用箔室內運載氣體進行無洩漏測試的製作方法

2023-05-14 18:01:26 5

本發明涉及一種對箔室(foilchamber)內測試物體(testobject)進行無洩漏(leak-tightness)測試的方法。

背景技術：

已知技術中，用測試氣體充滿測試物體(例如食物包裝)，並將它們放入箔室內，然後將箔室抽空，並隨後檢測從測試物體逸出至箔室內的測試氣體。在許多情況下，在測試物體(例如包裝袋)中已經存在的氣體可以用作測試氣體。這種氣體可以是保護性氣體或者是空氣中的氣體組分(例如氮氣、氧氣或二氧化碳)。來自包裝中的包裝食品(例如咖啡)的芳香物質也可以用作測試氣體。另一種可能是，包裝食品在包裝中產生的氣體(例如幾個小時以後在咖啡包裝中產生的二氧化碳)可以用作測試氣體。

由於箔室中測試物體區域的壓力小於測試物體內部的壓力，測試氣體將通過測試物體內可能存在的漏洞逸出。在已知方法中，監控箔室中壓力增加的發展以判斷可能的洩漏。如果壓力增加超過設定程度，將可以被認為是測試物體中存在洩漏的跡象。

另外，從wo2005/054806a1已知使運載氣體流(carriergasflow)通過容納測試物體的測試室。此處，測試室中充滿運載氣體。從測試物體中逸出的測試氣體與運載氣體流一起從測試室中輸出並提供至測試氣體傳感器。但是，至今並未利用排空的箔室進行運載氣體的無洩漏測試。而且，是將運載氣體流提供至具有恆定測試室容積的剛性測試室。此處，運載氣體流必須足夠大以將測試氣體排出預定測試室容積並輸送至傳感器。這導致了一個缺點，即測試氣體的濃度越低(在以預定洩漏速度從測試物體洩漏的測量氣體中獲得)，選擇的運載氣體流越大。因此測試氣體的檢測極限取決於運載氣體流的大小。因此，不可能通過減小運載氣體流而任意增加洩漏氣體檢測的靈敏度。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種進行無洩漏測試的更靈敏的方法。

本發明通過權利要求1中的特徵實現，將測試物體放入用作測試室的箔室，將測試氣體提供至箔室內。所述箔室的特徵在於包括至少一個柔性壁區域，所述柔性壁區域在排空時接近測試物體並減小所述箔室的容積。在此方面，箔室具有特別的優勢，其壁完全由柔性箔製成。當測試室被排空時，薄膜緊貼所述測試物體。箔室在測試物體之外的區域的容積減小。因此，與傳統情況下具有不可變容積的剛性測試室相比，可以向箔室提供較小運載氣體流。由於較小的運載氣體流，與利用具有剛性壁的測試室的無洩漏測試相比，檢測極限增加。

提供的運載氣體的容積流量優選是每秒室內的氣體含量。箔室內測試物體外區域的壓力在測量測試氣體濃度的過程中最大為700mbar。在測試運載氣體和測試氣體形成的氣體混合物中所述測試氣體比例之前和/或過程中將測試氣體提供至所述測試物體。在測試過程中，測試物體中的測試氣體壓力應該總是高於箔室壓力。優選地，測試物體中的測試氣體壓力應該至少為1000mbar。

在被放入所述測試室之前，所述測試物體可以主動地被不同的測試氣體充滿。作為替代，所述測試物體內包含的氣體或氣體組分可以用作所述測試氣體。所述測試氣體可以是空氣中的組分，例如氮氣、氧氣或二氧化碳。還可以使用包含測試物體中包含的產品或者由該產品形成的芳香物質的氣體作為測試氣體。所述測試物體中包含的產品可以是食物產品，例如咖啡。在此方面，可以利用咖啡的芳香物質作為測試氣體。另外還可以利用所述測試物體中包含的產品(例如食物產品)產生的氣體或氣體組分作為測試氣體。例如，在幾個小時以後，咖啡產品在咖啡包裝中產生的co2可以用作測試氣體。

可能的測試氣體是sf6、合成氣體或氦氣。co2是特別有利的測試氣體。空氣也可以用作運載氣體。氮氣是特別有利的運載氣體。

在測量過程中可以通過運載氣體輸送裝置(輸送泵)將運載氣體連續地提供至所述箔室。作為替代，由於真空和自然滲透，氣體組分從箔室壁的內側表面脫氣的(gassedout)效應也可以用於獲得運載氣體。取決於箔室壓力，這些氣體組分持續地脫氣。從而脫氣組分的量限定了提供至箔室的運載氣體容積流量。當測量測試氣體濃度時，與測量的氣體流中運載氣體(即脫氣組分)濃度成比例地確定並設置測試氣體量。

