DE19623544A1

DE19623544A1 - Location method for leakages in vessel by photo-acoustic signal for industrial applications

Info

Publication number: DE19623544A1
Application number: DE1996123544
Authority: DE
Inventors: Gerhart Schroff; Michael Stetter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1997-12-18

Abstract

The method checks leakage points in vessels using a test chamber (2) in which the object to be tested (1) is enclosed. The chamber has an air entry point (5) with a valve (13) and is connected to a vacuum pump (12) through a further valve (11). A pressure sensor (10) is also connected. The object under examination is filled with a test gas which is readily differentiated from the atmosphere from a holder (25). Air is evacuated from the chamber to achieve a pressure difference between the test gas in the vessel and the chamber, so that after a short time the gas escapes from the vessel at any leakage point to form a cloud (22). This can be detected by a photo-acoustic process using a movable laser beam (14) and a sound sensor (20). The system is safe and practical for industrial applications.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur lokalisierenden Dichtheitsprüfung von Behältern und/oder Gehäusen, wonach ein derartiges Prüfob jekt mit einem Testfluid beaufschlagt wird, das gegenüber der Umgebung unter er höhtem Druck steht, so daß bei Vorhandensein eines Lecks Fluid aus dem Prüfob jekt austritt und hieraus das Leck erkannt wird.The invention relates to a method and an arrangement for localizing Leak test of containers and / or housings, after which such a test object is exposed to a test fluid that is exposed to the environment below it high pressure, so that in the presence of a leak fluid from the test object ject emerges and the leak is recognized from this.

Zur lokalisierenden Dichtheitsprüfung von Behältern, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium verfüllt sind, z. B. von Was ser- und Ölkühlern für Kraftfahrzeuge, ist bekannt, die Kühler an den Ein- und Aus laufstutzen mittels Gummistopfen abzudichten und an den Entlüftungsnippel eine Druckleitung anzuschließen, wonach der Kühler mittels einer Hubvorrichtung in das Wasser eines Prüfbeckens eingetaucht und mit Druckluft beaufschlagt wird. Etwaige Lecks werden von einem mit der Prüfung betrauten Beobachter anhand aufsteigen der Blasen, die durch das Austreten von Druckluft an den jeweiligen Lecks entste hen, festgestellt und somit lokalisiert. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist in der Tatsache zu sehen, daß beim Eintauchen des Prüflings in das Wasser des Prüfbeckens in der Regel immer Luftblasen mit verschleppt werden, welche sich dann nach einiger Zeit vom Prüfling ablösen und an die Wasseroberfläche aufstei gen. Es ist somit für den mit der Prüfung betrauten Beobachter in vielen Fällen (vor allem bei kleinen Leckagen) nahezu unmöglich, aufsteigende Blasen eindeutig ei nem Leck zuzuordnen, da anhand der aufsteigenden Luftblase nicht mehr zwischen einem Leck und einer verschleppten Luftblase unterschieden werden kann. Gerade diese bedienerabhängigen Fehlerquellen stellen für die industrielle Fertigung ein Problem dar.For localizing the leak test of containers that are designed for Are filled with a liquid or gaseous medium, e.g. B. of what Water and oil coolers for motor vehicles, the cooler is known to the on and off Seal the connecting piece with a rubber stopper and attach one to the bleed nipple Connect pressure line, after which the cooler by means of a lifting device in the Water from a test basin is immersed and compressed air is applied. Any Leaks will arise from an observer in charge of the test the bubbles that arise from the leakage of compressed air hen, determined and thus localized. A major disadvantage of this method is to be seen in the fact that when the test object is immersed in the water of the Test basins are always entrained with air bubbles, which are then, after a while, detach it from the test object and rise to the surface of the water It is therefore in many cases for the observer entrusted with the examination (before almost impossible with small leaks), clearly rising bubbles attributable to a leak, because the rising air bubble no longer separates between a leak and a dragged air bubble can be distinguished. Just these operator-dependent sources of error set for industrial production Problem.

