本發(fā)明涉及用于測量測試腔室和參考腔室之間的壓差的泄漏檢測裝置、以及用于測量相應(yīng)的壓差的方法。

背景技術(shù)：

測量樣品中的內(nèi)部壓力和測試腔室中的內(nèi)部壓力之間的壓力差異是已知的技術(shù)。所述樣品可以是食品包裝袋。在壓差檢測之前，所述樣品和所述測試腔室被用相同的超壓壓力加壓。在樣品泄漏的情況下，由于所述超壓壓力通過泄漏處從所述樣品中流失，然而所述超壓壓力在氣密密封的參考腔室中保持原樣，在壓差檢測期間，在樣品和參考腔室之間會產(chǎn)生壓力差異。被測得的壓力差異用來測量樣品的泄漏速率。壓差測量的優(yōu)點(diǎn)在于壓力傳感器并非必須被設(shè)計(jì)用于測量所述樣品和參考腔室內(nèi)占主導(dǎo)地位的壓力。10巴的壓力可能例如在所述樣品和參考腔室內(nèi)占主導(dǎo)地位，然而所述壓力傳感器可以被設(shè)計(jì)成僅用于達(dá)到100毫巴的壓力范圍。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，溫度對于所述樣品中的總壓力的影響會對所述參考腔室中的壓力產(chǎn)生類似的作用，因此不會影響壓差。

EP0313678B1和EP0763722B1分別描述了約束樣品的測試腔體的結(jié)構(gòu)和適合于被通過止回閥與所述測試腔體分隔的參考壓力系統(tǒng)，其中所述測試腔體中的壓力和所述參考壓力系統(tǒng)中的壓力之間的壓差被利用壓差傳感器來測量。所述測試腔體和所述參考壓力系統(tǒng)都被用剛性壁制成，所述測試腔體被設(shè)計(jì)用來容納樣品，而所述參考壓力系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成為導(dǎo)管的一部分。此外，還描述了一種參考腔體，其用于以預(yù)先設(shè)定的參考壓力給所述測試腔體加壓。

此外，用于非剛性樣品上的泄漏測試的薄膜腔室也是已知的。在DE19722262A1中，描述了形成薄膜測試腔室以便盡量減小測試空間，亦即樣品和測試腔室之間剩余的空間。對于在沒有使用測試氣體的薄膜腔體中的非剛性樣品，例如包裝袋的氣密性測試中，容納所述樣品的所述薄膜腔室被抽空，并且因此所述薄膜腔室內(nèi)的總壓力的上升在所述樣品之外的區(qū)域中被測量。圍繞所述樣品的所述薄膜還防止了所述樣品的爆裂。

為了足夠精確地測量所述薄膜腔室中的壓力增加，所述薄膜腔室中的總壓力必須被預(yù)先抽空到足夠低的數(shù)值。為了用總壓力測量元件達(dá)到足夠高的精度，低于100毫巴的壓力(真空)是必需的。通常地，低于10毫巴、并且優(yōu)選地低于1毫巴的壓力可以達(dá)到。在壓力降低時(shí)，通常存在于樣本和薄膜壁之間的、因?yàn)閺谋∧で皇业谋∧け谝约盁o紡織織物上被除氣而產(chǎn)生的部分氣體會導(dǎo)致壓力增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種泄漏測試裝置，用于更精確地測量測試腔室和參考腔室之間的壓差。

本發(fā)明的所述裝置被權(quán)利要求1的特征限定。

所述測試腔室和所述參考腔室都具有封閉一定體積的腔壁。所述測試腔室的腔壁的至少一部分和所述參考腔室的腔壁的至少一部分分別由柔性薄膜制成。在下文中，所述測試腔室的體積和鄰近所述測試腔室的體積的所述柔性薄膜部分的表面積之間的比值被稱為測試腔室比。在下文中，參考腔室比被定義為所述參考腔室的體積和所述參考腔室的鄰近所述參考腔室的體積的柔性薄膜部分的表面積之間的比值。根據(jù)本發(fā)明，所述測試腔室比和所述參考腔室比是基本相等的，也就是說，二者要么相等，要么有最多20％的差異。

在這個(gè)方案中，所實(shí)現(xiàn)的是：由從所述薄膜腔壁區(qū)域因除氣而產(chǎn)生的部分氣體導(dǎo)致的所述測試腔室和所述參考腔室中的壓力增加是相等的，并且所述參考腔室體積和所述測試腔室體積之間的壓力差異不會被該壓力增加影響。所述測試腔室和所述參考腔室應(yīng)該可以具有相同的形狀，例如，都應(yīng)該是薄膜腔室，以便讓作用在每個(gè)腔室中的壓力上的影響盡可能地相同，并且不會影響壓差。所述參考腔室的體積應(yīng)該可以小于或者等于所述測試腔室中的體積。

