一种基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置及方法与流程

本申请涉及真空泄漏检测，具体而言，涉及一种基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置及方法。

背景技术：

1、氦质谱泄漏检测技术是在真空检漏技术领域里应用最为广泛的一种，具有检漏灵敏度高、仪器响应快、操作简便、安全高效、成本较低、用途广泛等，在航天、航空、能源、医药等众多领域得到广泛的应用。

2、传统的质谱氦泄漏检测主要采用氦质谱检漏仪来实现，主要基于动态比较法实现被检件he漏率测量，在检漏灵敏度要求越高时，需要被检件的真空条件越好。

3、对于结构简单、真空腔体容积小的被检件，可以采用氦质谱检漏仪内部抽空机组或辅助机组，在短时间内实现真空条件获得，对于复杂或真空腔体容积大的被检件，往往无法产生期望的真空条件，或需要很长的时间才能获得所需要的真空条件，时间成本非常高，无法满足批量化工业生产检漏需求。随着航天、航空、半导体、核工业等领域对检漏灵敏度要求越来越高，而所容许的检漏时间又越来越短的批量工业化生产检漏实际需求，现有氦质谱检漏方法已无法满足。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置及方法，采用低真空累积和限流小孔取样技术，实现低真空条件示漏气体he累积和取样。

2、为了实现上述目的，本申请提供了一种基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，包括低真空累积检漏组件、示漏气体取样组件、示漏气体质谱分析组件以及抽空机组，其中：低真空累积检漏组件用于与待检件连接，实现示漏气体的累积，并通过电磁阀和电动阀与抽空机组连接；示漏气体取样组件用于低真空气体的引出，设置在低真空累积检漏组件与示漏气体质谱分析组件之间，通过电动阀分别与低真空累积检漏组件以及示漏气体质谱分析组件连接；示漏气体质谱分析组件用于示漏气体分压力上升速率的测量，通过电动阀与抽空机组连接；抽空机组用于示漏气体的抽除以及提供真空条件。

3、进一步的，抽空机组包括前级机械泵和涡轮分子泵，前级机械泵与涡轮分子泵之间设置有第一电磁阀。

4、进一步的，低真空累积检漏组件包括检漏接口、低真空累积室、校准漏孔以及低真空计，其中：检漏接口通过第二电磁阀与低真空累积室连接；校准漏孔通过第三电磁阀与低真空累积室连接；低真空计直接与低真空累积室连接；低真空累积室通过第四电磁阀与前级机械泵连接，通过第一电动阀与涡轮分子泵连接。

5、进一步的，示漏气体质谱分析组件包括检漏室、吸附泵、分压力质谱计以及高真空计，其中：吸附泵、分压力质谱计和高真空计均直接与检漏室连接；检漏室通过第二电动阀与涡轮分子泵连接。

6、进一步的，示漏气体取样组件包括第一限流小孔和第二限流小孔，其中：第一限流小孔的一端通过第三电动阀与低真空累积室连接，另一端通过第四电动阀与检漏室连接；第二限流小孔的一端通过第五电动阀与低真空累积室连接，另一端通过第六电动阀与检漏室连接。

