膜泄漏测试方法以及相关的泄漏检测装置与流程

1.本发明涉及用于储存和/或运输流体(诸如低温流体)的密封隔热膜罐的领域。
2.更具体地，本发明涉及用于这种罐的膜的密封测试方法和用于实施这种方法的泄漏检测装置。


背景技术：

3.文献kr1020100050128公开了一种用于储存液化天然气(gnl)的密封隔热罐的膜的密封测试方法。该罐具有多层结构，并且从外部到内部依次包括次级隔热阻挡层、次级密封膜、主隔热阻挡层和旨在与容纳在罐中的gnl接触的主密封膜。更具体地，该方法旨在经由焊道检测泄漏，该焊道以密封的方式连接主密封膜的金属板。该方法将示踪气体(诸如氦气)注入到主隔热阻挡层中，然后沿主密封膜的焊道在罐内移动配备有示踪气体分析器的检测装置。因此，如果检测设备检测到示踪气体的存在，则可推断出存在主密封膜密封缺陷。
4.在这种方法中，将示踪气体注入到主隔热阻挡层中是至关重要的，因为只有当示踪气体以均匀的方式以高浓度扩散到整个主隔热阻挡层中时，该检测方法才能够保证可靠的结果。此外，为了达到令人满意的示踪气体扩散水平，注入示踪气体的操作要进行得相对较长。此外，注入示踪气体的操作成本很高，因为在主隔离空间中达到令人满意的浓度需要大量的示踪气体。此外，一些示踪气体(诸如氨气)是有毒有害的。最后，为了确保测试的可靠性，只有当主隔热阻挡层和罐的内部之间达到一定程度的密封时，示踪气体才可注入到主隔热阻挡层中。因此，如果没有完全组装主密封膜以在主隔热阻挡层和罐的内部之间进行密封，则不能进行密封测试。
5.此外，该检测设备包括用于吸入示踪气体的单元和示踪气体检测器。吸入单元通过托架沿焊道移动，该托架位于罐的底部壁上或位于存在于罐中的支架处，并且将吸入单元固定到托架上，以这种方式面向与底部壁相邻的壁的焊道。然而，由于该设备体积庞大，并且需要被连接到在底部壁上的托架，因此很难使用该设备来验证罐的所有焊道的密封。该设备还很慢，因为该设备一次仅验证焊道的一小部分，并且每次改变要验证的焊道时，需要修改该设备在托架上的装配。


技术实现要素：

6.申请人旨在通过提出一种膜密封测试方法和一种用于执行这种方法的泄漏检测装置来弥补当前方法和设备的缺点，本技术的方法和装置可靠、简单且使用快速。
7.特别地，本发明旨在提供可靠的这种膜密封测试方法，其中检测泄漏不需要示踪气体。
8.因此，在经过各种实验和试验后，申请人开发了一种用于测试罐膜的密封的方法，该方法包括以下连续步骤：
[0009]-将泄漏检测装置布置在罐中，该罐包括在外部空间中的大气气相和膜，该膜包括
面向外部空间的外部面和内部面，该膜包括测试区域，必须对测试区域的密封进行测试，泄漏检测装置包括检测罩，并且该检测罩包括主体和连接到主体的密封件，并且该密封件被构造成在主体和测试区域之间限定检测室，密封件具有闭合轮廓，泄漏检测装置包括检测室的中间隔离空间，泄漏检测装置还包括连接到检测室的真空泵和连接到检测室的测量仪器，并且该测量仪器被配置成测量变量，该变量表示于外部空间中的大气气相中存在的至少一种测试气体的量；
[0010]-将检测罩定位在膜的内部面上且面向测试区域，将密封件围绕测试区域压靠在膜的内部面上；
[0011]-通过真空泵使检测室减压；
[0012]-通过测量仪器确定变量该变量表示于被减压时的检测室中存在的测试气体的量；以及
[0013]-将变量与参照阈值进行比较。
[0014]
根据本发明的方法的特征在于，该方法还包括：验证在包含与测试气体不同的所谓的中性气体的中间隔离空间中达到隔离阈值si的步骤，获得该隔离阈值si是触发所述确定步骤和比较步骤的必要条件。
[0015]
因此，本发明的优点是不使用任何测试气体，同时能够进行极为可靠的泄漏检测测试，只有当检测装置确定能够检测到膜的泄漏时，才会触发测试测量，因为中间隔离空间使测试区域完全隔离。
[0016]
上述术语“触发”是指所述确定步骤或比较步骤的开始或启动。
[0017]
关于经受测试的膜的表述“内部面”和表述“外部面”是指膜的分别朝向罐的所含物和朝向罐的外部定位或定向的一侧。
[0018]
在说明书和权利要求书的上下文中，“大气气相”是指具有接近干燥环境空气的成分的气相，也就是说，该“大气气相”包括约78％的氮气、21％的氧气、0.9％的氩气和稀有气体，以及挥发性有机化合物(该挥发性有机化合物容易由在隔热阻挡层中使用的粘合剂散发或来自固体隔离材料)，或微量气体(诸如二氧化碳或戊烷)，例如，在形成隔热泡沫的过程中称为(化学或物理)膨胀。
[0019]
换言之，该大气气相包括环境空气。例如，当隔热阻挡层被密封膜封闭或外部空气引入到罐中时，大气气相包括环境空气的在罐中的部分。
[0020]
换言之，在将检测罩布置成抵靠膜并且使检测室减压之前，没有将示踪气体注入到外部空间中，即使在检测室减压的过程中也没有。于是，这种密封测试方法更简单，使用成本更低。
[0021]
此外，由于没有使用示踪气体，因此可在罐的外部空间和内部之间没有一定程度的密封的情况下使用该方法。然后，可在膜的组装完成之前执行密封测试方法。此外，密封测试方法例如可以在膜的测试区域上执行，该测试区域包含第一组板，所述第一组板在膜的第二组板彼此焊接之前和/或同时焊接至彼此。
[0022]
