SU1565215A1 - Способ масс-спектрометрического контрол герметичности изделий - Google Patents
Способ масс-спектрометрического контрол герметичности изделий Download PDFInfo
- Publication number
- SU1565215A1 SU1565215A1 SU884475245A SU4475245A SU1565215A1 SU 1565215 A1 SU1565215 A1 SU 1565215A1 SU 884475245 A SU884475245 A SU 884475245A SU 4475245 A SU4475245 A SU 4475245A SU 1565215 A1 SU1565215 A1 SU 1565215A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- analyzer
- concentration
- product
- test gas
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Description
(46) 15.05„91 Бюл„ № 18
(21)4475245/2У i
(22)03.08.88 (72) Н.С. Вагин, Н.А, Иванова, Л.Д. Муравьева, А.А. Павлов и В.II, Папко
(53)620.165.29 (088.8)
(56)Авторское свидетельство СССР № 1362987, кл. G 01 М 3/02, 1987
(54)СПОСОБ ПАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ
(57)Изобретение относитс к техни- ке течеискани масс-спектрометричес- ким методом и позвол ет расширить технологические возможности путем увеличени номенклатуры провер емых изделий и обеспечени возможности
работы с течеискател ми, обладающими повышенным фоновым потоком пробного газа при одновременном снижении погрешности контрол . В контролируемом изделии, размещенном в камере, которую вакуумируюг, накапливают пробный газ. Перепускают накопленный пробный газ в анализатор и производ т выдержку до установлени режима линейного нарастани пробного газа, Затем в камеру подают пробный газ и повтор ют операции, Сравнивают концентрации пробного газа в один и тот же момент на линейных участках нарастани концентрации пробного газа. По разнице концентрации пробного газа суд т о негерметичности изделий. 2 ил.
3 (Л
с
Изобретение относитс к технике течеискани и может быть использовано при высокочувствительных испытани х изделий с применением масс-спект- рометрического теченскател .
Цель изобретени - расширение технологических возможностей путем увеличени номенклатуры провер емых изделий и обеспечение возможности работы с течеискател ми, обладающими повышенным фоновым потоком пробного газа при одновременном повышении точности контрол .
На фиг. I приведена схема устр ойст- .ва дл контрол герметичности изделий масс-спектрометрическим методом и график распределени давлени гели в системе при ее откачке; на фиг«2 - зависимость изменени концентрации пробного газа в процессе испытаний.
Устройство дл контрол герметичности изделий масс-спектрометрическим методом содержит камеру I с размещенным в ней изделием 2, соединенным вентилем 3 с трубопроводом 4, соединенным вентилем 5 с сорбционным насосом 6, вентилем 7 с паромасловым диффузионным насосом 8 и масс-спектро- метрический анашпатор 9.
Способ контрол герметичности осуществл ют следующим образом.
Провод т две одинаковые операции накоплени пробного газа - гели в контролируемом изделии 2 и измерени приращени пробного газа в анализаторе 9 после перепуска в него . пробного газа, различающиес только тем, что в первом случае камеру 1, в которой помещено нздачие 2. откачивают , а во втором - нол ют пробный
ел
о &|
го ел
31
газ да заданного давлени . Обе операции- выполн ютс в следующей последовательности . Изделие 2 на заданное врем накоплени t изолируют вентилем 3 от вакуумной системы анализатора 9, котора все это врем откачиваетс насосами 6 и 8, и в ней поддерживаетс некотора остаточна фонова концентраци гели . По истечении времени накоплени насос 8 изолируют клапаном вентилем 7 (момент времени tw, фиг,2) и регистрируют ана-i лизвтором 9 изменение концентрации гели в вакуумной системе. В перво- начальный момент в. системе наблюдаетс переходный процесс, св занный с выравниванием концентрации гели в системе после изолировани насоса -8, который в зависимости от харак- теристики системы заканчиваетс через 5-20 с, а далее в системе имеет место только процесс линейного нарастани концентрации гели за счет фонового потока гели в системе..
