基于限压-分流法的大气环境下的质谱单点检漏系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于限压—分流法的大气环境下的质谱单点检漏系统，包括质谱室、分流腔、长距离吸枪线、分流泵、真空系统、数据处理显示单元，质谱室设置有四极质谱计，并通过真空系统对质谱室抽真空，四极质谱计电连接有数据处理显示单元，质谱室通过微调阀一连通有分流腔，分流腔连接有分流泵，分流腔还连通有长距离吸枪线，长距离吸枪线前方还设置有微调阀二。与现有技术相比，本发明的检漏系统提高了检漏灵敏度，满足实际测试需求并延长系统使用寿命；测试距离不小于10m，满足了航天器现场测试的需求；在分流腔设置低真空计，使入口微调阀的调节更直观，有利于现场操作。
【专利说明】基于限压-分流法的大气环境下的质谱单点检漏系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于质谱检漏【技术领域】，具体而言，本发明涉及在大气环境下对加注了气体及挥发性液体工质的航天器进行漏率测试的质谱单点漏率检测系统。此外，本发明也提出了大气环境下的质谱单点检漏的方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国航天器检漏时，一般用氦质谱吸枪检漏法进行单个密封环节的漏率测试。该方法的优点是测试系统简单、且成本低廉。缺点是具有多个密封系统的航天器检漏时，易发生氦气本底干扰，严重影响检漏周期。此外，航天器密封系统的工作介质包含多种气体、液体，用氦气检漏得到的漏率不能完全等效非氦气工质的漏率，特别是密封系统充装非氦工质后发生的泄漏无法用氦质谱检漏仪进行检测，重复使用航天器的发展方向也需要研发非氦工质下的单点检漏技术。
[0003]质谱技术的发展，使对多种物质的检测得以实现。理论上，四极质谱计可在不低于10_2Pa真空度的条件，对所有进入质谱室的气态物质进行分析和检测，可满足航天器对多种检漏介质、工作介质的检测需求。
[0004]目前，普遍应用在大气环境下对空气中的微量气体成分进行分析的质谱检测系统如图1所示。其中，该质谱检测系统包括质谱室，质谱室设置有四极质谱计、并连接有抽吸质谱室的真空系统，质谱室通过微调阀分别连接有毛细管和分流泵，质谱室还设置有真空计，在分流泵的抽吸作用下，混合微量气体的大气可快速地通过限流的毛细管，大部分被分流泵抽走，压力降至500Pa下的少量气体通过微调阀进入质谱室，质谱室的真空度由真空系统维持在10_2Pa以下，经四极质谱计的分析可得微量气体的成分。此系统主要是对大气中微量气体的种类和相对浓度进行定性的分析和确认，若要定量分析，需经过特定的校准。此外，此系统以Im左右的毛细管作为进气部件，其脆性不利于工程应用，同时毛细管的长度也无法满足航天器单点检漏距离不少于IOm的需求，若延长毛细管至10m，将大大增加测试系统的反应时间(不少于30min)，无法满足快速检漏的目的。为此，提供一种在大气环境下能够进行高精确度且操作方便的单点漏率测试方法。
【发明内容】
[0005]本发明目的是提供一种可在大气环境下对加注了气体工质或可挥发性液体工质的航天器进行单点漏率测试的方法，克服了当前只能以氦气为示漏气体并利用氦质谱检漏仪进行航天器单点检漏的局限性。
[0006]本发明所提供的具体方案如下:
[0007]本发明的基于限压一分流法的大气环境下的质谱单点检漏系统如图二所示。其中，该检漏系统包括质谱室、分流腔、长距离吸枪线、分流泵、真空系统、数据处理显示单元，质谱室设置有四极质谱计，并通过真空系统对质谱室抽真空，四极质谱计电连接有数据处理显示单元，质谱室通过微调阀一连通有分流腔，分流腔连接有分流泵，分流腔还连通有长距离吸枪线，长距离吸枪线前方还设置有微调阀二。
[0008]其中，质谱室还设置有高真空计。
[0009]其中，分流腔还设置有低真空计。
[0010]其中，长距离吸枪线的长度为至少10m。
[0011]一种基于限压一分流法的大气环境下的质谱单点检漏方法，包括以下步骤:
[0012]I)本底测试:在大气环境下运行上述检漏系统，利用长距离吸枪线测试被测产品中的检漏工质在大气中的浓度，并记录浓度值I。;
[0013]2)校准检漏系统:利用上述检漏系统的长距离吸枪线测试充有检漏工质的正压标准漏孔的浓度值Iw，正压标准漏孔是已标定的标准漏孔，其标称漏率为Qtl ；
[0014]3)被测产品的漏率测试:利用上述检漏系统测试被测产品需进行漏率测试的部位，并记录浓度值Iq ；
[0015]4)漏率计算:根据公式I计算被测部位的漏率Q:
【权利要求】
1.基于限压一分流法的大气环境下的质谱单点检漏系统，包括质谱室、分流腔、长距离吸枪线、分流泵、真空系统、数据处理显示单元，质谱室设置有四极质谱计，并通过真空系统对质谱室抽真空，四极质谱计电连接有数据处理显示单元，质谱室通过微调阀一连通有分流腔，分流腔连接有分流泵，分流腔还连通有长距离吸枪线，长距离吸枪线前方还设置有微调阀二。
2.如权利要求1所述的质谱单点检漏系统，其中，质谱室还设置有高真空计。
3.如权利要求2所述的质谱单点检漏系统，其中，分流腔还设置有低真空计。
4.如权利要求1-3任一项所述的质谱单点检漏系统，其中，长距离吸枪线的长度为至少 10m。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述系统进行单点检漏的方法，包括以下步骤: 。 1)本底测试:在大气环境下运行上述检漏系统，利用长距离吸枪线测试被测产品中的检漏工质在大气中的浓度，并记录浓度值Itl ； 。2)校准检漏系统:利用上述检漏系统测试充有检漏工质的正压标准漏孔的浓度值Iw，正压标准漏孔是已标定的标准漏孔，其标称漏率为Qtl ； 。3)被测产品的漏率测试:利用上述检漏系统测试被测产品需进行漏率测试的部位，并记录浓度值Iq ; 4)漏率计算:根据公式I 计算被测部位的漏率Q: Q = —-...........................Cl)。
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【文档编号】G01M3/20GK104006929SQ201410256343
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】冯琪, 韩琰, 窦仁超, 师立侠, 任国华, 刘一欢, 孙立臣, 孟冬辉 申请人:北京卫星环境工程研究所