DE4325419A1 - Lecksuchgerät für Vakuumanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lecksuchgerät für Vaku­ umanlagen, bei dem ein Spürgas nachgewiesen wird, bestehend aus einem Rezipienten, einer Vakuumpumpe und einem Gassensor. Das erfindungsgemäße Lecksuch­ gerät ist für verschiedenartige Anwendungsfälle auf dem Gebiet der Vakuumtechnik einsetzbar.

Im Stand der Technik sind Lecksuchgeräte, bei denen ein Spürgas in einem Massenspektrometer nachgewie­ sen wird, bekannt. Damit das Massenspektrometer zwischen leichten und schweren Ionen unterscheiden kann, muß der Druck des zu analysierenden Gases da­ bei sehr gering sein. Derartige Lecksuchgeräte be­ sitzen daher in der Regel eine mechanische Vorpumpe und eine Hochvakuumpumpe, die meist als mehrstufige Öldiffusionspumpe ausgebildet ist. Das auf Undicht­ heiten zu überprüfende Gefäß wird an das Lecksuch­ gerät angeschlossen und das Spürgas um die Außen­ wand des Gefäßes geleitet. Als Spürgas wird vor­ zugsweise Helium verwendet. Derartige Lecksuchgeräte erfordern deshalb einen sehr hohen Aufwand.

Es ist weiterhin bekannt, Lecks in Vakuumanlagen mit Hilfe von Halogenlecksuchgeräten zu bestimmen. Diese Geräte arbeiten durch Besprühen der Rezipien­ tenwand mit Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff-Gas. Das Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff-Gas dringt in das Vakuum ein und führt an einem dort angebrachten Sensor zu einer Widerstandsänderung, die ein Signal bewirkt, welches elektronisch ausgewertet wird und damit auf ein Leck hinweist. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß stark umweltschädliches Fluor- Chlor-Kohlenwasserstoff-Gas als Dedektionsmedium verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Leck­ suchgerät anzugeben, mit dem ein in einem Rezipien­ ten vorhandenes Leck ohne den Einsatz umweltschäd­ licher Medien ermittelt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Gassensor ein resistiver Zinnoxidsensor verwendet wird, dessen Ausgangssignale einer Aus­ werteelektronik zugeführt werden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Lecksuchgerätes bestehen insbesondere darin, daß zwar das bei den Halogenlecksuchgeräten übliche anwendungsfreundli­ che Verfahren angewendet werden kann, der Einsatz umweltschädlicher Gase jedoch nicht erforderlich ist. Vorteilhaft ist dabei, daß das Signal leicht elektronisch ausgewertet werden kann. Um die Leck­ suchgeschwindigkeit zu erhöhen kann das Grundsignal des Sensors elektronisch nachgeführt werden.

Ein weiterer wichtiger Vorzug des erfindungsgemäßen Lecksuchgerätes ist, daß der Sensor auch zur Sauerstoff-Partialdruckmessung verwendet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispieles näher erläutert. In der zugehö­ rigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der er­ findungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 den Widerstandsverlauf am Sensor bei 10 Sekunden Testgaseinlaß und

Fig. 3 die Widerstandsänderung bei verschie­ denen Heizspannungen und Drücken mit 10 Sekun­ den Testgaseinlaß.

Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen An­ ordnung ist aus Fig. 1 ersichtlich. Der Halblei­ tergassensor 2 befindet sich in der Vakuumapparatur zwischen Rezipienten 1 und Pumpe 3. In Strömungs­ richtung hinter dem Gassensor 2 ist ein Dosierven­ til 4 angeordnet, das zum Einstellen eines bestimm­ ten für die Wirkungsweise des Sensors günstigen Druckes im Rezipienten 1 dient. Strömt das Prüfgas an den Rezipienten 1, so dringt es an der Stelle des Lecks 5 in den Rezipienten 1 ein und gelangt von dort zum Gassensor 2. Im Gassensor 2 wird da­ durch ein entsprechendes Signal ausgelöst. Um die Lecksuchgeschwindigkeit zu erhöhen, wird das Grund­ signal des Gassensors 2 elektronisch nachgeführt. Das Sensorsignal ist von der Menge des am Leck 5 einströmenden Gases abhängig und ergibt bei quanti­ tativer Auswertung ein Maß für die Leckrate. Die zeitliche Abhängigkeit des Widerstandsverlaufes für einen speziellen Anwendungsfall, bei dem eine Heizspannung von 5 Volt und ein Druck von 1×10^-2 bis 1 Torr verwendet wird, aufgezeigt.

Als Spürgas wird ein umweltschonendes Gas, vorzugs­ weise Formiergas verwendet.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ergeben sich ver­ schiedene Widerstandsänderungen bei unterschiedli­ cher Heizspannung und unterschiedlichem Druck. Das grundlegende Prinzip von Metalloxid- Halbleiter- Gassensoren beruht auf der Leitfähigkeitsänderung eines sensitiven Halbleiterschicht bei der Einwir­ kung von Gasen. Das erfindungsgemäße Lecksuchgerät besitzt eine hohe Empfindlichkeit und ist mit ge­ ringem Aufwand herstellbar.

Claims (1)

1. Lecksuchgerät für Vakuumanlagen, bei dem ein Spürgas nachgewiesen wird, bestehend aus einem Re­ zipienten (1), einer Vakuumpumpe (2) und einem Gas­ sensor (3), dadurch gekennzeichnet, daß als Gassen­ sor (3) ein resistiver Zinnoxidsensor verwendet wird, dessen Ausgangssignale einer Auswerteelektro­ nik zugeführt werden.