DE10308687A1 - Prüfleckeinrichtung für einen Schnüffellecksucher - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Prüfleckeinrichtung (14) für einen Schnüffellecksucher (1) mit einer Schnüffelspitze (8) und mit einer Steuereinheit (6); die Prüfleckeinrichtung (14) ist mit einem Gasvorrat (31) und einer Engstelle (33) ausgerüstet, aus der zumindest während des Kalibrierens eine definierte Testgasrate ausströmt; die Prüfleckeinrichtung (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Engstelle (33) ein die Annäherung der Schnüffelspitze erkennender Sensor (42) befindet und dass sie mit Mitteln zur Übertragung von Sensorsignalen zur Steuereinheit (6) des Lecksuchers ausgerüstet ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfleckeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
- An viele Anlagen und Produkte in Industrie und Forschung werden hohe Anforderungen bezüglich ihrer Dichtheit gestellt. Von der Leckart, Leckrate oder Leckgröße hängt es ab, welches Lecksuchverfahren angewendet bzw. welches Lecksuchgerät eingesetzt wird.
- Bei in der Kältemittel-, Automobil- oder anderen Industrien hergestellten Prüflingen oder Baugruppen wird häufig die Schnüffellecksuche eingesetzt. Diese setzt voraus, dass sich im Prüfling oder in der Baugruppe ein Testgas, vorzugsweise unter Überdruck, befindet. Als Testgas wird häufig Helium eingesetzt, das vor dem Verschließen der auf Lecks zu untersuchenden Hohlräume darin eingebracht wird. Bekannt ist auch der Einsatz der ohnehin in Prüflingen oder Baugruppen befindlichen Gase als Testgas, z. B. SF6 oder Halogen-Gase in der Kältemittelindustrie.
- Der auf Lecks zu untersuchende Prüfling wird mit Hilfe der Ansaugstelle (Spitze) einer Schnüffelpistole abge tastet, die aus einem eventuell vorhandenen Leck ausströmendes Testgas aufnimmt und einem Testgasdetektor zuführt. Dieser kann sich zusammen mit den anderen Komponenten in einem Gerät befinden, mit dem die Schnüffelpistole u. a. über einen Schlauch in Verbindung steht. Ist der Detektor ausreichend klein (z. B. ein Infrarot-Gasanalysator), kann er auch in der Pistole selbst untergebracht sein, wodurch die Ansprechzeit maßgeblich verkürzt wird.
- Testgas-Lecksuchgeräte müssen immer wieder kalibriert werden. Dazu ist der Einsatz von Prüflecks mit einem definierten Leck bekannt. Prüflecks für diese Zwecke umfassen einen Gasvorrat und eine Engstelle mit bekanntem Leitwert. Zur Kalibrierung eines Lecksuchgerätes mit einer Schnüffelpistole wird üblicherweise die Schnüffelspitze in die Nähe der Engstelle gebracht und die Leckanzeige abgeglichen. Aus den deutschen Offenlegungsschriften
27 02 002 ,32 43 752 und199 63 073 sind Test- bzw. Prüflecks dieser Art bekannt. - Prüflecks sollen zum einen über eine möglichst lange Zeit (deutlich länger als ein Jahr) eine konstante Gasströmung haben. Zum anderen müssen sie, wenn sie im Gehäuse eines Lecksuchgerätes untergebracht werden sollen, ausreichend klein gebaut sein. Dieses setzt voraus, dass sich das Testgas unter hohem Druck (8 bar und mehr) im Prüfleck befindet. Prüflecks dieser Art sind temperatur-empfindlich. Dieses gilt insbesondere dann, wenn das Testgas bei den genannten Drücken flüssig ist. Eine maximale Temperatur darf aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden. Der aus Gründen des Bedie nungskomforts an sich gewünschte Einbau eines Prüflecks dieser Art in ein Lecksuchgerät mit Wärme erzeugenden Komponenten ist mit Problemen verbunden, häufig sogar nicht möglich.
