检漏仪的应用

发布时间:2018-01-23

 

一,为什么要检漏

 

泄漏和密封相对应

 

很多情况下,

我们需要密封住一定的空间,

防止气体或液体在压力的作用下,

流进

或流出这个空间。如真空设备(真空镀膜机,液晶注入机,

PVD

,半导体外延等等)

需要在真空条件下工作,要求在工作时,空气不能漏进工作腔体,否则生产不能进行,

或者产生次品,浪费人力物力。另外装液体或气体的容器(液压气瓶,氧气瓶,空调冰

箱中的雪种容器等等)

,要求在容器内外存在压差的情况下,不能有气体或液体漏出。

如果有漏,后果严重,一般会造成有效物资的浪费,如有毒物资、腐蚀性气体漏出,甚

至会酿成事故。

 

这些对密封性有要求的产品或设备,

在投入使用前,

就要行检漏,

使用中也要

定期进行检漏检查。

 

二,泄漏程度的量化

 

容器泄漏程度的量化,用漏率来表示。漏率的定义:

Q

1

=

t

V

P

?

?

?

 

 

 

其中:

?

P

为压强的变化量

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

为容器的体积

 

?

t

为时间的变化量

 

可简单理解为:单位时间内,单位体积容器,压强的变化。下面举两个例子,可以

对漏率的大小有个直观的认识。

 

1

 

自行车胎有

3.8L

的容积,

30

天内胎压从

3.2bar 

降到

2bar

,则漏率可量化为:

 

 

Q

1

=

t

V

P

?

?

?

=

s

l

mbar

3600

24

30

8

.

3

)

2000

3200

(

?

?

?

?

=1.76*10

-3

 mba

r

·

l/s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

这种程度的泄漏是很严重的,

这个漏率是很高的,

用我们常用的检漏方法就能检测到

漏点:将车胎放入水中,有气泡出来的地方就是漏点。

 

 

 

 

 

 

2

 

冰箱

2

年内,雪种泄漏了

11

克(分子量

102g/mol

,大约是

2.46bar

·

l

 

则漏

率可量化为:

 

 

Q

1

=

t

V

P

?

?

?

=

s

l

mbar

3600

24

365

2

1000

46

.

2

?

?

?

?

?

=3.9*10

-5

 mba

r

·

l/s 

 

这种程度的泄漏对冰箱来说,是很严重的,但这样程度的漏率用普通方法根本无法检

出。这时就需要用到检漏仪或质谱仪来检查了。下面的内容是检漏仪的相关介绍。

 

 

三,检漏仪检漏的原理

 

有两种方式可以检测出泄漏:

 

1

 

示踪气体

A

放在容器里面,

处于正压,

然后用仪器去检测,

容器外围是否有气体

A

如果容器外有气体

A

,则容器有漏。用这种方式能检测出漏点,并能大概判断泄漏

的程度。这种检漏方式叫

Sniffer

检漏或正压检漏。

 

2

 

示踪气体

A

喷在容器外面,

用仪器去检测容器里面是否有气体

A

这种方式能检测

出漏点,并能测知漏率。这种检漏方式叫真空检漏。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

如何选择检漏方式,与检测对象的工作环境有很大关系,尽量做到与检测对象的工

作状态一致。

如检测对象工作时内部处于正压,

则用正压模式,

如检测对象工作时内部

处于负压,则用真空模式。

 

 

正压模式

 

负压模式

 

示踪气体

 

示踪气体

 

检测对象

 

检测对象

 

四,示踪气体的选择

 

对示踪气体的要求:

 

1

 

无害,不能对人体或环境造成伤害

 

2

 

化学性质稳定,不会起化学反应或易燃易爆

 

3

 

好是空气中没有的,只有在空气中含量尽可能少的气体,才能满足检漏灵敏度方

面的要求

 

 

 

 

一般检漏都用氦气(

He

)作为示踪气体,也有用氢气(

H

2

)作为示踪气体的。

 

 

Table 1 

空气中主要气体的属性

 

 

Mean Velocity (m/s) 

Partial Pressure (mbar) 

Mean Free Paths (

m

·

Pa)

 

H

2

 

1762 

1.15X10

-3

 

11.5X10

-3

 

He 

1246 

5.23X10

-3

 

17.5X10

-3

 

H

2

587 

12 

 

N

2

 

471 

781.8 

5.9X10

-3

 

Ar 

394 

9.34 

6.4X10

-3

 

CO

2

 

376 

3.3X10

-1

 

4X10

-3

 

O

2

 

 

209.7 

 

Ne 

 

1.82X10

-2

 

12.7X10

-3

 

Xe 

 

8.7X10

-5

 

3.6X10

-3

 

Air 

463 

1013 

 

 

从上表中可以看到,

氢和氦都是比较理想的示踪气体:空气中的含量少,运动速度快,

同等

条件下,直线运动距离长。实际使用中,也相对比较容易获取,可以大量使用。但氢气在使

用中有一定的安全问题,所以实际大部分检漏使用的是氦气。

 

 

五,检漏仪的构造

 

检漏仪实际上可以说是一个检氦仪,

通过检测氦气的存在来确定是否有泄漏。

而对氦的

检测则使用的是质谱仪,

是只检测氦的质谱仪,

这种质谱仪将其他质量数的气体都

屏蔽掉了。质谱示意图如下图:

 

 

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