最后，这种检测装置易于操纵和移动，这使得能够更快速地测试膜的所有焊道。
[0023]
根据本发明的第一实施例，验证隔离阈值si的步骤包括：验证达到中间隔离空间中的中性气体的预设阈值浓度，一旦中性气体浓度至少等于所述中性气体预设浓度阈值，隔离阈值si被验证。
[0024]
中间隔离空间中的中性气体浓度是一个重要的标准，因为考虑到测试区域中的初级真空，中间隔离空间和测试区域之间存在轻微的气体泄漏几乎是不可避免的。这就是为什么在一个实施例中，为了使密封测试测量可靠，重要的是知道中间空间中的中性气体浓度，并且除非中间隔离空间中的中性气体浓度已经至少达到预设/预定的低阈值数值，否则不启动如下步骤：确定表示于检测室中存在的测试气体的量的变量并且将变量与参照阈值进行比较；该预设/预定的浓度阈值数值显然取决于所要检测的泄漏数值和测试区域的密封(也就是说后者的密封)。
[0025]
在此应该注意的是，密封的泄漏远远大于所要测量的泄漏或密封缺陷，因此，通常，中间隔离空间中的惰性气体浓度理想地必须接近100％。
[0026]
根据由本发明提供的一种可能性，通过以预定的时间将在至少约10毫巴的压力下、优选地在至多20mbar的压力下的中性气体注入到中间隔离空间中，来执行中性气体预设浓度阈值的验证，一旦中性气体注入到中间隔离空间的时间至少达到预定的时间，隔离阈值si被验证。在此，知道密封测试装置的各种元件的特性—即真空泵、测量仪器、测试区域的密封、注入到中间空间的中性气体的压力等的特性—并且在适用的情况下，经过几次试验之后，操作人员就能够通过以一定的预定时间将压力下的中性气体注入来评估，这些条件(本质上中间隔离空间中的中性气体浓度)结合起来使得能够启动确定并且将与进行比较的步骤。
[0027]
在这种情况下，在所述确定和比较步骤之前，执行验证达到隔离阈值si的步骤。实际上，一般而言，无论是在第一实施例中，还是在上述情况之外，或在下文中公开的第二实施例中，验证达到中间隔离空间中的隔离阈值si的步骤不一定需要在确定和比较步骤之前执行；该验证步骤可以在确定步骤和比较步骤这两个步骤之后执行，或再次仅在确定步骤之后执行。然而，验证达到隔离阈值si的这一步骤在下文被描述为在所述确定步骤和比较步骤之前，但应当理解，本发明在任何情况下都不限于这一系列具体步骤。
[0028]
有利地，中间隔离空间包括至少一个清除孔，以便排放最初存在于所述空间中的气体，以用注入的中性气体代替该最初存在于该空间中的气体。最初存在于中间隔离空间中的气体通常包括环境空气。
[0029]
鉴于该后者前提，有利地，采用比空气轻的中性气体(诸如氦气)，并且清除孔位于中间隔离空间的底部或较低高度处，并且用于注入中性气体(例如在此为氦气)的孔位于所述空间的上部或顶部部分。因此，将中性气体注入到中间隔离空间中将排出比氦气重的环境空气，从而使环境空气相对于中性气体占据中间空间外部的较低的空间，以便经由该清除孔排放。
[0030]
当然，如果泄漏检测装置必须在竖直面或罐的顶部上使用，考虑到中性气体相对于环境气体(通常为大气空气)的重量，这种定位清除孔的特征就失去了其很大的益处。这就是为什么可设置两个清除孔，一个位于中间隔离空间的上部或顶部部分，另一个位于中间隔离空间的较低的或底部部分，这两个孔都可自动地或不自动地由操作人员任意堵塞，以便适应泄漏检测装置在罐中的位置以及适应中性气体和最初存在于中间隔离空间中的气体之间的相对重量比，以便于最初存在于中间隔离空间中的气体被中性气体代替。
[0031]
根据本发明的第二实施例，验证隔离阈值si的步骤包括：验证达到中间隔离空间中的测试气体预设浓度阈值，一旦测试气体浓度至多等于所述测试气体预设浓度阈值，隔
离阈值si被验证。
[0032]
鉴于这一前提，中间隔离空间中的所要确定的气体浓度优选地与测试区域中的所要测量的气体浓度相同。这一次，测量测试气体(优选地氮气和/或氧气和/或氩气)的残余量，以触发所述检测步骤/操作和比较步骤/操作。当然，本发明的该第二实施例可与所述第一实施例相结合：在这种情况下，中性气体浓度就像测试气体的浓度—或测试气体之一的浓度一样被验证，并且一方面，中性气体浓度必须至少达到-超过中性气体浓度的预设浓度数值的水平，另一方面，测试气体浓度必须至少达到-下降到测试气体浓度的预设浓度数值的水平，以使得能够启动确定并且将与进行比较的步骤。
[0033]
鉴于针对第二实施例的该前提，根据由本发明提供的一种可能性，用于测试区域的测量仪器(优选地包括质谱仪)有利地测量中间隔离空间中的测试气体浓度。这种布置能够使用例如三通阀并且将测量仪器(有利地为质谱仪)连接到测试区域和中间隔离空间。采样泵可用于对中间隔离空间中的特定体积进行采样，并且将所述体积以有效使用质谱仪所需的压力供给到质谱仪。
[0034]
一般而言，为了执行本发明的所述第一实施例和所述第二实施例，通过导热析气计、通过超声测量、使用红外辐射或使用电化学方法来验证中性气体或测试气体预设浓度阈值。优选地，通过导热析气计执行该验证。
[0035]
关于超声测量，使用超声发生器，该超声发生器联接到超声波的接收器，这两个元件被放置在中间隔离空间中，并且通过电缆连接到采集数据处理电路。因此，测量了波从发射器到接收器的传播时间。在已知发射器和接收器之间的距离的情况下，推导出声音在中间隔离空间中的传播速度，从而能够确定所述空间中的气体浓度。
