專利名稱：根據(jù)參考測量原理的嗅吸檢漏器的制作方法
根據(jù)參考測量原理的嗅吸檢漏器本發(fā)明涉及根據(jù)參考測量原理的嗅吸檢漏器，其包括含真空泵裝置的基本單元， 還包括設(shè)置有嗅吸尖端并通過軟管連接到基本單元的手柄、用于吸入測量氣體的測量氣體 吸入開口、用于吸入?yún)⒖細(xì)怏w的參考?xì)怏w吸入開口、以及用于確定測量氣體和參考?xì)怏w的 濃度的氣體分析儀。WO 00/55603描述了根據(jù)參考測量原理的嗅吸檢漏器，除了測量氣體吸入開口之 外，其還包括參考?xì)怏w吸入開口。通常對(duì)包含冷卻劑或碳?xì)浠衔锏臏y試對(duì)象執(zhí)行嗅吸泄 漏檢測。在這樣的處理中，測試對(duì)象中存在的介質(zhì)將用作測試氣體。在存在泄漏的情況下， 小量的對(duì)應(yīng)測試氣體將到達(dá)嗅吸檢漏器。嗅吸檢漏器包括適于檢測測試氣體的氣體分析 儀。嗅吸泄漏檢測中的問題在于，不僅會(huì)吸入從泄漏處發(fā)出的測試氣體，而且會(huì)吸入來自嗅 吸尖端周圍的氣體。如果后者的來自周圍的氣體碰巧包括較低濃度的測試氣體，則這些測 試氣體濃度也將被氣體檢測器記錄，其中測試氣體源自在較早時(shí)間檢測的泄漏或者源自生 產(chǎn)線的填充站。為了在測量氣體與周圍氣體之間進(jìn)行區(qū)分，有人提出在氣體分析儀中提供 測量試管(cuvette)和參考試管，從而獲得測量氣體信號(hào)和參考信號(hào)。兩個(gè)信號(hào)都在鎖定 放大器中進(jìn)行處理，達(dá)到對(duì)應(yīng)的有用信號(hào)將首先經(jīng)過調(diào)制并然后經(jīng)過相敏整流的效果。以 此方式獲得的是有用信號(hào)，其表示測量信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的差別。WO 02/48686 A2描述了一種嗅吸檢漏器，其也包括測量氣體吸入開口和參考?xì)怏w 吸入開口。借助于切換閥，這兩個(gè)吸入開口將交替地連接到試管的入口，該試管的入口被布 置為與真空泵裝置相連接。在電冰箱和空調(diào)系統(tǒng)中，越來越多地使用CO2作為冷卻劑。在對(duì)這種設(shè)備執(zhí)行的 氣密測試中，要檢查周圍空氣中作為測試氣體的co2。CO2也以高濃度包含在操作人員所呼 出的空氣中。在根據(jù)參考測量原理工作的常用嗅吸檢漏器中，測量氣體吸入開口布置在嗅 吸尖端的末端，而參考?xì)怏w吸入開口橫向布置且處于凹入的位置。因此，可能會(huì)發(fā)生操作人 員呼出的空氣流到達(dá)參考?xì)怏w吸入開口的情形。在這種情況下，因?yàn)闇y量地點(diǎn)附近的周圍 空氣中的CO2濃度高于測量地點(diǎn)本身，因此設(shè)備將檢測到“負(fù)泄漏”。本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)參考測量原理的嗅吸檢漏器，其中不管周圍空氣中 的可能流如何都獲得可靠的結(jié)果，并且其中改進(jìn)了泄漏檢測和泄漏評(píng)估。本發(fā)明的嗅吸檢漏器是由權(quán)利要求1定義的。其特征在于，嗅吸尖端上的測量氣 體吸入開口和參考?xì)怏w吸入開口被布置為基本上彼此平行。通過這兩個(gè)吸入開口的基本平行的布置，實(shí)現(xiàn)了它們將總體上從同一方向吸入空 氣。因此，測量結(jié)果沒有被空氣的偶然的或暫時(shí)的橫向流動(dòng)顯著地干擾。操作人員將把測 量氣體吸入開口直接放置在要測試泄漏的地點(diǎn)，而參考?xì)怏w吸入開口位于相距測量氣體吸 入開口 一段橫向距離的位置處，但沿同一主方向取向。兩個(gè)吸入開口被布置為基本上彼此平行的事實(shí)是說，允許它們具有輕微的角偏 差。該偏差最大為15角度(angular degree)并且優(yōu)選地最大為10角度。在經(jīng)歷其中發(fā) 生有交叉流動(dòng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的環(huán)境中，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)變得明顯。這種交叉流動(dòng)可由于操作人 員的吸入和呼出而發(fā)生。通過吸入開口在嗅吸尖端上的以上布置，由于此處這兩個(gè)吸入開
