用于非剛性試樣泄漏檢測(cè)的膜室與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于檢測(cè)非剛性試樣（如食品包裝）泄漏的膜室與方法，非剛性 試樣具有一隨著壓力變化而變化的柔性結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述試樣的內(nèi)壓力與外部壓力間的壓差過 大時(shí)，所述試樣會(huì)有破裂或至少損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，非剛性試樣用測(cè)試氣體填充，所述測(cè)試氣體在用于產(chǎn)生所需壓力差的累系 統(tǒng)的排氣流量中進(jìn)行測(cè)量。作為一種替代方法，如果傳感器適用于所述試樣內(nèi)的填充氣體， 則可不再使用特定測(cè)試氣體。該種測(cè)量方法中，外部氣體對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。
[0003] 已知在泄漏檢測(cè)中使用膜室作為測(cè)試室，其中至少一壁區(qū)域，優(yōu)選整個(gè)測(cè)試室，是 由柔性的，優(yōu)選為可彈性變形的材料構(gòu)成（如膜）。所述柔性的壁區(qū)域設(shè)于在測(cè)量泄漏的過 程中所述試樣位于所述膜室內(nèi)的區(qū)域。當(dāng)所述膜室內(nèi)的壓力降低時(shí)，所述柔性膜室的壁緊 貼于所述試樣，從而使所述膜室的體積減小。該樣，就減少了干擾因素，如由溫度變化引起 的氣壓變化。此外，所述緊貼柔性的壁區(qū)域支撐著所述試樣并防止所述試樣的變形或甚至 破裂。該對(duì)于具有不穩(wěn)定形狀的軟性材料的試樣尤其有利，如包裝。該種類型的膜測(cè)試室 可參見日本專利JP-A62-112027、歐洲專利EP0152981A1和歐洲專利EP0741288B1的描 述。
[0004] 在通過抽空膜室的泄漏檢測(cè)中，所述膜室內(nèi)壓力的增加并不僅僅受所述試樣的泄 漏的影響。而是，在所述試樣W外的區(qū)域，所述膜室內(nèi)壓力的增加還由于所述試樣的材料或 者所述膜室的材料所釋放的氣體的解吸。此外，加壓事實(shí)上受所述膜室內(nèi)的壓力補(bǔ)償?shù)挠?響。
[0005] 該些影響加壓的附加因素會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，并且須作為測(cè)量誤差考慮在內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種非剛性試樣的泄漏檢測(cè)的精確方法，并提供一種相應(yīng) 的裝置。
[0007] 本發(fā)明的方法由權(quán)利要求1定義。本發(fā)明的裝置由權(quán)利要求6定義。
[000引根據(jù)本發(fā)明，在壓力測(cè)量過程中，至少對(duì)所述膜室的柔性的壁區(qū)域施加一外部過 壓，所述外部過壓大于所述膜室在所述試樣W外區(qū)域內(nèi)的壓力W及在所述試樣內(nèi)的壓力。 為實(shí)現(xiàn)該一目的，提供一加壓裝置W產(chǎn)生作用于所述壁區(qū)域的外部壓力。
[0009] 所述外部壓力會(huì)對(duì)軟性的試樣造成壓縮，從而使所述試樣內(nèi)的壓力發(fā)生改變。此 時(shí)，泄漏速率與所述膜室和所述試樣間的壓差的平方成正比。然而，所述解吸不受外部壓力 的影響。
[0010] 優(yōu)選地，所述膜室周期性地受壓，即，壓力增加到一預(yù)定闊值，然后再減少，該樣， 壓力的增加和隨后的減少周期性地重復(fù)進(jìn)行。因此，所述試樣內(nèi)的壓力也周期性地變化，所 述試樣的泄漏速率也如此，使得所述膜室內(nèi)的加壓也W-周期性部分進(jìn)行疊加。所述周期 性部分不受所述解吸的影響，且可w用于所述試樣的泄漏速率測(cè)量。
[0011] 在該一點(diǎn)上，可W計(jì)算所產(chǎn)生的周期性壓力增加的進(jìn)程的振幅和/或相位。從外 部施加于所述膜室的壓力的周期信號(hào)與所述膜室內(nèi)的加壓的周期性部分之間的相移可W 用作相位。所述周期性的加壓主要影響所述試樣的泄漏速率，而對(duì)氣體的干擾性解吸的影 響程度很小或者根本沒有影響，因此所述試樣的泄漏速率可W從虛漏中分離出來。
[0012] 對(duì)所述柔性的壁區(qū)域施加的外部壓力可通過流體壓力室氣動(dòng)或液壓完成。此時(shí)， 所述膜室可W包含在所述流體壓力室內(nèi)。作為一種替代方案或補(bǔ)充，至少可對(duì)所述膜室的 柔性的壁區(qū)域施加機(jī)械壓力。所述機(jī)械壓力可W通過一模具產(chǎn)生，如使用模具從相對(duì)的兩 側(cè)作用于所述膜室。
【附圖說明】
[0013] W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。其中：
[0014] 圖1為使用氣動(dòng)過壓的一實(shí)施例；
[0015] 圖2為使用液體壓力的一實(shí)施例；
[0016] 圖3為使用機(jī)械壓力的一實(shí)施例；
[0017] 圖4繪示外部過壓隨時(shí)間推移的進(jìn)程；及
[0018] 圖5繪示所述膜室內(nèi)加壓的產(chǎn)生進(jìn)程。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 在圖1至圖3所示的實(shí)施例中，膜室12分別包括兩片膜14、16,所述兩片膜14、16 在其邊緣區(qū)域依次堆疊，且彼此固定地焊接或粘結(jié)。所述試樣18包含在所述膜室12內(nèi)，所 述試樣18可典型地為一柔性的非剛性的食品包裝。為使圖示簡(jiǎn)化，所述試樣18用楠圓形 表不。
[0020] 在將所述試樣18放入所述膜室12內(nèi)之后，所述膜室12被抽空，且使用一壓力計(jì) 20檢測(cè)所述膜室12內(nèi)在所述試樣18W外的區(qū)域的壓力梯度。