[0036]
关于红外辐射的使用，在中间隔离空间的相对的端部处分别放置有红外源(通常为二极管)和检测器，发射和接收在与待要测量其浓度的中性气体或测试气体的吸收峰值对应的波长处被影响。因此，在相关的波长处发光强度的衰减使得能够由此推导出气态材料的量，从而使得能够近似推导出气态材料的浓度。根据一种可能性，红外源适于扫描相对宽的波长光谱，并且检测器包括用于每个波段的一系列光电晶体管，以便能够表征透射或反射光谱。因此，在已知存在于中间隔离空间中的容易形成气体混合物的各种气体的波长的情况下，可以获得各种气体的精确成分。
[0037]
关于电化学技术的使用，使用化学电解液，其电势的变化(直接测量)反映所要测量的气体的浓度。为此，电化学电池布置在中间隔离空间中，该电化学电池通过有线或其他连接方式连接到采集数据处理电路。
[0038]
下面简要描述本发明的其他有利的特征：
[0039]
有利地，所述中性气体包括氦气或二氧化碳。
[0040]
根据本发明的一个实施例，有利地，中间隔离空间包括第二密封件，该第二密封件围绕密封件连接到主体。在该实施例中，优选地，第二密封件包括密封唇，该密封唇旨在围绕密封件被压靠在膜的内部面上。
[0041]
根据本发明的优选实施例，罐是密封隔热罐，并且外部空间是隔热阻挡层，该隔热阻挡层包括固体隔绝材料。
[0042]
根据本发明的一个有利方面，该方法包括建立参照阈值的阶段，该阶段包括：
[0043]-在膜的密封的参照区域中将检测罩定位在膜的内部面上，以这种方式使得检测
室布置成面向所述密封的参照区域；
[0044]-通过真空泵使检测室减压；以及
[0045]-通过测量仪器确定参照阈值该参照阈值表示被减压时的检测室中的测试气体的量。
[0046]
有利地，测量仪器是质谱仪。
[0047]
有利地，使检测室减压，直到达到阈值ps。
[0048]
根据由本发明提供的有利可能性，密封件包括外周密封唇，当检测室减压时，该外周密封唇压靠在膜的内部面上。
[0049]
有利地，测量仪器被配置成检测存在于隔热阻挡层中的大气气相中的多种测试气体的存在，并且对于每种测试气体，有利地，通过测量仪器确定变量该变量表示被减压时的检测室中的所述测试气体的量，并且将该变量与相应的参照阈值进行比较。
[0050]
有利地，包含在检测室中的气相被输送到测量仪器，以确定变量
[0051]
根据一个实施例，当使检测室减压时，外部空间处于大气气相。
[0052]
根据一个实施例，测试气体选自氮气、氧气和氩气。
[0053]
根据另一实施例，测试气体选自水蒸气、二氧化碳、氖气、氪气或空气的其他组分。
[0054]
根据另一实施例，测试气体选自由用于将两种固体隔绝材料彼此粘贴的粘合剂散发的挥发性有机化合物，或当隔绝泡沫脱气时散发的挥发性有机化合物，该隔绝泡沫形成固体隔绝材料中的一种。
[0055]
同样可以设想检测上述气体的组合，更具体地，检测多个这些气体增加的量，或者甚至检测存在于正在测试其密封的区域的下方或后方环境中的所有这些气体。
[0056]
参照阈值不一定通过将检测罩定位在膜的参照区域上而被确定，并且可以在达到由真空泵形成/产生的(部分)真空的时刻直接在测试区域上建立。换言之，在这种情况下，通过增加测量仪器测量的一种或多种气体的量来检测在测试区域处的泄漏。
[0057]
因此，参照阈值表示当没有泄漏时存在于检测室中的测试气体的量。应当理解，该参照阈值是检测室中形成或产生的真空水平的函数，或换言之，该参照阈值是与所需的/获得的(部分)真空关联的变量。
[0058]
根据一个实施例，质谱仪是残余气体分析仪类型的。
[0059]
根据一个实施例，真空泵、检测室和测量仪器通过真空回路彼此连接，该真空回路包括连接到检测室的第一通道，连接到真空泵的第二通道以及连接到测量仪器的第三通道，第一通道、第二通道以及第三通道彼此连接，检测室经由第一通道和第二通道减压，第三通道配备有计量泵，该计量泵在将检测室减压的步骤之后打开，以确定变量该变量表示存在于检测室中的测试气体的量。
[0060]
因此，由于计量泵，尽管检测室中的压力水平超过测量仪器的所述工作范围，但在测量仪器的入口处能够获得与测量仪器的工作范围兼容的真空。
[0061]
根据一个实施例，将检测室减压到阈值数值ps。
[0062]
根据一个实施例，阈值数值ps介于10pa至1000pa之间且包括10pa和1000pa，例如25pa至70pa绝对范围的量级。
[0063]
根据一个实施例，泄漏检测装置包括机械压力装置，该机械压力装置包括至少一
个压力元件，该至少一个压力元件被配置成当主体被布置成面向测试区域时，将朝向膜定向的压力施加在密封唇的一部分上，并且在减压之前，通过机械压力装置将检测室压力施加到密封唇，以将密封唇压靠在密封膜上。因此，机械压力装置使得密封唇能够被压在一个或多个部分上(特别是在存在从密封膜进行密封提离的风险的位置)，以通过检测罩可靠地检测泄漏。
[0064]
根据一个实施例，机械压力装置由主体承载。
[0065]
根据一个实施例，包含在检测室中的气相朝向测量仪器输送，以确定变量
[0066]
根据一个实施例，测试区域包括膜的焊接至彼此的第一组板，并且在膜的第二组板焊接至彼此以对膜进行密封之前或同时执行密封测试方法。