3口將在同一方向上有效，因此實(shí)現(xiàn)了為測量靈敏度提供方向選擇性。吸入開口可以均被形成為單個(gè)開口或者多個(gè)開口，例如形成為單獨(dú)的孔或多孔體 的孔結(jié)構(gòu)。也可以使用對(duì)于測量氣體是可滲透的膜。優(yōu)選地，參考?xì)怏w吸入開口被布置在相對(duì)于測量氣體吸入開口的凹入位置處。以 此方式，實(shí)現(xiàn)了測量氣體吸入開口可以直接放置在測量地點(diǎn)，而參考?xì)怏w吸入開口與測量 地點(diǎn)保持較大距離，從而可以吸入更大量的周圍空氣。嗅吸尖端應(yīng)被配置成實(shí)現(xiàn)到檢測系統(tǒng)的高度對(duì)稱氣體輸送。為此目的，從嗅吸尖 端引到氣體分析儀的兩個(gè)氣體通道的長度和容積應(yīng)大致相等。優(yōu)選地，嗅吸尖端上的氣體 入口彼此同軸或者旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。嗅吸尖端必須具有適當(dāng)?shù)男螤?，以使得不論測量氣體吸入開 口與參考?xì)怏w吸入開口的接近程度如何，測量氣體吸入開口能夠?qū)崿F(xiàn)氣體流的某種分離。在嗅吸檢漏器的工業(yè)應(yīng)用中，對(duì)設(shè)備的魯棒性的要求非常高。這一要求的原因一 方面是惡劣的工作環(huán)境，另一方面是設(shè)備的高強(qiáng)度的連續(xù)操作?？梢愿鶕?jù)各個(gè)設(shè)計(jì)選項(xiàng)中 的任何一個(gè)實(shí)現(xiàn)嗅吸尖端1.中心管，相對(duì)于管周圍的開口環(huán)形間隙略微突出，2.突出中心管，由進(jìn)入?yún)⒖細(xì)怏w導(dǎo)管的微通道陣列圍繞，所述通道a.離散地鉆孔或蝕刻，b.形成為多孔過濾體，3.突出中心管，由進(jìn)入?yún)⒖細(xì)怏w導(dǎo)管的環(huán)形膜圍繞，4.半球體或半橢圓體，包括以最高點(diǎn)為中心形成的測量氣體開口和稍微“更深”的 環(huán)形間隙。此處，環(huán)形間隙可以由開口、單獨(dú)的洞或者膜形成。根據(jù)參考測量原理設(shè)計(jì)的本 發(fā)明的嗅吸檢漏器利用氣體調(diào)制來工作。通過使吸入在測量氣體吸入開口與參考?xì)怏w吸入 開口之間交替，測量氣體和參考?xì)怏w被交替地供應(yīng)到檢測系統(tǒng)中的測量處理。由此生成的 是近似正弦的信號(hào)，其幅度表示測量氣體濃度與參考?xì)怏w濃度之間的差。通過由鎖定單元 控制的切換閥來執(zhí)行測量氣體與參考?xì)怏w之間的切換。與閥切換頻率相位同步地積分該差 幅度。以此方式，將過濾掉具有錯(cuò)誤的頻率和/或相位位置的干擾信號(hào)。檢測系統(tǒng)必須具 有足夠短的時(shí)間常數(shù)，以避免由于不足的調(diào)制幅度而產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度損失。至少，檢測系統(tǒng) 的時(shí)間常數(shù)應(yīng)等于調(diào)制頻率的倒數(shù)值。另一方面，調(diào)制頻率要足夠高以允許泄漏的動(dòng)態(tài)定 位。這意味著操作人員能夠以足夠高的速度移動(dòng)嗅吸尖端而不會(huì)錯(cuò)過泄漏。典型的調(diào)制頻 率在3Hz的數(shù)量級(jí)。依據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用，嗅吸尖端的材料可以是極其堅(jiān)硬的、或者耐磨和有彈 性的。用于氣體流的切換閥可以被布置在嗅吸尖端中或嗅吸尖端上，或者也可以布置在 兩個(gè)氣體輸送導(dǎo)管的末端。切換閥應(yīng)具有盡可能小的死容積，并且其負(fù)荷變化耐力應(yīng)足以 允許閥在較長的時(shí)間段中承受相應(yīng)調(diào)制頻率下的連續(xù)操作。在下文將參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，示出了以下各圖

