真空氦质谱检漏原理与步骤综述
说明了真空氦质谱检漏技能的作业原理,综述了检漏技能的新步骤,别离胪列了测定漏点型和测定漏率型两品种型的真空检漏步骤和理论利用,较片面地下结论了真空氦质谱检漏技能的原理与步骤。
氦质谱检漏步骤在真空检漏技能畛域里曾经失去宽泛的利用,这种步骤的长处是:检漏锐敏度高,能够检漏到10-11Pam3/s单位级,仪器一呼百应快,氦分子在仪器高真空的条件中放散的进度很高;因而氦质谱检漏仪在许多畛域里失去宽泛的利用,比如,在飞行航天畛域里星辰飞船、航天铁鸟、导弹、卫星、铁鸟等该署都要用到真空检漏技能。在正常轻工业畛域里原子团能、火力发电厂、配电站、分解氨的磷肥生产厂、公共汽车打造业、造船轻工业、制冷轻工业、冶金轻工业、输上呼吸道道、气罐、油罐、锅炉快餐药品包装等都离不开检漏问题,同样在导弹刺刀设备中也离不开检漏,导弹弹体、燃料贮备罐、燃料运载弹道、弹丸、非凡元件的密封性都要用到氦质谱检漏,白文重要真对氦质谱检漏原理及步骤继续综述。1、氦质谱检漏仪作业原理
图1是一个典型质谱室的切面图,真丝水解进去的电子经减速进入水解室,在水解室内与残余气体分子和经被检件漏孔进入水解室的氦气彼此碰撞,使氦分子产生水解,He→He++e。
图1 质谱室作业原理
该署离子在减速磁场的作用下进入磁场,由洛伦兹力使得氦离子产生偏转,构成圆弧形轨迹,半径公式为:
式中,R为离子偏转轨迹半径;B为磁场强度;M/Z为离子的品质与电荷之比;U为离子的减速电压。由此可见,当R,B为生动值时,改观减速电压,可使相反品质的离子经过磁场和吸收缝抵达吸收极而被检测到。那末水解室内的成份是干涩大气,在图1的入口缝处测得的离子流强度的实践峰值如图2依据干涩大气成份绘制)所示,图中峰值的高低代办离子流强度,它与气体在水解室的分压成反比;氦质谱检漏仪就是利用这一原理,理论上把减速电压设在氦峰值上,如图3所示,吸收极在隔板的作用下只能吸收到氦离子,氦离子直流电通过放大后用作批示漏率。
图2 氦峰示用意 图3 理论所选用的氦峰示用意2、检漏步骤
氦质谱检漏步骤比拟多,依据被检件的测量目标能够分为两品种型,一种是漏点型,另一种是漏率型;在理论测验内中中要依据测验的目标选用最正当的步骤,要以被检器件的具体状况而定,灵敏使用各族检漏步骤。
2.1、测定漏点型
确定漏点型既是确定要检元件的具体漏点或漏孔的地位,在大元件或重型元件中较为常见,如卫星、导弹弹体、弹丸、输上呼吸道道、气罐、油罐、锅炉等。
2.1.1、喷氦法
这是最罕用的一种步骤,正常用来检测体积绝对较小的元件,将被检器件和仪器连通,在抽好真空后,在被检器件可能存在漏孔的中央(如密封接头,焊缝等)用喷枪喷氦,如图4所示,那末被检器件某处有漏孔,当氦喷到漏孔上时,氦气即时会被吸入到真空零碎,从而放散到质谱室中,氦质谱检漏仪的输入就会即时有一呼百应,运用这种步骤应留神:氦气是较轻的惰性气体,在喷出后会主动回升,为了正确的在漏孔地位喷氦,喷氦时应自上而下,由近至远(绝对检漏仪地位),这是所以在喷下方时氦气有可能被上方漏孔吸入,就很难确定漏孔的地位;再者漏孔离质谱室的间隔检漏仪反响工夫也相反,因而喷氦应先从凑近检漏仪的一侧结束由近至远来继续。
