本发明属于航天器泄漏检测技术领域，具体来说，本发明涉及航天器在总装期间和发射场推进燃料加注后推进系统、环控系统、热控系统以及航天器上对示漏气体有特殊要求的密封系统的泄漏检测，是一种新型的航天器泄漏检测和测量方法。
背景技术：
航天器所携带的气体和液体大多具有高压、易燃、易爆性质且具有一定毒性，一旦泄漏在地面时会对人的生命安全构成威胁，泄漏严重时会发生爆炸，造成严重的质量事故。航天器上天后的泄漏会使推进剂量减少，缩短航天器使用寿命；同时泄漏引起的电晕放电、背景增加等，会对实验和通信设备造成严重的干扰；载人航天器如果发生泄漏会严重威胁航天员的生命安全，直接导致飞行任务无法完成，以失败告终，甚至机毁人亡的惨幕。因此航天器在总装研制阶段和发射场阶段需要多次检测密封系统的泄漏指标，以满足要求。
目前，氦质谱检漏仪和对应的氦质谱检漏方法是航天器检漏工作中最常用的检漏设备和检漏方法，氦质谱检漏仪具有设备体积小、移动灵活、检测灵敏度高，测试时间快，定性定量容易等优点，所以其被广泛的应用在检漏的各个领域内，但是其缺点是只能使用氦气或氢气作为示漏气体，其它示漏气体使用该设备无法进行检漏。随着航天技术的发展和航天器总装任务量增 加，要求检漏工作时间短、检测灵敏度高(DFH-5卫星平台)，多个密封系统同时进行检测(921平台等)，检测氙气的泄漏(电推进卫星平台)等，使得现有氦质谱检漏仪和氦质谱检漏方法无法满足航天器泄漏检测的新需求。为了满足型号任务需求，因此有必要寻找一种能够检测多种示漏气体的航天器泄漏检测方法，满足航天器任务需求。
技术实现要素：
本发明目的是解决航天器在总装期间多个密封系统无法进行并行泄漏检测问题和解决航天器推进系统燃料和工质泄漏的无法检测问题。
航天器在总装期间密封系统的密封性能需要进行多次测量，而且航天器的密封系统数量多，常规的氦质谱非真空累积法一次只能对一个系统进行检测，增加了航天器总装时间，降低工作效率。同时随着航天器发展出现部分密封系统内部直接充非氦工质，如热控系统的管路内充乙烷、丙烯或氨，环控系统的管路内充全氟三乙胺等；发射场电推进系统加注后燃料为氙气等，这都使得常规泄漏检测方法无法满足航天器新的检测需求。
利用气相色谱技术可以定性、定量检测不同气体成分的原理设计了一种新的航天器泄漏检测方法。该方法可以并行检测航天器的多个密封系统，可以对多种示漏气体或航天器工质及燃料进行定量检测。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术解决方案：
基于气相色谱法的航天器系统漏率的测量装置，主要包括高纯载气气源、气相色谱仪、抽气泵、风机、收集容器、取样管路和标准气体气源，若干个风机均匀设置在收集容器的各个角落，气相色谱仪分别与标准气体气源、高纯载气气源连通，并经过抽气泵与贯穿收集容器壁的多路取样管路连通。
其中，标准气体气源配置为已知量浓度的一种或多种示漏气体的气源。
利用上述基于气相色谱法的航天器系统漏率测量装置进行检漏的方法， 包括如下步骤：
向一个或多个航天器密封系统充入一定压力的不同种示漏气体或示漏工质，将航天器放置在收集容器内，用气相色谱仪测试当前收集容器内示漏气体的浓度，静置一定时间后用气相色谱仪再次测试收集容器内的不同示漏气体的浓度变化，依据泄漏原理计算航天器不同密封系统的泄漏值。
其中，所述方法具体包括以下步骤：
1)确定航天器需要进行密封系统检测的数量，选择不同的示漏气体；
2)找到多种示漏气体在气相色谱仪上检测参数，主要包含柱温、载气流速、色谱柱类型、检测器种类、载气种类以及程序升温的方法；
3)在气相色谱检测参数不变的情况下，确定不同示漏气体的保留时间；
4)向航天器不同的密封系统充入一定压力的不同示漏气体；
5)将航天器放置在收集容器内，并密封收集容器；
6)开启风机对收集容器内的空气进行搅动，搅动时间(t0)为直至将收集容器内的气体搅动均匀为止；
7)停止风机循环，用气相色谱仪对收集容器内的一种或多种示漏气体进行检测，并分别检测收集容器内不同位置；
8)用气相色谱仪检测标准气体，依据外标法或归一化法，计算出收集容器内一种或多种示漏气体的浓度Ai0；外标法是通过测试标准气体中某种示漏气体的已知浓度来确定该气体的待测气体浓度；归一化法是将测试气体(混合气体)中所有组分的含量累加结果记为1或100％，进而可以确定某一种气体在被测试气体中的含量；
9)静置一定时间t后，开启风机搅动时间为t0；
10)重复步骤7)和步骤8)，计算出收集容器内一种或多种示漏气体的浓度Ai1；
11)依据色谱法系统漏率计算公式(1)，计算航天器某一密封系统的总漏率；
式中，Qi为航天器密封系统中第i系统的系统漏率(i＝0,1,2,3....)，单位Pa.m3/s；
