächen untersucht
werden. Messungen in eingerichteten Reinräumen sind meist ohne größere Umbauten
der Reinraumeinrichtung möglich.
Die zeitabhängige
Messung der Position der Sonde und die Auswertung in Korrelation
mit der Partikelaustrittsrate mittels der Datenverarbeitungseinrichtung
ermöglichen
es, die Bewegung der Sonde zu protokollieren und auftretende Lecks
genauer zu lokalisieren. Das erstellte Protokoll kann als Nachweis
für die
Funktionstüchtigkeit
des Filters dienen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist gleichermaßen für Leckprüfungen an
Filtereinrichtungen anwendbar, durch die Zuluft in eine reine Zone
eingeleitet wird, wie für
Filtereinrichtungen, durch die Abluft aus einer reinen Zone ausgeleitet
wird.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Koordinatenmesseinrichtung einen
drehbar gelagerten, ortsfesten Seilzugsensor und ein zwischen dem
Seilzugsensor und der Sonde gespanntes Seil zur Messung des Abstands
zwischen der Sonde und dem Seilzugsensor sowie ein Winkelmeßsensor
zur Messung des Winkels zwischen dem Seil und einer vorgegebenen
ortsfesten Koordinatenachse auf. Die ortsfeste Koordinatenachse
ist vorzugsweise eine Seite der zu untersuchenden Prüffläche. Durch
die Messung des Abstands und des Winkels wird die Position der Sonde
in Polarkoordinaten bestimmt. Alternativ kann die Koordinatenmesseinrichtung
zwei ortsfeste Seilzugsensoren und zwei zwischen der Sonde und je
einem Seilzugsensor gespannte Seile oder Seilhälften zur Messung der Abstände der
Sonde zu den Seilzugsensoren aufweisen. Aus den Abständen der
Sonde zu den Seilzugsensoren sowie dem bekannten konstanten Abstand
der Seilzugsensoren zueinander kann die Position der Sonde berechnet
werden. Um sicherzustellen, dass die Sonde stets im selben Abstand
zur zu untersuchenden Prüffläche bewegt
wird bzw. dass der Abstand während
der Messung nicht wesentlich verändert
wird, kann die Koordinatenmesseinrichtung ein weiterer Winkelmeßsensor
zur Messung des Winkels zwischen der Horizontalen und dem Seil bzw.
den Seilen oder Seilhälften
aufweisen. Wenn dieser Winkel größer ist
als ein vorgegebener, vom Abstand des Winkelmeßsensors zur Sonde abhängiger Maximalwinkel,
erzeugt die Datenverarbeitungseinrichtung eine Fehlermeldung. An
die Datenverarbeitungseinrichtung kann eine Signaleinheit angeschlossen
sein, die aufgrund dieser Fehlermeldung ein akustisches und/oder
optisches Signal aussendet.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann
die Koordinatenmesseinrichtung zwei an der Sonde angeordnete, jeweils
einen Sender und einen Empfänger
aufweisende Lasersensoren zur Aussendung zweier gepulster Laserstrahlen
in unterschiedliche Raumrichtungen sowie mindestens einen ortsfesten
Reflektor zur Reflexion der Laserstrahlen zum Lasersensor aufweisen.
Der ortsfeste Reflektor reflektiert die Laserstrahlen zu den Empfängern, so dass
durch eine Messung der Lichtlaufzeiten die Position der Sonde bestimmt
werden kann. Alternativ hierzu kann die Koordinatenmesseinrichtung
zwei ortsfest drehbar gelagerte, jeweils einen Sender und einen
Empfänger
aufweisende Lasersensoren aufweisen, während die Sonde einen Lichtreflektor
aufweist. Die Lasersensoren senden gepulstes Laserlicht zur Sonde,
das diese zurückreflektiert.
