專利名稱：用于確定真空系統(tǒng)的總漏率的方法以及真空系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定真空系統(tǒng)的總漏率的方法以及用于執(zhí)行該方法的真空系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了檢查單獨裝置的密封性，已知利用氦氣檢漏的密封測試方法。此處，例如，將 待檢查的設(shè)備封閉在氦包層中或定位在填充氦氣的空間中。進一步已知，利用氦氣噴射待 測試的裝置的一部分以用于局部測試。其后，操作待測試的裝置的真空泵或?qū)⒄婵毡眠B接 于該裝置。然后，測量由泵輸送的氦氣。由此可確定裝置的整體漏率。這些是允許非常精 確地確定漏率的方法，但是，它們僅可在單獨較小的設(shè)備或裝置的情況下經(jīng)濟地執(zhí)行。僅在 限定范圍內(nèi)能夠利用這些方法來檢查整個真空系統(tǒng)。在這方面，應當考慮到真空系統(tǒng)包括 多個單獨的設(shè)備或裝置，其中整個真空系統(tǒng)有時可包括多于五十個、甚至可能多于一百個 單獨的設(shè)備或部件。而且，真空系統(tǒng)通常包括大型工藝室，例如，其可具有大于10m3、特別是 大于20m3的體積。將整個真空系統(tǒng)封閉在氦包層中以便然后能夠檢測由泵裝置泵送的氦 氣在經(jīng)濟上是不合算的。為了檢測真空系統(tǒng)的總漏率，還可以在工藝室中建立局部真空并關(guān)閉與該工藝室 連接的所有供給線路。其后，隨著時間的推移，測量工藝室中的壓強增加。由于該壓強增加 以及已知的體積，可推導出漏率。在該方法中，僅測試真空泵上游的部件。利用該方法難以 測試真空泵以及廢氣線路，尤其是如果體積較大或預期有不同程度的污染。然而，如果工藝氣體是易燃或易爆氣體或者是相應氣體的混合物，則必須精確地 確定氧含量，以便確定待輸送的介質(zhì)的爆炸極限或可燃極限。這需要相應精度的安全相關(guān) 測試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于確定真空系統(tǒng)的總漏率的方法，其允許以簡單并且 特別是以經(jīng)濟的方式確定總漏率。特別地，該方法用于監(jiān)視待輸送的介質(zhì)或工藝氣體的爆 炸極限或可燃極限。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于執(zhí)行該方法的真空系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，該目的分別通過權(quán)利要求1和權(quán)利要求9限定的方法以及權(quán)利要求 15限定的真空系統(tǒng)來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，用于確定真空系統(tǒng)總漏率的該方法適于特別是在大體積真空系統(tǒng)和 /或包括多個單獨裝置或設(shè)備的真空系統(tǒng)的情況下使用。特別地，這些真空系統(tǒng)是具有如下 工藝室的真空系統(tǒng)，即該工藝室具有幾立方米的體積、特別是大于IOm3或者甚至大于20m3 的體積。另外，本發(fā)明的方法特別適于具有多個——其可以是多于五十個、尤其是多于一百 個的數(shù)量——單獨設(shè)備或儀器或裝置的系統(tǒng)。該工藝室與泵裝置相連，該泵裝置包括至少 一個、通常為多個真空泵。真空系統(tǒng)可由多個工藝室形成并且可以包括多個泵送系統(tǒng)。沿流動方向觀察，廢氣凈化系統(tǒng)可設(shè)置在泵裝置的下游。該廢氣凈化系統(tǒng)凈化工 藝氣體。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的真空系統(tǒng)還包括諸如氧傳感器的傳感器裝置。沿流動方向觀察，傳感器裝置設(shè)置在泵裝置的下游，如果存在廢氣凈化系統(tǒng)，則該傳感器優(yōu)選地在廢氣凈 化系統(tǒng)之前盡可能靠近該廢氣凈化系統(tǒng)。特別地，傳感器可與控制和/或評估裝置相連，優(yōu)選地，該控制和/或評估裝置還 可與系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥相連并用于控制該系統(tǒng)。在根據(jù)本發(fā)明的用于確定真空系統(tǒng)的總漏率的第一方法中，在第一步驟中切斷對 真空室的工藝氣體供應。例如，這通過停用或關(guān)閉工藝氣體供應線路或通過保持供給線路 關(guān)閉來實現(xiàn)。為此設(shè)置的電動閥優(yōu)選地由控制裝置控制。在下一步驟中，將運載氣體一 優(yōu)選地，惰性氣體一供應至工藝室中。氮氣是可選的惰性氣體。根據(jù)所使用的傳感器，也 可采用其它氣體，其中應當注意避免由氣體導致的測量惡化(corruption)。