7、进一步的，第一限流小孔的两端还并联设置有第七电动阀，第二限流小孔的两端还并联设置有第八电动阀。

8、进一步的，标准漏孔的标称漏率≤5×10-10pa·m3/s。

9、进一步的，第一限流小孔的流导量级为1×10-5m3/s，第二限流小孔的流导量级为5×10-7m3/s。

10、进一步的，分压力质谱计为四极型质谱计，质量数范围≤100amu。

11、此外，本申请还提供了一种应用基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置的方法，包括如下步骤：步骤1：依次启动前级机械泵、第一电磁阀、涡轮分子泵、第二电动阀、高真空计、第七电动阀、第四电动阀、第六电动阀以及第八电动阀，当高真空计显示检漏室的压力＜1×10-3pa时，启动分压力质谱计；步骤2：将待检件安装在检漏接口上，启动低真空计，关闭第一电磁阀，打开第四电磁阀和第三电磁阀，对低真空累积室、待检件和校准漏孔进行预抽空，当低真空计显示低真空累积室的压力＜10pa后，关闭第四电磁阀和第二电动阀，使用涡轮分子泵对低真空累积室进行抽高真空；步骤3：当低真空计显示低真空累积室的压力＜0.1pa后，关闭第一电动阀，对校准漏孔示漏气体进行累积，累积时间为5min-30min，累积过程中，同时打开第二电动阀，使用涡轮分子泵对检漏室持续抽空，校准漏孔示漏气体累积结束后，关闭第二电动阀，观察低真空计的压力示数；步骤4：当低真空计显示的压力≥2pa时，打开第三电动阀，关闭第七电动阀和第六电动阀，利用分压力质谱计测量检漏室内示漏气体he分压力上升速率，测量时间在20s-1min之间，测量结束后，关闭第三电动阀，打开第七电动阀和第六电动阀；步骤5：当低真空计显示的压力＜2pa时，打开第五电动阀，关闭第八电动阀和第四电动阀，利用分压力质谱计测量检漏室内示漏气体he分压力上升速率，测量时间在20s-1min之间，测量结束后，关闭第五电动阀，打开第八电动阀和第四电动阀；步骤6：关闭第三电磁阀，打开第二电动阀和第一电动阀，使用涡轮分子泵对低真空累积室和检漏室进行抽空，当低真空计显示低真空累积室压力＜0.1pa后，重复步骤3-5进行本底示漏气体累积；步骤7：本底示漏气体累积结束后，关闭第三电磁阀，打开第二电动阀和第一电动阀，使用涡轮分子泵对低真空累积室和检漏室进行抽空；步骤8：当低真空计显示低真空累积室压力＜0.1pa后，采用柔性罩盒将待检件包覆好，并在柔性罩盒内充入示漏气体he，重复步骤3-5进行待检件充he后示漏气体累积；步骤9：根据校准漏孔示漏气体累积、本底示漏气体累积以及待检件充he后示漏气体累积过程获得的检漏室示漏气体he分压力上升速率，第一限流小孔或者第二限流小孔的流导值，校准漏孔的校准值，自动计算获得待检件的漏率值。

12、本发明提供的一种基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置及方法，具有以下有益效果：

13、本申请将低真空累积、限流小孔取样和选择性抽气、分压力测量结合起来，在高灵敏度检漏的同时，显著缩短了检漏时间，解决了传统检漏方法中存在的检漏灵敏度越高要求检漏时间越长的缺点，即能够实现密封器件高灵敏度检漏需求，又能够显著提高检漏工作效率，满足了航天、航空、半导体、核工业等领域对检漏灵敏度要求越来越高，而所容许的检漏时间又越来越短的批量工业化生产检漏需求。

技术特征：

1.一种基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，包括低真空累积检漏组件、示漏气体取样组件、示漏气体质谱分析组件以及抽空机组，其中：

2.根据权利要求1所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述抽空机组包括前级机械泵和涡轮分子泵，所述前级机械泵与所述涡轮分子泵之间设置有第一电磁阀。

3.根据权利要求2所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述低真空累积检漏组件包括检漏接口、低真空累积室、校准漏孔以及低真空计，其中：

4.根据权利要求3所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述示漏气体质谱分析组件包括检漏室、吸附泵、分压力质谱计以及高真空计，其中：

5.根据权利要求4所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述示漏气体取样组件包括第一限流小孔和第二限流小孔，其中：

6.根据权利要求5所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述第一限流小孔的两端还并联设置有第七电动阀，所述第二限流小孔的两端还并联设置有第八电动阀。

7.根据权利要求3所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述标准漏孔的标称漏率≤5×10-10pa·m3/s。

8.根据权利要求6所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述第一限流小孔的流导量级为1×10-5m3/s，所述第二限流小孔的流导量级为5×10-7m3/s。

9.根据权利要求4所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置，其特征在于，所述分压力质谱计为四极型质谱计，质量数范围≤100amu。

10.一种应用权利要求1-9任一项所述的基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本申请涉及真空泄漏检测技术领域，具体而言，涉及一种基于低真空累积法的高灵敏度检漏装置及方法，所述装置包括低真空累积检漏组件、示漏气体取样组件、示漏气体质谱分析组件以及抽空机组，其中：低真空累积检漏组件通过电磁阀和电动阀与抽空机组连接；示漏气体取样组件用于低真空气体的引出，设置在低真空累积检漏组件与示漏气体质谱分析组件之间；示漏气体质谱分析组件通过电动阀与抽空机组连接；抽空机组用于示漏气体的抽除以及提供真空条件。本申请将低真空累积、限流小孔取样和选择性抽气、分压力测量结合起来，在高灵敏度检漏的同时，显著缩短了检漏时间，解决了传统检漏方法中存在的检漏灵敏度越高要求检漏时间越长的缺点。

技术研发人员：陈联,赵澜,陈会颖,冯天佑,孙冬花,成永军,孙雯君,张瑞芳
受保护的技术使用者：兰州空间技术物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15