[0067]
本发明还涉及一种泄漏检测装置，该泄漏检测装置用于通过执行上面简明限定的方法来测试罐的密封，该罐包括：隔热阻挡层，该隔热阻挡层包括固体隔绝材料，该固体隔绝材料在大气气相中；膜，该膜包括面向隔热阻挡层的外部面和内部面，该膜包括测试区域，该测试区域的密封必须被测试，该泄漏检测装置包括检测罩，该检测罩旨在布置成面向测试区域，并且该检测罩包括主体和密封件，该密封件连接到主体，并且该密封件被构造成限定在主体和测试区域之间的检测室，该密封件具有闭合轮廓，旨在围绕测试区域被压靠在膜的内部面上，该泄漏检测装置包括检测室的中间隔离空间，并且该泄漏检测装置还包括真空泵和测量仪器，该真空泵连接到检测室，该测量仪器连接到检测室，并且该测量仪器被配置成测量变量，该变量表示于隔热阻挡层中的大气气相中存在的至少一种测试气体的量。
[0068]
该泄漏检测装置的特征在于，中间隔离空间连接到储存器，该储存器储存不同于测试气体的中性气体，以这种方式使得能够将中性气体注入到中间隔离空间中，并且中间隔离空间及其所含物限定检测室的隔离阈值si，一旦达到该隔离阈值，就启动变量的所述测量，该变量表示所述测试气体的量，从而表征在膜处的泄漏的检测。
[0069]
有利地，中间隔离空间包括第二密封件，该第二密封件围绕密封件连接到主体。
[0070]
优选地，第二密封件包括密封唇，该密封唇旨在围绕密封件被压靠在膜的内部面上。
[0071]
有利地，测量仪器被配置成测量变量，该变量表示存在于隔热阻挡层中的大气气相中的至少一种测试气体的量，该至少一种测试气体选自氮气、氧气、氩气和挥发性有机化合物，当隔热阻挡层的固体隔绝材料脱气时容易散发该挥发性有机化合物。
[0072]
根据本发明的有利方面，真空泵、检测室和测量仪器通过真空回路彼此连接，该真空回路包括连接到检测室的第一通道，连接到真空泵的第二通道以及连接到测量仪器的第三通道，第一通道、第二通道以及第三通道彼此连接，第三通道配备有计量阀，该计量阀布置在测量仪器的上游。
[0073]
根据一个实施例，密封件包括外周密封唇，该外周密封唇旨在被压靠在膜的内部面上。
[0074]
根据一个实施例，装置还包括机械压力装置，该机械压力装置包括至少一个压力元件，该至少一个压力元件被配置成当主体被布置成面向测试区域时，将朝向膜定向的压力施加在密封唇的一部分上。
[0075]
根据一个实施例，压力元件是可弹性变形的元件，该可弹性变形的元件通过弹性
变形将压力施加在密封唇的该一部分上。因此，压力元件在其弹性变形时的弹性使得回弹力能够沿朝向密封膜的方向施加在密封唇上。
[0076]
根据一个实施例，压力元件垂直于外周密封唇的轮廓定向。
[0077]
根据一个实施例，机械压力装置包括多个压力元件，该多个压力元件被构造成将压力施加在密封唇的多个部分上，该多个部分位于密封唇的两个纵向端部处。因此，当检测装置放置在包括波纹的膜部分上时，机械压力装置将压力施加到存在密封件提离风险的不同区域，即在密封件的侧向上、在密封件的唇部上的端部处以及在波纹底部区域中。
[0078]
根据一个实施例，密封唇包括至少一个凹口，该至少一个凹口具有与膜的波纹的形状对应的形状，该凹口旨在跨坐波纹。
[0079]
根据一个实施例，膜包括通过焊道彼此连接的至少两个金属板。
[0080]
根据一个实施例，膜的测试区域包括焊道的一部分。
[0081]
根据一个实施例，外周密封唇朝向检测罩的外部弯曲，并且该外周密封唇被构造成当将检测室减压时弯曲并且被压靠在膜上。
[0082]
根据一个实施例，焊道的一部分被膜的至少一个波纹横跨。
[0083]
根据一个实施例，密封唇与所述至少一个波纹的几何形状相适应。
[0084]
根据一个实施例，焊道的部分被膜的至少两个平行的波纹(例如三个平行的波纹)横跨，并且密封唇与所述波纹的几何形状相适配。
[0085]
根据一个实施例，焊道的一部分被膜的至少两个平行波纹(例如三个平行波纹)横跨，密封唇与所述波纹的几何形状适配。
[0086]
根据一个实施例，密封唇包括至少两个凹口，该至少两个凹口具有与膜的波纹的形状对应的形状，该膜的波纹朝向罐的内部突出，所述凹口旨在跨坐所述波纹。
[0087]
根据一个实施例，密封唇的由机械压力装置按压的部分位于凹口的基部处。因此，机械压力装置将压力施加到由于凹口的斜度改变而存在密封件提离风险的区域。根据一个实施例，机械压力装置包括多个压力元件，该多个压力元件被构造成将压力施加在密封唇的多个部分上，该密封唇的多个部分位于一个或多个凹口的基部处。因此，机械压力装置将压力施加到存在密封件提离风险的不同区域，即一个或多个凹口的基部。
[0088]
根据一个实施例，压力元件包括弯曲叶片，该弯曲叶片包括垫座，该垫座在其端部中的一个端部处与密封唇接触。根据一个实施例，垫座为圆柱形形状并且具有圆柱轴线，该圆柱轴线沿大致平行于面向凹口的基部的方向延伸。因此，该垫座使得能够通过机械压力装置将压力均匀地施加到密封唇的一部分。
[0089]
根据一个实施例，检测罩具有细长的形状。
[0090]
根据一个实施例，密封件由弹性体材料制成，该弹性体材料具有介于20至50之间且包括20和50的肖氏a硬度。
[0091]
