Способ масс-спектрометрического контроля герметичности изделий

 

Использование: техника течеискания при высокочувствительных испытаниях из-, делий на герметичность. Сущность изобретения: испытываемое изделие герметизируют, помещают в вакуумную камеру , соединяют один из образовавшихся объемов (свободный объем вакуумной камеры или внутренний объем изделия) с анализатором масс-спектрометрического течеискателя, а о негерметичности изделия судят по сопоставлению двух результатов измерений при накоплении газа в объеме, соединенном с масс-спектрометрическим течеискателем, с напуском пробного газа в другой объем и без напуска пробного газа при одинаковом времени накопления, причем во время накопления пробного газа в одном из объемов проводят откачку других газов из этого объема селективным средством откачки, например газопоглотителем. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 М 3/02

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4947450/28 (22) 19.06.91 (46) 23.05.93. Бюл. М 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматики (72) В.Ю.Лапшин и Ю.Г.Мычковский (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1565215, кл. G 01 М 3/02, 1988. . (54) СПОСОБ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: техника течеискания при высокочувствительных испытаниях из-делий на герметичность. Сущность изобретения: испытываемое иэделие герметиэируют, помещают в вакуумную каИзобретение относится к технике течеискания и может быть использовано при высокочувствительных испытаниях изделий с применением масс-спектрометрического течеискателя.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности контроля за счет снижения в перепускаемых в анализатор накопленных газах количества газов, отличных от пробного.

На фиг.1 приведена зависимость изменения сигнала регистрирующего прибора анализатора (а) от времени (t) для случая, когда регистрируемый сигнал не превышает нормирующее значение(ап) выбранного диапазона чувствительности; на фиг.2 — когда регистрируемый сигнал превышает нормирующее значение выбранного диапазона

„„5U „„1816973 А1 меру, соединяют один из образовавшихся объемов (свободный объем вакуумной камеры или внутренний объем иэделия) с анализатором масс-спектрометрического течеискателя, а о негерметичности изделия судят по сопоставлению двух результатов измерений при накоплении газа в объеме, соединенном с масс-спектрометрическим течеискателем, с напуском пробного газа в другой обьем и без напуска пробного газа при одинаковом времени накопления, причем во время накопления пробного газа в одном из объемов проводят откачку других газов из этого объема селективным средством откачки, например газопоглотителем. 1 э.п. ф-лы. 3 ил. чувствительности; на фиг.3 — блок-схема устройства для контроля герметичности.

Устройство для контроля герметичности (фиг.3) содержит герметичную камеру 1, в которую помещают испытываемое изделие

2 |: селективным средством откачки 3, клапаны 4 — 9, 17, баллон 10 с пробным гаэом— гелием, манометр 11 для контроля давления пробного газа, форвакуумный насос 12, высоковакуумное средство откачки 13, азотную ловушку 14, масс-спектрометрический течеискатель 15, сорбционный насос 16.

Контроль герметичности иэделий осуществляют следующим образом.

Испытываемое иэделие 2 помещают в герметичную камеру 1. Одновременно в герметичную камеру 1 или в испытываемое изделие 2 помещают селективное средство

1816973 откачки 3. Принципиальных различий е местонахождении селективного средства откачки 3 нет. Это определяется в каждом конкретном случае удобством в проведении испытаний. При атом обязательным должно быть выполнение следующего требования: селективное средство откачки 3 и напускаемый впоследствии пробный газ должны быть по разные стороны .оболочки испытываемого изделия 2, а с анализатором должна сообщаться та часть внутреннего объема герметичной камеры 1, в которой размещено селективное средство откачки 3. 8 качестве селективного средства Откачки 3 используют, например, газопоглотитвль

КНТ-18, который в нашем случае, размещен в испытываемом изделии.

Вакуумируют испытываемое изделие 2 до давления не более 1,3 ° 10 Па, после чего, не прекращая операцию вэкуумирования, проводят эктивировку гззопоглотителя

3 в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Перед началом операции накопления вакуумируют внутренний объем камеры 1 до давления не более 1,3 . 10 Па, эзтем отсекают клапанами 4, 9 герметичную камеру 1 и испытываемое изделие 2 от средств вакуумной откачки, продолжая вакуумировзние камеры анализатора массспектрометрического течеискателя 15. С момента отсечения герметичной камеры 1 и испытываемого изделия 2 от средств вакуумной откачки начинают отсчет времени накопления (ц) фоновых газов испытываемого иэделия 2.

