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氦有幾種表示方法

利用氦質譜檢漏儀進行檢漏的方法很多,而檢漏中所遇到的被檢件的結構、大小、要求也是各式各樣的,因此應根據這些特定的條件選擇合適的檢漏方法。

壹、噴吹法

檢漏系統如圖所示。圖中的輔助泵是用來對被檢容器進行預抽並當被檢容器存在大漏時用來維持檢漏儀的工作壓力的。檢漏時,先用輔助泵將被檢容器抽到低真空,然後再關閉輔助閥,找開檢漏閥,將被檢容器與事先已抽至極限真空的檢漏儀的質譜室連通,並用質譜檢漏儀對被檢容器進行抽氣。當質譜室達到工作壓力時,使儀器處於檢漏工作狀態。用儀器所附的噴槍在被檢容器可疑漏氣部位噴吹氦氣,如果有漏,氦氣通過漏孔進入被檢容器內部並迅速進入檢漏儀,由輸出儀表指示出來。輸出儀表讀數變化的大小可以確定漏孔的漏率大小,由噴槍噴吹的位置可以確定漏孔的位置。由於氦氣比空氣輕,噴吹檢漏時,應該由上往下檢。

1-檢漏儀;2-輔助閥;3-輔助泵;

4-被檢容器;5-噴槍;6-氦氣瓶

當被檢容器存在大漏時,單用檢漏儀來抽被檢容器,真空度抽不上去,質譜室不能工作。此時可打開輔助閥,用輔助泵幫助抽氣,以維持質譜室的正常工作壓力。由於輔助泵的分流作用,使檢漏靈敏度降低,因此輔助閥的打開程度要盡量小。

噴吹時間t與氦分壓最大值QHe/SHe的關系如下(式中τ為反應時間):

t=τ, pHe=63%QHe/SHe

t=2τ, pHe=87%QHe/SHe

t=2.3τ, pHe=90%QHe/SHe

t=3τ, pHe=95%QHe/SHe

t=5τ, pHe=99.3%QHe/SHe

t=∞, pHe=100%QHe/SHe

由此可知,噴吹時間t由0增加至3τ對提高質譜室的氦分壓的效果顯著;當t增加到3τ以上時效果就不大了,充其量提高5%,而此時檢漏效率就大大降低。因此,選擇噴吹時間t為3倍反應時間比較合適。

噴吹法的最大優點是可以準確地找到漏孔位置。然而,由於其有效最小可檢漏率與噴吹時間有關,噴光伏時間越長,有效量可檢漏率越小,但檢漏的效率卻大大降低。此外,噴出的氦氣立即向周圍環境中擴散,使漏孔處的氦分壓力分數降低,檢漏靈敏度降底,漏率的測量誤差較大。因此,噴吹法壹般不做為定量檢漏手段。

二、氦罩法

從上面的分析可知,提高噴吹法檢漏的靈敏度有兩條途徑,其壹是提高漏孔處氦分壓力分數γHe,即使γHe趨向於1;其是增加噴吹時間t。然而,噴吹時間t和檢漏效率是壹對矛盾,t的大大增加,意味著檢漏效率的降低。如果檢漏時用氦罩將被檢件待檢部位全部罩起來,氦罩內充以氦氣,這就是氦罩法。它相當於使用無數個噴嘴在無數個可疑部位同時噴吹氦氣,這無疑地將大大加快檢漏速度。同時,由於施氦時間可以任意延長,氦罩內的氦分壓力分數比可以提高,其有效最小可檢漏率也就減小了,提高了檢漏靈敏度,漏率測量精度也就提高了。

1-檢漏儀;2-輔助閥;3-被檢容器;

4-氦罩; 5-氦氣瓶;6-輔助泵

氦罩法檢漏系統如圖所示。檢漏時,用輔助泵把被檢容器抽空後,打開儀器的檢漏閥,使被檢容器與質譜檢漏儀的質譜室連通。關小輔助閥,當儀器達到工作壓力後,使儀器處於檢漏工作狀態。用壹個氦氣罩(金屬罩或塑料薄膜罩)把被檢容器的待檢部位包起來(對體積小的的被檢件就用氦罩將它全都包起來),然後用泵將罩中抽空,再充入純氦氣,使γHe趨於1。此時儀器輸出指示如果增大,便表示被氦罩罩住的部位存在漏氣。儀器所指示的漏率即為被氦罩罩住部位的總漏率。這種方法的優點是靈敏度高、速度快,適於總檢(總漏率測量)。其缺點是只能測出所罩部位的總漏率,不能確定漏孔的位置。因此,在檢大容器或結構復雜的容器時,壹般用氦罩法來測定被檢件的總漏率。若總漏率超出允許範圍,可將容器分成幾個部分,用局部氦罩法對各個部位進行檢漏,進而確定漏孔的大致區域,並逐步縮小懷疑範圍,最後用噴吹法找出漏孔的確切位置來。