什么是真空检漏?

[拼音]：zhenkong jianlou

[外文]：vacuum leak detection

检测真空系统或其零部件的漏孔的方法。对一定的容器进行足够长时间的抽气后，容器压力不再变化，这时的抽气量必定与容器的漏气量和放气量之和相等，即puSe=qL+q0，式中pu为容器的极限压力，Se为容器排气口处的有效抽气速率，qL和q0分别为容器的漏气量和放气量。如放气量少到可以不计，则平衡式变为puSe=qL，或pu=qL/Se。这说明容器的极限压力由漏气量与有效抽气速率的比值决定。如抽气速率一定(常数)，要得到低的极限压力便应降低漏气量，检漏便是关键的措施。

漏孔就是真空容器的孔洞和孔隙。容器内外的压力差会使气体通过漏孔从容器的一侧通向大气侧。漏孔一般很微小，实际上不能测出漏孔的具体大小，所以漏孔大小都用漏率（在规定的条件下气体流过漏孔的流量）来表示。漏孔两侧存在着压力差，即可利用气体流动引起的效应来检漏。为便于检漏和易于检测出漏孔的位置，一般尽可能缩小检测的面积范围，所以先侧重于对零部件的检漏。零部件经过严格的检漏，组装后就可避免漏气。

将系统抽到稳定的最低压力，然后将泵与系统隔开，测量系统的压力变化，并据此绘出压力-时间曲线（图1）。曲线a表明系统有较大的漏孔；曲线b表示系统大量放气；曲线c是a和b两种情况的综合，即同时存在放气和漏气。为使系统中存在的蒸气影响减到最小限度，测量压力应采用液氮冷阱冷却。

真空检测常用的有气压检漏、氨敏纸检漏、荧光检漏、高频火花检漏、放电管检漏和仪器检漏等多种方法。

被检零部件内腔充以气体(一般为空气)，充气压力的高低视零部件的强度而定，一般为(2～4)×105帕。充压后的零部件如发出明显的嘶嘶声，音响源处就是漏孔位置。用这种方法可检最小漏率为5帕·升／秒的漏孔。如不能用声音直接察觉漏孔，则用皂液涂于零部件可疑表面处，有气泡出现处便是漏孔位置。用这种方法最小可检漏率为5×10-3帕·升／秒的漏孔。此外，还可将充气的零部件浸在清净的水槽中，气泡形成处便是漏孔位置。用水槽显示漏孔，方便可靠，并能同时全部显示出漏孔位置。如气泡小、成泡速度均匀、气泡持续时间长，则为1.3×10-2～13帕·升／秒漏率的漏孔。如气泡大、成泡持续时间短，则为13～103帕·升／秒漏率的漏孔。

将被检零部件内腔抽空后，充入压力为(1.5～2)×105帕的氨气，在可疑表面处贴上溴酚蓝的试纸或试布，用透明胶纸封住，试纸或试布上有蓝斑点出现，即是漏孔的位置。用这种方法可检漏率为7×10-4～106帕·升／秒的漏孔。

将被检的零部件浸入荧光粉的有色溶液（二氯乙烯或四氯化碳）中，经一定时间后取出烘干，漏孔处留有荧光粉，在器壁另一面用紫外线照射，发光处即为漏孔位置。

这种方法仅适用于玻璃真空系统。先将系统抽成真空，高频火花检漏仪的火花端沿着玻璃表面移动，火花集中成束形成亮点处即是漏孔位置。

将放电管接到系统上，并将系统抽成中真空，在高频电压作用下系统中残存气体（空气）产生紫红色或玫瑰色辉光放电。若在系统可疑表面处涂上丙酮、汽油、酒精或其他易挥发的碳氢化合物，有蓝色放电颜色出现之处便是漏孔位置。

根据相对真空计（热导真空计和电离真空计等）的读数检漏的方法。真空计的工作压力范围就是检漏适用的压力范围。检漏时在可疑处喷吹示漏气体氢、氧、二氧化碳、乙烷或用棉花涂以乙醚、丙酮、甲醇等。示漏气体进入系统后会引起真空计读数的突然变化。热导真空计可检漏率为10-3帕·升／秒的漏孔;电离真空计可检漏率为10-4～10-5帕·升／秒的漏孔。

图2为卤素检漏仪的原理。铂阳极筒和不锈钢阴极筒构成一个间热式二极规管。当加热丝将铂阳极加热到 1027～1223K时，铂发出的正离子在负电场下到达阴极形成电流。在卤素气体的催化作用下，正离子的发射急剧增加。卤素检漏仪就是利用这样的效应制成的。检漏时将规管接到系统中，并将系统抽到9～2帕真空，有喷q把卤素气体(常用氟利昂R12)喷向被检零部件可疑表面处，引起离子流值急剧增加处即是漏孔位置。或与此相反将高于大气压力的卤素气体压入系统内，探测q在被检零部件外表移动，卤素气体逸出处引起离子流值急剧增加，此处即为漏孔位置。用这种方法可检最小漏率为10-3～10-4帕·升／秒的漏气。

氦质谱检漏仪（图3）检漏的核心部分是探测分析器。气体在电离室中被电离成离子，由加速极加速并经聚焦后进入磁场。因磁场垂直于离子束的运动方向，离子按照质量m大小以各种曲率半径偏转，其中示漏气体的离子以一定曲率半径偏转进入连接放大器的收集极。质谱仪就是利用这种现象来检漏的。氦质谱仪用氦为示漏气体的原因是：

（1）氦在空气中含量极少，材料出气中的含量也几乎为零；

（2）氦分子小，质量轻，易于穿过漏孔；

（3）氦是惰性气体，不起化学作用，不污染真空系统， *** 作安全；

（4）质荷比较接近氦(m=4)的离子在质谱图上相距较远，不易混杂。检漏时，将检漏仪与被检容器或系统连接，抽真空达到工作压力（一般为10-2～10-3帕）后，用氦气喷吹被检零部件的外表，仪表有氦的指示值处即为漏孔位置。用这种方法可检最小漏率为10-10～10-11帕·升／秒的漏孔。氦质谱检漏仪是超高真空设备必不可少的检漏仪器。