用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的设备及方法

专利名称：用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的设备及方法
技术领域：
本发明涉及用于流体分配容器的泄漏测试和鉴定的i殳备和方法。
背景技术：
在4吏用去于装的气体时，i午多工业应用中的传统实践已经利用高 压气罐来用于各种气体的存储、传送以及分配。在这些应用中，气 体以压缩的状态容纳在气罐中，以使可分配并最终使用的气体的总 量最大化。 由于这种压缩气体的压力通常大大地超过大气压，因此，在使用这种包装时，气体密封包装(package)的结构完整性对安全性来 说是重要的，这是因为高压容器的任何泄漏都将会快速地扩散到容 器的周围环境。当气体有危险性(例如，气体是有毒的、自燃的、 或对接触到该气体的人员的健康或安全有害的、或对容器附近的环 境或设备的可操作性有害的)时，那么容纳气体的密封包装的结构 完整性对于密封包装的使用者信任度及商业成功非常重要。由于这些原因，气体工业中，通过如下方法进行气体密封包装 (诸如，传统的高压气罐)的泄漏测试已经变得普遍，所述方法例如，将密封的高压容器或其具有易于泄漏的接缝或焊缝的部分浸于 液体中或与液体冲妻触，以通过气泡形成来确定泄漏气体的存在的方法，或使用对所关心气体灵敏的检测器的方法(诸如，用连接于化 学分析器的"气体嗅探器，，装置对密封容器进行泄漏测试)。考虑到半导体工业中涉及高压气体密封包装的安全性及稳定 性问题，近些年来已经进行了许多努力，以有效地提高气体封装的 安全性。该成果已经产生了基于吸附剂的流体存储和传送系统，诸 如在U.S.专利5,518,528中所描述的，其中，气体在流体存储和分 配容器中^皮吸附并存4诸在物理吸附剂上，且在分配条件下，气体乂人 吸附剂中释放并从容器中排出。在这些系统中，气体可在低于大气 压级别(通常低于70(H乇)下存^f诸并分配。这些基于物理吸附剂的 系统在商业上可以乂人标有商标SDS和SAGE的ATMI, Inc. (Danbury, CT, USA)和Matheson Tri-Gas， Inc.(Parsippany， NJ， USA)中4寻到。最近，已经开发了安全性增强的流体存储和分配系统，其中， 流体容纳在这样的容器中，该容器内部空间中具有流体压力调节 器。这种配置对于允许流体在高压下存储是有效的，其中调节器仅 当其察觉到低于调节器设定值的下游压力时才进行操作以将流体 乂人容器中4非出。这种内置的调节器系统在U.S.专利6,101,816和 6,089,027中更充分地进行了描述，并且在商业上可从标有VAC商 标的ATMI, Inc.(Danbury， CT, USA)获得。尽管开发了更安全的气体密封包装，然而，要制造出在焊缝处、封包装依然很重要。为了这个目的，安全/有效且可再现的泄漏测试 对于核实加压气体容器在本质上是无泄漏的而言是至关重要的，在 半导体制造工业中尤其是这样，在半导体制造工业中试剂气体可能 极其有毒，甚至在低浓度(在有些情况下，低至百万分之几或甚至 十亿分之几)下也是致命的。因此，本领域继续探索在用于确定气体密封包装所采用的容器 中是否存在泄漏的系统和才支术方面的改进，以及在核实这种用于长 期无泄漏力l务的容器的适用性方面的改进。发明内容本发明涉及用于对存储和分配流体所采用的容器或使用中需 要密封的其它物件进4于泄漏测试的装置和方法。一方面，本发明涉及一种用于对〗吏用中在其流体4妻触区域处需 要流体密去于的物件进4于泄漏测试，以确定通过该物件进入到物件的 潜在泄漏^齐出(expression )区域的流体泄漏的系统，这种系统包4舌 泄漏测试流体，由物件的流体接触区域密封容纳；真空组件，设置 成用于在物件的潜在泄漏冲齐出区域处建立真空环境；以及4企漏4义， -没置成才全测真空环境中是否存在泄漏测试流体，以确定穿过物4牛的 流体泄漏。另 一方面，本发明涉及一种用于对流体分配所采用的容器进4亍 泄漏测试的装置，该装置包括可抽真空的室，适配为容纳装有例
如在高于大气压的压力下的泄漏测试流体的容器；真空系统，i殳置成对该可抽真空的室进4亍4由真空，以在其中建立真空；以及4企漏4义， 与该可4由真空的室流体连通i也连4妾，且在该可4由真空的室^皮真空系 统二t由真空时，用于4企测/人装有泄漏测试流体的容器进入该可4由真空 的室中的泄漏。又一方面，本发明涉及一种用于对使用中需要流体密封的物件 进4亍泄漏测试的装置，该装置包4舌可4由真空的室，适配为以这样 一种布置容纳物件，在该布置中，该物件限定例如高于大气压的压力下的泄漏测试流体；真空系统，设置成对该可抽真空的室进行抽 真空，以在其中建立真空；以及4企漏4义，与该可4由真空的室流体连 通地连接，并且在该可抽真空的室一皮真空系统抽真空时，在该可抽 真空的室中所产生的真空的条4牛下4企测来自物件的或通过物件泄漏的;世漏;险测;;危体。本发明的又一方面涉及对4吏用中在其流体4妄触区i或处需要进 行流体密封的物件进4亍泄漏测试的方法，以确定穿过该物件到该物 件的;昝在泄漏4齐出区i或的流体泄漏，其中，该方法包4舌将泄漏流 体限定保持在该物件的流体接触区域；在物件的潜在泄漏挤出区域处建立真空环境；以及4企测真空环境中是否存在泄漏测试流体，以确定穿过物4牛的流体泄漏。本发明的又 一 方面涉及对用于流体分配的容器进行泄漏测试的方法，该方法包括将例如高于大气压的压力下的泄漏测试流体引入该容器；密封该容器中的泄漏测试流体；将所密封的容器暴露 于真空；以及测量乂人该容器泄漏的泄漏观'j ^式;;充体。又一方面，本发明涉及一种对用于流体分配的容器进行泄漏测 试的装置，该装置包括腔室，适配为(i)容纳其中具有真空的容 器，以及(ii)具有引入于其中的泄漏测试流体，以4是供泄漏测试
流体的外界环境，该泄漏测试流体的环境在腔室中围绕着容器；真 空系统，设置成在容器中建立真空；以及冲企漏仪，设置成用于与其 中为真空的容器流体连通，并用于对腔室中从围绕容器的泄漏测试 流体环境进入到泄漏测试流体的容器的泄漏进行检测。另一方面，本发明涉及用于对使用中需要流体密封的物件进行 泄漏测试的装置，该装置包括腔室，适配为以如下布置方式容纳 该物件，在该布置方式中，物件限定真空，且该腔室具有引入于其 内的泄漏测试流体，从而在围绕使用中需要密封的物件的环境中有 泄漏测试流体；真空系统，-没置成产生由物件所限定的真空；以及 检漏仪，与由物件所限定的真空以流体连通的方式相连接，并对泄 漏测试流体进入到由物件所限定的真空中的泄漏进行才企测。本发明的又 一 方面涉及对用于流体分配的容器进行泄漏测试 的方法，该方法包括4由空容器，以在其内建立真空；密封该容器； 将所密封的容器外部暴露于泄漏测试流体；以及测量泄漏测试流体 进入该容器的泄漏。从随后的公开及所附权利要求中，本发明的其它方面、特征和 实施例将会更加显而易见。


图l是4艮据本发明一个实施例的泄漏才企测系统的示意图。图2是才艮据本发明另 一实施例的泄漏冲企测系统的示意图。图3是根据本发明又一实施例的泄漏检测系统的示意图，其适 配为对多个容器的自动泄漏测试。图4是4艮据本发明又一实施例的泄漏斥企测系统的示意图。图5是根据本发明又一实施例的泄漏检测系统的示意图，其适 配为对多个容器的自动泄漏测试。
具体实施方式
