【廣告】
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(jiǎn)稱(chēng)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。
檢漏技術(shù)的發(fā)展
檢漏技術(shù)在真空領(lǐng)域占有非常重要的地位,它關(guān)系到真空設(shè)備的各項(xiàng)真空指標(biāo)。如何快速地找到漏點(diǎn),關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率與經(jīng)營(yíng)成本。
檢漏技術(shù)是一門(mén)不斷發(fā)展、不斷完善的技術(shù),多年來(lái),人們創(chuàng)造了很多檢漏方法。
上世紀(jì)四十年代以前的技術(shù)非常簡(jiǎn)單,比如氣泡法、電離計(jì)法等。當(dāng)時(shí),漏率高只能檢測(cè)到10^-7Pa·m^3/s。
后來(lái),經(jīng)過(guò)不斷的完善與提高,在1950~1960年代,研制者朝著提高靈敏度的方向努力,使靈敏度一度達(dá)到了10^-15Pa·m^3/s。
然而實(shí)踐證明,單一追求高靈敏度并非合適,這會(huì)給檢漏儀的生產(chǎn)制造帶來(lái)一些麻煩。后來(lái),人們將精力主要放在了儀器的穩(wěn)定性、可靠性、小型化、簡(jiǎn)單化、檢漏過(guò)程迅速化上面。
當(dāng)今常見(jiàn)的氦質(zhì)譜檢漏儀,靈敏度在10^-9~10^-13Pa·m^3/s。較為先進(jìn)的檢漏儀壓力在幾萬(wàn)Pa就可檢漏。便攜式的檢漏儀,一個(gè)人就可以搬運(yùn)。甚至有些檢漏儀已經(jīng)可以通過(guò)手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制檢測(cè)。
這些技術(shù)上的進(jìn)步,使檢漏工作的效率和便利性得到很大提升,應(yīng)用氦質(zhì)譜檢漏儀已經(jīng)成為檢漏技術(shù)中的主要方法。
不同真空范圍內(nèi)的抽氣時(shí)間計(jì)算
中真空領(lǐng)域的抽氣時(shí)間計(jì)算
這里所指的中真空領(lǐng)域,是指真空度在200 Pa 至 0.2Pa之間,中真空領(lǐng)域?qū)Ч軆?nèi)的氣體分子,處于黏性流和分子流的中間狀態(tài),不能單純地像低真空或下面講的高真空那樣簡(jiǎn)單地計(jì)算。一般情況下,通過(guò)兩種方式分別計(jì)算抽氣時(shí)間,然后取計(jì)算值較大的結(jié)果。
真空抽氣要考慮的要素:
(1)到達(dá)真空度;
(2)抽氣速度;
(3)導(dǎo)通率;
(4)實(shí)際抽氣速度;
(5)氣體放出率;
(6)漏率。
用真空泵對(duì)真空腔體抽氣時(shí),初腔體內(nèi)的壓強(qiáng)迅速降低,但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后壓強(qiáng)下降變緩,并且趨于一個(gè)恒定值。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是材料的表面放氣。如下圖壓強(qiáng)和抽氣時(shí)間的關(guān)系。壓強(qiáng)變化的不同領(lǐng)域,分別稱(chēng)之為空間抽氣和表面抽氣。為了進(jìn)一步提高真空度,通常采用的對(duì)策如下:
(1)選擇表面放出氣體少的材料;
(2)通過(guò)電解拋光等手段,減小材料表面積,繼而減少氣體分子的吸附;
(3)對(duì)腔體進(jìn)行烘烤,促進(jìn)表面吸附氣體的放出。
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(kāi)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(lái)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(guò)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(shù)脂類(lèi)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(kāi)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)。