RU2239807C2 - Method and device for testing pressure-tightness - Google Patents

Method and device for testing pressure-tightness Download PDF

Info

Publication number
RU2239807C2
RU2239807C2 RU2002111643/28A RU2002111643A RU2239807C2 RU 2239807 C2 RU2239807 C2 RU 2239807C2 RU 2002111643/28 A RU2002111643/28 A RU 2002111643/28A RU 2002111643 A RU2002111643 A RU 2002111643A RU 2239807 C2 RU2239807 C2 RU 2239807C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
vacuum
leak
test
vacuum pump
Prior art date
Application number
RU2002111643/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002111643A (en
Original Assignee
Леонов Леонид Борисович
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 Леонов Леонид Борисович filed Critical Леонов Леонид Борисович
Priority to RU2002111643/28A priority Critical patent/RU2239807C2/en
Publication of RU2002111643A publication Critical patent/RU2002111643A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2239807C2 publication Critical patent/RU2239807C2/en

Links

Abstract

FIELD: vacuum engineering.
SUBSTANCE: method includes static calibration of the leak detector, filling the mass spectrometer chamber rarified gas mixture with the test gas, extracting the electrical signal from the partial pressure of the test gas, recording the signal, and calculating the gas leak flow rate.
EFFECT: enhanced sensitivity.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано в конструкциях масс-спектрометрических течеискателей.The invention relates to vacuum technology and can be used in the construction of mass spectrometric leak detectors.

Известен способ [1], заключающийся в том, что: включают течеискатель ПТИ-6 в соответствии с его инструкцией по эксплуатации; калибруют его статически по контрольной гелиевой течи или по атмосферному воздуху, содержащему гелий; подсоединяют его к испытуемому объекту или устройству для испытания объекта; дросселирующим вентилем напускают до рабочего давления (примерно 4.10-2 Па) в масс-спектрометрическую камеру разреженную исследуемую смесь газов от объекта; выделяют в масс-спектрометрической камере электрический сигнал от парциального давления гелия; ведут на объекте поиск мест негерметичности; при увеличении электрического сигнала от найденной течи регистрируют его и рассчитывают поток газа через течь.The known method [1], which consists in the following: include a leak detector PTI-6 in accordance with its instruction manual; calibrate it statically with a control helium leak or with atmospheric air containing helium; connect it to the test object or device for testing the object; with a throttling valve, a rarefied test gas mixture from the object is introduced into the mass spectrometric chamber to a working pressure (approximately 4.10 -2 Pa); an electric signal from the partial pressure of helium is isolated in a mass spectrometer chamber; search for leaks at the facility; with an increase in the electric signal from the detected leak, register it and calculate the gas flow through the leak.

Вакуумная система для осуществления этого способа представляет собой высоковакуумный диффузионный насос, к которому с высоковакуумной стороны присоединена высоковакуумная магистраль для газа, содержащая азотную ловушку, к которой присоединены два клапана - один дросселирующий для присоединения к контрольной гелиевой течи, к объекту, испытуемому на герметичность, или к устройству для испытания объекта, второй для присоединения к масс-спектрометрической камере с датчиком давления; с форвакуумной стороны диффузионного насоса присоединена форвакуумная магистраль для газа с расположенными на ней датчиком давления и четырьмя клапанами для присоединения к форвакуумному насосу, масс-спектрометрической камере и к устройству для напуска атмосферного воздуха или другого газа в форвакуумную магистраль.The vacuum system for implementing this method is a high-vacuum diffusion pump, to which a high-vacuum gas line is connected from the high-vacuum side, containing a nitrogen trap, to which two valves are connected - one throttle to connect to the control helium leak, to the object being tested for leaks, or to a device for testing an object, the second for connecting to a mass spectrometric chamber with a pressure sensor; on the fore-vacuum side of the diffusion pump, a fore-vacuum gas line is connected with a pressure sensor located on it and four valves for connecting to the fore-vacuum pump, the mass spectrometric chamber and to the device for letting in atmospheric air or other gas into the fore-vacuum line.

Для повышения чувствительности течеискателя измененяют откачные характеристики диффузионного насоса по различным газам изменением мощности его подогрева.To increase the sensitivity of the leak detector, the pumping characteristics of the diffusion pump for various gases are changed by changing the power of its heating.

Вакуумная система этого течеискателя позволяет находить крупные течи, если объект или устройство для его испытания присоединены не к азотной ловушке, а к устройству для напуска газа в форвакуумную магистраль, т.к. это позволяет увеличить поток исследуемой смеси газов через течеискатель. Однако это требует большого опыта работы по течеисканию и хороших знаний всего течеискателя, чтобы не допустить обратного прорыва потока смеси газов в масс-спектрометрическую камеру через диффузионный насос, т.к. такой прорыв часто приводит в нерабочее состояние как масс-спектрометрическую камеру, так и диффузионный насос. Поэтому такой вид работы не рекомендуется и редко используется на практике.The vacuum system of this leak detector allows you to find large leaks if the object or device for testing it is not connected to a nitrogen trap, but to a device for letting gas into the foreline, because this allows you to increase the flow of the investigated mixture of gases through the leak detector. However, this requires a lot of experience in leak detection and good knowledge of the entire leak detector in order to prevent the reverse flow of the gas mixture into the mass spectrometer chamber through a diffusion pump, because such a breakthrough often results in a non-working state of both the mass spectrometric chamber and the diffusion pump. Therefore, this type of work is not recommended and rarely used in practice.

