吸入法檢漏方法與靈敏度及校準

2008-11-21 范垂禎 深圳威士達真空系統工程有限公司

        吸槍通過細長管道與氦質譜檢漏儀相連, 被檢件充入壓力P 高于環境大氣壓力的氦氣(或氦與氮混合或氦與大氣混合氣) , 吸槍的吸咀在被檢件可疑有漏孔的表面以一定速度移動,通過漏孔漏出的氣體的一部分進入吸咀, 隨之進入檢漏儀質譜室, 可指出漏孔的存在。與噴吹法類似, 檢漏儀指示有漏時, 漏孔不一定正好在吸咀所對的被檢件的部位, 在發現漏孔的范圍內, 減小吸槍移動速度、減小吸咀與被檢件的距離并反復查找, 可以找到漏孔的準確位置, 同樣在吸咀正好對準漏孔, 吸槍不移動時, 檢漏儀指示的漏率可能等于或接近于漏孔的實際漏率。

吸入法氦質譜檢漏

圖3:氦質譜檢漏的吸入法

      吸入法檢漏靈敏度受很多因素限制, 如漏孔的形狀、吸咀相對于漏孔的距離、吸槍相對于漏孔的夾角和移動速度、吸咀的形狀和尺寸、吸槍的吸氣能力以及大氣中氦氣本底濃度大小及穩定情況等。

吸入法檢漏靈敏度及校準

(1) 濃度靈敏度

吸入法檢測的是大氣中氦濃度的變化, 令在大氣中氦質譜檢漏儀指示的本底及本底噪音為I1 和$I , 對應于氦濃度變化$C時, 訊號為I 2, 則最小可檢氦濃度

最小可檢濃度

其中I2- I1 為信號, $ I 為噪音, 認為信噪比為1 時為最小可檢。

① 一定濃度氦氣的配置

       配置一定濃度$C(認為$C遠大于大氣中的氦濃度) 的氣體, 有兩種方法:

       流量法 最簡單的裝置是在一個體積為V 的容器上面裝一個標準漏孔并充以氦氣, 容器內為大氣壓PA 下的空氣, 相應的漏氣率(對氦) 為q, ts 時間后, 在V 內建立的氦濃度:

其中, 假定$C遠大于空氣中的氦濃度。

② 吸入法檢漏的濃度靈敏度校準

        將吸槍的吸咀插入到上面講的具有一定濃度氦氣的容器V 中, 由(1) 和(2) 式或(3) 式, 可知濃度靈敏度(即最小可檢氦濃度) 為

 其中, I2- I1 為信號, $ I 為噪音, 最小可檢時, 認為信噪比為1。

漏量靈敏度的校準

         上面給出了氦質譜檢漏儀吸入法檢漏濃度靈敏度校準方法, 相應的流量(或漏量) 靈敏度,即最小可檢漏率是人們所關心的, 吸槍在大氣中工作時, 以一定速率將空氣吸入, 設吸入的流量為Q ,則最小可檢漏率



(3) 檢漏靈敏度及校準中的問題

        吸入法檢漏時, 吸入的氣體可能只含有部分從漏孔漏出的氦氣, 由漏孔中漏出的氦氣在大氣中的濃度在不同的地方可能不同, 實際能檢出的漏孔比給出的要大得多, 這決定于實施檢漏的具體條件(吸咀相對于漏孔的距離、吸槍移動速度⋯⋯) 現在有人正在對這些條件的影響進行研究, 用一只正壓真空漏空(出氣端為大氣壓環境, 進氣端為高于一個大氣壓力的氦氣) , 測量檢測到的漏率因檢漏條件不同所發生的變化。

 

最小可檢濃度



      其中, 假定$C遠大于大氣中的氦濃度, 以及PAV m qts。

        注氣法 這是一個在真空校準中常用的方法, 很簡單, 往容器V (容器內為大氣壓PA 的空氣) 中注入體積為v 壓力為p 的氦氣, 若PAV m p v , 建立的氦濃度