非侵入式滤体扫描的制作方法

本发明大致关于一种具有一非侵入式机构供滤体测试的壳体组件。更具体而言，是一种供一具有一供滤体测试或类似者用的扫描探针镇列的空气滤体使用的污染物壳体组件。

背景技术：

污染物壳体组件被用于危险空气传播的物质必须被防止逸散到大气中的危重程序。一滤体被设置在污染物壳体组件以由经过壳体组件的空气流中移除危险和其他的物质。壳体组件可被配置以包含至少一可替换滤体，例如一微粒滤体，例如一hepa滤体，及/或分子滤体供吸附分子污染物。

在污染物壳体组件中的滤体被定期更换使用一控制屏障让更换人员防护壳体中的污染物以及被滤体捕捉的污染物。使用的典型控制屏障是于1967年11月28日公告的美国3354616号专利中描述的塑胶袋包围系统。使用塑胶袋由一污染物壳体组件移除及更换滤体一般已知为一袋入/袋出程序(bag-in/bag-outprocedure)。

一旦一个新的滤体被安装在污染物壳体中，新滤体被测试泄漏，例如销钉孔及其他缺陷，以确保危险和其他物质会被适当地由通过滤体的空气流中移除。一空浮微粒挑战(aerosolchallenge)是被空浮微粒产生器扩散的滤体的上游(upstream)。在传统污染物壳体中，一测试接口被开启在滤体的下游(downstream)以容许一手持扫描探针从滤体的下游侧获取样本。一污染物屏障，例如一第二袋体，被用于防止任何危险和其他物质在滤体的背侧被使用探针手动扫描泄漏时脱离壳体。探针被以一沿滤体完整背侧的模式移动以确保滤体被完全测试任何泄漏。在滤体测试的成功完成，测试接口被密封且污染物壳体及滤体已就绪投入一般运转。

像这样，更换滤体的测试是耗费金钱及时间的事。此外，释放危险物质的潜势随着污染物壳体的每次开启而增加。随着存在于使用污染物壳体过滤的空气流中的生化、放射性以及致癌性污染物的增加的严重度，确保每个滤体在更换滤体被安装在污染物壳体后是无泄漏的持续的需求是越显重要，为了在进入壳体的空气流中的危险物质不释放到滤体的下游中。

因此，需要一种适用于污染物壳体的改良的非接触式滤体测试装置。

技术实现要素：

本公开的实施例包含一种扫描模块被配置以扫描一滤体的泄漏。在一实施例中，扫描模块包含一壳体，具有多个扫描探针设置于其内。一移动机构，连接于多个扫描探针。移动机构可操作以同时置换壳体中的多个扫描探针。

在另一实施例中，一包含一滤体壳体以及一扫描模块的滤体壳体组件被提供。滤体壳体具有一入口、一出口、一滤体架、以及一滤体出入口。扫描模块设置于滤体架及出口之间。扫描模块包含一移动机构，连接于多个扫描探针。移动机构可操作以同时置换壳体中的多个扫描探针于一方向垂直于壳体内的入口及出口间的气流的一方向。

在另一实施例中，一种扫描一滤体的方法被提供。在一实施例中，方法包含由固定于一壳体的一第一滤体上游引入一挑战空浮微粒；同时移动一第一多个取样探针于跨越第一滤体的一下游面的一单一扫动；以及通过利用由探针组件收集到的样本决定在第一滤体的泄漏。

