氦检漏研讨会

气体检漏方法、原理及应用2008（黄山）真空及氦检技术研讨会主要内容几种工业上常用的气体检漏方法水泡法原理及应用压差法检漏原理及应用示踪气体法检漏原理及应用标准漏孔的概念及作用泄漏检测标准客户关心的相关问题漏率也叫漏气速率，指处于压差下的气体，在单位时间内通过漏孔流向低压端的气体量,表示漏率单位的量纲是［压力］. ［体积］/ ［时间］常用的漏率单位：tV P q L ΔΔ=).(漏率的概念及单位•毫巴.升/秒(mbar.l/s)•帕.立方米/秒(pa.m 3/s)1 mbar. l /sec 定义：1升的容器，压强在1秒内由1mbar 升到2mbar 的等效漏率.几种工业上常用的气体检漏方法水泡法压差法•正压压降法•负压压升法示踪气体法•卤素气体示踪法•氢气示踪法•氦气示踪法•吸枪法•气罩法•真空箱法向被检工件充入一定压力的空气后放到水中，气体通过漏孔时在水中形成气泡，气泡形成的地方就是漏孔所在位置，根据水泡大小可以大致估算出漏孔的漏率。

水泡法—原理应用实例：某待检工件为换热器，向工件内充气3bar 后放在水中，在工件某部位发现1个2mm 的气泡时间是5秒，问工件的漏率大小？2mm 气泡大小V = 0.000004188 litres保压时间△t = 5sec.压力差△P = 3bar =3000mbar工件漏率大小： q = P tL V . 300050.000004188= x 2.5×10 mbar.l/sec.= -3水泡法—特点及应用优点•设备价格低廉•可以确定漏点位置•对从连接装置处发生的泄漏不敏感缺点•检测过程的操作依赖于操作者的经验•难以计量漏孔的尺寸•检测灵敏度不高•需要干燥•由于很高的劳动力成本，运行成本很高应用•对检测精度要求不高•对生产节拍要求不高•需要查找工件的泄漏位置正压压降法—原理向被检工件（内容积V ）充入一定压力的气体，稳压一段时间△t ，如果工件上有漏孔，气体会从漏孔漏出，工件内的压力会下降，用压力传感器监测工件内的压力变化△P ，工件漏率大小：V tp q L ⋅ΔΔ=正压压降法—检测精度压力传感器的测量精度是0.25%（60 bar 满量程），最小可测的压力衰减值是：△p =压力传感器的测量精度(0.25)×0.01×满量程(60)= 0.15bar= 150 mbar应用实例：某待检工件为换热器，内容积2升，充气压力40bar ，保压时间3min.，采用压力传感器检测工件的压降，问最高检测精度是多少？工件内容积V=2升保压时间△t=180秒q = P t L V .150180 2= x1.67mbar.l/sec.=工件漏率大小：正压压降法—特点及应用优点•提供清晰的合格/不合格检测结果•干式检测•设备成本相对便宜•检测过程的操作不依赖于操作者的经验缺点•灵敏度受温度的影响•灵敏度受压力的影响（压力越高灵敏度越低）•灵敏度受体积的影响（体积越大灵敏度越低）•灵敏度受产品密封的影响•检测大工件或灵敏度高的工件时间较长•不能确定漏孔的位置应用•对检测精度要求不高；•小漏检测前的大漏筛查 P V.=MR T.G .负压压升法--原理对被检工件（内容积V ）抽真空，停止抽空后保压一段时间△t ，如果工件上有漏孔，气体会从漏孔漏入，工件内的压力会上升，用真空传感器监测工件内的压力变化△P ，工件漏率大小：V t p q L ⋅ΔΔ=负压压升法—检测精度真空传感器的测量精度是读数值的15%，最小可测的压升值是：△p =真空传感器的测量精度(15×0.01×10)= 1. 5mbar应用实例：某待检工件为换热器，内容积2升，抽空至10mbar ，保压时间3min.，采用真空传感器检测工件的压升，问最高检测精度是多少？工件内容积V=2升保压时间△t=180秒工件漏率大小： q = P t L V . 1.5 1802= x1.67×10 mbar.l/sec.= -2优点•提供清晰的合格/不合格检测结果•干式检测•设备成本相对便宜•检测过程的操作不依赖于操作者的经验•精度相对压力传感器正压压降检测法高缺点•不能模拟工件实际使用状况•灵敏度受温度的影响•灵敏度受体积的影响（体积越大灵敏度越低）•灵敏度受产品密封的影响•检测大工件或灵敏度高的工件时间较长•不能确定漏孔的位置应用•对检测精度要求不高•小漏检测前的大漏筛查负压压升法—特点及应用P V.= MR T . G .示踪气体法—检测原理工作原理•向待检工件内充入具有某种特殊物理化学特征的气体作为示踪气体•使用对示踪气体敏感的仪器测量工件内示踪气体的逸出量常用的检测方法•吸枪法•气罩法•真空箱法常用的示踪气体种类•卤素气体示踪法•氢气示踪法•氦气示踪法氦气是一种理想的用于检漏的测试气体，它的优越性表现在：在质谱分析仪内能与相邻物质极好地分离在空气中的含量仅有5ppm，即本底非常低除氢气之外，氦气是最小的气体粒子，即对最小泄漏具有额外可靠性无毒，非易燃，非易爆惰性气体，即不与其它物质产生反应在所有技术应用范围内不凝结，温度稳定比空气轻，即它能辅助检漏，因测试气体可以向上散成本效果比相对合理，即比卤素测试气体便宜用氦气做示漏气体的质谱检漏仪，是示踪气体检漏中灵敏度最高、用得最普遍的一种检漏仪器。