P0为收集容器内的环境气压，单位Pa；
Ai1为航天器在收集容器内静置一定时间(t)后i示漏气体浓度，单位为百分含量；
Ai0为航天器在收集容器放置初时i示漏气体浓度，单位为百分含量；
V1为航天器体积，单位m3；
V2为收集容积体积，单位m3；
t为航天器在收集容器内静置时间，单位为s。
其中，步骤7)中，检测前需要提前开启抽气泵。
本发明的优点主要有：
1)可以用多种示漏气体并行检测航天器多个密封系统的漏率，缩短航天器密封系统泄漏检测时间；
2)可以检测多种示漏气体，解决了氦质谱检漏方法中只能以氦气作为示漏气体的限制，使得气相色谱法检漏不仅满足航天器总装期间的密封系统泄漏检测，也可以满足航天器密封系统加注真实工质和加注燃料后的定量泄漏检测；
3)气相色谱法检漏相比较与氦质谱法检漏具有取样简单，设备操作简单不易损坏的优点，氦质谱检漏法需要真空环境，设备操作复杂容易造成损坏；
4)气相色谱法检漏不用放样操作，直接采用标准气或归一化法就可以计算出示漏气体的浓度量，具有定量优势，并可以减小系统误差。
附图说明
图1为本发明的基于气相色谱法的航天器系统漏率检测系统示意图。
其中，1、高纯载气气源；2、气相色谱仪；3、抽气泵；4、风机；5、收集容器；6、航天器产品；7、取样管路；8、标准气体气源。
具体实施方式
参照图1，本发明的基于气相色谱法航天器系统漏率检测系统主要由高纯载气气源1、气相色谱仪2、抽气泵3、风机4、收集容器5、取样管路7和标准气体气源8组成。高纯载气气源1与气相色谱仪2相连，提供正压气路，同时也将示漏气体带入到色谱仪1内进行检测。气相色谱仪1是检测示漏气体主要设备，其是整个系统的核心。抽气泵3用于将收集容器5内的气体输送到色谱仪内，达到取送气体的功能。若干个风机4是将收集容器5内的空气进行搅动，使得收集容器5内部各种气体成分均匀分布。收集容器5用于收集航天器产品6的密封系统泄漏出的一种或多种示漏气体，使得示漏气体的浓度发生变化。取样管路7主要用于收集容器内气体的取样，取样管路7多点分布是为了保证测试结果的准确性。标准气体气源8主要是用于确定一种或多种示漏气体在色谱图上的保留时间，因为在参数不变的情况下，某种气体的保留时间是固定不变的，因此可以确定后面测量中该气体成分在色谱中的位置；同时标准气体还可以对气相色谱检测的结果进行标定(即定量分析)，减小测试误差。整个测试系统的实施方式为：当风机4将收集容器5内的气体搅动均匀后，抽气泵3将收集容器5内的气体输送到气相色谱仪2内；气相色谱仪2分别测试收集容器5内的气体和标准标准气体，确定出收集容器内一种或多种示漏气体的浓度含量；通过对比静置前后一种或多种示漏气体的浓度变化量，进而可以计算出航天器不同密封系统的漏率。
下面以并行检测航天器中4个密封系统的总漏率为例，介绍气相色谱法测试步骤：
1)航天器有4个密封系统需要并行进行总漏率测试，选择4种不同的示漏气体，如(氪气、氙气、乙烷和六氟化硫)；
2)色谱柱选用4m的5A填充柱，检测器选用氦离子化检测器或热导检测器，载气选用高纯氦气，纯度不低于99.999％；
3)用气相色谱仪检测标准气体(含有一定浓度的氪气、氙气、乙烷和六氟化硫，基准气体为氦气)，确定4种示漏气体的在色谱图上的保留时间；
4)向航天器4个密封系统分别充入一定压力的高纯氪气、氙气、乙烷和六氟化硫气体；
5)将航天器放置在收集容器内，并密封收集容器；
6)开启风机对收集容器内的空气进行搅动，搅动时间(t0)为直至将收集容器内的气体搅动均匀为止；
7)抽气泵将收集室内的气体抽送至色谱仪内，气相色谱仪检测收集室内气体，依据外标法或归一化法，计算出收集容器内氪气、氙气、乙烷和六氟化硫气体的浓度Ai0；
8)静置一定时间t后，开启风机搅动时间为t0；
9)重复步骤6)和步骤7)，计算出收集容器内氪气、氙气、乙烷和六氟化硫气体的浓度Ai1；
10)依据色谱法系统漏率计算公式(1)，分别计算航天器4个密封系统的总漏率。
本检测方法相比较其它泄漏检测方法具有：可以并行检测多个密封系统；扩大了示漏气体选择范围；检测过程中不需要放样操作，消除放样过程中密封系统泄漏持续进行带来的误差；该检测方法操作简单，具有直接测试大气环境的优势。
尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细描述和说明，但是应该指明的是，本领域的技术人员可以依据本发明的精神对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用在未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。