運載氣體通過泵裝置輸送。另外，該泵裝置輸送由于滲漏而進入工藝室中的氣體 或空氣。氣體組分的含量由沿流動方向觀察布置在泵裝置下游的傳感器測量。優(yōu)選地，使 用氧傳感器測量氧含量，因為氧氣組成了空氣的最大部分?；跍y量的氣體組分的含量，確 定真空系統(tǒng)的總漏率。根據(jù)本發(fā)明，這有利地可以以簡單的方式成為可能，因為，已知空氣 中的約21 %的氧含量并且在泵送運載氣體的同時空氣通過滲漏進入該系統(tǒng)?；跍y量的氧 含量或測量的空氣中其它氣體組分的含量，例如，可參考存儲在控制器中的表格以簡單且 快速的方式確定總漏率。優(yōu)選地，已知運載氣體的流率，S卩，單位時間內(nèi)供應到工藝室的運載氣體的體積。 因此，尤其是在直接對其提供相應數(shù)據(jù)的評估裝置中，可以精確地計算真空系統(tǒng)的總漏率。在特別優(yōu)選的實施方式中，所使用的氧傳感器是以體積百分比(％ vol.)測量氧 含量的氧傳感器。特別適于作為氧傳感器的是利用電解方法以體積百分比測量氧含量的傳 感器。例如，這可以是指定為來自德爾格(Digger )公司的“氣體檢測儀(Polytron)”的 傳感器。這種傳感器在大致存在大氣壓強的區(qū)域中能夠可靠地操作。這對于傳感器的如 下優(yōu)選布置也是適用的，即傳感器處于泵裝置的沿流動方向的下游并且處于氣體凈化系 統(tǒng)——如果設(shè)置的話——的上游。利用已知的或通過適當?shù)膫鞲衅鳒y量的運載氣體的流率、特別是恒定流率，并且 利用以體積百分比測量的氧含量，可通過數(shù)學方法或通過使用存儲的表格以簡單的方式確 定總漏率。當輸送例如H2的易燃或易爆氣體時，必須考慮到空氣中氫氣的爆炸下限約為4%。 因此，必須確保系統(tǒng)中的氧氣濃度不超過0.8% vol.。針對工藝氣體中已知的氫氣流量或 已知的氫氣含量，因此可以獲得整個真空系統(tǒng)中的最大可接受的空氣滲漏。根據(jù)安全要求 以及當輸送可能附加的其它易爆或易燃氣體或氣體混合物時，相應的極限將會不同。根據(jù)真空系統(tǒng)的總漏率的上限、尤其是與工藝相關(guān)的上限，僅在未達到相應的上 限時本發(fā)明提供系統(tǒng)的釋放。在優(yōu)選實施方式中，系統(tǒng)的相應的阻塞或釋放自動發(fā)生并且 可通過現(xiàn)有的控制器實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，當限定氣體漏率的上限時或當確定氣體漏率時，應當考慮工藝氣體 和/或在工藝期間形成的氣體的氣體百分比。因此，優(yōu)選地應當考慮到，工藝氣體本身包括 例如氧氣，從而例如在較低的總漏率下將已經(jīng)形成易爆氣體混合物。另外，應當考慮到，例 如，在工藝中可形成有害氣體或氣體混合物或者例如氧氣。在特別優(yōu)選的實施方式中，當限 定總漏率的上限時或當確定總漏率時，將考慮到或包括這一點。
為了保證真空系統(tǒng)的安全性，優(yōu)選地以定期時間間隔執(zhí)行本發(fā)明的方法。另外，可 以在每個工藝開始之前執(zhí)行該方法，例如，在每個新的批次之前?？梢詫⒍ㄆ趫?zhí)行與每個工 藝開始之前的執(zhí)行進行結(jié)合。特別地，這取決于工藝開始的頻率以及所需的安全程度。根據(jù)本發(fā)明的用于確定真空系統(tǒng)的漏率的另一方法是一種連續(xù)的方法。在這種情 況下，該真空系統(tǒng)如上所述進行構(gòu)造。特別地，傳感器、優(yōu)選地氧傳感器布置在泵裝置的沿 流動方向的下游以及在廢氣凈化系統(tǒng)——如果設(shè)置的話——的上游。在本方法的該實施方 式中，優(yōu)選地在工作過程期間——即，當將工藝氣體供應至工藝室的同時——測量廢氣中 的氣體組分的含量、特別是氧含量。此外，優(yōu)選地，將氧含量傳送給評估裝置。而且，該評估 裝置已知工藝氣體或工藝廢氣的組分、尤其是氧含量。由此可確定總漏率，并且特別地，可 限定出于安全原因不應過的總漏率的上限，以便避免形成易爆或易燃氣體混合物。必須已知工藝氣體或工藝廢氣的氧含量以便確定形成易爆或易燃氣體的臨界氧 含量。氫含量或者是已知的，或者可通過單獨的氫傳感器進行測量。優(yōu)選地，通過氧傳感器以體積百分比測量氧含量。如果測量氫含量，則優(yōu)選地也以 體積百分比進行測量。在用于確定總漏率的連續(xù)方法中，優(yōu)選地，當超過第一極限值時發(fā)出報警信號。這 可以是聲音和/或視覺報警信號。優(yōu)選地，下限值是如下極限值，即在該極限值處，工藝可 能進入關(guān)于形成氣體的可燃性或爆炸性的臨界范圍，但不需要關(guān)斷該系統(tǒng)。優(yōu)選地，當超過 第二極限值時，自動關(guān)斷該系統(tǒng)。此處，根據(jù)相應的安全性需要選擇第二極限值從而使得能 夠超越可燃或爆炸的風險。