專利名稱：一種對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于真空氦質(zhì)譜泄漏檢測(cè)領(lǐng)域，隸屬無損檢測(cè)范疇，用于密閉容器的密封 性檢測(cè)，特別是一種對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法。
背景技術(shù)：
氦質(zhì)譜檢漏作為一種高靈敏度的檢漏技術(shù)，在各國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用 廣泛，如歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在核工業(yè)、航天等對(duì)裝置的氣密性要求較高的領(lǐng)域均采用了氦質(zhì) 譜檢漏技術(shù)并制定了具體的技術(shù)規(guī)范。我國(guó)航天工業(yè)部門、壓力容器生產(chǎn)行業(yè)以及特種工 程領(lǐng)域都廣泛采用了氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)來檢驗(yàn)航天器、火箭、壓力容器、電子器件等的密封性 能。氦質(zhì)譜檢漏以氦氣作為探索氣體，通過對(duì)被檢容器抽真空或充壓使其與外界形成 壓差，在壓差的作用下通過漏孔泄漏的氦氣進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室，引起質(zhì)譜室中氦分壓變 化并逐漸建立起穩(wěn)定的氦分壓。檢漏儀通過質(zhì)譜分析測(cè)量同質(zhì)譜室中氦分壓線性對(duì)應(yīng)的氦 離子流信號(hào)，進(jìn)而同標(biāo)準(zhǔn)漏孔的校準(zhǔn)信號(hào)作比對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)漏孔漏率的定量檢測(cè)。氦質(zhì)譜檢漏儀是一種比對(duì)測(cè)量?jī)x器，通過對(duì)比被檢漏孔與標(biāo)準(zhǔn)漏孔的檢漏儀輸出 信號(hào)，得出被檢漏孔漏率同標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率的關(guān)系，從而測(cè)得被檢漏孔漏率。標(biāo)準(zhǔn)漏孔是測(cè)量 漏率大小的尺子，是人為制造的一種具有已知恒定漏率的裝置。標(biāo)準(zhǔn)漏孔可自帶氦室，打開 標(biāo)準(zhǔn)漏孔后，氦氣通過漏孔以恒定的漏率漏出，這個(gè)恒定的漏率值由計(jì)量部門專門標(biāo)定得 出，且需要定期校驗(yàn)。氦質(zhì)譜檢漏方法很多，有噴吹法、氦罩法、吸氦法、預(yù)充氦法和真空室法等。對(duì)密閉 容器整體檢漏常用真空室法。將被檢容器放入一個(gè)真空室內(nèi)，真空室與檢漏儀相連，用檢漏 儀(可加輔助泵)對(duì)真空室抽真空，到達(dá)本底狀態(tài)后，記錄檢漏儀測(cè)出的本底氦信號(hào)值U0 ；打 開接在真空室上的標(biāo)準(zhǔn)漏孔，測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)漏孔開啟后的氦信號(hào)U1，關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)漏孔待氦信號(hào)再 次達(dá)到本底狀態(tài)后，通過貫穿真空室與被檢容器的密封管路對(duì)被檢容器內(nèi)充氦，被檢部位 如果有漏，氦氣通過漏孔(泄漏通道)泄漏到真空室，檢漏儀可檢測(cè)出容器泄漏的氦信號(hào)U2, 同標(biāo)準(zhǔn)漏孔的信號(hào)比對(duì)可計(jì)算出被檢容器的整體漏率值。預(yù)充氦法主要用于雙層嵌套容器內(nèi)容器整體檢漏。預(yù)充氦法類似于真空室法，與 充壓真空法的區(qū)別在于檢漏之前預(yù)先將氦氣充入內(nèi)容器(被檢件)中，而真空室法是在測(cè)出 檢漏系統(tǒng)本底后再對(duì)內(nèi)容器充氦，這主要因?yàn)殡p層嵌套容器沒有貫穿內(nèi)外容器而對(duì)內(nèi)容器 充氦的管路。利用雙層嵌套容器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，先合攏內(nèi)容器端蓋，通過內(nèi)容器充氦接口預(yù)先對(duì) 內(nèi)容器充入一定量氦氣，封閉充氦接口后再將內(nèi)容器嵌套在外容器中，合攏外容器端蓋，在 外容器端蓋預(yù)留檢漏接口上連接檢漏系統(tǒng)，用外容器作為真空室對(duì)內(nèi)容器整體抽真空。檢 漏時(shí)，通過對(duì)內(nèi)外容器夾層抽真空，使夾層真空度達(dá)到檢漏狀態(tài)后，記錄檢漏儀測(cè)出的氦泄 漏信號(hào)U，再打開標(biāo)準(zhǔn)漏孔，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)漏孔產(chǎn)生的氦信號(hào)變化量^Utl，對(duì)比計(jì)算內(nèi)容器整體漏 率。由預(yù)充氦法的檢漏過程可知，預(yù)充氦法檢漏存在以下不足(1)由于在內(nèi)外容器夾層抽真空之前，對(duì)內(nèi)容器已經(jīng)提前充氦，因此在檢漏時(shí)無法準(zhǔn)確 測(cè)定檢漏系統(tǒng)的氦本底信號(hào)，在計(jì)算中無法扣除本底值，使測(cè)得內(nèi)容器整體漏率值比真實(shí) 值偏高；
