Brevet FR2532424A1 — publié le 19840302

_ 1-_ Dispositif de mesure et d'affichage du taux Q de fuite pour un détecteur de fuites à gaz traceur On sait que dans le but de contrôler l'étanchéité d'un organe tel qu'un réservoir ou d'une installation sous vide on utilise un gaz traceur tel que l'hélium que l'on injecte dans ledit organe ou installation Dans le cas o de tels organes présentent une fissure, l'hélium débouche de cette dernière et est envoyé dans un dispositif de mesure tel qu'un spectromètre de masse analyseur de gaz qui permet donc selon la quantité d'hélium reçue de déterminer l'importance de ladite fissure. Un détecteur de fuites conventionnel est généralement constitué de quatre parties: Une première partie destinée à évacuer lair de lîorgane ou de l'installation à contrôler au moyen notamment d'une pompe primaire par exemple du type à palettes associée à des organes tels que vanne d'isolement de la pompe, vanne d'entrée d'air, manomètre de mesure de pression O Une deuxième partie destinée à analyser le gaz traceur en prove- nance de ladite première partie et comportant donc une cellule d'analyse tel qu'un spectromètre de masse, une pompe primaire par exemple à palettes, un dispositif de pompage secondaire du type pompe à diffusion turbo-moléculaire ou ioniques un piège par exemple à azote liquide, et un manomètre de mesure de pressions. Une troisième partie apte à introduire le mélange gazeux à analyser ou une fraction de ce dernier dans ladite deuxième partie et comportant généralement une vanne à débit réglable. Enfin une quatrième partie de calcul et d'affichage des résultats donc de l'importance des fuites, par exemple au moyen d'un dispositif électronique approprié. Or dans les techniques conventionnelles de détection des fuites, ces dernières varient dans une gamme de valeurs étendues que l'on peut évaluer sensiblement de 10 il à 103 atmosphère cm 3/seconde, cette gamme de valeurs étant d'ailleurs exprimée en N décades par les techniciens en matière de vide La gamme de valeurs précédente correspond donc à 15 décades. 2- En conséquence, une telle étendue desdites gammes conduit les constructeurs de détecteurs de fuites à mettre en oeuvre des montages divers adaptés à la valeur des fuites à détecter. Pour fixer les idées dans le cas de fuites de faibles valeurs, de l'ordre de 10 11 à 10 5 atmosphère cm 3/eeconde, la totalité du flux gazeux d'hélium est dirigée vers l'analyseur, la vanne de ladite deuxième partie étant entièrement ouverte. Dans le cas de fuites de valeurs moyennes soit de 10 5 à 1 atmosphère cm 5/seconde une partie du flux gazeux sera détournée vers la pompe primaire de la première partie du détecteur tandis que la vanne de la deuxième partie dudit détecteur ne sera que partiellement ouverte, ou remplacée par des vannes à plus faible passage gazeux. Enfin, pour des fuites de valeurs élevées, supérieures à 1 atmosphère cm 3/seconde il s'avère nécessaire de limiter le débit de la vanne de la deuxième partie par tout moyen approprié tel qu'un diaphragme, un tube capillaire ou autre, et même de remplacer ladite vanne par une membrane. De la sorte, selon le cas, la cellule d'analyse décèle un flux d'hélium q qui la traverse, et qui correspond à la totalité ou à une partie du flux Q débouchant d'une fissure de l'organe ou installation à tester. La capacité de mesure des circuits électroniques associés à la cellule d'analyse est limitée à un nombre restreint de N décades de valeurs de fuites soit 5 à 6 au maximum. Autrement dit dans les réalisations de détecteurs actuelles à nombre restreint de décades, il n'existe pas de solution permettant à l'opérateur de connaître simultanément la valeur exacte de la fuite Q à travers ladite fissure et la gamme de mesure de N décades dans les conditions instantanées de travail Il en résulte que l'utilisateur pourra envisager une sensibilité-de l'appareil de nature à déceler des : fuites de l'ordre de 101 atmosphère cm 3/seconde, alors qu'en fait une pression d'entrée de 10 atmosphère par