Auch hier werden mittels einer Lichtlaufzeitmessung die Abstände der
Sonde zu den Lasersensoren gemessen. Aus diesen Abständen und
dem vorbekannten konstanten Abstand der Lasersensoren zueinander
wird die Position der Sonde berechnet. Eine weitere Möglichkeit
der Positionsbestimmung besteht darin, dass die Sonde einen Lichtreflektor
aufweist und dass die Koordinatenmesseinrichtung einen ortsfest
drehbar gelagerten, einen Sender und einen Empfänger aufweisenden Lasersensor
zur Bestimmung des Abstands zu der Sonde durch Messung der Lichtlaufzeit sowie
einen Winkelmeßsensor
zur Messung des Winkels zwischen den vom Lasersensor ausgesandten
gepulsten Laserstrahlen und einer vorgegebenen ortsfesten Koordinatenachse
aufweist. Die ortsfeste Koordinatenachse ist wiederum vorzugsweise
eine Seite der zu untersuchenden Prüffläche.
-
Eine
alternative Meßmethode
besteht darin, dass die Koordinatenmesseinrichtung zwei an der Sonde
angeordnete, jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweisende Lasersensoren
sowie zwei ortsfeste Objekte zur Streuung des von den Sendern ausgesandten
Lichts zu den Empfängern
aufweist. Die Empfänger
detektieren das von den ortsfesten Objekten gestreute Licht und
ermitteltn mittels einer Triangulationsmethode den Abstand der Sonde
zu den ortsfesten Objekten. Alternativ hierzu kann die Koordinatenmesseinrichtung
ein ortsfestes Koordinatengitter aufweisen, wobei ein Erreichen
der Gitterpunkte durch die Sonde mittels der Datenverarbeitungseinrichtung
registrierbar ist. Das Koordinatengitter wird zweckmäßig durch
mehrere Lichtschranken, vorzugsweise durch mehrere Laserlichtschranken,
gebildet. Die Sonde wird so bewegt, dass sie bei Erreichen eines
Gitterpunkts zwei Lichtschranken unterbricht.
-
Eine
weitere mögliche
Meßmethode
sieht vor, dass die Koordinatenmesseinrichtung zwei ortsfest montierte
Kameras aufweist, durch die Bilder der Sonde erstellbar sind, und
dass in der Datenverarbeitungseinrichtung ein Referenzbild der Sonde
zum Größenvergleich
mit den erstellten Bildern gespeichert ist. Durch den Größenvergleich
werden die Abstände
der Sonde zu den Kameras bestimmt. Durch diese Abstände sowie
den vorgegebenen konstanten Abstand der Kameras zueinander ist die
Position der Sonde definiert. Eine Alternative besteht darin, dass die
Koordinatenmesseinrichtung eine an der Sonde montierte Kamera zur
Aufzeichnung des von ihr zurückgelegten
Wegs aufweist. Durch diese Aufzeichnung wird die Bewegung der Sonde
protokolliert. Durch Auswertung des Protokolls wird die Position der
Sonde durch die Datenverarbeitungseinrichtung zeitabhängig berechnet.
-
Eine
alternative Meßmethode
besteht darin, dass die Koordinatenmesseinrichtung mindestens einen
an der Sonde montierten Ultraschallsender sowie mindestens zwei
ortsfeste Ultraschallempfänger aufweist.
Der vom Sender ausgesandte Schall wird von den Empfängern empfangen,
wobei durch die Datenverarbeitungseinrichtung aus den Schall-Laufzeiten
die Abstände
der Sonde zu den Ultraschallempfängern
berechnet werden. Da wiederum der Abstand der Empfänger zueinander
bekannt und konstant ist, läßt sich
die Position der Sonde berechnen. Gemäß einer weiteren alternativen
Ausgestaltung der Erfindung weist die Koordinatenmesseinrichtung mehrere
ortsfeste, jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweisende Ultraschallsensoren
auf. Der von den Sensoren ausgesandte Ultraschall wird von der Sonde
reflektiert und von den Empfängern empfangen.
Durch eine Auswertung der Schall-Laufzeiten durch die Datenverarbeitungseinrichtung
sind die Abstände
der Sonde von den Sensoren, und somit auch die Position der Sonde,
bestimmbar.