Недостатком известного технического решения являются: высокий фон гелия в высоковакуумной магистрали течеискателя; малое процентное содержание гелия в смеси потоков газов, идущих от исследуемого объекта в масс-спектрометрическую камеру, поэтому течеискатель обладает недостаточной чувствительностью, т.к. его вакуумная система не позволяет в динамике (при накоплении) исследовать поток газа из найденной течи; байпасная откачка масс-спектрометрической камеры загрязняет ее; отсутствие на высоковакуумной магистрали штатной контрольной гелиевой течи с клапаном и защитного устройства от прорывов давления смеси газов при поиске течей, а также расположение датчика давления на масс-спектрометрической камере затрудняют работу.A disadvantage of the known technical solutions are: a high helium background in the high-vacuum line of the leak detector; a small percentage of helium in the mixture of gas flows from the object under study into the mass spectrometric chamber, therefore, the leak detector has insufficient sensitivity, because its vacuum system does not allow the dynamics (during accumulation) to study the gas flow from the detected leak; bypass pumping of the mass spectrometric chamber pollutes it; the absence of a standard helium leak with a valve on the high-vacuum line and a protective device against breaks in the pressure of the gas mixture when searching for leaks, as well as the location of the pressure sensor on the mass spectrometer chamber make it difficult.

Фон гелия в высоковакуумной магистрали течеискателя, изолированной от объекта, характеризуется величиной пика гелия в масс-спектрометрической камере, т.е. определяет в камере величину парциального давления гелия. Величина этого фона зависит от: парциального давления гелия в той среде, в которой находится вся вакуумная система течеискателя, например в атмосферном воздухе; величины "памяти" гелия внутренними поверхностями различных частей вакуумной системы; величин негерметичности отдельных участков вакуумной системы и мест их соединений; наличия устройств, изменяющих концентрацию гелия в различных частях вакуумной системы и т.д. Поэтому в различных частях изолированной вакуумной системы течеискателя величина фона гелия может быть различна особенно перед, за и в самом высоковакумном насосе. Внутренние объемы различных частей вакуумной системы течеискателя неизменны, следовательно, количество гелия в них будет определяться его концентрацией, т.е. парциальным давлением гелия.The helium background in the high-vacuum line of the leak detector, isolated from the object, is characterized by the magnitude of the helium peak in the mass spectrometric chamber, i.e. determines the partial pressure of helium in the chamber. The magnitude of this background depends on: the partial pressure of helium in the medium in which the entire vacuum system of the leak detector is located, for example, in atmospheric air; the magnitude of the "memory" of helium by the internal surfaces of various parts of the vacuum system; leakage values of individual sections of the vacuum system and their joints; the presence of devices that change the concentration of helium in various parts of the vacuum system, etc. Therefore, in different parts of the insulated vacuum system of the leak detector, the magnitude of the helium background can be different especially before, behind, and in the highest-vacuum pump itself. The internal volumes of the various parts of the vacuum system of the leak detector are unchanged, therefore, the amount of helium in them will be determined by its concentration, i.e. partial pressure of helium.

Дополнительный "фон гелия" может также вызываться ионизированными осколками молекул масел, поэтому желательно использование ловушек масляных паров или безмасляных средств откачки.An additional “helium background” can also be caused by ionized fragments of oil molecules, so it is advisable to use oil vapor traps or oil-free evacuation agents.

При низком вакууме стандартная, гелиевая, течь должна выдавать поток гелия определенной и постоянной величины в единицу времени, т.е. при накоплении ее потока в замкнутой вакуумной системе количество гелия в различных частях вакуумной системы может увеличиваться не одинаково, но пропорционально увеличению времени истечения гелия из течи. Если знать закон распределения величины парциальных давлений гелия в различных частях вакуумной системы, то по изменению парциального давления в одной из них, при накоплении гелия, можно определить величину потока гелия, где-то натекающего в вакуумную систему. Если этот поток считать фоном другого потока и подавлять его противовключением полярности сигнала от его увеличения, то по увеличению сигнала от гелия при накоплении исследуемой смеси можно определить величину натекания этого гелия и от другого места негерметичности.At low vacuum, the standard helium flow should produce a helium flow of a certain and constant value per unit time, i.e. As its flow accumulates in a closed vacuum system, the amount of helium in different parts of the vacuum system may not increase equally, but in proportion to the increase in the time that helium flows out of the leak. If you know the law of the distribution of the partial pressure of helium in various parts of the vacuum system, then by changing the partial pressure in one of them, with the accumulation of helium, we can determine the magnitude of the helium flux somewhere flowing into the vacuum system. If we consider this stream as the background of another stream and suppress it by opposing the polarity of the signal from increasing it, then by increasing the signal from helium during the accumulation of the test mixture, we can determine the amount of leakage of this helium from another leak point.

"Память" гелия различными внутренними поверхностями вакуумной системы от потоков гелия может быть также различной. Ее можно отождествить с потоками газоотделения и выделения с внутренних поверхностей вакуумной системы, т.е. аналогично избавляться и учитывать ее. Отсюда, например, сжатие гелия высоковакуумным насосом необходимо определять не величиной τ=P2/P1, а величинойThe "memory" of helium by various internal surfaces of the vacuum system from helium flows can also be different. It can be identified with the flows of gas separation and release from the internal surfaces of the vacuum system, i.e. similarly get rid and take it into account. Hence, for example, the compression of helium by a high vacuum pump must be determined not by the value τ = P 2 / P 1 , but by the value

Figure 00000002
Figure 00000002

где P2 и P1 - парциальные давления гелия за и перед высоковакуумным насосом соответственно;where P 2 and P 1 are the partial pressure of helium behind and in front of the high vacuum pump, respectively;

Δ - разность давлений при изменении концентрации гелия за и перед высоковакуумным насосом соответственно [2].Δ is the pressure difference with a change in the helium concentration behind and in front of the high vacuum pump, respectively [2].

