在泄漏测试中减少产品加热的装置的制作方法

本发明涉及一种泄漏测试方法和装置，更具体地涉及包括清洗阶段的泄漏测试方法和装置。

背景技术：

流体流过的产品(例如软管、阀组、导管、管线、泵、容器等)易于泄漏。产品可以是零件或单元件。许多这种产品的制造商在将物品运送给客户之前测试每个物品的泄漏情况。例如，制造商可以对每个物品进行泄漏测试，作为产品的制造过程的一部分。如果泄漏测试需要大量的时间，则泄漏测试可能阻碍制造过程并增加每个物品的制造时间。因此，制造商努力进行快速和准确的泄漏测试，以便减少每个物品的制造时间。

泄漏测试通常通过用流体，例如气体，填充物品来进行。这通常被称为“填充阶段”。该物品被填充直至达到指定的所需测试压力(例如10psig)。在填充阶段，物品内的压力从0psig增加至所需的测试压力(例如从0psig增加至10psig)。如果物品被快速填充流体，则热量产生，并且不能像其产生那样快地耗散，使得物品内的流体的温度升高(即发生绝热加热)。精确的泄漏测试直到热量耗散足够长的时间才能进行。热量充分耗散所需的时间被称为“稳定阶段”。一旦热量耗散，就可以进行泄漏测试测量。例如，流量传感器能够检测物品内的流体的流量，其可以指示泄漏。这被称为“测试阶段”。减少热量耗散所需的时间量(即减少稳定阶段的持续时间)将是有益的，因为它将减少泄漏测试所需的总时间，从而减少制造时间。

附图说明

本发明的实施例在附图中被阐述，其中：

图1是一个实施例的泄漏测试装置的框图；

图2a是描述一个实施例的在清洗阶段的泄漏测试装置的框图；

图2b是描述一个实施例的在填充阶段的泄漏测试装置的框图；

图3a是一个实施例的在稳定阶段的泄漏测试装置的框图；

图3b是一个实施例的在测试阶段的泄漏测试装置的框图；

图4a是描述没有清洗阶段的泄漏测试期间的压力和流量的图400；

图4b是描述包括清洗阶段460的泄漏测试期间的压力和流量的图450；

图5是描述一个实施例的进行包括清洗阶段的泄漏测试的操作流程图。

具体实施方式

引言

本节提供了对本发明主题的一些实施例的介绍。

图1是一个实施例的泄漏测试装置的框图。图1所示的示例性的泄漏测试装置仅是一个示例性泄漏测试装置，并且存在许多其它设置。该示例性泄漏测试装置包括流体源102、待测体积(例如容纳待测产品的容器，或类似物，其中待测产品至少部分地限定被测体积)、测量装置112，以及多个阀104、108和110。被测体积可以完全由“产品”界定，或被测体积可以由“产品”和所需元件(固定板或类似物)组成以产生封闭体积。

在泄漏测试中，流体源102将流体提供给被测体积，以用流体填充被测体积。如图1所示，被测体积是被测产品106，流体源102将流体提供给被测产品106，以用流体填充被测产品106。流体可以是任何合适的气体(例如氢气、氦气、环境空气等)或液体(例如水)。在一些实施例中，提供给被测产品106的流体可以被明确地调节为具有多种性质中的任何一种。例如，流体可以被调节为具有特定的温度、差温(例如为高于/低于被测产品的温度或环境温度的恒定值的温度)、相对或绝对湿度、流体组分(例如气体组分)等。在整个测试中，多个阀104、108和110在打开位置和关闭位置之间交替。如图1所示，阀104和110表示关闭的阀(即阀处于不允许流体通过该阀的位置)，以及阀108表示打开的阀(即阀处于允许流体通过该阀的位置)。在适当的时间，测量装置112用于测量能够指示泄漏的被测体积的参数。测量装置112可以是任何合适的测量装置，并测量任何合适的参数。例如，测量装置可以是测量在被测产品106中和/或周围的流体流量的流量传感器(例如质量流量传感器、体积流量传感器等)、测量在被测产品中和/或周围的的流体压力的压力传感器、温度传感器、体积传感器、温度计或计时器。因此，泄漏测试测量可以是压力测量、温度测量或时间测量中的一个或多个。