根据一个实施例，密封件的弹性体材料选自弹性体聚氨酯、三元乙丙橡胶、硅酮、腈和
[0092]
根据一个实施例，真空泵、检测室和测量仪器通过真空回路彼此连接，该真空回路包括连接到检测室的第一通道，连接到真空泵的第二通道以及连接到测量仪器的第三通道，第一通道、第二通道以及第三通道彼此连接，第三通道配备有计量泵，该计量泵布置在测量仪器的上游。
[0093]
本发明背后的另一想法在于一种泄漏检测装置，该泄漏检测装置使得能够使用在很低的压力下工作的测量仪器。
[0094]
根据一个实施例，本发明提供了一种泄漏检测装置，该泄漏检测装置用于测试罐的密封，该罐包括膜，该膜具有测试区域，该测试区域的密封必须进行测试，该泄漏检测装置包括检测罩，该检测罩旨在布置成面向测试区域，并且该检测罩包括主体和密封件，该密封件连接到主体，并且该密封件被构造成限定在主体和测试区域之间的检测室，该密封件具有闭合轮廓，旨在围绕测试区域被压靠在膜的内部面上，该泄漏检测装置还包括真空泵和测量仪器，该真空泵连接到检测室，该测量仪器连接到检测室，并且该测量仪器被配置成测量变量，该变量表示至少一种测试气体的量，真空泵、检测室和测量仪器通过真空回路彼此连接，该真空回路包括连接到检测室的第一通道，连接到真空泵的第二通道以及连接到测量仪器的第三通道，第一通道、第二通道以及第三通道彼此连接，第三通道配备有计量阀，该计量阀布置在测量仪器的上游。
[0095]
这种泄漏检测装置的优点是，尽管检测室中的压力水平高于所述工作范围，但使得在测量仪器的入口处获得的压力能够与测量仪器的工作范围兼容。如果这种检测装置在不使用示踪气体时是有利的，那么如果该方法使用示踪气体，也可同样使用这种检测装置。
附图说明
[0096]
在以下仅参照附图以非限制性说明的方式给出的本发明的特定实施例的描述过程中，本发明将被更好地理解，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加明显。
[0097]
[图1]是膜罐的壁的多层结构的示意图。
[0098]
[图2]是根据一个实施例的用于检测膜泄漏的装置的示意图。
[0099]
[图3]是根据图2的实施例的变型的用于检测膜泄漏的装置的示意图。
[0100]
[图4]是图1的泄漏检测装置的检测罩的沿线ii-ii截取的横截面视图。
[0101]
[图5]是根据图2和图3的实施例的密封件的透视图。
[0102]
[图6]是泄漏检测装置的变型的示意图，其中检测罩配备有机械压力装置。
[0103]
[图7]是将检测室减压之前图6的检测罩的横截面示意图。
[0104]
[图8]是将检测室减压之后图6的检测罩的横截面示意图。
[0105]
[图9]示意性地示出了面向焊道的一部分的检测罩的定位，该焊道提供膜的两个相邻的波纹金属板之间的密封。
[0106]
[图10]是根据本发明的用于检测膜泄漏的装置的第一实施例的示意图。
[0107]
[图11]是根据本发明的另一实施例的用于检测膜泄漏的装置的示意图。
[0108]
[图12]是示出了如果没有检测到密封缺陷(曲线a)和如果检测到密封缺陷(曲线b)的将由测量仪器提供的参照阈值和变量的图，该变量表示存在于检测罩中的测试气体的量。
具体实施方式
[0109]
本发明在下文中用导热析气计作为用于验证气体(在此为中性气体)预设浓度阈值的仪器进行说明，但应当理解，上文所述的所有仪器和所有方法，虽然不是详尽的，但也是用于执行如下步骤的可能解决方案：验证在中间隔离空间中达到隔离阈值si。
[0110]
按照惯例，术语“外部”和“内部”用于限定一个元件相对于另一元件的位置，关于罐的外部和内部。
[0111]
下面将描述用于密封隔热膜罐的膜的密封测试方法。例如，特别是在关于mark型罐的专利申请fr2691520中描述了这种膜罐。
[0112]
膜罐含有多个具有多层结构的壁，如在图1中所示。每个壁1从罐的外部到内部包括：次级隔热阻挡层2，该次级隔热阻挡层包括固定到支撑结构4上的次级隔绝板3；置靠在次级隔热阻挡层2上的次级膜5；主隔热阻挡层6，该主隔热阻挡层包括置靠在次级膜2上并且固定到支撑结构4或固定到次级隔绝板3上的主隔绝板7；以及主膜8，该主膜置靠在主隔热阻挡层6上，并且旨在与包含在罐中的液化气体接触。
[0113]
在这种膜罐投入使用之前，并且未将示踪气体注入到次级隔热阻挡层2和主隔热阻挡层6中的情况下，在所述次级隔热阻挡层2和所述主隔热阻挡层6中存在的气相是大气气相，也就是说，其成分接近于环境空气的成分。
[0114]
根据一个实施例，气相还包括挥发性有机化合物，该挥发性有机化合物由用于隔热阻挡层中的粘合剂中的一种或多种散发，该粘合剂例如将用于制造隔绝板的隔绝材料彼此粘合，或该挥发性有机化合物来自隔热阻挡层的任何其他元件，例如因对隔绝板的隔绝泡沫的脱气而产生。
[0115]
主膜8和/或次级膜5包括多个彼此焊接的金属板。更具体地，在下文中所描述的密封测试方法旨在测试焊道的密封，该焊道将用于主膜8和次级膜5中的一个和/或另一个的金属板连接至彼此。根据一个实施例，所要测试的膜5、8具有波纹，该波纹使得膜能够通过热负荷和机械负荷而变形，该热负荷和机械负荷通过储存在罐中的流体产生。为此，每个金属板包括两个系列的互相垂直的波纹。