Известно устройство течеискателя [3], в вакуумной системе которого применен сорбционный насос в качестве второго высоковакуумного насоса с целью накопления и увеличения содержания гелия в исследуемой смеси газа. Основными недостатками этого устройства и способа его работы являются: нет течения исследуемой смеси газов вдоль масс-спектрометрической камеры; быстрое замасливание и, следовательно, быстрый выход в нерабочее состояние сорбционного насоса и масс-спектрометрической камеры.A leak detector device [3] is known, in the vacuum system of which a sorption pump is used as a second high-vacuum pump in order to accumulate and increase the helium content in the gas mixture under study. The main disadvantages of this device and its method of operation are: there is no flow of the investigated mixture of gases along the mass spectrometer chamber; rapid oiling and, consequently, a quick exit to the inoperative state of the sorption pump and mass spectrometer chamber.

Известны вакуумные схемы течеискателей [4], у которых в качестве высоковакуумных насосов используются другие средства откачки, например турбомолекулярные (ТМН), позволяющие получать безмасляный вакуум, т.е. работать без азотной ловушки, управляться от ЭВМ и с минимальной инерционностью изменять свои откачные характеристики по различным газам [5].Vacuum leak detector circuits are known [4], in which other pumping means are used as high-vacuum pumps, for example, turbomolecular (TMN), which make it possible to obtain oil-free vacuum, i.e. work without a nitrogen trap, be controlled by a computer, and with minimal inertia change its pumping characteristics for various gases [5].

Высоковакуумные насосы - диффузионные и турбомолекулярные - имеют очень много общих свойств при откачке и сжатии газов, а поэтому их расчеты и рекомендации по работе будут практически одинаковы, если исходить из того, что для работы одного необходимо движение молекул рабочего пара, а для другого относительное вращение наклонных каналов ступеней. Несмотря на это каждый из них обладает рядом преимуществ и недостатков. Основной недостаток паромасляных диффузионных насосов - замасливание вакуумной системы (со всеми вытекающими из этого последствиями), а турбомолекулярных - их стоимость. Их общее преимущество перед другими средствами откачки в области течеискания - возможность откачки всех газов с изменением по желанию величины их сжатия и быстроты действия. Замена в вакуумной системе течеискателя высоковакуумного диффузионного насоса с азотной ловушкой, например, на ТМН без ловушки ничего нового, неизвестного не внесет, поэтому технические решения с такой заменой не рассматриваются.High vacuum pumps - diffusion and turbomolecular - have a lot of common properties when pumping and compressing gases, and therefore their calculations and recommendations for operation will be almost the same, assuming that one requires the movement of working vapor molecules, and the other relative rotation inclined channels of steps. Despite this, each of them has a number of advantages and disadvantages. The main disadvantage of steam-oil diffusion pumps is the oiling of the vacuum system (with all the consequences that follow), and the cost of turbomolecular ones. Their common advantage over other pumping means in the field of leak detection is the possibility of pumping out all the gases with a change in the value of their compression and speed of action as desired. Replacing a high-vacuum diffusion pump with a nitrogen trap in a leak detector vacuum system, for example, with a TMH without a trap, will not bring anything new or unknown, therefore, technical solutions with such a replacement are not considered.

Следует также отметить, что применение различных ловушек масляных паров при использовании диффузионных насосов в вакуумных системах течеискателей желательно, но не обязательно, т.к. можно работать и без них.It should also be noted that the use of various oil vapor traps when using diffusion pumps in vacuum systems of leak detectors is desirable, but not necessary, because you can work without them.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ [6], заключающийся в том, что включают течеискатель ТИ1-14 в соответствии с его инструкцией по эксплуатации; калибруют статически по контрольной гелиевой течи или по атмосферному воздуху, содержащему гелий; подсоединяют его к испытуемому объекту или устройству для испытания объекта; дросселирующим вентилем напускают до рабочего давления (примерно 4.10-2 Па) в масс-спектрометрическую камеру разреженную исследуемую смесь газов от объекта; выделяют в масс-спектрометрической камере электрический сигнал от парциального давления гелия; ведут на объекте поиск мест негерметичности; при увеличении электрического сигнала от найденной течи регистрируют его и рассчитывают поток газа через течь.Closest to the proposed method is the method [6], which consists in the fact that they include a leak detector TI1-14 in accordance with its instruction manual; calibrated statically by the control helium leak or atmospheric air containing helium; connect it to the test object or device for testing the object; with a throttling valve, a rarefied test gas mixture from the object is introduced into the mass spectrometric chamber to a working pressure (approximately 4.10 -2 Pa); an electric signal from the partial pressure of helium is isolated in a mass spectrometer chamber; search for leaks at the facility; with an increase in the electric signal from the detected leak, register it and calculate the gas flow through the leak.

Наиболее близкой к предлагаемой вакуумной системе является вакуумная система этого течеискателя, содержащая: высоковакуумный диффузионный насос, к которому с высоковакуумной стороны присоединена высоковакуумная магистраль для газа, содержащая азотную ловушку, к которой присоединены датчик давления и два клапана - один дросселирующий для присоединения к контрольной гелиевой течи, к устройству блокировки, к объекту, испытуемому на герметичность, или к устройству для испытания объекта, второй для присоединения к масс-спектрометрической камере; с форвакуумной стороны диффузионного насоса присоединена форвакуумная магистраль для газа с расположенными на ней датчиком давления и двумя клапанами для присоединения к форвакуумному насосу и к устройству для напуска атмосферного воздуха или другого газа в форвакуумную магистраль.Closest to the proposed vacuum system is the leak detector vacuum system, comprising: a high-vacuum diffusion pump, to which a high-vacuum gas line is connected from the high-vacuum side, containing a nitrogen trap, to which a pressure sensor and two valves are connected - one throttling for connection to the control helium leak , to a locking device, to an object being tested for leaks, or to a device for testing an object, the second for attaching to a mass spectrometer chamber; on the fore-vacuum side of the diffusion pump, a fore-vacuum gas line is connected with a pressure sensor located on it and two valves for connecting to the fore-vacuum pump and to a device for letting in atmospheric air or other gas into the fore-vacuum line.

