氦质谱检漏仪入口压力与显示值的关系研究

2011-04-05 王勇 北京卫星环境工程研究所

  文中首先从理论上推导出检漏仪的入口压力与显示值的数学关系表达式, 其次通过试验验证了该表达式的正确性。与此同时, 提出了一种测试检漏仪线性性能的新方法。研究结果表明: 检漏仪的入口压力与显示值是线性关系; 当温度和测试气体的浓度一定时, 该线性关系的斜率是检漏仪的本质属性, 只与检漏仪自身的参数有关。

  航空器的填料封严耐腐蚀性是评说航空器的品质低高的一些重点产品参数。在航空器的制做和装配工的期间中, 所做的填料封严耐腐蚀性各种考试似的兼有单点的漏率各种考试已经总漏率各种考试。来说单点漏率各种考试, 目前所选取的形式总是基本上吸枪法, 而使钻研吸枪法兼有极重点的项目工程现场理论意义。吸枪法检漏的关心图下图1 如图, 实际的的运作的期间是: 将被测物内充进規定的压力的氦气,用定制的吸枪( 如限流的针阀、膜孔或毛细血管管) 在被测物外进行不断探索, 见图1。若被测物具备漏孔, 氦气将采用漏孔向外逸出。当吸枪对着漏孔所在位置时, 氦气陪同边有氧气同吃被吸枪吸取到到检漏仪中而有输出的标示, 而使达成检漏目地。   在用于吸枪法采取单点漏率检验时, 基本的法律规定检漏仪的平台用户吃下处压为在需的领域内。如Leybold新公司的PhoeniXL300 氦质谱检漏仪在检漏时的平台用户吃下处压为的法律规定为30~ 70 Pa。那就检漏仪的平台用户吃下处压为对检验资料有太大危害呢? 并且说平台用户吃下处压为与检漏仪的的输出提示 值有什么的关系呢? 今天常试从理论上和应力测试俩个个方面来克服该情况。该情况的克服将对适用氦质谱检漏仪的任何检漏最简单的方法还有需的关联性价值[1] 。

 

图1 吸枪法检漏关键技术示用意图 1 、氦质谱检漏仪的方法简洁

  氦质谱检漏仪通常由真空系统、质谱室及测量电路组成, 其中核心为质谱室。质谱室又由离子源、分析器、收集器三部分组成。其一般的原理是将进入质谱室中的混合气体进行电离, 形成具有一定能量的离子, 这些离子由于质荷比的不同, 在分析器中将按不同轨迹运动从而彼此分开, 仅使氦离子在收集极上收集并最终放大显示[2] 。因此, 氦质谱检漏仪在本质上讲可以看成是氦气原子的计数器。其无论输出显示的是电压值还是漏率值, 虽然表现形式不一样, 但这些显示值必将都与进入质谱室中的氦气原子的摩尔数是线性正比的。在有些文献上, 也将检漏仪的输出显示值看成与进入质谱室中的氦分压成线性正比的[3-4] 。这在本质上是一致的, 可以通过理想气体的状态方程进行简单的转换。常见的两种氦质谱检漏仪的基本原理见图2 和图3。在一般的氦质谱检漏仪中, 被检件接在检漏仪的高真空侧( 即检漏仪的质谱室) , 当被检件漏气或出气较大时, 质谱室中的压力将超过仪器的最高工作压力, 此时检漏仪就无法进行工作了[2] , 因此, 实际工程中往往采用逆流检漏仪。逆流检漏仪是利用高真空泵的
压缩比与被抽气体质量有关的原理来工作的。气体的质量越小, 压缩比也就越小, 因此逆扩散的示漏气体的分子数就越多, 这些逆扩散的分子进入质谱室,最终形成了检漏仪的输出读数。现在工程实际中所使用的检漏仪几乎全是逆流检漏仪, 因此, 本文着重分析逆流检漏仪。

  吸枪是氦质谱检漏仪的一类送样红外探头。近几年基本数吸枪适用针阀式设备构造, 可能正确控制吸枪的流导以充分满足检漏仪的工做压强使用需求。故此, 可能经由控制吸枪, 在检漏仪的工做压强区间内变动平台在口中压强, 来参观考察平台在口中压强的发生改变对吸枪检漏数据统计的反应。这篇文章的实验设计有些那就是因为这样的的思路结束的。

图2  平常氦质谱检漏仪

图3  横流检漏仪 5、报告的格式   (1) 当测得气休的密度和温确定时, 检漏仪的渠道各种压力与表明值是非线形社会直接关系; 且该非线形社会直接关系的斜率是检漏仪的底层逻辑标签, 只与检漏仪企业的运作相关。   (2) 按照调试检漏仪的渠道经济压力来调试入驻检漏仪的氦气量, 于是会软件公测检漏仪的直线, 这就为软件公测检漏仪的直线提供了一堆种价格低而简单的形式。 借鉴论文文献综述

  [1] 薛大同. 氦质谱检漏仪背压检漏标准剖析及非标漏率计算程序[ J] . 真空科学与技术学报, 2005, 25 (z1) : 20- 26
  [2] 吴孝俭, 闫荣鑫. 泄漏检测[M] . 北京: 机械工业出版社, 2005
  [3] 康小录. 常压累积法氦质谱检漏的误差分析[J] . 导弹与航天运载技术, 2000, (4) : 38- 40[4] 刘􀀁 深. 氦质谱检漏仪校准方法探讨[C] . 中国真空学会质谱与检漏专委会第十一届年会, 中国计量测试学会真空校准专委会第六届年会会议论文集, 2002: 63
  [5] PhoeniXL300 检漏仪的操作手册(英文版)