第七講：真空檢漏
一、概述
1．概漏的基本概念真空檢漏就是檢測(cè)真空系統(tǒng)的漏氣部位及其大小的過(guò)程。漏氣也叫實(shí)漏，是氣體通過(guò)系統(tǒng)上的漏孔或間隙從高壓側(cè)流到低壓側(cè)的現(xiàn)象。虛漏，是相對(duì)實(shí)漏而言的一種物理現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是由于材料放氣、解吸、凝結(jié)氣體的再蒸發(fā)、氣體通過(guò)器壁的滲透及系統(tǒng)內(nèi)死空間中氣體的流出等原因引起真空系統(tǒng)中氣體壓力升高的現(xiàn)象。氣密性是表征真空系統(tǒng)器壁防止氣體滲透的性能，它包括通過(guò)漏孔(或間隙)的漏氣和材質(zhì)的滲氣。z*小可檢漏率是指某種檢漏方法能夠檢測(cè)出的漏率的z*小值。z*佳靈敏度是指檢漏儀器或檢漏方法在z*佳條件下所能檢測(cè)出的z*小漏率。對(duì)于檢漏儀器來(lái)講，z*佳靈敏度又稱作儀器靈敏度。檢漏靈敏度是指在具體條件下，某種檢漏方法所能檢測(cè)出的z*小漏率。檢漏靈敏度又稱作有效靈敏度。反應(yīng)時(shí)間，即從檢漏方法開始實(shí)施(如開始噴吹示漏氣體)到指示方法(如儀表)做出反應(yīng)的時(shí)間。消除時(shí)間，即從檢漏方法停止(如停止噴吹且開始抽出示漏氣體)到指示方法的指示消失的時(shí)間。漏率，即單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)漏孔(包括間隙)的氣體量。
2．漏孔、漏率及其單位真空技術(shù)中所指的漏孔，由于尺寸微小、形狀復(fù)雜、形式多樣(如圖1所示)，無(wú)法用幾何尺寸表示其大小。所以一般用等效流導(dǎo)或漏氣速率(簡(jiǎn)稱為漏率)表示漏孔的大小。用漏率表示漏孔大小時(shí)，如果不加特殊說(shuō)明，則是指在漏孔入口壓力為1.01×105Pa，出口壓力低于1.33×103Pa，溫度為296士3K的標(biāo)準(zhǔn)條件下，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)漏孔的露點(diǎn)溫度低于248K的空氣的氣體量。漏率的單位是帕斯卡×立方米／秒，記為Pam3／s。為了方便，有時(shí)用帕斯卡×升／秒，記為PaL／s。
3．z*大容許漏率真空系統(tǒng)漏氣是絕對(duì)的，不漏氣是相對(duì)的在真空檢漏技術(shù)中所指的“漏”是和z*大容許漏率的概念聯(lián)系在一起的。對(duì)于動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)，只要其平衡壓力能夠達(dá)到所要求的真空度，這時(shí)即使存在著漏孔，也可以認(rèn)為該系統(tǒng)的漏率是容許的，該情況下系統(tǒng)的漏率稱為z*大容許漏率。動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)的z*大容許漏率qLmax應(yīng)滿足qLmax≤1/10Pw(1)式中Pw----系統(tǒng)工作壓力----系統(tǒng)的有效抽速對(duì)于靜態(tài)真空系統(tǒng)，要求在一定時(shí)間內(nèi)，其壓力維持在容許的壓力以下，這時(shí)即使存在著漏孔，同樣叮以認(rèn)為該系統(tǒng)的漏率是容許的，該情況下系統(tǒng)的漏率稱為z*大容許漏率。如果要求在時(shí)間t內(nèi),容積為V的系統(tǒng)的壓力由p升至pt，則其z*大容許漏率qLmax應(yīng)滿足qLmax≤(pt-p)V/t(2)各種真空設(shè)備的z*大容許漏率可參考表1確定。
