图1:在常压下,氦气检漏可以填充10-2 到 10-5 mbar l/s之间的区域。(理想状态:10-6mbar l/s)
就检测情况来说,氢检漏法更接近于压降法,但其在弹性和温度方面却没有压降法的那些弱点。氦气也适用于泄漏率为10-4 至 10-5 mbar l/s的泄漏检测。因为检测在正常压力下,这种检测方法不能使用质谱仪,所以需要一个敏感度高的传感器来测量不断增加的氦浓度。这些传感器采用Wise Technology专利,且仅应用于英福康系统。在检测室内通过检测气体的连接氦气被导入到检测部件中检测,如果存在泄漏,检测气体就会通过泄露处跑到积累箱中。
风扇可以保证腔室中氦气的平均分布。如此一来,就可以在不知道泄漏位置的情况下进行精确测量。传感器可检测出大气中检测气体的含量。在英福康 T-Guard 系统中,传感器由真空玻璃管构成,该玻璃管上部带有能渗透氦的石英膜,这层石英膜像一块海绵,只有分子水平的氦气才能从中穿过。玻璃管中氦气浓度的变化可以通过辅助的压力测量装置中的电流变化测量出来。(见图2)
图2:传感器中心是真空玻璃管,该玻璃管上部带有能渗透氦的石英膜
采用这种方法,传感器解决方案可以确切地分辨出浓度到底是增加了25 ppb还是增加了0.025 ppm,检测能够可靠地检测出10-6 mbar l/s以内的泄漏率。在生产过程中, 对于一个5升的自由容积检测室(自由容积是指检测室容积减去检测部件容积),该方法可以在大约30秒之内检测出1*10-4 mbar l/s的泄漏率。对于容积为1升的检测室,检测出这样的泄漏率仅需11秒。连同开机设定时间在内,每个检测部件的检测时间仅需约16秒,每小时可检测225个检测部件。(见图3)
图3:常压下氦检漏过程中检测部件泄漏率与净容积之间的关系
该检测方法还有其他特殊应用,如检测排气再循环系统内部和外部的气密性,能检测的泄漏率为2 sccm,约合3.3 * 10-2 mbar l/s。在一个体积为40升、以混合气体(含10%氦气)作为检测气体的检测箱中,检测时间为11秒,每个检测部件全部循环时间为45秒。除了速度快之外,该检测方法还有其他优点,如它可以对塑料检测部件进行检测。气体导入后,检测部件容积变大,但并不会影响该测量系统。此外,温度、湿度和弹性也都不能造成任何影响。为了检查该系统是否能达到泄漏率检测限检测部件,可将检测部件放置在检测箱的不同位置,以便进一步检查检测箱中的氦气浓度是否保持一致。
传感器和系统
作为泄漏检测系统的组成部分,敏感度并非是对于测量系统的唯一要求。此外,还需要易于集成、个性化设置以及低维护运行性能。另外,为迎合工厂工程需求,检检测系统还必须设计简单紧凑,这样该系统就可以与液压件和电子元件很好地进行连接,同时还可以在多种检测模式中灵活运用。(见图4)
图4:在大气压下T-Guard就能通过简单检测箱工作,无需复杂的高真空箱及真空泵
该积累法优势明显。首先无需对标准大气进行真空处理,这样就可以避免使用涡轮分子泵、气密性要求极高的真空箱,以及高敏质谱仪。这极大地简化了测量系统的设计,并能更好地控制或降低整个系统的采购和维护成本。另外,采用该种方法能检测得出可靠且具有重复性的检测结果,即使采用家用塑料盒也能成功完成。此外,即使检测部件体积非常大、高温度或潮湿,这种混合氦气检漏的测量值依然具有高度的重复性,检测部件无需在检测前进行长时间的冷却或干燥。从经济上考虑,快速、全自动的检测是生产线上最为关键的部分,所以这种无需真空条件的氦检漏方法是汽车零部件制造业的理想手段,能满足汽车制造业对于质量和成本的双重需求。
图5:以积累箱进行混合氦气检漏,该方法已用于检测汽车行业的扭矩转换器。
图6:检测箱需与检测部件尽量靠近,有限的自由容积使检测时间更短且更富有成效。
英福康(INFICON)是世界领先的检漏仪器仪表的开发商,制造商与供应商。其检漏仪被广泛应用于生产和质量监控中有较高难度的工业流程中。英福康的主要客户有制冷和空调设备的制造商与服务商,汽车制造商和汽车零部件供应商,半导体行业以及检漏系统集成商。全球几乎所有重要的汽车制造商及零部件供应商是英福康的客户,其中包括安全气囊、空调及元件、油箱、喷油器系统、各种流体容器生产商等。(end)