Eine wesentlich empfindlichere Methode zur Lecklokalisation ist das sogenannte "Schnüffelverfahren". Hierbei wird der Prüfling mit dem Testfluid, meistens Helium oder SF₆, mit Druck beaufschlagt, wobei die mit der Prüfung betraute Person den Prüfling mit einer "Schnüffel-Sonde", welche im einfachsten Fall aus einem dünnen Schlauch besteht, durch den Gas eingesaugt wird, absucht. Führt die mit der Prü fung betraute Person nun die Schnüffel-Sonde nahe genug über ein Leck hinweg, so wird etwas aus dem Leck ausgetretenes Testfluid eingesaugt und z. B. bei Helium als Testfluid, über ein als Helium-Detektor betriebenes Massenspektrometer, nachge wiesen und somit das Leck erkannt. Auch bei diesem Verfahren sind bedienerab hängige Fehlerquellen vorhanden. A much more sensitive method for leak localization is the so-called "Sniffing process". Here, the test object with the test fluid, usually helium or SF₆, pressurized, the person entrusted with the examination Test object with a "sniffing probe", which in the simplest case consists of a thin one There is a hose through which gas is sucked in. Performs the test the person entrusted with the sniffing probe close enough over a leak, so some leaked test fluid is sucked in and z. B. with helium as Test fluid, via a mass spectrometer operated as a helium detector, nachge indicated and thus the leak recognized. This procedure is also user-friendly pending sources of error.

Des weiteren sind Verfahren zur optischen Lecklokalisation bekannt (Deutsche Pa tentanmeldung DE 195 35 720.5; Stetter/Schroff; 26.09.1995 sowie Patentanmel dung PCT/US92/06949). Die deutsche Anmeldung DE 195 35 720.5 beschreibt ein Verfahren, bei dem das Prüfobjekt mit einem Testfluid mit Druck beaufschlagt wird, so daß an etwaigen Leckstellen das Testfluid austritt. Mit einem von einer Licht quelle ausgesandten Lichtbündel wird das Prüfobjekt systematisch abgerastert. Die Lichtquelle, welche das in der Intensität modulierbare Lichtbündel aussendet, ist da bei so auf das verwendete Testfluid abgestimmt, daß das beleuchtete Testfluid den photoakustischen Effekt zeigt (siehe auch: "L.B. Kreutzer: Laser opto-acoustic spectroscopy. A new technique of gas analysis. Anal. Chem. 46. 239 A, 1974", so wie: "D.J. Brassington, Photo-acoustic detection and ranging - a new technique for the remote detection of gases, J. Phys. D.: Appl. Phys. 15. (219-228) 1982"). Trifft das Lichtbündel nun auf einen Bereich in der Nähe der Oberfläche des Prüfobjekts, wel cher Testfluid enthält, so wird durch das Auftreten des photoakustischen Effekts ein Rückkopplungskreis geschlossen und aus diesem Schließen des Rückkopplungs kreises auf die Anwesenheit eines Lecks an der beleuchteten Stelle geschlossen. Dieses Verfahren erlaubt es, unabhängig von Hintergrundgeräuschen, Leckagen zu lokalisieren und zu quantifizieren.Methods for optical leak localization are also known (Deutsche Pa tent registration DE 195 35 720.5; Stetter / Schroff; 09/26/1995 and patent application PCT / US92 / 06949). The German application DE 195 35 720.5 describes a Method in which the test object is pressurized with a test fluid, so that the test fluid escapes at any leaks. With one of a light the test object is systematically scanned. The There is a light source that emits the light beam that can be modulated in intensity matched to the test fluid used so that the illuminated test fluid shows photoacoustic effect (see also: "L.B. Kreutzer: Laser opto-acoustic spectroscopy. A new technique of gas analysis. Anal. Chem. 46, 239 A, 1974 ", see above such as: "D.J. Brassington, Photo-acoustic detection and ranging - a new technique for the remote detection of gases, J. Phys. D .: Appl. Phys. 15. (219-228) 1982 ") Beam of light now on an area near the surface of the test object, wel cher test fluid, so is due to the appearance of the photoacoustic effect Feedback loop closed and from this closing the feedback the presence of a leak in the illuminated area. This procedure allows leakages to be independent of background noise localize and quantify.