Момент установлени линейного нарастани давлени гели вл етс признаком того, что переходные процессы, вызванные отсоединением насоса 8, откачивающего гелий, закончились и можно производить перепуск накопленных газов в анализатор 9. Следует от- мет,ить, что процесс линейного нарастани фоновой концентрации справедлив дл , и не выполн етс дл гели -3, что делает невозможным использование гели -3 в качестве пробного реализации данного способа контрол герметичности При установлении в системе линейно- го повышени концентрации открывают вентиль 3 и перепускают накопленный газ из контролируемого издели 2 в систему анализатора 9 (момент времени tft , фиг.2). В общем случае в сие теме вначале наблюдаетс всплеск концентрации, обусловленный вли нием многократно ионизированных ионов газов , накопленных в изделии 2 за счет суммарного внутреннего газовыделени (кривые 1 и 3, фиг.2). Эти газы откачиваютс сорбционным насосом 6 достаточно быстро(за 5-30 с) в зависимости от количества газов и скорости откачки этих газов, и в дальнешем наблюдаетс вновь линейный рост концентрации гели за счет фонового потока гели в системе анализатора 9 и в изделии 2, причем скзчкооб- .
15 . 4
разное изменение-концентрации гели (АР) в системе после перепуска в нее накопленного газа вызвано только накопленным в изделии 2 гелием, так как он не поглощаетс сорбцнонным насосом 6, В случае, когда суммарное газовыделение в изделии 2 мало и в нем накапливаетс преимущественно гелий, анализатор 9 при перепуске накопленного газа не зарегистрирует всплеска концентрации, а будет наблюдатьс плавное скачкообразное изменение концентрации (кривые 2 и 4, фиг.2)
Изменение (&Р) концентрации гели в анализаторе 9 после перепуска в него накопленного в изделии 2 гели , не искаженное процессами выравнивани концентрации гели в системе анализатора 9, а также вли нием накопленных в изделии 2 прочих газов, определ етс как разность между значением концентрации гели в анализаторе 9 после перепуска, полученным экстрапол цией линейного участка роста концентрации после перепуска в точку tm, соответствующую началу перепуска , и значением концентрации гели в анализаторе 9 в начале перепуска .
Дл более полного вы влени преимуществ предлагаемого способа выведем аналитическую зависимость между приращением концентрации гели в изделии 2 после накоплени (АРИ) и измеренным изменением концентрации в анализаторе 9 (&Р) при перепуске, Она может быть получена из услови посто нства общего количества газообразного гели в вакуумной системе анализатора 9 и в изделии 2 до пере- .пуска и после.
При, выводе формулы необходимо учесть следующее.
За врем t H (фиг.2), отсчитываемое от момента отсоединени насоса, откачивающего гелий, до начала перепуска концентраци гели в анализаторе 9 возрастает на пелнчину
р у;у
(о
где V - объем вакуумной системы
анализатора 9.
Перед перепуском концентраци ли в изделии 2 после .накоплени дет равна
- е
™ + Лр
to)
(2)
где РМ - остаточна концентраци
гели в изделии 2 перед накоплением; Q4 - поток гели в изделии 1,
величина которого подлежит определении; Vu - объем издели 2. Из-за наличи перелада концентрации гели в системе анализатор 9 - изделие 2 остаточна концентраци гели в изделии 2 перед накоплением (Рои) больше остаточной концентрации в анализаторе 9 (Р„). Поэтому величину Pnu представим как
QU
ои
Р„ + ЛР. + ЙР,
Исход из названного услови можно записать следующее уравнение:
(Pog+ UPU)VU + (Ре+йР9 + ИР,)
VЈ (Рв + ЬРВ + ft Р. + ftP)(V0 V)
(А)
После подстановки в выражение (4) значений &P(f, UPU, Р0ц соответственно из выражений (1), (2), (3) получим искомую величину измер емого потока нэ издели 2
и Qu -, UP
+
t7
- р;
Vu
Q. -г-51 ЧТ Vrt«
ь
tH
(5)
Из (5) получаем выражение, показывающее вклад различных факторов процесса контрол герметичности издели 2 в величину измер емого изменени концентрации в анализаторе 9 после перепуска
«
где V « V + Vu. Из формулы (6) следует, что величина изменени концентрации после перепуска зависит не. только от Qu, tM и V, но и от р да других факторов, таких, как фоновый поток пробного газа в анализаторе 9 , соотношение объемов издели 2 и анализатора 9 V«./Vr, величина перепада концентра- ции гели между изделием 2 и анализатором 9.
