พื้นฐานของการตรวจจับการรั่วไหลแบบสุญญากาศ
เนื่องจากลักษณะเฉพาะที่สูงของการใช้งานสุญญากาศจํานวนมาก มีหลายแง่มุมของระบบดังกล่าวที่ไม่สามารถลดทอนได้ ข้อกําหนดสําหรับ:
- หน่วยปั๊มและภาชนะที่มีวิศวกรรมสูง
- วิธีการวัดและควบคุมการไหลและความดันที่แม่นยําเป็นพิเศษ
- และระบบปิดสนิทที่ไม่มีการรั่วซึม
การรั่วไหลคืออะไร
การตรวจจับการรั่วไหลทั้งในระบบแรงดันและระบบสุญญากาศ รวมถึงการกําจัด การจัดการ และ/หรือความรับผิดชอบนั้นเป็นธุรกิจที่ร้ายแรง แต่น่าเสียดายที่มักถือว่าเป็นเรื่องเล็กๆ น้อยๆ ซึ่งแน่นอนว่าไม่ใช่เรื่องเลย
แต่การรั่วคืออะไร การรั่วไหลคือรูเล็ก ๆ ในส่วนหนึ่งหรือหลายส่วนของระบบที่ทําให้ก๊าซเข้าหรือออกโดยควบคุมไม่ได้ สําหรับอัตราการรั่วไหล ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ขนาดของรู/รู ประเภทของก๊าซ และความแตกต่างของแรงดัน (ระหว่างด้านในของระบบและด้านนอก)
"อัตราการรั่วไหลอธิบายถึงขนาดของการรั่วไหลในแง่ของปริมาณก๊าซที่ไหลออกจากระบบต่อหน่วยเวลา"
มีเหตุผลหลายประการที่ทําให้ระบบไม่สามารถรักษาระดับสุญญากาศได้ รวมถึงการปล่อยก๊าซหรือการปนเปื้อน นอกจากนี้ กระบวนการและการใช้งานสุญญากาศที่แตกต่างกันต้องการอัตราการรั่วไหลที่แตกต่างกัน เช่น สิ่งที่ยอมรับได้ในสุญญากาศที่ต่ํากว่าจะถือว่าเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้โดยสิ้นเชิง (และอาจเป็นอันตราย) ที่ระดับสุญญากาศที่สูงกว่า
การลดหรือขจัดการรั่วไหลมีความสําคัญด้วยเหตุผลหลายประการ รวมถึง: - ความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน (เช่น การรั่วไหลของก๊าซ/ของเหลวที่เป็นพิษ)
- ความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ (เช่น เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเข้าสู่ระบบที่อาจมีส่วนทําให้เกิดการก่อตัวของสารผสมที่ระเบิดได้)
- เพื่อให้แน่ใจและรักษาแรงดัน/สุญญากาศ
- เพื่อรับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนานของผลิตภัณฑ์
- สําหรับมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมและคุณภาพ
- และเพื่อประสิทธิภาพของกระบวนการ
แม้จะมีเหตุผลดังกล่าว แต่ก็ต้องยอมรับว่าไม่มีระบบใดที่สามารถปิดผนึกสุญญากาศได้อย่างแน่นอน… และแท้จริงแล้วไม่จําเป็นต้องเป็นเช่นนั้น เพียงแค่ต้องจัดการได้หรืออย่างน้อยก็ต่ําพอเพื่อให้แรงดันในการทํางาน ความสมดุลของก๊าซ และความสามารถในการบรรลุและรักษาแรงดันขั้นสุดท้าย/ขั้นสุดท้าย ไม่ได้รับผลกระทบมากเกินไป
เมื่อพูดถึงการรั่วไหล จําเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างสองประเภท: (i) ที่ซึ่งทิศทางการไหลของก๊าซ/ของเหลวเข้าสู่ภาชนะ (เรียกว่า "การรั่วไหลเข้าด้านนอก") และ (ii) ซึ่งก๊าซ/ของเหลวจะไหลจากภายในตัวอย่างทดสอบออกไปด้านนอก (เรียกว่า "การรั่วไหลจากด้านในออก") นอกจากนี้ ยังมีสองแง่มุมของเทคโนโลยีการรั่วไหลที่ควรพิจารณา: การตรวจจับการรั่วไหล (เช่น การระบุตําแหน่งการรั่วไหล) และวัดอัตราการรั่วไหลรวมของอุปกรณ์ทั้งหมด
