RU2079121C1 - Process testing tightness of article - Google Patents

Process testing tightness of article Download PDF

Info

Publication number
RU2079121C1
RU2079121C1 RU94009463A RU94009463A RU2079121C1 RU 2079121 C1 RU2079121 C1 RU 2079121C1 RU 94009463 A RU94009463 A RU 94009463A RU 94009463 A RU94009463 A RU 94009463A RU 2079121 C1 RU2079121 C1 RU 2079121C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
gas
leak detector
additional volume
pressure
Prior art date
Application number
RU94009463A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94009463A (en
Inventor
В.А. Зяблов
Д.П. Капусткин
Л.В. Липняк
Э.В. Щербаков
Original Assignee
Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева filed Critical Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Priority to RU94009463A priority Critical patent/RU2079121C1/en
Publication of RU94009463A publication Critical patent/RU94009463A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2079121C1 publication Critical patent/RU2079121C1/en

Links

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

FIELD: testing equipment. SUBSTANCE: chamber with article is pumped out. Additional volume communicated with vacuum chamber and connected to leak detector is pumped out with different productivity by evacuated gases. In this case total pumping-out capacity is chosen from necessity of creation of full pressure in additional volume corresponding to minimal full pressure of working pressure range in chamber of mass spectrometer of leak detector. Gas pumping out capacity is chosen from necessity of formation in additional volume of partial pressure of testing gas not exceeding maximum partial pressure registered by leak detector. Calibrated flow of testing gas is fed into chamber and readings are taken from calibrated flow of testing gas by leak detector. Changing flow of analyzed gas from chamber to additional volume till it reaches specified working range of leak detector by registration of partial pressure of tasting gas one feeds flow of neutral gas into additional volume. Its value is changed to obtain full pressure corresponding to maximum reading of leek detector from calibrated flow of testing gas. Article is filled with testing gas and readings from article are measured by leak detector. Lack of tightness of article is determined by analysis of gas from chamber, by relation of measured readings from article and calibrated flow. EFFECT: enhanced sensitivity of test, reduced labour input when testing for tightness.

Description

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий на герметичность, и может найти применение также в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к надежности изделий. The invention relates to the field of testing equipment, in particular to testing products for leaks, and can also find application in those areas of technology where high demands are placed on the reliability of products.

Известен способ контроля герметичности изделий, заключающийся в том, что размещают изделие в отвакуумированной камере, а о герметичности изделия судят путем сравнения концентрации контрольного газа в вакуумной камере до и после подачи контрольного газа в изделие с помощью масс-спектрометрического течеискателя /1/. A known method of monitoring the tightness of products, which consists in placing the product in an evacuated chamber, and the tightness of the product is judged by comparing the concentration of the control gas in the vacuum chamber before and after supplying the control gas to the product using a mass spectrometric leak detector / 1 /.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ контроля герметичности изделий, осуществляемый с помощью устройства следующим образом /2/. Способ заключается в том, что вакуумируют камеру с размещенным в ней изделием, подают в камеру тарированный поток контрольного газа, заправляют изделие контрольным газом, измеряют показания от тарированного потока и от изделия с помощью масс-спектрометрического течеискателя путем анализа газа из камеры и оценивают негерметичность изделия по соотношению измеренных показаний. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a method for monitoring the tightness of products, carried out using the device as follows / 2 /. The method consists in evacuating the chamber with the product placed in it, supplying a calibrated control gas flow to the chamber, filling the product with control gas, measuring the readings from the calibrated flow and from the product using a mass spectrometric leak detector by analyzing the gas from the chamber and evaluating the leakage of the product by the ratio of measured readings.

Этот способ принят заявителем за прототип. Недостатком аналога и прототипа является то, что при испытаниях на герметичность изделий они не обеспечивают требуемой чувствительности испытаний. Особенно это сказывается при испытаниях крупногабаритных изделий в вакуумных камерах большого объема (V 300 m3 и более), где чувствительность зависит от глубины достигаемого вакуума, величины газооделения от испытываемого изделия и натекания в камеру, расположения откачных вакуумных средств и их производительности.This method is accepted by the applicant for the prototype. The disadvantage of the analogue and prototype is that when tested for tightness of products they do not provide the required sensitivity of the tests. This is especially true when testing large-sized products in large-volume vacuum chambers (V 300 m 3 and more), where the sensitivity depends on the depth of the vacuum achieved, the amount of gas separation from the test product and leakage into the chamber, the location of the pumped vacuum devices and their performance.