(2)測(cè)得內(nèi)容器整體漏率中包含有充氦接口的漏率，如果充氦接口漏率較大或未能準(zhǔn) 確測(cè)定其整體漏率，則會(huì)影響內(nèi)容器整體檢漏結(jié)果的準(zhǔn)確性(真空室法也存在此不足)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法，能夠真實(shí)準(zhǔn)確地 測(cè)量容器的整體漏率值，確保容器整體檢漏結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法，包括下列步驟
(1)首先準(zhǔn)備一個(gè)內(nèi)置氦源裝置，該裝置包括一個(gè)帶有控制閥門的氣瓶，氣瓶?jī)?nèi)預(yù)先充 入一定壓力的氦氣，控制閥門可通過控制器控制開啟；
(2)將該內(nèi)置氦源裝置置入被檢內(nèi)容器中；
(3 )合攏所述的內(nèi)容器，將內(nèi)容器放入外容器中，再合攏外容器； (4)在外容器上連接檢漏儀，通過檢漏儀對(duì)內(nèi)、外容器之間的夾層抽真空，先測(cè)量檢漏 系統(tǒng)本底氦信號(hào)Utl，再打開標(biāo)準(zhǔn)漏孔，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)漏孔的氦信號(hào)U1，最后關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)漏孔，直到 檢漏系統(tǒng)氦信號(hào)回復(fù)至本底狀態(tài)；
(5 )通過控制器開啟內(nèi)置氦源裝置上的控制閥門，向內(nèi)容器中釋放氦氣，完成對(duì)被檢內(nèi) 容器充氦，如果內(nèi)容器有漏，檢漏儀可測(cè)到氦泄漏信號(hào)U2，結(jié)合(4)步測(cè)得的本底信號(hào)Utl和 標(biāo)準(zhǔn)漏孔產(chǎn)生信號(hào)U1，按照公式(1)計(jì)算漏率值。這樣即實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢容器整體密封性能檢 測(cè)。式中I O為被栓容δ的整體M * . Pa * IB V s ； (Ji # 堆 ifi -H漏等,PfI · Β''/s ； Λ ；,為標(biāo)準(zhǔn).漏孔產(chǎn)i m電α號(hào)， ν AUt =4:,-ije； ai； Λ 實(shí) 劃 <f 被輕位的氣？t 漏 Ι, raV ； Al/ =Ir^z 步藥C!)中￡入氣藏內(nèi)的氬氣Ii力ι g.被檢內(nèi)容βmt氪 +簿拿進(jìn)行it 計(jì)*公式如τ:
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式φ : ^ *氣縱內(nèi)預(yù)先霄I充Λ if mi壓力,Mf'a； G為內(nèi)容HE
為氣販容·, si's &為氣瓶體B1; &為容器內(nèi)原有空+氣S力， Pa；
為充+氛后被殮Λ容器.申的合氣沐壓A, MPiu
本發(fā)明方法，通過預(yù)先在被檢容器內(nèi)安放以控制閥門封閉的氦氣瓶，而后將被檢 容器嵌套裝在另一外容器中，用檢漏儀對(duì)內(nèi)外容器夾層抽真空至檢漏狀態(tài)后，再開啟內(nèi)置 氦瓶的控制閥門，對(duì)內(nèi)容器充氦以實(shí)現(xiàn)其整體檢漏。采用本發(fā)明方法能夠避免預(yù)充氦法或 真空室法檢漏中充氦接口可能泄漏對(duì)檢漏的影響，使容器整體檢漏結(jié)果更加準(zhǔn)確。本發(fā)明方法提高了容器整體檢漏的靈敏度和可靠性，能夠避免充氦接口對(duì)內(nèi)容器 整體檢漏的影響，準(zhǔn)確測(cè)定檢漏系統(tǒng)的本底氦信號(hào)，有效地解決了充氦接口對(duì)雙層嵌套容 器中內(nèi)容器整體檢漏的影響，可推廣應(yīng)用于任何可置入內(nèi)置氦源裝置的密封腔體的整體氦 質(zhì)譜檢漏。目前該方法已多次應(yīng)用于國(guó)防特種工程中，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)密封容器整體密封 性能的氦質(zhì)譜檢測(cè)，使用效果明顯。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明所用內(nèi)置氦源裝置實(shí)施例1的連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所用內(nèi)置氦源裝置實(shí)施例2的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式一種對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法，如圖1、圖2所示，包括下列步驟