[0116]
参照图2，可看到用于测试膜5、8的密封的泄漏检测装置54。
[0117]
泄漏检测装置54包括检测罩55，该检测罩旨在被布置在膜5、8的内部面上且面向所要测试的焊道部分。
[0118]
检测罩55具有细长的形状和介于0.5m至5m之间且包括0.5m和5m的长度(例如1m的量级)。有利地，检测罩55的长度尽可能长，以便在同一测试过程中验证更大的区域的密封。
[0119]
如在图4中所示，在此，检测罩55包括刚性主体100和柔性密封件60，该刚性主体和柔性密封件固定至彼此，并且该刚性主体和柔性密封件被布置成与所要测试的膜5、8一起限定密封的检测室61，该检测室被布置成面向所要测试的焊道62的部分。
[0120]
再次参照图2，可看到，泄漏检测装置54还包括连接到检测室61的测量仪器56和与所述测量仪器56相关联的真空泵57。真空泵57一方面以使得检测室61能够减压的方式连接到检测罩55的检测室61，另一方面以将包含在检测室61中的气体输送到测量仪器56的方式连接到测量仪器56。
[0121]
真空泵57经由管58(优选地，管为柔性的)连接到检测罩55。管58连接到通道，该通道形成在主体100中，并且通到到检测室61中。
[0122]
在图3所示的另一实施例中，泄漏检测装置包括第二真空泵84，该第二真空泵经由阀85连接到管58，有利地，该第二真空泵比与测量仪器56相关联的真空泵57更强效。在这种情况下，第二真空泵84用于对检测室61减压，而真空泵57用于在检测室61已经预先减压之后将包含在检测室61中的气体输送到测量仪器56。
[0123]
如在图4和图5中所示，主体100包括刚性芯59。密封件60包括适配刚性芯59的形状的包封件63和使包封件63向下延伸的外周密封唇64。包封件63具有覆盖刚性芯59的上表面的底部83和适配刚性芯59的外周的外周壁74。底部83包括至少一个孔(未示出)，连接到真空泵57的管58以密封的方式连接到该至少一个孔。刚性芯59在其下表面80上包括开口79，该开口延伸刚性芯59的整个长度。当对检测室61减压时，开口79使得能够确保测试区62总是与检测室61流体接触，尽管由于密封唇64的变形而使刚性芯59朝向膜5、8下降。此外，刚性芯59还可包括通道，该通道在图2中未示出，因为该通道仅存在于穿过管58位置的平面中，该通道面向在包封件63的底部83中形成的孔出去，并且因此，如在图2和图3中所示，这使得能够在检测室61和管58之间建立连通，其中该管通向真空泵57和/或真空泵84和测量仪器56。
[0124]
密封唇64朝向检测罩55的外部弯曲，并且因此该密封唇被构造成当检测室61减压时弯曲并且压靠在膜5、8上。换言之，密封唇64具有字母l的大体形状的横截面。
[0125]
密封唇64朝向外部弯曲的部分具有15mm至40mm的量级的宽度。密封唇64沿所要测试的焊道与膜5、8的几何形状相适应。此外，在图5中，密封唇64包括凹口65，该凹口具有与膜5、8的波纹的形状对应的形状，当检测罩55处于靠在所要测试的焊道的部分上的位置时，检测罩旨在跨坐。
[0126]
有利地，密封件60由弹性体材料制成，该弹性体材料具有介于20至50(包括20和50)之间的肖氏a硬度。例如，密封件60由弹性体聚氨酯、epdm橡胶、硅酮、腈或制成。
[0127]
图6、图7和图8示出了根据另一实施例的检测罩55。在图6至图8中的检测罩55以类似于图4和图5中的检测罩55的方式设计，但是特别地不同之处在于，该检测罩包括机械压力装置66，该机械压力装置适配成以保证检测室61被密封的方式将外周密封唇64压靠在所要测试的膜上。检测罩55包括：沿纵向方向延伸的主体100；固定到主体100上的柔性密封件60；以及机械压力装置66，该机械压力装置由主体100承载，并且该机械压力装置被配置成在密封件60上施加朝向膜5、8的方向的压力。刚性芯59包括通道82，该通道用于将刚性芯59的下表面80连接到上表面81。通道82使得能够在检测室61和气体出口连接器78之间建立连通，该气体出口连接器旨在连接到管58，如在图2和图3中所示，该管通向一个真空泵或多个真空泵57、84和测量仪器56。
[0128]
密封件60包括包封件63，该包封件通过固定装置110固定到刚性芯59，该固定装置例如包括开口环(cerclage)中，该开口环围绕刚性芯59和密封件60的整个外围，并且该固定装置通过固定构件(诸如螺栓)以密封的方式将刚性芯59和密封件60彼此固定。
[0129]
机械压力装置66包括支撑元件73，该支撑元件在主体100的上方沿主体的整个长度延伸，并且固定到主体100上。把手76固定到支撑元件73的两个纵向端部，以便使得操作人员能够操纵检测罩55，并且在适用的情况下，由操作人员致动机械压力装置66。
[0130]
机械压力装置66由多个压力元件组成，这些压力元件在此采取弯曲叶片72的形式。弯曲叶片72分布在密封唇64上，并且通过固定装置77固定到支撑元件73上。弯曲叶片72是可弹性变形的，使得当发生变形时，弯曲叶片在密封唇64上施加弹力，以将密封唇压在膜5、8上。为了使检测室61的密封可靠，有必要在提离风险较高的区域按压密封唇64。这就是为什么弯曲叶片72的端部压靠在密封唇64上，特别是在密封唇64的凹口65的基部处和在检