ภาพรวมของวิธีการตรวจจับการรั่วไหลของสุญญากาศ
เช่นเดียวกับระบบสุญญากาศเกือบทุกแง่มุม ไม่มีวิธีการเดียวที่ตรงตามทุกสถานการณ์และทุกเกณฑ์ แน่นอนว่าเป็นกรณีของการตรวจจับการรั่วไหล โดยมีการใช้วิธีการหลักสี่วิธี ได้แก่ การทดสอบฟองอากาศ การทดสอบการลดลงของแรงดัน การทดสอบการเพิ่มขึ้นของแรงดัน และการทดสอบโหมดสุญญากาศของฮีเลียม/โหมดสุญญากาศของฮีเลียม การทดสอบทั้งสี่วิธีนี้สอดคล้องกับการทดสอบฟองอากาศ "ที่เรียบง่าย" (สําหรับแรงดันสุญญากาศต่ํา) ไปจนถึงการทดสอบฮีเลียม "ไฮเทค" (สําหรับแรงดันสุญญากาศสูง)
การทดสอบฟองอากาศจะแสดงให้เห็นได้ดีที่สุดโดยการวางท่อจักรยานที่เจาะไว้ใต้น้ําและทําเครื่องหมายบริเวณที่ฟองอากาศมาจาก หรือวางน้ํายาล้างรอบข้อต่อของท่อน้ํา/ก๊าซที่ใช้งานอยู่และสังเกตว่าของเหลวก่อตัวเป็นฟองหรือไม่ ทั้งสองวิธีนี้เป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการตรวจจับการรั่วไหลของแรงดันต่ํา ใช้การทดสอบฟองอากาศจนถึงสุญญากาศ 10 -4 mbar
การทดสอบการปั๊มลงจะดําเนินการโดยการไล่อากาศออกจากภาชนะสุญญากาศที่ปิดสนิทจนกระทั่งได้แรงดันที่กําหนด จากนั้นจึงปิดวาล์วขาเข้าของปั๊ม หลังจากระยะเวลาที่กําหนดไว้ล่วงหน้า วาล์วขาเข้าจะเปิดอีกครั้ง และเวลาที่ปั๊มจะกลับสู่ระดับสุญญากาศที่ถูกดูดออกมาเดิมจะถูกบันทึกไว้ ขั้นตอนนี้จะทําซ้ําหลายครั้ง หากเวลาในการกลับสู่ระดับสุญญากาศเดิมยังคงคงอยู่ แสดงว่ามีการรั่ว หากระยะเวลานี้ลดลง แสดงว่าการปล่อยก๊าซ (การไหลออกจากก๊าซ) ภายในระบบลดลง (เช่น การรั่วไหล "เสมือนจริง") อย่างไรก็ตาม การรั่วไหลนี้ไม่สามารถตัดการรั่วไหลออกได้
อีกวิธีหนึ่งคือ ทําการทดสอบการเพิ่มแรงดันโดยการพล็อตระดับสุญญากาศเทียบกับเวลาหลังจากได้ระดับสุญญากาศ และหลังจากแยกระบบแล้ว เส้นกราฟจะเป็นเส้นตรงหากมีการรั่ว อย่างไรก็ตาม หากแรงดันเพิ่มขึ้นเนื่องจากการปล่อยก๊าซออกจากผนังระบบ การเพิ่มขึ้นจะค่อยๆ ลดลงจนถึงค่าสุดท้ายที่เสถียร
ในกรณีส่วนใหญ่ ปรากฏการณ์ทั้งสองจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งทําให้แทบจะไม่สามารถแยกปรากฏการณ์ออกจากกันได้ หากทราบปริมาตรของห้องอบหรือสิ่งที่ทดสอบ จะสามารถคํานวณอัตราการรั่วไหลได้ (เช่น ปริมาตร x (การเพิ่มขึ้นของแรงดันที่วัดได้)/เวลาที่ใช้)
การทดสอบแรงดันตกไม่แตกต่างจากการทดสอบแรงดันเพิ่มขึ้น ซึ่งมักไม่ค่อยใช้เพื่อตรวจสอบการรั่วไหลในระบบสุญญากาศ และเฉพาะเมื่อแรงดัน (บวก) ของเกจไม่เกิน 1 บาร์ เนื่องจากการเชื่อมต่อหน้าแปลนที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศจะไม่สามารถทนต่อแรงดันที่สูงขึ้นได้