本发明涉及对存储和分配流体所采用的容器进4亍泄漏测试的 装置和方法，所述容器包括用于容纳气体的容器，以及用于容纳加 压液体的容器，和用于容纳加压固体源试剂(在容器中挥发以产生 用于分配的流体)的容器。本发明是基于以下发现，即，容纳加压泄漏测试气体的容器的 泄漏测^式的灵牵丈性可以通过以下方式而4是高i午多凄t量级，例3口，四 个或甚至是五个数量级，所述方式为使进行泄漏检测的容器经受真 空，4妻着在真空中检测来自该容器的泄漏。泄漏测试方法的灵4文性 的这种纟是高是完全意想不到的。而且，可通过这种方法及相关装置 进行检测的气体泄漏的级别(level)被降低到这样的低级别，在该 低标准中，由于不《又在测试时没有泄漏，而且没有随后发展的泄漏(即，在随后的容器的存储、运输以及使用期间)的可能，因此， 使得可以以更精确的方式鉴定容器。尽管下文参照工业应用(诸如半导体制造)中使用的类型的流 体分配容器进行了清楚的描述，然而，应该理解的是，本发明的装 置和过程广泛地应用于4壬何易受加压产品泄漏影响的容器的泄漏 测试，以及由于容纳或限定有加压材料而在使用中需要密封的任何 其它结构的物卩牛或元件的泄漏观U试。此外，下文中，本发明被示意性地描述为使用氦检测器作为对 流体分配容器进行泄漏测试并进行鉴定的^r漏仪，应该理解的是， 在本发明的宽范围内，可以使用多种其它类型的检测器，诸如，可 调整以才全测所关心的特定泄漏测试气体的质i普4义(mass spectrometer )、或火火舀电离剂分才斤器(flame ionizer analyzer )、 4專立 叶变换红外(FTIR)^r测器、或其它适于所涉及的泄漏测试气体的 合适的检测器。而且，尽管下文中本发明被示意地描述为涉及在用随后用于流 体分配的化学试剂产品填充该容器之前对装有泄漏测试流体的容 器的泄漏测试，但是应该认识到，本发明可在用所关心产品填充容 器之后进4于容器的泄漏测试。例如，如果容器填充有砷^b三氩 (arsine )气体作为待分配的产品，可以通过质语仪来冲丸行填充后泄 漏测试，该质语仪可被专门调整为用于砷化三氢的检测。可替换地， 可利用对相同容器的预填充和填充后泄漏测试两者，以提高保证级 别，该保证级别中，容器将不显示填充后的Y吏用中的泄漏特4i。在对流体存储和分配容器的应用中，本发明可以在将真空或者 施加于容器的内部空间的情况下进行容器的泄漏测试，从而，监控 进入到该内部空间的向内泄漏(in-leakage )，或者可替换i也，该真 空可施加于流体存储及分配容器的外部，从而，4企测进入容器的真 空环i竟中的任<可气体的向夕卜泄漏(out-leakage )。可在《壬《可适当的<氐于大气压(sub-atmospheric pressure ) 6勺纟及另寸 下施加真空，该级别适于用于确定泄漏是否存在的检测系统的测试 及灵壽丈性。通常，期望施加这样的真空，该真空低于IO(U乇，更优 选地，低于50托，甚至更优选地，低于20托，最优选地，{氐于10 托，对于所给定的检测系统和被监控的泄漏部件来说，该真空处于 在本领域技术人员冲支能范围内能够容易确定的具体级别。当采用氦作为泄漏测试气体时，特别优选的检漏仪是可从法国 巴黎的Alcatel真空技术公司商业获取的Alcatel AMS 142氦4企漏仪。 在低压环境中，通过这种4企漏仪可检测^氐至10_1Qcc氦/秒的泄漏率。
施加于4寺用于密封测试的结构的真空可以通过合适的真空泵、 低温泵(在被抽空的环境中暴露于用于化学吸附气体的吸气剂等方 式被施力口 。用于本发明所指定应用中的才全漏4义可以通过使用合适的4交准 源来校准。例如，在本发明的一个实施例中，其中，氦为泄漏测试气体，可以采用提供1(T7、 10_8、 10 —9cc氢/秒泄漏率的校准源。接 着，使用所产生的校准来确保检测器的精确度，该检测器例如当对 在10 —7到10 —9cc氦/秒范围内的氦泄漏的4企测进4亍了适当才交准时， 可以保证检测器的精确度。本发明的方法可用于建立用于各类产品的密封以及-验收或才艮 废的通过/失败准则。在本发明的一个实施例中，进行泄漏测试，以 确定在容纳气体的容器的颈部接合处(例如，在颈部开口处，该开 口带有螺紋以与带有相应螺纟丈的阀头部《且件紧密配合，该阀头部组件例如包括分配阀和用于该阀的手动致动器或自动致动器)是否存 在泄漏。在一实施例中，本发明可利用以下事实，即，通过将进行泄漏 测试的容器抽空以^吏其包含真空，用泄漏测试液体围绕该容器或该 容器的使用中需要被密封的一部分，然后检测进入抽空后的容器中 的泄漏，可以纟是高容器泄漏测i式的灵壽t度。该泄漏测i式方法的灵壽文 度上的这种提高是完全意想不到的。而且，通过这种方法和相关设 备可检测到的气体泄漏级别被降低到低级别，并且，如在上文所述 的，可以鉴定容器。现在参照附图，图1是根据本发明一个实施例的泄漏检测系统 IO的示意图。所示系统10正^皮用于乂于结构物件20的泄漏测:逸。物 件20包括壁件22和24，这些壁件在壁件22的底部边缘和壁件24 的顶部边纟彖处^皮此邻^妄，/人而限定介于相应壁4牛之间的冲妄纟逢26。壁 件22和24以这种方式形成具有第一表面38和第二表面40的壁组 件。壁组件的4妻缝26通过该壁第一表面38上的焊4矣点28并通过 第二表面40上的焊接点30而固定。4吏用中，物件20的壁组件用于限制加压流体，且该壁组件需 要具有密封的性质。用于测试物件20的泄漏4企测系统10包4舌加压壳体42，其净皮示 为与物件20的第一表面38密封地-接合。通过这样的布置，加压壳 体42与第一表面38限定了一封闭空间44。与壳体42的封闭空间 44流动连通地结合的是泄漏测试气体供给源50，该供给源通过线 路52将泄漏测试气体供应至封闭空间44，该线路使泵54与泄漏测 试气体供给源50互连，该泵进而运行以经由其中包括流量控制阀 58的线路56将泄漏测试气体传送至封闭空间44。该加压壳体42 设置有其中具有流量控制阀94的排放线路92。该泄漏检测系统10进一步包括真空壳体46，其示为与物件20 的第二表面40密封地4妄合，以与第二表面形成封闭空间48。经由 包含流量控制阀70的线3各68结合于真空壳体46的去于闭空间48的 是真空泵66。同样，通过线^各78结合于真空壳体46的封闭空间 48的是检漏仪76。检漏仪76被设置成4企测真空壳体46的封闭空 间48中是否存在泄漏测试气体，并经由信号传输线80向用于检测 结果的图形输出的输出显示监一见器82响应地传送输出。图1实施例中的泄漏检测系统包括CPU60,该CPU通过信号 传输线86连4妄于泄漏测试气体供给源50、通过信号传^T线62连才妄 于泵54、通过信号传输线64连接于流量控制阀58、通过信号传输 线96连接于流量控制阀94、通过信号传输线74连4妻于真空泵66、 通过信号传输线72连接于流量控制阀70,并通过信号传输线84连 才妄于4企漏4义76。