Задачей изобретения является повышение чувствительности испытаний и снижение трудозатрат при проведении испытаний на герметичность. The objective of the invention is to increase the sensitivity of the tests and reduce labor costs when conducting leak tests.

Техническим результатом использования предлагаемого способа контроля герметичности изделий является расширение его функциональных возможностей за счет регистрации малых утечек при испытаниях, в частности, крупногабаритных изделий в вакуумных камерах большого объема. The technical result of using the proposed method for monitoring the tightness of products is the expansion of its functionality due to the registration of small leaks during testing, in particular, large-sized products in large vacuum chambers.

Техническим результатом использования предлагаемого способа является также сокращение времени проведения испытаний и уменьшение энергозатрат за счет того, что вакуумирование камеры ведется лишь механическими насосами до давления не более P 5•10-1 мм рт. ст. а вакуумироание камеры высоковакуумными агрегатами не требуется.The technical result of using the proposed method is also to reduce test time and reduce energy consumption due to the fact that the chamber is evacuated only by mechanical pumps to a pressure of not more than P 5 • 10 -1 mm RT. Art. and evacuation of the chamber with high-vacuum units is not required.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе контроля герметичности изделий, включающем вакуумирование камеры с размещенным в ней изделием, подачу в камеру тарированного потока контрольного газа, заправку изделия контрольным газом, измерение показаний от тарированного потока и от изделия масс-спектрометричским течеискателем путем анализа газа из камеры, оценку негерметичности изделия по соотношению измеренных показаний в нем, вакуумирование камеры производят до давления не более 5•10-1 мм рт. ст. течеискатель соединяют с дополнительным объемом, сообщенным с камерой, вакуумируют дополнительный объем с различной производительностью по откачиваемым газам, при этом общую производительность вакуумирования выбирают из необходимости создания в дополнительном объеме полного давления, соответствующего минимальному полному давлению рабочего диапазона давления в камере масс-спектрометра течеискателя, а производительность по откачиваемым газам выбирают из необходимости создания в дополнительном объеме парциального давления контрольного газа, не превышающего максимального парциального давления, регистрируемого течеискателем, после подачи в камеру тарированного потока контрольного газа изменяют поток анализируемого газа из камеры в дополнительный объем до достижения заданного рабочего диапазона течеискателя по регистрации парциального давления контрольного газа, после чего подают в дополнительный объем поток нейтрального газа и изменяют его величины до получения полного давления, соответствующего максимальному показанию течеискателя от тарированного потока контрольного потока контрольного газа.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for monitoring the tightness of products, including evacuating the chamber with the product placed in it, supplying a calibrated flow of control gas to the chamber, refueling the product with control gas, measuring readings from the calibrated flow and from the product by a mass spectrometric leak detector by analysis gas from the chamber, the leakage of the product by the ratio of the measured readings in it, the chamber is evacuated to a pressure of not more than 5 • 10 -1 mm RT. Art. the leak detector is connected to the additional volume communicated with the chamber, the additional volume is evacuated with different pumped gas capacities, and the total vacuum productivity is selected from the need to create the total pressure in the additional volume corresponding to the minimum total pressure of the operating pressure range in the chamber of the leak detector mass spectrometer, and pumped gas performance is selected from the need to create an additional partial pressure of control gas, not exceeding the maximum partial pressure recorded by the leak detector, after supplying a calibrated control gas flow to the chamber, the flow of the analyzed gas from the chamber is changed to an additional volume until the specified operating range of the leak detector is reached to register the partial pressure of the control gas, and then a neutral flow is supplied to the additional volume gas and change its value to obtain full pressure corresponding to the maximum leak detector reading from a calibrated flow ka control flow of the control gas.