附图说明

本发明的教示可轻易被理解，通过考虑以下详细叙述搭配相应的图式，其中：

图1是一具有一扫描模块的污染物壳体的实施例剖面图。

图2是装配有探针组件的扫描模块的示意图。

图3是显示供置换探针组件的交替的移动机构扫描模块的部分平面图。

图4是供使用扫描模块测试一滤体中的泄漏的一方法的方块图。

为了便于理解，同样的参考数字被使用，可能的话，以指定附图中相同的元件。可以想到一实施例的元件及附图可在其他实施例中被有益地结合而无进一步叙述。

应注意，然而，申请文件的附图仅示范地说明本发明的实施例且因此不被认为限缩其范围，本发明可能接受其他等效实施例。

具体实施方式

图1是装配有扫描模块150的污染物壳体组件100的实施例剖面图。壳体组件100包含具有内部空间186、入口104、出口106、以及滤体出入口108的壳体102。入口104形成在壳体102的上游部分且出口106形成在壳体102的下游部分。风道可被用于连接壳体组件100的入口104及出口106到一空气处理系统(未标出)。入口104及出口106，形成经过壳体102，容许气体流经输送管110且通过壳体102的内部空间186。滤体出入口108被配置以容许出入壳体102的内部空间186，例如，供滤体换出，及类似者。

壳体102可由金属制成，例如铝、钢及不锈钢，或其他合适的材料。壳体102具有一结构在流经壳体102的内部空间186的气体以及存于壳体102外的外部环境190之间形成压力屏障。在图1所示的实施例中，壳体102是一个由连续焊接金属板制成的空的方形体。

壳体102额外包含一内部凸缘114其封闭地接合一个或更多的设置在壳体102的内部空间186的可替换滤体112。虽然仅有一个滤体被标记在图1，另外的滤体112可被侧面地设置在所示滤体112的侧边及/或上面，例如，在一mxn阵列，其中m，一正整数，是设置在一垂直于通过污染物壳体组件100的气流方向的第一方向的滤体112的数目，而n，一正整数，是设置在一垂直于通过污染物壳体组件100的气流方向的第二方向的滤体112的数目，第一方向垂直于第二方向。在一实施例，内部凸缘114包含一刀锋116其封闭地接合一设置在滤体112的一框架上或内的液体或气体的密封垫片118。壳体102及滤体112间的密封迫使空气经过壳体102的内部空间186以通过滤体112。一连接机构120被提供于壳体102内且被配置以移动滤体112在一与内部凸缘114封闭地接合的位置以及一脱离内部凸缘114的位置之间。作为选择地，内部凸缘114在密封118被配置为垫片的特定实施例中可包含平坦环供封闭地接合滤体112的密封118。

滤体出入口108被配置以促进滤体112由壳体102移除且选择性地由门122密封。门122通过铰链128结合于壳体102。门122包含当门122位于一关闭位置时接合于壳体102的一面126的密封124，从而密封滤体出入口108。

滤体出入口108被一凸缘134以及一装袋环136所限定。凸缘134由壳体102的面126延伸而出且限定装袋环136。凸缘134被用于保持袋体138，连接至装袋环136，当门122关闭时脱离密封124。

夹具132被提供以固定门122当其在一关闭位置。在如图1所示的实施例中，夹具132可为一设置在一螺线轴上的把手。夹具132适于选择性接合由门122延伸出的锁附片130。当门122在关闭位置，夹具132的把手可被设置以接合由门122延伸出的锁附片130，如此密封124可被相对于壳体102的面126压缩，例如，通过收紧设置在螺线轴上的把手。像这样，供更换滤体112的滤体出入口108可被密封且确保流经壳体102的内部空间186的空气直接通过滤体112。

一空浮微粒产生器180可通过滤体112上游的一管道184而被连接在壳体102的内部空间186。空浮微力产生器180可经由喷嘴182将挑战空浮微粒引入壳体的内部空间186。喷嘴182可设置在壳体102的内部空间186内滤体112上游以促进跨越滤体112的挑战空浮微粒浓度的均匀分布。挑战空浮微粒可为邻苯二甲酸二辛酯(dioctylphthalate，dop)、氯化钠方块(naclcube)、聚α-烯烃(polyalphaolefin，pao)、聚苯乙烯乳胶球(polystyrenelatexsphere，psl)，或者其他适合供测试亦相容于测试设备188的滤体的挑战空浮微粒。挑战空浮微粒可包含具有平均直径介于约0.1微米到5.0微米之间的微粒，例如介于约0.2以及约0.3微米。空浮微粒产生器180可释放浓度介于约10mg/m³及100mg/m³间，例如约20mg/m³及80mg/m³间，的挑战空浮微粒进入壳体102的内部空间186。如果侦测到一颗粒计数超出一预定值在滤体112下流，由高颗粒计数样本获得的滤体112的面积可被重计供继续计数。如果侦测到超出特定泄漏极值的继续的计数，泄漏可被修复或滤体可被更换。