exemple, limitera ladite sensi- bilité à-10 atmosphère cm 3/seconde. La présente invention permet de remédier aux inconvénients cités ci-dessus en permettant à l'opérateur de connaître exactement les possi- -3 bilités de son appareil. L'invention a pour objet un dispositif de mesure et d'affichage du taux Q de fuite pour un détecteur de fuites à gaz traceur du type comportant principalement une pompe à vide primaire apte à être connectée o non à un organe à contr 8 ler, une vanne connectée également audit organe à contrôler et communiquant avec une cellule d'analyse maintenue sous vide par 1 ' intermédiaire d'un groupe de pompage compre- nant une pompe primaire et une pompe secondaire, ladite vanne comportant un clapet dont le degré d'ouverture est commandé par un moteur asservi à 10 la pression régnant sensiblement à l'entrée de ladite cellule d'analyse, ce degré -d'ouverture étant converti en un signal électrique transmis audit dispositif de mesure et d'affichage lui-même asservi à ladite cellule d'analyse, caractérisé en ce que ledit dispositif de mesure et d'affichage comporte un système de signalisation permettant de sélectionner et d'afficher une étendue de N décades dans une gamme de N décades et d'afficher simultanément dans cette gamme de N décades la valeur de la fuite de l'organe à contr 8 ler. Selon une réalisation préférée de l'invention, ledit système de signalisation comporte simultanément un ruban gradué sur une étendue de N décades apte à défiler devant une fenêtre s'étendant sur une longueur correspondant à N décades, et une aiguille indicatrice. Dans une variante de réalisation, le système de-signalisation comporte un dispositif lumineux indiquant la portion sélectionné des n décades de travail parmi l'étendu des N décades, et indiquant simulta- nément par des moyens lumineux la valeur de la fuite dans cette gamme sélectionée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation préféré d'un détecteur de fuites selon l'invention. La figure 2 représente le dispositif d'affichage mis en oeuvre dans le détecteur selon l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 est affectée à un organe par _ 4- exemple un réservoir dont l'étanchéité doit être contrôlée. Ce réservoir est connecté à une pompe primaire à palettes 2 par l'intermédiaire d'une conduite 3, une vanne 17 étant intercalée sur la conduite 3 dans le but d'isoler éventuellement la pompe 2 Sur cette conduite 3 sont branchés une vanne d'entrée d'air JI ainsi qu'un manomètre 5. La conduite 3 communique par l'intermédiaire d'une conduite 6 avec une vanne 7 d'introduction de gaz vers la cellule d'analyse, qui sera plus particulièrement décrite par ailleurs. Cette vanne 7 communique au moyen d'une conduite 8 avec un piège à azote liquide 9 au niveau duquel sont connectés une cellule d'analyse 10 tel qu'un spectromètre de masse et un manomètre 11 En outre une conduite 12 met en relation ledit piège 9 avec un dispositif de pompage secon- daire 13 lui-même connecté avec une pompe primaire à palettes 14, et celà au moyen de la canalisation 15. Le dispositif de pompage secondaire 13 peut être à titre nullement limitatif une pompe à diffusion, une pompe turbomoléculaire ou une pompe ionique. La référence 16 désigne un dispositif électronique de calcul et d'affichage des résultats de mesures de détection. Par ailleurs, la vanne 7 est du type vanne motorisée c'est-à-dire qu'elle comporte un clapet à ouverture progressive dont le profil permet sa mise en oeuvre pour des pressions en amont de l'ordre de 104 a 1 mbar Le déplacement dudit-clapet est commandé par un moteur électri- que ou pneumatique schématisé en 20 et asservi à la pression du manomètre 11, de telles fonctions étant matérialisées par les lignes en traits tiretés L 1 et L 2 respectivement De plus, le déplacement du clapet entraîne un déplacement concomittant du curseur d'un potentiomètre (non représenté) transmettant de la sorte au dispositif électronique 16 un signal représentatif du degré d'ouverture de la vanne 7 une telle