图1实施例中的CPU 60可以是任何适当类型的(例如，通用 可编程计算机、微型处理器、可编程逻辑控制器、或其它处理器)， 其通过相应的信号传输线86、 62、 64、 96、 72、 74和84以信号传 输关系连4妄于泵54、泄漏测试气体供给源50、流量控制阀58、流 量控制阀94、真空泵66、流量控制阀70以及冲企漏仪76。相应的信 号传输线使得CPU 60能够根据周期计时程序或以其它方式来控制 与之连接的部件的操作，从而，以有效且可再现的方式执行泄漏检 测才喿作。在图1系统的才喿作中，才企漏4义可以以4壬^f可合适的方式来4交准， 诸如，例如通过将线78连4妄于4交准标准(所述4交准标准例如为以 受控的精确泄漏率释放才交准气体的容器内的4佥漏仪4交准气体源)，以上的校准标准，以确係:4全漏4义一皮适当地才交准，以用于随后的泄漏才全测操作。作为另一替换，可在真空壳体46的内部空间48中安装 才交准标准，并且在对该室抽真空以在该室内建立真空之后，开动才全 漏仪，以检测校准标准的泄漏率，从而可以调节检漏仪以用于进一 步的精确操作。一旦检漏仪76被校准，CPU通过经由线路86、 62、 64和96的信号使得泄漏测试气体供给源50打开以用于分配、使得流量控 制阀58和94打开，并仅j寻泵54将来自供《合源50的泄漏测试气体 通过线路52抽吸到加压室42中以及用于清洗加压室的排放线路92 中。在加压室42 一皮除泄漏测试气体之外的气体清洗之后，CPU经 由线^各96传输信号，以关闭流量控制阀94。泄漏测试气体继续流 入室42中，直到该室处于预定的泄漏测试气体压力，CPU60随之 经由线路64传输信号，以关闭流量控制阀58。同时(在4吏用泄漏测试气体对室42加压之前、期间和/或之后)， 真空泵66经由线3各74一皮来自CPU 60的控制信号启动，并且，流
量控制阀70经由线路72被来自CPU 60的控制信号打开，从而存 于真空室46中的气体经由线3各68通过真空泵的动作而排出真空 室，从而在真空室46中建立真空环境。在达到期望的真空环境时， 真空泵可以:故CPU以及关闭的阀70关闭，以4呆持真空室内的真空 环境，或可替换地，可以以倒转(back-up)才莫式来才乘作泵66，以 将室46中的真空压力保持在期望级别。随着真空室46中真空环境的建立，检漏仪经由线^各84^皮来自 CPU 60的信号启动，由此，乂人而通过气体乂人真空室46的内部空间 48到检漏仪76的流动(扩散)来执行真空室环境的采样。检漏仪 76响应地将输出信号经由线路80传输到用于泄漏测试操作结果的 图形输出的监视器82。检漏仪还可包括警报或记录装置或与警报或 记录装置相结合，当泄漏高于预定阀值时该警报或记录装置显示，而验收或报废物件20。为此，当不合格的物件20被确定为不适于 其预期的容纳流体或密封流体的应用时，；险漏仪可以经由线^各84 向CPU60输出信号，以终止泄漏4全测。当已经作出了泄漏测试决定时，CPU用于4f止泄漏测试系统， ,人而物件20可以与相应的加压和真空室分离，例如，以1更为系统 进4亍下一个待评估密封性的物件的泄漏测试作准备。应该理解的是，代^#图1所示系统中的分离的4佥漏仪和真空泵 组件，可替换的是，该系统可^皮构造成^f吏得真空泵和4企漏仪合并为 一体的、单一的才企漏^f义及真空泵组件。此外，尽管优选的是在高于 大气压的压力下将泄漏测试流体引入容器，应该清楚的是，可替换 地，在一些应用中可以在大气压下，或者，甚至在低于大气压(尽 管任何低于大气压的压力都应足以高于真空压力的级别，以提高有 效的泄漏测试)的条件下引入泄漏测试液体。
图2是根据本发明另一实施例的泄漏检测系统的示意图。所示的泄漏测:〖式系纟充110包才舌可才由真空的室112，该可4由真空的室包4舌 腔室壳体114,该腔室壳体界定出介于该壳体下端和上端处的法兰 元件之间的封闭的内部空间116。壳体的下端由法兰组件限定，该 法兰组件包括上法兰124、下法兰126、以及连4妻这些法兰的螺紋 型机械紧固件128和130。这种组件的上法兰124可以被铜接于、 焊缝焊接于、焊料焊接于或以其它方式固定于腔室壳体114，有利 的是，该上法兰与下法兰126的尺寸相同，以便有助于所述法兰的 匹配,口结合，以形成法兰纽J牛。以相似方式，力空室壳体114在其上端处具有固定于其上的法兰 134，该法兰与法兰136可匹配地相4妻合，乂人而，可以通过螺纟丈型 斗几才成紧固件13 8和140将相应的法兰固定于适当的位置，如图所示。在包括上法兰134和下法兰136的法兰组件中，上法兰具有固 定于其上的端口延伸部142。该端口延伸部142乡冬止于一法兰内， 该法兰与管道146的互#卜(complimentary )法兰相匹配i也结合。通 过该布置，端口延伸部的相应法兰与管道的相应法兰形成法兰组^f 144。该法兰纽J牛可以以传统的或其它已知的方式(例如，通过卡 箍(collar clamp),或通过互连的螺钉和螺母组件，或以其它合适 的方式)扭4戒;也互锁。管道146在其远离法兰组件144的相对端处(诸如通过焊缝焊 接、铜接、焊料焊接、压焊、或使用机械紧固件)固定于端部148。 管道146的端部148终止于法兰内，该法兰与端口延伸部152的互 补法兰相匹配地结合，/人而形成法兰组件150。这种法兰组件也可 以通过传统或其它已知的方式(例如，通过卡箍，或通过互连的螺 4丁和螺母组4牛，或以其它合适的方式)而枳4戒;也互锁。 端口延伸部152与4企漏仪154结合。；险漏仪154可以是具有用 于对存在于进行泄漏测试的容器中的泄漏测试气体进行泄漏检测 的能力的任何合适的类型。检漏仪154可被构造且设置成具有以下能力(i )抽真空(pump down)至真空气压级别以及(ii)当一达到预定真空压力后，就激 活装置的泄漏一企测性能。在该才莫式中， 一企漏4义可以-波启动，以通过 从壳体的内部空间116抽空气体并使该气体穿过用于向系统的周围 环境排放的管道146而抽空腔室壳体114。在腔室壳体以及管道146 已经被抽空到预定压力后，检漏仪的检测性能被激活，以感测并响 应地产生与进行测试的容器的真空环境中的泄漏气体的存在与否相关的丰lr出。可替换地，腔室壳体可以通过单独的专用的真空泵被抽空，以 用于泄漏测试，并且当已经在容器环境中建立了合适的真空级别 后，实玉见冲企漏4义与真空环境的iS/[言(communication )，因jt匕，jt匕后， 才全测器可以感测并且才是供与真空环境中的泄漏测试气体存在与否 相应的l命出。为了^f吏用专用真空泵164实施图1系统中的泄漏测试方法，系 统被设置成使得腔室壳体114通过真空线^各166以流动关系结合至 真空泵164。当真空泵^皮启动时，腔室壳体114的内部空间116的 气体容纳物被抽出，以在这样的内部空间中以及与之连接的管道中 建立真空环境。这样设置的4企漏仪154可以被设置成在某点处自动打开，在该 点处对腔室壳体114的抽真空在壳体114和管道146内产生选定的 压力级别，例如10 4乇。可替换地，4企漏4义可以4艮据周期计时程序 来启动，从而，在抽真空达到真空级别的预定时间段之后，检漏仪 -故启动，以才是供与泄漏测试气体存在与否相关的#T出。
