CN115389120A - 不带氦气源的真空氦漏孔检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不带氦气源的真空氦漏孔检测装置，包括第一标准真空氦漏孔、第二标准真空氦漏孔、被校真空氦漏孔、压力计、机械泵、氦气瓶；其中，第一标准真空氦漏孔漏率值小于被校真空氦漏孔，第二标准真空氦漏孔的漏率值大于被校真空氦漏孔；第一标准真空氦漏孔、第二标准真空氦漏孔、被校真空氦漏孔并联接入氦质谱检测仪，且各自前端设置阀门；所述被校真空氦漏孔后端设置所述数字压力计，并分两路分别与机械泵和氦气瓶连接；所述机械泵和氦气瓶各自前端设有阀门。

Description

不带氦气源的真空氦漏孔检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种真空氦漏孔检测装置，尤其涉及一种不带氦气源的真空氦漏孔检测装置及方法。

背景技术

真空氦漏孔是指使用氦气作为示踪气体，出口压力小于1kPa条件下校准和使用的漏孔。真空氦漏孔分为带氦气源的漏孔和不带氦气源的漏孔两种。真空氦漏孔校准方法分为流量计法、定量气体法和相对比较法，其中相对比较法操作最为方便。相对比较法为选择与被校漏孔漏率值在同一数量级或漏率相近的标准漏孔，将两只漏孔同时安装于检漏仪上，利用检漏仪将标准漏孔的漏率值与被校漏孔的漏率值进行比较，从而得出被校真空氦漏孔的漏率值。若标准漏孔漏率的检漏仪示值为Q_{标准漏孔示值}，被校漏孔漏率的检漏仪示值为Q_{被校漏孔示值}，标准漏孔漏率值为Q_{标准漏孔漏率值}，则被校真空氦漏孔的实际漏率值为：

现有技术存在的技术问题是：

1.带氦气源的漏孔可直接接入氦质谱检漏仪进行检测，不带氦气源的漏孔需要检测人员外部提供高纯氦气，但如何快速有效提供一定压力的高纯氦气，现有技术还未有探讨。

2.由于氦质谱检漏仪并不是线性的，采用一只标准漏孔对被检测漏孔进行校准时，引入的误差较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的不带氦气源的真空氦漏孔检测装置及方法，用于解决不带氦气源的真空氦漏孔的目前无法进行校准的问题，以及采用传统的一只标准漏孔进行漏率校准时误差较大问题。

一种不带氦气源的真空氦漏孔检测装置，包括第一标准真空氦漏孔5、第二标准真空氦漏孔6、被校真空氦漏孔7、压力计、机械泵12、氦气瓶10；其中，第一标准真空氦漏孔5漏率值小于被校真空氦漏孔7，第二标准真空氦漏孔6的漏率值大于被校真空氦漏孔7；第一标准真空氦漏孔5、第二标准真空氦漏孔6、被校真空氦漏孔7并联接入氦质谱检测仪1，且各自前端设置阀门；所述被校真空氦漏孔7后端设置所述数字压力计11，并分两路分别与机械泵12和氦气瓶10连接；所述机械泵12和氦气瓶10各自前端设有阀门。

优选的，所述阀门均为气动阀门。

优选的，所述压力计为数字压力计11。

优选的，第一标准真空氦漏孔5漏率值小于且接近被校真空氦漏孔7，第二标准真空氦漏孔6的漏率值大于且接近被校真空氦漏孔7。

一种不带氦气源的真空氦漏孔检测方法，采用上述任意一项所述的真空氦漏孔检测装置；第一标准真空氦漏孔5漏孔漏率值Q_{标准漏孔漏率值1}小于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，第二标准真空氦漏孔6漏率值Q_{标准漏孔漏率值2}大于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，分别接入氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪显示值分别为Q_{标准漏孔示值1}和Q_{标准漏孔示值2}，则被校漏孔的漏率值为两次测量的平均值，即：