[0021] 在圖1所示的實(shí)施例中，所述膜室12被包含在一周期性地充滿氣體的流體壓力室 22內(nèi)，當(dāng)達(dá)到一預(yù)定的闊值后，所述氣體從所述壓力室22漏出。所述壓力室22在所述膜 室12W外區(qū)域的壓力的增加和隨后的減少是周期性地重復(fù)進(jìn)行的。圖1中的箭頭表示所 產(chǎn)生的從各方面一致均勻地作用于所述膜室12上的氣動(dòng)壓力。
[0022] 圖2所示的實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例的不同在于所述加壓裝置26是一充滿液 體28的流體室22。在圖2所示的實(shí)施例中，在測(cè)量所述膜室12內(nèi)的壓力時(shí)，所產(chǎn)生的液壓 也是周期性地增加和減少。
[0023] 在圖3所示的實(shí)施例中，所述加壓裝置26包括兩個(gè)從相對(duì)兩側(cè)擠壓所述膜室12 的模具29。在該里，圖3中所有的箭頭表示所述模具29施加于所述膜室12上的機(jī)械壓力 的周期性的壓力增加和各自隨后的壓力減少。
[0024] 圖4所示為由所述加壓裝置26施加的作用在所述膜室12和所述試樣18上的過 壓的時(shí)間周期進(jìn)程30。在每一周期，所述外部過壓增加至一較高闊值34,隨后減少至一較 低闊值36。此時(shí)，所述膜室12在所述試樣18W外的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一壓力梯度32,所述壓力 梯度隨著所述外部過壓的周期性變化而變化。所述壓力梯度32W-相移如跟隨所述外部 過壓的進(jìn)程30。由所述較高闊值34與較低闊值36可得壓力梯度32的振幅，所述壓力梯度 32的振幅與其相移取都可用于判斷所述試樣18的泄漏速率。
[0025] 圖5所示為所述膜室12內(nèi)的時(shí)間壓力梯度34。由于所述試樣18的泄漏，所述壓 力梯度34隨時(shí)間推移而增加。因?yàn)樗瞿な?2受外部周期性地加壓，所述壓力梯度34展 現(xiàn)為與圖4所示的信號(hào)進(jìn)程相對(duì)應(yīng)的疊加的周期信號(hào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測(cè)量非剛性試樣的泄漏速率的方法，包括以下步驟： 將試樣（18)放入一膜室（12)，所述膜室（12)能被抽空且具有至少一由柔性材料制成 的壁區(qū)域； 減少所述膜室（12)在所述試樣（18)以外的區(qū)域內(nèi)的壓力；以及 測(cè)量所述膜室（12)在所述試樣（18)以外的區(qū)域內(nèi)的壓力梯度（32); 其特征在于， 在壓力測(cè)量過程中，至少對(duì)所述柔性的壁區(qū)域施加一外部過壓，其中，所述外部過壓大 于所述膜室（12)在所述試樣（18)以外的區(qū)域內(nèi)的壓力與所述試樣（18)內(nèi)的壓力。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加壓是周期性地重復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到一 峰值，所述過壓隨后被釋放。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述壁區(qū)域的過壓為氣動(dòng)或液壓產(chǎn)生。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述壁區(qū)域的過壓通過機(jī)械方式產(chǎn)生。
5. 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對(duì)所產(chǎn)生的周期性壓力增加的梯度 的振幅和/或相位進(jìn)行計(jì)算以測(cè)量泄漏速率。
6. -種用于檢測(cè)非剛性試樣（18)的泄漏的裝置，包括 一可抽空的膜室（12)，其具有至少一由柔性材料制成的壁區(qū)域，及 用于測(cè)量所述膜室（12)在所述試樣（18)以外的區(qū)域內(nèi)的壓力梯度的裝置； 其特征在于， 包括一加壓裝置（26)用于產(chǎn)生至少作用于所述柔性的壁區(qū)域的外部壓力。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述加壓裝置（26)為一用于產(chǎn)生氣動(dòng)或液 壓過壓的壓力室，其中所述壓力室至少在所述柔性的壁區(qū)域圍繞所述膜室（12)，且用于裝 滿流體。
8. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述加壓裝置（26)為一用于至少對(duì)所述柔 性的壁區(qū)域產(chǎn)生機(jī)械壓力的裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測(cè)量非剛性試樣的泄漏速率的方法，其中將試樣(18)放入一膜室(12)，所述膜室(12)能被抽空，且具有至少一由柔性材料制成的壁區(qū)域，在所述試樣(18)以外的區(qū)域，減少所述膜室(12)內(nèi)的壓力。在所述試樣(18)以外的區(qū)域，測(cè)量所述膜室(12)內(nèi)的壓力梯度(32)。為了提高泄漏檢測(cè)的精確度，在壓力測(cè)量過程中，對(duì)所述柔性的壁區(qū)域施加一外部過壓，所述外部過壓大于在所述試樣(18)以外區(qū)域的所述膜室(12)內(nèi)的壓力與所述試樣(18)內(nèi)的壓力。
【IPC分類】G01M3-32
【公開號(hào)】CN104718442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380051178
【發(fā)明人】德克爾·西爾維奧
【申請(qǐng)人】英福康有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年9月26日
【公告號(hào)】DE102012217945A1, EP2904367A2, US20150241298, WO2014053393A2, WO2014053393A3