汽車碳罐氦檢漏系統(tǒng)的行業(yè)須知【科儀創(chuàng)新真空】
2021-06-18
氦質(zhì)譜檢漏原理
氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)是以無色、無味的惰性氣體氦氣為示蹤介質(zhì)、以磁質(zhì)譜分析儀為檢測儀器，用于檢漏的一種檢測技術(shù)，它的檢漏靈敏度可達(dá)10-14～10-15Pa?m3/s，可以準(zhǔn)確確定漏孔位置和漏率。氦質(zhì)譜檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)組件和電子學(xué)控制元件三大部分組成。質(zhì)譜室接在分子泵的高真空端，入口接在分子泵和機械泵之間，利用分子泵對不同氣體具有不同壓縮比的特點，氦氣逆著分子泵的抽氣方向進入質(zhì)譜室。檢漏儀在質(zhì)譜室中將氣體電離,這些離子在加速電場的作用下進入磁場，在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),由于不同荷質(zhì)比的離子具有不同的電磁學(xué)特性，偏轉(zhuǎn)半徑各不相同，在擋板的作用下，氦檢漏儀的收集板只允許帶正電的氦離子被接收到，單位時間到達(dá)收集板的氦離子對應(yīng)于一個電流信號，這個電流信號正比于進入到達(dá)收集板氦離子的數(shù)量，電流信號經(jīng)過放大后顯示在質(zhì)譜儀的顯示面板上，其大小反映了泄漏點的漏率，通過泄漏率大小來確定該位置泄漏程度的大小。光無源器件對密封性的要求極高，如果存在泄漏會影響其使用性能和精度，光通信行業(yè)的漏率標(biāo)準(zhǔn)是小于5×10-8mbar。
氦質(zhì)譜檢漏儀的示蹤氣體選用氦氣,是因為氦氣具有以下優(yōu)良特性：
①氦氣在空氣中的含量少，體積含量為5.24×10-6，如果氦氣在環(huán)境中的含量超過標(biāo)準(zhǔn)，可以比較容易地探測到極微量的氦氣；
②氦分子小、質(zhì)量輕、易擴散、易穿越漏孔、易于檢測也易于清除；
③氦離子荷質(zhì)比小，易于進行質(zhì)譜分析；
④氦氣是惰性氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會腐蝕和損傷任何設(shè)備；
⑤氦氣無毒，不凝結(jié)，極難容于水。
今天科儀創(chuàng)新小編和大家分享的是氦質(zhì)譜檢漏的工作原理，希望對您有所幫助！
氦質(zhì)譜檢漏儀
今天和大家分享的是氦質(zhì)譜檢漏儀的相關(guān)知識，希望對您有所幫助！
氦質(zhì)譜檢漏方法在真空檢漏技術(shù)領(lǐng)域里已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,這種方法的優(yōu)點是:檢漏靈敏度高,可以檢漏到10-11Pam3/s 數(shù)量級,儀器響應(yīng)快,氦分子在儀器高真空的環(huán)境中擴散的速度很高;所以氦質(zhì)譜檢漏儀在許多領(lǐng)域里得到廣泛的應(yīng)用,例如,在航空航天領(lǐng)域里宇宙飛船、航天飛機、火箭、飛機等這些都要用到真空檢漏技術(shù)。在一般工業(yè)領(lǐng)域里原子能、發(fā)電廠、配電站、合成氨的氮肥生產(chǎn)廠、汽車制造業(yè)、造船工業(yè)、制冷工業(yè)、冶金工業(yè)、輸氣管道、氣罐、油罐、鍋爐快餐食品包裝等都離不開檢漏問題,同樣在導(dǎo)1彈武1器裝備中也離不開檢漏,導(dǎo)1彈彈體、燃料儲備罐、燃料運輸管道、彈頭、特殊部件的密封性都要用到氦質(zhì)譜檢漏,本文主要真對氦質(zhì)譜檢漏原理及方法進行綜述。在示值誤差測量中，每一標(biāo)準(zhǔn)漏孔用氦質(zhì)譜檢漏儀重復(fù)測量三次，可用公式(2)計算氦質(zhì)譜檢漏儀在該漏率下的重復(fù)性。
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氦質(zhì)譜檢漏儀常用檢漏方法及標(biāo)準(zhǔn)
