Hoe worden heliumlekdetectoren gebruikt voor industriële en integrale tests?
Vacuümmanteltest – integrale lektest
Vacuümmanteltests zijn integrale lektests waarbij helium als testgas wordt gebruikt, waarbij het testmonster ofwel in een harde (meestal metalen) behuizing ofwel in een lichte kunststof behuizing wordt ingesloten. Het helium dat het testmonster binnenkomt of verlaat (afhankelijk van de aard van de test) wordt naar een heliumlekdetector geleid, waar het wordt gemeten.
De enveloppeproeven worden uitgevoerd met het proefstuk onder druk gezet met helium (Fig. 5.4c) of met het proefstuk leeggemaakt ( Afb. 5.4a ). In beide gevallen kan het nodig zijn om de heliumverrijkingswaarde (accumulatie) om te rekenen naar de heliumstandaardlekkagesnelheid .
Afb. 5.4Lekkagetesttechnieken en terminologie
- a: Integrale lekdetectie; vacuüm in het monster
- b: Lokale lekdetectie; vacuüm in monster
- c: Integrale lekdetectie (testgasverrijking in de behuizing); testgas onder druk in het monster
- d: Lokale lekdetectie; testgas onder druk in het monster
Manteltest volgens de positieve-drukmethode
Manteltest met concentratiemeting en daaropvolgende berekening van de leksnelheid
Om de algehele lekdichtheid van een met helium onder druk gezet testobject te bepalen, moet het object worden omsloten in een omhulsel dat ofwel stijf ofwel vervormbaar (kunststof) is. Het testgas dat de lekken verlaat, verzamelt zich zodat de heliumconcentratie in de mantel toeneemt. Na een te bepalen verrijkingsperiode (bedrijfsperiode) wordt de verandering in de concentratie in de enveloppe gemeten met een sniffer die op de heliumdetectie-eenheid is aangesloten. De totale lekkagesnelheid (integrale lekkagesnelheid) kan worden berekend na kalibratie van de testconfiguratie met een referentieconcentratie, bijv. atmosferische lucht.
Deze methode maakt het mogelijk om zelfs de kleinste algemene lekkage te detecteren en is met name geschikt voor geautomatiseerde industriële lekkagetests. Door gasaccumulatie worden de limieten voor normale snuffeltechnieken verschoven naar lagere lekpercentages en verliezen omgevingsomstandigheden zoals temperatuur, luchtstroom en snuffelsnelheid hun invloed.
Bij het gebruik van plastic mantels moet rekening worden gehouden met heliumpermeatie door de plastic mantel tijdens lange verrijkingsperiodes.
Directe meting van de leksnelheid met de lekdetector – harde mantel
Wanneer het met helium onder druk gezette testdeeltje in een starre vacuümkamer wordt geplaatst die is aangesloten op een heliumlekdetector, kan de integrale leksnelheid rechtstreeks bij de lektester worden afgelezen.
Manteltest volgens de vacuümmethode
Enveloppe = "plastic tent"
Het evacueerde monster wordt omgeven door een lichte (kunststof) behuizing en deze wordt vervolgens gevuld met helium nadat de atmosferische lucht is verwijderd.
Bij gebruik van een plastic zak als enveloppe moet de zak tegen het testmonster worden gedrukt voordat het met helium wordt gevuld, om zo veel mogelijk lucht te verwijderen en de meting met de zuiverste heliumlading mogelijk te maken. Het gehele buitenoppervlak van het testobject komt in contact met het testgas. Als het testgas door lekken en in het testmonster stroomt, wordt de integrale leksnelheid aangegeven, ongeacht het aantal lekken. Bovendien moet bij het herhalen van de test in gesloten ruimtes worden opgemerkt dat het heliumgehalte van de ruimte vrij snel zal stijgen wanneer de mantel wordt verwijderd.
Het gebruik van plastic zakken is dus aan te bevelen voor het 'eenmalig' testen van grote planten. De hier gebruikte plastic omhulsel wordt vaak een 'tent' genoemd.
Harde behuizing
Het gebruik van een solide vacuümvat als harde behuizing is daarentegen beter voor herhaalde tests waarbij een integrale test moet worden uitgevoerd.
