真空箱式氦检漏系统介绍及维修

本底：本底为没有充氦检测时，检漏仪检测到的系统氦的信号值。因为该值对检漏的精确度有影
响，所以要对本底值进行抑制。抑零类似于电子秤的去皮归零功能，抑零后，系统排除了干扰信号， 使检测结果更为精确。理论上本底值越小，检测精度越高。氦检报本底高，就说明系统中氦气量较 大不适合检漏，如果在设定时间内达不到设定值就会报本底高。系统的真空度及周围环境氦浓度都 会影响本底。（环境氦浓度越高本地就越差）
率是有严格要求的，一旦真空阀密封不良会直接影响到检漏。
电磁阀：电磁阀在系统中有多种，总体分为两种，高压阀和低压阀，高压阀主要参与高压的
动作，比如充氦和回收，低压阀主要控制低压气体，比如氮气和压缩空气。在设备的某些地方， 系统对电磁阀的密封也是较严格的，一旦有泄漏会影响整个系统的正常运行。
检漏仪:检漏仪是整个氦检系统的核心部件，氦检所做的动作都是为检漏仪服务的。检漏仪主 要是分析系统中氦分子的量，系统根据检漏仪分析的数值来判定被测工件的合格与否。
检查检测大漏时的充氦压力是否过高，可适量调低（一般在0.2-1.0Mpa，根据工件大小设定）。
箱体和管路的吹氮对抑制本底会有比较好的效果，但是吹氮的流量不宜过大时间不宜过长，流量和 时间成反比，如果吹氮过量会对系统本底造成假象，导致本底呈上升趋势（反弹），这样易造成报 假漏，尤其是在使用抑零时更加明显。同时在检漏时也不宜吹氮。检漏时吹氮可覆盖高本地，造成 假象，导致报假漏。吹氮一般在抽空过程进行，可在检漏前10-20秒进行，因设备而异。吹氮太靠 近开检容易造成本底反弹，从而假漏。
真空系统：真空系统包括真空箱和真空管路，及真空泵和真空阀。系统对其各个部件的密
封要求极其严格。
2.3各部分的功能及术语
压缩空气：压缩空气是给系统提供动力的，比如箱门的升降，真空阀及气动阀的开关动作，都是
压缩空气提供的动力。
氮气：氮气在系统中主要起到清扫的作用。因氦气附着能力较强，系统本身很难再较短的时间内
更换泵油：根据泵的使用情况要定期换油，一般每季度一次，当发现油色变黄时应及时换油。当 油色变黄时油的性能就会降低，油内的杂质会损坏泵腔，润滑不良导致叶片磨损，使抽真空效果 下降，所以及时换油是必要的。当发现泵油颜色呈乳白色时，是因为油中水含量较大，这时应打 开气镇排气，拆除出气口过滤器排水汽，当严重影响抽空时应换油。更换泵油时先将泵预热10分 钟，停泵后彻底放出废油，点动将泵转动10秒放出泵腔内残留油污，彻底放干净后再加入新油。 当发现油色浑浊严重时应用新油反复冲洗，以免污染新油。加油时油位应在油窗的上限和下限之 间，油位应以真空泵运转时为准，一般在油窗的三分之二处。
要求：过程中工件根据工艺要求抽空到800pa以下，主要为防止工件内空气的加入对氦 气浓度产生影响。充氦压力根据工艺要求R22冷媒为3.3-3.8Mpa，R410A冷媒为4.154.5 Mpa。箱体的真空度没有具体要求，根据检漏仪开检状态的最低真空度要小于 1500pa进入粗检模式，小于20pa进入精简模式，检微漏是在精简下完成的。但往往压 强越低本底越好，检漏精度也就越高。
像这种情况首先找到污染源进行处理，再用大量氮气对周围环境进行置换，降低环境氦气浓度。 检测方法：使用手工检漏仪对环境检测。在大气下的正常值在1.0*10ˉ 7mbarl/s，污染可达到
ˉ1—ˉ 7级别不等。
再就是环境湿度高引起的真空效果下降，导致本底高。使用加热带对管路进行加热，避免凝水。
大气压·毫升/秒 乇·升/秒 帕·米³/小时(pam³/s)
1.5什么是氦检
氦检就是利用氦气检漏的设备 为什么要用氦气检漏呢？
因氦气的分子结构小，能穿过较小的漏孔并且氦气在空气中的含量较少(只有5 ppm即百万分之 五), ，从而不会对本底产生影响。氦气的安全性高，无毒，不易燃，不污染环境，不与其他物质反应， 可混合到任意浓度。所以氦气是检漏的最佳气体。 氦气检漏的两种模式 1、吸入模式——在大气压状态下，用检漏仪的吸枪对被测件进行氦气泄漏检测。（精度10ˉ 7） 2、真空模式——在真空状态下，用检漏仪检测被测件泄漏在真空系统中氦气的含量。（精度10¯12） 氦检采用真空模式
