CN102346088B - 低充氦浓度氦质谱检漏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的低充氦浓度氦质谱检漏方法，装置由容器、通道型漏孔、纯氦气源、检漏仪构成；其中布设隔离阀分别控制氦气，纯氦气，真空泵的使用；步骤一关闭纯氦气、真空泵的隔离阀，打开检测仪的隔离阀，测量其系统本底；步骤二关闭氦气的隔离阀，打开纯氦气隔离阀，测量漏孔入口处，纯氦气的下漏率；步骤三关闭纯氦气隔离阀，打开真空泵的隔离阀，抽除漏孔入口端的氦气，再打开氦气隔离阀测量其系统本底；步骤四通过容器进气口分步注入纯氦气，使容器内的氦气理论浓度分别为0.5‰、1‰、3‰、5‰，对应每一浓度测量氦气通过漏孔的漏率。本方法的氦气是配置的气体，纯氦气为100%氦浓度的气体；利用1‰氦浓度可使其检漏灵敏度为1.5×10-8Pa·m3/s。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测中的真空氦质谱泄漏检测领域，尤其适用于特殊密封装件不宜抽真空或充高压的密封性能的检测。
背景技术
目前，在氦质谱检漏技术的应用中，充氦浓度多取20%以上，但有些密封装置内部不允许充入大量无法释放的示漏气体，针对这类特殊检测要求，本发明提供的低充氦浓度氦质谱检漏方法，简单实用，有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于：提供的检漏方法，利用1‰氦浓度可使其检漏灵敏度约为1.5×10-8 Pa·m3/s；检漏时本底的信号低，噪声波动小，有利于提高系统的可检漏率。
本发明是这样实现的：低充氦浓度氦质谱检漏方法，装置由容器、通道型漏孔、纯氦气源、检漏仪构成；其中容器3的氦气1由隔离阀 4控制调节；纯氦气7由隔离阀 6控制调节；真空泵2由隔离阀 5控制调节；
步骤①关闭隔离阀 5、6处于截止状态，打开隔离阀9由检测仪10测量其系统本底；
步骤②关闭隔离阀4，打开隔离阀6，测量漏孔8入口处，纯氦气7的下漏率；
步骤③关闭隔离阀6、打开隔离阀5，抽除漏孔8入口端的氦气1，再打开隔离阀4测量其系统本底；
步骤④通过容器3进气口分步注入纯氦气7，使容器3内的氦气1理论浓度分别为0.5‰、1‰、3‰、5‰，对应每一浓度测量氦气1通过漏孔8的漏率。
所述的方法，氦气1是配置的气体，纯氦气7为100%氦浓度的气体。
所述的方法，利用1‰氦浓度可使其检漏灵敏度为1.5×10-8 Pa·m3/s。
本发明所采用的方案：在被检漏部位的内部充入1‰氦浓度的示漏气体，在检漏部位的外侧与氦质谱检漏仪相连接，利用氦质谱检漏法实现其密封性能检测。检测时，先打开常规标准漏孔，效验检漏系统的状态，然后再打开1‰氦浓度的标准漏孔标定系统灵敏度，该方法的检漏灵敏度约为1.5×10-8 Pa·m3/s。
本发明的专用标准漏孔，将标准漏孔中的氦浓度与检漏工况定为一致，可减少因标准漏孔的氦浓度与检漏工况不一致而引入检漏结果的误差。该方法有效地解决了密封装置内部不宜抽真空或充高压的一类被检件密封性检测的技术难题，彰显技术进步。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为本发明方法的实施结构示意图；
如图所示： 1-氦气；2-真空泵；3-容器；4、5、6、9-隔离阀；7-纯氦气；8-漏孔；10-检漏仪；
附图2低浓度氦气示漏的曲线图；
如图所示：电信号（V）与浓度（体积比）呈线性关系。
附图3高浓度氦气示漏的曲线图；
如图所示：电信号（V）与浓度（体积比）呈线性关系。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例
清洗,用无水乙醇清洗实验器材及密封件，以避免污垢、杂质等大分子颗粒堵塞标准漏孔；
