Ein Vakuumdetektor ist eine Schlüsselrichtung zur Ermittlung der Dichtungsleistung von Vakuumsystemen oder Behältern. Seine Prüfmethode basiert hauptsächlich auf den physikalischen Eigenschaften von Gasleckagen in Vakuumumgebungen und bestimmt Leckagepunkte durch Messung von Druckveränderungen, Gaszusammensetzung oder Strömungseigenschaften. Im Folgenden finden Sie die üblichen Prüfmethoden mit ihren Prinzipien, Schritten und Anwendungsszenarien:
Druckabnahme (Direktdruck)
Grundsatz:
Nachdem das Inspektionsstück in den Vakuumzustand gepumpt wurde, wird die Vakuumpumpe geschlossen und der Druck im System im Laufe der Zeit überwacht. Wenn der Druck steigt, ist es ein Leckage.
Schritte:
Das Prüfstück wird mit einem Vakuumdetektor verbunden und das Vakuum auf den eingestellten Druck (z. B. 10-3 Pa) gepumpt.
Schließen Sie die Vakuumpumpe und das Ventil und isolieren Sie die Prüfteile.
Erfassen Sie die Änderungskurve des Drucks im Laufe der Zeit und berechnen Sie die Leckage (z. B. Pa·L/s).
Eigenschaften:
Vorteile: Einfache Bedienung und geeignet für die schnelle Überprüfung großer Leckagen.
Nachteile: Niedrige Empfindlichkeit und schwere Erkennung kleiner Leckagen (z. B. < 10-6Pa·L/s).
Anwendung: Industrieleitungen, große Behälter, Vakuumofen und andere grobe Inspektionen.
Helium-Massenspektrometrie (hohe Empfindlichkeit)
Grundsatz:
Mit Helium als Spurgas werden die Heliumkonzentrationen an Leckagestellen mittels eines Massenspektrometers ermittelt. Heliummolekule sind klein, durchdringlich und ein Massenspektrometer kann extrem niedrige Konzentrationen erkennen (bis zu 10-1 2 Pa·m³/s).
Schritte:
Spritzpistolen (Spritzpistolen):
Pumpen Sie das Prüfstück in einen Hochvakuumzustand.
Helium wird mit einer Spritzpistole auf einen vermuteten Leckpunkt gespritzt und das Massenspektrometer erkennt das Helium-Signal durch eine Saugpistole.
真空箱法：
Das Prüfstück wird in ein mit Helium gefülltes Vakuum gelegt und nach dem Pumpen des Vakuums wird die Heliumkonzentration im Prüfraum durch ein Massenspektrometer verändert.
Eigenschaften:
Vorteile: hohe Empfindlichkeit, kann kleine Leckpunkte lokalisieren.
Nachteile: Die Gerätekosten sind hoch und erfordern professionellen Betrieb.
Anwendungen: Hochpräzisionsbereiche wie Halbleiter, Luft- und Raumfahrt, Atomindustrie.
III. Halogenleckdetektion (Fluorene-Alternative)
Grundsatz:
Verwenden Sie Halogengase (z. B. R12, R22) als Tracker, um die Gaskonzentration an der Leckagestelle durch Halogendetektoren (z. B. Elektronische Halogenleckagetektoren) zu erkennen.
Schritte:
Druckhalogengas in das Prüfstück zufüllen.
Scannen Sie die Oberfläche mit einer Detektorsonde und beobachten Sie Änderungen der Messwerte.
Eigenschaften:
Vorteile: Niedrige Kosten, geeignet für mittlere und niedrige Empfindlichkeit.
Nachteile: Halogengase können die Ozonschicht zerstören (umweltfreundliche Alternativen sind erforderlich) und sind weniger empfindlich als Helium-Massenspektrometer.
Anwendungen: Kühlsysteme, Fahrzeugklimatisierung usw.
4. Ultraschallprüfung (nicht-invasive Prüfung)
Grundsatz:
Der durch Leckage verursachte Gasturbulenz sendet Ultraschall (über 20 kHz), der ein Signal über einen Ultraschallsensor erfasst und den Leckapunkt lokalisiert.
Schritte:
Scannen Sie die Ultraschallsonde auf der untersuchten Oberfläche.
Bestimmen Sie die Leckaposition anhand von Signalstärke- und Frequenzveränderungen.
Eigenschaften:
Vorteile: Kein Vakuum oder Aufblasen erforderlich, geeignet für Drucksysteme; Flüssigkeitsleckage erkennbar.
