电真空器件的气密性检测

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)高功率微波源与技术重点实验室 作者:李丽萍

  基于氦质谱检漏仪的结构和原理,设计了适用于电真空器件气密性检测的检漏平台。电真空器件的结构特点及测量精度要求决定了氦罩法和喷吹法是电真空器件氦质谱检漏技术中最常用方法,氦罩法测定总漏率,总漏率超出允许值后用喷吹法对漏孔准确定位。双回路复杂结构和复杂串联漏孔的定位,表明了氦质谱喷吹法在电真空器件检漏中的影响因素必须遵循的喷吹检漏原则。同时,温度、临时密封材料和设备材料吸附等因素会带来一定的测量误差。

  真空气密性是影响微波管性能及寿命的主要因素之一,因此真空检漏是真空电子器件制作工艺中可靠性保障的重要工序。电真空器件的特点和漏率值要求决定了其气密性检测主要采用氦质谱检漏方法。氦质谱检测技术以其漏点漏率可量化、灵敏度高、速度快、使用安全、适用范围广等特点,在航空、航天、汽车和电真空行业得到了广泛的应用。与其他诸多传统检漏方法相比,真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为氦质谱检漏具有不可比拟的技术优越性。氦罩法和喷吹法是电真空器件氦质谱检漏技术中最常用的两种方法。氦罩法是对总漏率进行测定,当总漏率超出允许值后用喷吹法进行漏孔的准确定位。目前,鲜有文献对电真空器件氦质谱检漏技术进行系统地研究。

  因此,本文根据电真空器件的结构特点及测量精度,设计了与氦质谱检漏仪匹配的检漏平台,并以双回路复杂结构和复杂串联漏孔的定位为例总结了氦质谱喷吹法在电真空器件检漏中的影响因素以及必须遵循的喷吹检漏原则,同时论述了温度、临时密封材料(酒精、真空封泥、橡胶件)和设备材料吸附等因素会带来的测量误差。

1、氦质谱检漏仪的结构和工作原理

  所用氦质谱检漏仪为:法国阿尔卡特ASM192T2氦质谱检漏仪,主要由质谱室、真空系统组件和电气部分组成,内置标准漏孔,可以在任何时候对仪器进行校正,其气路工作图如图1 所示。

检漏仪气路工作图

  1.检漏口;2.检漏口放气阀;3.放气口网子;4.粗抽阀;5.粗抽泵放气阀;6.粗抽泵(RVP2021);6'.第二个粗抽泵(RVP2021);7.分子泵口排气阀;8.复合分子泵(TM5154);9.吸枪检测阀;10.吸枪接口;11.质谱室;12.细检阀;13.检漏口真空计(PI3C);14.校准模式;15.入气真空规(PI1);16.粗抽拖动分子泵(ATP100)

图1 检漏仪气路工作图

  此检漏仪是180°磁偏转型质谱分析计,其原理是根据离子在磁场中运动时,不同质荷比的离子具有不同的偏转半径来实现不同种类离子的分离。检漏时先打开粗抽泵放气阀5,粗抽泵6 和6′对检漏接口抽真空,当入气口的压力到达30~600 Pa时,分子泵排气阀7 打开,分子泵8 对质普室抽真空,真空度进一步提高,当入气口压力位于2 ~30 Pa时,粗抽阀4 打开,粗抽拖动式分子泵16 工作,粗抽泵放气阀5 关闭。若真空度不再提高,则为大漏模式,测量范围为1×10-2~1×10-9 Pa·m3/s。若真空度进一步提高,入气口的压力小于2 Pa 时,细检阀12 打开,此时属于高灵敏度检测模式,氦气将逆着分子泵的抽气方向进入质谱室中被检测出来,测量范围为3×10-5~1×10-12 Pa·m3/s,ASM192T2 检漏仪的离子源采用双灯丝自动备份切换。检漏仪工作过程是以微电脑为核心的电气系统控制,具体性能技术参数如下:

  (1)最小可检漏率:1×10-12 Pa·m3/s;

  (2)可检漏率范围:1×10-2~1×10-12 Pa·m3/s;

  (3)启动时间:≤4.5 min;

  (4)反应时间:<0.5 s。

  从示漏气体施加到漏孔进气端开始,到检漏仪输出指示达到最大漏气信号的63%所经历时间称为反应时间,反应时间决定了检漏速度。反应时间主要受检漏容器容积和主泵对氦有效抽速的影响。此时间由被检件的容积V、检漏仪对氦气的抽速S 决定,公式如下:

τ=V/S (1)

  式中,τ 是检漏仪反应时间;V 为被检件的容积;S 为检漏仪对氦气的抽速。

2、氦检漏前的准备工作

  电真空器件的氦检漏前的准备工作:讲述了使用氦质谱检漏仪对电真空器件进行气密性检测的准备工作情况。

  http://www.chvacuum.com/leakhunting/095447.html

3、检漏方法

  电真空器件的常用检漏方法:根据电真空器件的结构特点及测量精度要求,常用的有两种检漏方法,即氦罩法和喷吹法。

  http://www.chvacuum.com/leakhunting/095448.html

4、检漏注意事项

  电真空器件的气密性检测时的注意事项:论述了温度、临时密封材料(酒精、真空封泥、橡胶件)和设备材料吸附等因素会带来的电真空器件的气密性检测的测量误差。

  http://www.chvacuum.com/leakhunting/095449.html

5、结论

  根据氦质谱检漏仪的结构和基本原理,设计了与检漏仪接口相匹配的电真空器件检漏平台。电真空器件两种常用的检漏方法氦罩法和喷吹法,氦罩法对总漏率进行测定,但不能定位漏孔,因此与喷吹法交替使用。双回路复杂结构和复杂串联漏孔的定位,表明了氦质谱喷吹法气密性检测中的影响因素以及必须遵循的相关喷吹检漏原则。电真空器件的气密性检测需要避免温度、临时密封材料和设备材料吸附等因素带来的误差。

  在检漏过程中,来自各方面的因素都会给漏孔的淮确定位带来困难。因此,必须从实际出发,一方面,根据漏孔漏率的大小,灵活调整检漏仪的灵敏度;另一方面,根据不同型号真空电子器件的结构特点设计和制作合适的检漏模具,以保证检漏灵敏度的可靠性和漏孔准确定位。

  电真空器件的气密性检测为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/leakhunting/095446.html

  与 真空检漏 气密性检测 相关的文章请阅读:

  真空检漏http://www.chvacuum.com/leakhunting/