Именно изменение потока анализируемого газа из камеры в дополнительный объем, а также дополнительная подача нейтрального потока газа и регулировка его приводят к решению поставленной задачи. It is the change in the flow of the analyzed gas from the chamber into the additional volume, as well as the additional supply of a neutral gas flow and its adjustment that lead to the solution of the problem.

По сравнению с прототипом заявленное техническое решение сокращает энергозатраты и время проведения испытаний. Compared with the prototype, the claimed technical solution reduces energy consumption and test time.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом:
размещают изделие в вакуумной камере и вакуумируют ее с помощью механических вакуумных насосов до давления не более 5•10-1 мм рт. ст. (при более высоком давлении происходит резкое ухудшение чувствительности испытаний из-за уменьшения длины свободного пробега молекул и увеличения длительности переходных процессов);
соединяют масс-спектрометрический течеискатель, например, ТИ1-14, дополнительным объемом, сообщенным с камерой и вакуумируют дополнительный объем различной производительностью по откачиваемым газам, например, с помощью криосорбционного насоса, при этом общую производительность вакуумирования устанавливают такой, чтобы получить в дополнительном объеме полное давление, соответствующее минимальному полному давлению рабочего диапазона давления в камере масс-спектрометра течеискателя, например, до 7 делений шкалы стрелочного прибора устройства регистрирующего УР-14 течеискателя ТИ1-14, а производительность по откачке контрольного газа, например, гелия, устанавливают такой, чтобы парциальное давление контрольного газа (выходной сигнал устройства регистрирующего УР-14) не превышало максимального парциального давления, регистрируемого течеискателем, например, на шкале "3•10-8" устройства регистрирующего, 1, 0 В;
подают в камеру тарированный поток контрольного газа и измеряют показания от тарированного потока контрольного газа масс-спектрометрическим течеискателем ТА1-14, изменяя поток анализируемого газа из камеры в дополнительный объем до достижения заданного рабочего диапазона течеискателя по регистрации парциального давления контрольного газа, например, на шкале "3•10-8" устройства регистрирующего, 2,5 В;
подают в дополнительный объем поток нейтрального газа, например азот, и регулируют его величину до полученного полного давления в камере масс-спектрометра течеискателя, соответствующего максимальной чувствительности испытаний:

Figure 00000001

где Qкт тарированный поток контрольного газа, л•мкм рт.ст./с;
Δαкт показания течеискателя по тарированному потоку контрольного газа, В;
αmin достоверный отсчет по течеискателю, равный удвоенному значению флюктуации фона контрольного газа в камере, В;
заправляют изделие контрольным газом и изменяют показания от изделия масс-спектрометрическим течеискателем путем анализа газа из камеры;
по соотношению измеренных показаний от изделия и тарированного потока определяют негерметичность изделия по формуле
Figure 00000002

где Qкт тарированный поток контрольного газа, л•мкм рт.ст./с;
Δαизд. реакция течеискателя на поток контрольного газа из течей изделия, В;
Δαкт реакция течеискателя на поток контрольного газа от тарированного потока, В.The proposed method is implemented as follows:
place the product in a vacuum chamber and vacuum it using mechanical vacuum pumps to a pressure of not more than 5 • 10 -1 mm RT. Art. (at higher pressures, a sharp deterioration in the test sensitivity occurs due to a decrease in the mean free path of molecules and an increase in the duration of transients);
they connect a mass spectrometric leak detector, for example, TI1-14, with an additional volume communicated with the chamber and vacuum an additional volume with different capacities for evacuated gases, for example, using a cryosorption pump, while the total vacuum capacity is set so as to obtain the total pressure in the additional volume corresponding to the minimum total pressure of the operating pressure range in the chamber of the leak detector mass spectrometer, for example, up to 7 divisions of the dial gauge The properties of the TI1-14 leak detector detecting UR-14, and the test gas pumping capacity, for example, helium, is set so that the partial pressure of the control gas (the output signal of the UR-14 recording device) does not exceed the maximum partial pressure recorded by the leak detector, for example, by scale "3 • 10 -8 " of the recording device, 1, 0 V;
the calibrated control gas flow is fed into the chamber and the readings from the calibrated control gas flow are measured by a TA1-14 mass spectrometric leak detector, changing the flow of the analyzed gas from the chamber to an additional volume until the specified operating range of the leak detector is reached by registering the partial pressure of the control gas, for example, on the scale " 3 • 10 -8 "recording device, 2.5 V;
a neutral gas stream, for example nitrogen, is supplied to the additional volume, and its value is adjusted to the obtained full pressure in the chamber of the leak detector mass spectrometer corresponding to the maximum test sensitivity:
Figure 00000001