虽然图1示出了泄漏测试装置的一般实施例，但以下部分描述了本发明主题的许多其它特征和实施例。

操作环境

图2a、2b、3a和3b描述了根据一些实施例的泄漏测试过程的不同阶段中的图1的示例性泄漏测试装置。虽然图2a、2b、3a和3b描述了四个阶段(即清洗阶段、填充阶段、稳定阶段和测试阶段)，并且对图2a、2b、3a和3b的讨论描述了这四个阶段，所列出的所有四个阶段可能不是必需的，并且一些实施例可以包括少于所描述的四个阶段。另外，一些实施例可以包括多于所描述的四个阶段。例如，一些实施例可以包括在测试阶段之后的排放阶段，在该阶段中流体离开被测产品。虽然图2a、2b、3a和3b将四个阶段中的每一个描述成不同的阶段，但是在一些实施例中，四个阶段中的两个或多个阶段的操作可以重叠，并且阶段完成的顺序可以不同于这里所描述的顺序。

虽然图2a、2b、3a和3b示出了仅一个供给阀(例如图2a中的供给阀204)和仅一个排出阀(例如图2a中的排出阀208)，在一些实施例中两个或多个供给阀和/或排出阀可以被使用。另外，虽然2a、2b、3a和3b示出了位于使被测产品分叉的线上的供给阀和排出阀，但是这种布置不是必需的，并且实施例可以偏离这样的布置。例如，在一些实施例中，供给阀和排出阀可以位于被测产品的同一侧。此外，供给阀和排出阀的位置可以基于被测产品的几何形状来选择。例如，供给阀和排出阀的位置可以被选择以实现通过被测产品的最大流体流动，以实现流体流动期间通过被测产品的最大湍流，和/或基于被测产品预先存在的孔的位置。

图2a是描述一个实施例的在清洗阶段的泄漏测试装置的框图。在清洗阶段，供液源202运行，以向被测产品206提供流体。供液源202和被测产品206之间的供给阀204处于打开位置，以允许流体从供液源202流动通过被测产品206的第一孔。当流体通过第一孔流向产品时，至少流体的一部分被允许通过产品206的第二孔流出产品206，以移除通过如下所述的流体的绝热加热产生的热量。排出阀208允许流体通过其处于打开位置而离开被测产品206。被测产品206和测量装置212之间的阀210处于关闭位置。如前所述，在一些实施例中，测量装置212可以位于被测产品206的内部。在这样的实施例中，位于被测产品206和测量装置212之间的阀210可以不存在。

在清洗阶段，流体从供液源202，通过供给阀204，流入被测产品206，然后通过排出阀208。最佳地，通过供给阀204的流体的流速大于通过排出阀208的流体的流速，因而由于被测产品206内的流体增加导致压力增加。当被测产品206内的压力增加时，被测产品206内的温度也由于绝热加热(即被测产品206内的流体的能量增加)而增加。当被测产品206内的压力增加时，流体通过排出阀208。因为流体通过排出阀208，所以在被测产品206内的压力增加期间的热量积累将消散(即具有增加的能量水平的流体将通过排出阀208离开被测产品206)。简单地说，加热空气在清洗阶段的加压期间通过排出阀208离开被测产品206，以从系统(即示例性的泄漏测试装置)去除过多的热量。

供液源202继续向被测产品206提供流体，并且供给阀204和排出阀208保持打开，直到达到产品206的被测体积的参数的第一阈值。第一阈值被确定的参数可以是时间、压力、供给的流体体积，或指示被测体积差不多准备好进行测试的任何其它合适的条件。在一个实施例中，参数可以是被测产品内部的压力。例如，第一阈值可以是所需的测试压力附近的压力，即，可以进行泄漏测试的压力。最佳地，第一阈值，尽管小于测试压力，尽可能接近测试压力，如果不相同的话。例如，如果测试压力为10psig，则第一压力可以为9.5，9.9，或甚至10psig。在一些实施例中，一旦达到第一压力，填充阶段开始。