扫描模块150被设置在壳体102的内部空间186的滤体112下游供侦测挑战空浮微粒。扫描模块150可为一壳体102的内部部件或者一连接于壳体102的分开部件。空气由壳体102的入口104流进内部空间186且通过喷嘴182，在流经扫描模块150前先流经滤体112。

扫描模块150具有一本体158以及一密封隔板160。密封隔板160防止气流自内部空间186泄漏至壳体102的外部环境190。作为替代的，密封隔板160可为壳体102的一部分。在此状况中，壳体102的外部环境190上的一操作器在被与壳体102内的气流隔绝时可与扫描模块150交互作用。

扫描模块150被配置一个或更多的探针组件152。探针组件152可由一个或更多的取样探针构成，例如图2所示的取样探针212。取样探针212可具有适于微粒扫描测试的设计配置。在一实施例中，取样探针212符合iest-rp-cc034.1建议微粒。取样探针212一般被配置以具有一开口155尺寸合于容许等动力学的取样在一预定滤体测试速度。

探针组件152横越邻近滤体112下游面的壳体102的内部空间186。例如，探针组件152可被置于离滤体112下游面一英寸处。探针组件152被配置以移动一致于移动机构156的路径移动机构156可被配置以同时线性移动全部的探针组件152。移动机构156可被配置以移动合于前述的iest-rpcc034.1取样探针212，或者其他合适的测试协议。移动机构156可以或不延伸通过密封隔板160且被配置以移动探针组件152的取样探针212越过滤体112的整个面。

探针组件152的每个取样探针212可通过导管164大致接合至通过密封隔板160或壳体102定义的下游取样口162。每个导管164连接一个取样探针212至一个取样接口162。取样接口162被密封至密封隔板160或壳体102。取样接口162可包含，或者被接合至，一快速接合以增进接合测试仪器至取样接口162。快速接合可包含一内部止回阀以防止在没有测试设备接上时经由取样接口162泄漏。

导管164可由不漏水且可挠性的材料形成。例如，导管164可形成自塑胶或者合成橡胶管、或可挠金属管、或其他合适的材料。导管164的可挠性容许探针组件152的移动而无导管164妨碍液体流动于其内或泄漏液体。

取样接口162可液态地接合至一测试设备188，例如一光度计或计数器。测试设备188亦可接合至壳体102内的上游取样接口189。测试设备188可为一个或更多的光度计或微粒计数器。例如，每个取样接口162可具有其自己连接的测试设备188如此测试设备188可同时侦测由个别取样探针212所取样的微粒。测试设备188可通过侦测或量测光散射、光障碍、或通过直接成像来运作。在一实施例中，测试设备188是一空浮微粒计数器且通过计数及筛选空气中的微粒数量决定空气品质。一高能量光源被用于照明微粒当其通过测试设备188的侦测腔体。微粒通过光源(通常一雷射或卤素光)且若光散射被使用，则一光侦测器侦测导向光。若直接成像被使用，一卤素光由一单元内的后方照明微粒在一高清晰度时，高放大相机记录经过的微粒。记录的影像随后被电脑软体分析以量测微粒属性。若光遮蔽(障碍)被使用，测试设备188侦测光的损失。光散射的广度或光遮蔽被量测且微粒被计数以及制成标准计数表(standardizedcountingbins)。滤体112中的泄漏可由测试设备188决定当0.01％或者更高的上游挑战空浮微粒在取样接口162被侦测到。其他测试设备可作为替换被使用。

