氦質譜背壓檢漏方法研究

2011-04-06 薛大同 蘭州物理研究所真空低溫技術與物理國家級重點實驗室

  闡述了氦質譜背壓檢漏的特點及目前存在的問題, 在此基礎上提出了改進建議。深入探討了預充氦背壓法測得的測量漏率與等效標準漏率的關系, 指出預充氦背壓法可用于檢測壓氦背壓法檢測不到的小漏孔, 給出了等效標準漏率對測量漏率具有的雙值均在分子流范圍時的鑒別方法。

  D. A. Howl 和C. A.Mann[1965 年在Vacuum 雜志上發(fā)表背壓檢漏技術 一文, 采用壓氦( by bombing) 處理后用氦質譜檢漏儀檢漏的技術解決了密閉器件分子流漏孔檢測的基本理論問題。在此基礎上, 美國試驗與材料學會標準ASTM E 493 及我國航天行業(yè)標準QJ 3212 又增加了預充氦( by prefilling )處理法, 并統(tǒng)稱為氦質譜儀背壓檢漏方法( Test Methods for Leaks Using the Mass Spectrometer Leak Detector in the Inside􀀂Out Testing Mode)  。該方法顯示的測量漏率不僅與漏孔的標準漏率有關, 而且與內腔容積、壓氦壓力、加壓時間、候檢時間有關, 因此, 必須研究確定測量漏率與等效標準漏率的關系。

1、特點及已有的對策

  氦質譜背壓檢漏的特點之一是無法獲得由測量漏率求等效標準漏率的解析表達式, 為此, 國際電工委員會標準IEC 68-2-17 及我國國家標準GB/T2423.23 引入了嚴酷等級的概念, 當壓氦壓力、加壓時間、候檢時間均保持不變時, 要求的嚴酷等級與單位體積的測量漏率間存在明確的對應關系。而我國國家軍用標準GJB 128A、GJB 360A 及GJB 548B則采用固定法和靈活法, 按內腔容積分檔, 固定法規(guī)定一、兩種壓氦壓力及對應的加壓時間、候檢時間以及測量漏率的拒收極限, 如果實際測量漏率大于該極限值則產品被拒收; 靈活法規(guī)定等效標準漏率的拒收規(guī)范值, 并根據靈活選擇的壓氦壓力、加壓時間、候檢時間, 由公式計算出測量漏率的極限值, 如果實際測量漏率大于該極限值則產品被拒收。

  氦質譜背壓檢漏的特點之二在內腔容積、壓氦壓力、加壓時間、候檢時間都相同的情況下, 具有相同測量漏率的兩個密閉器件的等效標準漏率可能差別非常大, 即等效標準漏率具有雙值。對于壓氦背壓法而言, 其中可能存在的大漏孔多半已超出分子流范圍, 因此可用粗檢法鑒別。粗檢法鑒別應在氦質譜背壓檢漏之后進行, 以防粗檢過程中將小漏堵死。對于預充氦背壓法而言, 由于候檢時間往往相當長, 其中的大漏孔很可能仍在分子流范圍, 粗檢法已不能鑒別, 如何解決這一問題, 值得認真探討。

4 、結論

  針對目前氦質譜背壓檢漏標準存在的問題, 探討了泄漏時間常數(shù)、嚴酷等級與等效標準漏率的關系, 探討了壓氦背壓法測得的測量漏率與等效標準漏率的關系, 特別深入探討了預充氦背壓法測得的測量漏率與等效標準漏率的關系。指出預充氦背壓法可用于檢測壓氦背壓法檢測不到的小漏孔, 解決了等效標準漏率對測量漏率具有的雙值均在分子流范圍時的鑒別問題。