在另一实施例中，第一阈值可以是时间段。例如，第一时间段可以是10秒，并且在10秒后达到第一阈值。在第一阈值是时间段的实施例中，可以计算时间段的长度。例如，如果流体通过供给阀204的流速和流体通过排出阀208的流速是已知的，则可以计算被测产品206内实现期望压力所需的时间长度。或者，第一时间段的长度可以通过实验确定。在另一实施例中，排出阀108将保持打开，直到预定体积的流体已经通过排出阀208，在这种情况下，第一阈值是通过排出阀的流体的预定体积。例如，即使达到期望的压力，填充阶段将不再开始(即排出阀108将不会关闭)，直到预定体积的流体已经通过排出阀208，其通过携带热量的流体。另外，在一些实施例中，直到达到第一阈值并且预定体积的流体已经通过排出阀208，填充阶段才会开始。

图2b是描述一个实施例的在填充阶段的泄漏测试装置的框图。在填充阶段，供液源214继续向被测产品218提供流体，供给阀216保持打开，被测产品218和测量装置222之间的阀220保持关闭，并且排出阀220保持关闭。被测产品218内的压力继续增加，因为供给阀214正向被测产品218提供流体，供给阀216是打开的，并且排出阀220是关闭的。填充阶段继续，直到达到第二阈值。例如，第二阈值可以是时间、压力、供应的流体的体积，或指示足以开始稳定阶段的条件的其它任何合适的条件。与第一阈值一样，第二阈值可以通过计算或实验被确定。例如，如果第二阈值是压力，在该压力下应当进行泄漏测试，一旦达到第二阈值压力，则稳定阶段开始。

图3a是一个实施例的在稳定阶段的泄漏测试装置的框图。在稳定阶段，供液源302不向被测产品306提供流体，供给阀304关闭，并且排出阀308关闭。因为供液源302不向被测产品306提供流体，供给阀304关闭，并且排出阀308关闭，所以待测产品306内部的流体量保持恒定，假设被测产品306没有泄漏。

稳定阶段的一个目标是允许被测产品306中的流体的压力、温度、体积、流量等稳定。虽然被测产品内部的流体量应该保持恒定，但是被测产品306内流体的压力、温度、体积和流量在该时间内可以不是恒定的。例如，如果流体比被测产品306更热，则热量可以从流体传递到被测产品306，从而降低被测产品306内的流体的温度和压力。被测产品306内发生的变化，例如上面列出的那些以及其他变化，可以影响泄漏测试的准确性。例如，如果测量装置312是压力传感器，被测产品306内的压力下降可以表现为泄漏。然而，被测产品306内的压力下降可能仅仅由热量从流体传递到被测产品306引起。在这种情况下，当事实上被测产品306不具有泄漏时，泄漏测试装置可以指示被测产品306具有泄漏。在稳定阶段完成后(即经过一段时间以允许被测产品306中的流体的压力、温度、体积、流量等充分稳定)，测试阶段开始。

图3b是一个实施例的在测试阶段的泄漏测试装置的框图。在测试阶段供给阀316保持关闭，排出阀320保持关闭，被测产品318和测量装置324之间的阀322打开，并且测量装置324进行泄漏测量。例如，测量装置324可以进行压力测量(绝对值或相对于参考值的变化量)、流量测量(绝对值或相对于参考值的变化量)、温度测量(绝对值或相对于参考值的变化量)、力测量(绝对值或相对于参考值的变化量)、扭矩测量(绝对值或相对于参考值的变化量)、示踪气体密度测量、(例如使用mri测试装置测量的)密度变化、体积测量，或其它合适的测量。

虽然图2a、2b、3a和3b以及相关文本描述了通过将测试产品内的压力增加到高于大气压力来进行泄漏测试，但泄漏测试可以通过将测试产品内的压力降低到低于大气压力来进行泄漏测试。在这样的实施例中，供液源将在清洗阶段期间(与向被测产品供给流体相反)移除来自被测产品的流体。正如清洗阶段减少加压的热效应，清洗阶段可以减少减压的热效应。在清洗阶段流体从被测产品被移除的实施例中，被测产品中的流体的能量可以由于绝热效应(即绝热冷却)而降低。在清洗阶段，这些热效应可以通过在供给阀和排出阀都处于打开位置时从待测产品抽吸流体而减少。理想地，通过排出阀的流体的流速(即从被测产品中出来，例如通过主动地从产品中拉出流体)将大于通过输入阀的流体的流速(即进入被测产品)。在这种设置中，当输入阀和排出阀均打开时，被测产品中的压力将降低。