(1)首先準(zhǔn)備一個(gè)內(nèi)置氦源裝置，該裝置包括一個(gè)帶有控制閥門的氦氣瓶6，氦氣瓶6 內(nèi)預(yù)先充入一定壓力的氦氣，控制閥門可通過控制器4控制開啟；所說的控制閥門為電控 閥門5。
(2)將該內(nèi)置氦源裝置置入被檢內(nèi)容器7中；
(3)合攏所述的內(nèi)容器7，將內(nèi)容器7放入外容器8中，再合攏外容器8；
(4)在外容器8上連接檢漏儀1，通過檢漏儀1對(duì)內(nèi)、外容器7、8之間的夾層抽真空，先 測(cè)量檢漏系統(tǒng)本底氦信號(hào)Utl，再打開標(biāo)準(zhǔn)漏孔2，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)漏孔2的氦信號(hào)U1，最后關(guān)閉標(biāo) 準(zhǔn)漏孔2，直到檢漏系統(tǒng)氦信號(hào)回復(fù)至本底狀態(tài)；
(5)通過控制器4開啟內(nèi)置氦源裝置上的電控閥門5，向內(nèi)容器7中釋放氦氣，完成對(duì) 被檢內(nèi)容器7充氦，如果內(nèi)容器7有漏，檢漏儀1可測(cè)到氦泄漏信號(hào)U2,結(jié)合(4)步測(cè)得的 本底信號(hào)U0和標(biāo)準(zhǔn)漏孔產(chǎn)生信號(hào)U1，按照公式(1)計(jì)算漏率值，這樣即實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢容器整體 密封性能檢測(cè)。<formula>formula see original document page 6</formula>
ΚΨ C 為被檢容器的整體漏率，Pa · Bi'/S； g,為標(biāo)*漏IL漏率.,Pa · m7s；
為轉(zhuǎn)碓■孔產(chǎn)生的電信+f , IiV； AC/^Uri； ; M/為實(shí)·測(cè)得被檢部歡迷漏fsf, IIiV: Δ /4-Γ, 步· (1)千 E入氳氣瓶6內(nèi)Wll氣壓力變《擴(kuò)被殮內(nèi)容Hft充氫量《求進(jìn) 行計(jì)*T if尊公式如
<formula>formula see original document page 6</formula>驗(yàn)《為氣扉.+內(nèi)渡先需嫛充入存氦3|壓力，MPa5 G為內(nèi)容器容SU隠‘
為氣It容積，η"； &為氣贏體m\ ^為容罌內(nèi)環(huán)有空氣,Ct fi, MPa ； ‘‘為充氬后被.後內(nèi)容器通合氣體IE力，KPae 如圖1、圖2所示，本發(fā)明方法所用內(nèi)置氦源裝置包括外容器8以及嵌套裝在其中 的內(nèi)容器7，在外容器8壁上設(shè)置著標(biāo)準(zhǔn)漏孔2，外容器8通過管路與檢漏儀1相連通，內(nèi)容 器7中設(shè)置著裝有電控閥門5的氦瓶6，電控閥門5通過導(dǎo)線與閥門控制器4相連。如圖1所示，在內(nèi)容器7中還設(shè)置著壓力傳感器3，閥門控制器4位于外容器8外 部，壓力傳感器3通過導(dǎo)線與閥門控制器4相連。在該實(shí)施例中，分別采用電磁閥和電動(dòng)球 閥作為電控閥門5。電磁閥的特點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、體積小，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是密封可靠性不比電動(dòng)球 閥高，耗電量大。根據(jù)不同的使用環(huán)境，本實(shí)施例1分別選用了 GAB312、412型電磁閥和 Swagelok的MS — 142DC 一 8mm型電動(dòng)球閥，工作電壓均為DC24V。電磁閥的控制方式為兩線制，常閉型，采用通斷電的方式開啟或關(guān)閉；電動(dòng)球閥的 控制方式是三線制，開關(guān)均需要電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，采用單刀雙擲的控制方式。
在控制器設(shè)計(jì)中，控制器包含直流24V開關(guān)電源、壓力數(shù)據(jù)采集模塊和控制電路?？刂齐娐房筛鶕?jù)上述控制閥門的控制方式設(shè)計(jì)，通過開關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)。根據(jù)被檢容器容積和 需要充入的氦氣量，內(nèi)置氦瓶可選用IL 40L容量范圍，最高壓力可充入15MPa。如圖2所示，閥門控制器4位于內(nèi)容器7中，內(nèi)容器7中還設(shè)置著蓄電池10以及 定時(shí)器11，定時(shí)器11通過導(dǎo)線與閥門控制器4相連。該實(shí)施例的工作過程是在合攏內(nèi)容 器7前，將蓄電池10以及定時(shí)器11、控制器4置入內(nèi)容器7，通過定時(shí)器11提前設(shè)定好電 控閥門5開啟的時(shí)間，然后合攏內(nèi)、外容器7、8。