氦氣檢漏法是一種常用於氣密性測試的高靈敏度檢測技術,特別適合檢測如氫氣系統、高純度氣體系統、真空設備等的微小洩漏。它利用氦氣作為檢測氣體,因為氦氣分子非常小、化學性質惰性、不易反應,且地球大氣中的氦氣含量非常低(約 5 ppm),因此適合作為洩漏檢測的示蹤氣體。
原理:
氦氣檢漏法的原理是基於使用氦氣作為追蹤氣體,並利用專門的檢漏儀器(如質譜儀)檢測洩漏點處的氦氣濃度。當氣體系統或設備存在微小洩漏時,氦氣會滲透出洩漏點,檢測儀能夠即時感知氦氣的變化,並以極高的靈敏度顯示出氦氣的濃度或洩漏速率。
測試方法:
氦氣檢漏法主要有兩種常見的測試方法:真空法(內壓) 和 壓力法(外壓)。不同方法適用於不同的設備和測試需求。
1. 真空法(內壓):
- 原理:測試設備被抽成真空,並向外界釋放氦氣。如果設備有洩漏,氦氣會滲入真空系統,並被連接的檢漏儀(如質譜儀)檢測到。
- 步驟:
- 將被測系統或設備抽真空。
- 向設備外部環境中噴灑氦氣或將設備浸沒於氦氣中。
- 檢漏儀連接到真空系統內部,檢測是否有氦氣滲入真空腔。
- 根據儀器的讀數來判斷是否有洩漏,並定位洩漏點。
- 應用:適用於封閉系統或真空設備的氣密性檢測。
2. 壓力法(外壓):
- 原理:將氦氣充入被測設備中,然後在設備外部使用檢漏儀探測是否有氦氣從洩漏點滲出。
- 步驟:
- 將氦氣充入被測設備,使設備內部壓力高於外部環境。
- 使用移動式氦氣檢測器(通常為手持式)在設備外表面進行檢測,尋找氦氣洩漏點。
- 如果檢測儀探測到氦氣,則說明設備存在洩漏,並可通過進一步檢測精確定位洩漏點。
- 應用:適用於壓力系統,如管道、閥門、容器的檢漏。
儀器設備:
氦氣檢漏法通常使用質譜儀作為檢漏儀器,因為質譜儀能夠精確區分和測量氦氣分子的質量(質量數為4),並具有極高的靈敏度,能檢測到極低濃度的氦氣,甚至可以探測到 10⁻⁹ mbar·L/s 的微量洩漏。
優點:
- 高靈敏度:氦氣檢漏法的靈敏度極高,能檢測到微小的洩漏,遠高於其他常見的檢漏方法。
- 快速準確:能夠快速定位洩漏點並進行精確測量。
- 無毒無害:氦氣無毒、惰性,不會對被測設備或環境造成污染或危害。
應用:
氦氣檢漏法廣泛應用於以下領域:
- 氫氣管路系統
- 高純度氣體系統(如半導體行業)
- 真空設備
- 航天工業中的氣密性檢測
- 化工設備及壓力容器
結論:
氦氣檢漏法因其高靈敏度和快速檢測的特點,成為工業中廣泛應用的檢漏方法。它在高精度要求的場景中非常有效,尤其是在氫氣、氧氣、氬氣等高危氣體系統中,能確保設備運行的安全性與氣密性。
照片中的設備是 INFICON UL1000 Fab 氦氣檢漏儀,它是一種高精度的氦氣檢漏儀器,通常用於氣密性檢測,特別是在高純度氣體系統、真空系統和工業設備中檢測極微小的氣體洩漏。旁邊的氦氣瓶是檢漏時常用的示蹤氣體。
設備介紹:
INFICON UL1000 Fab:
- 用途:這款檢漏儀器能夠快速、準確地檢測出極小的氦氣洩漏,通常在工業應用中用來檢測高壓氣體系統的密封性。
- 工作原理:使用氦質譜儀檢測氦氣洩漏,通過測量氦氣分子的質量來確定洩漏位置和洩漏速率。
- 應用領域:適用於半導體、真空設備、冷卻系統、壓縮氣體設備等需要高精度氣密性檢測的場景。
旁邊的氦氣瓶:
- 用途:氦氣作為示蹤氣體,用於氦氣檢漏儀測試。因為氦氣分子小且不易與其他物質反應,是一種理想的檢漏氣體。
真空泵:
- 用途:連接在氦氣檢漏儀上,用於抽取待測系統內部的氣體,創造真空條件,從而使得檢測過程更加精確。真空泵能幫助氦氣檢漏儀更快速檢測出微小洩漏。
總結:
此設備組合主要用於檢測工業管路、真空系統或壓力容器的氣密性,通過使用氦氣作為示蹤氣體,配合氦質譜儀的高靈敏度檢測技術,能夠精確定位洩漏點,確保系統運行的安全性和穩定性。