进一步的，包括以下步骤：

S1、将第一标准真空氦漏孔5、第二标准真空氦漏孔6、被校真空氦漏孔7与氦质谱检漏仪放在同一环境下不低于24小时，氦质谱检漏仪启动后先预热设定时间；

S2、将被校真空氦漏孔7接入氦质谱检漏仪，准备一个四通气管，一端连接被校真空氦漏孔7，一端连接数字压力计11，一端通过第一气动阀9连接机械泵12，一端通过针阀8连接氦气源；

S3、关闭被校真空氦漏孔7前端的第二气动阀门4，启动氦质谱检漏仪测量本底，本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s；

S4、启动机械泵12，打开第一气动阀门9，排空四通气管内部气体；关闭第一气动阀门9，调节针阀8往四通内放入少量氦气，然后关闭针阀8，打开第一气动阀门9，用机械泵12再次排空气管内部气体；

S5、关闭第一气动阀门9，调节针阀8使气管内压力为漏孔标签上标注压力或者客户要求压力，压力数值由数字压力计11显示；

S6、打开第二气动阀门4，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录被校真空氦漏孔的漏率值Q_{被校漏孔示值}；

S7、根据Q_{被校漏孔示值}选取一只漏率值大于Q_{被校漏孔示值}且接近Q_{被校漏孔示值}的第二标准漏孔6，和一只漏率值小于Q_{被校漏孔示值}且接近Q_{被校漏孔示值}的第一标准漏孔5，分别接入氦质谱检漏仪；

S8、关闭第一标准真空氦漏孔5前端的第三气动阀门2，待氦质谱检漏仪测量本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s时，打开第三气动阀门2，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录第一标准真空氦漏孔5的漏率值Q_{标准漏孔示值1}；

S9、关闭第二标准真空氦漏孔6前端的第四气动阀门3，待氦质谱检漏仪测量本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s时，打开第四气动阀门3，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录第二标准真空氦漏孔6的漏率值Q_{标准漏孔示值2}；

S10、被校漏孔实际值为

本发明的有益效果在于：

1)针对采用传统的一只标准漏孔进行漏率校准时误差较大问题，本文选取两只标准漏孔进行校准，其中一只漏孔漏率值Q_{标准漏孔漏率值1}小于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，另一只漏率值Q_{标准漏孔漏率值2}大于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，分别接入氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪显示值分别为Q_{标准漏孔示值1}和Q_{标准漏孔示值2}，则被校漏孔的漏率值为两次测量的平均值，即：

该方法可有效减少氦质谱检漏仪非线性带来的误差，提高了校准数据的准确度。

2)解决了不带氦气源的真空氦漏孔的校准问题，通过机械泵、数字压力计和氦气源的设计，可外部提供漏孔高纯氦气，实现(-100～800)kPa压力、(10^-10～10^-4)Pa﹒m³/s漏率范围内的真空氦漏孔的校准。

附图说明

图1是本发明不带氦气源的真空氦漏孔检测装置的结构示意图。

图中，1.氦质谱检漏仪，2.第三气动阀门，3.第四气动阀门，4.第二气动阀门，5.第一标准真空氦漏孔，6.第二标准真空氦漏孔，7.被校真空氦漏孔，8.针阀，9.第一气动阀门，10.氦气瓶，11.数字压力计，12.机械泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

本实施例提出一种新的检测装置和方法，用于解决不带氦气源的真空氦漏孔的校准问题，以及采用传统的一只标准漏孔进行漏率校准时误差较大问题。

首先，对于不带氦气源的真空氦漏孔检测装置的构造说明如下：

参见图1，本检测装置包括第一标准真空氦漏孔5、第二标准真空氦漏孔6、被校真空氦漏孔7、压力计、机械泵12、氦气瓶10；其中，第一标准真空氦漏孔5漏率值小于被校真空氦漏孔7，第二标准真空氦漏孔6的漏率值大于被校真空氦漏孔7；第一标准真空氦漏孔5、第二标准真空氦漏孔6、被校真空氦漏孔7并联接入氦质谱检测仪1，且各自前端设置阀门；所述被校真空氦漏孔7后端设置所述数字压力计11，并分两路分别与机械泵12和氦气瓶10连接；所述机械泵12和氦气瓶10各自前端设有阀门。