อย่างไรก็ตาม การทดสอบแรงดันตกมักใช้ในวิศวกรรมถัง การทดสอบแรงดันตกช่วยให้สามารถวัดอัตราการรั่วไหลได้ถึง 10 -4 mbar*l/s แต่ผลลัพธ์อาจบิดเบือนหากเกิดการควบแน่น อย่างที่เห็น การทดสอบการสลายตัวของความดันส่วนต่างเต็มไปด้วยข้อจํากัด แต่หากใช้ภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการ ก็เป็นเครื่องมือที่ดีในการกําหนดทั้งการรั่วไหลและอัตราการรั่วไหล
การทดสอบการตรวจหาการรั่วไหลของฮีเลียม
ต้องสังเกตว่าวิธีเดียวที่น่าเชื่อถือในการตรวจจับการรั่วไหลที่มีขนาดเล็กกว่า 1x10 -6 mbar*l/s คือการใช้เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียม เส้นผ่านศูนย์กลางการรั่วไหลสําหรับ 1x10 -12 mbar*l/s (เท่ากับ 1Å) ยังเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลฮีเลียม ซึ่งเป็นอัตราการรั่วไหลที่ตรวจจับได้น้อยที่สุด
หมายเหตุ: อัตราการรั่วไหลที่ 1 mbar*l/s หมายถึงการเพิ่มขึ้น 1 mbar จากภาชนะ 1 ลิตรในหนึ่งวินาที คําอธิบายเกี่ยวกับเรื่องนี้:
- อัตราการรั่วไหล < 1x 10 -2 mbar*l/s จะจัดว่าเป็น "กันน้ํา"
- < 1x 10 -3 mbar*l/s "กันไอน้ํา";
- < 1x 10-5 mbar*l/s "กันน้ํามัน";
- < 1x 10 -6 mbar*l/s "กันไวรัส";
- < 1x 10 -7 mbar*l/s "กันก๊าซ";
- ในขณะที่ < 1x 10 -10 mbar*l/s จะถูกจําแนกเป็น "แน่นสนิท
รูปที่ 1: อัตราการรั่วไหลที่ 1 mbar l/s
นอกเหนือจากเส้นผ่านศูนย์กลางแล้ว ยังมีเหตุผลอื่นๆ ที่ทําให้ใช้ฮีเลียมในการตรวจหารอยรั่ว:
- โดยจะมีปริมาณเพียงประมาณ 5 ppm ในอากาศ ดังนั้นระดับพื้นหลังจึงต่ํามาก
- มวลที่ค่อนข้างต่ําหมายความว่ามัน "เคลื่อนที่" ได้มาก (กล่าวคือ ผสมกับก๊าซอื่น ๆ ได้อย่างรวดเร็วมาก)
- เป็นสารเฉื่อย/ไม่ทําปฏิกิริยา ไม่ติดไฟ และไม่เป็นอันตราย
- และมีจําหน่ายอย่างกว้างขวางในราคาที่ค่อนข้างต่ํา
มีหลายวิธีในการทดสอบการรั่วไหลของภาชนะสุญญากาศและส่วนประกอบโดยใช้ฮีเลียม แต่ทั้งหมดใช้หลักการเดียวกัน หน่วยที่ตรวจสอบจะได้รับการอัดแรงดันด้วยฮีเลียมจากภายในหรือจากภายนอก ก๊าซจากการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้นจะถูกเก็บรวบรวมและ 'ปั๊ม' เข้าสู่เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลเพื่อการวิเคราะห์ และค่าใดๆ ที่สูงกว่าระดับพื้นหลังจะเป็นหลักฐานของการรั่วไหล
สเปกโตรมิเตอร์เองทํางานในลักษณะต่อไปนี้: โมเลกุลฮีเลียมใดๆ ที่ไหลเข้าสู่สเปกโตรมิเตอร์จะถูกทําให้เป็นไอออน และไอออนฮีเลียมเหล่านี้จะ "บิน" เข้าสู่เครื่องตรวจจับไอออน ซึ่งกระแสไอออนจะถูกวิเคราะห์และบันทึกไว้ ก่อนที่จะไปถึงเครื่องตรวจจับ ไอออนต้องผ่านสนามแม่เหล็กที่เบี่ยงเบนไอออนทั้งหมดนอกเหนือจากฮีเลียม จากนั้นจะสามารถคํานวณอัตราการรั่วไหลได้โดยอิงตามกระแสไอออนไนซ์