Das in PCT/US 92/06949 beschriebene optische Verfahren verwendet einen kolli mierten, d. h. nahezu parallelen Lichtstrahl um austretendes Testgas zu lokalisieren und rastert mit diesem Lichtstrahl den zu untersuchenden Prüfling nach einem zeit lich fest vorgegebenen Muster mit hoher Geschwindigkeit ab. Wird hierbei das aus einem Leck ausgetretene Testfluid beleuchtet, so kann unter Verwendung des pho toakustischen Effektes für einen kurzen Moment eine Temperatur- und damit Druck änderung erzeugt werden, welche dann über ein Mikrophon registriert wird. Mittels elektronischer Signalverarbeitungsverfahren, wie beispielsweise Filterungen, wird dann versucht, die von den Leckagen stammende Druckschwankung von den immer vorhandenen Hintergrundgeräuschen zu trennen und hieraus dann die Leckagen zu erkennen. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Druckschwankungen photoakustischen Ursprungs selbst bei geringem Geräusch hintergrund nicht sicher von dem Geräuschhintergrund zu unterscheiden sind. Die Ursache für diese Schwierigkeiten ist darin zu sehen, daß die Hintergrundgeräu sche, im Gegensatz zu "weißem Rauschen", ein zeitlich stark variierendes Fre quenzspektrum zeigen und daher mittels Signalverarbeitungsverfahren nicht ein deutig von den photoakustischen Druckschwankungen unterschieden werden kön nen. The optical method described in PCT / US 92/06949 uses a colli lubricated, d. H. almost parallel light beam to locate the test gas and uses this light beam to rasterize the test object to be examined after a time fixed patterns at high speed. Will this work out leaked test fluid illuminated, using the pho toacoustic effect for a brief moment a temperature and thus pressure change are generated, which is then registered via a microphone. Means electronic signal processing methods, such as filtering then tries to keep the pressure fluctuation coming from the leaks from the to separate existing background noises and then to isolate the leaks detect. A major disadvantage of this method is that the Pressure fluctuations of photoacoustic origin even with low noise background can not be distinguished from the background noise. The The reason for these difficulties is that the background noise in contrast to "white noise", a time-varying Fre Show frequency spectrum and therefore not using signal processing methods can be clearly distinguished from the photoacoustic pressure fluctuations nen.

Nachteilig bei diesen optischen Verfahren ist, daß bei vielen Prüfobjekten nicht alle interessierenden Stellen direkt von dem abtastenden Lichtbündel beleuchtet werden können. Beispielsweise können PKW-Motoren nicht vollständig abgerastert werden, da verschiedene Anbauteile, wie Anlasser oder Lichtmaschine die dahinterliegenden Bereiche fast vollständig von dem Lichtbündel abschatten und somit oft von keiner Richtung direkt beleuchtet werden können. Genauso kann es unter Umständen sehr lange dauern, bis Testgas etwa aus Leckstellen in tiefen Bohrungen oder in Gewin degängen einer Verschraubung an die Prüflingsoberfläche gelangt um dort nach gewiesen werden zu können.A disadvantage of these optical methods is that not all of the test objects points of interest are illuminated directly by the scanning light beam can. For example, car engines cannot be fully scanned, since various attachments, such as starters or alternators, are the ones behind Shade areas almost completely from the light beam and therefore often from none Direction can be illuminated directly. In the same way, it can be very much take a long time to get test gas from leaks in deep holes or in profit a screw connection arrives at the surface of the test object to be shown.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ei ne Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die lo kalisierende Dichtheitsprüfung für praktische Anwendungsfälle sicherer und präzise unter rauhen Industriebedingungen automatisiert durchgeführt werden kann.Proceeding from this, the object of the invention is a method and an egg ne arrangement of the type mentioned to improve that the lo calibrating leak test for practical applications safer and more precise can be performed automatically under harsh industrial conditions.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruchs 1, dem Grundgedanken nach, sowie in Ausführungsvari anten und Ausgestaltungen derselben durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 13 und hinsichtlich der Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 14 und in Ausgestaltungen durch die weiteren Unteransprüche 15 bis 21 gelöst.This task is carried out with regard to the process by the characteristic note male of claim 1, according to the basic idea, and in variant anten and embodiments of the same by the features of subclaims 2 to 13 and with regard to the arrangement by the features of claim 14 and in Embodiments solved by the further subclaims 15 to 21.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Ausbreitung von Testgas, wel ches aus einem Leck austritt, in starkem Maße von dem Umgebungsdruck, welcher die Diffusionsgeschwindigkeit bestimmt, sowie von der mittleren Austrittsge schwindigkeit - der Driftgeschwindigkeit - der Testgasmoleküle bei Austritt aus dem Leck abhängt. Es wird also im wesentlichen zwischen zwei Ausbreitungsmechanis men, (1) die Diffusion des Testgases bedingt durch die am Leck sich einstellende hohe Testgaskonzentration und (2) die Ausbreitung von Testgas in der Umgebung der Leckage bedingt durch eine reine Volumenverdrängung von Umgebungsluft durch aus dem Leck austretendes Testgas unterschieden. Welcher dieser Mecha nismen wie stark an der räumlichen Ausbreitung des Testgases beteiligt ist, kann über den Umgebungsdruck, sowie den Differenzdruck zwischen Prüflingsinnendruck und Umgebungsdruck nahezu beliebig eingestellt werden. Es ist somit mit einfachen Mitteln möglich, die räumliche Ausdehnung von aus einem Leck austretendem Test gas präzise über den gewählten Umgebungsdruck, sowie über den vorgewählten Differenzdruck zu steuern.The invention is based on the knowledge that the spread of test gas, wel leaking from a leak, to a large extent from the ambient pressure which determines the rate of diffusion, as well as the average exit speed - the drift speed - of the test gas molecules when exiting the Leak depends. So it essentially becomes between two propagation mechanisms men, (1) the diffusion of the test gas due to the leakage high test gas concentration and (2) the spread of test gas in the environment the leakage is caused by the pure displacement of ambient air distinguished by the test gas emerging from the leak. Which of these mechas How strongly involved in the spatial spread of the test gas can be about the ambient pressure, as well as the differential pressure between the specimen internal pressure and ambient pressure can be set almost arbitrarily. It is therefore simple Means possible the spatial extent of a leak test gas precisely over the selected ambient pressure, as well as over the preselected To control differential pressure.