在檢漏過程中定時(shí)器11在預(yù)定的時(shí)間可驅(qū)使控制器4控制開啟電控閥門5，釋放 氦氣。定時(shí)器11選用CS — 112型微電腦定時(shí)控制器，工作電壓為DC24V。整個(gè)電控系統(tǒng)全 部采用蓄電池10供電，供電電壓為DC24V，經(jīng)過研究最終選用蓄電池為DSB型免維護(hù)鉛酸電 池，電池容量6 12Ah即可。綜上所述，本發(fā)明內(nèi)置氦源裝置的電控閥門5有線控開關(guān)和定時(shí)開關(guān)兩種控制方 式。當(dāng)內(nèi)、外容器7、8上有密封電纜轉(zhuǎn)接時(shí)，可采用實(shí)施例1所示的線控開關(guān)方式，通過電 纜轉(zhuǎn)接將容器內(nèi)的電控閥門5同容器外的閥門控制器4相連；當(dāng)容器上沒有密封電纜轉(zhuǎn)接 時(shí)，可采用實(shí)施例2所示的定時(shí)開關(guān)方式，將閥門控制器4、定時(shí)器11及蓄電池10同內(nèi)置氦 源電控閥門5連接，預(yù)先設(shè)定好閥門開關(guān)動(dòng)作后一起置入內(nèi)容器7中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容器7內(nèi)部充 気。本發(fā)明方法所用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)制造，造價(jià)低廉，所用方法步驟簡(jiǎn)單易 行，使用效果好。
權(quán)利要求
一種對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法，其特征在于包括下列步驟(1)首先準(zhǔn)備一個(gè)內(nèi)置氦源裝置，該裝置包括一個(gè)帶有控制閥門的氣瓶，氣瓶?jī)?nèi)充入一定壓力的氦氣，控制閥門通過控制器控制開啟；(2)將該內(nèi)置氦源裝置置入被檢內(nèi)容器中；(3)合攏所述的內(nèi)容器，將內(nèi)容器放入外容器中，再合攏外容器；(4)在外容器上連接檢漏儀，通過檢漏儀對(duì)內(nèi)、外容器之間的夾層抽真空，先測(cè)量檢漏系統(tǒng)本底氦信號(hào)U0，再打開標(biāo)準(zhǔn)漏孔，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)漏孔的氦信號(hào)U1，最后關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)漏孔，直到檢漏系統(tǒng)氦信號(hào)回復(fù)至本底狀態(tài)； (5)通過控制器開啟內(nèi)置氦源裝置上的控制閥門，向內(nèi)容器中釋放氦氣，完成對(duì)被檢內(nèi)容器充氦，如果內(nèi)容器有漏，檢漏儀可測(cè)到氦泄漏信號(hào)U2，結(jié)合(4)步測(cè)得的本底信號(hào)U0和標(biāo)準(zhǔn)漏孔產(chǎn)生信號(hào)U1，按照公式①計(jì)算漏率值，這樣即實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢容器整體密封性能檢測(cè)；。793713dest_path_image002.jpg
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法，其特征在于所說的控 制閥門為電控閥門，電控閥門通過導(dǎo)線與閥門控制器相連；在內(nèi)容器中還設(shè)置著壓力傳感 器，閥門控制器位于外容器外部，壓力傳感器通過導(dǎo)線與閥門控制器相連；或者閥門控制器 位于內(nèi)容器中，內(nèi)容器中還設(shè)置著蓄電池以及定時(shí)器，定時(shí)器通過導(dǎo)線與閥門控制器相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)容器整體進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏的方法，通過預(yù)先在被檢容器內(nèi)安放以電控閥門封閉的氦氣瓶，而后將被檢容器嵌套裝在另一外容器中，用檢漏儀對(duì)內(nèi)外容器夾層抽真空至檢漏狀態(tài)后，以線控或定時(shí)控制方式開啟內(nèi)置氦瓶的電控閥門，對(duì)內(nèi)容器充氦實(shí)現(xiàn)其整體檢漏。本發(fā)明能夠避免預(yù)充氦法或真空室法檢漏中充氦接口可能泄漏對(duì)檢漏的影響，使容器整體檢漏結(jié)果更加準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01M3/20GK101832842SQ20101019491
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者馮曉, 廖旭東, 樊獻(xiàn)峰, 白國(guó)云, 胡茂中, 賈明雁, 陳濤, 馬春林 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍63653部隊(duì)