-
Es
wird bevorzugt, dass die Sonde in einem vorbestimmten Abstand zur
Prüffläche oder
geringfügig
von diesem Abstand abweichend im wesentlichen in einer Ebene bewegt
wird. Die Position der Sonde wird durch die Koordinatenmesseinrichtung zweckmäßig in zweidimensionalen
kartesischen oder Polarkoordinaten bestimmt. Vorzugsweise wird in
einem ersten Verfahrensschritt die Sonde vorzugsweise in einander überlappenden
mäanderförmigen Bahnen
die gesamte Prüffläche überstreichend
bewegt, und gegebenenfalls wird in einem zweiten Verfahrensschritt
an den Stellen der Prüffläche gezielt der
Austritt von Testaerosol gemessen, an denen im ersten Verfahrensschritt
ein über
einem vorgegebenen Maximalwert liegender Austritt von Testaerosol gemessen
wurde. Dadurch kann an leckverdächtigen Stellen
der Prüffläche gezielt
eine präzisere
Messung mit längerer
Messdauer durchgeführt
werden. Vorteilhafterweise wird ein Warnsignal erzeugt, wenn sich
durch einen Fehler der Bedienperson zwei benachbarte Bahnen nicht überlappen.
Aus dem Luftauslaß austretende
Luft wird zweckmäßig mittels
einer Pumpe isokinetisch durch die Lufteintrittsöffnung der Sonde angesaugt.
-
Vorzugsweise
wird von der Datenverarbeitungseinrichtung ein Protokoll über die
Partikelzählrate
in Abhängigkeit
von der Position der Sonde und gegebe nenfalls in Abhängigkeit
von ihrer Geschwindigkeit erstellt. Anhand des Protokolls, in dem
den Sondenpositionen unmittelbar die Partikelzählraten zugeordnet sind, werden
eventuell auftretende Lecks gut nachprüfbar protokolliert.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
die vom Detektor gemessene Partikelzählrate auf eine vorgegebene
Sondensollgeschwindigkeit skaliert wird, indem sie mit dem Quotienten
aus der von der Datenverarbeitungseinrichtung berechneten Sondengeschwindigkeit
und der Sondensollgeschwindigkeit multipliziert wird. Dadurch können Messfehler
vermieden werden, die daraus resultieren, dass die Sonde nicht konstant
mit der Sondensollgeschwindigkeit bewegt wird. Bei einer rechteckigen
Standardsonde, die senkrecht zu ihrer Breitseite bewegt wird, ist
die Zählrate
des Detektors umgekehrt proportional zur Sondengeschwindigkeit.
Desweiteren kann vorgesehen sein, dass an die Datenverarbeitungseinrichtung eine
Signaleinheit angeschlossen ist, durch die bei Überschreitung einer vorgegebenen
maximalen Sondengeschwindigkeit und/oder bei Unterschreitung einer
vorgegebenen minimalen Sondengeschwindigkeit ein Warnsignal erzeugbar
ist. Dies kann dieselbe Signaleinheit sein, die eine Abweichung
des Winkels zwischen der Horizontalen und dem Seil anzeigt, oder
eine andere akustische und/oder optische Signaleinheit. Hierdurch
wird sichergestellt, dass die Sonde in einem Geschwindigkeitsbereich
um die Sondensollgeschwindigkeit herum bewegt wird. Dies ist vor
allem deshalb sinnvoll, da bei einer stark erhöhten Sondengeschwindigkeit
die Grenzleckerkennung nicht sichergestellt ist und im Extremfall
Luftverwirbelungen an der Sonde auftreten können, die das Messergebnis
der Partikelzählrate
verfälschen.