Оценку минимально необходимого времени накопления проводят перед началом испытаний с учетом величины минимально достоверного сигнала регистрирующей з и па рзтур ы (порога чувствительности) сдост„цены деления акалы K регистрирующей аппаратуры и величины допустимой течи (потока Q через течь) испытываемого изделия д по формуле:

К а,, тн

После истечения времени Ь непосредственно перед перепускзнием накопленных газов прекращают откачку из анализатора

15 пробного газа (закрывают клапан 6}, продолжая откачку остальных газов и начинают регистрацию концентрации пробного. газа в анализаторе, В фиксированный момент времени tq tH открытием клапана 4 перепускают накопленные в испытываемом изделии 2 газы s анализатор 15, проводят выдержку до установления линейного нарастания концентрации пробного газа и определяют разность между суммарной фоновой концентрацией пробного газа и фоновой концентрацией пробного газа анализатора (т,е. определяют значение фона Лщ испытываемого прибора по пробному газу за время накопления t1) путем экстраполяции линейного участка зарегистрированного сигнала после перепускания к моменту вре10 мени начала перэпускания.

После этого удаляют фоновый пробный газ вэкуумировэнием испытываемого издеюе 2 до давления не бвле6 1,3 10 Па и вэкуумируют oN po é é гбрметич15 иой камеры 1 де давления ие более

1,3 10 Па, прекращает вакуумироввние испытываемого изделия 2 и герметичной камеры 1, продолжая вэкуумиройэиие камеры анализатора масс-епектрометрическОГО те20 чеискателя I5. Be виутренний Обьем гбрметичной камеры 1 напускают из баллоиа 19 пробный газ до давления 10 Пэ (1 а™тя)

N начинэют Отсчет времени накопления пробного газа в испытываемом изделии 2, 25 ПОСЛЕ ИСтЕЧЕНИя ВрЕМВНИ тн НЭПОСредСтеэино перед перепусканием накопленных газов прекращают откачку из анализатора 15 пробного газа (закрывают клапан Sj, про-. должая откачку остальиьх газов и начинают

З0 регистрецию концентрации пробнОГО Газа в анализаторе. 8 Фиксированный момент времени Ц > тн откРыти6м клапана 4 пеРепУскают накопленные в испытываемом изделии 2 газы в анализатор 15. проводят выдержку до 5 установления линейного нарастания концентрации пробного газа и Определяют разность Ьа между суммарной концентрацией пробного Газа О и Фоновой концентрацией пробного газа анализатора

40 аэ путем экстраполяции линейного участка зарегистрированного сигнала после перепускания к моменту времени начала перепускзния. По разности значений Ла и

Ьщ судят о негерметичности испытываеМОГО ИЗДЕЛИЯ.

Формула изобретения

1. Способ масс-спектрометрического контроля герметичности иэделия, заключа50 ющийся в том, что с обеих сторон проверяемой оболочки изделия создают замкнутые объемы, взкуумируют первый объем, откачивают анализатор во время накопления пробного газа во втором объеме, прекращают откачку из анализатора пробного газа непосредственно перед перепуском в него накопленного газа, продолжая откачку остальных газов, непрерывно регистрируют концентрацию пробного газа в анализаторе, перепускают накопленный газ в анзли1816973 затор, производят выдержку до установления режима линейного нарастания фоновой концентрации пробного газа, подают пробный газ в первый объем, повторяют все операции от откачки анализатора до выдержки до установления режима линейного нарастания суммарной концентрации пробного газа, определяют разность между суммарной и фоновой концентрациями в один и тот же момент времени на линейном участке нарастания одной из концентраций и на экстраполяции линейного участка нарастания другой концентрации, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности контроля, во время

5 накопления пробного газа во втором объеме проводят откачку всех газов, кроме пробного, из этого объема

2, Способ по п.1, от л и ч а ю шийся тем, что откачку всех газов, кроме пробного.

10 из второго объема проводят селективным средством откачки в виде газопоглотителя, 181б973

Фиг.2!

Составитель

Техред М.Моргентал Корректор С,Шекмар

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, МоскВа, Ж-35, Раушская наб., 4/5