Розанов Л.Н. Вакуумная техника 1990 (1065500), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Появление разряда связано с понижением давления воздуха в месте течи и улучшением условий электрического пробоя газового промежутка. Этот метод удобен для определения течей в стеклянных вакуумных системах. Люминесцентный метод использует проникновение раствора люминофора в капиллярные течи. Проверяемый объект длитель. ное время выдерживается в растворе люминофора.
После удаления люминофора с поверхности объекта заполненные капилляры легко обнаруживаются в виде точек или полос при облучении ртутно-кварцевыми лампами. Люминофор — люмоген — дает желтое или красное свечение, которое легко отличить от ложных сигналов зеленоватого свечения, возникающего от воздушных пузырьков в стекле, или голубого свечения жировых поверхностных загрязнений. Радиопзотопный метод обнаружения течей состоит в том, что испытуемые объекты в течение некоторого времени выдерживаются в атмосфере радиоактивного газа. После удаления радиоактивного газа и тщательной очистки поверхности от радиоактивных загрязнений излучающими остаются только негерметичные приборы. Метод применяется для автоматической проверки на герметичность малогабаритных полупроводниковых приборов.
Пузырьковый метод относится к числу наиболее простых. В испытуемом объекте создается избыточное давление газа, а объект погружается в жидкость. Место течи совпадает с местом образования пузырьков. Диаметр пузырька в месте его образования равен диаметру капилляра. Погружение испытуемых объектов в нагретую жидкость сопровождается повышением давления в соответствии с уравнением газового состояния (р2 — р~)/р1= =(Тг — Т~)/Ть где рь Т~ и рз, Т2 — давления и температуры газа до и после нагревания, Вода может быть нагрета без образования пузырей до 80'С, что соответствует избыточному давлению 2 104 Па.
При использовании масла температура может быть повышена до 200'С, что позволяет получить избыточное давление 6,8 10" Па. 181 9 8.8. Требования к герметичности вакуумных систем Требования к герметичности вакуумных систем формулируются с учетом условий их дальнейшей эксплуатации. В техническом задании на разработку вакуумной системы, работающей под непрерывной откачкой, задается рабочее давление рр с, при котором должен осуществляться технологический процесс. Для обеспечения эффективного использования откачных средств необходимо обеспечить предельное давление р„э~~о,)р, . (8.14) Предположим, что вакуумная система хорошо обезгажена и газовыделением можно пренебречь по сравнению с натеканием, тогда допустимый газовый поток, поступающий через все течи, имеющиеся в вакуумной установке, (а)н < Рнрбе =Х(рраз8о (8.15) где ос — быстрота откачки объекта.
Если технические требования связаны с поддержанием не общего, а парцнального давления р„какого-то компонента смеси, содержание которого равно у, то (,)„< О,)РД!у. (8.16) В вакуумных системах объемом (/, работающих в течение времени /!1 без непрерывной откачки, для допустимого возрастания давления Лр газовый поток О„< (/йр/51. (8.17) Если требования ставятся по парциальным давлениям, то аналогично (8.15) получим О„< )/йр„!(й/у). (8.18) При совпадении условий испытаний на герметичность с рабочими условиями уравнения (8.15)...(8.18) определяют требования к пороговой чувствительности испытаний, Если же контроль герметичности проводится с помощью пробного газа или при другой температуре и перепаде давлений, то требования к пороговой чувствительности необходимо уточнить по уравнению (8.12).
Требования к герметичности сборочных единиц и деталей зависят от требований к герметичности установки в целом. При индивидуальной проверке герметичности элементов в процессе изготовления, считая маловероятным одновременное наличие в собранной установке более двух одинаковых течей, можно принять (',)„, =ОЩ„. (8.19) Рассмотрим примеры определения требований к герметичности. 182 Пример 1.
Рабочий объем непрерывно откачнвается с эффективной быстро. той зе 0,1 м'/с. По техннческнм условиям рабочее давление рраа в установке должно составлять 1О-' Па. Каковы требования к пороговой чувствнтельностн теченскателяу Предельное давление установки, согласно (8.14), дар=0,1 ррае 0,1 ° 10 а !О-' Па. Поток, откачнваемый насосом прн предельном давлении, !2 рарЮе= ~ 10-'О,! 1О-а м'Па/с. Если считать, что установка хорошо обезгажена н газовыделеннем можно пренебречь, то натеканне в установку не должно превышать !2н 10-' ма Па/с.