-
Insbesondere
wenn Laufzeitmessungen von Ultraschall oder Laserlicht zur Bestimmung
der Position der Sonde verwendet werden, ist es vorteilhaft, wenn
die Partikelzählrate
und die Position der Sonde von der Datenverarbei tungseinrichtung
in vorgegebenen Zeitabständen
getaktet ausgewertet werden. Typische Abtastraten liegen bei etwa
100 Hz oder höher.
-
Vorzugsweise
ist die Koordinatenmesseinrichtung an einem Stativ befestigt. Dieses
ist bei der Messung zweckmäßig zwischen
einem Fußboden und
einer Raumdecke eingeklemmt. Dadurch wird erreicht, dass sich die
Koordinatenmesseinrichtung stets in derselben Höhe befindet.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen
-
1 eine
schematische Darstellung eines Lecktests an einer an einer Raumdecke
montierten Filtereinrichtung;
-
2a, 2b eine
schematische Darstellung eines Koordinatenmeßsystems gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel;
-
3 eine
schematische Darstellung eines Koordinatenmeßsystems gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
-
4a, 4b, 4c schematische
Darstellungen von auf der Laufzeitmessung von Laserlicht beruhenden
Koordinatenmesseinrichtungen gemäß einem
dritten, vierten und fünften
Ausführungsbeispiel;
-
5a, 5b schematische
Darstellungen von auf optischen Aufzeichnungen beruhenden Koordinatenmesseinrichtungen
gemäß einem
sechsten und siebten Ausführungsbeispiel;
-
6a, 6b schematische
Darstellungen von auf der Laufzeitmessung von Ultraschall beruhenden
Koordinatenmesseinrichtungen gemäß einem
achten und neunten Ausführungsbeispiel;
-
7 eine
schematische Darstellung eines auf der Triangulationsmethode beruhenden
Koordinatenmeßsystems
gemäß einem
zehnten Ausführungsbeispiel
und
-
8 eine
schematische Darstellung einer Lichtschranken aufweisenden Koordinatenmesseinrichtung
gemäß einem
elften Ausführungsbeispiel.
-
In 1 ist
schematisch ein Raum 1 dargestellt, der als Reinraum dient
und über
eine Filtereinrichtung 2 belüftet wird. Die Filtereinrichtung 2 ist
an der Decke des Reinraums 1 angeordnet und dient dazu,
aus der über
einen Lufteinlaß aus
der Umgebung angesaugten Luft in den Reinraum 1 einzuleitenden
Zuluft Schwebstoffe herauszufiltern. Die gefilterte Luft tritt aus
einem Luftauslaß an
der Unterseite der Filtereinrichtung 2 aus. Um die Funktionstüchtigkeit
der Filtereinrichtung 2 sicherzustellen, wird diese regelmäßig auf
Undichtigkeiten bzw. Lecks überprüft, indem
ein Testaerosol in die Filtereinrichtung 2 eingeleitet
und ein möglicher
Austritt des Testaerosols aus einer Prüffläche 4 detektiert wird.
Die Prüffläche 4, die
dem Lecktest unterzogen wird, umfaßt neben der Fläche, aus
der die gefilterte Luft austritt, auch einen Rahmen der Filtereinrichtung 2,
in dem das eigentliche Luftfilter, das mehrere, parallel von der
Zuluft durchströmte
Filterelemente aufweisen kann, gehalten wird, sowie Dichtungen,
die zwischen dem Rahmen und dem Luftfilter angeordnet sind. Zur
Leckprüfung
wird von einer Bedienperson 6 eine Sonde 8 über die
Prüffläche 4 bewegt,
die der Aufnahme von aus der Prüffläche 4 austretenden
Partikeln des Testaerosols dient. Die Sonde 8, die eine
rechteckige Eintrittsöffnung
für angesaugte
Luft bzw. das Testaerosol aufweist, ist mit einem Schlauch 10 verbunden, über den
mittels einer Pumpe 12 aus der Prüffläche 4 austretende
Luft angesaugt wird. Dabei entspricht die Ansauggeschwindigkeit
an der Eintrittsöffnung der
Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus dem Luftauslaß, so dass
die Ansaugung isokinetisch erfolgt. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel
werden durch die Eintrittsöffnung
28,3 l Luft pro Minute angesaugt.
-
Die
Sonde 8 wird von der Bedienperson 6 mäanderförmig über die
Prüffläche 4 bewegt.
Um sicherzustellen, dass die Sonde 8 über die gesamte Prüffläche 4 bewegt
wird, überlappen
sich die Bahnen, in denen die Sonde 8 bewegt wird. Die
Sonde 8 weist einen Detektor auf, der die aus der Prüffläche 4 austretenden
Partikel des Testaerosols detektiert. Sie wird von der Bedienperson 6 in
einer Richtung quer zur Breitseite der Eintrittsöffnung mit annähernd konstanter
Geschwindigkeit (ca. 5 cm/s) in einem annähernd konstanten Abstand zur
Prüffläche 4 (ca.