4．漏孔的氣流特性氣體流經(jīng)漏孔的過(guò)程是很復(fù)雜的，可能包含有粘滯流、過(guò)渡流及分子流三種流動(dòng)狀態(tài)。主導(dǎo)流動(dòng)狀態(tài)與漏孔的幾何尺寸、氣體的種類、漏孔兩端的壓力及環(huán)境溫度有關(guān)。設(shè)環(huán)境溫度T=296K，入口壓力p2=1.01×105Pa，出口壓力p1《p2，漏孔長(zhǎng)L，直徑d的均勻圓截面導(dǎo)管型漏孔，其對(duì)空氣的漏率及可視流動(dòng)狀態(tài)見表2。5．檢漏方法的分類檢漏方法很多，根據(jù)被檢件所處的狀態(tài)可分為充壓檢漏法、真空檢漏法及其它檢漏法。充壓檢漏法：在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示漏物質(zhì)，如果被檢件上有漏孔，示漏物質(zhì)便從漏孔漏出，用一定的方法或儀器在被檢件外部檢測(cè)出從漏孔漏出的示漏物質(zhì)，從而判定漏孔的存在、位置及漏率的大小，此即充壓檢漏法。真空檢漏法：被檢件和檢漏器的敏感元件處于真空狀態(tài)，在被檢件的外部施加示漏物質(zhì)，如果有漏孔，示漏物質(zhì)就會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢件和敏感元件的空間，由敏感元件檢測(cè)出示漏物質(zhì)，從而可以判定漏孔的存在、位置利漏率的大小，這就是真空檢漏法。其它檢漏法：被檢件既不充壓也不抽真空，或其外部受壓等方法歸入其它檢漏法。背壓法就是其中主要方法之一。所謂“背壓檢漏法”是利用背壓室先將示漏氣體由漏孔充入被檢件，然后在真空狀態(tài)下使示漏氣體再?gòu)谋粰z件中漏出．以某種方法(或檢漏儀)檢測(cè)漏出的示漏氣體，判定被檢件的總漏率的方法。
1．概漏的基本概念真空檢漏就是檢測(cè)真空系統(tǒng)的漏氣部位及其大小的過(guò)程。漏氣也叫實(shí)漏，是氣體通過(guò)系統(tǒng)上的漏孔或間隙從高壓側(cè)流到低壓側(cè)的現(xiàn)象。虛漏，是相對(duì)實(shí)漏而言的一種物理現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是由于材料放氣、解吸、凝結(jié)氣體的再蒸發(fā)、氣體通過(guò)器壁的滲透及系統(tǒng)內(nèi)死空間中氣體的流出等原因引起真空系統(tǒng)中氣體壓力升高的現(xiàn)象。氣密性是表征真空系統(tǒng)器壁防止氣體滲透的性能，它包括通過(guò)漏孔(或間隙)的漏氣和材質(zhì)的滲氣。z*小可檢漏率是指某種檢漏方法能夠檢測(cè)出的漏率的z*小值。z*佳靈敏度是指檢漏儀器或檢漏方法在z*佳條件下所能檢測(cè)出的z*小漏率。對(duì)于檢漏儀器來(lái)講，z*佳靈敏度又稱作儀器靈敏度。檢漏靈敏度是指在具體條件下，某種檢漏方法所能檢測(cè)出的z*小漏率。檢漏靈敏度又稱作有效靈敏度。反應(yīng)時(shí)間，即從檢漏方法開始實(shí)施(如開始噴吹示漏氣體)到指示方法(如儀表)做出反應(yīng)的時(shí)間。消除時(shí)間，即從檢漏方法停止(如停止噴吹且開始抽出示漏氣體)到指示方法的指示消失的時(shí)間。漏率，即單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)漏孔(包括間隙)的氣體量。
