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第七讲：真空检漏
关奎之
(东北大学)
一、概述
1．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。
2．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。
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士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Pam3／s。为了方便，有时用帕斯卡×升／秒，记为PaL／s。
3．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qLmax应满足
qLmax≤1/10PwS (1)
式中Pw----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，同样叮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pt，则其最大容许漏率qLmax应满足
qLmax≤(pt-p)V/t (2)
各种真空设备的最大容许漏率可参考表1确定。
4．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=296K，入口压力p2=1.01×105Pa，出口压力p1《p2，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。
5．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、位置利漏率的大小，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) |
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