示踪气体—氦气氦质谱仪原理氦原子/离子重原子/离子磁场（垂直于离子路径）正离子（所有质量）离子收集器安培计及放大器加速电压电极电子加热丝（依/钇涂层）在质谱室的离子源内气体被电离成离子。

在电场作用下离子聚焦成束，并以一定的速度经由缝隙进入磁分析器，在均匀磁场的作用下，具有一定速度的离子束，将按圆轨迹运动。

其偏转半径可按下式计算：式中：R -----偏转半径（cm)H -----磁场强度（A/m)M ------有效质量，即离子质量与电荷数之比；U ------加速电压（V)由上式可以看出，当H 和U 为定值时，对应于不同的M 有同的R ，在质谱室中，H 和R 是固定的（R=4cm)，调节加速电压U 使氦离子束恰能通过缝隙到达收集极而形成离子流。

而其它不同于氦离子质量的离子束则以不同的偏转半径而被分开。

R = (MU)1/21.8H氦质谱仪原理氦气检测—吸枪法原理工作原理•将工件抽真空，然后向工件内充入氦气•用吸枪寻找漏孔的位置•回收氦气吸枪法检测的特点优点•能够发现较小的漏孔•能够准确地判断漏点的位置•能够用于检测大的组装件•干式检测•设备成本相对便宜缺点•检测过程的操作依赖于操作者的经验•检测每个漏点的时间大约要花3秒工作原理•高压气体检大漏，同时完成强度检测.•工件抽真空及本底抑零•气罩抽真空及充氦.•氦质谱仪检小漏•氦气回收氦气检测—气罩法原理气罩法检测的特点优点灵敏度高提供一个明确的合格/不合格检测结果自动检测，不依赖操作者干式检测适用于表面复杂、内部检测空间多、体积小、精度要求高的工件的检漏。

缺点初始投资成本高在正常的检测循环中不能确定漏孔的位置。

氦气检测—真空箱法原理工作原理•高压气体检大漏，同时完成强度检测.•真空箱抽真空及本底抑零•工件抽真空及充氦.•氦质谱仪检小漏•氦气回收真空箱法氦检漏系统工艺流程有大漏强度不够（有爆裂） 接头没有接好 充氦前预抽真空高压氮气测大漏抽空/充氦真空箱法氦检漏系统工艺流程检微漏氦气回收真空箱法检测特点优点灵敏度高提供一个明确的合格/不合格检测结果自动检测，不依赖操作者干式检测生产节拍快技术成熟缺点初始投资成本高在正常的检测循环中不能确定漏孔的位置。

标准漏孔的概念及作用标准漏孔的概念•标准漏孔是一个在给定条件下能向真空系统内提供已知的气体流量的装置•标准漏孔是用来校准检漏仪的灵敏度和标定检出漏孔的大小的标准漏孔与检漏仪的关系•如果把检漏仪看成是“天平”，标准漏孔则是标准“砝码”，另一端是被测工件•如果没有标准漏孔，相当于检漏仪这个“天平”没有“砝码”，无法进行准确测量标准漏孔在真空箱法氦检漏系统中的应用•用于检漏仪校准•用于系统校准•用于系统灵敏度变化的日常检查新龙浩标准漏孔产品获得国家专利保护产品通过国家法定计量检定机构认证，中国实验室国家认可委员会（CNAL）认可证书；不同压力的氦气漏孔完全满足设备的精度要求，漏孔最高耐压可达60bar产品抗氦气污染能力强漏孔入口可配不同的接头，满足各种接头的需要漏孔外部可接一个夹具，保证该漏孔为一个带氦气源的漏孔可根据客户需求而定制新龙浩氦检漏设备.以保证单位时间内的产量为设计依据---基于专利技术设计的双密封接头---特殊的氦本底抑制技术---泄漏工件判别技术---独特的自动校准技术---典型的泄漏检测指标工作介质是水的产品/空气对空气产品–水箱–加热器芯–中间冷却器–中冷器工作介质是卤素气体的产品–蒸发器–冷凝器–压缩机–SF6电力开关无明显的漏水，要求漏率不大于1×10-3mbar l/sec为满足有关限制排放的要求，要求整体漏率不大于1×10-5mbar l/sec泄漏检测方法比较漏率检测范围氦真空箱式检测法压降检测法氦吸枪式检测法卤素吸枪式检测法-1----31010100水泡法漏率整体检测1010-21010-3-510-4-610-910-710-81010-10-11漏点定位检测g r a m p e r y e a rmbar l s ..-1水检法（浸没技术）与氦检漏技术的对比1.54 ·10-66 h 0.28 1.54 ·10-524 min2.87.7 ·10-529014 1.54 ·10-414528 4.62 ·10-44084 1.54 ·10-313.3280等同于氦漏率(mbar. l/sec.)形成一个水泡的时间(sec.)Freon F22 每年的泄漏量(g/a)。