测罩55的纵向端部处压靠在密封唇64上。
[0131]
弯曲叶片72中的一些弯曲叶片的端部之一固定到支撑元件73上，而另一端部放置在密封唇64上。这些叶片72放置在检测罩55的端部处。其他弯曲叶片72在其中间部分被固定到支撑元件73上，而其他弯曲叶片的两个端部放置在密封唇64上，以这种方式以对两个不同的区域施加压力，特别是这些弯曲叶片72放置在两个凹口65之间。
[0132]
每个弯曲叶片72在其与密封唇64接触的端部处具有垫座75，该垫座旨在限制容易降低密封唇64的完整性的冲压现象。为此，垫座75具有比弯曲叶片72的截面大的支承表面。此外，有利地，垫座75的支承表面为圆柱形形状，圆柱形形状的轴线沿大致平行于凹口64的基部的方向延伸。此外，垫座75的长度大致等于密封唇64的部分的尺寸，该密封唇的该部分从主体100沿垫座75延伸的方向突出。因此，垫座75使得机械压力装置66能够在密封唇64上施加均匀的压力。
[0133]
如在图8中所示，当真空泵57或真空泵84启动时，在检测室61中产生减小的压力，这使得检测罩54能够固定在所要测试的膜5、8上。然后，该降压力启动机械压力装置66，以这种方式机械压力装置在某些明确限定的区域中将密封唇64压靠在膜5、8上。特别地，弯曲叶片72张紧，使得弯曲叶片将密封唇64上的力经由垫座75传递到密封唇64最有可能提离的区域，即主体100的纵向端部和凹口65的基部。
[0134]
根据本发明的一个特别有意义的方面，下面将描述的用于膜5、8的密封测试方法没有在通过所要测试的膜5、8覆盖的隔热阻挡层2、6中注入示踪气体的步骤。此外，在膜5、8上的密封测试过程中，目的是检测存在于所述隔热阻挡层2、6中的大气气相沿检测室61的方向经由有缺陷的焊道的迁移，以识别密封缺陷。
[0135]
然后，密封测试方法可以在膜(膜的密封必须被测试)完全组装之前或之后任意进行。因此，根据本发明提供的可能性，在涉及第一组焊接板的膜的测试区域上执行该测试方法，并且在所述区域中的所述密封测试之后或与之并行，所述密封膜的第二组板被组装并且焊接至彼此。
[0136]
在图1中所示的测量仪器56被配置成测量变量，该变量表示在检测室61中的、于通过所要测试的膜5、8覆盖的隔热阻挡层2、6的大气气相中存在的一种或多种测试气体的量。有利地，测试气体选自存在于干燥空气中浓度大于0.5％的气体，即氮气、氧气和氩气。这使得能够限制相对于由测量仪器56提供的测量值的不确定度。根据替代或补充实施例，测试气体选自由隔热阻挡层的粘合剂或任何其他部件散发的挥发性有机化合物。
[0137]
根据一个实施例，测量仪器56是质谱仪，更具体地，是残余气体分析仪。残余气体分析仪是一种质谱仪，用于测量存在于低压环境中的气体的化学成分。残余气体分析仪包括电离源，该电离源对之后将由一个或多个质量分析仪分析的一个或多个气体的分子进行电离，一个或多个质量分析仪根据其质量电荷比分离产生的离子。该残余气体分析仪还包括离子检测系统，该离子检测系统针对每种质量电荷比测量所产生的对应电流，这使得能够由此推断每种被分析的气体的分子数。
[0138]
检测焊道中的密封缺陷的过程如下。
[0139]
首先，该方法包括建立一个或多个参照阈值的步骤。在该步骤中，检测罩55由一个或多个操作人员布置在膜5、8的密封参照区域(例如没有焊道的区域)中。
[0140]
真空泵(参照图2中的真空泵57或图3中的真空泵84)以使检测室61减压的方式启
动，从而确保将检测罩55固定在所要测试的膜5、8上。一旦检测室61内的压力达到压力阈值ps，真空泵57或真空泵58就停止。有利地，压力阈值ps介于10pa至1000pa且包括10pa和1000pa的绝对范围内，例如25pa至70pa绝对范围的量级。一旦达到压力或之后不久，启动与测量仪器56相关联的真空泵57，以便在小于或等于5秒并且有利地小于1秒的时间tm内将包含在检测室61中的气相输送到测量仪器56中。与测量仪器56相关联的真空泵57根据检测室内的压力设定点或根据体积设定点被控制。
[0141]
然后，测量仪器56提供参照阈值该参照阈值表示当检测罩55面向膜5、膜8的无密封缺陷的区域定位时，存在于检测室61中的测试气体的量。根据一个实施例，当测量仪器56被配置成检测于隔热阻挡层2、6中的大气气相中存在的多种测试气体时，针对每种测试气体测量参照阈值
[0142]
此后，当一个或多个参照阈值已经确定时，检测罩55然后布置成面向所要测试的焊道62的部分，如在图9中所示，检测罩55适当地居中于焊道62，使得密封唇64的弯曲部分的两个侧向部件布置在焊道62的相应的相对侧上。
[0143]
中间隔离空间87包括放置在所述空间87中的导热析气计200，例如导热析气计固定到壁190的内部面，该壁与密封件86一起界定中间隔离空间87。必须注意，中间隔离空间87同样可完全由密封件86界定，如在图11所示的实施例中具有较小的体积的中间隔离空间87更容易是这种情况。然而，优选地，该界定的至少一部分由壁190组成，该壁可以由比构成密封件86的材料更刚性的材料(诸如塑料材料或塑料材料的混合物、金属(优选地为铝)，或结合塑料材料层和金属层的复合材料，或甚至陶瓷)制成。
[0144]
