空調(diào)氦檢漏系統(tǒng)的行業(yè)須知「多圖」
2021-06-18
氦氣檢漏儀
氦氣檢漏儀是氦質(zhì)譜檢漏儀((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗稱，運(yùn)用質(zhì)譜原理制成的儀器稱為質(zhì)譜計(jì)或質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀通過(guò)其核心部件質(zhì)譜室，使不同質(zhì)量的氣體變成離子并在某種場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后，不同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)中彼此分開(kāi)，而相同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)中匯聚在一起，如果在適當(dāng)位置安置接收1器接收所有這些離子，就會(huì)得到按照質(zhì)荷比大小依次分開(kāi)排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。如果測(cè)試結(jié)果有較大編差，可以考慮氦質(zhì)譜檢漏儀的自校功能，待完成后，再用標(biāo)準(zhǔn)漏孔進(jìn)行測(cè)試。
用于檢漏的質(zhì)譜儀稱為質(zhì)譜檢漏儀。測(cè)量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計(jì)，如四極質(zhì)譜計(jì)、射頻質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)、回旋質(zhì)譜計(jì)等都可以用于檢漏。
專門設(shè)計(jì)的以氦氣作示蹤氣體進(jìn)行檢漏的質(zhì)譜儀稱為氦質(zhì)譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應(yīng)范圍廣、定位定量準(zhǔn)確、無(wú)毒、安全、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。氦質(zhì)譜檢漏儀中用得較多的是90°和180°的磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜儀。
眾所周知，當(dāng)一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)（正離子）以速度v進(jìn)入均勻磁場(chǎng)的分析器中，如果速度v的方向和磁場(chǎng)H的方向相垂直，則它的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，如圖1所示。當(dāng)磁場(chǎng)的磁通密度一定時(shí)，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場(chǎng)中都有相應(yīng)的運(yùn)輸半徑，也就是都有相應(yīng)的圓軌跡，這樣，不同質(zhì)荷比的帶電粒子在磁場(chǎng)分析器中運(yùn)動(dòng)后就會(huì)彼此分開(kāi)。如果在離大運(yùn)動(dòng)的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對(duì)應(yīng)的氦離子運(yùn)動(dòng)半徑位置的檔板上開(kāi)一狹縫，狹縫后安置離子接收極，這樣的只有氦離子才能通過(guò)狹縫而被接收極接收形成氦離子流，并經(jīng)放大器放大后由測(cè)量?jī)x表指示出來(lái)。檢漏時(shí)，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測(cè)量?jī)x表立即靈敏地反應(yīng)出來(lái)，達(dá)到了檢漏的目的。由于探頭壽命直接和使用條件和頻次相關(guān)，因此較難預(yù)計(jì)準(zhǔn)確的更換時(shí)間。
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氦質(zhì)譜檢漏儀的校準(zhǔn)方法
(1) 漏率校準(zhǔn)① 校準(zhǔn)系統(tǒng)的組成
校準(zhǔn)系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)漏孔、截止閥及需校準(zhǔn)的氦質(zhì)譜檢漏儀組成。
②示值誤差
通電預(yù)熱，待氦質(zhì)譜檢漏儀啟動(dòng)完成后，采用標(biāo)準(zhǔn)漏孔對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行校準(zhǔn)，將一經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)漏孔接入氦質(zhì)譜檢漏儀系統(tǒng)，運(yùn)行氦質(zhì)譜檢漏儀，待漏率示值穩(wěn)定后，可以讀出標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率的氦質(zhì)譜檢漏儀示值，同一標(biāo)準(zhǔn)漏孔測(cè)量三次，計(jì)算氦質(zhì)譜檢漏儀示值平均值，從而得到標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率與氦質(zhì)譜檢漏儀示值平均值的示值誤差。結(jié)束后，將其他量級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)漏孔依次按此方法接入氦質(zhì)譜檢漏儀系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，得到氦質(zhì)譜檢漏儀在每一量級(jí)下漏率的示值誤差。將這種氣體噴到接有氣體分析儀（調(diào)整到僅對(duì)氦氣反應(yīng)的工作狀態(tài)）的被檢容器上，若容器有漏孔，則分析儀即有所反應(yīng)，從而可知漏孔所在及漏氣量大小。