С учетом того, что сборочные единицы проходят самостоятельную проверку на герметичность, согласно (8.19), допустимое натеканне в ннх Она ° 5 !О-г ма Па/с. Проверку на герметичность осуществляют методом вакуумнмх испытаний с пробным газом. В качестве пробного газа выберем гелий. Тогда, согласно (8.12), прн одинаковых перепаде давления н температуре пороговая чувствнтельность течеискателя не должна быть меньше !7не = !рнэ з / = 5'!О » — ! ° !О з мз Па/с.
"а )/ Мн $/ 4 Пример 2. Вакуумный прибор объемом У 0,01 м', не нмеющнй непрерывной откачки, должен храниться в течение года Ы 3,5 1О' с,в атмосфере во. дорода прп перепаде давлений Ля=2 10а Па. За время хранения допустимое повышение давления нз-зз негерметнчностн равно д=10-э Па, Каковы требовання к пороговой чувствительности теченскателяу Поток, который может вызвать указанное повышение давления, согласно (8.17) Ур 0,01 10-т ()н нн — = ' = 2,9 !Π— 1» мз Пз/с.
Ь! 3,5 !О» Если провонять вакуумные испытания с гелием в качестве пробного газа, то методика испытаний должна обеспечивать пороговую чувствительность согласно (8.12): еэаддне . /™нэ 2,9 !О-1» 10з / 2 !) = а ~г — = ~/э — = 10-!т мз Па/с. пп у/ М 2 !О (г/ 4 $8.4.
Аппаратура для определения герметичности В настоящее время широко применяется масс-спектрометрический течеискатель, обладающий самой высокой чувствительностью. Минимальные течи, которые можно обнаружить этим прибором, равны 10-'з мз.Па/с.
На рис. 8.8 показана масс-спектрометрическая камера течеискателя, предназначенного для работы с гелием в качестве пробного газа. Электроны, эмиттируемые катодом 9, попадают в камеру ионизации 8. Источник питания катода 11 подключен к анализатору через фланец 10. В случае иегерметичности вакуумной системы, обдуваемой пробным газом, молекулы гелия через фланец б проникают в камеру ионизации Положительные ионы гелия ускоряющим напряжением направляется в камеру магнитного анализатора 6. ускоряющее напряжение Е» и магнитная индукция В подбираются таким образом, 183 ц ж гг Ряс.
8.9. Вакуумная схема массспектрометрнческого течеискателя Р н с, 8.8. Масс-спектрометрнческая камера течепускателя 184 чтобы ионы гелия, прошедшие через входную щель 7, двигаясь по траектории 4, попали в выходную щель 2. Остаточные газы по траектории 3 разряжаются на стенках анализатора. В отличие от анализаторов парциальных давлений, которые должны иметь высокую разрешающую способность и перестраиваться на различные массовые числа, датчик течеискателя настраивается только на пробный газ.
При этом входная и выходная щели могут быть расширены, что увеличивает чувствительность течеискателя. Этот способ повышения чувствительности можно применять для гелия, не имеющего в составе воздуха веществ с близкими массовыми числами. Коллектор ионов 1 соединяется с электрометрическим каскадом 13, усиливающим падение напряжения на высокоомном сопротивлении.
Блок измерения ионного тока 12 после дополнительного усиления выходного сигнала электрометрического каскада выводит результаты измерений на стрелочный прибор или самописец. Течеискатель подключается к испытуемому объекту с помощью фланца 1 (рис. 8.9). Для предварительной градуировки может применяться гелиевая течь 12, подключенная через клапан 13.
Для дросселирования больших потоков, поступающих в течеискатель, служит клапан-натекатель 2. Ловушка 3 с насосом 10, подключенным через клапан 11, используется для создания рабочего давления 10-' Па, измеряемого преобразователем 4 и необходимого для работы масс-спектрометрической камеры 5. Фор. вакуумный насос 8 обеспечивает через клапан 9 работу высоко- вакуумного пароструйного насоса 10 и через клапан 6 — байпас- ную откачку камеры 6. Работоспо- 3 собность насоса 3 можно определить при помощи манометра 7. Течеискатель может подклю. чаться к вакуумным системам как со стороны высокого, так и со стороны низкого вакуума. Вакуумная система течеискателя предназначена для откачки масс-спектрометри- а? ческой камеры и, как правило, не может быть использована для откачки испытуемого объекта, который должен иметь собственную откачную систему.
Атмосферный датчик галогенного течеискателя представляет со- 5 бОй дИОд ПряМОГО НаКаЛа (рИС. р н с. 8,1О. датчккн галотенного 8!О, а), у которого эмнттирующим течеискателя: электродом служит платиновая а — фепямя; а — векттн а спираль 1, нагретая до 800...900'С, а коллектором возникающих в присутствии галогенов положительных ионов — цилиндрический электрод 2, охватывающий нить накала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