Hiernach wird - gemäß der Erfindung - zur Detektion von Leckstellen des Prüfob jekts, das Prüfobjekt in eine definiert evakuierbare Testkammer eingebracht und mit einem von der Umgebungsatmosphäre unterscheidbaren Testfluid, vorzugsweise ei nem Gas, befüllt und mit Druck beaufschlagt, der gegenüber dem in der Testkammer eingestellten Druck erhöht ist. An etwaigen Lecks tritt dann das Testfluid aus dem Prüfobjekt aus und breitet sich nun in der Testkammer, ausgehend von der jeweili gen Leckstelle und in Abhängigkeit des gewählten Testkammerdrucks unterschied lich schnell aus. Es entstehen somit bei kleinen Testkammerdrücken (vorzugsweise kleiner 10 mbar (Absolutdruck)) große, das Testgas enthaltende Volumenbereiche - Testgaswolken - und bei großen Testkammerdrücken (vorzugsweise einige hundert bis mehrere hundert mbar) kleinere Testgaswolken. Die Größe dieser Testgaswol ken kann ferner sowohl über den, zwischen Testkammer und Prüfobjektinnerem ein gestellten Druckunterschied beeinflußt werden, als auch über die bis zur Detektion verstrichene Zeit - Diffusionszeit - beeinflußt werden.Thereafter - according to the invention - for the detection of leaks of the test object project, the test object is placed in a defined evacuable test chamber and a test fluid distinguishable from the ambient atmosphere, preferably egg nem gas, filled and pressurized compared to that in the test chamber set pressure is increased. The test fluid then emerges from any leaks Test object and now spreads in the test chamber, starting from the respective leakage and depending on the selected test chamber pressure out quickly. This results in small test chamber pressures (preferably less than 10 mbar (absolute pressure)) large volume ranges containing the test gas - Test gas clouds - and at high test chamber pressures (preferably a few hundred up to several hundred mbar) smaller test gas clouds. The size of this test gas cloud ken can also enter both between the test chamber and the test object set pressure difference can be influenced, as well as through to detection elapsed time - diffusion time - can be influenced.

Aus der Lokalisation der so erzeugten Testgaswolken kann dann schnell und sicher auf die Position der jeweiligen Lecks und aus der Größe dieser Testgaswolken auf die Größe der Leckagen geschlossen werden.The localization of the test gas clouds generated in this way can then be done quickly and safely on the position of the respective leaks and from the size of these test gas clouds the size of the leaks can be closed.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Lecklokalisation gerade bei nicht unmit telbar zugänglichen Leckstellen wesentlich sicherer und ohne störende Umge bungseinflüsse erfolgen kann. D.h., stimmt man den Prüflingsinnendruck auf den Testkammerdruck geeignet ab, so kann hierdurch zusammen mit der geeignet ge wählten Diffusionszeit immer sichergestellt werden, daß die zu detektierenden Leckagen Testgaswolken mit einer solchen Volumenausdehnung hervorrufen, daß diese Testgaswolken sicher erkannt werden und hieraus auf die Positionen der Leckagen geschlossen wird. Insbesondere die Möglichkeit den Druck in der Test kammer abzusenken ermöglicht es, die Größe der Testgaswolken so an die Größe der nicht einsehbaren und/oder nicht direkt zugänglichen Leckstellen anzupassen, daß die Testgaswolken immer innerhalb sehr kurzer Zeit direkt sichtbar werden und somit nicht durch Teile wie z. B. Überwurfmuttern, Schläuche, Verkleidungen, Falze, Anbauteile, usw. verdeckt werden können, so daß alle Leckagen sicher erkennbar sind.The advantage of the invention is that the leak localization is not immit leaks that can be accessed directly are much safer and without any annoying conversions influences can occur. In other words, you tune the test specimen internal pressure to the Test chamber pressure from suitable, so this together with the suitable ge selected diffusion time, always ensure that those to be detected Leakages cause test gas clouds with such a volume expansion that these test gas clouds are reliably recognized and from this to the positions of the Leaks are closed. In particular, the possibility of printing in the test Lowering the chamber enables the size of the test gas clouds to be increased in size to adapt the non-visible and / or not directly accessible leak points, that the test gas clouds are always directly visible within a very short time and thus not by parts such. B. union nuts, hoses, cladding, folds, Add-on parts, etc. can be covered, so that all leaks can be reliably identified are.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung verwendet zur Lokalisation der Test gaswolken optische Nachweisverfahren.A preferred embodiment of the invention uses the test for localization gas clouds optical detection method.