在图2所示的布置中，真空泵164经由信号传输线路168连接 至中央处理单元(CPU) 160。 CPU 160还通过信号传输线3各162 连接至4全漏仪154。 CPU可以是任何适当类型的，例如，通用可编 程计算机、微型处理器、可编程逻辑控制器等。气体密封包装118示出为位于腔室壳体114的内部空间116内。 这种气体密封包装包括具有颈部区域120的圓柱形的罐，阀头部组 件122连"l妾至该颈部区域。阀头部组件可以包括可由容器的使用者 手动开启的流量控制阀，或可替换地，该阀头部组件可以包括阀致 动器，该阀致动器可通过CPU或其它控制装置自动启动，以实现 其内的阀的打开与关闭。用于泄漏测试目的的容器可以容纳任何适当类型的一企漏仪气 体，对于该气体，该系统可以有步文;也才企测该容器是否存在泄漏。实 例包括(但不限于)氩、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅 烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔、和氯。因此，用于容器密封性测 试的检漏仪气体可以是任何适当类型的，并且可以与一般目的使用 中的容器所容纳的气体或其它材料相同(或可替换地，不同)。在参照图2示意性示出并描述的系统的操作的一个实施例中， 容器118在适当的高于大气压的压力(例如，在从大约300到大约 2000磅/平方英寸(表压，psig)范围内的压力)下填充有4企漏气体 (例如，氦)。将填充泄漏测试气体后的容器118》文置在腔室壳体114中。然 后，启动真空泵164,以爿夸气体/人月空室壳体114的内部空间116和 管道146中抽出，直到达到预定压力。4妄着，启动冲全漏仪154，以 感测由于通过管道146向检漏仪154流动和/或扩散而来自容器的气体泄漏。 由于在进4亍泄漏测i式前，图2中所示出的本发明实施中的月空室壳体114被抽空以从中去除大气气体，从而，消除了困扰现有技术 泄漏;险测系统的灵每文度的损失(loss)。因此，泄漏测试j乘作的冲全测限度在数量级上得到了意想不到的提高，例如，高出在大气压下的周围环境中进行泄漏测试时所获得的检测限度5倍的数量级。作为特定的实施例，在大气压下的周围环境中，其中，氦在 U.S.专利第5,518,528号中被用作所描述类型的容器的加压气体，检 漏仪仅能检测大约1><10-6标准大气压cc/sec (标准大气压cc/sec为 在标准压力和温度(1个大气压，25。C)条件下的体积流量 (volumetric flow ); 1大气压cc/sec = 1.013毫巴/>升/秒)凄t量级级 别下的泄漏。通过对比，利用真空布置和-使用氦作为泄漏，企测气体的检漏仪的本发明的系统和方法可以容易地获得低至ixio"1标准大气压cc/sec的泄漏4企测级别。这表示通过本发明的装置和方法获 得在泄漏检测系统的灵敏度方面的5个数量级的提高。此外，由于 这种高灵敏度，本发明的装置和方法使得在后续使用中易于受泄漏 问题影响的容器能够一皮鉴定出来。因此，本发明的装置和方法在鉴定在以后使用中可能产生泄漏 问题的容器的能力方面不可预料地获得了预言性的用途。然而，通 过目前传统的泄漏观'J试方法进行泄漏测试并确定为无泄漏的容器 却经常在现场(field)产生泄漏，这一事实挫败了所作出的用于在 制造工厂和/或气体填充场所(gas fill site)中鉴定并废弃这种容器 的质量保证方面的努力。这种情况是由于以下事实而引起的，即， 由于许多泄漏低于(below)传统技术的检测限度，因此这些泄漏 通过传统泄漏测试未能被检测出来，但是，在从容纳用于后续分配 的材料的加 通常，已经确定的是，i正明为在工厂或Jt真充场所中泄漏的压缩气罐(其低于lxlO—s标准大气压cc/sec)通常在现场中未能显示为 可发觉的泄漏。因此，由于与现有4支术相比，本发明的装置和方法 的检测限度基本上提高至低于lxlO-s标准大气压cc/sec的这种泄漏 级别，因此本发明的装置和方法可以容易地4企测这种"未来泄漏"， 从而，显著地降低在之前已经鉴定为适于加压气体用途的容器中发 生的i见场泄漏。通常，有效地-使用本发明的方法和装置，以确定显著地低于那 些传统泄漏4企测装置的泄漏级别。本领域中目前的泄漏4企测4支术4又 可以4企测^f氐至lxl(^标准大气压cc/sec的泄漏。由于本发明的泄漏 检测能力低于lxl(^标准大气压cc/sec的传统检测限度，因此本发 明在本领域中实现了显著进步。本发明使得用于-验收或才艮废流体容 纳产品的通过/失败泄漏率标准能够处于适于一皮鉴定的具体产品的 合适范围内的某一值处，例如，在从1><10-7标准大气压cc/sec到 1x10—"标准大气压cc/sec的范围内的一值处。在具体实施例中，通 过/失败4直可以为在,人1 x 10-7标准大气压cc/sec到lxl 0-9标准大气压 cc/sec的范围内的一个值。对于在前述U.S.专利5,518,528、6,101，816 和6,089,027 (其公开内容整体结合于此作为参考)中所描述类型的 流体分配容器，本发明的 一 个实施例中的适当的通过/失败值为 lxlO—s标准大气压cc/sec，该值是为在后续传输、存储和/或使用中 不会产生泄漏提供良好保证的检测值，并且，同时，该值没有如此 限制成导致在这种后续传输、存储和/或使用中将会适当地无泄漏的 容器#皮4艮废掉。图3是根据本发明另一实施例的泄漏检测系统的示意性说明， 其适于多个容器的自动泄漏测试。图3所示的泄漏检测系统200提供了自动地对多个容器进行泄 漏测试的能力，并且包4舌多容器测试i且4牛210，该纽/f牛包4舌盘形支
撑件212,其上安装有一系列的圆柱形真空腔室216、 218、 220、 222、 224和226。支4掌〗牛212安装在活动结构214上，该活动结构 可以例如进一步包括4九道、可伸长的枳4成臂或其它相关活动结构 (图3中未示出)，通过该活动结构，多容器测试组件210可以沿 箭头A所示的方向^皮平移到真空壳体250内。真空壳体250包括其内具有支撑件240的外壳238，多容器测 试组件210在一皮平移到真空壳体250中之后纟皮方文置在该支撑件上。在一皮平移到真空壳体250中之前，对多容器测试组件210装载 待进行泄漏测试的容器。可通过手动、自动或半自动的方式进行这 种装载。图3示意性地示出了在被插入到圆柱形真空腔室218 (沿箭头 B所示的方向)时具有连4姿于容器的颈部234的阀头部组件236的 容器232。一个实施例中的多容器测试组件210配置有可转动的旋转式传 送带，转动该旋转式传送带，以允许操作者或装载机(未示出)将 由泄漏测试流体加压的容器插入到各个相应的圆柱形真空腔室中。 在这种填充之后，多容器测试组件210通过活动结构214 ,皮平移到 壳体250中，并且该壳体例如通过该壳体的门、盖子或其它件的关 闭来密封。接着，该壳体通过检漏仪264的真空抽吸能力(如果这 种片佥漏仪具有整体抽真空能力的话)，或可替换地(或附加地)，通 过经由排出线3各262连^妻至壳体250的真空泵260而净皮4由真空至真 空级别。在该实施例中，通过中央处理单元(CPU) 170来控制真 空泵260，该中央处理单元通过信号传输线272将控制信号传输到 真空泵260。
当真空泵260已经运转以便在壳体250内实现适当的真空环境 时，依次测试每个容器。为此，每个圓柱形真空腔室216、 218、 220、 222、 224和226可以具有可拆卸的盖子，除了一个圓柱形腔室外， 其他所有的圓柱形真空腔室都一皮4呆持在密封状态下，该一个圆柱形 腔室被打开以用于在所有其它真空腔室被保持在密封条件下的同 时在该真空腔室中进行相关容器的泄漏测试，并且每个相应的容器 依次被暴露于壳体250内的真空中，并进行泄漏测试。为此，壳体250可以包^^舌抽吸头(未示出)或其它结构，所述 抽吸头或其它结构选择性地依次接合每个真空腔室并将其内的容 器顺序地暴露于真空测试环境。在所指定的单个容器暴露于真空期间，检漏仪264通过由CPU 270经由传输线268传输到^f全漏仪264的控制信号而启动，以启动 泄漏4全测禾呈序。如图3所示，CPU还可以通过信号传输线274以控制关系连接 于活动结构214。在每个真空月空室216、 218、 220、 222、 224详口 226 i真充入力口压 容器后，通过该集成控制i殳置，可以启动CPU以将组件210平移 到抽空空间250中。 一旦待进行泄漏测试的容器的组件^皮搁置在密 封空间250中，CPU就启动壳体250的关闭和密封功能，接着，启 动真空泵260，以抽空壳体250或其内与指定的圓柱形真空腔室相 结合的取样区域，以产生适于进行泄漏测试的真空条件，同时，CPU 启动检漏仪264以使检漏仪感测来自正被测试的容器的任何气体泄 漏。在该方式中，图3所示的系统以高岁文的、可再^见的方式只寸正在 进行泄漏测试的容器自动地施加真空条件并4企测^"何泄漏情况。