การทดสอบฮีเลียมเหล่านี้ หรือที่เรียกว่าการทดสอบ "สุญญากาศ" และ "กลิ่นหอม" สามารถตรวจจับการรั่วไหลได้อย่างแม่นยําและแน่นอน ในที่นี้ คําว่า "ความแน่นอน" หมายความว่าไม่มีวิธีการอื่นที่สามารถค้นหารอยรั่ว (แม้แต่รอยรั่วขนาดเล็ก) และวัดปริมาณได้ด้วยความน่าเชื่อถือและความเสถียรที่ดีขึ้น ด้วยเหตุนี้ เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียม แม้จะมีราคาแพง แต่มักจะประหยัดกว่ามากในระยะยาว เนื่องจากต้องใช้เวลาน้อยกว่ามากในการสรุปขั้นตอนการตรวจจับการรั่วไหลจริง
วิธีการพื้นฐานสองวิธีในการตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียม: การทดสอบ "แบบบูรณาการ" และการทดสอบ "เฉพาะที่"
การเลือกใช้วิธีการใดจะขึ้นอยู่กับการใช้งาน รวมถึงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่จะนําไปใช้สําหรับอะไร วิธีการ "รวม" จะแสดงว่ามีการรั่วไหลหรือไม่ (แต่ไม่ใช่จํานวนการรั่วไหลที่แตกต่างกัน) วิธีการ "เฉพาะที่" จะแสดงว่ามีการรั่วไหลอยู่ที่ใด (แต่การหาอัตราการรั่วไหลหรือขนาดการรั่วไหลที่แน่นอนเป็นเรื่องยาก) วิธีการตรวจจับทั้งสองแบบนี้สามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน ได้แก่ "ตัวอย่างภายใต้แรงดัน" และ "ตัวอย่างภายใต้สุญญากาศ"
(i) การทดสอบแบบอินทิกรัล จะเกิดขึ้นเมื่อตัวอย่างอยู่ภายใต้แรงดันหรือสุญญากาศ และอยู่ในภาชนะบรรจุ วิธีการ "รวม" ทั้งสองวิธีนี้มักเรียกว่า "การทดสอบสุญญากาศด้วยฮีเลียม" เนื่องจากตัวอย่างจะถูกไล่ออกเองหรือวางในสุญญากาศ โดยก๊าซฮีเลียมจะรั่วไหลเข้าหรือออกจากตัวอย่าง ซึ่งจะตรวจพบเมื่อก๊าซไหลผ่านเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวล ข้อเสียที่สําคัญ แม้ว่าจะไม่ใช่ข้อเดียวก็ตาม ก็คือ จําเป็นต้องวางเครื่องไว้ภายในภาชนะที่มีขนาดเหมาะสม นอกจากนี้ การทดสอบ "สุญญากาศ" ด้วยฮีเลียมมักใช้เฉพาะกับหน่วยที่อยู่ภายใต้สุญญากาศระดับสูงหรือสูงพิเศษเท่านั้น
รูปที่ 2: การทดสอบอินทิกรัลด้วยฮีเลียม (ตัวอย่างภายใต้แรงดัน)
- ห้องสุญญากาศ
- ตัวอย่างทดสอบภายใต้แรงดัน
- เครื่องตรวจจับการรั่ว
- ก๊าซทดสอบ (ฮีเลียม)
- ขั้นตอนการปั๊ม (*จําเป็นสําหรับห้องปริมาตรสูงเท่านั้น)
รูปที่ 3: การทดสอบอินทิกรัลด้วยฮีเลียม (ตัวอย่างภายใต้สุญญากาศ)
- ห้องแรงดัน
- ตัวอย่างทดสอบภายใต้แรงดัน
- เครื่องตรวจจับการรั่ว
- ก๊าซทดสอบ (ฮีเลียม)
- ขั้นตอนการปั๊ม (จําเป็นสําหรับห้องปริมาตรสูงเท่านั้น)
(ii) การทดสอบในพื้นที่จะเกิดขึ้นเมื่อตัวอย่างอยู่ภายใต้แรงดันหรือสุญญากาศ (อีกครั้ง) วิธีการ "เฉพาะที่" ทั้งสองวิธีนี้มักเรียกว่าการทดสอบ "sniffer" เนื่องจากใช้หัววัด "sniffer"