圖1是嗅吸檢漏器的第一實(shí)施例的視圖，其中氣體分析儀被整合在手柄中，圖2是一個(gè)實(shí)施例的視圖，其中氣體分析儀是質(zhì)譜儀，圖3是嗅吸尖端的示意性表示，嗅吸尖端包括以分布的圖案圍繞測量氣體吸入開 口布置的通道開口，
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圖4是包括同軸吸入開口的嗅吸尖端的實(shí)施例的視圖，以及圖5是特別適用于魯棒性用途的另一實(shí)施例的視圖。圖1中描繪的嗅吸檢漏器包括手柄10，其被形成為把手(hand-grip)并通過軟管 11連接到基本單元12。嗅吸尖端13從所述伸長的手柄10的前端開始延伸。嗅吸尖端包 括伸長管，伸長管具有在其內(nèi)部布置的兩個(gè)分離的通道。所述通道之一在前向測量氣體吸 入開口 14處終止。該吸入開口的平面以相對(duì)于所述嗅吸尖端13的縱軸的直角取向。另一 通道在參考?xì)怏w吸入開口 15處終止，所述參考?xì)怏w吸入開口 15被布置在稍微凹入的位置 并且其表面與所述吸入開口 14的表面平行地延伸。特別是，基本單元12包含真空泵裝置。通過所述軟管11，真空被傳遞到手柄10。 手柄10包括氣體分析儀(未示出)。所述氣體分析儀包括紅外氣體分析儀，其可進(jìn)行操作 以用于氣體CO2的選擇性檢測。這種氣體分析儀具有簡單且緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而允許其 容納在把手內(nèi)。電力供應(yīng)由基本單元12通過軟管11執(zhí)行。手柄10還包括操作鍵，例如鍵 16，通過所述操作鍵，操作人員將啟動(dòng)測量處理。由于參考?xì)怏w吸入開口 15在基本上與測 量氣體吸入開口相同的方向上取向，因此這兩個(gè)吸入開口將從同一方向吸入氣體。圖2描繪了嗅吸檢漏器的另一實(shí)施例，其中質(zhì)譜儀用作檢測系統(tǒng)。盡管質(zhì)譜儀牽 涉到裝備水平的增大的開支，但是其將提供關(guān)于要分析的氣體的最高選擇性、最高靈敏度 和較大靈活性的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)圖2，嗅吸尖端13包括連接到測量氣體吸入開口 14的測量氣體導(dǎo)管20、以及 與其同軸布置并連接到參考?xì)怏w吸入開口 15的參考?xì)怏w導(dǎo)管21。這兩個(gè)導(dǎo)管通過軟管11 延伸到基本單元12?；締卧ㄇ袚Q閥22，其在本示例中被形成為三位二通閥(3/2 way valve)。這意味著該閥具有三個(gè)連接和兩個(gè)可選切換路徑。入口 22a連接到導(dǎo)管20，并且 另一入口 22b連接到導(dǎo)管21。該切換閥的出口 22c連接到氣體分析儀25，其在此被實(shí)現(xiàn)為 質(zhì)譜儀。所述質(zhì)譜儀要求高真空。為此目的提供了真空泵裝置26，其包括前置真空泵27和 渦輪分子泵形式的高度真空泵28。在所述氣體分析儀25的入口處，布置節(jié)氣閥29。氣體分析儀25的測量信號(hào)通過線30提供到鎖定單元31。鎖定單元將輸出信號(hào) 傳遞到顯示單元32或者到另一指示裝置。鎖定單元31還控制切換閥22的螺線管33。鎖 定單元將從時(shí)鐘發(fā)生器接收時(shí)鐘信號(hào)，并且將以對(duì)應(yīng)的節(jié)奏切換切換閥22，以用于將入口 22a和入口 22b交替連接到出口 22c。在圖3、圖4和圖5中，示出了嗅吸尖端的不同實(shí)施例。圖3示出了嗅吸尖端13a 的一個(gè)實(shí)施例，嗅吸尖端13a包括管35，其中測量氣體吸入開口 14形成在管35的前端。管 壁中布置有微通道，微通道以其全體形成參考?xì)怏w吸入開口 15。所述微通道以相等的角距 圍繞參考?xì)怏w吸入開口 14。