fonction étant matérialisée par la ligne L 3. Enfin, la ligne L 4 montre que le dispositif électronique 16 est également asservi à la cellule d'analyse 10. On voit donc en conséquence que ledit dispositif électronique 16 reçoit des informations correspondant au degré d'ouverture ou de -5- fermeture de la vanne 7 L'information ainsi délivrée permet de déplacer par l'intermédiaire de rouleaux 23 un ruban 22 (figure 2) portant une graduation logarithmique sur une étendue de N décades, allant par exemple de 10 12 à 103 atmosphère cm 3/seconde, donc correspondant aux performances limites du détecteur. Ledit ruban 22 défile devant une fenêtre de lecture 24 qui ne laisse apparaître que le nombre N de décades correspondant à la gamme de lecture possible dans les conditions opératoires, soit 4 à 5 dans l'exemple représenté L'opérateur est donc ainsi renseigné sur les valeurs minimale et maximale qu'il peut mesurer dans les conditions opérationnelles de l'essai O En outre, ladite fenêtre 24 comporte une aiguille 25 dont la position est asservie, par un dispositif à asservis- sement potentiométrique, à la sortie de la cellule d'analyse 10 par l'intermédiaire du dispositif 16 donc au flux d'hélium q qui traverse la cellule j ce flux étant amplifié par un amplificateur logarithmique. Cette aiguille 25 affiche donc la valeur exacte de la fuite Q dans la gamme de N mesure apparaissant dans la fenêtre 24. On voit donc que le dispositif selon l'invention permet d'indiquer à l'opérateur, la valeur exacte du flux Q donc de la fuite de l'organe testé, ainsi que la gamme de mesure possible dans une plage des N décades sélectionnées parmi les N décades telles que définies dans ce qui précède, et celà quelles que soient les pressions d'entrée du flux gazeux. Un tel dispositif permet de clarifier l'interprétation des signaux délivrés par la cellule d'analyse. Il trouve des applications avantageuses dans le domaine des détec- tions de fuites par gaz traceur tel que l'hélium ou l'hydrogène. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réali- sation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. On peut en particulier et sans sortir du cadre de l'invention apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents susceptibles d'y assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. 6- REVENDICATIONS 1/ Dispositif de mesure et d'affichage du taux Q de fuite pour un détec- teur de fuites à gaz traceur du type comportant principalement une pompe à vide primaire ( 2) apte à gtre connectée o non à un organe à contrôler ( 1), une vanne ( 7) connectée également audit organe à contrôler ( 1) et communiquant avec une cellule d'analyse ( 10) maintenue sous vide par l'intermédiaire d'un groupe de pompage comprenant une pompe primaire ( 14) et une pompe secondaire ( 13), ladite vanne ( 7) comportant un clapet dont le degré d'ouverture est commandé par un moteur ( 20) asservi à la pression régnant sensiblement à l'entrée de ladite cellule d'analyse ( 10) , ce degré d'ouverture étant converti en un signal électrique transmis audit dispositif de mesure et d'affichage ( 16) lui-même asservi à ladite cellule d'analyse, caracté- risé en ce que ledit dispositif de mesure et d'affichage comporte un système de signalisation permettant de sélectionner et d'afficher une étendue de N décades dans une gamme de N décades et d'afficher simulta- nément dans cette gamme de N décades la valeur de la fuite de l'organe à contr 8 ler 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de signalisation comporte simultanément un ruban gradué ( 22) sur une étendue de N décades apte à défiler devant une fenêtre ( 24) s'éten- dant sur une longueur correspondant à N décades, et une aiguille indica- trice ( 25). 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de signalisation comporte un dispositif lumineux indiquant la portion sélectionné des N décades de travail parmi l'étendu des N décades, et indiquant simultanément par des moyens lumineux la valeur de la fuite dans cette gamme sélectionée.