3 cm bis 5 cm) bewegt. Als Leck ist eine Stelle definiert, an der
bei einem Sondendurchgang ein Austritt von mehr als fünf Aerosolpartikeln
nachgewiesen wurde.
-
Um
die Position der Sonde 8 sowie die Geschwindigkeit, mit
der sie von der Bedienperson 6 bewegt wird, zeitabhängig protokollieren
zu können,
ist an einem Stativ 14 eine Koordinatenmesseinrichtung 16 angeordnet.
Diese misst die Position der Sonde 8 in Abhängigkeit
von der Zeit und sendet ihre Messdaten mittels eines Kabels 18 zur
Auswertung an eine Datenverarbeitungseinrichtung 20. An
die Datenverarbeitungseinrichtung 20 wird auch die Partikelaustrittsrate
mittels eines weiteren Kabels oder, wie hier gezeigt, per Funk übermittelt.
Die Messwerte der Koordinatenmesseinrichtung 16 und die
Partikelaustrittsrate werden jeweils getaktet gleichzeitig ausgelesen,
so dass die Datenverarbeitungseinrichtung 20 die Partikelaustrittsrate
in Abhängigkeit
von der Position der Sonde 8 auswerten kann. Da eine exakt
konstante Geschwindigkeit von der Bedienperson 6 schwer
einzuhalten ist, ist an die Datenverarbeitungseinrichtung 20 eine
Signaleinheit 22 angeschlossen, die bei Überschreitung
einer vorgegebenen maximalen Sondengeschwindigkeit und bei Unterschreitung
einer vorgegebenen minimalen Sondengeschwindigkeit ein Warnsignal
erzeugt. Ebenso wird ein Warnsignal erzeugt, wenn die Sonde 8 nicht in
einander überlappenden
Bahnen bewegt wird. Ein anderes Signal wird erzeugt, wenn die Sonde
den Austritt von Testaerosol detektiert. Wenn nach Auswertung des
Messprotokolls ersichtlich ist, dass die Filtereinrichtung 2 an
einer oder mehreren Stellen der Prüffläche 4 ein Leck aufweisen
könnte,
werden diese Stellen in einem zweiten Verfahrensschritt nochmals
gezielt auf Austritt des Testaerosols überprüft.
-
Bei
der Koordinatenmesseinrichtung können alternativ
mehrere Meßsysteme
zum Einsatz kommen. Die in 1 gezeigte
Koordinatenmesseinrichtung 16 ist in 2a und 2b im
Detail dargestellt. Sie weist einen Seilzugsensor 24 auf,
zwischen dem und der Sonde 8 ein Seil 26 gespannt
ist. Der Seilzugsensor 24, in 2b in
Seitenansicht dargestellt, ist ortsfest drehbar um eine vertikale
Achse gelagert und weist einen Winkelmeßsensor 28 auf. Über die
Länge des
Seils 26 wird der Abstand zwischen der Sonde 8 und
dem Seilzugsensor 24 gemessen. Der Winkelmeßsensor 28 misst
den Verdrehwinkel des Seilzugsensors 24 und damit den zwischen
dem Seil 26 und einer Seite 32 der Prüffläche 4 eingeschlossenen
Winkel 30. Die Position der Sonde 8 wird damit
in zweidimensionalen Polarkoordinaten bestimmt.
-
Die
Koordinatenmesseinrichtung 16 gemäß 3 weist
zwei ortsfeste Seilzugsensoren 24a, 24b auf. Zwischen
jedem der Seilzugsensoren 24a, 24b und der Sonde 8 ist
ein Seil 26a, 26b gespannt. Über die Länge der Seile 26a, 26b werden
die Abstände der
Sonde 8 zu den Seilzugsensoren 24a, 24b gemessen.
Da der Abstand zwischen den Seilzugsensoren 24a, 24b bekannt
ist, kann die Position der Sonde 8 in zweidimensionalen
kartesischen Koordinaten berechnet werden.