如果測(cè)試結(jié)果有較大編差，可以考慮氦質(zhì)譜檢漏儀的自校功能，待完成后，再用標(biāo)準(zhǔn)漏孔進(jìn)行測(cè)試。
③ 重復(fù)性
測(cè)量重復(fù)性是用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征的，本校準(zhǔn)方法采用極差法來(lái)表征重復(fù)性。在示值誤差測(cè)量中，每一標(biāo)準(zhǔn)漏孔用氦質(zhì)譜檢漏儀重復(fù)測(cè)量三次，可用公式(2)計(jì)算氦質(zhì)譜檢漏儀在該漏率下的重復(fù)性。
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真空箱氦檢漏及回收系統(tǒng)在汽車空調(diào)的應(yīng)用一
水檢和氦檢兩種檢漏方法的分析
目前，水檢和氦檢兩種檢漏方法國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)兩器檢漏主要的方法，下面將分析兩種檢漏方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
1.1 傳統(tǒng)水泡法檢測(cè)分析
水泡檢漏法，屬于檢測(cè)精度要求不高的粗檢漏，就是將被檢工件充入一定壓力的干燥壓縮空氣或者是氮?dú)猓缓蠓湃胨?，觀察是否有氣泡從被檢工件中跑出來(lái)，如果有，則說(shuō)明漏，而且指出什么位置泄漏，一般只確定被檢件是漏還是不漏，而不需定量。但并不是說(shuō)氣泡檢漏就不能定量。在某些情況下，氣泡檢漏也可以定量。檢出氣泡的漏率與氣泡直徑、氣泡形成速率、充氣的種類有關(guān)。結(jié)束后，將其他量級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)漏孔依次按此方法接入氦質(zhì)譜檢漏儀系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，得到氦質(zhì)譜檢漏儀在每一量級(jí)下漏率的示值誤差。
因此，對(duì)于空調(diào)兩器檢漏來(lái)說(shuō)，采用水檢方法，靈敏度較低。受人為因素影響，漏判誤判率會(huì)明顯增加。另外，工件水檢后，外表面有水，需烘干處理，耗電多，耗費(fèi)勞動(dòng)力也多。但水檢法也有優(yōu)點(diǎn)，就是操作簡(jiǎn)單直觀，而且能夠查找漏點(diǎn)位置。
1.2 氦質(zhì)譜檢漏方法分析
氦質(zhì)譜檢漏是以氦作探索氣體，對(duì)各種需密封的容器的漏隙進(jìn)行快速定位和定量檢測(cè)的理想方法。
氦質(zhì)譜檢漏法有優(yōu)點(diǎn)在于：氦是惰性氣體，對(duì)大氣無(wú)污染，使用安全；氦原子質(zhì)量小，黏度小，易滲透過(guò)可能存在的漏隙。氦氣在大氣中含量?。?ppm），不易受干擾。氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)靈敏度高，速度快，適用范圍廣。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)氦質(zhì)譜檢漏儀較小可檢漏率可達(dá)到5.0×10-13 Pa·m3/s。目前，國(guó)內(nèi)外比較流行的針對(duì)空調(diào)兩器檢漏方法，多采用真空箱法。
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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(shí)，會(huì)對(duì)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(jiàn)圖2)，位于隔熱板的上方：①檢漏儀測(cè)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(yùn)輸過(guò)程中如遇到強(qiáng)烈震動(dòng)，此處容易造成密封膠開(kāi)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(shí)，有可能會(huì)存在密封失效的問(wèn)題。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(jì)與閥門組件等接口間的金屬墊片密封或橡膠圈密封。真空法的缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)大氣壓差的漏率檢測(cè)，不能準(zhǔn)確反映帶壓被檢產(chǎn)品的真實(shí)泄漏狀態(tài)。
(2)定位方法
采用噴吹法對(duì)各密封部位的氣密性進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)時(shí)定位難度較大。經(jīng)摸索，在檢測(cè)時(shí)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(kāi)，避免風(fēng)扇將氦源吹散至各個(gè)密封環(huán)節(jié)，造成定位不準(zhǔn)確。②噴吹時(shí)，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。③儀器的反應(yīng)時(shí)間小于1 s，所以在一個(gè)部位噴吹的時(shí)間約3 s，再等待約3 s 后觀測(cè)信號(hào)有無(wú)變化。氦氣的本底噪聲低，分子量及粘滯系數(shù)小，因而易通過(guò)漏孔并易擴(kuò)散。
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