在此实施例中，所述阀门均为气动阀门。

在此实施例中，所述压力计为数字压力计11。

在此实施例中，第一标准真空氦漏孔5漏率值小于且接近被校真空氦漏孔7，第二标准真空氦漏孔6的漏率值大于且接近被校真空氦漏孔7。

针对漏孔不带氦气源的问题，本实施例通过机械泵、数字压力计、高纯氦气源的设计，可以给被校真空氦漏孔外部提供(-100～800)kPa压力的高纯氦气。针对采用传统的一只标准漏孔进行漏率校准时误差较大问题，本实施例选取两只标准漏孔进行校准，其中一只漏孔漏率值Q_{标准漏孔漏率值1}小于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，另一只漏率值Q_{标准漏孔漏率值2}大于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，分别接入氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪显示值分别为Q_{标准漏孔示值1}和Q_{标准漏孔示值2}，则被校漏孔的漏率值为两次测量的平均值，即：

该方法可有效减少氦质谱检漏仪非线性带来的误差。

具体操作步骤：

1)将真空氦漏孔与氦质谱检漏仪放在同一环境下不低于24小时，氦质谱检漏仪启动后根据说明书一般需先预热半小时。

2)将被校真空氦漏孔接入氦质谱检漏仪，准备一个四通气管，一端连接被校真空氦漏孔，一端连接数字压力计，一端通过气动阀连接机械泵，一端通过针阀连接氦气源，数字压力计量程为(-100～800)kPa。

3)关闭气动阀门4，启动氦质谱检漏仪测量本底，本底应小于1×10^-12Pa﹒m³/s。

4)启动机械泵12，打开气动阀门9，排空四通气管内部气体。关闭气动阀门9，调节针阀8往四通内放入少量氦气，然后关闭针阀8，打开气动阀门9，用机械泵再次排空气管内部气体，确保气管内空气被排空。

5)关闭气动阀门9，调节针阀8使气管内压力为漏孔标签上标注压力或者客户要求压力，压力数值由数字压力计11显示。

6)打开气动阀门4，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录被校真空氦漏孔在一定压力下的漏率值Q_{被校漏孔示值}。

7)根据Q_{被校漏孔示值}选取一只漏率值大于Q_{被校漏孔示值}且接近Q_{被校漏孔示值}的标准漏孔，和一只漏率值小于Q_{被校漏孔示值}且接近Q_{被校漏孔示值}的标准漏孔，分别接入氦质谱检漏仪，标准漏孔漏率值由上一级计量技术机构校准获得。

8)关闭气动阀门2，待氦质谱检漏仪测量本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s时，打开阀门2，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录标准漏孔的漏率值Q_{标准漏孔示值1}。

9)关闭气动阀门3，待氦质谱检漏仪测量本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s时，打开阀门3，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录标准漏孔的漏率值Q_{标准漏孔示值2}。

10)被校漏孔实际值为

本发明解决了不带氦气源的真空氦漏孔的校准问题，通过机械泵、数字压力计和氦气源的设计，可外部提供漏孔高纯氦气，实现(-100～800)kPa压力、(10^-10～10^-4)Pa﹒m³/s漏率范围内的真空氦漏孔的校准。通过采用两只标准漏孔，有效减少了检漏仪的非线性带来的误差，提高了校准数据的准确度。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种不带氦气源的真空氦漏孔检测装置，其特征在于：