-
Die
Koordinatenmesseinrichtung 16 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 4a weist
zwei Lasersensoren 32a, 32b auf, die an der Sonde 8 befestigt
sind. Beide Lasersensoren 32a, 32b weisen einen
Sender und einem Empfänger
auf, wobei die Sender Laserlicht 34a, 34b in zwei
unterschiedlichen Raumrichtungen aussenden. Gemäß 4a stehen beide
Laserstrahlen 34a, 34b senkrecht aufeinander. Sie
treffen auf zwei senkrecht zueinander und jeweils senkrecht zur
Prüffläche 4 angeordnete
flächige
Reflektoren 36a, 36b, die das Laserlicht 34a, 34b zu den
Empfängern
der Sensoren 32a, 32b zurückreflektieren. Aus den Lichtlaufzeiten
der gepulsten Laserstrahlen 34a, 34b errechnet
die Datenverarbeitungseinrichtung 20 die Abstände der
Sonde 8 zu den Reflektoren 36a, 36b in
zweidimensionalen kartesischen Koordinaten.
-
Nach
einem ähnlichen
Prinzip arbeitet die Koordinatenmesseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 4b. Hier weist die Sonde 8 einen Lichtreflektor
auf. Sie wird durch die gepulsten Laserstrahlen 40a, 40b zweier
ortsfest drehbar gelagerter Lasersensoren 38a, 38b angestrahlt
und reflektiert deren Licht zurück.
Bei der Messung folgen die Sensoren 38a, 38b der
Bewegung der Sonde, so dass ihre Laserstrahlen stets auf den Reflektor
treffen. Die Lasersensoren weisen neben einem Sender einen Empfänger auf,
der das zurückreflektierte
Licht detektiert. Über
die Laufzeit des Laserlichts 40a, 40b werden die
Abstände
der Sonde 8 zu den Lasersensoren 38a, 38b berechnet.
Der Abstand der beiden Lasersensoren 38a, 38b ist
bekannt, so dass die Position der Sonde 8 berechnet werden
kann.
-
Die
Koordinatenmesseinrichtung gemäß 4c weist
ebenfalls einen Lichtreflektor an der Sonde 8 auf. Desweiteren
weist sie einen ortsfest drehbar gelagerten Lasersensor 42 mit
einem Sender und einem Empfänger
auf. Dieser sendet gepulstes Laserlicht 44 zum Reflektor,
der das Licht 44 zum Lasersensor 42 zurückreflektiert.
Auch hier folgt der Lasersensor 42 der Bewegung der Sonde 8.
Mit dem Lasersensor 42 ist ein Winkelmeßsensor zur Messung des Verdrehwinkels
des Lasersensors 42 gekoppelt. Mit Hilfe des Winkelmeßsensors
wird der Winkel 46 zwischen dem Laserstrahl und einer ortsfesten
Koordinatenachse 47 bestimmt, so dass mit einer Laufzeitmessung
des Laserlichts 44 die Position der Sonde 8 in
zweidimensionalen Polarkoordinaten bestimmt werden kann.
-
Das
Prinzip einer optischen Entfernungsmessung mittels zweier ortsfester
Kameras ist in 5a angedeutet. Durch die Kameras
sind Bilder der Sonde 8 erstellbar, und in der Datenverarbeitungseinrichtung 20 ist
ein Referenzbild der Sonde 8 zum Größenvergleich mit den erstellten
Bildern gespei chert. Durch den Größenvergleich mit dem Referenzbild
werden die Abstände
der Sonde 8 zu den Kameras errechnet. Mit dem bekannten
Abstand der Kameras zueinander wird die Position der Sonde 8 errechnet.
In 5a sind beispielhaft zwei Bilder 48a, 48b der
Sonde 8 dargestellt. Das von der ersten Kamera aufgenommene
linke Bild 48a zeigt eine größere Sonde 8 als das
von der zweiten Kamera aufgenommene rechte Bild 48b. Die
Sonde 8 befindet sich somit näher bei der ersten Kamera als
bei der zweiten Kamera.