Wanneer vaste enveloppen worden gebruikt, is het ook mogelijk om het helium terug te winnen nadat de test is voltooid.
"Bombing"-test, "Opslag onder druk"
De 'bombing'-test wordt gebruikt om de dichtheid te controleren van componenten die al hermetisch zijn afgesloten en die een met gas gevulde holte vertonen.
De te onderzoeken componenten (bijv. transistoren, IC-behuizingen, dry-reedrelais, reedcontactschakelaars, kwartsoscillatoren, laserdiodes en dergelijke) worden in een drukvat geplaatst dat met helium is gevuld. Als het testgas op relatief hoge druk (5 tot 10 bar) wordt gebruikt en het systeem enkele uren stilstaat, zal het testgas (helium) zich in de lekkende monsters verzamelen. Deze procedure is het eigenlijke 'bombardement'. Om de lektest uit te voeren, worden de monsters na het 'bombarderen' in een vacuümkamer geplaatst, op dezelfde manier als beschreven voor de vacuümmanteltest. Vervolgens wordt de totale leksnelheid bepaald.
Monsters met grote lekken verliezen echter hun testgasconcentratie, zelfs als de vacuümkamer wordt geëvacueerd, zodat ze niet als lekkend worden herkend tijdens de eigenlijke lektest met de detector. Daarom moet er vóór de lektest in de vacuümkamer nog een test worden uitgevoerd om zeer grote lekken te registreren.
Industriële lektests
Industriële lektests met helium als testgas worden vooral gekenmerkt door het feit dat de lekdetectieapparatuur volledig in de productielijn is geïntegreerd.
Bij het ontwerpen en bouwen van dergelijke testapparaten moet uiteraard rekening worden gehouden met de taak die in elk geval moet worden uitgevoerd (bijvoorbeeld het controleren van de dichtheid van velgen van voertuigen van aluminium of het controleren van de dichtheid van metalen vaten). Waar mogelijk worden massaal geproduceerde, gestandaardiseerde componentmodules gebruikt. De te onderzoeken onderdelen worden door middel van een transportsysteem aan het lektestsysteem (manteltest met harde mantel en positieve druk of vacuüm in het monster; zie de betreffende paragrafen hierboven) toegevoerd. Daar worden ze individueel onderzocht met behulp van de integrale methoden en automatisch verder verplaatst. Specimens die lekkage vertonen, worden aan de kant geschoven.
Wat zijn de voordelen van de heliumtestmethode?
De voordelen van de heliumtestmethode, gezien vanuit industrieel oogpunt, kunnen als volgt worden samengevat:
- De lekkingsgraad die met dit proces kan worden vastgesteld, gaat veel verder dan alle praktische vereisten.
- De integrale lektest, d.w.z. de totale leksnelheid voor alle afzonderlijke lekken, vergemakkelijkt het opsporen van microscopische en sponsachtige verspreide lekken die samen leiden tot lekkageverliezen die vergelijkbaar zijn met die van een groter individueel lek.
- De testprocedure en -volgorde kunnen volledig worden geautomatiseerd.
- De cyclische, automatische testsysteemcontrole (zelfcontrole) van het apparaat zorgt voor een hoge testbetrouwbaarheid.
- Helium is niet giftig en niet gevaarlijk (er hoeven geen maximaal toegestane concentraties in acht te worden genomen).
- De tests kunnen eenvoudig op een printer worden gedocumenteerd, met vermelding van de parameters en resultaten.
Het gebruik van de heliumtestmethode leidt tot een aanzienlijke toename van de efficiëntie (cyclustijden zijn slechts een kwestie van seconden in lengte) en leidt tot een aanzienlijke toename van de betrouwbaarheid van de test. Als gevolg hiervan EN vanwege de eisen van EN/ISO 9000 zijn traditionele industriële testmethoden (waterbad, zeepbellentest enz.) nu grotendeels afgeschaft.
Basisbeginselen van lekdetectie
Download ons eBook 'Grondbeginselen van lekdetectie' en ontdek de basisprincipes en technieken voor lekdetectie.
- Verwante producten
- Gerelateerde blogs
- Gerelateerde informatie