- Bei der Kalibrierung mit einer externen Testleckeinrichtung muss bei den bisherigen Lecksuchern über Menüeingabe die Kalibrierung gestartet und "Leck schnüffeln"/"Luft schnüffeln" bestätigt werden. Dies ist recht umständlich und widerspricht dem Gedanken eines leicht zu bedienenden Gerätes. Dieses gilt vor allem für – häufig ungelernte – Personen, die auf einem Laufband sich bewegende Gegenstände mit einer Schnüffelpistole auf Lecks untersuchen müssen. Sie können sich nicht mit einem von der Bedienung her umständlichen und deshalb zeitlich aufwendigen Kalibriervorgang beschäftigen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine externe, d.h. eine von einem Lecksuchgerät separate Prüfleckeinrichtung so zu gestalten, dass sie eine vereinfachte Bedienung des Lecksuchgerätes bei der Durchführung der Kalibrierung erlaubt.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass lediglich dadurch, dass die Schnüffelspitze in die Nähe der Engstelle der Prüfleckeinrichtung gebracht wird, die Kalibrierung des separat von der Prüfleckeinrichtung aufgestellten Lecksuchgerätes durchgeführt werden kann.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den
1 bis3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen -
1 ein Schnüffel-Lecksuchgerät mit darin eingebauten Komponenten, -
2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel für eine separate Prüfleckeinrichtung nach der Erfindung und -
3 ein Flussdiagramm. - Das in
1 dargestellte Lecksuchgerät1 besitzt ein Gehäuse2 , in dem sich Geräte-Komponenten befinden. Als Blöcke dargestellt sind beispielsweise eine Vakuumpumpe3 , ein Netzteil4 , ein Gasdetektor5 und eine Steuerungseinheit6 . Außerhalb des Gehäuses befindet sich die Schnüffelpistole7 mit ihrer Ansaugstelle (Spitze)8 . Sie ist über einen Schlauch9 mit dem Gasdetektor5 verbunden. Für den Fall, dass der Gasdetektor5 in der Schnüffelpistole7 untergebracht ist, steht diese mit der Steuereinheit über Signalleitungen in Verbindung. Sämtliche Gerätekomponenten sind im Gehäuse2 untergebracht. Das Gehäuse2 selbst ist im Bereich des Bodens11 und im oberen Bereich mit Kühllufteintrittsöffnungen12 bzw. Luftschlitzen13 ausgerüstet. Da zumindest ein Teil der Gerätekomponenten Wärme erzeugen, findet ein durch Thermik erzeugter Kühlluftstrom statt. Sollte dieser nicht ausreichen, kann zusätzlich ein den Kühlluftstrom unterstützender Ventilator vorgesehen sein. -
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Prüfleckeinrichtung14 nach der Erfindung. Sie besitzt ein Gehäuse15 , in dem sich das eigentliche Prüfleck20 – in im einzelnen nicht näher dargestellter Weise herausnehmbar – befindet. Das Testleck20 weist einen Rohranschluß21 auf, der durch das Gehäuse15 nach außen mündet. Der Rohranschluß21 bildet eine üblicherweise ständig offene Verbindung zwischen der weiter unten noch im Detail beschriebenen Engstelle des Prüflecks20 und einer für die Einführung der Schnüffelspitze8 geeigneten Öffnung22 . Diese Anordnung ermöglicht jederzeit die Kalibrierung des Lecksuchgerätes1 . - Das Prüfleck
20 besitzt einen inneren Druckbehälter31 mit dem Gasvorrat. Dabei handelt es sich um eine handelsübliche Druckdose, die das gewünschte Testgas in flüssiger Form enthält. Der Druck in gefüllten Kartuschen dieser Art ist stark temperaturabhängig. Er darf üblicherweise 8 bar (Prüfdruck 12 bar) nicht überschreiten. Die maximale Temperatur, die Druckdosen dieser Art üblicherweise annehmen dürfen, ist auf 50° C begrenzt. - Um dennoch Druckbehälter dieser Art auch bei zeitweise höheren Umgebungstemperaturen als Gasvorrat bei Prüflecks einsetzen zu können, ist ein zweites äußeres Gehäuse
32 vorgesehen. Es besteht beispielsweise aus Stahl und ist für wesentlich höhere Drücke als 8 (bzw. 12) bar ausgelegt. Es weist im Bereich einer Stirnseite die Engstelle33 auf, die als Membran34 ausgebildet ist. Daran schließt sich der bereits erwähnte Rohr anschluss21 an. Im Bereich der anderen Stirnseite ist eine lösbare, vorzugsweise abschraubbare Kappe35 vorgesehen. Sie ermöglicht es, das von der Kappe lösbare Gehäuse32 dicht zu verschließen. Zwischen seiner stirnseitigen Öffnung und der Kappe35 befindet sich ein Dichtring36 . Nach dem Abnehmen der Kappe35 ist das Innere des Gehäuses32 für Einsatz oder Entnahme des Druckbehälters31 zugänglich. - Im Bereich der der Kappe
35 gegenüberliegenden Stirnseite ist das Gehäuse32 mit einem nach innen ragenden Flansch37 ausgerüstet. Dieser Flansch trägt auf seiner dem Rohranschluß21 zugewandten Seite die Membran34 . Auf der der Kappe35 zugewandten Seite des Flansches37 stützt sich der in das Gehäuse32 eingesetzte Druckbehälter31 ab. - Bei dem in