图4是根据本发明一个实施例的泄漏检测系统的示意图。所示 的泄漏4企测系统310包括腔室312,该腔室包括腔室壳体314,该 壳体界定出介于壳体的上端和下端处的法兰元件之间的封闭内部 空间316。该壳体的下端由包4舌上部法兰324、下部法兰326以及 互连这些法兰的螺紋型才几械紧固件的法兰组件限定。该组件的上部 法兰324可以铜接于、焊缝焊接于、焊料焊接于或以其它方式固定 于腔室壳体314，并且有利的是，该上部法兰与下部法兰326的尺 寸相同，以1更有助于这些法兰的匹配和^妻合以形成法兰组ff。流体 分配容器318容纳于腔室壳体314的内部空间316中，该月空室壳体 具有颈部320，阀头部322结合于该颈部，该阀头部转而结合于真 空头部317，以形成密封配合，通过该密封配合，容器318的内部 空间可以由真空泵抽空。泄漏测试流体供给源364通过其中包含流量控制阀369的流路 366以流通的方式结合于腔室壳体314。泄漏测试流体供给源364 可以是在适当压力下保存泄漏测试流体的容器或箱，从而，其可以 向腔室壳体314的内部空间316流动，以便通过围绕待进行密封性 测试的容器的泄漏测试流体环境i真充内部空间。腔室壳体314在其上端具有固定于其上且与法兰336匹配地结 合的法兰334，从而，如图所示，相应的法兰可以通过螺纟丈型扭4成 紧固件338和340固定在适当位置。在包括上部法兰336和下部法兰334的法兰组件中，上部法兰 具有固定于其上的端口延伸部342。该端口延伸部342终止于一法 兰内，该法兰与管道346的互补法兰相匹配地结合。通过该布置， 端口延伸部的相应法兰与管道的相应法兰形成法兰组件344。该法兰组件可以以传统的或其它已知的方式(例如，通过卡箍，或通过 互连的螺4丁和螺母组件，或以其它合适的方式)互锁。端口延伸部342通过法兰334和336与真空头部317相结合， 通过该真空头部，腔室312中的容器318可^皮抽空，如下文更充分描述的。管道346在其远离法兰组件344的相对端处固定于(诸如，通 过焊缝焊接、铜接、焊料焊接或使用机械紧固件)端部348。管道 346的端部348终止于一个法兰内，该法兰与端口延伸部352的互 补法兰相匹配地结合，从而，形成法兰组件350。这种法兰组件也 可以通过传统或其它已知的方式(例如，通过卡箍，或通过互连的 螺4丁和螺母组件，或以其它合适的方式)而互锁。端口延伸部352与才企漏仪354结合。检漏仪354可以是具有用 于对存在于进行泄漏须'H式的容器中的泄漏测试气体进行泄漏检顶'J 的能力的任何适当的类型。检漏仪354可被构造且设置成具有以下能力(i)抽真空至真 空气压级别以及(ii)当一达到预定真空压力后，就激活装置的泄 漏才全测性能。在该才莫式中，才企漏仪可以被启动，以通过从容器的内 部空间抽空气体并使该气体流过容器阀头部322、密封地结合于阀 头部的真空头部317,以及用于向系统的周围环境排放的管道346 而抽空容器318。在容器和管道346已经被抽空到预定压力且足够 量的泄漏测试流体已经乂人供皇会源364经由线路366 (其中，阀369 处于打开状态)流入到腔室壳体314中之后，检漏仪的检测性能被气体的存在与否相关的输出。可替换地，容器可以通过单独的专用的真空泵一皮抽空，以用于 泄漏测试，并且当已经在容器环境中建立了合适的真空级别后，实 现才全漏4义与容器内部中的真空的通信，因此，此后，才佥测器可以感
测并且才是供与容器的内部真空环境中的泄漏测试气体存在与否相应的ilr出。为了进^f亍图4系统中的泄漏测i式的方法，如上所述，泄漏测试 流体/人供乡合源364通过线i 各366流入壳体314。当真空泵#1开启时， 容器318的内部空间的气体容纳物被抽出，以在这样的内部空间中 以及与之连接的管道346中建立真空环境。这样设置的检漏仪354可以被设置成在某点处自动打开，在该 点处容器内部空间的抽空在容器318和管道346内产生选定的压力 纟及别，例如10 4毛。可^,纟灸;也，；险漏4义可以才艮一居周期计时禾呈序来启 动，从而，在抽真空达到真空级别的预定时间段之后，检漏仪被启 动，以才是供与泄漏到容器的泄漏测试气体存在与否相关的#T出。在图4所示的布置中，泄漏测试流体供《合源364经由信号传输 线^各368连4妾至中央处理单元(CPU ) 360。 CPU 360还通过信号传 输线路362连接至检漏仪354。 CPU可以是任何适当类型的，例如， 通用可编程计算机、微型处理器、可编程逻辑控制器等，用于根据 周期计时程序或以其它自动的方式来进行泄漏测试才喿作。例如，关于泄漏测试禾呈序的其它步多聚，流量4空制阀169可以响应于传送至供 给源364的控制信号，以使流体以受控的或有序的方式被分配到腔 室壳体内部空间316。用于泄漏测试目的的容器可以从外部暴露于任何合适类型的 才企漏4义气体，对于该气体，该系统可以有效i也;险测进入该容器的泄 漏是否存在。实例包括(但不限于)氩、氧、氦、氮、氨、砷化三 氢、磷化氢、硅烷、三氟化硼、三氯化硼、乙炔、和氯。因此，用 于容器密封性测试的检漏仪气体可以是任何适当类型的，并且可以 与一般目的使用中的容器所容纳的气体或其它材料相同(或可替换 地，不同)。 在参照图4示意性示出并描述的系统的操作的一个实施例中， 容器318在适当的高于大气压的压力(例如，在从大约300到大约 2000磅/平方英寸(表压)范围内的压力)下暴露于泄漏测试气体(例 如，氦)。最初，将容器318放置于壳体腔室314内，并在容器的阀头部 322处将该容器结合于真空头部317。接着，用来自供给源364的 泄漏测试流体将腔室壳体填充至一期望程度，然后关闭阀366。之 后，启动检漏仪354中的真空泵，以将气体从容器的内部空间抽出， 直到达到预定的真空纟及別。4妻着，启动4全漏4义354,以感测由于通 过管道346向一全漏仪354流动和/或扩散而进入到容器的气体泄漏。由于在进行泄漏测试之前，容器一皮排空以乂人其去除大气气体， 从而，消除了困扰现有技术的泄漏检测系统的灵敏度的损失。因此， 相对于在大气压力下的周围环境中进行泄漏测试时所能获得的检 测限度，该泄漏测试操作的检测限度在数量级上得到提高。因此，本发明的这种高灵敏度的装置和方法使得能够鉴定出在 后续使用中易于受泄漏问题影响的容器。因此，本发明的装置和方法在鉴定在以后^f吏用中可能产生泄漏 问题的容器的能力方面不可预料地获得了预言性的用途。然而，通 过目前传统的泄漏顶'j试方法进行泄漏测试并确定为无泄漏的容器 却经常在现场产生泄漏，这一事实挫败了所作出的用于在制造工厂 和/或气体填充场所中鉴定并废弃这种容器的质量保证方面的努力。 这种情况是由于以下事实而引起的，即，由于i午多泄漏l氐于传统才支 术的检测限度，因此这些泄漏通过传统的泄漏测试未能被检测出 来，但是，在从容纳用于后续分配的材料的加压容器的工厂出货之 后，由于后续的运输、存储以及安装影响(诸如，震动、热循环等)， 这种^l小的泄漏经常在凄t量级上有所增加。
