第7讲_真空检漏

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真 空

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第5期

1997年10月

真空技术及应用系列讲座

东北大学真空工程博士点,博士导师杨乃恒先生主持

第一讲:真空科学的发展及其应用李云奇　95(2)

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第二讲:真空物理基础张世伟　95(3)

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第三讲:机械真空泵(一)(二)(三)(四)(五)(六)…张以忱95(4)、(5)、(6)、96(1)、(2)、(3)

第四讲:蒸汽流真空泵姚民生　96(4)

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第五讲:气体捕集式真空泵徐成海　96(5)

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第六讲:真空测量刘玉岱　96(6)、97(1)、(2)、(3)、(4)

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第七讲:真空检漏

关奎之

(东北大学)

一、概述

11概漏的基本概念

真空检漏就是检测真空系统的漏气部位及其大小的过程。

漏气也叫实漏,是气体通过系统上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象。

虚漏,是相对实漏而言的一种物理现象。这种现象是由于材料放气、解吸、凝结气体的再蒸发、气体通过器壁的渗透及系统内死空间中气体的流出等原因引起真空系统中气体压力升高的现象。

气密性是表征真空系统器壁防止气体渗透的性能,它包括通过漏孔(或间隙)的漏气和材质的渗气。

最小可检漏率是指某种检漏方法能够检测出的漏率的最小值。

最佳灵敏度是指检漏仪器或检漏方法在最佳条件下所能检测出的最小漏率。对于检漏仪器来讲,最佳灵敏度又称作仪器灵敏度。

检漏灵敏度是指在具体条件下,某种检漏方法所能检测出的最小漏率。检漏灵敏度又称作有效灵敏度。

反应时间,即从检漏方法开始实施(如开始喷吹示漏气体)到指示方法(如仪表)做出反应的时间。

消除时间,即从检漏方法停止(如停止喷吹且开始抽出示漏气体)到指示方法的指示消失的时间。

漏率,即单位时间内流过漏孔(包括间隙)的气体量。

21漏孔、漏率及其单位

真空技术中所指的漏孔,由于尺寸微小、形状复杂、形式多样(如图1所示),无法用几何尺寸表示其大小,所以一般用等效流导或漏气速率(简称为漏率)表示漏孔的大小。

图1　各种漏孔形式

用漏率表示漏孔大小时,如果不加特殊说

明,则是指在漏孔入口压力为1.01×105Pa ,出

口压力低于1.33×103Pa ,温度为296±3K 的

标准条件下,单位时间内流过漏孔的露点温度

低于248K 的空气的气体量。

漏率的单位是帕斯卡×立方米 秒,记为

Pam 3 s 。为了方便,有时用帕斯卡×升

秒,记为PaL s 。

31最大容许漏率

真空系统漏气是绝对的,不漏气是相对的

在真空检漏技术中所指的“漏”是和最大容许漏

率的概念联系在一起的。对于动态真空系统,只要其平衡压力能够达到所要求的真空度,这时即使存在着漏孔,也可以认为该系统的漏率是容许的,该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。动态真空系统的最大容许漏率q L ,m ax 应满足

q L ,m ax 110P w S (1)

式中　p w ——系统工作压力

　S ——系统的有效抽速

对于静态真空系统,要求在一定时间内,其压力维持在容许的压力以下,这时即使存在着漏孔,同样可以认为该系统的漏率是容许的,该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。如果要求在时间t 内,容积为V 的系统的压力由p 升至p t ,则其最大容许漏率q L ,m ax 应满足q L ,m ax (p t -p )V

t (2)

