MESSEN & ERKENNEN | PRÜFTECHNIK

Smarter Schnüffler
Ein platter Reifen, ein Luftballon der sich nicht füllen lässt, wer kennt das nicht? Irgendwo hatsich ein Löchlein versteckt. Mit einer Schüssel und Wasser lässt sich die Fehlstelle dann schnell
entdecken. In der Fertigung genügt das leider nicht mehr – hier müssen andere LösungenAbhilfe schaffen – zum Beispiel ein Helium-Schnüffellecksuchgerät.
T E X T: Sandra Seitz, Inficon76

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BILD ER: ollikainen; Inficonwww.aud24.net/PDF/19655AD

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NI Industrial Control Platform

In der industriellen Serienfertigung
ist oft eine integrale Prüfung der Dichtheit von Bauteilen notwendig. Zu dendrei gängigsten Methoden dafür zählen
die Druckabfallmethode, die Prüfung
mit einem Prüfgas in der Akkumulationskammer und die Prüfung in derHelium-Vakuumkammer. Nicht zuletzt
die Druckabfallmethode ist für Prüfungen in der Linie beliebt, denn auch sielässt sich automatisiert durchführen
und ist bei den üblichen Dichtheitskriterien eine recht schnelle Variante.
Sie hat aber denselben Nachteil wie die
anderen bisher genannten Verfahren:
mit all diesen integralen Prüfmethodensind immer nur Ja-/Nein-Aussagen zur
Dichtheit möglich. Größe und Lage vonLeckagen sind dadurch nicht bestimmbar. Bei Low-Cost-Produkten mag solcheine Ja-/Nein-Aussage ausreichend sein,denn bei Undichtigkeit wird das billige
Prüfteil einfach als Ausschuss deklariert.
Sind die Fertigungskosten eines Bauteils
aber hoch, lohnt sich auch eine entsprechende Nachbearbeitung. Die Voraussetzung dafür: der Mitarbeiter muss zuerst
Lage und Größe des Lecks identifizieren
können.

Helium-Schnüffellecksuche
Gerade diejenigen, die Helium immer
nur mit aufwendigen Vakuumkammern
und Massenspektrometrie assoziieren,
wird es vielleicht überraschen: aber
Helium ist als Prüfgas sehr flexibel einsetzbar. Schnüffellecksuchgeräte auf
Helium-Basis liefern auch unter Normaldruck schnelle, präzise und zuverlässige Ergebnisse. Ein Beispiel dafür ist derProtec P3000XL, dessen Sensoren nachdem Wise Technology-Prinzip arbeiten.
Solch ein Helium-Schnüffellecksuchgerät ist in vielen Fällen sogar die ideale

Ergänzung zu automatisierten Dichtheitsprüfungen in der Linie. Und mehrnoch: wird die Schnüffelleitung an einem
Roboterarm befestigt, lässt sich mit ein
und demselben Schnüffellecksuchgerät
an einer Prüfstation beides realisieren.
Serienprüfung mit Ja/Nein-Ergebnis unddie gegebenenfalls nötige genaue Lokaliserung des Lecks können automatisiertin einem erfolgen.

Steuern und Regeln
mit höchster
Präzision undFlexibilität

Druckbfall- undAkkumulationsmethodeBei der automatisierten Dichtheitsprüfung in der Automobilindustrie geht
es oft um Komponenten wie Pumpenund Öl-Filter, aber auch um komplexe
Bauteile wie Motoren, Getriebe- oder
Kupplungsgehäuse. Hierfür eignet sichauch die kostengünstige Druckabfallmethode. Doch wenn es um elastische
Materialien geht, wie etwa Kunststoffe,
die sich unter Druck verformen, umPrüfteile mit sehr großen Volumina oderwenn es Temperaturunterschiede zwischen Prüfteil und Umgebung gibt, sinddies Hürden für den präzisen Nachweis
von Leckagen mit der Druckabfallmethode. Spätestens dann empfielhlt sichals leistungsfähige Alternative die Dichtheitsprüfung mit Helium in der Akkumulationskammer unter Normaldruck.
Anders als die herkömmliche Massenspektrometrie kommt die Akkumulationsmethode ohne aufwendiges Vakuum
aus. Im Bereich 10-2 bis 10-5 mbar l/s
stellt das Heliumverfahren darum einesehr sinnvolle und kostengünstige
Lösung dar.