2．漏孔、漏率及其單位真空技術(shù)中所指的漏孔，由于尺寸微小、形狀復(fù)雜、形式多樣(如圖1所示)，無(wú)法用幾何尺寸表示其大小。所以一般用等效流導(dǎo)或漏氣速率(簡(jiǎn)稱為漏率)表示漏孔的大小。用漏率表示漏孔大小時(shí)，如果不加特殊說(shuō)明，則是指在漏孔入口壓力為1.01×105Pa，出口壓力低于1.33×103Pa，溫度為296士3K的標(biāo)準(zhǔn)條件下，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)漏孔的露點(diǎn)溫度低于248K的空氣的氣體量。漏率的單位是帕斯卡×立方米／秒，記為Pam3／s。為了方便，有時(shí)用帕斯卡×升／秒，記為PaL／s。
3．z*大容許漏率真空系統(tǒng)漏氣是絕對(duì)的，不漏氣是相對(duì)的在真空檢漏技術(shù)中所指的“漏”是和z*大容許漏率的概念聯(lián)系在一起的。對(duì)于動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)，只要其平衡壓力能夠達(dá)到所要求的真空度，這時(shí)即使存在著漏孔，也可以認(rèn)為該系統(tǒng)的漏率是容許的，該情況下系統(tǒng)的漏率稱為z*大容許漏率。動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)的z*大容許漏率qLmax應(yīng)滿足qLmax≤1/10Pw(1)式中Pw----系統(tǒng)工作壓力----系統(tǒng)的有效抽速對(duì)于靜態(tài)真空系統(tǒng)，要求在一定時(shí)間內(nèi)，其壓力維持在容許的壓力以下，這時(shí)即使存在著漏孔，同樣叮以認(rèn)為該系統(tǒng)的漏率是容許的，該情況下系統(tǒng)的漏率稱為z*大容許漏率。如果要求在時(shí)間t內(nèi),容積為V的系統(tǒng)的壓力由p升至pt，則其z*大容許漏率qLmax應(yīng)滿足qLmax≤(pt-p)V/t(2)各種真空設(shè)備的z*大容許漏率可參考表1確定。
4．漏孔的氣流特性氣體流經(jīng)漏孔的過(guò)程是很復(fù)雜的，可能包含有粘滯流、過(guò)渡流及分子流三種流動(dòng)狀態(tài)。主導(dǎo)流動(dòng)狀態(tài)與漏孔的幾何尺寸、氣體的種類、漏孔兩端的壓力及環(huán)境溫度有關(guān)。設(shè)環(huán)境溫度T=296K，入口壓力p2=1.01×105Pa，出口壓力p1《p2，漏孔長(zhǎng)L，直徑d的均勻圓截面導(dǎo)管型漏孔，其對(duì)空氣的漏率及可視流動(dòng)狀態(tài)見表2。5．檢漏方法的分類檢漏方法很多，根據(jù)被檢件所處的狀態(tài)可分為充壓檢漏法、真空檢漏法及其它檢漏法。充壓檢漏法：在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示漏物質(zhì)，如果被檢件上有漏孔，示漏物質(zhì)便從漏孔漏出，用一定的方法或儀器在被檢件外部檢測(cè)出從漏孔漏出的示漏物質(zhì)，從而判定漏孔的存在、位置及漏率的大小，此即充壓檢漏法。真空檢漏法：被檢件和檢漏器的敏感元件處于真空狀態(tài)，在被檢件的外部施加示漏物質(zhì)，如果有漏孔，示漏物質(zhì)就會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢件和敏感元件的空間，由敏感元件檢測(cè)出示漏物質(zhì)，從而可以判定漏孔的存在、位置利漏率的大小，這就是真空檢漏法。其它檢漏法：被檢件既不充壓也不抽真空，或其外部受壓等方法歸入其它檢漏法。背壓法就是其中主要方法之一。所謂“背壓檢漏法”是利用背壓室先將示漏氣體由漏孔充入被檢件，然后在真空狀態(tài)下使示漏氣體再?gòu)谋粰z件中漏出．以某種方法(或檢漏儀)檢測(cè)漏出的示漏氣體，判定被檢件的總漏率的方法。