各种真空设备的最大容许漏率可参考表1确定。

表1　各种真空设备的最大容许总漏率

设备名称

最大容许总漏率[Pam 3 s ]减压蒸馏、真空脱气、真空浓缩

减压干燥、真空浸渍、真空输送真空蒸馏

简单的真空过滤和真空成形高真空蒸馏

冷冻干燥分子蒸馏

带真空泵的水银整流器

真空镀膜和与原子能有关的设备真空冶炼、电子冷藏车、真空电器

回旋加速器高真空排气装置

真空绝热与宇宙模拟小型超高真空设备

封离的真空设备

电子管100102210221023102310231024102510261027102810291021010211～1021210211

10212～10213

41漏孔的气流特性

气体流经漏孔的过程是很复杂的,可能包含有粘滞流、过渡流及分子流三种流动状态。主导流动状态与漏孔的几何尺寸、气体的种类、漏孔两端的压力及环境温度有关。设环境温度T

34第5期 关奎之:真空检漏

=296K,入口压力p2=1.01×105Pa,出口压力p1νp2,漏孔长L,直径d的均匀圆截面导管型漏孔,其对空气的漏率及可视流动状态见表2。

表2　理想圆管对空气的漏率及流动状态

可视流动状态粘滞流分子流

漏孔直径d[Λm]漏孔长度L[c m]漏率q L,a[Pam3 s]

>5

1

>5×1027

<0.8

1

<8×10210

注:T=296K,p2=1.01×105Pa,p2µp1

在粘滞流状态下,不同种类的气体流过同一漏孔的漏率不同,其比值为

q L q L,a=Γa Γ(3)式中　q L、q L,a——分别为漏孔对气体和空气的漏率

Γ、Γa——分别为气体和空气的粘滞系数。

在分子流状态下,不同气体流过同一漏孔的漏率之比值为

q L q L,a=M a M(4)式中　M、M a——分别为气体和空气的摩尔质量。

51检漏方法的分类

检漏方法很多,根据被检件所处的状态可分为充压检漏法、真空检漏法及其它检漏法。

充压检漏法:在被检件内部充入一定压力的示漏物质,如果被检件上有漏孔,示漏物质便从漏孔漏出,用一定的方法或仪器在被检件外部检测出从漏孔漏出的示漏物质,从而判定漏孔的存在、位置及漏率的大小,此即充压检漏法。

真空检漏法:被检件和检漏器的敏感元件处于真空状态,在被检件的外部施加示漏物质,如果有漏孔,示漏物质就会通过漏孔进入被检件和敏感元件的空间,由敏感元件检测出示漏物质,从而可以判定漏孔的存在、位置和漏率的大小,这就是真空检漏法。

其它检漏法:被检件既不充压也不抽真空,或其外部受压等方法归入其它检漏法。背压法就是其中主要方法之一。

所谓“背压检漏法”是利用背压室先将示漏气体由漏孔充入被检件,然后在真空状态下使示漏气体再从被检件中漏出,以某种方法(或检漏仪)检测漏出的示漏气体,判定被检件的总漏率的方法。(未完待续)

《抓紧机遇建立真空行业信息网的重要性的思考》

上海惠丰化工研究所　周　洪 惠进德

随着电脑业的发展,电脑网络的咨询业也在中国大地蓬勃兴起。到目前为止,全国各地与In ternet互联的网络已超过7300多个。在国内,提供In ternet服务的互联网服务商(即IS P)有800多家,已经上网的用户已经达到80多万。在全球,In ternet拥有7500万的用户,并在以165◊的年增长率速度在高速增长。眼光长远的企业家们纷纷将自己企业的电脑设备连上网络,及在网络上制作自己企业的W EB站,对外发布企业信息或在网络上寻找自己所需要的信息。这种分散的各自为政的上网,造成了信息资源的分散。因此,按行业归类不但可以使国内外客户较方便地查找信息,也关系到行业内各单位在登记上网的过程中其支付的费用和实际效果的投入产出比。

通过实际的考察,并针对真空行业中的信息的需求,我建议由真空行业协会出面,组织本行业内的企业联合统一上某一个网。(全文详见待出版的《真空通讯》1997年第10期)。

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