另外，尽管图2a、2b、3a和3b以及相关文本描述了清洗阶段和填充阶段为两个不同的阶段，但在一些实施例中，清洗阶段和填充阶段可以重叠。例如，在一个实施例中，排出阀可以在清洗阶段开始时首先在第一位置(例如完全打开)，随着时间推移朝向第二位置(例如较小打开或完全关闭位置)移动。

图4a是描述没有清洗阶段的泄漏测试期间的压力和流量的图400。更具体地，图400示出了在没有清洗阶段的泄漏测试期间被测产品内的压力与时间的关系，在没有清洗阶段的泄漏测试期间流体流量与时间的关系，以及泄漏极限(即“无泄漏”产品最大可接受的流量)。压力由线404表示，流量(即产品内的流体运动，无论产品是否对外部环境开放)由线408表示，以及泄漏极限由406表示，如图解402所示。流量通常可以被描述为流体在产品内的流动，无论产品是否对外部环境开放。进行泄漏测试的时间段被分为填充阶段410、稳定阶段414和测试阶段416。

在填充阶段，随着流体被提供给被测产品压力增加。随着在被测产品中产生压力，流体的温度也增加，因为压力增加产生热量比被测产品和/或大气能够吸收热量更快。在填充阶段410结束时，被测产品内的压力暂时稳定。

然而，如理想气体定律(即pv＝nrt)所示，压力与温度成正比。因此，当被测产品从流体吸收热量并且流体冷却时，被测产品内的压力降低。如线404所示，被测产品内的压力以非线性方式降低，其中压力减小的速率慢下来(即压力随着时间减小的速率减小)。流体的温度继续降低，直到达到平衡，并且流体的温度与待测产品的温度相同。同样，压力继续降低，直到达到该平衡。虽然被测产品内的压力正在下降，被测产品内的流体流量同样在减少。如线408所示，被测产品内的流体流量以非线性方式降低，其中流量减少的速率慢下来(即被测产品内的流体流量随着时间减少的速率减小)。在稳定阶段414，被测产品内的压力和被测产品内的流体流量减小。

一旦流体的压力和/或流量在被测产品内稳定，测试阶段416可以开始，并且可以进行泄漏测试测量。在该实例中，泄漏测试测量是流量测量。简单地说，一旦被测产品内的流体流量低于由线406指示的泄漏极限，测试阶段就可以开始。

图4b是描述包括清洗阶段460的泄漏测试期间的压力和流量的图450。更具体地，图450示出了在包括清洗阶段460的泄漏测试期间被测产品内的压力与时间的关系，在包括清洗阶段460的泄漏测试期间流体流量与时间的关系，以及泄漏极限。压力由线454表示，流量由线458表示，以及泄漏极限由线456表示，如图解452表示。进行泄漏测试的时间段被划分为清洗阶段460、填充阶段462、稳定阶段464和测试阶段466。

在清洗阶段460，通过输入阀将流体提供给被测产品，并且被测产品内的压力增加。另外，流体在清洗阶段460通过排出阀离开被测产品。因此，当在清洗阶段460被测产品内压力增加时，流体通过被测产品。通过被测产品的流体有助于“冲洗”或“清洗”从被测产品产生的热量。一旦达到第一阈值，填充阶段462开始。

在填充阶段462，在清洗阶段打开以允许流体在清洗阶段460通过被测产品的排出阀关闭。在排出阀关闭后，被测产品内的压力增加，知道达到第二阈值。一旦达到第二阈值，输入阀关闭，并且稳定阶段464开始。