它們連接到導(dǎo)管21，而測量氣體吸入開口 14連接到導(dǎo)管20。 這兩個(gè)導(dǎo)管均通向切換閥22，該切換閥以與圖2所示的方式相同的方式配置和控制。圖4 示出了嗅吸尖端13b，其包括外管35和同軸布置在外管中的內(nèi)管40。所述內(nèi)管40形成測 量氣體吸入開口 14，并且這兩個(gè)管之間的環(huán)形空間形成參考?xì)怏w吸入開口 15。優(yōu)選地，內(nèi) 管40相對(duì)于外管35在前向方向上突出。在根據(jù)圖5的實(shí)施例中，包括所述兩個(gè)導(dǎo)管20和21的嗅吸尖端13c包括耐磨彈 性材料。該尖端的前端呈現(xiàn)圓形的穹頂42，其中測量氣體吸入開口 14形成在其頂端。布置 在所述穹頂中的其它開口被設(shè)置成以其全體形成參考?xì)怏w吸入開口 15。
權(quán)利要求
一種根據(jù)參考測量原理的嗅吸檢漏器，包括基本單元(12)，所述基本單元包括真空泵裝置(26)，所述嗅吸檢漏器還包括具有嗅吸尖端(13)的手柄(10)，所述手柄通過軟管(11)連接到所述基本單元；用于吸入測量氣體的測量氣體吸入開口(14)；用于吸入?yún)⒖細(xì)怏w的參考?xì)怏w吸入開口(15)；以及用于確定所述測量氣體和所述參考?xì)怏w的濃度的氣體分析儀(25)，其特征在于，所述嗅吸尖端(13)上的所述測量氣體吸入開口(14)和所述參考?xì)怏w吸入開口(15)被布置為基本上彼此平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗅吸檢漏器，其特征在于，所述參考?xì)怏w吸入開口(15)被布 置在相對(duì)于所述測量氣體吸入開口(14)的凹入位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的嗅吸檢漏器，其特征在于，所述參考?xì)怏w吸入開口(15) 被布置在所述測量氣體吸入開口(14)周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的嗅吸檢漏器，其特征在于，所述參考?xì)怏w吸入開 口(15)包括多個(gè)通道開口，所述多個(gè)通道開口形成圍繞所述測量氣體吸入開口(14)的環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的嗅吸檢漏器，其特征在于，所述嗅吸尖端(13) 由耐磨彈性材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的嗅吸檢漏器，其特征在于，所述嗅吸尖端(13) 包括圓形的穹頂(42)，在所述穹頂(42)中布置有所述吸入開口(14、15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的嗅吸檢漏器，其特征在于，設(shè)置有切換閥(22)， 用于所述測量氣體吸入開口(14)和所述參考?xì)怏w吸入開口(15)到所述氣體分析儀(25) 的交替連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的嗅吸檢漏器，其特征在于，所述切換閥(22)由鎖定單元(31) 控制，所述鎖定單元與所述切換閥(22)的切換相位同步地處理所述氣體分析儀(25)的信號(hào)。
全文摘要
嗅吸檢漏器包括具有嗅吸尖端(13)的手柄(10)。位于嗅吸尖端處的是測量氣體吸入開口(14)和參考?xì)怏w吸入開口(15)。參考?xì)怏w吸入開口(15)旨在用于吸入周圍氣體。根據(jù)本發(fā)明，參考?xì)怏w吸入開口與測量氣體吸入開口(14)基本上對(duì)準(zhǔn)相同方向，使得這兩個(gè)吸入開口是在同一方向上敏感的。
文檔編號(hào)G01M3/20GK101939628SQ200980104172
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月8日
發(fā)明者烏爾里?！さ虏祭? 盧多爾夫·格道, 格哈德·屈斯特, 維爾納·格羅塞布萊 申請(qǐng)人:因菲康有限公司