На течеискателе ТИ1-14 работают так: включают течеискатель в соответствии с его инструкцией по эксплуатации; калибруют его статически по контрольной гелиевой течи или по атмосферному воздуху, содержащему гелий; подсоединяют его к испытуемому объекту или устройству для испытания объекта; дросселирующим вентилем напускают до рабочего давления (примерно 4.10-2 Па) в масс-спектрометрическую камеру разреженную исследуемую смесь газов от объекта; выделяют в масс-спектрометрической камере электрический сигнал от парциального давления гелия; ведут на объекте поиск мест негерметичности; при увеличении электрического сигнала от найденной течи регистрируют его и рассчитывают поток газа через течь.On the leak detector TI1-14 they work like this: turn on the leak detector in accordance with its operating instructions; calibrate it statically according to the control helium leak or atmospheric air containing helium; connect it to the test object or device for testing the object; with a throttling valve, a rarefied test gas mixture from the object is introduced into the mass spectrometric chamber to a working pressure (approximately 4.10 -2 Pa); an electric signal from the partial pressure of helium is isolated in a mass spectrometer chamber; search for leaks at the facility; with an increase in the electric signal from the detected leak, register it and calculate the gas flow through the leak.

Недостатками известных технических решений являются высокий фон гелия в высоковакуумной магистрали течеискателя, малое процентное содержание гелия в смеси потоков газов, идущих от исследуемого объекта в масс-спектрометрическую камеру, поэтому течеискатель обладает недостаточной чувствительностью, т.к. его вакуумная система не позволяет в динамике (при накоплении) исследовать поток газа, идущий из найденной течи.The disadvantages of the known technical solutions are the high helium background in the high-vacuum line of the leak detector, the low percentage of helium in the mixture of gas flows coming from the test object to the mass spectrometric chamber, therefore the leak detector has insufficient sensitivity, because its vacuum system does not allow the dynamics (during accumulation) to study the gas flow coming from the found leak.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности течеискателя и повышение точности испытания на герметичность, что обеспечивается за счет:The technical result of the invention is to increase the sensitivity of the leak detector and increase the accuracy of the leak test, which is achieved by:

1 - повышение сепарированием процентного содержания пробного газа в потоке, идущем от исследуемого объекта в масс-спектрометрическую камеру и одновременное уменьшение процентного содержания других газов, если их молекулярный вес больше молекулярного веса пробного газа;1 - increase in the separation of the percentage of test gas in the stream going from the test object to the mass spectrometer chamber and a simultaneous decrease in the percentage of other gases if their molecular weight is greater than the molecular weight of the test gas;

2 - отделение калибровкой фона пробного газа от пробного газа, идущего непосредственно из течей объекта;2 - calibration of the background of the sample gas from the sample gas coming directly from the leaks of the object;

3 - расширение диапазона регулирования накопления смеси газов в форбачке и откачных характеристик сепарирующего насоса;3 - expanding the range of regulation of the accumulation of a mixture of gases in the tank and pumping characteristics of the separation pump;

4 - замер увеличения парциального давления пробного газа в масс-спектрометрической камере при накоплении исследуемой смеси в форбачке в течение длительного времени;4 - measurement of the increase in the partial pressure of the test gas in the mass spectrometric chamber during the accumulation of the test mixture in the tank for a long time;

5 - отделение регистрируемого фона пробного газа в масс-спектрометрической камере от пробного газа, идущего непосредственно из течей объекта;5 - separation of the detected background of the test gas in the mass spectrometer chamber from the test gas coming directly from the leaks of the object;

6 - увеличение потока исследуемого газа и чувствительности течеискателя при увеличении скорости откачки второго высоковакуумного насоса;6 - increase in the flow of the test gas and the sensitivity of the leak detector with an increase in the pumping speed of the second high-vacuum pump;

7 - уменьшение величины фона в высоковакуумных магистралях течеискателя, упрощение и улучшение его калибровки при расположении контрольной течи пробного газа на форвакуумном насосе;7 - reducing the background value in the high-vacuum lines of the leak detector, simplifying and improving its calibration when the test gas leak is located on the fore-vacuum pump;

8 - повышение давления и накопление исследуемой смеси газа в форбачке дросселирующим вентилем;8 - increase in pressure and the accumulation of the test gas mixture in the tank with a throttle valve;

9 - возможность изменения концентрации исследуемой смеси газа в масс-спектрометрической камере изменением величины сжатия первым высоковакуумным насосом;9 - the possibility of changing the concentration of the test gas mixture in the mass spectrometric chamber by changing the magnitude of the compression of the first high-vacuum pump;

10 - применение в вакуумной схеме в качестве высоковауумных насосов турбомолекулярных, диффузионных насосов, а также их комбинаций.10 - use in a vacuum circuit as high-vacuum pumps, turbomolecular, diffusion pumps, as well as their combinations.

