用于区分样品中气体的设备和方法_5

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之前所 述的漏孔22的尺寸的确定相同的原理确定测量孔14的尺寸,以及
[0235] 2)如果确定的测量孔的尺寸巾。31与由计算装置7储存的测量孔14的实际尺寸 不对应,则调节用于计算漏孔22的尺寸的数值系数(通常a、b、a*等),
[0236] 3)可选地重复上述步骤1)和步骤2)直到确定的测量孔14的尺寸在允许的误差 百分比内与由计算装置7储存的测量孔14的实际值对应。
[0237] 短路路径
[0238] 参照图7和图8,处于其第四位置12的阀8设置为通过经由开口 2和流生成装置 3但不经过流量计4的短路路径(从而该短路路径未形成之前限定的流动路径的一部分) 完成排出路径。阀8设置为调节通过排出路径和短路路径的总流动速率。这允许更大的流 动速率,并因此使得可以测量漏孔22的其他直径范围或快速使样品13膨胀以通过持续 疲劳或应力现象来测试其破裂强度成为可能。当阀8打开该短路路径时,计算装置7设置 为基于通过质量流量计4测量的沿排出路径的流动速率测量值推断通过排出路径和短 路路径的总流动速率。
[0239] 通常,当阀8打开该短路路径时,计算装置7通过校准系数应用通过质量流量计4 测量的质量流动速率Dm的简单乘法,以得到通过排出路径和短路路径的总流动速率。或者 优选,计算装置7在确定漏孔22的尺寸期间修改校准系数a和a*的值,以将通过排出路径 和短路路径的总流动速率大于通过流量计4测量的参数Dm的测量值的事实考虑在内,其中 该参数Dm代表沿排出路径的泄漏气体的质量流动速率。
[0240] 现在将描述一种方法的示例,该方法的顺序可根据由图1至图8中的设备1所实 施的本发明来修改。所提及的气体种类(〇 2、〇)2、~02等)仅用于说明的目的且其显然是可 以改变的。
[0241] 趣歷
[0242] 首先,在吸入待分析气体之前,根据本发明的方法包括排出(通过装置3)沿稀释 路径流入样品13的稀释气体(来源于源19的C02),其中样品13包括初始气体(0)2和N0 2 的混合物),该初始气体优选但并不必须包括所关注的气体。
[0243] 气体分析
[0244] 稀释后,根据本发明的方法包括吸入(通过装置3)来源于样品13的待分析气体 (02+C02+N02),该吸入的待分析气体沿始于开口 2并在测量孔14处局域地变窄的吸入路径 流动。
[0245] 在吸入期间,根据本发明的方法同时包括:
[0246]-通过传感器6测量沿吸入路径的待分析气体的压强匕(更确切地,负吸入压强, 其先验是负的但用于计算被认为是绝对值),根据涡轮3的能力,匕优选但非限制性地包括 在_20mbar与_500mbar之间,或更宽地包括在4mbar与500mbar之间或4mbar与lOOOmbar 之间或者更宽的范围;
[0247]-通过流量计4测量代表沿吸入路径的待分析气体的质量流动速率的参数。
[0248] 根据本发明的方法还包括通过计算装置7基于代表质量流动速率的参数的最后 一次测量对待分析气体(0 2+C02+N02)内所关注的气体(C02+N02)的存在进行量化:例如, C02+N〇2的比例=稀释后待分析气体的20%。对所关注的气体的存在的量化包括为了描述 设备1而描述的计算。
[0249] 所关注的气体(C02+N02)包括具有某一热导率的所关注的第一分子(C02)的0到 100%,以及所关注的其他分子(N02)的0到100%,其中该所关注的其他分子(N02)在相同 的温度条件和压强条件下具有与所关注的第一分子的热导率相差至多10%的热导率(最 好至多5% )。
[0250] 根据本发明的方法还包括(与压强的测量和代表质量流动速率的参数的测量同 时)通过传感器20将待分析气体(0 2+C02+N02)内所关注的其他分子(N02)的存在量化:例 如N〇2的比例=稀释后待分析气体的5%。
[0251] 根据本发明的方法还包括:基于待分析气体(02+C02+N02)内所关注的气体 (C02+N02)的存在的量化和待分析气体(02+C02+N02)内所关注的其他分子(N02)的存在的量 化,将待分析气体(02+C02+N02)中所关注的第一分子(C02)的存在量化:例如co£的比例= 稀释后待分析气体的15%。
[0252] 根据本发明的方法还包括:基于待分析气体(02+C02+N02)内所关注的第一分子 (C02)的存在的量化和待分析气体(02+C02+N02)内所关注的其他分子(N02)的存在的量化, 将初始气体(C02+N02)中所关注的第一分子(C02)的存在量化:例如coz的比例=初始气体 的 75%。
[0253] 根据本发明的方法还包括:基于待分析气体(02+C02+N02)内所关注的第一分子 (C02)的存在的量化和待分析气体(02+C02+N02)内所关注的其他分子(N02)的存在的量化, 将初始气体(C02+N02)中所关注的其他分子(N02)的存在的量化:例如N0Z的比例=初始气 体的25%。
[0254] 然后进行样品13的机械测试。
[0255] 泄露测量的柃准
[0256] 根据本发明的方法包括沿校准路径的校准气体(优选为外部空气或来自源19的 气体)的流动(通过装置3生成),与该流动同时地:
[0257] 1)通过传感器5或6测量沿校准路径的校准气体的压强匕,该压强匕优选但非限 制性性地包括在20mbar与500mbar之间,或更宽地包括在4mbar与500mbar之间,或4mbar 与lOOOmbar之间,
[0258] 2)通过流量计4测量代表沿校准路径的校准气体的质量流动速率的参数,
[0259] 3)通过计算装置7,基于代表质量流动速率的参数的最后一次测量,确定测量孔 14的尺寸,以及
[0260] 4)如果确定的测量孔14的尺寸巾。31与由计算装置7储存的测量孔14的实际尺 寸不对应,则通过计算装置7调节用于计算漏孔22的尺寸的校准系数a、a*、b,以及
[0261] 5)可选地重复前述的步骤1至步骤4。
[0262] 泄露测量
[0263] 根据本发明的方法包括排出沿终止于开口 2的排出路径流动的泄漏气体(优选为 外部空气或来自源19的气体或可定位泄露的示踪气体,其是着色剂或者可通过其他外部 装置测量)。
[0264] 在排气期间,根据本发明的方法同时包括:
[0265] -通过传感器5测量沿排出路径的泄漏气体的压强匕,在气动回路的负载降低 的限制内和构成本发明的元件的耐压性的限制内的任何情况下,该压强匕优选但非限制 性地包括在20mbar与50mbar之间,或更宽地包括在4mbar与500mbar之间,或4mbar与 lOOOmbar之间。
[0266] -通过质量流量计4测量代表沿排出路径的泄漏气体的质量流动速率的参数。
[0267] 根据本发明的方法包括基于代表质量流动速率的参数的最后测量,通过计算装置 7确定样品13中漏孔22的尺寸。
[0268] 确定漏孔22的尺寸包括如为了描述设备1所描述的计算。
[0269] 如果漏孔22太大,泄漏气体的流动速率必须增加以寻求实现设定点压强。根据本 发明的方法包括通过阀8来调节通过排出路径和短路路径的总流动速率,其中阀8设置为 通过流经开口和流生成装置而不经过流量计的短路路径完成排出路径,该阀根据可调尺寸 的开口来打开短路路径。
[0270] 根据本发明的方法包括:当阀8打开短路路径时,基于对沿排出路径的流动速率 的测量,通过装置7确定通过排出路径和短路路径的总流动速率。
[0271] 更具体地,计算装置7在确定漏孔22的尺寸期间修改校准系数a和a*的值,以将 通过排出路径和短路路径的总流动速率大于通过流量计4测量的参数测量值的事实 考虑在内,其中该参数代表沿排出路径的泄漏气体的质量流动速率。
[0272] 强度/破裂测试
[0273] 在确定漏孔22的尺寸后,气体流动速率升高至高值,该值可选地在受控的流动速 率,以利用期望的动力学对样品13进行破裂测试。
[0274] 应注意,在根据本发明的方法中,样品13可以受到极端外部机械应力的,例如限 制性外包装、大气压力、在流体中浸泡等。
[0275] 还应注意,本方法的不同步骤是可以颠倒的,或者是可以同时执行或是可选的。例 如,校准步骤不必在泄露测量之前。类似地,泄露测量完全独立于气体分析,并且泄露测量 可以在气体分析前执行或无气体分析的情况下执行。在优选的情况中,为了节省时间,泄露 测量可以与稀释同时执行,优选地一旦达到了平衡压强,排出的稀释气体还作为排出的泄 漏气体。
[0276] 当然,本发明不限于已经描述的示例,且在不超过本发明的范围的情况下可以对 这些示例做多种调整。
[0277] 当然,本发明的不同特征、形式、变型和实施方案在兼容或不互相排斥的情况下可 以多种组合进行相互组合。具体地,前述所有变型和实施方案可以组合起来。
【主权项】
1. 一种用于通过气流(25)测试样品(13)的设备(1),包括: -开口⑵, -用于在所述设备中生成沿经过所述开口的至少一个流动路径的气流(25)的装置 ⑶, -至少一个压强传感器(5,6),每个所述压强传感器设置为测量沿至少一个流动路径 的所述气流的压强,以及 -质量流量计(4),设置为测量代表沿每个流动路径的所述气流的质量流动速率的参 数, 其特征在于: -所述至少一个流动路径包括始于所述开口的吸入路径, -用于生成所述气流的所述装置设置为吸入待分析气体,以使得所述待分析气体沿所 述吸入路径流动, _在所述设备内,所述吸入路径在测量孔(14)处局域地变窄, -所述至少一个压强传感器包括吸入压强传感器(6),所述吸入压强传感器设置为测 量沿所述吸入路径的所述待分析气体的压强, _所述质量流量计设置为测量代表沿所述吸入路径的所述待分析气体的质量流动速率 的参数,以及 -所述设备还包括计算装置(7),所述计算装置设置为基于代表沿所述吸入路径的所 述待分析气体的质量流动速率的所述参数的测量值将所述待分析气体内所关注的气体的 存在量化,以及其特征在于,所述计算装置设置为以计算所述所关注的气体的比例或体积 的形式将所述所关注的气体的存在量化,其中该计算取决于所述测量孔的直径。2. 根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述质量流量计是利用热导率的质量流 量计。3. 根据权利要求1或2所述的设备,其特征在于, 所述计
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