在一实施例中，滤体112被测试泄漏。空浮微粒产生器180释放滤体上游的挑战空浮微粒。朝向滤体112流动的空气被混合以提供均匀浓度的挑战空浮微粒。通过滤体112的空气被测试有无挑战空浮微粒的存在。在滤体112的下游侧的扫描模块150采集采样探针212的开口155内流经滤体112的空气。被采样探针212采集的空气被导出取样接口162至测试设备188供决定采样探针212所在位置是否有泄漏。移动机构156推进探针组件152以扫描滤体112的面在一单一操作。既然滤体112可在一单一操作中被测试，人力成本及系统时间相较于传统系统可被大幅缩减。

图2是装配有探针组件152的扫描模块150的示意图。扫描模块150具有被扫描模块150的本体158环绕的内部空间272。扫描模块可额外包含一顶部277、一底部276以及环绕内部空间272的侧壁274、275。扫描模块150具有一上游侧。上游侧206面对封闭地接合一个或更多可更换滤体112的内部凸缘114。流经一个或更多的可更换滤体112的空气通过上游侧206流入扫描模块150。扫描模块150也具有一下游侧208。由上游侧206进入扫描模块150的内部空间272的空气经由扫描模块150的下游侧208离开内部空间272。

扫描模块150可具有一支撑结构248设置在内部空间272中。支撑结构248可接合至扫描模块150的侧壁274、275、顶部277或底部276中的一个或更多。支撑结构248可包含光滑杆、螺纹杆、盒形梁(boxbeam)、c形槽或其他适于提供结构支撑的物件。支撑结构248可包含一上线型导杆244以及一下线型导杆242。上线型导杆及下线型导杆244、242可实质上类似。作为选择的，上线型导杆及下线型导杆244、242可实质不同。在一实施例中，上线型导杆及下线型导杆244、242在扫描模块的内部空间272中且包含锁附在扫描模块150的侧壁274、275的光滑钢轴杆。

顶部277的相反一个过更多，底部276或侧壁274、275可包含具有取样接口162设置于其上的密封隔板160。取样接口162可具有一阀配件在密封隔板160上其接受连接至测试设备188。阀配件可为一积分止回阀具有一通常关闭位置使得当由测试设备188至取样接口162的连接不存在时无空气漏出配件。阀配件可换到一开启位置以容许空气流过测试设备188当到测试设备188的连接被作为到阀配件的连接。阀可被自动地作动以回应与一连接配件的配对，或者手动地，例如通过一把手及类似者。

探针组件152可具有一个或更多的取样探针212。取样探针212在上游侧(亦即探针212面朝内部凸缘114的一侧)具有一开口155且在扫描模块150的下游侧具有一接口222。可能泄漏通过滤体122的挑战空浮微粒的微粒在取样探针212与滤体的泄漏对齐时进入开口155。开口155的尺寸被选择以具有一设计适于滤体的扫描及/或效率测试。在一实施例中，探针212的开口155被选择以提供通过滤体的空气的等动力学(iso-kinetic)取样，且可进一步被配置以符合供滤体扫描测试的iest-rp-cc034建议微粒。流入取样探针212的开口155的空气离开接口222。

在一实施例中，每个探针组件152可具有四个取样探针212。此四个取样探针212的每个开口155可距离滤体112的下游面约1英寸，如图1所示。

探针组件152内的相邻取样探针212的开口155被对齐于一第一方向且靠近彼此使得从探针组件152的顶部253跨至底部254的一窄拉长区域被探针212完全扫描。因此，当探针组件152被推进在垂直于第一方向的一第二方向，探针组件152的取样探针212完全扫描滤体的全部宽度(在第一方向)在探针组件152被设置的第二方向的距离上。此确保完全捕获跨越滤体的气流而无气体在探针周围或之间经过。