在检测较大元件时要借助电泵继续真空预抽,就能够普及检漏效率和工夫,如图5所示,喷氦法在审查那些构造比拟简单的,密封口和焊缝又比拟多而且挤在一起的小容器时,因为氦喷出后会很快放散飞来,往往不轻易正确地确定漏隙所在的部位,要采取从相反观点喷氦,细心视察反响工夫上的差异和将已发现的漏孔用真空封山育林临时封起来等方法,就能够把漏孔一一检出。
2.1.2、吸氦法
吸氦法重要用来审查某些重型密封容器。如导弹弹体、弹丸、气罐、油罐等,先将容器抽真空,再给容器充入氦气(为了节俭用氦量,能够用低深浅氦气),在氦质谱检漏仪的进气法兰处接上橡皮管,橡皮管的前者有直径很小的毛细血管,使毛细血管在充了氦的被检容器外壁的焊缝和密封接一品处挪动,那末该容器有漏隙,经漏隙渗出的氦会被毛细血管吸入,检漏仪就会一呼百应。
图4 喷氦法检漏示用意 图5 辅助电泵检漏示用意
2.2、测定漏率型
图6 吸氦法检漏示用意
测定漏率型重要是对准密封性务求宽大的元件继续检测,如星辰飞船、导弹液体燃料储料箱、卫星、电子元器件等。这种步骤只能测试试件的漏率,无奈确定漏孔的地位和漏孔的个数。
2.2.1、充氦法
充氦法也称负压法,如图7所示,一个密闭的气室联接真空泵和氦气罐,将被检整机装入一个气室,结束开放氦气罐阀门,电泵把气室先抽成真空,而后开放真空泵阀门,翻开氦气罐阀门给气室充氦,并静置一段工夫。被氦气突围的小器件上那末有漏隙,氦气就渐渐充入小器件外部。而后将气室翻开,存入被检器件,用压缩大气吹掉其外名义可能吸附的氦。
图7 给测验试件充氦气 图8 用检漏仪测验试件漏率
再把该署器件一一(或成组)地装入接在检漏仪进气法兰处的容器中,把此容器偷空后翻开节食阀,那时原先进入被检器件的氦又会通过漏孔放进去,检漏仪就会给出漏率一呼百应。那末采纳ZHP230氦质谱检漏仪,仪器能够间接给出漏率的数字预示。
卫星的通体检漏就是能够用这种步骤,如图9所示,将卫星放入重型环模室中,利用环模设施的真空零碎将环模抽成真空,先用辅助泵继续粗抽和预抽,在检漏时先经过电泵将卫星及充上呼吸道道抽成真空后,将氦气充入卫星中,压力维持和卫星作业的压力统一,最初开启氦质谱检漏仪用规范漏孔校准仪器,就能够间接测量卫星的漏率了。
图9 卫星通体检漏示用意
2.2.2、钟罩法
将氦质谱检漏仪与试件用真空橡皮管联接,在试件上用密闭的容器罩住,在容器里充入氦气,如图10所示,检漏仪结束检漏,那末试件有漏点,仪器就能够预示其漏率;这种步骤能够测量导弹液体储料罐的漏率,如图11所示,在罐省外罩氦罩采纳塑料地膜,对罐体继续粗抽和预抽,在用规范漏孔审校检漏仪,对氦罩继续充氦,就能够测出罐体的漏率。
图10 钟罩法检漏示用意 图11 对导弹液体燃料罐继续检漏3、终了语
氦质谱检漏技能是真空检漏畛域里不行缺乏的一种技能,用这种技能检漏效率高,简便易操作,仪器反映锐敏,精度高,不易受其它气体的烦扰,文中胪列的步骤是检漏技能畛域里时常用道的步骤,囊括了自小件检漏到皮件检漏,从确定漏孔检漏到确定漏率检漏,比拟片面的胪列了各族检漏步骤,在工事理论利用中有很好的参考价格。
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