如果測試氣體濃度超過預定值(例如5ppm)，即用於表示測試物體中存在洩漏。

作為替代，在測量測試氣體的濃度之前，僅向所述箔室提供一次預定運載氣體容積。可以在積聚時間過去之前或之後向所述箔室提供運載氣體容積。所述積聚時間是在所述箔室排空之後和測量所述測試氣體濃度之前經過的時間，從而足夠的可測量測試氣體可以通過可能的漏洞從測試物體中逸出。

所述替代方案的優勢在於，通過增加積聚時間而不減小運載氣體量，從而增加測量敏感性。

本發明的方法的基本優勢在於，通過減小測試室容積(箔室在測試物體之外區域的容積)，可以降低無洩漏測試的檢測極限。由於充滿運載氣體，與具有預定容積的剛性測試室相比，小箔室容積需要較小氣體量和較少時間。如果由於自然滲透從箔室脫氣的氣體成分被用作運載氣體，則具有進一步的優勢為，不需要向箔室主動提供不同的運載氣體。

附圖說明

下面將結合附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。在圖中：

圖1顯示了通過輸送裝置連續提供運載氣體的實施方式；

圖2顯示了從箔室脫氣的組分用作連續運載氣體流的實施方式；

圖3顯示了預定量的運載氣體一次性供應的實施方式。

具體實施方式

在每個實施方式中，箔室10由兩個箔層12、14形成。箔層12、14可以是柔性箔，其外邊緣區域彼此密封放置在一起。測試物體16容納在箔室10中。測試物體16外區域中的箔室容積18以氣體運載方式連接至用於排空箔室的真空泵20。將真空泵20排空的氣體量提供至氣體傳感器22，氣體傳感器22用於確定排空氣體混合物中測試氣體的濃度。氣體傳感器22例如可以是質譜儀。

在圖1所示第一實施方式中，箔室容積18另外以氣體運載方式連接至輸送泵24和運載氣源26。輸送泵24和運載氣源26形成運載器輸送裝置25，用於將運載氣體的連續氣流供應至箔室。輸送泵24將運載氣源26中容納的運載氣體輸送至箔室10。作為替代，可以採用節流閥而不是輸送泵24。

圖2所示的實施方式與第一實施方式的不同之處在於，沒有設置運載氣體輸送裝置。在箔室10排空之後，由於自然滲透而從箔室壁12、14的內表面排出的氣體組分用作運載氣體。這些氣體組分的滲透是持續發生的。

圖3所示的實施方式與第一實施方式的區別在於，箔室容積18未連接至運載氣體輸送裝置，而是連接至具有恆定運載氣體容積(例如空氣壓力)的運載氣體源28。在通過真空泵20將箔室10排空後，運載氣體源28與箔室10之間的空氣運載連接的閥門30打開，從而運載氣體容積突然流入箔室10。

對於上述三個實施方式，本發明的方法如下實施：

在第一實施方式中，通過利用真空泵20排空箔室10而減小箔室容積18。然後，利用運載氣體輸送裝置25將減小的運載氣體流連續地提供至箔室10，同時通過真空泵20從箔室10抽出的氣體流由傳感器22分析。傳感器22確定測量氣體流中測試氣體的濃度。在洩漏的情況下，測量氣體流包含運載氣體和測試氣體的混合物。運載氣體流中測試氣體的濃度c是：

此處，第一項表示通過漏洞逸出的測試氣體濃度，第二項表示用洩漏產生的測試氣體代換測試氣體的初始現存濃度。還可以寫成：

其中：

c為測試氣體的總濃度

c0為運載氣體流中測試氣體的初始濃度

qleak為從漏洞中溢出的測試氣體洩漏率

qleak為運載氣體流

在第二實施方式中，通過利用真空泵20排空箔室10而減小箔室容積18。在每個實施方式中，事先用測試氣體充滿測試物體16。利用真空泵20將基本上連續的氣體流提供至傳感器20。此處，從箔12、14滲透向內逸出的氣體用作所述運載氣體。用傳感器確定氣體流中的測試氣體比例。

在第三實施方式中，在箔室10排空後打開閥門30。運載氣體源28中的運載氣體容積流入箔室10。在經過預定積聚時間後(其中測試氣體通過測試物體16中可能存在的漏洞逸出進入箔室容積18)，傳感器22確定測試氣體的濃度。可以在積聚時間過去之前、期間和之後將來自運載氣體源28的運載氣體容積提供至箔室容積18。