在稳定阶段，被测产品内的压力和被测产品内的流体流量稳定。如线454所示，被测产品内的压力在达到第二阈值后(即填充阶段462结束后)减小非常小。在达到第二阈值后压力下降非常小(如果有的话)，因为在被测产品的压力增加期间产生的大部分(如果不是全部)热量在清洗阶段460被从系统中“冲洗”或“清洗”。类似地，如线458所示，被测产品中的流体流量在达到第二阈值后下降很小。如图450所示，产品内的流体的流量非常快地范围到低于泄漏极限的值。因此，稳定阶段464的持续时间由于清洗阶段460的引入而被缩短。由于稳定阶段464的持续时间被缩短，测试阶段466和泄漏测试测量能够更快地开始，并且泄漏测试的总持续时间被缩短。在测试阶段466，进行一个或多个泄漏测试测量。

应当注意，图4a-4b描述的每个阶段的持续时间未按比例示出。例如，虽然测试阶段被描述为需要相对长的时间段，但是在一些实施例中，测试阶段可以是瞬时的或接近瞬时的。

实例操作

本部分描述了与本发明的一些实施例相关的操作。在下面的讨论中，将参照上面给出的框图描述流程图。然而，在一些实施例中，可以通过框图中未描述的逻辑来执行操作。

在某些实施例中，操作可以通过执行存在于机器可读介质(例如软件)上的指令的处理设备被执行，而在其它实施例中，操作可以被包括硬件和/或其它逻辑(例如固件)的处理设备被执行。在一些实施例中，操作可以被串行执行，而在其它实施例中，一个或多个操作可以并行执行。此外，一些实施例可以执行比任何流程图中示出的所有操作更少的操作，或执行除了任何流程图中示出的那些操作之外的操作。

图5是描述一个实施例的进行包括清洗阶段的泄漏测试的操作的流程图。在一些实施例中，包括专用泄漏测试控制器的处理设备可以在泄漏测试期间控制和引导其它部件。例如，泄漏测试控制器可以操作供液源、打开和关闭阀、使得测量装置进行泄漏测试测量，以及使得任何其它部件在泄漏测试期间执行其它合适的操作。该流程开始于框502。

在框502处，流体在第一孔处被引入。例如，可以通过供给阀向被测产品提供气体或液体。流程在判定框504处继续。

在判定菱形框504，确定是否满足第一阈值。在一些实施例中，第一阈值是被测产品内的压力。例如，被测产品内的压力可以被直接测量。例如，压力测量设备可以被用来确定是否被测产品内的压力满足第一阈值压力。或者，被测产品内的压力可以通过更不直接的方式来确定。例如，压力可以基于流体进入被测产品内的速率、流体离开被测产品的速率，以及经过的时间量来确定。在其它实施例中，第一阈值可以是一段时间。如果不满足第一阈值，流程在框502处继续，其中流体在第一孔处被引入。如果已经满足第一阈值，则流程在框506处继续。

在框506处，第二孔被关闭。例如，第二孔可以是用于允许流体离开被测产品的排出阀。该方法在判定菱形框508处继续。

在判定菱形框508处，确定是否满足第二压力。例如，压力测量设备可以被用来确定被测产品内的压力是否满足所需测试压力。可选地或另外，计时器可以被用来确定第二时间段是否已经过去。如果不满足第二阈值，流程在框506处继续。如果满足第二阈值，流程在框510处继续。

在框510处，第一孔被关闭。例如，第一孔可以是用于允许流体进入被测产品的供给阀。该方法在框512处继续。

在框512处，进行泄漏测试测量。例如，传感器可以被用于测量被测产品内的流体体积，被测产品内的流体压力，被测产品内的流体流量等。

总述

本发明的详细的说明书参照了附图和说明中的具体实施例。这些实例被足够详细地描述，使本领域的技术人员能够实践本发明的主题。这些实例还用于说明本发明的主题能够应用于各种目的或实施例。其它实施例包括在本发明的主题内，因为可以对本文所述的实施例进行逻辑的、机械的、电气的，以及其它的改变。本文描述的不同实施例的特征，然而对包括它们的实施例是必要的，并不限制本发明的主题作为整体，并且对本发明的任何引用，其元件、操作和应用不作为整体被限制，但仅用于限定这些实施例。因此，该详细描述的说明书不限制本发明的实施例，其仅限定所附的权利要求。本文描述的每个实施例被认为落入所附权利要求中阐述的发明主题内。