在探针组件1521、1522、1523中的取样探针212、214、216、218可视同取样探针261、262、263在一对一的基础上。例如，流入取样探针2181的开口155的空气可离开端口2281且经由导管164连接到取样接口2611。作为选择的，取样接口162可被配置以与多于一个的取样探针212或探针组件152相互作用。流入取样探针212的微粒，如前所述，被导至取样端口供测试设备188以量测取样探针212取样气流的流经滤体112的一部分的气体中微粒的尺寸及量。超过尺寸及量的极值的微粒的存在可指出滤体中的缺陷，例如在探针组件152获取样本的位置的一销孔。

探针组件152可具有一支架250。支架250可接合或移动在支撑结构248上。当流体流经时支撑结构248可稳固地拖住支架250在扫描模块150的内部空间272内。支撑结构248可限制支架250的移动以保持在内部空间272中的特定方位、移动、或升降。举例而言，支撑结构248可确保支架250与空气流对齐。如此探针组件152被定位以取样气流在一等动力学方式当气流由扫描模块150的上游侧206移动至下游侧208。

供探针组件152用的支架250可接合至一隔开每一探针组件152的横构架254。横构架254可接合至一拉杆154。拉杆154可移动接合至支架250的探针组件152跨过滤体112的面供取样气流。拉杆154可选择性被整合入上或下线型导杆244、242。举例而言，下线型导杆242可被固定于支架250并从而在下线型导杆242移动时移动支架。作为选择的，上线型导杆244可为一螺纹贯穿支架250的螺纹杆。当上线型导杆244旋转，支架250沿上线型导杆244的螺纹线性地移动。

移动机构156提供移动拉杆154的机构。移动机构156可被配置以一致地移动支撑由横构架254连接的探针组件152的支架250。如此，移动机构156一致地移动全部的取样探针212。探针组件152的移动被配置以提供滤体112的一单一完全扫描。举例而言，移动机构156可为接合至拉杆154的一把手当其拉出，移动探针组件152跨越滤体112供扫描。

探针组件152的数量缩短行程长度，或缩减移动的总量，移动机构156所需以移动探针组件152全部跨过滤体112以完全扫描滤体112。例如在一扫描模块150具有两探针组件152的实施例中，总行程长度会是仅有单一个探针组件152者的一半。在一扫描模块150具有三个探针组件152的实施例中，总行程长度会是仅有单一个探针组件152者的三分之一。如此，探针组件152越多，移动机构156所需通过探针组件152以全部扫描滤体112的所需总行程长度越少。

在另一实施例中，扫描模块150具有两个探针组件152以及一1x2阵列的滤体112，两个滤体112均被探针组件152的一单一行程测试。在另一实施例中，扫描模块150具有四个探针组件152以及一1x2阵列的滤体112，两滤体112，行程长度均会是若仅有一单一探针组件152者的一半当两个探针组件152的每一个覆盖每个滤体的半个。如此，探针组件152越多，移动机构156所需通过探针组件152以全部扫描滤体112的所需总行程长度越少。

移动机构156可手动操作。移动机构156可具有一杠杆、一手摇曲柄、一拉柄、或其他合适的装置。移动机构156可选择性地机械化。移动机构156可具有一气压缸、液压缸、线性马达、转动马达、或其他作为提供移动的合适的装置。移动机构可延伸通过密封隔板且安装于壳体或扫描模块150的内部空间186内。移动机构的讨论将参照图2及3被呈现。图3是显示供置换探针组件152的交替的移动机构156的扫描模块150的部分平面图。

在一实施例中，移动机构156是一单一冲程拉柄如图2所示。拉柄型的移动机构156的线性移动可造成拉杆154移动一个或更多探针组件152非侵入地跨越滤体112在一单一扫过中。探针组件152间的空隙，或者在单一探针组件152的情况的滤体宽度，会直接决定移动机构156的冲程长度。例如，探针组件152间8英寸可仅需要对移动机构156的柄的8英寸的拉动。有利地，滤体112的完整扫描可仅需要一单一小的冲程长度供移动移动机构156并从而容许壳体102被设置在有限空间的位置，亦即操作空间，且仍容许滤体的迅速且精确的扫描。

