Аппаратура для определения герметичности
Аппаратура для определения герметичности
В настоящее время широко применяется масс-спектрометрический течеискатель, обладающий самой высокой чувствительностью. Минимальные течи, которые можно обнаружить этим прибором, равны 10-13 м3-Па/с. На рис. 8.8 показана масс-спектрометрическая камера течеискателя, предназначенного для работы с гелием в качестве пробного газа. Электроны, эмиттируемые катодом 9, попадают в камеру ионизации 8. Источник питания катода 11 подключен к анализатору через фланец 10. В случае негерметичности вакуумной системы, обдуваемой пробным газом, молекулы гелия через фланец 5 проникают в камеру ионизации Положительные ионы гелия ускоряющим напряжением направляется в камеру магнитного анализатора 6. Ускоряющее напряжение £у и магнитная индукция В подбираются таким образом, чтобы ионы гелия, прошедшие через входную щель 7, двигаясь по траектории 4, попали в выходную щель 2. Остаточные газы по траектории 3 разряжаются на стенках анализатора. В отличие от анализаторов парциальных давлений, которые должны иметь высокую разрешающую способность и перестраиваться на различные массовые числа, датчик течеискателя настраивается только на пробный газ. При этом входная и выходная щели могут быть расширены, что увеличивает чувствительность течеискателя. Этот способ повышения чувствительности можно применять для гелия, не имеющего в составе воздуха веществ с близкими массовыми числами.
Пример 2. Вакуумный прибор объемом У=0,01 м3, не имеющий непрерывной откачки, должен храниться в течение года Д/=3,5’107 с .в атмо’сфере водорода при перепаде давлений Др=2-105 Па. За время хранения допустимое повышение давления из-за негерметичности равно р=10~2 Па. Каковы требования к пороговой чувствительности течеискателя?
Поток, который может вызвать указанное повышение давления, согласно (8.17)
Если проводить вакуумные испытания с гелием в качестве пробного газа, то методика испытаний должна обеспечивать пороговую чувствительность согласно (8.12):
Коллектор ионов 1 соединяется с электрометрическим каскадом 13, усиливающим падение напряжения на высокоомном сопротивлении. Блок измерения ионного тока 12 после дополнительного усиления выходного сигнала электрометрического каскада выводит результаты измерений на стрелочный прибор или самописец.
Течеискатель подключается к испытуемому объекту с помощью фланца 1 (рис. 8.9). Для предварительной градуировки может применяться гелиевая течь 12, подключенная через клапан 13. Для дросселирования больших потоков, поступающих в течеискатель, служит клапан-натекатель 2. Ловушка 3 с насосом 10, подключенным через клапан 11, используется для создания рабочего давления 10-2 Па, измеряемого преобразователем 4 и необходимого для работы масс-спектрометрической камеры 5. Форвакуумный насос 8 обеспечивает через клапан 9 работу высоковакуумного пароструйного насоса 10 и через клапан 6 — байпас-
ную откачку камеры 5. Работоспособность насоса 8 можно определить при помощи манометра 7.
Течеискатель может подключаться к вакуумным системам как со стороны высокого, так и со стороны низкого вакуума. Вакуумная система течеискателя предназначена для откачки масс-спектрометрической камеры и, как правило, не может быть использована для откачки испытуемого объекта, который должен иметь собственную откачную систему.
Атмосферный датчик галогенного течеискателя представляет собой диод прямого накала (рис. 8.10, а), у которого эмиттирующим электродом служит платиновая спираль 1, нагретая до 800…900°С,
а коллектором возникающих в присутствии галогенов положительных ионов — цилиндрический электрод 2, охватывающий нить накала. Ионный ток измеряется усилителем 3. Воздух вместе с галогенами, выходящими из камеры, засасывается в датчик вентилятором 4.
Вакуумный датчик (рис. 8.10, б) подключается к вакуумной системе с помощью фланца 1 и содержит; так же как и атмосферный, платиновую спираль 3 и коллектор ионов 2, соединяемых через электрические выводы в вакуум в корпусе 4 с измерительным блоком 6, индицирующим течь стрелочным прибором или звуковым сигналом, и с источником питания 5.
Технические характеристики течеискателей, выпускаемых промышленностью, приведены в табл. П.11.