Besonders vorteilhaft kann die optische Lokalisation der Testgaswolken mittels Verfahren, welche auf dem photoakustischen Effekt basieren durchgeführt werden. The optical localization of the test gas clouds can be particularly advantageous by means of Procedures based on the photoacoustic effect are carried out.

Vorteilhafterweise kann die optische Lecklokalisation mit dem in der Deutschen Pa tentanmeldung DE 195 35 720.5 (Stetter/Schroff 26.09.95) beschriebenen Rück kopplungsverfahren erreicht werden.Advantageously, the optical leak localization can be compared with that in German Pa tent registration DE 195 35 720.5 (Stetter / Schroff 09/26/95) described return coupling process can be achieved.

Ein weiteres bevorzugtes Verfahren zur optischen Lecklokalisation der Testgaswol ken ist in der Patentanmeldung PCT/US 92/06949 beschrieben.Another preferred method for optical leak localization of the test gas wool Ken is described in the patent application PCT / US 92/06949.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden nur diejenigen Stellen des Prüfobjektes gleichzeitig oder nacheinander von dem Lichtbündel be leuchtet, an welchen Leckagen erwartet werden und/oder registriert werden sollen. Es ist somit möglich undichte Stellen im Testaufbau, beispielsweise die Testgasan schlüsse der Prüflinge, bei der Prüfung nicht zu berücksichtigen und hierdurch Zeit zu sparen.In another advantageous embodiment of the invention, only those Place the test object at the same time or in succession from the light beam lights up at which leaks are expected and / or should be registered. It is therefore possible for leaks in the test setup, for example the test gas conclusions of the test subjects not to be taken into account during the test and therefore time to save.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Beleuchtung des ge samten Prüflings vor, um schnell zu einer Dicht/Undicht-Aussage zu kommen.Another advantageous embodiment of the invention provides the lighting of the ge entire test specimen to quickly come to a leak / leak statement.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, an den nach Leckagen ab zusuchenden Stellen Schnüffelsonden, wie sie beispielsweise bei He-Schnüfflern oder SF₆-Schnüfflern eingesetzt werden, in der Testkammer anzubringen und/oder automatisiert den Prüfling mittels einer derartigen Schnüffelsonde abzuschnüffeln.An advantageous embodiment of the invention provides for leakages Locations to be sniffing probes, such as those found in He sniffers or SF₆ sniffers can be used in the test chamber and / or automated to sniff the test specimen using such a sniffer probe.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, als Testgas ein Stickstoff/Ethen(C₂H₄)-Gemisch mit einem Stickstoffvolumenanteil größer 95% und einem Ethenvolumenanteil kleiner 5% (d. h. 100% minus (Stickstoffanteil)) einzuset zen.Another advantageous embodiment of the invention provides a test gas Nitrogen / ethene (C₂H₄) mixture with a nitrogen volume fraction greater than 95% and an ethene volume fraction less than 5% (i.e. 100% minus (nitrogen fraction)) Zen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 den prinzipiellen Gesamtaufbau eines lokalisierenden optischen Dichtheitsprüfsystems. Fig. 1 shows the basic overall structure of a localizing optical leak test system.