通常，已经确定的是，i正明为在工厂或填充场所中泄漏的压缩气罐(其低于1x10—8标准大气压cc/sec)通常在现场中未能显示为 可发觉的泄漏。因此，由于与现有冲支术相比，本发明的装置和方法 的检测限度基本上提高至低于lxlO—s标准大气压cc/sec的这种泄漏 级别，因此本发明的装置和方法可以容易地才企测这种"未来泄漏"， 从而，显著地降低了在之前已经鉴定为适于加压气体用途的容器中 发生的it见场泄漏。通常，有效地使用本发明的方法和装置，以确定显著低于那些 传统泄漏检测装置的泄漏级别。本领域中目前的泄漏检测4支术仅可 以检测低至lxl(^标准大气压cc/sec的泄漏。由于本发明的泄漏检 测能力低于1"0-6标准大气压cc/sec的传统检测限度，因此本发明 在本领域中实现了显著进步。本发明-使得用于-验收或才艮废流体容纳 产品的通过/失败泄漏率标准能够处于被鉴定的具体产品的合适范 围内的某一1"直处，例如，在从lxl(T 冲示准大气压cc/sec到lxl(T11 标准大气压cc/sec的范围内的一值处。在具体实施例中，通过/失败 ^直可以为在乂人lxl0—7才示;,大气压cc/sec到1乂10-9才示)隹大气压cc/sec 的范围内的一个值。对于在前述U.S.专利5,518,528、 6,101,816和 6,089,027 (其公开内容整体结合于此作为参考)中所描述类型的流 体分配容器，本发明的一个实施例中的适当的通过/失败值为lxl0—8 标准大气压cc/sec，该值是为在后续传输、存储和/或使用中不会产 生泄漏而提供良好保证的检测值，并且，同时，该值没有如此限制 成导致在这种后续传输、存储和/或使用中将会适当地无泄漏的容器 被报废掉。在图4系统的操作中，检漏仪可以通过任何合适的方式来校准， i者^口，〈列3口通过才交〉,才示〉,(calibration standard), 举侈')来i兌，戶斤述 校准标准例如为以受控的精确泄漏率释放校准气体的容器内的检 漏4义才交准气体源，以-使该4企漏4义可以通过参照该4交准标准而^U睛确地校准。可以使用一个以上的校准标准，以确保才企漏仪被适当地才交 准，以用于随后的泄漏4企测才喿作。应该理解的是，代替如图4所示的其中真空泵和4全漏4义结合为 一体的、单一的检漏仪及真空泵组件的设置，可替换地，在该系统 中也可以^吏用单独的4企漏4义和真空泵部件。图5是根据本发明的另一实施例的泄漏测试系统的示意图，其 适于多个容器的自动泄漏测试。图5所示的泄漏检测系统400提供了自动地对多个容器进行泄 漏测试的能力，并且包i舌多容器测试组件410，该纟且件包4舌盘形支 撑件412，其上安装有一系列的圆柱形真空腔室416、 418、 420、 422、 424和426。支撑件412安装在活动结构414上，该活动结构 可以例如进一步包4舌4九道、可伸长的枳4成臂或其它相关活动结构 (图5中未示出)，通过该活动结构，多容器测试组件410可以沿 箭头A所示的方向^皮平移到壳体450内。壳体450包括其中具有支撑件440的外壳438，多容器测试组 件410在被平移到壳体450中之后被放置在该支撑件上。该壳体还 包括真空头部490，该真空头部连^妄于真空和泄漏;险测线^各492， /人而通过泵460的动作^f吏得该多个容器可一皮抽空至合适的真空级 别，其中，该泵通过泵线^各462连才妄至真空和泄漏冲全测线3各492。 该真空和泄漏一企测线^各492还连4妄至与一企漏4义464相关的泄漏4企测 线路466。在寻皮平移到真空壳体450中之前，对多容器测试组件410装载待进行泄漏测试的容器。可以以手动、自动或半自动的方式来进4亍 这种装栽。
图5示意性地示出在,皮插入到圓柱形腔室418 (沿箭头B所示 的方向)时具有连接于容器的颈部434的阀头部组件436的容器 432。一个实施例中的多容器测-武组件410配置有可转动的^走转式传 送带，转动该旋转式传送带，以允许操作者或装载机(未示出)将 容器插入到各个相应的圓柱形真空腔室中。在这种填充之后，多容 器测试组件410通过活动结构414被平移到壳体450中，并且该壳 体例如通过该壳体的门、盖子或其它件的关闭来密封。接着，该壳 体被来自其供应源494的泄漏4企测气体填充，其中，该供给源通过 其中包含流量控制阀498的供给线路496连接于该壳体450,该容 器连接至真空头部490,并且真空泵被启动，以通过经由抽空线路 462而连4妾至壳体450内的真空和泄漏冲企测线^各492的真空泵460 将容器抽真空至真空级别。在该实施例中，通过中央处理单元 (CPU) 470来控制真空泵460，该中央处理单元通过信号传输线 472将控制信号传输到真空泵460。当真空泵460已经运转以便在壳体450内的容器中实现适当的 真空条件时，依次测试在相应的圆柱形腔室416、 418、 420、 422、 424和426内的每个容器。在所指定的单个容器暴露于真空期间，检漏4义464通过由CPU 470经由传输线468传输到一企漏 f义464的控制信号而启动，以启动 泄漏4企测,呈序。如图5所示，CPU还可以通过信号传输线474以控制关系连4妻 于活动结构414。在每个月空室416、 418、 420、 422、 424禾口 426 i真充入力口压容器 后，通过该集成控制i殳置，可以启动CPU以将iE件410平移到4由 空空间450中。 一旦待进行泄漏测试的容器的组件被搁置在密封空 间450中，CPU就启动壳体450的关闭和密封功能，并且壳体被来 自供给源494的泄漏检测流体填充，接着，CPU 470启动真空泵460, 以抽空壳体450内的容器，从而产生适于进行泄漏测试的真空条件， 之后，CPU启动4企漏仪464以使检漏仪感测进入正被测试的容器的 气体的泄漏。在该方式中，图5所示的系统以高效的、可再i见的方式乂于正在 进行泄漏测试的容器自动地施加真空条件并检测任何泄漏情况。应该理解的是，本发明的装置和方法可以应用于在4吏用中必须 保持密封性的任何结构、结构件、密封包装、容器、流体容纳装置等。参照以下实例进一步解释本发明的伊匸点和特4正，其中，不应i人在其特定应用中的本发明的一个实施例的i兌明。 例1:通过以下步骤进行SDS3或2.2L VAC罐(美国康奈提格州丹 伯里市的ATMI, Inc.)的内侧(inboard )氦泄漏才佥查。使用图2中示意性示出的类型的系统。检漏仪是Alcatel ASM 142氦4企漏4义，该4企漏7f义显示泄漏率和系统真空。通过一寻主电源拨 动开关转换到"ON"位置来启动^r漏^f义。4妄着，4企漏仪自动开始 启动一全查，继而进4亍自4交准。