Способ испытания на герметичность содержит статическую калибровку течеискателя, напуск в масс-спектрометрическую камеру разреженной исследуемой смеси газов с пробным газом от объекта, выделение в масс-спектрометрической камере электрического сигнала от парциального давления пробного газа, причем при увеличении электрического сигнала от найденной течи его регистрируют и рассчитывают поток газа через течь, выделяют пробный газ из потока исследуемой смеси газа в форбачке сепарированием с помощью первого высоковакуумного насоса, подают его в масс-спектрометрическую камеру, проводят статическую и динамическую калибровку течеискателя по контрольной течи пробного газа или по парциальному давлению пробного газа из газовой среды, окружающей течеискатель путем накопления смеси с пробным газом в форбачке при различных давлениях, измеряемых датчиками давления как в форбачке, так и перед вторым высоковакуумным насосом, при этом каждый раз фиксируют масс-спектрометром изменение сигнала от пробного газа при калибровках, ведут поиск мест негерметичности объекта, пропуская через второй высоковакуумный насос поток исследуемой смеси газа от объекта в форбачок и в форвакуумный насос, выделяют пробный газ из исследуемой смеси в форбачке сепарированием первым высоковакуумным насосом, подают его в масс-спектрометрическую камеру, фиксируют от него сигнал и сравнивают с сигналом от статической калибровки при соответствующих давлениях в форбачке и перед вторым высоковакуумным насосом, при увеличении сигнала от найденной течи рассчитывают поток газа через течь, если необходимо уточнить величину потока газа через течь, то увеличивают давление смеси газа в форбачке при помощи дросселирующих вентилей, фиксируют увеличение сигнала, сравнивают его со статической калибровкой при соответствующих давлениях и, если изменение сигнала признано достоверным и достаточным, то рассчитывают поток газа через течь, если изменение сигнала признано не достаточным, то вновь производят повышение давления потока газа в форбачке или накапливают смесь газов в форбачке при полностью закрытом дросселирующем вентиле на форвакуумной магистрали, регулируют время накопления смеси газов в форбачке при помощи дросселирующего вентиля на высоковакуумной магистрали или проводят дополнительную динамическую калибровку течеискателя для нахождения достоверного и достаточного изменения сигнала от пробного газа и рассчитывают поток газа через течь, если необходимо дополнительное уточнение величины потока газа через течь, то изменяют откачные характеристики первого высоковакуумного насоса с повторением определения достоверной величины потока газа через течь. Вакуумная система течеискателя содержит два высоковакуумных насоса, к первому высоковакуумному насосу с высоковакуумной стороны присоединена первая высоковакуумная магистраль, соединяющая первый высоковакуумный насос с масс-спектрометрической камерой и включающая датчик давления и клапан, ко второму высоковакуумному насосу с высоковакуумной стороны присоединена магистраль, включающая датчик давления, дросселирующий вентиль и устройство блокировки для присоединения к испытуемому объекту или к устройству для испытания объекта, первый и второй высоковакуумные насосы с форвакуумной стороны присоединены к форбачку, к которому также присоединены контрольная течь пробного газа с клапаном, датчик форвакуумного давления, а также форвакуумная магистраль с дросселирующим вентилем, форвакуумным насосом и устройством напуска атмосферного воздуха или другого газа в форвакуумную магистраль.The leak test method comprises static calibration of a leak detector, inlet into the mass spectrometric chamber of a rarefied test mixture of gases with test gas from an object, emission of an electric signal from the partial pressure of the test gas in the mass spectrometer chamber, and with an increase in the electric signal from the detected leak, it is recorded and the gas flow through the leak is calculated, the test gas is isolated from the flow of the test gas mixture in the gas tank by separation using the first high-vacuum pump, t it into the mass spectrometric chamber, the leak detector is statically and dynamically calibrated against the test gas leak or at the partial pressure of the sample gas from the gaseous medium surrounding the leak detector by accumulating the mixture with the sample gas in the nozzle at various pressures measured by pressure sensors as in the nozzle, before the second high-vacuum pump, each time the mass spectrometer records the change in the signal from the test gas during calibrations, searches for leaks in the object, skipping hours After cutting the second high-vacuum pump, the flow of the test gas mixture from the object to the fore tank and to the fore-vacuum pump, the test gas is separated from the test mixture in the tank by separation with the first high-vacuum pump, it is fed into the mass spectrometer chamber, the signal from it is recorded and compared with the signal from the static calibration at the corresponding pressure in the tank and in front of the second high-vacuum pump, with an increase in the signal from the detected leak, calculate the gas flow through the leak, if it is necessary to clarify the gas flow through That is, they increase the pressure of the gas mixture in the gas tank using throttling valves, record the increase in the signal, compare it with static calibration at the corresponding pressures, and if the signal change is recognized as reliable and sufficient, then the gas flow through the leak is calculated, if the signal change is not recognized as sufficient, then again increase the pressure of the gas flow in the gas tank or accumulate a mixture of gases in the gas tank with the throttle valve on the foreline fully closed, adjust the accumulation time using a throttle valve on the high-vacuum line or perform additional dynamic calibration of the leak detector to find a reliable and sufficient change in the signal from the test gas and calculate the gas flow through the leak, if you need additional refinement of the gas flow through the leak, then change the pumping characteristics of the first high-vacuum pump with the repetition of determining the reliable value of the gas flow through the leak. The leak detector vacuum system contains two high-vacuum pumps, the first high-vacuum line is connected to the first high-vacuum pump from the high-vacuum side, connecting the first high-vacuum pump to the mass spectrometric chamber and including a pressure sensor and a valve, and a pressure-connecting main is connected to the second high-vacuum pump from the high-vacuum side, including a throttling valve and a locking device for connecting to the test object or to the device for testing the object, The first and second high-vacuum pumps on the fore-vacuum side are connected to the forebuckle, which also has a control test gas flow with a valve, a fore-vacuum pressure sensor, and a fore-vacuum line with a throttling valve, a fore-vacuum pump and a device for letting in atmospheric air or other gas into the fore-vacuum line.