特別優(yōu)選地，結(jié)合執(zhí)行上述兩種方法以便循環(huán)及連續(xù)確定總漏率。適于執(zhí)行該方法的真空系統(tǒng)是僅設(shè)有附加的傳感器、特別是氧傳感器的傳統(tǒng)的真 空系統(tǒng)。此處，該傳感器優(yōu)選地布置在泵裝置的沿流動方向的下游，從而使傳感器特別地位 于系統(tǒng)的大致存在大氣壓強的部分中。優(yōu)選地，傳感器與評估裝置、尤其是電子評估裝置相 連，其根據(jù)測量的氣體組分的含量、特別是氧含量直接計算總漏率。在特別優(yōu)選的實施方式中，傳感器并不是布置在直接連接于泵裝置并且可能通向 廢氣凈化系統(tǒng)的管線中，而是布置在該管線的旁路中。這尤其在本發(fā)明的循環(huán)方法中是可 行的，因為，在這種情況下傳感器不會連續(xù)地經(jīng)受廢氣流。為此，可在旁通支路中設(shè)置閥、尤 其是電控閥，僅當執(zhí)行循環(huán)測量方法時開啟該閥。優(yōu)選地，真空系統(tǒng)的工藝室與運載氣體供應裝置相連。該運載氣體供應裝置可經(jīng) 由閥與流量計裝置相連。在優(yōu)選實施方式中，閥——優(yōu)選地，電控閥——可通過控制及評估 裝置控制。因此，可以以全自動的方式執(zhí)行本發(fā)明的循環(huán)確定方法。當執(zhí)行本發(fā)明的上述連續(xù)方法時，相應的流量計裝置優(yōu)選地設(shè)置在優(yōu)選地與電控 閥連接的工藝氣體供應線路中。因此，可以簡單的方式測量所供應的工藝氣體體積。


下面將參照優(yōu)選實施方式詳細描述本發(fā)明。示意圖示出了用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的真空系統(tǒng)。
具體實施例方式真空系統(tǒng)包括工藝室10，例如，可在其中進行太陽能電池板的涂覆工藝。通過由箭 頭12指出的管線，可將不同的工藝氣體供應至工藝室10。工藝室10通過吸入線路14與泵 裝置16相連。泵裝置16泵送來自工藝室10的工藝氣體并經(jīng)由線路18將其輸送至廢氣凈 化系統(tǒng)19。為了執(zhí)行本發(fā)明的兩種方法，在旁路20中設(shè)有氧傳感器22以及電控閥24。旁路 20連同位于泵裝置16的沿流動方向的下游的線路18優(yōu)選地靠近廢氣凈化系統(tǒng)19定位。 旁路20將分支的廢氣直接引導至該廢氣凈化系統(tǒng)。氧傳感器22和電控閥24連接于控制 及評估裝置26。為了執(zhí)行用于確定總漏率的循環(huán)方法，工藝室10經(jīng)由線路28被供以運載氣體。流 量計裝置30布置在線路28中。流量計裝置30具有電控閥32。流量計裝置30并且因此閥 32也與評估及控制裝置26相連。當執(zhí)行本發(fā)明的用于確定總漏率的連續(xù)方法時，可省略到達工藝室10的相應供 給線路。然而，替代地，必須測量氣體流量12。為此，在工藝氣體供應線路中可設(shè)置相應的 流量計裝置。為了執(zhí)行本發(fā)明的循環(huán)測量方法，以已知的流率經(jīng)由供應線路28將運載氣體供 應至工藝室10。所供應的運載氣體流率是已知的或可進行測量，并且被傳送至評估裝置 26。由氧傳感器22測量的氧氣的體積百分比也被傳送至評估裝置26。由此，該評估裝置可 確定該系統(tǒng)的整體空氣漏率。由于空氣的氧含量已知并且約為21%，由此，也可基于空氣漏 率確定氧流量。例如，如果將lOOsccm (標況毫升每分)的運載氣體供應至工藝室并且氧傳感器示 出6% vol.，則該系統(tǒng)的整體空氣漏率為40sCCm。對于空氣中21%的氧含量，這樣使得氧 流量為8. 4sccm0因此，在連續(xù)方法中，如果工藝氣體流量以及例如工藝氣體本身的氧含量 和在工藝期間生成的氧已知，則可基于由氧傳感器測量的值確定系統(tǒng)的空氣漏率。
權(quán)利要求
1.一種用于確定真空系統(tǒng)的總漏率的方法，所述真空系統(tǒng)包括工藝室(10)以及連接 于所述工藝室(10)的泵裝置(16)，所述方法包括如下步驟停止向所述工藝室(10)的工藝氣體供應， 將運載氣體供應至所述工藝室(10)， 通過所述泵裝置(16)輸送所述運載氣體以及滲漏氣體， 測量所泵送的氣體的氣體組分的含量，以及 基于所測量的所述氣體組分的含量確定所述真空系統(tǒng)的總漏率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以恒定的已知流率將所述運載氣體供應至所述 工藝室(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，以體積百分比測量所述氣體組分的含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的方法，其中，所使用的所述運載氣體是惰性氣體和/或?qū)ρ鹾窟M行測量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，根據(jù)限定的總漏率的上限，當超過 