Die in Fig. 1 dargestellte Gesamtanordnung dient der lokalisierenden optischen Dichtheitsprüfung. Das Prüfobjekt 1 wird hierzu in eine Testkammer 2 eingebracht, die ein auf der Einlaßseite angeordnetes, an seinem Eingang 5 mit Umgebungsluft oder einem Spülgas beaufschlagbares Einlaßventil 13 und eine auf ihrer Auslaß seite angeordnete Vakuumpumpe 12 aufweist. Zwischen der Testkammer 2 und der Vakuumpumpe 12 befindet sich ein Absperrventil 11. An der Testkammer 2 ist weiter ein Drucksensor 10 angebracht. Zum Evakuieren der Testkammer 2 wird bei ge schlossenem Ventil 13, das Ventil 11 so lange geöffnet, bis der über Drucksensor 10 gemessene Druck dem gewünschten Druck entspricht, die Testkammer 2 also hin reichend evakuiert ist. Der Anschluß 4 des Prüfobjektes 1 ist über ein oder mehrere geeignet angeordnete Ventile - Füllkreis-Ventilmimik - so mit der Vakuumpumpe 8 - Füllkreis-Vakuumpumpe - und einem unter Druck stehenden Testgas-Vorratsbehäl ter 25 verbunden, daß der Prüfling 1 über die Vakuumpumpe 8 evakuiert und an schließend mit Testgas aus dem Vorratsbehälter 25 definiert befüllt werden kann. Der Drucksensor 7 ist dabei so mit Anschluß 4 verbunden, daß der Evakuier- und Belüftungsvorgang des Prüfobjektes 1 kontrolliert werden kann. Das Evakuieren von Prüfling 1 und der Testkammer 2 kann sowohl gleichzeitig, wie auch nacheinander erfolgen. Über das an der Testkammer 2 angebrachte Belüftungsventil 13 kann die Testkammer nach einer Messung wieder belüftet, d. h. der Testkammerdruck wieder auf Atmosphärendruck erhöht werden. Zur Prüfung wird der Differenzdruck zwischen Prüflingsinnerem und der Testkammer zusammen mit der Diffusionszeit so einge stellt, daß die, sich an Leckstellen 24 bildenden, Testgaswolken 22 immer direkt zu gänglich sind. Nach Ablauf der Diffusionszeit wird nach eventuell vorhandenen Testgaswolken 22 gesucht und über diese die Leckstellen 24 lokalisiert. Die An steuerung des Einlaßventils 13, des Absperrventils 11, der Füllkreis-Ventilmimik, sowie die Abfrage der aktuellen Druckwerte der Drucksensoren 10 und 7 erfolgt über eine Steuereinheit 30, welche diese Ventile dann in Abhängigkeit der von den Drucksensoren gemessenen Werte so ansteuert, daß der gewünschte Differenz- und Testkammerdruck schnell erreicht wird.The overall arrangement shown in FIG. 1 is used for the localizing optical leak test. For this purpose, the test object 1 is introduced into a test chamber 2 , which has an inlet valve 13 arranged on the inlet side, which can be acted upon by ambient air or a purge gas at its inlet 5, and a vacuum pump 12 arranged on its outlet side. A shut-off valve 11 is located between the test chamber 2 and the vacuum pump 12 . A pressure sensor 10 is also attached to the test chamber 2 . To evacuate the test chamber 2 with the valve 13 closed , the valve 11 is opened until the pressure measured by the pressure sensor 10 corresponds to the desired pressure, so the test chamber 2 is sufficiently evacuated. The connection 4 of the test object 1 is connected via one or more suitably arranged valves - filling circuit valve mimic - so with the vacuum pump 8 - filling circuit vacuum pump - and a pressurized test gas reservoir 25 that the test object 1 is evacuated via the vacuum pump 8 and can then be filled with test gas from the reservoir 25 in a defined manner. The pressure sensor 7 is connected to port 4 in such a way that the evacuation and ventilation process of the test object 1 can be controlled. The test object 1 and the test chamber 2 can be evacuated both simultaneously and in succession. After a measurement, the test chamber can be ventilated again via the ventilation valve 13 attached to the test chamber 2 , ie the test chamber pressure can be increased again to atmospheric pressure. To test the differential pressure between Prüflingsinnerem and the test chamber is, together with the diffusion time is so assumed that are, at leaks 24 forming test gas clouds 22 is always directly accessible. After the diffusion time has elapsed, any test gas clouds 22 that may be present are searched for and the leak points 24 are located via these. The control of the inlet valve 13 , the shut-off valve 11 , the filling circuit valve mimicry, and the query of the current pressure values of the pressure sensors 10 and 7 takes place via a control unit 30 , which then controls these valves depending on the values measured by the pressure sensors so that the desired differential and test chamber pressure is reached quickly.