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sind Marken der National Instruments Corporation.

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Das Helium-Schnüffellecksuchgerät Protec P3000XL

müssen die Leckstellen genau lokalisiert
werden. Aber Methoden wie das Eintauchen ins Wasserbad oder der Einsatz vonLecksuchspray eignen sich dafür oft nur
bedingt, weil die Prüfteile im Anschlusszeitaufwendig getrocknet und gereinigt
werden müssen. Bauteile mit elektronischen Komponenten lassen sich so perse nicht prüfen. Zudem werden dem
Wasser im Tauchbad meist Zusätze beigegeben, um es zu entspannen oderauch um Algenbildung zu verhindern.
Dieses Wasser muss später mit entsprechenden Kosten als Sondermüll entsorgt
werden. Die Helium-Schnüffellecksuche
stellt darum für die Lokaliserung vor
Beginn der Nachbearbeitung oft eine
sinnvolle Alternative dar. Insbesondere
Helium-Lecksuchgeräte wie der Protec P3000XL, dessen Sensoren auf dem
patentierten Wise Technology-Prinzip
basieren, liefern dank hoher Empfindlichkeit sowie niedriger Abklingzeiten
schnelle, präzise und vor allem reproduzierbare Ergebnisse.

Wise Technology-Sensor
Der Wise Technology-Sensor nutztstattherkömmlicher
Massenspektrometrie eine für Helium permeableQuarz-Membran. Der Helium-Sen-78

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sor misst den Prüfgasgehalt über demPrüfteil bei Normaldruck und ist in derLage, kleinste Konzentrationsanstiegesicher aufzulösen. Die Nachweisgrenze
des Sensors liegt bei Leckraten von 10-7
mbar l/s. Zu den praktischen Vorzügen
des Helium-Schnüffellecksuchers zählen
zudem seine schnelle Ansprechzeit unddie Tatsache, dass er Messungen auchmit größerem Abstand zum Prüfteilgestattet. Im Falle des Protec P3000XList es dank eines hohen Gasdurchflusses
von 3.000 sccm möglich, Leckagen nochin 20 mm Abstand aufzuspüren. Außerdem lassen sich so auch bei geometrischkomplexen Komponenten wie Motorblöcken, Kraftstofftanks und Getrieben
Lecks sicher und schnell lokalisieren.

Intelligente Software
Idealerweisestelltdas
Helium-Schnüffellecksuchgerät auch gleich
fest, wie viel Prüfgas über das Leck austritt – und berechnet so dessen Größe.
Die Software sollte zudem bei mehreren
Leckagen die unterschiedlichen Leckraten addieren können, um so einenschnellen Abgleich gegen die bei derintegralen Dichtheitsprüfung gemessene Gesamtleckrate zu ermöglichen.
Dies verhindert auch, dass der Prüfer ein

Leck übersieht. Entsprechende optische
und akustische Alarmfunktionen undeine Beleuchtung unterhalb des Messkopfs geben zusätzliche Sicherheit. Füreinen effizienten Einsatz in automatisierten Lecksuch-Szenarien ist auch die
optimale Steuerung der Prüfprozesse ein
Faktor. Idealerweise lassen sich zur Steuerung eines Roboters verschiedene Protokolle mit einer Vielzahl von diskreten
Messpunkten komfortabel über die SPS
definieren.

Genau und automatischModerneHelium-Schnüffellecksuchgeräte, die bei Normaldruck undohne Massenspektrometrie messen,
erweisen sich in vielen Fällen als eine
ideale Ergänzung zu herkömmlichen
integralen Serienprüfverfahren, sei es
Druckabfallprüfung,Akkumulationskammer oder Helium-Vakuumkammer.
Geräte mit Wise-Technolgy-Sensor verbinden hohe Präzision und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse mit niedrigen Prozessanforderungen und robuster
Technologie. Damit eignen
sich diese Ausführungen auchsehr gut für den Einsatz inselbstständigen, automatisier- Schnüffellecksuchgerät imYouTube-Videoten Prüfsystemen. ☐A&D | Ausgabe 4.2014

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