2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Druckbehälter31 mit einem Kugelventil38 ausgerüstet, das sich in einer seiner Stirnseiten befindet. Der Druckbehälter31 wird derart in das Gehäuse32 eingesetzt, dass das Ventil38 der Kappe35 zugewandt ist. Die Kappe35 ist mit einem dem Ventil38 zugeordneten Stift39 ausgerüstet, dessen Länge so gewählt ist, dass er das Ventil38 bei vollständig aufgeschraubter Kappe35 öffnet. Wird ein Druckbehälter ohne Ventil38 verwendet, ist an Stelle des Stiftes39 ein Dorn vorgesehen, der den Druckbehälter31 mit dem Verschließen der Kappe35 mit einer Öffnung versieht. Nach dem Verschließen der Kappe ist entweder das Ventil38 offen oder die vom Dorn hergestellte Öffnung vorhanden, so daß das Testgas in das Gehäuse32 strömt. Maßgebend für die Temperaturbelastung ist dann nicht mehr der Druckbehälter31 sondern das Gehäuse32 . - Ist ein Auswechseln des Druckbehälters
31 erforderlich, wird das Prüfleck20 aus dem Gehäuse15 der Prüfleckeinrichtung14 herausgenommen. Danach wird das Gehäuse32 durch Abschrauben der Kappe35 geöffnet. Der Rand der Kappe35 ist in der Nähe seiner Oberseite mit einer kleinen Bohrung40 ausgerüstet. Diese erlaubt es, dass vor dem endgültigen Abschrauben der Kappe35 ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses32 und der Umgebung stattfindet. - Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Prüflecks besteht darin, dass das druckstabile Gehäuse
32 nicht gewechselt werden muß. Es kann in Bezug auf seine Stabilität den gewünschten Anforderungen entsprechend ausgebildet sein. Nur beim Transport und bei der Lagerung des Druckbehälters31 müssen die relativ niedrigen Umgebungstemperaturen beachtet werden. Auch die Engstelle (Membran34 ) selbst gehört nicht zu einem Wegwerfprodukt. Damit ist der Vorteil verbunden, dass sich die Prüfleck-Leckrate beim Wechseln des Gasvorrates nicht ändert. - Erfindungsgemäß ist das Testleck
20 der Testleckeinrichtung mit einem Sensor42 ausgerüstet, der erkennt, wenn sich eine Schnüffelspitze8 im Rohranschluß21 befindet. Der Sensor42 kann z.B. ein Reedkontakt oder ähnlicher Kontakt sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor als Lichtschranke ausgebildet. Dazu ist der Rohranschluß21 mit zwei einander gegenü berliegenden Öffnungen versehen, denen eine Lichtquelle43 (z.B. eine Leucht-Diode) und ein lichtempfindliches Bauteil44 (z.B. eine Foto-Diode) zugeordnet sind. - Zwischen dem Sensor
42 und dem Lecksuchgerät1 muß eine Verbindung bestehen, die es ermöglicht, Sensorsignale der Steuereinrichtung6 des Lecksuchgerätes1 zuzuführen. Dargestellt sind Stecker46 ,47 an den Gehäusen2 bzw.15 sowie eine Kabelverbindung48 . Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine drahtlose Verbindung besteht. z.B. ein im einzelnen nicht dargestellter Sender im Prüfleck14 und ein Empfänger im Lecksuchgerät1 . Diese Verbindung ermöglicht die Kalibrierung mehrerer, an unterschiedlichen Orten aufgestellter Lecksuchgeräte mit nur einer Prüfleckeinrichtung. - Besonders zweckmäßig ist es, das Prüfleck
20 in der Nähe seiner Engstelle mit einem Temperatursensor51 auszurüsten und über die Verbindung zwischen dem Prüfleck20 und dem Lecksuchgerät1 – sei sie drahtlos oder eine Kabelverbindung – auch Signale des Temperatursensors51 zur Steuereinheit6 zu übertragen. Diese Maßnahmen erlauben es, die temperaturabhängige Durchlässigkeit der Engstelle33 des Prüflecks20 bei der Kalibrierung der Leckanzeige zu berücksichtigen. Insbesondere bei Prüflecks mit einer Membran als Engstelle ist diese Berücksichtigung von Bedeutung, da die Durchlässigkeit der Membran exponentiell temperaturabhängig ist. Um nun eine sichere Kalibrierung des Lecksuchers zu erreichen, wird die Temperaturabhängigkeit des Testlecks durch eine in der Software des Geräts (Steuereinheit6 ) abge legte Korrekturkurve kompensiert. Die Temperatur wird im Bereich des Prüflecks gemessen. - Zweckmäßig ist das Prüfleck
20 neben dem Temperatursensor51 noch mit einem EEPROM ausgerüstet. In2 ist das EEPROM schematisch angedeutet und mit52 bezeichnet. Wenn im EEPROM Produktionsdatum, Füllmenge sowie Leckrate abgespeichert sind, kann daraus der Zeitpunkt abgeschätzt werden, wann das Reservoir sich geleert hat und das Prüfleck20 daher ausgetauscht werden muss. Steht auch das EEPROM52 mit der Steuereinheit6 in Verbindung, kann dieser Zeitpunkt im Display des Lecksuchers angezeigt werden. -
3 zeigt Flussdiagramme für die Durchführung der Kalibrierung mit Geräten nach dem Stand der Technik (3a ) und mit Hilfe einer Prüfleckeinrichtung nach der Erfindung (3b ). Aus dem Vergleich der Flussdiagramme ergibt die mit der Erfindung verbundene Vereinfachung der Kalibrierung.
