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真空真空检漏基本知识检漏基本知识 作者：dodoo 时间：2011 年 1 月 27 日 第一部分第一部分 检漏检漏 1． 检漏的基本概念 真空检漏 检测真空系统的漏气部位及其大小的过程 漏气/实漏 气体通过系统上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象 虚漏 相对实漏而言的一种物理现象这种现象是由于材料放气、解 吸、凝结气体的再蒸发、气体通过器壁的渗透及系统内死空间 中气体的流出等原因引起真空系统中气体压力升高的现象 气密性 表征真空系统器壁防止气体渗透的性能，它包括通过漏孔(或间 隙)的漏气和材质的渗气 最小可检漏率 指某种检漏方法能够检测出的漏率的最小值 最佳灵敏度 指检漏仪器或检漏方法在最佳条件下所能检测出的最小漏率 对于检漏仪器来讲，最佳灵敏度又称作仪器灵敏度 检漏灵敏度 指在具体条件下，某种检漏方法所能检测出的最小漏率检漏 灵敏度又称作有效灵敏度 反应时间 即从检漏方法开始实施(如开始喷吹示漏气体)到指示方法(如仪 表)做出反应的时间 消除时间 即从检漏方法停止(如停止喷吹且开始抽出示漏气体)到指示方 法的指示消失的时间 漏率 单位时间内流过漏孔(包括间隙)的气体量 2． 漏孔、漏率及其单位 真空技术中所指的漏孔，由于尺寸微小、形状复杂、形式多样，无法用几何尺寸表示其大小。

所以一般用等效流导或漏气速率(简称为漏率)表示漏孔的大小 用漏率表示漏孔大小时，如果不加特殊说明，则是指在漏孔入口压力为1.01× 105Pa，出口压力低于 1.33× 103Pa，温度为 296 士 3K 的标准条件下，单位时间内流过漏孔的露点温度低于 248K 的空气的气体量 漏率的单位是帕斯卡× 立方米／秒，记为 Pam3／s为了方便，有时用帕斯卡升／秒，记为 PaL／s 3． 最大容许漏率 真空系统漏气是绝对的，不漏气是相对的在真空检漏技术中所指的“漏”是和最大容许漏率的概念联系在一起的 对于动态真空系统，只要其平衡压力能够达到所要求的真空度，这时即使存在着漏孔，也可以认为该系统的漏率是容许的，该情况下系统的漏率称为最大容许漏率动态真空系统的最大容许漏率 qLmax 应满足： qLmax ≤ 1/10PwS (1)； 式中 Pw----系统工作压力，S----系统的有效抽速； 对于静态真空系统，要求在一定时间内，其压力维持在容许的压力以下，这时即使存在着漏孔，同样叮以认为该系统的漏率是容许的，该情况下系统的漏率称为最大容许漏率如果要求在时间 t 内,容积为 V 的系统的压力由 p 升至 pt，则其最大容许漏率 qLmax 应满足： qLmax ≤ (pt-p)V/t (2) 各种真空设备的最大容许漏率可参考表 1 确定。

同样的漏孔,如果通过的气体不同,漏率是不同的,对于较大的漏孔来说,对于不同种类的气体,同一漏孔的漏率一般与其粘滞系数成反比. 4．漏孔的气流特性 气体流经漏孔的过程是很复杂的，可能包含有粘滞流、过渡流及分子流三种流动状态主导流动状态与漏孔的几何尺寸、气体的种类、漏孔两端的压力及环境温度有关 设环境温度 T=296K， 入口压力 p2=1.01× 105Pa， 出口压力 p1 《p2，漏孔长 L，直径 d 的均匀圆截面导管型漏孔，其对空气的漏率及可视流动状态见表 2 第第二二部分部分 检漏技术检漏技术 1 1．．检漏方法的选择 比较理想的检漏方法应满足下列要求： ① 合适的检漏灵敏度 在具体的检漏条件下，所选择方法的检漏灵敏度，通常高于最大容许漏 率 1～2 个数量级 ② 反应时间和清除时间短 ③ 不仅能找出漏孔的位臵，而且还能测定漏率 找出漏孔位臵的方法有喷吹法和吸枪法 喷吹法适用于可抽空的被检件高频火花检漏器法、真空计法、固定式 卤素仪法和氦质谱仪法归于喷吹法 吸枪法适用于不允许抽空、放气量大、复杂管道等被检件气泡法、荧 光法，氨检漏法及吸枪式检漏仪法可归于吸枪法 测定漏率的方法是测量示漏物质的漏率变化或浓度变化量。