На чертеже изображено описываемое устройство вакуумной системы течеискателя. Вакуумная система течеискателя, содержащая два высоковакуумных насоса 11 и 4, к первому высоковакуумному насосу 11 с высоковакуумной стороны присоединена первая высоковакуумная магистраль, соединяющая первый высоковакуумный насос 11 с масс-спектрометрической камерой 14 и включающая датчик давления 12 и клапан 13, ко второму высоковакуумному насосу 4 с высоковакуумной стороны присоединена магистраль, включающая датчик давления 3, дросселирующий вентиль 2 и устройство блокировки 1 для присоединения к испытуемому объекту или к устройству для испытания объекта, первый и второй высоковакуумные насосы с форвакуумной стороны присоединены к форбачку 9, к которому также присоединены контрольная течь пробного газа 10 с клапаном, датчик форвакуумного давления 8, а также форвакуумная магистраль с дросселирующим вентилем 7, форвакуумным насосом 6 и устройством 5 напуска атмосферного воздуха или другого газа в форвакуумную магистраль.The drawing shows the described device of the vacuum system of the leak detector. A leak detector vacuum system comprising two high-vacuum pumps 11 and 4 is connected to the first high-vacuum pump 11 from the high-vacuum side with a first high-vacuum line connecting the first high-vacuum pump 11 to the mass spectrometer chamber 14 and including a pressure sensor 12 and valve 13 to the second high-vacuum pump 4 on the high-vacuum side, a line is connected, including a pressure sensor 3, a throttling valve 2 and a blocking device 1 for connecting to the test object or device for and torture of the object, the first and second high-vacuum pumps on the fore-vacuum side are connected to the forebuckle 9, which also has a control test gas flow 10 with a valve, a fore-vacuum pressure sensor 8, as well as a fore-vacuum line with a throttling valve 7, a fore-vacuum pump 6 and an atmospheric inlet device 5 air or other gas into the foreline.

При осуществлении способа испытания на герметичность калибруют течеискатель по контрольной течи с пробным газом 10 или по парциальному давлению пробного газа в газовой среде, окружающей течеискатель, накапливая смесь газов с пробным газом в форбачке 9 при различных давлениях смеси, измеряемых датчиками давления 8 и 3 как в форбачке, так и перед вторым высоковакуумным насосом 4 соответственно, каждый раз фиксируя масс-спектрометром 14 изменение сигнала от пробного газа, подсоединяют течеискатель к испытуемому объекту или устройству для испытания объекта на герметичность, открывают устройство блокировки 1 и дросселирующий вентиль 2 на второй высоковакуумной магистрали для поиска мест негерметичности объекта, устанавливают второму высоковакуумному насосу 4 максимальное рабочее давление по высоковакуумному датчику 3 для поиска больших течей, выделяют пробный газ из исследуемой смеси в форбачке сепарированием первым высоковакуумным насосом, подают его в масс-спектрометрическую камеру, фиксируют от него сигнал, ведут на объекте поиск мест негерметичности, регистрируют увеличение электрического сигнала от найденной течи, сравнивают с сигналом калибровки, при соответствующих давлениях в форбачке и перед вторым высоковакуумным насосом, если необходимо, рассчитывают поток газа через течь, уточняют величину потока газа через течь, увеличением давления смеси газа в форбачке, при помощи дросселирующего вентиля 7, если изменение сигнала признано не достаточным; фиксируют увеличение сигнала. Если изменение сигнала признано достоверным и достаточным, то при необходимости рассчитывают поток газа через течь; увеличивают вновь давление газа в форбачке или накапливают смесь газов в форбачке при полностью закрытом дросселирующем вентиле 7, если изменение сигнала признано не достаточным, достигают максимальной чувствительности течеискателя при длительном накоплении смеси газа в форбачке, при полностью закрытом дросселирующем вентиле 7, регулируя время накопления смеси газов в форбачке при помощи дросселирующего вентиля 2, рассчитывают увеличение парциального давления в форбачке за время накопления и определяют величину найденной течи; изменяют сжатие пробного газа первым высоковакуумным насосом 11 по формуле τ=ΔР2/ΔP1, изменяя обороты ротора турбомолекулярного насоса или мощность подогрева диффузионного насоса, если необходимо дополнительное уточнение величины потока пробного газа через течь, гдеWhen implementing the leak test method, the leak detector is calibrated against a test leak with test gas 10 or at the partial pressure of the test gas in the gas medium surrounding the leak detector, accumulating a mixture of gases with test gas in the nozzle 9 at various mixture pressures measured by pressure sensors 8 and 3 as in the prefill, and before the second high-vacuum pump 4, respectively, each time fixing the change in the signal from the test gas by the mass spectrometer 14, connect the leak detector to the test object or device for if the object is tight, open the locking device 1 and the throttle valve 2 on the second high-vacuum line to search for leaks in the object, set the second high-vacuum pump 4 to the maximum working pressure on the high-vacuum sensor 3 to search for large leaks, extract the test gas from the test mixture in the separation tank by first high-vacuum pump, feed it into the mass spectrometer chamber, fix the signal from it, conduct a search for leaks at the facility, record increased the value of the electric signal from the detected leak is compared with the calibration signal, at appropriate pressures in the nozzle and in front of the second high-vacuum pump, if necessary, calculate the gas flow through the leak, specify the gas flow through the leak, increase the pressure of the gas mixture in the nozzle using a throttle valve 7 if the change in signal is deemed insufficient; fix the increase in signal. If the signal change is considered reliable and sufficient, then, if necessary, calculate the gas flow through the leak; re-increase the gas pressure in the gas tank or accumulate the gas mixture in the gas tank with the throttle valve 7 completely closed, if the signal change is not considered sufficient, reach the maximum sensitivity of the leak detector with long-term accumulation of the gas mixture in the gas tank with the throttle valve 7 completely closed, adjusting the gas mixture accumulation time in the forbach with the help of a throttling valve 2, the increase in the partial pressure in the forbach during the accumulation time is calculated and the magnitude of the detected leak is determined; change the compression of the test gas by the first high-vacuum pump 11 according to the formula τ = ΔP 2 / ΔP 1 , changing the rotor speed of the turbomolecular pump or the heating power of the diffusion pump, if you need additional refinement of the flow of sample gas through the leak, where

P2 и P1 - парциальные давления пробного газа за и перед высоковакуумным насосом соответственно;P 2 and P 1 are the partial pressures of the test gas behind and in front of the high-vacuum pump, respectively;

Δ - разность давлений при изменении концентрации пробного газа за и перед высоковакуумным насосом соответственно.Δ is the pressure difference with a change in the concentration of the sample gas behind and in front of the high vacuum pump, respectively.