所述上限時所述系統(tǒng)不釋放用于生產(chǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當限定總漏率的上限時或當確定總漏率時考慮 所述工藝氣體和/或在工藝期間生成的氣體的氣體比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，被考慮的所述工藝氣體是氧氣和/或可燃氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中，以定期時間間隔和/或特別是在每 個工藝開始之前執(zhí)行所述方法。
9.一種用于確定真空系統(tǒng)的總漏率的方法，所述真空系統(tǒng)包括工藝室(10)以及連接 于所述工藝室(10)的泵裝置(16)，所述方法包括如下步驟在工作工藝期間測量氣體組分的含量，以及基于所測量的所述氣體組分的含量以及工藝氣體流量，確定所述真空系統(tǒng)的總漏率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，對氣體組分氧進行測量和/或所述工藝氣體的 氫含量是已知的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，以體積百分比測量氧含量和/或以體積百分比測量氫含量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的方法，其中，當超過第一極限值時生成報警信 號和/或當超過第二極限值時自動關(guān)斷所述真空系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的方法，其中，沿流動方向觀察，在所述泵裝置 (16)的下游確定所述氣體組分的含量。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的用于循環(huán)確定真空系統(tǒng)的總漏率的方法， 其中，還在生產(chǎn)工藝期間執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項所述的用于連續(xù)確定真空系統(tǒng) 的總漏率的所述方法。
15.一種真空系統(tǒng)，在所述真空系統(tǒng)中能夠執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的 方法，所述真空系統(tǒng)包括工藝室(10)，與所述工藝室(10)相連的泵裝置(16)，用于確定氣體組分的含量的傳感器(22)，所述傳感器布置在所述工藝室(10)的沿流動方向的下游，以及用于確定總漏率(16)的評估裝置(26)，所述評估裝置與所述傳感器(22)相連。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的真空系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器布置在分支(20)中、尤 其是布置在與所述泵裝置(16)的出口連接的管線(14)的旁路中。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的真空系統(tǒng)，其特征在于，沿流動方向觀察，廢氣凈化裝 置(19)布置在所述泵裝置(16)的下游，所述傳感器(22)布置在所述凈化裝置的上游。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的真空系統(tǒng)，其特征在于，運載氣體供應裝置 (28,30)與所述泵室連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定真空系統(tǒng)的總漏率的方法，該方法可連續(xù)地或循環(huán)地操作。該真空系統(tǒng)包括至少一個工藝室(10)以及連接于該工藝室(10)的泵送裝置(16)。在根據(jù)本發(fā)明的循環(huán)確定方法中，采取如下步驟停止向所述工藝室(10)的工藝氣體供給；將運載氣體供給至所述工藝室(10)；使用泵送裝置(16)輸送所述運載氣體以及滲漏氣體；測量所泵送的氣體中的氣體組分的量；以及基于所測量的氣體組分的量確定該真空系統(tǒng)的總漏率。
文檔編號G01M3/22GK102105770SQ200980129556
公開日2011年6月22日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者托馬斯·帕爾滕, 格哈德·威廉·沃爾特, 達米安·埃倫施佩格 申請人:厄利孔萊博爾德真空技術(shù)有限責任公司