根据条件可采用适当的方法 ④ 品质优良的示漏物质 示漏物质具有在空气中含量少，灵敏度高，不腐蚀、不污染被检件、抽 气系统及检漏仪表，无毒、阻燃和防爆 ⑤ 稳定性好、检漏范围宽 ③ 结构简单、操作维修方便，成本低 由于上述要求有些是相互矛盾的，若想采用一种方法都能满足是不合实际的所以只要根据具体情况能够满足其主要要求的检漏方法就是较为适宜的实践证明，检漏人员的素质、工作经验也是选择检漏方法的重要依据之一 2 2．．对对检漏人员的要求 ① 具有高度的责任心和认真的工作态度； ② 具有丰富的检漏实践经验； ③ 具有一定的机械结构、物理、化学、材料及焊接等方面的知识； ④ 了解被检件结构及其运行工艺， 熟悉所用检漏方法或仪器原理及性能； ⑤ 掌握所用示漏物质的检漏特性 例如，氦气轻，采用喷吹法检漏时，应遵守从上至下和从近至远的原则(即先从被检件上部顺序至下部和从靠近检漏仪顺序至远离的部位)；采用吸枪法检漏时，应遵守从下至上和从近至远的原则但是，卤素气体重，除遵守从近至远的原则外，在喷吹法和吸枪法中，应分别遵守从下至上和从上至下的原则 检漏人员满足上述要求，就能解释和解决检漏工作中出现的形形色色的现象，较好地完成判别漏气、找出漏孔及测定漏率的检漏任务。

3 3．．检漏方法的分类 真空检漏就是用适当的方法，迅速判断漏气、确定漏率是否在容许的范围之内，找出漏孔的位臵、测定漏率大小，以便进行修补检漏方法很多，根据被检件所处的状态可分为充压检漏法、真空检漏法充压检漏法、真空检漏法和其它检漏法其它检漏法 A A、、充压检漏法：充压检漏法：在被检件内部充入一定压力的示漏物质，如果被检件上有漏孔，示漏物质便从漏孔漏出，用一定的方法或仪器在被检件外部检测出从漏孔漏出的示漏物质，从而判定漏孔的存在、位臵及漏率的大小，此即充压检漏法 图 4 充压检漏法 检漏方法 工作条件 现象 设备 最小可检漏率 (Pam3／s) 备 注 水压法 / 漏水 人眼 10-3～100-4 / 压降法 充 3× 105Pa 空 气 压力下降 压力计 1× 10-3 / 听音法 同上 咝咝声 人耳 5× 10-3 可用听诊器 超声法 同上 超声波 超声波检测 器 1× 10-3 / 气泡法 同上 水中气泡 人眼 10-5～10-6 / 同上 水中气泡 人眼 10-9 24h 积累 同上 涂沫肥皂液发生 皂泡 人眼 1× 10-5 / 氮气检漏法 充 3× 105Pa 氨 气 溴代麝香草酚兰 试带变色 人眼 10-7 观测 20s 同上 溴酚兰试纸变色 人眼 10-11 24h 积累 充 2.5× 105Pa 氨气 复合涂料显色 人眼 10-8 1.5 小时积 累 卤素检漏仪 吸嘴法 充卤素气体 检漏仪读数变化 伴有音响 卤素检漏仪 10-6～10-10 可与空气混 合充入 放射性同位 素气体法 充放射性气体 计数器信号变化 闪烁计数器 1× 10-7 / 氦质谱检漏 仪吸嘴法 充氦气 检漏仪读数变化 伴有音响 氦质谱检漏 仪 10-8～10-10 / 气敏半导体 检漏仪法 充气敏气体 检漏仪读数变化 气敏半导体检漏仪 / / B B、、真空检漏法：真空检漏法：被检件和检漏器的敏感元件处于真空状态，在被检件的外部施加示漏物质，如果有漏孔，示漏物质就会通过漏孔进入被检件和敏感元件的空间，由敏感元件检测出示漏物质，从而可以判定漏孔的存在、位臵利漏率的大小，这就是真空检漏法。