ในวิธีการ "การฉีดพ่นเฉพาะที่ (ตัวอย่างภายใต้ความดัน)" จะมีการอัดแรงดันห้องด้วยฮีเลียมและอุปกรณ์ดูดอากาศจะผ่านรอบจุดรั่วไหลที่เป็นไปได้ของห้อง (เช่น รอยเชื่อม หน้าแปลน พอร์ทัล ท่อเครื่องมือ ฯลฯ) เพื่อดักจับก๊าซที่รั่วไหล ก๊าซ "ดม" นี้จะถูกส่งไปยังเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลเพื่อบันทึกระดับฮีเลียมที่สูงขึ้น (เช่น สูงกว่าพื้นหลัง)
รูปที่ 4: การทดสอบเฉพาะที่ด้วยฮีเลียม (ตัวอย่างภายใต้แรงดัน)
- Sniffer
- ตัวอย่างทดสอบภายใต้แรงดัน
- เครื่องตรวจจับการรั่ว
- ก๊าซทดสอบ (ฮีเลียม)
ในวิธีการ "การฉีดพ่นเฉพาะที่ (ตัวอย่างภายใต้สุญญากาศ)" ห้องจะถูกปั๊มสุญญากาศและก๊าซฮีเลียมจะถูกฉีดพ่นอย่างอิสระ/นําไปสู่จุดรั่วไหลที่น่าจะเป็นไปได้ โดยมีเจตนาว่าฮีเลียมบริสุทธิ์บางส่วนนี้จะถูกปั๊มเข้าไปในห้อง จากนั้นก๊าซจากภายในห้องจะถูกส่งเข้าสู่สเปกโตรมิเตอร์เพื่อบันทึกระดับฮีเลียมที่เพิ่มขึ้น
รูปที่ 5: การทดสอบเฉพาะที่ด้วยฮีเลียม (ตัวอย่างภายใต้สุญญากาศ)
- ทดสอบเครื่องพ่นก๊าซ
- ตัวอย่างทดสอบภายใต้สุญญากาศ
- เครื่องตรวจจับการรั่ว
- ก๊าซทดสอบ (ฮีเลียม)
- ขั้นตอนการปั๊ม (จําเป็นสําหรับตัวอย่างทดสอบปริมาณมากเท่านั้น)
ข้อได้เปรียบของการทดสอบกลิ่นหอมคือจะแสดงให้เห็นว่าการรั่วไหลเกิดขึ้นที่ใด อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นของฮีเลียมที่ 5 ppm ในอากาศจะจํากัดอัตราการรั่วไหลขั้นต่ําที่ตรวจพบได้ และสัญญาณพื้นหลังจากสภาพแวดล้อมยังอาจส่งผลกระทบต่อการตรวจจับการรั่วไหลเล็กน้อยได้อีกด้วย
อย่างไรก็ตาม ก่อนที่การอ่านค่าฮีเลียมจะเป็นที่ยอมรับว่าเป็น "ข้อเท็จจริง" จะต้องมีการอ่านค่าอ้างอิง (หรือค่าพื้นหลัง) สําหรับฮีเลียม ซึ่งเป็นส่วนสําคัญของกระบวนการ และต้องคํานึงถึงค่านั้น การอ่านค่าอ้างอิงดังกล่าวจะให้ "สัญญาณรบกวนพื้นหลัง" สําหรับฮีเลียม ซึ่งอาจนึกถึงเป็นระดับแวดล้อมของฮีเลียมได้
ฮีเลียมพื้นหลังส่วนใหญ่มีอยู่ในโมเลกุลก๊าซพื้นผิวชั้นเดียวระหว่าง 100 และ 150 และมีอยู่ในอากาศอย่างถาวร ซึ่งพบได้ในเครื่องตรวจจับการรั่วไหล ปั๊ม วาล์ว หน้าแปลน ท่อ ฯลฯ การกําจัดฮีเลียมบนพื้นผิวนี้เรียกว่า "การกําจัดก๊าซ" และเริ่มเมื่อก๊าซทั้งหมดถูกปั๊มออกไปแล้ว ทําให้โมเลกุล "กําจัด" ออกจากพื้นผิวด้านในของโลหะ การลดการดูดซับนี้เริ่มต้นที่แรงดันประมาณ 10 -1 mbar
การไล่ก๊าซดังกล่าวโดยการลดแรงดันหรือโดยการทําให้พื้นผิวห้องอบร้อน ไม่ใช่เรื่องผิดปกติ แต่แม้แต่การทําเช่นนี้ก็ไม่สามารถขจัดก๊าซทั้งหมดที่พื้นผิวได้ทั้งหมด นอกเหนือจากฮีเลียมพื้นผิวแล้ว ฮีเลียม "ถังเก็บ" ยังมีอยู่ในโอริง (ซึ่งทําหน้าที่เป็นฟองน้ํากับก๊าซดังกล่าว) หมายเหตุ: ระดับสุญญากาศหลังการไล่ก๊าซยังเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีว่าองค์ประกอบของเครื่องสะอาดเพียงใด เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียมสมัยใหม่สามารถวัดและคํานวณระดับภายใน (พื้นหลัง) นี้อย่างต่อเนื่อง และลบค่านี้ออกจากการวัดอัตราการรั่วไหลโดยอัตโนมัติ