-
Bei
einem anderen optischen Verfahren nach 5b weist
die Koordinatenmesseinrichtung 16 eine an der Sonde 8 montierte
Kamera 50 auf. Nach der Art einer optischen Maus zeichnet
die Kamera 50 den von ihr bzw. der Sonde 8 zurückgelegten
Weg auf. Dazu werden die von der Kamera 50 aufgenommenen
Bilder der Prüffläche 4 ständig miteinander
verglichen. Die zurückgelegten
Wege werden aufaddiert, und daraus wird durch die Datenverarbeitungseinrichtung 20 indirekt
die Position der Sonde 8 zeitabhängig bestimmt.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6a weist
die Koordinatenmesseinrichtung 16 mehrere an der Sonde
montierte Ultraschallsender auf, die annähernd kugelförmig Ultraschall 52 in
Pulsen aussenden. Am Rand der Prüffläche 4 sind
zwei ortsfeste Ultraschallempfänger 54a, 54b angeordnet,
die den ausgesandten Ultraschall 52 empfangen. Durch Bestimmung
der Schall-Laufzeiten
wird mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 20 die Position
der Sonde 8 berechnet.
-
Die
Koordinatenmesseinrichtung 16 gemäß Ausführungsbeispiel nach 6b weist
mehrere ortsfeste Ultraschallsensoren 56 auf. Jeder der
Ultraschallsensoren 56 weist einen Sender und einen Empfänger auf.
Der von den Ultraschallsensoren 56 ausgesandte gepulste
Ultraschall wird durch die Sonde 8 reflektiert und von
den Empfängern
detektiert. Auch hier wird die Position der Sonde 8 durch
Auswertung der Schall-Laufzeiten berechnet.
-
Die
Koordinatenmesseinrichtung 16 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 7 weist
zwei an der Sonde 8 angebrachte Lasersensoren mit jeweils einem
Sender 58 und einem Empfänger 60 auf. In 7 ist
der Einfachheit halber nur ein Lasersensor abgebildet, um das Prinzip
zu veranschaulichen. Die Sender 58 senden Laserlicht auf
zwei an unterschiedlichen Raumpunkten angebrachte ortsfeste Objekte 62,
an denen das Licht gestreut wird. Die Empfänger 60 weisen eine
Abbildungsoptik 64 und einen Fotodetektor 66 auf,
die gestreutes Licht in Abhängigkeit
vom Abstand des Lasersensors zum ortsfesten Objekt 62 detektieren
und mittels einer Triangulationsmethode den Abstand des Lasersensors zum
ortsfesten Objekt 62 bestimmen. Aus den Abständen der
Lasersensoren zu beiden ortsfesten Objekten 62 errechnet
die Datenverarbeitungseinrichtung 20 die Position der Sonde 8.
-
Gemäß dem in 8 dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist die Koordinatenmesseinrichtung 16 mehrere im Abstand
unter der Prüffläche 4 verlaufende
Laserlichtschranken 68 auf, die ein Koordinatengitter bilden
und sich an den Gitterpunkten 70 im rechten Winkel kreuzen.
Die Sonde 8 wird so über
die Prüffläche 4 bewegt,
dass sie bei Überstreichen
eines Gitterpunkts 70 die diesen Gitterpunkt 70 bildenden
Lichtschranken 68 unterbricht und somit der Datenverarbeitungseinrichtung 20 anzeigt,
dass sie sich am Ort des Gitterpunkts 70 befindet.
-
Zusammenfassend
ist folgendes festzuhalten:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Leckprüfung einer
eine reine Zone, wie beispielsweise einen Reinraum 1, gegenüber einem
Außenraum
abgrenzenden, mindestens einen Luftfilter aufweisenden Filtereinrichtung 2,
in die über
einen Lufteinlaß in
Richtung zu einem Luftauslaß ein
Testaerosol eingeleitet wird, wobei auslaßseitig eine Prüffläche 4 der
Filtereinrichtung 2 auf Austritt des Testaerosols untersucht
wird, indem eine Sonde 8 mit definierter Lufteintrittsöffnung zur
Bestimmung der Austrittsrate der Testaerosolpartikel von Hand im
Abstand über
die Prüffläche 4 bewegt
wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
die Position der Sonde 8 mittels einer Koordinatenmesseinrichtung 16 in
bezug auf ein ortsfestes Koordinatensystem zeitabhängig gemessen
und mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung 20 in Korrelation
mit der Partikelaustrittsrate ausgewertet wird.