单位：氦检中的常用单位有，pa（帕斯卡），kpa（千帕），Mpa（兆帕），bar（巴），mbar
（毫巴），mbarl/s （毫巴升每秒）， pam³/s（帕立方米每秒） 。mbarl/s和 pam³/s 均为漏率 单位。一个大气压约为1.01*10^5pa=101kpa，1mbar=100pa，1000kpa=1Mpa，1Mpa=10bar， 1 mbarl/s=10 pam³/s 。
泵抽除的气体多为非可凝性气体和可凝性气体的混合物，而真空泵的抽 气过程是一个压缩过程， 如果可凝性气体在排出泵腔前达到其饱和蒸汽 压，则会凝结在油中，进而影响泵的性能。
排气腔的压力是由非可凝性气体分压力和可凝性气体分压力之和组成， 只有当排气腔的压力足以 克服排气阀的压力时才发生排气。气镇原理就 是将一股经过控制的气流（通常是室温干燥的空气） 经气镇孔进入泵的 压缩腔中，以降低排气压力中的可凝性气体分压力，使可凝性气体分压 力能保 持在泵温状态的饱和蒸气压以下，因而蒸气不会凝结，这时推开 排气阀，蒸气与其它气体一起被 排至泵外。
回收泵
2.2 各部分的功能及术语
真空泵：真空泵分为双级旋片泵、单级旋片真空泵、罗茨泵和分子泵，箱体抽空主要以旋片
泵和罗茨泵的组合，这种结构抽速相比单独旋片泵更高效，真空泵在系统中主要给系统提供一 个真空环境，而真空坏境又能给检漏带来高精度。
真空阀：真空阀在系统中主要起到一个开关的作用，但真空阀又不同于普通的阀门，他的漏
清理掉，而氮气和氦气的分子结构特性相似，能更好的和氦气相融合，氮气又不对检漏仪产生作用。
氦气：氦气是检漏的主要气体。因氦气的分子结构小，能穿过较小的漏孔。又因氦气在空气中的
含量较少(只有5 ppm) ，从而不会对本底产生影响。它比氢气氩气都安全，无毒、不易燃、不污染 环境、不与其他物质反应、可混合到任意浓度，所以是检漏的最佳气体。我公司采用的氦气为氦氮 混合气，混合比例为45%—70%。压力为4.15-4.5Mpa。
真空箱式氦检漏系统介绍及维修
一. 氦检基本原理 二. 氦检基本结构 三. 常见故障维修 四. 设备重点维保 五. 设备5S及点检
一.氦检的基本原理
1.1 检漏方法：
1.2 气密的常识
1.3 气密的常识
下图为漏孔的等效直径和漏率范围的关系（一个大气压下）
1.4了解漏率的计算
漏率就是根据气体流量计算的 气体流量 = 容积 x 压强 / 时间 Q = p ·V / t 单位：毫巴·升/秒（mbarL/s)
过程：有微漏的工件内充注高压氦气后，氦气就会通过工件的微小漏孔泄漏到真空箱内部，由于工件
在高真空环境下，系统内部没有其他气体的干扰，在真空泵的作用下氦气就会流向高真空端，在真空 泵的前端检漏仪的真空泵会将氦气抽到检漏仪内部，由于氦气逆扩散能力比较强，它会逆着检漏仪分 子泵的排气口到达质谱室，在质谱室离子源的作用下，气体被离化分解，再由磁分离器分离后经离子 收集极收集，将收集的氦离子转换为电信号显示在显示器上。
排 气
进
排
气
气
进
排
气
气
进
排
气
气
进 气
口
口
口
口
口
口
口
口
2.5.了解真空泵（双极旋片真空泵）
在双级泵中，若高真空级与低真空级之间是不等腔的结构，则需在两级中间通道上设置辅助排气 阀。
双级旋片真空泵的内部结构图
排 气
进 气
口
口
2.6.了解真空泵（旋片真空泵）气镇原理
气镇法又称掺气法，是防止蒸气凝结从而避免油污染的有效方法。
3.3导致本底高的因素（真空）
真空系统泄露：真空系统出现泄漏时也会对本底造成影响。其他因素影响较小时，真空在20pa状 态下，本底值能达到1.0*10 ˉ8mbarl/s，而且会随真空的持续下降而下降，这个值越小越好。如果 此时值比较高，在ˉ7级别或更高，并且在上下波动，就可判定是真空系统有泄漏。
1.6氦检检漏过程
下图是真空箱检漏过程原型图
真空箱 工件 真空箱粗抽真空