Nachteile: Umgebungslärm kann die Testergebnisse beeinträchtigen.
Anwendung: Schnelle Prüfung vor Ort von Rohrleitungen, Ventilen, Druckbehältern usw.
5. Fluoreszenzdetektion (Visualisierung)
Grundsatz:
Die Fluoreszenzfarbstoffe werden in das untersuchte System eingespritzt, und die Farbstoffe werden an der Leckage durchströmt und unter UV-Strahlung ausgestrahlt und durch eine Kamera oder das bloße Auge beobachtet.
Schritte:
Injektion von fluoreszierenden Farbstoffen in das System.
Das Betriebssystem führt die Farbstoffe im Kreislauf.
Mit UV-Licht beleuchten und den Leuchtpunkt beobachten.
Eigenschaften:
Vorteile: Intuitive Visualisierung für komplexe Systeme.
Nachteile: Das System muss gereinigt werden, um Restfarbstoffe zu entfernen.
Anwendung: Klimaanlage, Hydraulikanlage usw.
6. Differenzdruckmethode (Kontrastprüfung)
Grundsatz:
Pumpen Sie gleichzeitig zwei identische Behälter (eine bekannte Dichtung, eine zu prüfen) und vergleichen Sie die Druckänderungen zwischen den beiden. Wenn der Druck des Behälters schneller steigt, besteht ein Leckage.
Schritte:
Die zu prüfenden Teile werden parallel mit den Standardteilen an das Vakuumsystem angeschlossen.
Nach der Isolierung des Vakuums überwachen Sie die Druckdifferenz zwischen den beiden.
Eigenschaften:
Vorteile: Beseitigung von Umweltfaktoren und Verbesserung der Genauigkeit.
Nachteile: Standardteile benötigt, der Betrieb ist komplexer.
Anwendung: Qualitätsprüfung in der Serienproduktion.
Kumulative Erkennung von Leckagen (Langzeitüberwachung)
Grundsatz:
Langfristige Überwachung von Druck- oder Gaskonzentrationsänderungen im Prüfstück und Berechnung der Gesamtleckage durch Integrierung.
Schritte:
Nach dem Vakuumpumpen werden die Teile isoliert.
Kontinuierliche Aufzeichnung von Druck- oder Gaskonzentrationsdaten.
Die Datenanalyse berechnet die Leckerquote.
Eigenschaften:
Vorteile: Für die Langzeitüberwachung von sehr kleinen Leckagen geeignet.
Nachteile: Langer Testzyklus und geringere Effizienz.
Anwendungen: Hochvakuumsysteme, Raumschiffsdichtungsprüfungen.
Laserinterferenzmethode (hochpräzise optische Prüfung)
Grundsatz:
Verwenden Sie ein Laserinterferometer, um durch Leckagen verursachte Veränderungen des Gasbrechungskoefficients zu erkennen und die Leckaposition anhand der Lichtentfernung zu berechnen.
Schritte:
Laserstrahlen in den untersuchten Bereich senden.
Analyse der Veränderungen der interferierenden Streifen des reflektierten oder durchlässigen Lichts.
Eigenschaften:
Vorteile: Berührungslos, hohe Genauigkeit (bis zu Mikrometer).
Nachteile: Die Ausrüstung ist teuer und der Betrieb kompliziert.
Anwendungen: Halbleiterchipverpackung, optische Komponentendetektion.
Zusammenfassung: Methodenwahl
Empfindlichkeitsanforderungen: Helium-Massenspektrometrie (höchste) > Halogen-Methode > Druckabnahme-Methode.
Erkennungsgeschwindigkeit: Ultraschall, Fluoreszenz schneller; Die Helium-Massenspektrometrie ist langsamer, aber genauer.
Kostenbegrenzung: Druckabnahme, Ultraschallmethode niedrige Kosten; Die Kosten der Helium-Massenspektrometrie und der Lasermethode sind hoch.
Systemzustand: Druckband-System mit Ultraschallmethode; Vakuumsysteme verwenden Helium-Massenspektrometrie.
Je nach Szenario (z.B. industrielle Produktion, wissenschaftliche Versuche, Feldverartung) und Leckageforderungen (z.B. 10-³Pa·L/s oder 10-¹²Pa·m³/s) wählen Sie die am besten geeignete Methode oder kombinieren Sie mehrere Methoden zur Verbesserung der Zuverlässigkeit.