Bagaimana pengesan kebocoran spektrometer jisim berfungsi
Kebanyakan ujian kebocoran hari ini dilakukan menggunakan peranti pengesanan kebocoran khas.
Ini dapat mengesan kadar kebocoran yang jauh lebih kecil daripada teknik yang tidak menggunakan peralatan khas. Kaedah-kaedah ini semuanya berdasarkan penggunaan gas tertentu untuk tujuan ujian. Perbezaan dalam sifat fizikal gas ujian ini dan gas yang digunakan dalam aplikasi dunia sebenar atau yang mengelilingi konfigurasi ujian akan diukur oleh pengesan kebocoran. Ini boleh, sebagai contoh, adalah perbezaan konduktiviti terma gas ujian dan udara sekeliling.
Kaedah yang paling digunakan secara meluas hari ini, bagaimanapun, adalah pengesanan menggunakan helium sebagai gas ujian.
Fungsi kebanyakan pengesan kebocoran adalah berdasarkan fakta bahawa ujian dijalankan dengan gas ujian khas, iaitu dengan medium lain selain yang digunakan dalam operasi normal. Ujian kebocoran boleh, sebagai contoh, dilakukan menggunakan helium, yang dikesan menggunakan spektrometer jisim, walaupun komponen yang diuji mungkin, sebagai contoh, adalah alat pacu jantung yang komponen dalamannya perlu dilindungi daripada kemasukan cecair badan semasa operasi normal. Contoh ini sahaja sudah jelas menunjukkan bahawa sifat aliran yang berbeza bagi media ujian dan media kerja perlu diambil kira.
Pengesan kebocoran dengan spektrometer jisim (MSLD)
Pengesanan gas ujian menggunakan spektrometer jisim adalah kaedah pengesanan kebocoran yang paling sensitif dan yang paling banyak digunakan dalam industri.
Pengesan kebocoran spektrometer jisim (juga dikenali sebagai MSLD) yang dibangunkan untuk tujuan ini membolehkan pengukuran kuantitatif kadar kebocoran dalam julat yang meliputi banyak kuasa sepuluh (lihat Jenis dan kadar kebocoran) di mana had bawah ≈ 10-12 mbar · l/s, dengan itu membolehkan untuk menunjukkan kebolehtelapan gas yang wujud dalam pepejal di mana helium digunakan sebagai gas ujian. Secara prinsipnya, adalah mungkin untuk mengesan semua gas menggunakan spektrometri jisim.
Antara semua pilihan yang ada, penggunaan helium sebagai gas penjejak terbukti sangat praktikal. Pengesanan helium menggunakan spektrometer jisim adalah sangat jelas. Helium adalah bahan kimia yang tidak reaktif, tidak meletup, tidak toksik, terdapat dalam udara biasa pada kepekatan hanya 5 ppm dan agak ekonomik.
Dua jenis spektrometer jisim digunakan dalam MSLD yang tersedia secara komersial:
a) Spektrometer jisim kuadrupole, walaupun digunakan dengan kurang kerap disebabkan oleh reka bentuk yang lebih rumit dan kompleks (terutamanya disebabkan oleh bekalan elektrik untuk sensor)
b) spektrometer jisim medan sektor magnet 180°, terutamanya disebabkan oleh reka bentuk yang agak sederhana
Tanpa mengira prinsip fungsional yang digunakan, setiap spektrometer jisim terdiri daripada tiga sub-sistem fizikal yang penting.
- 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 sederhana sekurang-kurangnya 60 cm, yang bersamaan dengan tekanan kira-kira 1 · 10-4 mbar; dengan kata lain, spektrometer jisim hanya akan beroperasi dalam keadaan vakum.
Oleh kerana tahap vakum minimum sebanyak 1 · 10-4 mbar, vakum tinggi akan diperlukan. Pam turbomolekul dan pam penghisap yang sesuai digunakan dalam pengesan kebocoran moden. 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
Fungsi asas pengesan kebocoran dan perbezaan antara pengesan kebocoran dan spektrometer jisim boleh dijelaskan menggunakan Gambar 5,6. Lakaran ini menunjukkan konfigurasi yang paling biasa ditemui untuk pengesanan kebocoran menggunakan kaedah semburan helium (lihat Pengesanan kebocoran tempatan) pada komponen vakum. Apabila helium yang disembur ditarik ke dalam komponen melalui kebocoran, ia dipam melalui bahagian dalam pengesan kebocoran ke ekzos, di mana ia sekali lagi meninggalkan pengesan. Dengan mengandaikan bahawa pengesan itu sendiri bebas daripada kebocoran, jumlah gas yang mengalir melalui setiap bahagian paip (pada mana-mana titik yang diingini) bagi setiap unit masa akan kekal tetap tanpa mengira saiz keratan rentas dan laluan paip. Yang berikut terpakai untuk kemasukan ke port pam di pam vakum:
Q = p . S
Di semua titik lain
Q = p . Seff
memohon, mengambil kira kerugian talian.
Persamaan ini terpakai untuk semua gas yang dipam melalui paip dan juga untuk helium.
QHE = pHE . Seff'HE
Dalam kes ini, kuantiti gas per unit masa adalah kadar kebocoran yang dicari; tekanan keseluruhan mungkin tidak digunakan, tetapi hanya bahagian untuk helium atau tekanan separa untuk helium. Isyarat ini dihantar oleh spektrometer jisim apabila ia ditetapkan untuk nombor atom 4 (helium). Nilai untuk Seff adalah tetap untuk setiap siri pengesan kebocoran, menjadikannya mungkin untuk menggunakan mikropemproses untuk mendarabkan isyarat yang tiba dari spektrometer jisim dengan suatu pemalar numerik dan untuk memaparkan kadar kebocoran secara langsung.
Rajah. 5.6 Prinsip operasi asas untuk pengesan kebocoran
Asas Pengesanan Kebocoran
Muat turun e-Buku "Asas Pengesanan Kebocoran" untuk menemui asas dan teknik pengesanan kebocoran.
- Produk berkaitan
- Blog berkaitan
- Pengetahuan berkaitan