表 5 真空检漏法 检漏方法 工作压力 [Pa] 现 象 设 备 最小可检漏率 [Pam3／s] 静态升压法 / 抽真空后封闭， 压力 上升 真空计 10-5～10-6 放电管法 / 放电颜色改变 放电管 10-3～10-4 高频火花检漏器法 103～10-1 亮点， 放电颜色改变 高频火花检漏 器 10-3～10-4 真 空 计 法 热传导真空计法 103～10-1 施用示漏物质真空 计读数变化 热偶或电阻真 空计 10-6 电离真空计法 10-2～10-6 电离真空计 10-9 差动热传导真空 计法 103～10-1 热传导真空计 差动组合 10-7 差动电离真空计 法 10-2～10-6 电离真空计差 动组合 10-10 有吸附阱的热传 导真空计法 103～10-3 液氮冷却活性 炭阱， 热传导计 10-7 有吸附阱的电离 真空计法 10-2～10-6 液氮冷却硅胶 阱， 冷阴极电离计 10-11～10-13 氢钯法 7×101～10-5 氢气通过钯管进入 真空规，读数变化 钯管，电离计 10-7～10-11 离子泵检漏法 10-5～10-7 示漏物质使离子流 变化 离子泵 10-9～10-12 卤素检漏仪内探头法 10～10-1 输出仪表读数变化 卤素检漏仪 10-7～10-9 氯质谱检漏仪法 10-2 输出仪表读数及 声响频率变化 氦质谱检漏仪 10-12～10-14 质 谱 计 法 射频质谱计法 10-2～10-4 施用示漏物质输出 仪表读数变化 射频质谱计 10-6～10-11 回旋质谱计法 10-3～10-7 回旋质谱计 10-7～10-12 四极滤质器 10-1～10-4 四极滤质器 10-10～10-11 C C、、其它检漏法：其它检漏法：被检件既不充压也不抽真空，或其外部受压等方法归入其它检漏法。

背压法就是其中主要方法之一所谓“背压检漏法”是利用背压室先将示漏气体由漏孔充入被检件，然后在真空状态下使示漏气体再从被检件中漏出．以某种方法(或检漏仪)检测漏出的示漏气体，判定被检件的总漏率的方法 表 6 其它检漏法 检漏方法 工作条件 现 象 设 备 灵敏度 [Pam3／s] 备 注 荧光法 荧光材料， 有机溶剂 荧光材料发光 紫外线光源 10-9～10-11 / 放射性同位素 背压法 放射性气体， 背压抽 真空 计数器输出 信号背压室，闪烁计数器 10-12 背压数 小时 电子管慢性漏 气的 加速测定法 背压室充氩气， 电子 管 可为电离规 仪表读数变 化 背压室，测量电 路 10-9～10-11 背压数 小时 氦质谱检漏仪 背压法 背压室充氦气． 抽真 空 仪表读数及 声响 频率变化 背压室，氦质谱 检漏仪 / / 一些方法的灵敏度和检测漏率公式及注意事项列表 7 表 7 V 试件容积 n 气泡形成速率 [ 个／min] η、ηa 示漏气体和空气 的粘滞系数 dp 压力增量 T1-T2 规管温差 M，Ma 示漏气体和空气 的摩尔质量 dt 时间 △N 热传导真空计的读数 变化 p、pa 示漏气体和大气 压力 d 气泡直径 △I 电离真空计的读数变 化 S、Sa 系统对示漏气体 和空气的抽速 G 常数 △pa 真空计最小可读空气 压力的变化量 qL、 qL，a- 漏孔对示漏气体 和空气的漏率 C v 气体的热容 qL,min 灵敏度 K、K a 规管对示漏气体 和空气的灵敏度 常数 T 环境温度 pAr 背压 Ar 气压力 I10、 I20 时间 t 间隔所对应 的离子流 Ie 发射电流 Ma 氢气摩尔质量 t 背压时间 KAr 电子管对氢气的电离规灵敏度常数 各种示漏气体的值示于表 8。

真空计检漏法中示漏气体的灵敏度臵换系数 φ和最小可读压力△Pa 分别列于表 9 和表 10在用离子泵法检漏时，氧气和二氧化碳的 R= -0.5，氦气和氢气的 R= 0.5 表 8 各种示漏气体的（Cυ/√M）值 气体 (Cυ/√M),[J/(kg1/2.K)] (Cυ/√M)-(Cυ/√M)a,[J/(kg1/2.K)] 氩 0.523× 103 -65 氧 0.92× 103 -6 空气 1.00× 103 0 四氯化碳 0.553× 103 47 水 2.01× 103 70 丙酮 1.45× 103 180 乙醇 1.68× 103 189 乙醚 1.93× 103 354 氢 1.42× 。