泄漏检测装置54还包括储存中性气体的储存器88，该储存器以密封的方式连接到中间空间87。中性气体必须是不同于一种或多种测试气体的气体。储存中性气体的储存器88通过阀和/或泵连接到中间空间87。
[0145]
导热析气计200通过有线或无线连接连接到控制电路，并且通过可视或可听信号向操作人员发出已经达到中间空间87的隔离阈值si警报。已经达到该隔离阈值si的警报可构成用于操作人员的简单信息，或该警报或该声音和/或视觉信号可实现解锁，即，在已经达到该隔离阈值si之前，操作人员不能继续测量在测试区域62中的一种或多种测试气体。当然，关于已经达到中间空间87中的该隔离阈值si的警报也可自动触发测量测试区域62中的一种或多种测试气体，而无需操作人员或类似人员操作。
[0146]
在通过真空泵84在测试区域62中产生部分的真空之前或之后，且优选地一旦达到压力阈值ps，并且在测量仪器56确定参照阈值或变量的时间内，将中性气体注入到中间空间87中。有利地，中性气体也在检测室61减压过程中和可选地在所述减压之前注入。因此，中间空间87形成中性气体阻挡层，该中性气体阻挡层防止或限制环境空气引入到检测室61中。这使得即使密封件60没有产生足够的密封，也能够保持密封测试的极好可靠性。
[0147]
一旦检测室61内的压力达到压力阈值ps或之后不久，并且如果达到隔离阈值si，则启动与测量仪器56相关联的真空泵57，以便在时间tm内将包含在检测室61中的气相输送到测量仪器56。然后，测量仪器52测量变量该变量表示存在于检测室61中的测试气体的量，对于一种或多种气体，已经建立了参照阈值
[0148]
如果经受测试的焊道62的部分没有密封缺陷，则由测量仪器52提供的变量的值
大致等于参照阈值的值。这种情况对应于图12中所示的曲线a。
[0149]
相反，如果经受测试的焊道62的部分包括一个或多个密封缺陷，则由于隔热阻挡层2、6中的等于或接近大气压力的大气气相的压力与检测室61中的压力之间的压力差，测试气体的分子从在隔热阻挡层中的气相经由密封缺陷迁移到检测室61中。此外，在这种情况下，一旦达到压力阈值ps，存在于检测室61中的一种或多种测试气体的量增加。此外，由测量仪器62测量的测试气体的量大于当检测室61布置在膜5、8的密封的参照区域中时测量的测试气体的量。这种情况对应于图12中所示的曲线b。
[0150]
然后，为了确定经受测试的焊道62的部分中存在密封缺陷，将变量与参照阈值进行比较。
[0151]
如果变量小于或等于(其中δ是表示绝对或相对测量不确定度的常数或可变值)，则结论是经受测试的焊道62的部分没有密封缺陷。在这种情况下，然后，检测罩55被布置成面向焊道62的相邻部分，在连续测试的两个部分之间有重叠，以保证已经对焊道62的整个长度进行了密封测试。
[0152]
否则，如果变量大于则结论是经受测试的焊道62的部分包括密封缺陷。然后，采取纠正焊接措施以纠正缺陷。
[0153]
当使用多种测试气体时，将每种测试气体的变量与所述测试气体的对应的参照阈值进行比较。这确保了密封测试的冗余度，并且进一步保证了所采用的密封测试的可靠性。
[0154]
根据由本发明提供的可能性，并且在图11中可见，有利地，真空回路包括彼此连接的三个通道89、90、91，即连接到检测室61的第一通道91、连接到真空泵84的第二通道90，以及连接到测量仪器56的第三通道91，测量仪器本身配备有泵送装置57。有利地，配备测量仪器的泵送装置57包括两个泵，即主泵和能够保持高真空的涡轮分子泵。
[0155]
在该实施例中，第三通道91配备有计量阀92，该计量阀布置在测量仪器56的上游。计量阀92使得能够对来自检测室61的非常低流量的气体进行采样，并且将采样的气体发送到测量仪器56。因此，计量阀92使得能够在测量仪器56的入口处获得压力低于检测室61中的压力的气体流。
[0156]
因此，尽管检测室61中的压力水平高于测量仪器56的工作范围，但通过使用这种计量阀，能够在测量仪器的入口处获得与测量仪器的工作范围兼容的高真空。
[0157]
根据有利的实施例，当测量仪器56是残余气体分析仪型质谱仪时，这种测量仪器56的工作压力通常小于或等于1
×
10-4
mbar。因此，计量阀92的调节是根据第一通道89和第二通道90中的压力来确定的，使得计量阀的下游的第三通道中的压力小于或等于1
×
10-4
mbar。
[0158]
有利地，调节阀具有介于5
×
106mbar至1000mbar.l/s之间的工作范围。
[0159]
此外，计量阀92配备有布置在流量调节装置的上游的开/关龙头。因此，当执行密封测试方法时，只要检测室中的压力没有达到阈值，计量阀92的龙头就保持关闭，然后当达到所述阈值时打开龙头一段时间tm。
[0160]
尽管本发明已经结合多个特定的实施例进行了描述，但显而易见的是，本发明绝不限于这些实施例，并且如果所描述的方式的所有技术等效物和组合落入本发明的范围
内，则本发明包括所描述的方式的所有技术等效物和组合。
[0161]
动词“包括”或“包含”及其同源形式的使用并不排除除权利要求中所述元件或步骤之外的元件或步骤的存在。
[0162]
在权利要求中，括号之间的任何附图标记都不应被解释为对权利要求的限制。