包括第一标准真空氦漏孔(5)、第二标准真空氦漏孔(6)、被校真空氦漏孔(7)、压力计、机械泵(12)、氦气瓶(10)；

其中，第一标准真空氦漏孔(5)漏率值小于被校真空氦漏孔(7)，第二标准真空氦漏孔(6)的漏率值大于被校真空氦漏孔(7)；

第一标准真空氦漏孔(5)、第二标准真空氦漏孔(6)、被校真空氦漏孔(7)并联接入氦质谱检测仪(1)，且各自前端设置阀门；

所述被校真空氦漏孔(7)后端设置所述数字压力计(11)，并分两路分别与机械泵(12)和氦气瓶(10)连接；

所述机械泵(12)和氦气瓶(10)各自前端设有阀门。

2.如权利要求1所述的不带氦气源的真空氦漏孔检测装置，其特征在于：所述阀门均为气动阀门。

3.如权利要求1所述的不带氦气源的真空氦漏孔检测装置，其特征在于：所述压力计为数字压力计(11)。

4.如权利要求1所述的不带氦气源的真空氦漏孔检测装置，其特征在于：第一标准真空氦漏孔(5)漏率值小于且接近被校真空氦漏孔(7)，第二标准真空氦漏孔(6)的漏率值大于且接近被校真空氦漏孔(7)。

5.一种不带氦气源的真空氦漏孔检测方法，其特征在于：采用权利要求1-4中任意一项所述的真空氦漏孔检测装置；

第一标准真空氦漏孔(5)漏率值Q_{标准漏孔漏率值1}小于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，第二标准真空氦漏孔(6)漏率值Q_{标准漏孔漏率值2}大于被校漏孔漏率值且接近被校漏孔漏率值，分别接入氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪显示值分别为Q_{标准漏孔示值1}和Q_{标准漏孔示值2}，

则被校漏孔的漏率值为两次测量的平均值，即：

6.如权利要求5所述的不带氦气源的真空氦漏孔检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将第一标准真空氦漏孔(5)、第二标准真空氦漏孔(6)、被校真空氦漏孔(7)与氦质谱检漏仪放在同一环境下不低于24小时，氦质谱检漏仪启动后先预热设定时间；

S2、将被校真空氦漏孔(7)接入氦质谱检漏仪，准备一个四通气管，一端连接被校真空氦漏孔(7)，一端连接数字压力计(11)，一端通过第一气动阀(9)连接机械泵(12)，一端通过针阀(8)连接氦气源；

S3、关闭被校真空氦漏孔(7)前端的第二气动阀门(4)，启动氦质谱检漏仪测量本底，本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s；

S4、启动机械泵(12)，打开第一气动阀门(9)，排空四通气管内部气体；关闭第一气动阀门(9)，调节针阀(8)往四通内放入少量氦气，然后关闭针阀(8)，打开第一气动阀门(9)，用机械泵(12)再次排空气管内部气体；

S5、关闭第一气动阀门(9)，调节针阀(8)使气管内压力为漏孔标签上标注压力或者设定压力，压力数值由数字压力计(11)显示；

S6、打开第二气动阀门(4)，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录被校真空氦漏孔的漏率值Q_{被校漏孔示值}；

S7、根据Q_{被校漏孔示值}选取一只漏率值大于Q_{被校漏孔示值}且接近Q_{被校漏孔示值}的第二标准漏孔(6)，和一只漏率值小于Q_{被校漏孔示值}且接近Q_{被校漏孔示值}的第一标准漏孔(5)，分别接入氦质谱检漏仪；

S8、关闭第一标准真空氦漏孔(5)前端的第三气动阀门(2)，待氦质谱检漏仪测量本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s时，打开第三气动阀门(2)，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录第一标准真空氦漏孔(5)的漏率值Q_{标准漏孔示值1}；

S9、关闭第二标准真空氦漏孔(6)前端的第四气动阀门(3)，待氦质谱检漏仪测量本底小于1×10^-12Pa﹒m³/s时，打开第四气动阀门(3)，待氦质谱检漏仪显示值稳定时记录第二标准真空氦漏孔(6)的漏率值Q_{标准漏孔示值2}；

S10、被校漏孔实际值为

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