В вакуумной системе течеискателя в качестве высоковауумных насосов могут быть примены турбомолекулярные, диффузионные насосы, а также их комбинации.In the vacuum system of a leak detector, turbomolecular, diffusion pumps, as well as their combinations, can be used as high-vacuum pumps.

Источники информацииSources of information

1. Ланис В.А. и Левина Л.Е. Техника вакуумных испытаний. Госэнергоиздат, 1963 г., с.199-211).1. Lanis V.A. and Levina L.E. Vacuum Testing Technique. Gosenergoizdat, 1963, p. 199-211).

2. Леонов Л.Б. Расчет проточной части турбомолекулярного вакуумного насоса. Деп. - М.: ЦНИИ "Электроника", ДЭ-2197, 1976.2. Leonov LB Calculation of the flow part of a turbomolecular vacuum pump. Dep. - M.: Central Research Institute "Electronics", DE-2197, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР №1504527, кл. G 01 М 3/02, 1989.3. Copyright certificate of the USSR No. 1504527, cl. G 01 M 3/02, 1989.

4. Каталог фирмы "CIT ALCATEL. Технология высокого вакуума. Гелиевые течеискатели".4. Catalog of the company "CIT ALCATEL. High Vacuum Technology. Helium Leak Detectors".

5. Леонов Л.Б. Зависимость вакуумных характеристик турбомолекулярных насосов от условий работы. - Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1986. Вып.3.5. Leonov LB Dependence of vacuum characteristics of turbomolecular pumps on operating conditions. - Electronic equipment. Ser. 4. Electrovacuum and gas-discharge devices. 1986. Issue 3.

6. Паспорт и инструкция по эксплуатации гелиевого течеискателя ТИ1-14. Л., 1990, с.104.6. Passport and instruction manual helium leak detector TI1-14. L., 1990, p. 104.

Claims (2)