工件内部充高 压氮，根据压 力衰减，检大 漏
1
真空箱 工件
真空箱充入空气至大气压
工件内部放氦， 接近大气压后通 过真空泵抽氦回 收
4
真空箱 工件 真空箱精抽真空
工件内部放氮， 抽真空至800pa， 充入氦4.15Mpa
2
真空箱
可对程序进行优化，当遇到本底高时进行充气清扫。反复对箱体进行充气会有比较好的降本底效果， 同时不会造成本底反弹，又避免了反复空箱检测和手工清扫造成的时间浪费。
3.2导致本底高的因素（环境）
环境因素导致：如周围有较严重的污染源，导致环境氦浓度过高，这样氦气就会通过真空系统的 微小漏点进入系统内部，对系统本底造成影响。也可在开箱时氦气进入系统，导致系统本底高。
2.4.了解真空泵（旋片真空泵）
根据氦检设备的厂家不同，真空泵使用的品牌也不同，分别是新龙浩的德国欧瑞康莱宝和东方 的宁波爱发科，虽然内部结构有差异，但从原理上都是相同的。
真空泵分为双级泵和单级泵，以及罗茨泵。双级旋片真空泵和单级旋片真空泵的原理相同，可 以说双级泵是两个单级泵串联而成的，所以双级泵比单级泵极限真空度高。双级泵的工作原理: 转子偏心地装在泵的缸体内，旋片在 旋片槽内径向自由滑动，由于离心力 的作用，旋片紧贴缸 壁，泵体上的进 排气口被转子和旋片分为两部分，当 转子在泵体缸内旋转时，使进气口方 面 容积周期性地逐渐扩大而被吸入气 体，同时使排气口方面容积逐渐缩小 将已吸入气体压缩从排 气阀排出，从而获得真空。
二. 氦检的基本结构
2.1 真空箱氦检系统的主要组成部分。
吹氮
充气
真
消
空
音
计
器
电磁阀
真空阀
高压氦 充氦
软包 放氦
工件
加热带
粗
精
抽
抽
阀
阀
粗抽泵
精抽泵
压
力
吹氮
变
送
器
检漏仪入口阀
1.0*10-12
Phoenix PhoeLn3i0x 0L300
检漏仪
真
夹
工
空
层
计
抽
件 抽
回
单
收
向
空
空
阀
阀
阀
阀
夹层泵
工件泵
2.8.了解真空泵（真空泵用途简介）
根据真空泵的结构不同极限真空度和用途也有所差异。
一般根据氦检设备的部位用途使用。
其中对真空要求较严格的部位，比如夹层管路的抽空和箱体精抽部分，一般使用双极旋片泵。
对真空要求较低的部位一般使用单极泵，比如工件抽空、回收和粗抽过程。
因结构不同双极泵不适合对大气进行直接抽空，这样对泵的伤害较严重，一般会有大量的油从出 气口排出。所以要在大气条件下得到较高真空时，一般用单极泵来对大气进行抽空，再转到双极 泵抽空。当然也有性能较强的单极泵能满足要求的就不需要双极泵了。
任何地方都可以使用罗茨泵用作辅助抽空。一般在对节拍要求较高时会使用罗茨泵。它能使前级 泵在较短的时间达到极限真空。
三. 常见故障维修
3.1导致本底高的因素（大漏）
大漏导致本底高：造成本底高的原因有多种，最为常见的就是在日常生产中检测工件的大漏导致。 像这种情况处理比较简单，把工件拿出，手工用氮气进行清扫，反复空箱检测就会好转。操作工即 可完成。
当开气镇运行时，泵的极限压力和抽气效率会下降，泵温会升高。
在结构上，气镇阀是一单向逆止阀，防止排气时油、气从气镇孔排出。
气镇阀微量渗气时可降低噪声。
合理使用气镇十分重要。
2.7.了解真空泵（泵油介绍）
泵油的作用：1、密封 2、润滑 3、冷却 4、填充有害空间
泵油的种类：莱宝SV系列单级泵添加LVO130（GS32），莱宝D系列双级泵添加LVO108（N62）， 莱宝检漏仪添加LVO310。爱发科NB系列罗茨泵添加R-4，爱发科VSN系列旋片泵添加R-7。
工件
真空箱精抽真空，
3
同时检漏仪开检
1.7真空箱式氦检漏系统工艺流程图
真空箱
关箱门
待检工件 安装工件
真空箱抽真空
大漏及强度检测
不合格
本底抑零
合格 抽真空 充氦气
大漏工件显示
真 开箱门
回收氦气 检测完成
不合格 微漏工件显示
1.8氦检的基本原理总结
原理：将充有4.15Mp混合氦的工件放置在真空箱内，检漏仪在真空状态下分析系统中氦 分子的量。根据工艺要求，当氦分子量达到设定值时，系统将判定该工件泄露，反之合 格。