当检漏仪成功地完成启动及校准步骤时，声音信息将会通知系 统已经准备好进行测试，并且检漏仪显示器将会显示"已准备好进 行测试"。此时，按压循环按钮以开始测试。氦4企漏4义的内侧测试端口通过不4秀钢波紋管(bellows )线路连 *接至泄漏测试腔室的入口 。在打开泄漏测试阀后，通过<吏用4交准后 的泄漏标准件(leak standard)(其被密封在测试腔室中)而鉴定的 氦泄漏率来一交准一企漏4义。在用测试腔室法兰密封测试腔室之后，按压下Alcatel ASM 142 上的"循环，，按4丑，以开始进行腔室才交准测试。在对系统进4亍成功 抽真空后，在检漏仪显示器上可观察到氦的读数。在获得稳定的读 数后，将腔室校准泄漏测试读数确定在所规定的合格校准的5%的 范围内。在对腔室进行校准后，按压下检漏仪上的循环按4丑，以将 泄漏腔室排放成大气压。接着，松开腔室上的法兰螺栓，并取下腔 室法兰。然后，从腔室中去除氦的经鉴定的泄漏标准件，并且关闭 :泄漏阀。接着，根据以下测试步骤进行罐的泄漏测试步骤1:使用300 PSIG的100%极高纯度的氦对待测试的罐进 行加压。将待测试的填充有氦的罐方文到泄漏测试腔室中，并密封入 口开启法兰。步骤2:通过按压检漏仪上的"循环"按钮而开始进行泄漏测 试循环。检漏仪将会继续对泄漏检测腔室进行抽真空，直到获得用 于泄漏观'J试的足够的真空。步骤3:在检漏仪开始进行氦的泄漏检测之后，等待5分钟， 用于稳定氦信号。
步骤4:通过^见看4全漏仪显示器来^见察泄漏的大小。大于 1.013><10-8毫巴-升/秒的氦信号被认为是泄漏。紧邻罐的加签(lot) 环(traveler)上的序号记录泄漏测试结果。如果该罐没有通过泄漏 测试，其可以重新测试。在重新测试的情况下，通过4姿压4企漏仪上 的循环按钮排放该腔室，接着，像前面一样，进行第二次测试。如 果在第二次测试时罐也没有满足泄漏测试要求的话，那么该罐被报 废，且被从许多可接受的罐中去除。
步骤5: —完成泄漏核查，就通过按压下检漏仪上的"循环"按 钮而排放该泄漏测试腔室。可安全地取出该罐并对另 一罐进行测 试。
例2:
将装有阀的空罐连接至Alcatel ASM-142氦检漏仪。该单元具 有当气体被引入该单元时可与lxl0力cc氦/秒的最低泄漏速率检测 限度相关的氦灵敏度。该单元通过使供给线路经受真空并在样品中 进行抽真空而获得该样品。供给线连接至该罐，以使整个罐经受 lxlo"托的真空能力。在经历真空时，以受控的方式将氦气引入到 外部阀上的各种潜在泄漏点或螺紋连冲姿处(在该测试区i或之上，氦 气是自由流动的)。罐内的真空使得通过任何泄漏位置抽入氦，并 且该单元^^测并测量氦的进入(entry)浓度。该进入浓度可以折合 成泄漏速率。通过控制暴露于阀的氦，可以为每个所测量的阀组件 区i或分配具体的泄漏速率。
工业应用
虽然文中已经参照本发明的具体方面、特4i和示例'[生实施例描 述了本发明，但是，应该理解的是，本发明的效用不能因此而受到 限制，而应延伸到并涵盖本领域技术人员基于此处所披露的而将会
得到启示的各种其他的改变、》务改和可替换的实施例。因此，在本 发明的精神和范围内，下文中所要求保护的发明应被广泛地认为并 解释为包括所有这种变化、修改以及可替换的实施例。
权利要求
1.一种用于对使用中在其流体接触区域处需要流体密封的物件进行泄漏测试以确定通过所述物件进入到所述物件的潜在泄漏挤出区域的流体泄漏的系统，所述系统包括泄漏测试流体，由所述物件的所述流体接触区域密封容纳；真空组件，设置成在所述物件的所述潜在泄漏挤出区域处建立真空环境；以及检漏仪，被设置成检测所述真空环境中是否存在泄漏测试流体，以确定穿过所述物件的流体泄漏。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述真空组件包括可抽真 空的室，以及连4妄至所述可4由真空的室的真空泵。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中，使用中的所述物件包括流 体保持壁，其中，所述物件的所述流体接触区域包括所述流体 j呆才寺壁的第一壁表面，而所述物件的所述潜在泄漏^齐出区i或包括所述流体保持壁的第二壁表面。
4. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述物件包括流体容纳容器。
5. 根据权利要求4所述的系统，其中，所述流体容纳容器包括作 为所述流体接触区域的至少一部分的接合处、接缝，以及连接 处的至少一个。
6. 根据权利要求4所述的系统，其中，所述泄漏检测流体在所述 流体容纳容器的内部。
7. 4艮据片又利要求4所述的系统，其中，所述泄漏才企测流体在所述 流体容纳容器的外部。
8. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括中央处理单元，所述 中央处理单元连4妻于所述4企漏4义并"i殳置成llr出所述泄漏测试 的结果。
9. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述泄漏测试流体包括选 自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟化 硼、三氯化硼、乙炔、和氯组成的组中的流体。
10. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述泄漏测试流体包括选 自由氦和氢组成的《且的流体。
11. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述泄漏测试流体包括氦。
12. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述泄漏测试流体包括氢。
13. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述检漏仪在所述真空环 境中具有用于所述泄漏检测流体的从1x10—7到lxl0"'标准大 气压cc/sec的范围内的泄漏4全测灵壽文度。
14. 4艮据权利要求1所述的系统，其中，所述冲企漏4义在所述真空环 境中具有用于所述泄漏冲企测;危体的4氐于1x10—7才示准大气压 cc/sec的泄漏一企测灵壽文度。
15. 根据权利要求1所述的系统，被设置成用于对多个物件同时进 ^亍泄漏测试。
16. 根据权利要求4所述的系统，被设置成用于对多个流体容纳容 器同时进行泄漏测试。
17. 根据权利要求1所述的系统，被设置成用于对所述物件的多个 部分相继进4于泄漏测试。
18. —种用于对流体分配所4吏用的容器进行泄漏测试的装置，所述 装置包括可抽真空的室，适配为容纳填充有泄漏;险测流体的 容器；真空系统，i殳置成对所述可抽真空的室4由真空，以在其 中建立真空；以及一企漏〗义，以流体连通的方式与所述可抽真空 的室连接，且当所述可抽真空的室被所述真空系统抽真空时， 检测从所述容器进入到所述可抽真空的室的泄漏测试流体的 泄漏。
19. 根据权利要求18所述的装置，进一步包括填充台，用于在高 于常压的压力下用泄漏测试流体填充所述容器。
20. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述可抽真空的室通过 其相应端部处的法兰组件;故关闭，并且所述法兰组件包括用于 进入所述可4由真空的室的内部空间的可移除法兰。
21. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述可抽真空的室和所 述沖企漏仪通过其间延伸的管道而流体连通地连4妄。
22. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述检漏仪包括所述真 空系统，所述真空系统集成在所述冲企漏4义中。
23. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述检漏仪和真空系统 为4皮itb独立的部4牛。
24. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述检漏4义包括作为集 成组件的所述真空系统，所述集成组件一皮构造并^皮:没置成(i) 将所述可抽真空的室抽真空至真空压力级别；(ii)在所述可 抽真空的室中获得预定的真空压力后，就启动所述4企漏仪的泄 漏才企测性能。
25. 才艮据4又利要求18所述的装置，进一步包括中央处理单元，所 述中央处理单元适配为才艮据周期时间程序启动所述冲企漏4义，其 中，在通过所述真空系统抽吸至真空级别的预定时间,殳后，所 述检漏仪被启动，以<提供与所述泄漏测试流体存在与否相关的 输出。
26. 才艮据权利要求18所述的装置，其中，所述中央处理单元包4舌 通用可编程计算才几、孩i型处理器，或可编程逻辑控制器。
27. 根据权利要求18所述的装置，进一步包括所述可抽真空的室 中的用于容纳所述泄漏测试流体的密封容器。
28. 根据权利要求27所述的装置，其中，所述泄漏测试流体包括 选自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟 化硼、三氯化硼、乙炔，和氯组成的组中的流体。
29. 根据权利要求27所述的装置，其中，所述泄漏测试流体包括氦。
30. 根据权利要求27所述的装置，其中，所述容器包含从300到 2000 psig范围内的压力下的泄漏才企测流体。
31. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述检漏仪在所建立的 真空下具有lxlO:到lxlO-"标准大气压cc/sec范围内的泄漏 检测灵敏度。
32. 根据权利要求18所述的装置，其中，所述检漏仪在所建立的 真空下具有低于lxlO々标准大气压cc/sec的泄漏检测灵敏度。
33. 才艮据权利要求18所述的装置，其被设置成同时进行多个容器 的泄漏4全测。
34. 根据权利要求33所述的装置，其中，多个容器设置在可选择 性地抽真空的室中，其中，所述可抽真空的室^皮定义为多腔室 阵列。
35. 根据权利要求34所述的装置，进一步包括中央处理单元，所 述中央处理单元适配为4艮据预定周期控制所述真空系统和所 述检漏仪。
36. —种用于对使用中需要流体密封的物件进行泄漏测试的装置， 所述装置包括可抽真空的室，其适配为以其中所述物件容纳 泄漏测试流体的布置方式容纳所述物4牛；真空系统， 一皮-没置成 对所述可抽真空的室抽真空，以在其内产生真空；以及4企漏仪， 以流体连通的方式与所述可抽真空的室连接，并且当该可抽真 空的室被所述真空系统抽真空时，检测从所述物件或穿过所述 物件进入到所述可抽真空的室中的泄漏测试流体的泄漏。
37. —种对用于流体分配的容器进4于泄漏测试的方法，所述方法包 括将泄漏测试流体引入所述容器；将所述泄漏测试流体密封 在所述容器中；将所述密封的容器暴露于真空；以及测量来自 所述容器的所述泄漏测试流体的泄漏。
38. —种对使用中在其流体4妾触区域处需要流体密封的物件进4亍 泄漏测试以确定通过所述物件进入到所述物件的潜在泄漏冲齐 出区i或的流体泄漏的方法，所述方法包4舌通过所述物-f牛的所 述流体接触区域密封容纳泄漏测试液体；在所述物件的所述潜 在泄漏寺齐出区i或处建立真空环境；以及在所述真空环境下才全测所述泄漏4企测液体是否存在，以确定通过所述物4牛的流体的泄漏o
39. 根据4又利要求38所述的方法，其中，所述物件包括流体供应谷為。
40. 才艮据权利要求39所述的方法，其中，所述物件的所述流体4妄 触区域包括所述流体供应容器的连接处、接缝和/或壁表面。
41.一种用于对使用中需要流体密封的物件进行泄漏测试的装置， 所述装置包括腔室，适配为以其中所述物件限定一真空的布 置方式容纳所述物件，并且所述腔室具有引入其内的泄漏测试 流体，从而，泄漏测试流体存在于围绕使用中需要真空密封的 所述物件的至少一部分的环境中；真空系统，i殳置成建立由所 述物件限定的真空；以及4企漏仪，与由所述物件限定的所述真 空流体连通地连接，并且用于4企测进入到由所述物件限定的真空内的泄漏测{式;危体的泄漏工
42. 根据权利要求41所述的装置，其中，所述物件是容器。
43. 根据权利要求41所述的装置，其中，所述物件是容器部件。
44. 根据权利要求41所述的装置，其中，所述物件是阀结构。
45. 根据权利要求41所述的装置，其中，所述泄漏测试流体包括 选自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氢、硅烷、三氟 化硼、三氯化硼、乙炔、和氯组成的组中的流体。
46. 根据权利要求41所述的装置，其中，所述检漏仪具有用于所 述泄漏冲全测流体的/人1xl0々到1xl(T"标准大气压cc/sec范围 内的泄漏;险测灵每文度。
47. 根据权利要求41所述的装置，其中，所述检漏仪具有用于所 述泄漏;险测流体的低于1 x 10々标准大气压cc/sec的泄漏4企测灵 敏度。
48. 4艮据权利要求41所述的装置，被i殳置成用于对多个物件同时 进行泄漏观'J试。
49. 根据权利要求41所述的装置，被设置成用于对多个流体容纳 容器同时进行泄漏测试。
50. —种对用于流体分配的容器进4于泄漏测试的装置，所述装置包 括腔室，其适配为(i)容纳其内具有真空的容器，以及(ii) 具有净皮引入其内的泄漏测试流体，以<吏泄漏测试流体存在于围 绕所述腔室中的所述容器的环境中；真空系统，i殳置成在所述 容器中建立所述真空；以及;f企漏^f义，i殳置为用于与其内具有真 空的所述容器流体连通，并且用于一企测进入所述容器的泄漏测 试流体的泄漏。
51. —种对用于流体分配的容器进4亍泄漏测试的方法，所述方法包 括对所述容器抽真空以在其内建立真空；密封所述容器；将 所述密封容器暴露于泄漏测试流体；以及测量进入所述容器的 所述泄漏测试流体的泄漏。
52. 根据权利要求51所述的方法，其中，所述泄漏测试流体包括 选自由氢、氧、氦、氮、氨、砷化三氢、磷化氬、硅烷、三氟 化硼、三氯化硼、乙炔、和氯组成的组中的流体。
53. 4艮据权利要求51所述的方法，其中，所述泄漏测量具有从 lxl0— 到1xl0"1标准大气压cc/sec范围内的泄漏才全测每文感度。
54. 根据权利要求51所述的方法，其中，所述泄漏测量具有低于lxl0-7才示准大气压cc/sec的泄漏才企测壽丈感度。
全文摘要
本发明公开了一种用于对使用中在其流体接触区域(38)处需要流体密封的物件(20)进行泄漏测试，以确定通过该物件进入到该物件的非流体接触区域(40)的流体泄漏的系统(10)。该系统包括泄漏测试流体，由该物件的流体接触区域密封容纳；真空组件(46、66)，被设置成用于在该物件的非流体接触区域处建立真空环境；以及检漏仪(76)，被设置成检测该真空环境中是否存在泄漏测试流体，以确定穿过该物件的流体泄漏。该系统使得可获得明显地低于1×10^-6标准大气压cc/sec的泄漏敏感度，例如，在1×10^-7到1×10^-11标准大气压cc/sec范围内的敏感度，并且可用于对用来装载危险气体的容器(118)的质量保证测试。
文档编号G01M3/26GK101151514SQ200680010529
公开日2008年3月26日 申请日期2006年2月28日 优先权日2005年2月28日
发明者斯图尔特·穆勒, 瑞安·克莱门特, 詹姆斯·V·麦克马纳斯 申请人:高级技术材料公司;马西森三气公司