在用于測量測試腔室和參考體積之間的壓差的已知方法中，所述測試腔室和所述參考腔室是彼此不同的。作用在各自的壓力上的外部影響在所述測試腔室的壓力上具有相比于在所述參考體積中的壓力上不同的效果。在具有柔性腔壁區(qū)域的測試腔室，例如薄膜腔室中，迄今為止壓差測量并未被使用，因?yàn)橐虺龤舛a(chǎn)生的氣體部分影響了壓差并進(jìn)一步影響到測量結(jié)果。通過使用薄膜腔室，該等薄膜腔室中的總壓力的增加已經(jīng)被測量，但直到現(xiàn)在都不會將所述總壓力的增加與參考壓力進(jìn)行比較。

附圖說明

下面是一個(gè)參考附圖的實(shí)施方式的詳細(xì)描述。附圖示出了所述泄漏測試裝置的示意性圖示。

具體實(shí)施方式

測試腔室10是一個(gè)由兩個(gè)薄膜層12、14制成的薄膜腔室。所述兩個(gè)薄膜12、14包圍樣品16。在所述樣品16之外的邊緣區(qū)域，所述兩個(gè)薄膜層12、14通過密封圈18以氣密的方式被結(jié)合在一起。在朝向所述測試腔室的體積20的內(nèi)側(cè)上，每個(gè)薄膜12、14具有在圖示中被用虛線顯示的非紡織層15，所述非紡織層使環(huán)繞所述樣品的氣流情況更好，從而使得抽真空的質(zhì)量更高。作為備選方案，每個(gè)薄膜層12、14的粗糙表面可以被用來代替所述非紡織層15，以便輔助進(jìn)行抽真空。

所述測試腔室10的體積20被通過氣體端口22及第一止回閥24與參考腔室26以氣體可導(dǎo)通的方式連接。通過關(guān)閉所述第一止回閥24，所述參考腔室26內(nèi)的體積28與所述測試腔室的體積20之間的導(dǎo)氣通道被氣密地關(guān)閉。所述第一止回閥24和所述參考腔室26被通過第二止回閥30與真空泵32以氣體可導(dǎo)通的方式連接。在所述第二止回閥30的打開狀態(tài)下，所述真空泵32抽空所述參考腔室26。在所述止回閥24、30都處于打開狀態(tài)時(shí)，所述真空泵32抽空所述測試腔室10和所述參考腔室26。

差壓傳感器34與所述測試腔室的體積20和所述參考腔室的體積28兩者都以氣體可導(dǎo)通的方式連接。經(jīng)由所述差壓傳感器34所述測試腔室10和所述參考腔室16之間的氣體交換是不可能的。

所述參考腔室26也是被設(shè)計(jì)得類似于所述測試腔室10的薄膜腔室。所述參考腔室26因此也具有兩個(gè)通過密封圈以氣密的方式被結(jié)合在一起的薄膜層。在朝向所述參考腔室26的體積28的內(nèi)側(cè)上，所述參考腔室26的每個(gè)薄膜都具有被用虛線示出的非紡織層。作為備選方案，所述非紡織層可以被對應(yīng)的薄膜層的粗糙的表面代替。

在未被抽空的狀態(tài)下，所述測試腔室的體積20和鄰近所述體積20的兩個(gè)薄膜層12、14的表面積的總和之間的比值定義了一個(gè)比例(即測試腔室比)，其等于所述參考腔室的體積28和鄰近所述體積28的所述參考腔室26的薄膜層的表面積的總和之間的相應(yīng)比值(參考腔室體積比)。到達(dá)了相應(yīng)的內(nèi)部體積20、28中的從相應(yīng)的薄膜層處因除氣而產(chǎn)生的部分氣體會在相同程度上影響所述測試腔室體積20中的壓力和所述參考腔室28中的壓力。由所述差壓傳感器34測量的壓力差異不會被這些部分的氣體影響。

為了抽空所述測試腔室10和所述參考腔室26，當(dāng)所述止回閥24、30打開時(shí)，所述真空泵32被操作。這里，例如250毫巴的壓力在所述測試腔室10內(nèi)被獲得。之后，所述第二止回閥30被關(guān)閉，并且等待直到所述測試腔室10內(nèi)的壓力等于所述參考腔室26內(nèi)的壓力。一旦所述腔室10、26之間的壓力變得均衡，所述第一止回閥24就也被關(guān)閉，并且所述測試腔室的體積20內(nèi)的壓力和所述參考腔室的體積28內(nèi)的壓力之間的壓力差異被用所述壓差傳感器34測量并且被監(jiān)控。該壓差的變化被認(rèn)為是所述樣品16中的泄漏的標(biāo)志。所述樣品16的泄漏速率可以從所述壓差的變化來確定。