光纤密封转接的氦质谱检漏技术研究(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)西北核技术研究所 作者:胡茂中

  在转接盘的一侧安装集气室,连接检漏系统,用喷枪对各转接器喷氦(如图3)。光纤转接器密集分布,施加的氦气极易扩散至邻近密封部位,因此,为避免误检误判,采用了如下检漏工艺:

  (1)对于多处密封结构密集分布的部位检漏,采用设计有细长型喷嘴的专用喷枪,尽量靠近被检部位喷氦并控制喷氦流量,减少了邻近的漏孔对当前部位检漏的影响;而且一旦有漏,进入检漏系统的氦较少,便于清除本底。

  (2)为尽可能持久地将氦气局限于被检部位而不致扩散到邻近部位,在被检转接器外部罩上一个限制氦气扩散的简易罩筒,作为喷吹法的辅助检漏工装。

  (3)当已检出泄漏超标转接器时,为避免氦气扩散至该泄漏转接器而影响对周边转接器漏率的判断,使用辅助抽氦泵对泄漏超标转接器表面抽真空,或是使用氮气沿泄漏超标转接器处向已检转接器方向喷吹。

  (4)对查出的超标漏点作标记、暂时封堵或采取其它相应措施,以避免对后续检漏工作的影响;待所有部位均检漏完毕,对超标漏孔统一进行封堵并复检,依此操作直至查不到泄漏环节。

3、光纤与转接器之间的密封检测

  在转接器中光纤纤芯是连续的,但纤芯外的保护层被剥除一段而分成上下两段(如图2)。如果在纤芯外的胶体内,存在连通两端保护层间隙的漏孔,在光纤外喷氦无法查找到。为此,研究设计了光纤内部充氦高灵敏度(小于1.0×10-11Pa•m3/s)检漏方法,判断在转接器内过光纤之通孔的灌胶体是否存在连通光纤各保护层的内部泄漏通道。

3.1、内部缺陷的泄漏特征

  将转接器接入检漏系统中,在转接器外对光纤通孔的密封胶喷氦并观察检漏仪输出信号的变化;随后将转接器另一端的尾纤末端封入充有氦气的气囊中,观察检漏仪输出信号的变化。

  实验发现,在转接器外向光纤密封胶部位喷氦,检漏仪输出信号保持本底状态的情况下,有些光纤内部充氦时却有输出信号连续上升、稳定时间较长的现象,表现细长型漏孔的泄漏特征。此时,如果将这些光纤封入氦气囊中的尾纤与真空泵连接并抽真空,检漏仪输出信号迅速下降(如图4)。通过上述实验,可以判定转接器内部胶体确实存在一种连通转接器两端光纤保护层间隙的缺陷,从而形成光纤内部漏孔。

图4 一次典型的光纤泄漏信号曲线图

1-光纤转接盘;2-密封圈;3-波纹管;4-光纤;5-密封圈支架;6-光纤转接器;7-抽真空气路;8-三通;9-充氦气路

图5 光纤检漏系统示意图

3.2、内部密封缺陷高灵敏度定量检测

  在光纤转接器内部密封缺陷分析实验的基础上,进一步研究安装在转接盘上光纤转接器的光纤内部充氦检漏技术。根据转接器在转接盘上的安装状态和转接盘的结构特点,设计制作检漏接口器件,这种器件主要由密封圈和密封圈支架组成,可以保证波纹管与转接盘密封良好,构成包容光纤转接器一端尾纤的集气室(如图5)。利用三通和厚壁软管构成光纤转接器另一端尾纤的抽真空和充氦装置。

  使用检漏仪直接对作为集气室的波纹管抽本底并标定灵敏度,对另一尾纤抽真空后充氦。检测结果显示光纤的漏率处于10-9~10-8Pa•m3/s之间。

4、结论

  (1)通过研究光纤密封转接的氦质谱检漏工艺和光纤内部充氦检漏方法,证实了光纤转接器内部存在特殊的漏孔,这种漏孔未贯穿整个灌胶层但连通转接器两端保护层间隙。

  (2)利用光纤多层保护结构形成集气空间,实现了光纤转接器内部漏率定量检测,检测灵敏度高达1.0×10-11Pa•m3/s。

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