专利名称：泄漏监测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据反流原理工作的泄漏监测器，该泄漏监测器包括一个第一高真空泵，该第一高真空泵的进口侧连接到泄漏监测器的入口；一个第二高真空泵，该第二高真空泵的进口侧连接到质谱仪；一个初级泵，该初级泵的进口侧连接到两个高真空泵的出口侧；以及将泄漏监测器的入口连接到初级泵并包括一个第一阀的旁路。
在EP 0 283 543 A1中介绍了这类泄漏监测器。这类泄漏监测器用作一种真空密封装置中的监测泄漏。为此，将光测试气体引入到要被测试的装置中，该装置放置在真空密封室中，从该室吸取可用的气体。或者，测试气体可以从外面散布到一测试件上，该测试件的内部容积连接到泄漏监测器的入口。在吸取的气体中，测试气体的组成可以由质谱仪监测并判定。如果有测试气体的部分，这就认为在该装置中有泄漏。所述的根据反流原理的泄漏监测器包括串联工作的一初级泵和一个第一高真空泵。一个第二高真空泵将质谱仪连接到初级泵的进口侧。在抽吸的阶段，通过第一高真空泵的通路通过关闭设置在此泵上游的一个阀而被阻断，同时包括测试件的容器通过包括一个阀的旁路而被抽干。当容器中的压力降低到大约100毫巴的值以下时，引导到第一高真空泵的管路中的节流阀被打开因此测试气体可以通过第一高真空泵流动。在此过程中，如果测试气体(氦)进入管路系统中，它就以反流进入第二高真空泵并通过后者进入质谱仪。如果在此阶段未被质谱仪监测到氦，则通过释放测试件经另一个较大名义直径的阀到第一高真空泵的连接而开始另一具有较高灵敏度的泄漏检测。然后关闭旁路中的预排气阀。此后，测试件被抽真空到大约10-4毫巴的压力，可监测到大约10-5到10-10毫巴/秒数量级的泄漏率。
由于设置在第一高真空泵进口侧前面的阀，此泵可以在真空状态下以全速连续地工作。但是，设置在上游的阀具有一定的流阻因此有节流的作用。因此，在处于非节流状态的测试连接时高真空泵的全抽吸容量是不可能的。特别是，高真空泵的氦抽吸容量不可能利用到其完全的范围，这对达到最小响应时间是方便的。
发明内容
本发明的目的是提供一种根据反流原理的泄漏监测器，该监测器具有对氦在入口处的增加的抽吸容量并因此有短的响应时间，因此缩短了对泄漏的搜寻。
根据本发明利用权利要求1的特征实现此目的。因而，第一高真空泵被直接连接到泄漏监测器的入口且没有任何阀。除去包括在旁路中的第一阀外，第二阀设置在第一高真空泵的出口侧与初级泵之间。
与所描述的现有技术相比较，本发明具有许多优点。在第一高真空泵的前面没有阀。从而，此泵仍旧处于泵循环的前面而且既可以是与包括在旁路中的第一阀的打开同时开始或者比压力已经降低时有一点滞后。在测试连接处，即，在泄漏监测器的入口处，一旦压力下落到此泵的最大进口压力之下，可达到第一高真空泵在非节流状态下的全抽吸容量。因此特别达到氦的全抽吸容量以达到最小响应时间。监测灵敏度并不减小因为它与抽吸容量和第一高真空泵的入口压力无关。氦泄漏气体的流量通常等效于从泄漏形成的流量。
所提及的第二个阀具有两种可能的工作模式。在第一工作模式中，第一和第二阀在与第一高真空泵的启动同时打开。这就导致初级泵通过第一高真空泵及平行延伸的旁路的最大抽吸容量，这就造成最小的泵出时间。在第二工作模式中，第二阀保持关闭直到压力脱离粘滞流动范围，这发生在大约0.1至1毫巴时。然后仅第一高真空泵启动且同时打开第二阀。此工作模式提供对测试件的对灰尘的最佳保护，因为它经过旁路泵出，并且不进入第一高真空泵。
优选地，第一高真空泵安排成水平工作模式，使得没有颗粒直接落到其进口侧。如果初始泵是一以油密封的泵，例如，一个旋转阀泵，则测试连接被最佳地保护免受在末端压力范围中的油回流。
下面，参考附图1详细解释本发明的一个实施例。
附图1示出了本发明的泄漏监测器的基本回路图。
具体实施例方式
要测试泄漏的试件10充满了测试气体，典型的是氦气，并插入到一真空密封测试腔11中。在该测试腔11中，通过抽吸产生真空，测试离开测试腔的气体的氦气部分。
泄漏监测器14的入口13连接到测试腔11的接头12。高真空泵16的进口侧15与入口13连接。在本说明书和权利要求的范围以内，高真空泵是一个分子泵。分子泵对气体分子施加脉冲并加速它们。因而，该分子泵仅在很低的压力下工作。压力侧的出口压力仅相当于几个毫巴。一种典型的高真空泵是涡轮分子泵，该涡轮分子泵包括多个定子盘和转子盘，该转子盘以高速旋转。分子泵仅对重分子产生高的压缩，但对轻分子产生低的压缩。分子泵对每种气体具有不同的抽吸容量。对轻的气体氦，抽吸容量特别低。