เพื่อสรุปและทําให้ง่ายขึ้น ความแตกต่างระหว่างขั้นตอนการตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียมสองประเภทนี้ วิธีการ "แบบบูรณาการ" จําเป็นต้องวางห้องอบไว้ภายในหน่วยกันก๊าซ (แม้ว่าจะไม่สามารถทําได้เสมอไป) ในวิธีการทดสอบ "เฉพาะที่" จะมีการอัดแรงดันภายในห้องอบด้วยฮีเลียม หรือมีการไล่อากาศออกจากภายในด้วยฮีเลียม จากนั้นจึงฉีดพ่นเบาๆ ลงบนพื้นผิวของห้องอบที่จุดที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการรั่ว ในการทดสอบทั้งสองแบบ ฮีเลียมจะเข้าสู่เครื่องตรวจจับการรั่วไหลผ่านการรั่วไหลที่เป็นไปได้ และส่งไปยังเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลเพื่อการวิเคราะห์
ก่อนที่จะก้าวต่อจากการตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียม คุณควรศึกษาหัวข้อเครื่องวิเคราะห์ก๊าซตกค้าง (RGA) ซึ่งเป็นสเปกโตรมิเตอร์มวลสนามขนาดเล็กและทนทานที่ใช้เทคโนโลยีสี่โพลาร์ RGA ใช้แหล่งกําเนิดไอออนแบบเปิดหรือแบบปิด RGA มักใช้ในการใช้งานสุญญากาศสูงในห้องวิจัย ตัวเร่งความเร็ว กล้องจุลทรรศน์แบบสแกน ฯลฯ โดยจะตรวจสอบคุณภาพของสุญญากาศโดยการตรวจจับสิ่งปนเปื้อนแม้เพียงเล็กน้อยในสภาพแวดล้อมก๊าซแรงดันต่ํา
นอกจากนี้ RGA ยังใช้เป็นเครื่องตรวจจับการรั่วไหลในแหล่งกําเนิดที่ละเอียดอ่อน ซึ่งมักใช้ฮีเลียมหรือโมเลกุลตัวติดตามอื่นๆ สําหรับระบบสุญญากาศ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วง XHV และ UHV) การตรวจสอบความสมบูรณ์ของสุญญากาศที่ระดับต่ําอาจเป็นสิ่งสําคัญ (และปลอดภัยกว่า) ก่อนที่จะเริ่มกระบวนการตรวจหารอยรั่วที่รุนแรงยิ่งขึ้น
การตรวจวัดการรั่วไหลของสุญญากาศ
เนื่องจากก๊าซสามารถอัดได้ แรงดัน (หรือสุญญากาศ) จึงมีอิทธิพลต่อขนาดของการรั่วไหล ดังนั้นอัตราการรั่วไหลจึงแสดงเป็นหน่วย mbar*l/s โดย "อัตราการรั่วไหล" คือปริมาณก๊าซที่ไหลผ่านการรั่วไหลที่ความแตกต่างของแรงดันที่กําหนดต่อเวลา
พื้นฐานของการคํานวณอัตราการรั่วไหลคือ: เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยรั่วเป็นวงกลม และช่องรั่วไหลเทียบเท่ากับความหนาของวัสดุที่รอยรั่ว "ผ่าน
มีมาตรฐานหลายประการที่เกี่ยวข้องกับเครื่องตรวจจับการรั่วไหลและการตรวจจับการรั่วไหล หนึ่งในนั้นคือ DIN EN 1330-8 ซึ่งกําหนด "อัตราการรั่วไหลมาตรฐานของฮีเลียม" สําหรับใช้ในกรณีที่ทําการทดสอบการรั่วไหลด้วยฮีเลียมที่ความแตกต่างของความดันบรรยากาศภายนอก 1 บาร์ ถึงความดันภายใน < 1 mbar (ซึ่งในทางปฏิบัติเป็นสภาวะทั่วไป)
มาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยกําหนดให้ผู้ผลิตต้องรับประกันการรั่วไหลของผลิตภัณฑ์โดยดําเนินการทดสอบการรั่วไหลเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการอนุมัติการผลิต/คุณภาพ เพื่อระบุอัตราการปฏิเสธสําหรับการทดสอบโดยใช้ฮีเลียมภายใต้สภาวะฮีเลียมมาตรฐาน จําเป็นต้องแปลงสภาวะการทดสอบจริงที่ใช้เป็นสภาวะฮีเลียมมาตรฐาน มีสูตรมาตรฐานสําหรับการแปลงดังกล่าว
เมื่อระบบสุญญากาศเชื่อมต่อกับเครื่องตรวจจับการรั่วไหล จะต้องมีสภาวะฮีเลียมมาตรฐานในระหว่างการตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียม การใช้ฮีเลียมเพื่อดําเนินการทดสอบการรั่วไหลรับประกันผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้และทําซ้ําได้ ซึ่งสามารถวัดปริมาณและตรวจสอบได้อย่างต่อเนื่อง
สุญญากาศเป็นส่วนสําคัญของชีวิตสมัยใหม่ในปัจจุบัน จากจุดเริ่มต้นอ่อนน้อมนุ่มนวลเมื่อหลายศตวรรษที่ผ่านมา ปัจจุบันมีส่วนน้อยของการดําเนินชีวิตและความเป็นอยู่ที่ดีของเราที่ขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยีที่ไม่ได้รับผลกระทบ ปรับปรุงให้ดีขึ้น สมบูรณ์แบบ หรือทําให้เป็นไปได้โดยสุญญากาศ
ตั้งแต่อาหารแช่แข็งแห้งและบรรจุสุญญากาศ ตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศ การเคลือบผิวเล็กๆ บนเครื่องมือผ่าตัด ไปจนถึงการสํารวจความลับที่ซ่อนอยู่ของฟิสิกส์และอวกาศภายนอก การใช้งานเหล่านี้และการใช้งานอื่นๆ นับร้อยอย่างเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อใช้สุญญากาศที่ไม่ได้ชื่นชมแต่มีความสําคัญอย่างมาก และขณะที่มนุษย์ขยายขอบเขตของการใช้งาน เทคโนโลยี และการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ การเปลี่ยนไปใช้สุญญากาศแรงดันต่ํากว่าเดิม กล่าวคือ เข้าสู่ช่วงสุญญากาศสูงและสูง ได้เพิ่มการใช้งานในปัจจุบันและการใช้งานในอนาคตมากขึ้นเรื่อยๆ
หนึ่งในความจริงที่ผิดตรรกะของชีวิตก็คือ ระบบสุญญากาศทุกระบบมาพร้อมกับ "ความแน่นหนา" ที่แตกต่างกัน โดยไม่มีระบบใดที่ "ปราศจากการรั่ว" อย่างแท้จริง กระบวนการสุญญากาศและการใช้งานที่แตกต่างกันต้องการอัตราการรั่วไหลที่แตกต่างกัน อันที่จริงแล้ว สิ่งที่ยอมรับได้ในสุญญากาศที่ต่ํากว่าจะถือว่าเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้โดยสิ้นเชิง (และอาจเป็นอันตราย) ในระดับสุญญากาศที่สูงกว่า การตรวจจับ การค้นหาตําแหน่ง การประเมิน และการวัดการรั่วไหลล้วนเป็นส่วนหนึ่งของโลกแห่งสุญญากาศที่หลากหลายและน่าตื่นเต้น
พื้นฐานการตรวจจับการรั่วไหล
ดาวน์โหลด eBook "พื้นฐานของการตรวจจับการรั่วไหล" เพื่อค้นหาข้อมูลสําคัญและเทคนิคการตรวจจับการรั่วไหล
- ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
- บล็อกที่เกี่ยวข้อง
- เกี่ยวข้อง
เกี่ยวข้อง