5
10
565215«
В общем случае слагаемые., следующие за первым слагаемым в формуле (б), могут быть сравнимы с ним и значительно искажать величину приращени концентрации в анализаторе 9 после перепуска, обусловленную накопленным в изделии 2 гелием (первое слагаемое в формуле (6).
В частности, приращение концентрации в анализаторе 9 после перепуска может быть отрицательным, так как будет наблюдатьс не резкое увеличе- ние концентрации после перепуска, а
15 его резкое уменьшение (крива 4, фиг.2). Наиболее веро тной причиной по влени спада концентрации при перепуске вл етс контроль изделий 2 с большим объемом (V) посредством анализатора 9 с повышенным фоновым выделением пробного газа (Q.).
При контроле герметичности издели с большим общим газовыделением на уменьшение концентрации гели в анализаторе 9 после перепуска может налагатьс всплеск от откачиваемых накопленных газов (крива 3, фиг,2). Поскольку способ предназначен дл высокочувствительного контрол герме30 тичности изделий 2, то, как правило, поток пробного газа в анализатор, определиемый негерметичностью издели 2 при его опрессовке, на несколько пор дков меньше фонового потока
ас пробного газа анализатора 9 и поэтому перепадом концентраций перед началом накоплени между изделием 2 и анализатором 9, обусловленным потоком из искомой течи можно пренебречь.
20
25
В св зи с этим оценку 6Р0 проведем дл случа , если поток пробного газа из контролируемого издели 2 мал, и весь перепад концентрации пробного газа от издели 2 до анализатора 9
определ етс фоновым потоком издели
2.Если условно прин ть распределение концентрации гели в системе анализатор 9 - изделие 2 таким, как оно изображено на фиг.I, а объем вакууопровода А от анализатора до вентил
3,отсекающего изделие 2, равномерно распределенным, то
р;
ЛРВ (Рв - Роц)/2. (7)
На практике ДРв вл етс величи- ной того же пор дка, что и АРВ и при измерени х составл ет величину около 2«1JT Па, котора практически не
вли ет на величину измеренного изме- . Нени концентрации пробного газа в анализаторе 9 после перепуска. Оче- йидно, что если перед накоплением. Пробного газа в изделии 2 при его опрессовке провести предварительно Накопление пробного газа в изделии 2 при откачке всех газов из камеры 1, куда с целью опрессовки подаетс пробный газ, проследив при этом, чтобы врем .накоплени и другие пара- метры процесса оставались прежними и предполага , что за врем первого и второго накоплений величина Q изме- Пилась незначительно, то разность вели- фн изменени концентраций после перепуска при втором и первом накоплени х будет определ тьс только потоком пробного газа Qr из издели при оп- рессовке, обусловленным негерметичностью издели 2
l2jtt- JLMi..tji .
(8)
Qr-g,
(9)
отсюда искомый поток Qr равен $V
t; &
где &Р,; UPU - изменени концентра-, ции пробного газа в анализаторе 9 после перепуска соответственно без опрессовки издели 2 и с его оп- рессовкой;
QUO поток пробного газа в изделие, измеренный при опрессовке изде-. ли 2 пробным газом; Q у а поток пробного . газа в в изделии 2, измеренный без опрессовки издели 2 и определ в- мый фоновым выделением пробного газа стенками издели 2 и камеры 1 , в которой производитс накопление. Таким образом, наличие еще одного измерени с определением величины $ приводит к исключению вли ни факторов , описанных в формуле (б) вторым и третьим членами.
Описанным способом, например, был произведен контроль герметичности электровакуумных приборов на промышленном гелиевом масс-спектро 0 5 0
5
о
5
0 5 0 5
метрическам течеискателе СТИ-11, При времени накоплени гели 1 t,, « 30 мин, суммарном объеме вакуумной системы анализатора 9 и контролируемого издели 2 V 4 л и чувствительности анализатора 9-10т В/Па (отношение приращени выходного сигнала масс-спектрометра и вызвавшему его приращению парциального давлени гели ) обеспечивалась порогова чувствительность испытаний на уровне э/Па/с, При этом, вследствие того, что непосредственно перед контролем приборы были подвергнуты длительному отжигу в вакууме, уровень их газовыделени был очень низким , и всплеск, обусловленный накопленными газами при перепуске, отсутствовал . Кроме того, в р де случаев , св занных с изменением технического состо ни анализатора 9, в результате чего повышаетс фоновый поток гели в его вакуумной системе при проведении контрол наблюдалось отрицательное приращение концентрации гели После перепуска. Перечисленные влени не помешали провести контроль в соответствии с описываемым способом с требуемой чувствительностью .