Besonders vorteilhaft sind optische Methoden zur Lokalisation der Testgaswolken 22. Hierzu wird der Prüfling 1 mit einem in der Intensität modulierbaren Lichtbündel 14 abgerastert. Das Lichtbündel 14 kann über ein Eintrittsfenster 15 welches an der Testkammer 2 so angebracht ist, daß alle interessierenden Bereiche von außerhalb der Testkammer 2 beleuchtet werden können, in die Testkammer 2 eintreten. Eine Detektionseinheit enthält die benötigte Lichtquelle 17 - vorzugsweise einen Laser -, welche das Lichtbündel 18 - vorzugsweise in Form eines kollimierten Laserstrahls - aussendet, die Ablenkeinheit 19, sowie die Regeleinheit 23. Der Laserstrahl 18 tritt in die Ablenkeinheit 19 ein und verläßt diese in Form des schwenkbaren Laser strahls 14. Basiert die optische Lokalisation der durch Leckagen am Prüfling 1 ent stehenden Testgaswolken 22 auf einem den photoakustischen Effekt verwendenden Nachweisverfahren, wie dem in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 35 720.5 (Stetter/Schroff 26.09.95) beschriebenen, so ist der Detektor 20 in Form eines oder mehrerer empfindlicher Schallsensoren - Mikrophone - ausgebildet. Die in der Detek tionseinheit enthaltene Regeleinheit 23 kann auf die Ablenkeinheit 19 und/oder den Laser 17 so einwirken, daß je nach den konkreten Erfordernissen der Laserstrahl 14 in definierter Weise den Prüfling 1 abrastert und/oder der Laser moduliert und/oder im Emissionsspektrum abgestimmt/durchgestimmt wird. Trifft der Laserstrahl 14 nun auf einen Bereich 22 in der Nähe der Oberfläche des Prüfobjekts, welcher Testfluid enthält, so wird durch das Auftreten des photoakustischen Effekts Schall erzeugt. Dieser von dem Schalldetektor 20 aufgefangene und als Mikrophonausgangssignal 20′ zu der Regeleinheit 23 übertragene Schall führt zusammen mit Laser 17 - wie in der Deutschen Patentanmeldung DE 195 35 720.5 ausgeführt - zu einem Schließen eines Rückkopplungskreises. Durch dieses Schließen des Rückkopplungskreises wird auf die Anwesenheit eines Lecks an der beleuchteten Stelle geschlossen. Die Regeleinheit 23 zeigt dem Benutzer in Form einer geeignet gewählten Ausgabeform die Positionen und/oder die Größe der Leckagen 24 an.Optical methods for localizing the test gas clouds 22 are particularly advantageous. For this purpose, the test object 1 is scanned with a light beam 14 that can be modulated in intensity. The light beam 14 may be an entrance window 15 which is attached to the test chamber 2 so that all regions of interest can be illuminated from outside the test chamber 2 from entering the test chamber. 2 A detection unit contains the required light source 17 - preferably a laser - which emits the light bundle 18 - preferably in the form of a collimated laser beam - the deflection unit 19 and the control unit 23 . The laser beam 18 enters the deflection unit 19 and leaves it in the form of the pivotable laser beam 14th If the optical localization of the test gas clouds 22 resulting from leaks on the test object 1 is based on a detection method using the photoacoustic effect, such as that described in German patent application DE 195 35 720.5 (Stetter / Schroff 26.09.95), the detector 20 is in the form of a or more sensitive sound sensors - microphones - trained. The control unit 23 contained in the detection unit can act on the deflection unit 19 and / or the laser 17 such that, depending on the specific requirements of the laser beam 14 , the test object 1 scans in a defined manner and / or the laser is modulated and / or matched in the emission spectrum / is tuned. If the laser beam 14 strikes an area 22 in the vicinity of the surface of the test object which contains test fluid, sound is generated by the occurrence of the photoacoustic effect. This collected by the sound detector 20 and transmitted as a microphone output signal 20 'to the control unit 23 leads together with laser 17 - as explained in the German patent application DE 195 35 720.5 - to a closing of a feedback circuit. This closing of the feedback circuit is indicative of the presence of a leak in the illuminated area. The control unit 23 shows the user the positions and / or the size of the leaks 24 in the form of a suitably selected output form.

Claims

1. A method for the leak test of containers and / or housings, according to which such a test object is subjected to a test fluid, preferably a gas, which is distinguishable from the ambient atmosphere, characterized in that the test object is introduced into a test chamber which can be evacuated and the Test chamber pressure and / or the test object pressure and / or the waiting time coordinated with the test chamber pressure and / or test object pressure until detection (diffusion time) are set so that any leaks during the diffusion time cause test gas to extend far beyond the surface of the test object can spread out and from the occurrence of these test gas clouds the leakages can be concluded.

2. The method according to claim 1, characterized in that from the positions the test gas clouds arising in the event of a leak to the positions of the leaks is closed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Lokali test gas clouds using optical detection methods.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the location of the test gas clouds by means of the photoacoustic effect ba optical detection method.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that be in patent application DE 195 35 720.5 (Stetter / Schroff 26.09.95) wrote optical feedback methods for the optical localization of the Test gas clouds are used.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the detection method described in the patent application PCT / US92 / 06949 is used to localize the test gas clouds.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that only those areas within the test chamber after test gas clouds are sought, at which leakages are expected and / or registered should.

8. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the test ob object is illuminated integrally and all test gas clouds are registered together and / or the total leakage is determined.

9. The method according to any one of claims 3 to 8, characterized in that as a light source, a CO₂ laser matched to the test gas used is applied.

10. The method according to claim 1 or 2, characterized in that to the after Locations to be searched for leakages to detect the test gas clouds in the test Sniffer probes are attached and / or the test object is automated is searched for test gas clouds using a sniffer probe.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that from the size of the test gas clouds the size of the leaks becomes.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that SF₆ or an SF₆ / air mixture is used as the test gas.

13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that as a test gas a nitrogen / ethene (C₂H₄) mixture with a nitrogen content larger 95% and an ethene content of less than 5% is used.

14. Arrangement for the leak test of containers housings and the like test objects ( 1 ) which can be acted upon with a pressurized test gas, with an evacuable test chamber ( 2 ) for receiving the test object ( 1 ), with a laser ( 17 ) for generating a Test object ( 1 ) illuminating pivotable intensity-modulated laser beam ( 14 ), with at least one sound sensor - microphone - ( 20 ) attached in the test chamber ( 2 ) for measuring, in the test chamber in the event of a leak via the interaction between laser beam ( 14 ) and the the test object ( 1 ) leaked test gas, photoaku generated signals, with a control unit ( 23 ) for analyzing the photo-acoustically generated microphone output signals ( 20 ').

15. The arrangement according to claim 14, characterized in that the test chamber ( 2 ) arranged on the inlet side, at its input ( 5 ) with test gas-free ambient air or a test gas-free purge gas inlet valve ( 13 ) and one arranged on the outlet side of the test chamber Vacuum pump ( 12 ), with a shut-off valve ( 11 ) arranged between the test chamber ( 2 ) and the vacuum pump ( 12 ) to generate a defined negative pressure in the test chamber ( 2 ) and / or to vent the test chamber ( 2 ) to atmospheric pressure .

16. Arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that the test object ( 1 ) via a connection ( 4 ) by means of a suitably constructed filling circuit valve mimic together with a filling circuit vacuum pump ( 8 ) and a pressurized test gas reservoir ( 25 ) is connected so that the test object ( 1 ) can be evacuated via the filling circuit vacuum pump ( 8 ) and / or the test object ( 1 ) can be pressurized with test gas from the test gas storage container ( 25 ) in a defined manner.

17. Arrangement according to one of claims 14 to 16, characterized in that the arrangement contains a control unit ( 30 ) via which the inlet valve ( 13 ) and / or the shut-off valve ( 11 ) and / or the filling circuit valve mimics are controlled can that the differential pressure between the interior of the test object and the test chamber ( 2 ) can be adjusted in coordination with the test chamber pressure and / or the diffusion time so that the test gas clouds ( 22 ) that form due to leaks ( 24 ) on the test object ( 1 ) are always direct can be illuminated by the intensity-modulated laser beam ( 14 ).

18. Arrangement according to one of claims 14 to 17, characterized in that after the diffusion time, the control unit ( 30 ) controls the control unit ( 23 ) so that by means of a control unit ( 23 ) controlled beam deflection unit ( 19 ), from which Laser ( 17 ) emerging, laser beam ( 18 ) emerges from the beam deflection unit ( 19 ) in the form of the pivotable intensity-modulated laser beam ( 14 ) and the test object ( 1 ) and / or the closer surroundings of the test object ( 1 ) can be systematically illuminated.

19. The arrangement according to claim 18, characterized in that the control unit ( 23 ) based on the microphone signals ( 20 ') controls the laser ( 17 ) and the beam deflection unit ( 19 ) so that an illumination of the areas containing the test gas ( 22 ) and the photoacoustic signals generated in the process can be reliably recognized and / or the leaks can be localized and / or quantified.

20. The arrangement according to one of claims 14 to 19, characterized in that the pivotable, intensity-modulated laser beam (14) entering from outside the test chamber (2) via a attached to the test chamber (2) coupling window (15) into the test chamber (2) .

21. Arrangement according to one of claims 14 to 20, characterized in that the test chamber pressure via a pressure sensor attached to the test chamber ( 10 ) and the test object pressure via a pressure sensor ( 7 ) connected to the test object connection ( 4 ) and these pressure sensors are measured the control unit ( 30 ) - for regulating the test chamber pressure and / or the differential pressure between the test chamber and the interior of the test object - are connected.