Apakah prinsip operasi pengesan kebocoran dengan spektrometer jisim?
Kaedah pengesanan kebocoran yang paling sensitif dan yang paling banyak digunakan dalam industri.
Pengesan kebocoran MS (Spektrometer Jisim) yang dibangunkan untuk tujuan ini membolehkan pengukuran kuantitatif kadar kebocoran dalam julat yang meliputi banyak kuasa sepuluh. Had bawah terletak sekitar 1·10-12 mbar·l/s. Ini bahkan membolehkan pengukuran kuantitatif aliran gas yang wujud melalui pepejal (permeasi).
Secara prinsip, adalah mungkin untuk mengesan semua gas menggunakan spektrometri jisim. Daripada semua pilihan yang ada, penggunaan helium sebagai gas ujian terbukti sangat praktikal. Helium adalah:
- dapat dikesan dengan jelas menggunakan spektrometer jisim,
- inert secara kimia
- tidak meletup
- tidak toksik
- wujud dalam udara normal pada kepekatan hanya 5 ppm ( = 5 · 10-4 peratus isipadu ) dan agak ekonomik.
Dua jenis spektrometer jisim digunakan dalam MSLD yang tersedia secara komersial.
a) spektrometer jisim kuadrupol
b) spektrometer jisim bidang sektor 180° (disebabkan reka bentuknya yang sederhana).
Setiap spektrometer jisim terdiri daripada tiga pemasangan asas yang fundamental:
- sumber ion,
- sistem pemisahan dan
- perangkap ion
Ion-ion mesti dapat bergerak sepanjang laluan dari sumber ion dan melalui sistem pemisahan ke perangkap ion, sejauh mungkin tanpa bertembung dengan molekul gas. Jalan ini berukuran kira-kira 15 cm untuk semua jenis spektrometer dan oleh itu memerlukan panjang laluan bebas medium yang
sekurang-kurangnya 60 cm, bersamaan dengan tekanan sekitar 1·10-4 mbar; dengan kata lain, spektrometer jisim hanya akan beroperasi dalam vakum tinggi. Dalam pengesan kebocoran moden, pam turbomolekul digunakan untuk mencipta vakum tinggi.
Berkaitan dengan kumpulan komponen individu adalah sistem bekalan elektrik dan elektronik yang diperlukan serta perisian yang, melalui mikroprosesor, membolehkan tahap automasi yang maksimum dalam urutan operasi, termasuk semua rutin pelarasan dan kalibrasi serta paparan nilai yang diukur.
Prinsip operasi untuk MSLD
Prinsip operasi pengesan kebocoran dengan spektrometer jisim (pengesan kebocoran aliran utama)
Rajah di atas disediakan untuk menerangkan prinsip operasi pengesan kebocoran dengan spektrometer jisim: Lakaran ini menunjukkan konfigurasi yang paling biasa ditemui untuk pengesanan kebocoran menggunakan kaedah semburan gas ujian pada komponen vakum (= objek ujian).
Jika gas memasuki komponen melalui kebocoran, ia dipam melalui bahagian dalam pengesan kebocoran ke saluran keluar, di mana ia meninggalkan pengesan sekali lagi. Dengan anggapan bahawa pengesan kebocoran itu ditutup dengan betul, aliran gas q sentiasa sama di mana-mana titik antara inlet dan outlet pengesan kebocoran. Yang berikut berlaku secara langsung di port pam pam vakum:
Q = p . S
dengan:
- p = Tekanan masuk secara langsung di port pam vakum dalam mbar
- S = Kelajuan pam vakum secara langsung di port pam vakum dalam l/s
Di mana-mana posisi x yang lain, perkara berikut terpakai sambil mengambil kira kerugian talian:
qx = q = px · Sx
dengan:
- px = tekanan pada kedudukan x dalam mbar
- Sx = kelajuan pam vakum pada kedudukan x dalam l/s (Sx < S !)
Persamaan di atas terpakai untuk semua gas yang dipam oleh pam vakum dan juga untuk gas ujian TG (contohnya TG = helium).
Di spektrometer jisim (x = MS), yang berikut terpakai:
qMS, TG = qTG = pMS, TG · SMS, TG = qL
Dalam kes ini, aliran gas ujian qTG sama dengan kadar kebocoran qL yang dicari. Perlu diperhatikan bahawa, dalam kes persamaan di atas, tekanan gas ujian separa pMS, TG terdapat di spektrometer jisim.
Nilai pengukuran untuk pMS, TG disediakan oleh spektrometer jisim yang mesti ditetapkan kepada jisim M gas ujian (contohnya M = 4 untuk TG = helium). Nilai SMS, TG adalah pemalar yang ditentukan secara eksperimen untuk setiap pengesan kebocoran.
Nilai untuk pMS, TG yang diberikan oleh spektrometer jisim didarabkan dengan nilai SMS, TG yang disimpan dalam mikroprosesor pengesan kebocoran. Hasil darab ini kemudian dipaparkan sebagai kadar kebocoran qL.
Asas Pengesanan Kebocoran
Muat turun e-Buku "Asas Pengesanan Kebocoran" untuk menemui asas dan teknik pengesanan kebocoran.
- Produk berkaitan
- Blog berkaitan
- Pengetahuan berkaitan
Pengetahuan berkaitan