where Q CT calibrated flow of control gas, l • μm Hg / s;
Δα ct leak detector readings on a calibrated flow of control gas, V;
α min reliable readout by leak detector equal to twice the value of fluctuation of the background of the control gas in the chamber, V;
fill the product with control gas and change the readings from the product with a mass spectrometric leak detector by analyzing the gas from the chamber;
the ratio of the measured readings from the product and the calibrated flow determine the leakage of the product according to the formula
Figure 00000002

where Q CT calibrated flow of control gas, l • μm Hg / s;
Δα ed. leak detector response to control gas flow from product leaks, B;
Δα kt leak detector response to the control gas flow from the calibrated flow, V.

Пример реализации. Проводились испытания на герметичность изделия нашего предприятия в вакуумной камере, имеющий объем V 350 м3. При испытаниях по прототипу камера вакуумировалась до давления p 5•10-4 мм рт. ст. Чувствительность испытаний составила SQmax 5•10-3 л•мкм рт. ст./с. Общее время испытаний составило 10 ч. При испытаниях же по предлагаемому способу камера вакуумировалась до давления p 1,2•10-1 мм рт. ст. Чувствительность испытаний составила SQmax 5•10-4 л•мкм рт. ст./с. При этом ввиду того, что не было необходимости вакуумировать камеру высоковакуумными агрегатами, которые потребляют электроэнергию и требуют охлаждения водой, удалось сэкономить 1100 кВт/ч электроэнергии и 50 м 3 воды. Кроме того, общее время испытаний составило 8 часов.Implementation example. Tests were conducted on the tightness of the products of our company in a vacuum chamber having a volume of V 350 m 3 . When testing the prototype, the chamber was evacuated to a pressure of p 5 • 10 -4 mm RT. Art. The sensitivity of the tests was SQ max 5 • 10 -3 l • μm RT. st / s The total test time was 10 hours. When tested according to the proposed method, the chamber was evacuated to a pressure of p 1.2 • 10 - 1 mm RT. Art. The sensitivity of the tests was SQ max 5 • 10 -4 l • μm RT. st / s Moreover, due to the fact that there was no need to vacuum the chamber with high-vacuum units that consume electricity and require cooling with water, it was possible to save 1,100 kW / h of electricity and 50 m 3 of water. In addition, the total test time was 8 hours.

Предлагаемое техническое решение позволяет значительно уменьшить объем дорогостоящих испытаний, повысить чувствительность испытаний и расширить функциональные возможности способа при испытаниях изделий на герметичность. The proposed technical solution can significantly reduce the amount of expensive tests, increase the sensitivity of the tests and expand the functionality of the method when testing products for tightness.

Claims (1)