在另一实施例中，移动机构156可为一手摇曲柄350，如图3所示。拉杆154可延伸通过在密封隔板上的一密封轴承352且接合到手摇曲柄350。手摇曲柄350可具有一拉手356的固定柄354。以圆周方式旋转拉手356可使手摇曲柄350旋转移动机构156。拉杆154，可螺纹穿过支撑探针组件152的横构架254或支架250。通过旋转手摇曲柄350，探针组件152可通过旋转移动机构156通过支架250的螺纹位置被推进跨过滤体112的面。在手摇曲柄350及拉杆154间引用不同尺寸的齿轮可加速或减缓在旋转移动机构156，即手摇曲柄350，时探针组件152跨越滤体112的面的推进。作为选择的，拉杆154可为齿条且移动机构156可包含在手摇曲柄350旋转上咬合齿条的齿轮。

在一实施例中，移动机构156可包含一马达340。马达340可被配置以与移动机构交流且在一单一扫动中非侵入地移动一个或更多的探针组件152跨越滤体112。马达340可被安装在内部空间186内或在外部环境190中。马达340可为线性马达、转动马达、气压或液压促动器，例如汽缸、或任何其他合适的用以提供移动的装置。在一实施例中马达340是在扫描模块150的内部空间186内接合至移动机构156的一直流转动马达。密封隔板160可因而不设置密封轴承352且因此提供可能的液体泄漏较少的途径。马达340可具有供控制由马达340提供到移动机构156的移动的一控制器(未绘示)在外部环境中。马达340到控制器的连接可拉线通过密封隔板160。作为选择的，马达340可与控制器具有一无线界面，例如无线磁性感应或磁性共振，其可提供控制及或能量到马达340。

马达340可具有一联结341供接合至移动机构156。联结341可组成自线性或旋转运动组件例如齿条、齿轮、斜接齿轮、斜齿轮、蜗轮、正齿轮、斜齿轮、滑轮、传动带、惰轮、钝齿、汽缸组件、或其他合适的供转移能量及运动的装置。在一实施例中，联结341组成自一驱动马达滑轮342及一由驱动传动带344接合的杆滑轮346。杆滑轮346可被固定至拉杆154。拉杆154可带有螺纹且穿过支架520的一螺纹位置。拉杆154被由驱动传动带344接合至驱动马达滑轮342的杆滑轮346转动进而被马达340驱动以转动。支架250，固定自转动，被线性拉跨越拉杆154螺纹。如此马达340可在一单一扫动推进探针组件152跨越滤体112供决定绕过滤体112的空浮微粒速率或量。

移动机构156被配置以在一单一扫动中扫动探针组件152跨越滤体112的面。移动机构的实施例提供横向地延伸跨越滤体112的面的探针组件152的手动和自动推进。探针组件152的推进可被配置以相称一速率适于满足任何供量测通过滤体112的气流的测试标准。通过滤体112的气流被由导管164连接到通过密封隔板160定义的下游取样接口162的探针组件152捕捉且到测试设备188供决定通过滤体112的挑战空浮微粒的量或速率。探针组件152有利地容许一单一扫动跨越滤体112供测试滤体112。依此方式滤体被较少侵入地且较快地测试。此外，探针组件152提供替代的移动机构156其容许扫描模块150被伴随者小间隙及可达性而设置。

图4表示一种使用扫描模块侦测滤体泄漏的方法。在方块410，一个或更多的新滤体被固定在具有设置一个或更多探针组件的扫描模块的壳体。连接至探针组件的微粒计数器被启动。

在方块430，一具有微粒的挑战空浮微粒被引入由新滤体的上游。在方块430，一个或更多的探针组件在一单一扫动中被移动跨越一个或更多的滤体的下游侧以收集通过新滤体的挑战空浮微粒的微粒。在方块440，一个或更多滤体中的泄漏，通过微粒计数器，经由在滤体的下游侧上由探针组件收集的微粒的计数决定。

虽然结合本发明教示的不同的实施例被详细显示及描述于此，本领域技术人员能容易地创造其他仍得以结合该些教示的变化实施例。