真空检漏vacuumleakdetection.ppt
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1、第五章 真空检漏 Leak Detection,主要内容,5.1 概述 一.真空检漏的意义 二. 真空系统漏气的判断 三. 漏孔大小的表示 四容许漏率 5.2 检漏的基本原理 一. 压强差的作用 二. 示漏气体与探测器 三、检漏方法的响应过程 四、各种效应的利用 五、检漏器的性能指标 5.3 压力检漏法 一. 打气检漏法 二. 卤素检漏法 三、氨检漏法 5.4 真空检漏法 一. 高频火花检漏法 二. 真空计检漏法 三、质谱仪检漏法 1工作原理 2示漏气体 3检漏方法 4性能指标,5.1 概述,一.真空检漏的意义 二. 真空系统漏气的判断 三. 漏孔大小的表示 四容许漏率,真空检漏的基本概念,真
2、空检漏就是检测真空系统的漏气部位及其大小的过程。 漏气也叫实漏,是气体通过系统上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象。 虚漏,是相对实漏而言的一种物理现象。这种现象是由于材料放气、解吸、凝结气体的再蒸发、气体通过器壁的渗透及系统内死空间中气体的流出等原因引起真空系统中气体压力升高的现象。 漏率,即单位时间内流过漏孔(包括间隙)的气体量。 在漏孔入口压力为1.01105Pa,出口压力低于1.33103Pa,温度为296士3K的标准条件下,单位时间内流过漏孔的露点温度低于248K的空气的气体量。 漏率的单位是帕斯卡立方米秒,记为Pam3s。为了方便,有时用帕斯卡升秒,记为PaLs。 最大容许漏率:
3、于动态真空系统,只要其平衡压力能够达到所要求的真空度,这时即使存在着漏孔,也可以认为该系统的漏率是容许的,该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。 最小可检漏率是指某种检漏方法能够检测出的漏率的最小值。,5.2 检漏的基本原理,检漏目的: 一. 压强差的作用 P1P2; P1P2 e.g. Testing for the leak of tire of a bicycle. 缺点:不能检测微小漏孔,二. 示漏气体与探测器 示漏气体:卤素 ;放射元素;氨气等 探测器: 电离计等; 三、检漏方法的响应过程 立刻响应;响应较快稳定;响应很慢稳定; 探查法 四、各种效应的利用 五、检漏器的性能指标,漏孔的
4、气流特性 气体流经漏孔的过程是很复杂的,可能包含有粘滞流、过渡流及分子流三种流动状态。 检漏方法的分类,充压检漏法、真空检漏法及其它检漏法,Chapter 5 Leak Detection,Section 1. General introduction 1. The importance of leak detection (a) An ideal vacuum chamber should maintain forever the vacuum (pressure) reached at the moment of its separation from the pumps. (b) Any
5、 real chamber presents a rise in pressure after being isolated from the pumping system.,Continuation of general introduction,(c ) The pressure rise is produced by the gas which penetrates through leak ,which evolves from the walls( outgassing and vapor) and which enteres by permeation (see page 111)
6、. PSedt Qdt = VdP Where P:Pressure; Se:Effective pumping speed V: Volume; Q: leak, outgassing & permeation,Continuation of general introduction,2. Determination of the leak (a) Plotting of pressure vs time curve will assist in determining the the actual leak.,Determination of the real leaks,Straight
7、 line 1 : the rise of pressure is produced only by real leaks. Curve 2 : the rise of pressure by outgassing Curve 3 : the rise of pressure by a combined effect (leak, outgassing and penetration).,Continuation of general introduction,3. The leak rate (a) Definition : The leak rate is the quantity of
8、gas (in PV units) per unit time into the flowing vacuum system at a certain conditions.,Table of leak rate specifications,Leak detection,Section 2. Basic principle of the leak detection methods (a) The aim of leak detection: To find exact situation of the leak. (b) The principle of the leak : Pressu
9、re difference : e.g. Testing for the leak of tire of a bicycle.,Continuation of the principle of leak detection,The trace probe : In this technique a stream of test gas is spread on the suspected area, and the gas penetrating into the system is pumped via the detector. The detector probe : In this t
10、echnique the test gas is filled into the system under test and a detector probe connected to the leak detector is passed over the suspected area to receive the test gas escaping through the leak.,5.3 压力检漏法,压力检漏法( 充压检漏法):在被检件内部充入一定压力的示漏物质,如果被检件上有漏孔,示漏物质便从漏孔漏出,用一定的方法或仪器在被检件外部检测出从漏孔漏出的示漏物质,从而判定漏孔的存在、位置
11、及漏率的大小,此即充压检漏法。 一. 打气检漏法 二. 卤素检漏法 三、氨检漏法,二. 卤素检漏法,用含有卤素(氟、氯、溴、碘)的气体为示漏气体的检漏仪器称为卤素检漏仪 。 分两类: 其一为传感器(即探头)与被检件相连接的称为固定式(也称内探头式)卤素检漏仪; 其二为传感器(即吸枪)在被检件外部搜索的称为便携式(也称外探头式)卤素检漏仪。 示漏气体: 氟里昂、氯仿、碘仿、四氯化碳等,其中氯里昂12最好 ; 卤素检漏仪灵敏度可达3.2lO-9Pam3s。,二. 卤素检漏法,工作原理与结构 金属铂在800900 oC温度下会发生正离子发射,当遇到卤素气体时,这种发射会急剧增加。这就是所谓的“卤素效
12、应”,利用此效应制成的卤素检漏仪的结构示意图如图所示。,三、氨检漏法,示漏气体:氨(碱性) 外涂试剂或贴试纸(溴酚蓝最好) 原理:漏孔处变色 灵敏度: 大于5*10-6 torr l/s的漏孔,0.5h; 5*10-7 -1*10-6 torr l/s的漏孔,2-4h; 10-8 torr l/s的漏孔,10h以上。 优点:简单方便,灵敏度高,一次充氨可以检完所有部位。 缺点:有毒!不能用于铜银等金属容器。,5.4 真空检漏法,真空检漏法:被检件和检漏器的敏感元件处于真空状态,在被检件的外部施加示漏物质,如果有漏孔,示漏物质就会通过漏孔进入被检件和敏感元件的空间,由敏感元件检测出示漏物质,从而
13、可以判定漏孔的存在位置及漏率的大小,这就是真空检漏法。 一. 高频火花检漏法 二. 真空计检漏法 三、质谱仪检漏法 1工作原理 2示漏气体 3检漏方法 4性能指标,一. 高频火花检漏法,高频火花检漏器是个高频高压对地放电器件,可以用于真空检漏。 (1)工作原理与结构 图9示出一种电容,电感串联谐振式高频火花检漏器的原理图。接通K,当接触器CD闭合时,电流流经L1、CD,电流很大,L1产生足够大的电磁力吸引CD断开,于是形成L1、C、L2的回路。由于阻抗增加,电流减小导致电磁力下降。从而使CD重新闭合。如此反复,在L2上施加高频脉冲电压,因此高压线圈L3便感应出高频高压脉冲电压。而L3的一端对地
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