真空箱氦檢漏及回收系統(tǒng)基本原理

采用背壓法對(duì)被檢工件進(jìn)行漏率檢測(cè)，并對(duì)氦氣進(jìn)行回收利用。首先對(duì)被檢工件放入真空箱內(nèi)，充入一定壓強(qiáng)的氮?dú)猓髂蛪簻y(cè)試，通過保壓判斷壓降確定是否有大漏；然后對(duì)被檢工件抽空后充入一定壓強(qiáng)的氦氣，真空箱與檢漏儀的檢漏口相接，若被檢工件有泄漏，則漏入真空箱的氦氣可通過檢漏儀測(cè)出。與被檢工件相連的是充氣回收裝置，在檢漏前后分別實(shí)現(xiàn)氦氣的充注和回收。

為滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)快節(jié)奏檢測(cè)節(jié)拍、充分利用資源、節(jié)約設(shè)備制造成本。系統(tǒng)采用雙工位設(shè)計(jì)，系統(tǒng)原理簡圖如圖一所示，兩個(gè)工位共用一套粗抽機(jī)組、精抽機(jī)組、檢漏儀、耐壓測(cè)試單元、工件抽空單元、氦氣充注及回收單元。兩個(gè)工位可交替執(zhí)行不同工藝流程，比如一個(gè)工位在檢漏時(shí)，另一個(gè)工位可執(zhí)行抽空、檢漏等步序。根據(jù)此原理。

選擇氦氣作為示蹤氣體：用氦氣作示蹤氣體的質(zhì)譜檢漏儀，是示蹤氣體檢漏中靈敏度高，使用普遍的一種檢漏儀器。

（1）He是一種標(biāo)準(zhǔn)元素，原子質(zhì)量數(shù)為4，在質(zhì)譜室內(nèi)能與相鄰物質(zhì)很好的分離

（2）空氣中He的本底濃度非常低-5ppm，使得本底噪聲信號(hào)小.

（3）無毒,非可燃性氣體。

（4）惰性氣體，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

（5）氦氣可以存儲(chǔ)在各種尺寸的圓筒容器內(nèi)，并且高純度能夠滿足為苛刻的要求。

氦檢漏法

氦質(zhì)譜檢漏法是采用氦氣作為示漏氣體，由于氦氣的荷質(zhì)比小，在檢漏過程中不受其它氣體的干擾，因此，它是一種反應(yīng)靈敏，能檢出極微小漏孔的選擇性檢漏方法。它的小可檢漏率為10-12Pa.m3.s-1。

運(yùn)用質(zhì)譜原理制成的儀器稱為質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀原理是：通過其部件質(zhì)譜室，使不同質(zhì)量的氣體變成離子并在某種場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后，不同荷質(zhì)比的離子在場(chǎng)中彼此分開，而相同荷質(zhì)比的離子在場(chǎng)中匯聚在一起，如果在適當(dāng)位置安置接受器接受所有這些離子，就會(huì)得到按照荷質(zhì)比大小，依次分開排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。專門設(shè)計(jì)的把氦示蹤氣體進(jìn)行檢漏的質(zhì)譜儀稱為氦質(zhì)譜檢漏儀。氦質(zhì)譜檢漏儀的原理是，當(dāng)一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)(正離子)以一定速度V進(jìn)入均勻磁場(chǎng)的分析器中后，如果速度V的方向和磁場(chǎng)H的方向相垂直，它的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，不同質(zhì)合比(m/e)的粒子在磁場(chǎng)中有相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，這樣，不同荷質(zhì)比的帶電粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)后會(huì)分開，如果在粒子運(yùn)動(dòng)路徑中安裝一塊擋板將其他粒子擋掉，而在氦粒子的運(yùn)動(dòng)路徑開一個(gè)狹縫而被接收極接收形成氦離子流。并經(jīng)過放大器放大而被測(cè)量儀指示出來。檢漏時(shí)，氦氣進(jìn)入檢漏儀氦質(zhì)譜室中，使儀器發(fā)生靈敏的反應(yīng)，產(chǎn)生檢漏的作用。

由于空氣中氦氣，氦質(zhì)譜儀的本底電流及噪音也很少，因此可將示漏氦氣的信號(hào)盡量放大而不怕空氣的影響，這樣可以測(cè)出極為弱小的訊號(hào)，從而檢出的漏孔;由于氦氣是惰性氣體，具有分子小，質(zhì)量輕，擴(kuò)散快，穿透性強(qiáng)，響應(yīng)快且穩(wěn)定，加之不起化學(xué)作用，不污染工件，操作安全等特點(diǎn)，導(dǎo)致使用氦質(zhì)譜檢漏儀技術(shù)(簡稱氦檢技術(shù))日益受到重視而被廣泛應(yīng)用在空調(diào)兩器生產(chǎn)上。

不同真空范圍內(nèi)的抽氣時(shí)間計(jì)算

高真空-超高真空領(lǐng)域的抽氣時(shí)間計(jì)算

這里所指的高真空至超高真空領(lǐng)域，是指真空度在0.2Pa以下，對(duì)于高真空領(lǐng)域，要充分考慮容器壁以及容器內(nèi)物體的氣體放出，因此，抽氣時(shí)間和抽氣速度的計(jì)算方法和低真空領(lǐng)域不同。

p(t)———到達(dá)壓強(qiáng)；

Se———實(shí)際抽氣速度；

Ql———腔體漏氣量；

Qg(t)———腔體內(nèi)部放出氣體量；

p0———初期壓強(qiáng)。

氣體的放出量Qg(t)隨著時(shí)間t而減少。計(jì)算開始時(shí)，假定一個(gè)抽氣時(shí)間，根據(jù)當(dāng)時(shí)的放氣量來求得到達(dá)的真空度。如果計(jì)算結(jié)果p(t)和所需的真空度不一致，則重新假定時(shí)間，根據(jù)新假設(shè)時(shí)間的氣體放出量再次計(jì)算。不斷重復(fù)，終讓p(t)在所需的真空范圍內(nèi)。

高真空領(lǐng)域的抽氣時(shí)間計(jì)算遠(yuǎn)比低真空領(lǐng)域復(fù)雜。真空腔體的內(nèi)表面經(jīng)過酒精清洗和150～200℃烘烤處理的兩種情況下，后者的氣體放出會(huì)減少10%左右，因此使用同樣的抽氣泵所能到達(dá)的真空度也會(huì)更高一些。

真空腔體內(nèi)的部件形狀和材質(zhì)也極大地影響到達(dá)的真空度和抽氣時(shí)間。如果使用了樹脂類材料，則到達(dá)的真空度會(huì)比單純考慮金屬表面的氣體放出要差2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。內(nèi)部使用螺釘時(shí)，螺紋部殘留的氣體隨著抽氣時(shí)間緩慢放出。為了加速螺紋部的氣體放出，要在螺釘中心穿孔，或在螺紋側(cè)面開一個(gè)出氣孔。因此，內(nèi)部構(gòu)造越復(fù)雜，影響真空的因素就越多，要獲得高真空，設(shè)計(jì)上就更需要經(jīng)驗(yàn)。