Claims (1)
- Формула изобретениСпособ масс-спектрометрического контрол герметичности изделий, заключающийс в том, что с обеих сторон провер емой оболочки издели создают замкнутые объемы, подают пробный газ в один из объемов, откачивают анализатор во врем накоплени пробного газа в другом объеме, прекращают откачку из анализатора пробного газа непосредственно перед перепуском в него накопленного газа, продолжа откачку остальных газов, непрерывно регистрируют концентрацию пробного газа в анализаторе, перепускают накопленные газы в анализатор, измер ют суммарную концентрацию пробного газа и определ ют разность между суммарной и фоновой концентраци ми пробного газа, по которой суд т о негерметичности издели , о т- личающийс тем, что, с целью расширени технологических возможностей путем увеличени номенклатуры- провер емых изделий и обеспечени возможности работы с течеиска 4
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884475245A SU1565215A1 (ru) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | Способ масс-спектрометрического контрол герметичности изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884475245A SU1565215A1 (ru) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | Способ масс-спектрометрического контрол герметичности изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1565215A1 true SU1565215A1 (ru) | 1991-05-15 |
Family
ID=21396076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884475245A SU1565215A1 (ru) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | Способ масс-спектрометрического контрол герметичности изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1565215A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2589941C1 (ru) * | 2015-03-05 | 2016-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Способ контроля герметичности изделий |
-
1988
- 1988-08-08 SU SU884475245A patent/SU1565215A1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2589941C1 (ru) * | 2015-03-05 | 2016-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Способ контроля герметичности изделий |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100299636B1 (ko) | 플라즈마리액터의가스라인으로의가스누출을측정하는방법및장치 | |
CA1218169A (en) | Counterflow leak detector with cold trap | |
EP0218458A2 (en) | Method and apparatus for gross leak detection | |
KR102684152B1 (ko) | 시험 가스 입구에서의 압력 측정 | |
US9518904B2 (en) | System and method of quantifying impurities mixed within a sample of hydrogen gas | |
FR3028950A1 (fr) | Procede et dispositif de mesure de permeation par spectrometrie de masse | |
Calcatelli et al. | Leak detection, calibrations and reference flows: Practical example | |
JP3737132B2 (ja) | 多数の類似の被検体の漏洩を検査する方法 | |
SU1565215A1 (ru) | Способ масс-спектрометрического контрол герметичности изделий | |
US6629043B1 (en) | Multiple port leak detection system | |
Klepper et al. | Application of a species-selective Penning gauge to the measurement of neon and hydrogen-isotope partial pressures in the plasma boundary | |
JP3675983B2 (ja) | ヘリウムリークディテクター | |
RU2213945C2 (ru) | Способ контроля герметичности изделий | |
JPH1090227A (ja) | 試料導入装置及びガス分析装置及び配管のリーク検査方法 | |
Reich | Leak detection with tracer gases; sensitivity and relevant limiting factors | |
JPH03243842A (ja) | 微量漏洩ガス測定法 | |
JPH034133A (ja) | ヘリウムリークディテクタ | |
US20180252613A1 (en) | Leak Detection Upon Evacuation of a Test Chamber or a Specimen | |
JP3186644B2 (ja) | 気体漏洩検査方法 | |
RU2541707C2 (ru) | Способ контроля герметичности отсоединенных от вакуумного поста моноблочных газовых лазеров методом эмиссионного спектрального анализа | |
RU2194260C2 (ru) | Способ испытаний изделий на герметичность | |
SU1270597A1 (ru) | Способ испытани полых изделий на герметичность | |
JPH07286928A (ja) | ヘリウムリークディテクタ | |
RU2589941C1 (ru) | Способ контроля герметичности изделий | |
RU2086941C1 (ru) | Способ контроля герметичности пневмогидросистем |