氦質(zhì)譜檢漏法是利用氦質(zhì)譜檢漏儀的氦分壓力測量原理，實現(xiàn)被檢件的氦泄漏量測量。當(dāng)被檢件密封面上存在漏孔時，示漏氣體氦氣及其它成分的氣體均會從漏孔泄出，泄漏出來的氣體進入氦質(zhì)譜檢漏儀后，由于氦質(zhì)譜檢漏儀的選擇性識別能力，僅給出氣體中的氦氣分壓力信號值。當(dāng)被檢件密封面上存在漏孔時，示漏氣體氦氣及其它成分的氣體均會從漏孔泄出，泄漏出來的氣體進入氦質(zhì)譜檢漏儀后，由于氦質(zhì)譜檢漏儀的選擇性識別能力，僅給出氣體中的氦氣分壓力信號值。在獲得氦氣信號值的基礎(chǔ)上，通過標(biāo)準(zhǔn)漏孔比對的方法就可以獲得漏孔對氦泄漏量。
根據(jù)檢漏過程中的示漏氣體存貯位置與被檢件的關(guān)系不同，可以將氦質(zhì)譜檢漏法分為真空法、正壓法、真空壓力法和背壓法，下面分別總結(jié)了這四種氦質(zhì)譜檢漏法的檢測原理、優(yōu)缺點及檢測的標(biāo)準(zhǔn)。
真空法氦質(zhì)譜檢漏
采用真空法檢漏時，需要利用輔助真空泵或檢漏儀對被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封室抽真空，采用氦罩或噴吹的方法在被檢產(chǎn)品外表面施氦氣，當(dāng)被檢產(chǎn)品表面有漏孔時，氦氣就會通過漏孔進入被檢產(chǎn)品內(nèi)部，再進入氦質(zhì)譜檢漏儀，從而實現(xiàn)被檢產(chǎn)品泄漏量測量。按照施漏氣體方法的不同，又可以將真空法分為真空噴吹法和真空氦罩法。其基本工作原理是采集被檢件中的氣體樣品并將其電離，根據(jù)不同種類氣體離子質(zhì)荷比不同的特點，利用磁偏轉(zhuǎn)分離原理將其區(qū)分開來。其中真空噴吹法采用噴槍的方式向被檢產(chǎn)品外表面噴吹氦氣，可以實現(xiàn)漏孔的準(zhǔn)確定位; 真空氦罩法采用有一定密閉功能的氦罩將被檢產(chǎn)品全部罩起來，在罩內(nèi)充滿一定濃度的氦氣，可以實現(xiàn)被檢產(chǎn)品總漏率的測量。
氦質(zhì)譜檢漏儀故障與處理
(1)內(nèi)部的密封結(jié)構(gòu)
當(dāng)檢漏儀內(nèi)部存在泄漏時，會對檢漏工作造成較大干擾，容易造成誤檢、誤判。 檢漏儀內(nèi)部主要的密封部位在檢漏儀的后側(cè)(見圖2)，位于隔熱板的上方：①檢漏儀測試口與閥門組塊的連接部位，密封方式采用膠灌密封，檢漏儀在運輸過程中如遇到強烈震動，此處容易造成密封膠開裂。②各電磁閥與閥門組件間的連接部位。密封方式采用氟橡膠圈或金屬墊片密封，橡膠圈的密封壽命有限，使用5 年以上時，有可能會存在密封失效的問題。2、135o電離偏轉(zhuǎn)(自然聚焦點)的全新質(zhì)譜技術(shù)，金屬密封結(jié)構(gòu)。③各零部件接口處的密封部位。如放大器與質(zhì)譜室、離子源與質(zhì)譜室、分子泵與質(zhì)譜室、標(biāo)準(zhǔn)漏孔與閥門組件、真空計與閥門組件等接口間的金屬墊片密封或橡膠圈密封。
(2)定位方法
采用噴吹法對各密封部位的氣密性進行檢測，因檢漏儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，各密封結(jié)構(gòu)間的距離很近，檢測時定位難度較大。經(jīng)摸索，在檢測時采用以下技巧，可提高定位的能力：①查漏前，先將分子泵風(fēng)扇的電源斷開，避免風(fēng)扇將氦源吹散至各個密封環(huán)節(jié)，造成定位不準(zhǔn)確。②噴吹時，要嚴(yán)格控制氦源的流量，盡量采用噴槍咀流量小的噴槍，提高定位的能力。耐壓要求：對產(chǎn)品加壓到實驗壓力，保壓一段時間，降到常壓，經(jīng)檢查無泄漏和異常變形。③儀器的反應(yīng)時間小于1 s，所以在一個部位噴吹的時間約3 s，再等待約3 s 后觀測信號有無變化。
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