高真空泵16的出口侧17通过一个就要说明的阀18与初级泵20的进口侧19连接。初级泵的出口侧21引导到大气中。该初级泵20是一个正位移泵，例如，该泵产生为高真空泵16工作所需要的低压力。
第二高真空泵22的进口侧23与适合于监测测试气体氦的质谱仪24连接。第二高真空泵22的出口侧25通过阀26与初级泵20的进口侧连接。
该测试气体是一种轻的气体，以反流的方式也就是以与传送方向相反的方向通过高真空泵22，并到达质谱仪24。
此外，该泄漏监测器包括一个将入口13与初级泵20的进口侧19连接并包括一个第一阀31的旁路30因此它能够有选择地打开和阻塞。
一个控制器32根据由压力计33测量的入口13处的压力控制第一阀31和第二阀18，该第二阀与高真空泵16的出口侧17连接。此外，入口13通过一个排气阀34连接到大气。同样，初级泵20的进口侧19通过排气阀35连接到大气。
第二高真空泵22的出口侧25处的压力由压力计36测量。另一个压力计37与第一高真空泵16的出口侧17连接。根据测量的压力，阀26当压力下落到一预定值以下时被打开。
本发明的基本特征包括入口13与第一高真空泵16的进口侧15的连接管路40是完全非节流的，并且既不包括节流区也不包括阀。因此，一旦压力下落到高真空泵的最大抽吸压力之下则高真空泵16的完全抽吸容量立刻可达到。因而，可以实现测试氦气体的最短响应时间。
包括第一高真空泵16的管道支路由第二阀18堵塞。
在第一工作模式中，阀31和18与高真空泵16的启动同时打开。因而，由经过高真空泵16与旁路30二者的初级泵20的最大抽吸容量来实现最小的泵出时间。
在第二工作模式中，阀18首先保持关闭直到入口13处的压力已经下落到大约0.1到1毫巴的极限值以下，该值代表粘性流动范围的极限。仅当压力计33的信号指示该压力已经下落到该极限值以下时，启动高真空泵16，且同时打开第二阀18。在此工作模式中，在气体的泵出过程保护高真空泵16免受来自测试件的灰尘因为气体唯一地经旁路30导入。
第二高真空泵22包括两个中间入口41和42，该入口的每一个分别通过可切换的阀43和44被连接到第一高真空泵16的出口侧17。通过切换此二阀，可以改变测量范围。此后，高真空泵22的特征点处压力的例子设定如下出口侧2515毫巴中间入口42 1毫巴中间入口41 10-2毫巴进口侧2310-4毫巴
权利要求
1.一种根据反流原理的泄漏监测器，该泄漏监测器包括一个第一高真空泵(16)，该第一高真空泵的进口侧(15)被连接到泄漏监测器(14)的进口(13)；一个第二高真空泵(22)，该第二高真空泵的进口侧(23)被连接到质谱仪(24)；一个初级泵(20)，该初级泵的进口侧(19)被连接到两个高真空泵(16、22)的出口侧(17、25)；以及将泄漏监测器的入口连接到初级泵(20)并包括一个第一阀(31)的一旁路(30)，其特征在于第一高真空泵(16)的非节流状态且没有任何阀被连接到泄漏监测器(14)的入口(13)，并且第二阀(18)设置在第一高真空泵(16)的出口侧(17)与初级泵(20)之间。
2.根据权利要求1的泄漏监测器，其特征在于当打开第一阀(31)时，第一高真空泵(16)与第二阀(18)的打开同时被启动。
3.根据权利要求1的泄漏监测器，其特征在于当入口(13)处的压力已经离开粘滞流动范围或者下落到低于一极限值时，仅仅在第一阀(31)已经被打开之后方启动第一高真空泵(16)。
4.根据权利要求1的泄漏监测器，其特征在于第二高真空泵(22)包括至少一个通过一个阀(43、44)连接到第一高真空泵(16)的出口侧(17)的中间入口(41、42)，此阀根据第一高真空泵(16)的出口侧的压力而被控制。
全文摘要
本发明涉及根据反流原理工作并包括与初级泵(20)串联工作的第一高真空泵(16)的泄漏监测器。一个第二高真空泵(22)在连接点处被分流同时其进口侧(23)连接到质谱仪(24)。氦形式的光测试气体在与传送方向相反的方向流过第二高真空泵(22)。将入口(13)连接到第一高真空泵(16)的进口侧(15)的管子(40)没有节流区域和阀，使得本发明的泄漏监测器的泵容量对于氦是高的，因而降低其响应时间。一个防止管子引导到第一高真空泵(16)的阀设置在其进口侧(17)与初级泵(20)的出口侧(19)之间。
文档编号G01M3/20GK1777797SQ200480010630
公开日2006年5月24日 申请日期2004年4月8日 优先权日2003年5月2日
发明者T·伯姆, U·德布勒, R·希尔歇, W·格罗塞布莱 申请人:因菲康有限公司