Claims (15)
- Prüfleckeinrichtung (
14 ) für einen Schnüffellecksucher (1 ) mit einer Schnüffelspitze (8 ) und mit einer Steuereinheit (6 ); die Prüfleckeinrichtung (14 ) ist mit einem Gasvorrat (31 ) und einer Engstelle (33 ) ausgerüstet, aus der zumindest während des Kalibrierens eine definierte Testgasrate ausströmt; die Prüfleckeinrichtung (1 ) ist dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Engstelle (33 ) ein die Annäherung der Schnüffelspitze erkennender Sensor (42 ) befindet und dass sie mit Mitteln zur Übertragung von Sensorsignalen zur Steuereinheit (6 ) des Lecksuchers ausgerüstet ist. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel als Kabelverbindung (
48 ) ausgebildet sind. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel eine drahtlose Übertragung erlauben und auf Seiten des Prüflecks (
14 ) zumindest aus einem Sender bestehen. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Engstelle (
33 ) eine Membran (34 ) ist. - Einrichtung nach Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Temperatursensor (
23 ) aufweist. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Rohranschluss (
21 ) ausgerüstet ist, der durch das Gehäuse (2 ) nach außen tritt und eine für die Einführung der Ansaugstelle (8 ) einer Schnüffelpistole (7 ) geeignete Öffnung (22 ) aufweist. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Gasvorrat in einem Druckbehälter (
31 ) befindet, dass ein den Druckbehälter (31 ) aufnehmendes Gehäuse (32 ) vorgesehen ist und dass die Engstelle (33 ) Bestandteil des Gehäuses (32 ) ist. - Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Druckbehälter (
31 ) und Gehäuse (32 ) zylindrisch sind, dass sich die Engstelle (33 ) im Bereich einer der beiden Stirnseiten des Gehäuses (32 ) befindet und dass die der Engstelle (33 ) gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses (32 ) mit einer lösbaren, vorzugsweise abschraubbaren Kappe (35 ) ausgerüstet ist. - Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
32 ) im Bereich der der Kappe (35 ) gegenüberliegenden Stirnseite mit einem nach innen ragenden Flansch (37 ) ausgerüstet ist, auf dem sich der den Gasvorrat enthaltende Druckbehälter (31 ) abstützt. - Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (
31 ) im Bereich der Kappe (35 ) mit einem Kugelventil (38 ) ausgerüstet ist und dass die Kappe (35 ) einen Stift (39 ) trägt, der das Ventil (38 ) bei aufgeschraubter Kappe (35 ) öffnet. - Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (
35 ) einen nach innen gerichteten Dorn trägt, der bei aufgeschraubter Kappe (35 ) den Druckbehälter (31 ) durchstößt. - Einrichtung nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Kappe (
35 ) im Bereich seiner Oberseite mit einer Bohrung (40 ) ausgerüstet ist. - Einrichtung nach Anspruch 9 und einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (
37 ) die Membran (34 ) trägt. - Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin mit einem EEPROM ausgerüstet ist, in dem Gasart, Produktionsdatum, Füllmenge und/oder Leckrate abgespeichert sind.
- Einrichtung nach Anspruch 1, 5 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Übertragung der Signale des Sensors (
42 ) so ausgebildet sind, dass sie auch die Übertragung der vom Temperatursensor (51 ) und/oder vom EEPROM (52 ) gelieferten Signale geeignet sind.
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