实验系统组配见图1；1) 容器接氦气并与漏孔进气端连接，即利用注射器将预先调配好的示踪氦气体注入容器；2)漏孔的出气端由波纹管(标准KF25)连接，通检测仪;3)真空泵调试准备就绪后与容器出气端连通，即利用真空泵对容器抽真空，并保持其真空状态不变；4）纯氦气与漏孔进气端连接。
分步骤：其中容器3的氦气1由隔离阀 4调控；纯氦气7由隔离阀 6调控；真空泵2由隔离阀 5调控；检测仪10由隔离阀9调控；
①关闭隔离阀 5、6处于截止状态，打开隔离阀9由检测仪10测量其系统本底；
②关闭隔离阀4，打开隔离阀6，测量漏孔8入口处，纯氦气7的下漏率；
③关闭隔离阀6、打开隔离阀5，抽除漏孔8入口端的氦气1，再打开隔离阀4测量其系统本底；
④通过容器3进气口分步注入纯氦气7，使容器(3)内的氦气1理论浓度分别为0.5‰、1‰、3‰、5‰，对应每一浓度测量氦气1通过漏孔8的漏率。
所用的氦气是配置的气体，纯氦气是100%氦浓度的气体。
检测结果：
（1）低充氦浓度氦质谱检漏实验数据统计见表1。
表1
由上表得知，F>F0.01(1，2)＝98.5，回归方程在α＝0.01水平上显著，可信赖度在99%以上，与之间线性关系密切，即在低浓度条件下浓度与漏率线性相关。
按照上述实验方法，对该漏孔施加不同浓度的氦源，根据最小二乘法的基本原理，建立检漏电信号( X)与浓度( Y)之间的一元线性回归方程，通过方差分析及F检验法对回归方程进行显著性检验。
（2）低浓度实验数据处理统计结果见表2。
由上表得知：F值较大、残差平方和较小，表明在高充氦条件下漏率与浓度的实验数据线性精度不及其在小范围内的精度好。
（3）高浓度实验数据处理统计结果见表3。
由上表得知：F>F0.01(1,4)＝21.20，即在高浓度条件下漏率与浓度线性相关，回归方程高度显著。
将表2与表3的比较分析：表2中F值较大、残差平方和较小，表明在高充氦条件下漏率与浓度的实验数据线性精度不及其在小范围内的精度好，原因是两类实验所用配气方式和配气室的容积差异导致充氦浓度控制精度不同，进而影响检漏结果的不确定度；因此，在实际检漏工作中，为减小检漏结果的不确定度，标定状态(主要是标准漏孔的示漏气体浓度和压力)应尽可能的与检漏工况相一致。
Claims (1)
1.低充氦浓度氦质谱检漏方法，其特征在于：装置由容器、通道型漏孔、纯氦气源、检漏仪构成；其中容器(3)的氦气(1)由第一隔离阀 (4)控制调节；纯氦气(7)由第三隔离阀 (6)控制调节；真空泵(2)由第二隔离阀 (5)控制调节；检漏仪(10)由第四隔离阀(9)控制调节；
实验清洗：用无水乙醇清洗实验器材及密封件，以避免污垢、杂质堵塞标准漏孔；
实验组配：1) 容器接氦气并与漏孔进气端连接，即利用注射器将预先调配好的示踪氦气体注入容器；2)漏孔的出气端由波纹管，即与标准KF25连接，通检漏仪;3)真空泵调试准备就绪后与容器出气端连通，即利用真空泵对容器抽真空，并保持其真空状态不变；4）纯氦气与漏孔进气端连接；
步骤①关闭第二隔离阀 (5)、第三隔离阀(6)处于截止状态，打开第四隔离阀(9)由检漏仪(10)测量其系统本底；
步骤②关闭第一隔离阀(4)，打开第三隔离阀(6)，测量漏孔(8)入口处，纯氦气(7)的漏率；
步骤③关闭第三隔离阀(6)、打开第二隔离阀(5)，抽除漏孔(8)入口端的氦气(1)，再打开第一隔离阀(4)测量其系统本底；
步骤④通过容器(3)进气口分步注入纯氦气(7)，使容器(3)内的氦气(1)理论浓度分别为0.5‰、1‰、3‰、5‰，对应每一浓度测量氦气(1)通过漏孔(8)的漏率。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：氦气(1)是配置的气体，纯氦气(7) 为100%氦浓度的气体。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：利用1‰氦浓度可使其检漏灵敏度为1.5×10-8 Pa·m3/s。
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