氦质谱背压检漏方法研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州物理研究所真空低温技术与物理国家级重点实验室 作者:薛大同

  阐述了氦质谱背压检漏的特点及目前存在的问题, 在此基础上提出了改进建议。深入探讨了预充氦背压法测得的测量漏率与等效标准漏率的关系, 指出预充氦背压法可用于检测压氦背压法检测不到的小漏孔, 给出了等效标准漏率对测量漏率具有的双值均在分子流范围时的鉴别方法。

  D. A. Howl 和C. A.Mann[1965 年在Vacuum 杂志上发表背压检漏技术 一文, 采用压氦( by bombing) 处理后用氦质谱检漏仪检漏的技术解决了密闭器件分子流漏孔检测的基本理论问题。在此基础上, 美国试验与材料学会标准ASTM E 493 及我国航天行业标准QJ 3212 又增加了预充氦( by prefilling )处理法, 并统称为氦质谱仪背压检漏方法( Test Methods for Leaks Using the Mass Spectrometer Leak Detector in the Inside􀀂Out Testing Mode)  。该方法显示的测量漏率不仅与漏孔的标准漏率有关, 而且与内腔容积、压氦压力、加压时间、候检时间有关, 因此, 必须研究确定测量漏率与等效标准漏率的关系。

1、特点及已有的对策

  氦质谱背压检漏的特点之一是无法获得由测量漏率求等效标准漏率的解析表达式, 为此, 国际电工委员会标准IEC 68-2-17 及我国国家标准GB/T2423.23 引入了严酷等级的概念, 当压氦压力、加压时间、候检时间均保持不变时, 要求的严酷等级与单位体积的测量漏率间存在明确的对应关系。而我国国家军用标准GJB 128A、GJB 360A 及GJB 548B则采用固定法和灵活法, 按内腔容积分档, 固定法规定一、两种压氦压力及对应的加压时间、候检时间以及测量漏率的拒收极限, 如果实际测量漏率大于该极限值则产品被拒收; 灵活法规定等效标准漏率的拒收规范值, 并根据灵活选择的压氦压力、加压时间、候检时间, 由公式计算出测量漏率的极限值, 如果实际测量漏率大于该极限值则产品被拒收。

  氦质谱背压检漏的特点之二在内腔容积、压氦压力、加压时间、候检时间都相同的情况下, 具有相同测量漏率的两个密闭器件的等效标准漏率可能差别非常大, 即等效标准漏率具有双值。对于压氦背压法而言, 其中可能存在的大漏孔多半已超出分子流范围, 因此可用粗检法鉴别。粗检法鉴别应在氦质谱背压检漏之后进行, 以防粗检过程中将小漏堵死。对于预充氦背压法而言, 由于候检时间往往相当长, 其中的大漏孔很可能仍在分子流范围, 粗检法已不能鉴别, 如何解决这一问题, 值得认真探讨。

4 、结论

  针对目前氦质谱背压检漏标准存在的问题, 探讨了泄漏时间常数、严酷等级与等效标准漏率的关系, 探讨了压氦背压法测得的测量漏率与等效标准漏率的关系, 特别深入探讨了预充氦背压法测得的测量漏率与等效标准漏率的关系。指出预充氦背压法可用于检测压氦背压法检测不到的小漏孔, 解决了等效标准漏率对测量漏率具有的双值均在分子流范围时的鉴别问题。

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