真空检漏机是用于检测真空系统或容器密封性能的关键设备,其检测方法主要基于真空环境下气体泄漏的物理特性,通过测量压力变化、气体成分或流动特性来定位泄漏点。以下是常见的检测方法及其原理、步骤和应用场景:
一、压降法(直接压力法)
原理:
将被检件抽至真空状态后关闭真空泵,监测系统内压力随时间的变化。若压力上升,说明存在泄漏。
步骤:
将被检件与真空检漏机连接,抽真空至设定压力(如10⁻³Pa)。
关闭真空泵和阀门,隔离被检件。
记录压力随时间的变化曲线,计算泄漏率(如Pa·L/s)。
特点:
优点:操作简单,适用于快速筛查大泄漏。
缺点:灵敏度较低,难以检测微小泄漏(如<10⁻⁶Pa·L/s)。
应用:工业管道、大型容器、真空炉等粗检。
二、氦质谱检漏法(高灵敏度检测)
原理:
利用氦气作为示踪气体,通过质谱仪检测泄漏处的氦气浓度。氦气分子小、穿透性强,且质谱仪可检测极低浓度(达10⁻¹²Pa·m³/s)。
步骤:
喷枪法(吸枪模式):
对被检件抽真空至高真空状态。
用喷枪向疑似泄漏点喷氦气,质谱仪通过吸枪检测氦气信号。
真空箱法:
将被检件放入充氦气的真空箱中,抽真空后通过质谱仪检测箱内氦气浓度变化。
特点:
优点:灵敏度高,可定位微小泄漏点。
缺点:设备成本高,需专业操作。
应用:半导体、航空航天、核工业等高精度领域。
三、卤素检漏法(氟利昂替代方案)
原理:
使用卤素气体(如R12、R22)作为示踪剂,通过卤素检测仪(如电子卤素检漏仪)检测泄漏处的气体浓度。
步骤:
向被检件内充入加压卤素气体。
用检测仪探头扫描表面,观察读数变化。
特点:
优点:成本较低,适用于中低灵敏度检测。
缺点:卤素气体可能破坏臭氧层(需使用环保替代品),灵敏度低于氦质谱法。
应用:制冷系统、汽车空调等。
四、超声波检漏法(非侵入式检测)
原理:
泄漏产生的气体湍流会发出超声波(20kHz以上),通过超声波传感器捕捉信号并定位泄漏点。
步骤:
在被检件表面扫描超声波探头。
根据信号强度和频率变化判断泄漏位置。
特点:
优点:无需抽真空或充气,适用于带压系统;可检测液体泄漏。
缺点:环境噪音可能干扰检测结果。
应用:管道、阀门、压力容器等现场快速检测。
五、荧光检漏法(可视化检测)
原理:
将荧光染料注入被检系统,泄漏处染料会渗出,在紫外线照射下发光,通过摄像头或肉眼观察定位。
步骤:
向系统内注入荧光染料。
运行系统使染料循环。
用紫外线灯照射,观察发光点。
特点:
优点:直观可视化,适用于复杂系统。
缺点:需清洁系统以去除残留染料。
应用:汽车空调、液压系统等。
六、差压法(对比检测)
原理:
将两个相同容器(一个已知密封,一个待检)同时抽真空,比较两者压力变化差异。若待检容器压力上升更快,则存在泄漏。
步骤:
将待检件与标准件并联连接至真空系统。
抽真空后隔离,监测两者压力差。
特点:
优点:消除环境因素干扰,提高准确性。
缺点:需标准件,操作较复杂。
应用:批量生产中的质量检测。
七、累积检漏法(长时间监测)
原理:
长时间监测被检件内压力或气体浓度变化,通过积分计算总泄漏量。
步骤:
抽真空后隔离被检件。
持续记录压力或气体浓度数据。
分析数据计算泄漏率。
特点:
优点:适用于极微小泄漏的长期监测。
缺点:检测周期长,效率较低。
应用:高真空系统、航天器密封性测试。
八、激光干涉法(高精度光学检测)
原理:
利用激光干涉仪检测泄漏引起的气体折射率变化,通过光程差计算泄漏位置。
步骤:
向被检区域发射激光束。
分析反射光或透射光的干涉条纹变化。
特点:
优点:非接触式,精度高(可达微米级)。
缺点:设备昂贵,操作复杂。
应用:半导体芯片封装、光学元件检测。
总结:方法选择依据
灵敏度需求:氦质谱法(最高)>卤素法>压降法。
检测速度:超声波法、荧光法较快;氦质谱法较慢但精准。
成本限制:压降法、超声波法成本低;氦质谱法、激光法成本高。
系统状态:带压系统适用超声波法;真空系统适用氦质谱法。
根据具体场景(如工业生产、科研实验、现场维修)和泄漏率要求(如10⁻³Pa·L/s或10⁻¹²Pa·m³/s),选择最合适的方法或组合使用多种方法以提高可靠性。