1. Способ испытания на герметичность, содержащий статическую калибровку течеискателя, напуск в масс-спектрометрическую камеру разреженной исследуемой смеси газов с пробным газом от объекта, выделение в масс-спектрометрической камере электрического сигнала от парциального давления пробного газа, причем при увеличении электрического сигнала от найденной течи его регистрируют и рассчитывают поток газа через течь, отличающийся тем, что выделяют пробный газ из потока исследуемой смеси газа в форбачке сепарированием с помощью первого высоковакуумного насоса, подают его в масс-спектрометрическую камеру, проводят статическую и динамическую калибровку течеискателя по контрольной течи пробного газа или по парциальному давлению пробного газа из газовой среды, окружающей течеискатель, путем накопления смеси с пробным газом в форбачке при различных давлениях, измеряемых датчиками давления как в форбачке, так и перед вторым высоковакуумным насосом, при этом каждый раз фиксируют масс-спектрометром изменение сигнала от пробного газа при калибровках, ведут поиск мест негерметичности объекта, пропуская через второй высоковакуумный насос поток исследуемой смеси газа от объекта в форбачек и в форвакуумный насос, выделяют пробный газ из исследуемой смеси в форбачке сепарированием первым высоковакуумным насосом, подают его в масс-спектрометрическую камеру, фиксируют от него сигнал и сравнивают с сигналом от статической калибровки при соответствующих давлениях в форбачке и перед вторым высоковакуумным насосом, при увеличении сигнала от найденной течи рассчитывают поток газа через течь, если необходимо уточнить величину потока газа через течь, то увеличивают давление смеси газа в форбачке при помощи дросселирующих вентилей, фиксируют увеличение сигнала, сравнивают его со статической калибровкой при соответствующих давлениях и если изменение сигнала признано достоверным и достаточным, то рассчитывают поток газа через течь, если изменение сигнала признано недостаточным, то вновь производят повышение давления потока газа в форбачке или накапливают смесь газов в форбачке при полностью закрытом дросселирующем вентиле на форвакуумной магистали, регулируют время накопления смеси газов в форбачке при помощи дросселирующего вентиля на высоковакуумной магистрали или проводят дополнительную динамическую калибровку течеискателя для нахождения достоверного и достаточного изменения сигнала от пробного газа и рассчитывают поток газа через течь, если необходимо дополнительное уточнение величины потока газа через течь, то изменяют откачные характеристики первого высоковакуумного насоса с повторением определения достоверной величины потока газа через течь.1. A leak test method comprising static calibration of a leak detector, letting a rarefied test mixture of gases with test gas from an object into the mass spectrometer chamber, emitting an electric signal from the partial pressure of the test gas in the mass spectrometer chamber, and with increasing electric signal from the detected leak it is recorded and the gas flow through the leak is calculated, characterized in that the test gas is separated from the flow of the test gas mixture in the prefilter by separation using the first high of the co-vacuum pump, it is fed into the mass spectrometric chamber, static and dynamic calibration of the leak detector is carried out according to the control leak of the test gas or by the partial pressure of the test gas from the gas medium surrounding the leak detector, by accumulating the mixture with the test gas in the nozzle at various pressures measured by pressure sensors both in the front tank and in front of the second high-vacuum pump, each time the signal from the test gas is calibrated by the mass spectrometer during calibrations, they search for leaks By passing through the second high-vacuum pump, the flow of the test gas mixture from the object into the forebuckle and the fore-vacuum pump, the test gas is separated from the test mixture in the front tank by separation with the first high-vacuum pump, it is fed into the mass spectrometer chamber, the signal is recorded from it and compared with the signal from the static calibration at the corresponding pressures in the prefilter and before the second high-vacuum pump, with an increase in the signal from the detected leak, the gas flow through the leak is calculated, if necessary, specify value of the gas flow through the leak, then increase the pressure of the gas mixture in the gas tank using throttling valves, record the increase in the signal, compare it with the static calibration at the corresponding pressures, and if the signal change is recognized as reliable and sufficient, then calculate the gas flow through the leak, if the signal change is recognized insufficient, then again increase the pressure of the gas flow in the gas tank or accumulate a mixture of gases in the gas tank with a completely closed throttle valve on the foreline, p they regulate the time of accumulation of the gas mixture in the gas tank using a throttling valve on the high-vacuum line or carry out additional dynamic calibration of the leak detector to find a reliable and sufficient change in the signal from the test gas and calculate the gas flow through the leak, if additional refinement of the gas flow through the leak is necessary, then change the pumped the characteristics of the first high-vacuum pump with the repetition of determining a reliable value of the gas flow through the leak. 2. Вакуумная система течеискателя, содержащая два высоковакуумных насоса, к первому высоковакуумному насосу с высоковакуумной стороны присоединена первая высоковакуумная магистраль, соединяющая первый высоковакуумный насос с масс-спектрометрической камерой и включающая датчик давления и клапан, ко второму высоковакуумному насосу с высоковакуумной стороны присоединена магистраль, включающая датчик давления, дросселирующий вентиль и устройство блокировки для присоединения к испытуемому объекту или к устройству для испытания объекта, первый и второй высоковакуумные насосы с форвакуумной стороны присоединены к форбачку, к которому также присоединены контрольная течь пробного газа с клапаном, датчик форвакуумного давления, а также форвакуумная магистраль с дросселирующим вентилем, форвакуумным насосом и устройством напуска атмосферного воздуха или другого газа в форвакуумную магистраль.2. A leak detector vacuum system containing two high-vacuum pumps is connected to the first high-vacuum pump from the high-vacuum side with a first high-vacuum line connecting the first high-vacuum pump to the mass spectrometer chamber and including a pressure sensor and valve; to the second high-vacuum pump from the high-vacuum side, the main is connected pressure sensor, throttling valve and locking device for connecting to the test object or to the device for testing the object a, the first and second high-vacuum pumps on the fore-vacuum side are connected to the forebuckle, which also has a test-gas control flow with a valve, a fore-vacuum pressure sensor, and a fore-vacuum line with a throttling valve, a fore-vacuum pump and a device for letting atmospheric air or other gas into the fore-vacuum line .
RU2002111643/28A 2002-05-06 2002-05-06 Method and device for testing pressure-tightness RU2239807C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111643/28A RU2239807C2 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Method and device for testing pressure-tightness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111643/28A RU2239807C2 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Method and device for testing pressure-tightness

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002111643A RU2002111643A (en) 2004-01-27
RU2239807C2 true RU2239807C2 (en) 2004-11-10

Family

ID=34309826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002111643/28A RU2239807C2 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Method and device for testing pressure-tightness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2239807C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104236816A (en) * 2014-09-04 2014-12-24 兰州空间技术物理研究所 On-line calibration device and method for leakage detection instrument
RU195896U1 (en) * 2019-11-21 2020-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") INSTALLATION OF HOT HEATING TIGHTNESS OF A HEAT FUEL ELEMENT

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104236816A (en) * 2014-09-04 2014-12-24 兰州空间技术物理研究所 On-line calibration device and method for leakage detection instrument
RU195896U1 (en) * 2019-11-21 2020-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") INSTALLATION OF HOT HEATING TIGHTNESS OF A HEAT FUEL ELEMENT

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002111643A (en) 2004-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7980117B2 (en) Sniffer leak detector comprising a detector with a quartz window
JP5990172B2 (en) Leak detector
JP3124842B2 (en) Helium leak detector
EP0218458A2 (en) Method and apparatus for gross leak detection
US5317900A (en) Ultrasensitive helium leak detector for large systems
JP3391027B2 (en) Search gas leak detector
US20200264066A1 (en) Pressure Measurement at a Test Gas Inlet
US20020100313A1 (en) Leak detector pump
US5786529A (en) Search gas detector with vacuum pump and process for operating such a search gas detector
Rottländer et al. Fundamentals of leak detection
RU2239807C2 (en) Method and device for testing pressure-tightness
US10578513B2 (en) Method for controlling the leaktightness of sealed products and installation for the detection of leaks
US5107697A (en) Tracer gas leak detection system
JP3737132B2 (en) A method for inspecting leaks of many similar subjects
KR100347637B1 (en) Gas analysis and leak detection device
US20050066708A1 (en) Test gas leakage detector
Reich Leak detection with tracer gases; sensitivity and relevant limiting factors
JP3467656B2 (en) Helium leak detector for sniffer
STECKELMACHER Methods of proving the gas tightness of vacuum equipment and components
JP2004340726A (en) Leakage detecting device
JPH08500672A (en) Vacuum / leak inspection device for test gas leak inspection using light gas
RU2728446C2 (en) Mass spectrometric leak detector with turbomolecular pump and booster pump on common shaft
Bley Leak Detection Methods
RU2240524C1 (en) Leak detector
JP3675983B2 (en) Helium leak detector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080507