[发明专利]可光学检测探漏气体的探漏器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可光学检测探漏气体的探漏器。

背景技术

现有技术中典型的检漏器包括一质谱仪或一类似气体分析装置，以为了检测探漏气体的出现对进入的气体进行检测。探漏气体可以是氦以及其它惰性气体以及氢。然而，使用质谱仪需要生成一高真空，而高真空进一步需要大容量的真空泵。另外，一般情况下，检漏器具有一元件，该元件包括不透气壁，并通过薄膜进行密封，薄膜只有探漏气体可以渗透，并且该薄膜形成了探漏气体的入口。在该元件中，当探漏气体在元件外面薄膜处出现时，探漏气体的分压会上升。由于所述元件中除了探漏气体没有保留其它气体，因此，当探漏气体的分压在所述元件中通过总压测量方式被测量到时，意味着在周围环境中存在探漏气体分压。这样，不只可以检测到环境中的探漏气体的出现，还可以对探漏气体进行定量检测。可以看出，元件内部的压强检测需要一复杂的测量装置以及一具有泵功能的装置，以用于移除探漏气体。为了达到该目的，可以使用潘宁元件或磁电管元件。

DE 19853049C2文献中描述了另一类型的检漏器，其中，载气被泵送通过被检测的对象，然后对流出的载气进行检测以判断探漏气体是否有出现。如果有，则可以确定该对象发生了泄漏。从检测对象泵出的气体会通过一放电元件，进而进入亚稳态。其中，用于产生气体放电的载气或探漏气体可以为氦，而气体放电的目的是为了让探漏气体进入亚稳态。放电元件可以包括一光学测量路径，该路径由一激光器和光探测器形成，该光探测器可用于接收从激光器发送出的光束。探漏气体或探漏气体组件的被激发原子可以在放电元件中通过激光吸收光谱法进行检测。然而，该测量方式需要载气，以用于激发通过检测对象的探漏气体。

发明内容

本发明的目的在于提供一敏感性高、响应时间短以及结构简单的探漏器。

本发明提出的探漏器由权利要求1定义。该探漏器包括一具有气体入口的元件，优选地，该气体入口允许探漏气体透过。最佳地，所述气体入口只允许探漏气体透过。这意味着薄膜阻塞了外部或大气压强，但却允许探漏气体以及单个其它气体透过。作为示例地，薄膜可以包括一较薄的石英层或二氧化硅（SiO₂）层。同样地，该薄膜可允许轻气体透过，例如，氢或氦，特别是在气体被加热时，并阻止较重气体或水蒸气以及其它气体进入元件的内部，这些较重气体会打破探漏气体的亚稳态。这样，薄膜的“绝对选择”不是必须的，只需要该薄膜能够允许探漏气体透过，而阻止其它气体组件进入即可。

本发明可以使用不同的探漏检测方式，作为示例地，探漏器可以为一嗅探探漏器，该探漏器包括一探针，该探针沿着被探测对象外部前行，以检测泄漏的探漏气体。另一方面，探漏器也可以包括一抽气装置，以用于将气体从探测对象排出，从而在探测对象的外部产生一包括探漏气体的区域。

尽管没有必要对元件进行排气，然而，优选地，在本发明实施例中，所述元件与一真空泵装置连接。

亚稳态的激发可以通过气体等离子体或气体放电中缓冲气体的粒子碰撞来获得。另一方法是提供一直接电子撞击，使用来自一电子源（阴极）的电子撞击探漏气体，进而将探漏气体激发到一高能量水平。在该方法中则不需要缓冲气体。进一步，还可以通过以下方法进行亚稳态的激发，例如，通过X光、多光子激发、拉曼（Raman）类型的布局以及使用中性原子/分子撞击的方式，例如，利用超声束撞击。

亚稳态氦的光学检测可能会受到吸收光谱或荧光光谱的影响。对于吸收光谱，激光源可能需要进行调制，以包含高激发态的吸收光谱。

在本发明一具体实施例中，所述元件还包括一个泵连接，所述泵连接包括一薄膜，优选地，所述薄膜允许探漏气体透过，其中，泵连接将所述元件连接到一个腔，所述腔进而连接在一真空泵装置或没有探漏气体的装置上。所述泵连接可以将氦从所述元件中移除，以进入周围环境或通过泵作用进行移除。所述泵连接的目的在于当所述探漏气体从薄膜前面渗出后，将所述探漏气体从所述元件内部排出。

在本发明的另一实施例中，除了所述探漏气体入口，所述元件被气密地密封，在这种方式下，在所述元件的内部会产生所述探漏气体的分压，该分压等于周围环境中探漏气体的分压。

附图说明

后续说明书结合说明书附图对本发明实施披露进行了充分、详细的描述，包括本发明的最佳实施例，使得本领域技术人员可实施本发明。

图1为本发明原理的示意图；

图2示出了第一具体实施例，该实施例通过缓冲气体中气体等离子体获得亚稳态激发；