Способ контроля герметичности изделий, включающий вакуумирование камеры с размещенным в ней изделием, подачу в камеру тарированного потока контрольного газа, заправку изделия контрольным газом, измерение показаний от тарированного потока и от изделия масс-спектрометрическим течеискателем путем анализа газа из камеры, оценку негерметичности изделия по соотношению измеренных показаний, отличающийся тем, что вакуумирование камеры производят до давления не более 5•10-1 мм рт.ст. течеискатель соединяют с дополнительным объемом, сообщенным с камерой, вакуумируют дополнительный объем с различной производительностью по откачиваемым газам, при этом общую производительность вакуумирования выбирают из необходимости создания в дополнительном объеме полного давления, соответствующего минимальному полному давлению рабочего диапазона давления в камере масс-спектрометра течеискателя, а производительность по откачиваемым газам выбирают из необходимости создания в дополнительном в объеме парциального давления контрольного газа, не превышающего максимального парциального давления, регистрируемого течеискателем, после подачи в камеру тарированного потока контрольного газа изменяют поток анализируемого газа из камеры в дополнительный объем до достижения заданного рабочего диапазона течеискателя по регистрации парциального давления контрольного газа, после чего подают в дополнительный объем поток нейтрального газа и изменяют его величину до получения полного давления, соответствующего максимальному показанию течеискателя от тарированного потока контрольного газа.A method for monitoring the tightness of products, including evacuating the chamber with the product placed in it, supplying a calibrated control gas flow to the chamber, refueling the product with control gas, measuring readings from the calibrated flow and the product with a mass spectrometric leak detector by analyzing gas from the chamber, evaluating the leakage of the product by the ratio measured readings, characterized in that the chamber is evacuated to a pressure of not more than 5 • 10 -1 mm Hg. the leak detector is connected to the additional volume communicated with the chamber, the additional volume is evacuated with different pumped gas capacities, and the total vacuum productivity is selected from the need to create the total pressure in the additional volume corresponding to the minimum total pressure of the operating pressure range in the chamber of the leak detector mass spectrometer, and the pumped gas productivity is selected from the need to create in an additional partial pressure in volume After the supply of a calibrated control gas flow to the chamber, the analyzed gas flow from the chamber is changed into an additional volume until the specified operating range of the leak detector is reached to register the partial pressure of the control gas, after which a neutral flow is supplied to the additional volume gas and change its value until full pressure is obtained corresponding to the maximum leak detector reading from a calibrated eye control gas.
RU94009463A 1994-03-18 1994-03-18 Process testing tightness of article RU2079121C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94009463A RU2079121C1 (en) 1994-03-18 1994-03-18 Process testing tightness of article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94009463A RU2079121C1 (en) 1994-03-18 1994-03-18 Process testing tightness of article

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94009463A RU94009463A (en) 1996-01-10
RU2079121C1 true RU2079121C1 (en) 1997-05-10

Family

ID=20153691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94009463A RU2079121C1 (en) 1994-03-18 1994-03-18 Process testing tightness of article

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2079121C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Вакуумные систмы и их элементы. Справочник-атлас. /Под ред. В.Д.Лубенца, 1968. 2. Авторское свидетельство СССР N 1310857, кл. G 01 М 3/02, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4735084A (en) Method and apparatus for gross leak detection
CA1218169A (en) Counterflow leak detector with cold trap
CN106226000B (en) A kind of vacuum sealing performance measurement device and method
CN108151961B (en) Extreme high vacuum calibration device and method
CN107036769A (en) A kind of system and method for being used to calibrate different probe gas vacuum leak leak rates
CN107543664A (en) More sealing system leakage rate measurement method and apparatus
CN106525683A (en) Thin film permeability measuring device and method
CN112485175B (en) Rock porosity measuring method and measuring device
RU2079121C1 (en) Process testing tightness of article
US3798536A (en) Device for detecting leakages by using helium as a tracer gas
CN205826251U (en) A kind of vacuum leakproofness energy measurement apparatus sealing container
US4047102A (en) Dual chamber, high sensitivity gas sensor and pump
RU2194260C2 (en) Method of testing articles for tightness
SU1651119A1 (en) Method of testing air-tightness of products
CN109323817A (en) A kind of lower limit is 10-16Pam3The ultra-sensitivity leakage detection apparatus and method of/s
CN213689311U (en) Measuring device for rock pore volume
RU2077039C1 (en) Method of test of air-tightness of multispace articles
CN107748125A (en) Intrusive mercury curve measurement system and assay method based on liquid level constant method
RU2063013C1 (en) Method of inspection of tightness in vacuum chamber
Bergquist et al. Innovations in helium leak detector systems
JPH05172686A (en) Leak testing apparatus and method
RU2086941C1 (en) Process of test for leaks of pneumatic-hydraulic systems
JP3371924B2 (en) Helium leak detection method by reverse diffusion measurement
Levine et al. Development of a primary standard ultrahigh vacuum calibration station
Kendall Recommended procedures for measuring the performance of positive‐displacement mechanical vacuum pumps