密封器件氦質(zhì)譜細(xì)檢漏的等效標(biāo)準(zhǔn)漏率上限

薛大同 肖祥正

(蘭州空間技術(shù)物理研究所真空低溫技術(shù)與物理國家級重點實驗室)

　　摘要：密封器件氦質(zhì)譜細(xì)檢漏技術(shù)所對應(yīng)的氣流狀態(tài)為分子流。目前好的粗檢法可以檢出100 Pa×cm³/s 或更小的漏率。為了與粗檢方法相銜接，我們?nèi)∶芊馄骷�氦質(zhì)譜細(xì)檢漏的等效標(biāo)準(zhǔn)漏率上限為1.4 Pa×cm³/s。

　　本文分析了這一上限的合理性。本文將漏孔簡化為長徑比相當(dāng)大的圓管，按照Dushman 的近似理論，將漏孔看作是由一個孔眼與一根長管串聯(lián)組成，利用傳統(tǒng)的分子流、黏滯流流導(dǎo)公式，對21 世紀(jì)多篇文獻(xiàn)報導(dǎo)的微型管道流導(dǎo)～進(jìn)氣口壓力關(guān)系曲線進(jìn)行了分析，證明：

　　(1)在出氣口壓力遠(yuǎn)低于進(jìn)氣口壓力的前提下，當(dāng)進(jìn)氣口壓力低到一定程度表現(xiàn)為分子流時，若用粘滯流流導(dǎo)公式計算，得到的流導(dǎo)值就會低于實際值;而當(dāng)進(jìn)氣口壓力高到一定程度表現(xiàn)為黏滯流時，若用分子流流導(dǎo)公式計算，得到的流導(dǎo)值也會低于實際值;

　　(2)隨著進(jìn)氣口壓力不斷增高，一旦流導(dǎo)開始增加，就認(rèn)為氣流狀態(tài)已偏離分子流，即從流導(dǎo)角度判斷偏離分子流是非常敏感的;而從流量角度，僅當(dāng)流量的增加明顯偏離線性時，才認(rèn)為氣流狀態(tài)已偏離分子流，即從流量角度判斷偏離分子流是非常不敏感的。考慮到密封器件氦質(zhì)譜細(xì)檢漏的漏率測量并不精密，情況更是這樣。因此可以認(rèn)為等效標(biāo)準(zhǔn)漏率不超過1.4 Pa×cm³/s 的漏孔在進(jìn)氣口壓力不超過1*10⁵ Pa 時基本處于分子流狀態(tài);

　　(3)對于任務(wù)允許的最大標(biāo)準(zhǔn)漏率遠(yuǎn)低于1.4 Pa×cm³/s 的密封器件(例如空氣嚴(yán)酷等級要求高的軍品密封器件)，即使在壓氦法的壓氦過程中，漏率合格的產(chǎn)品從流量角度也不會處于黏滯流狀態(tài)，而漏率不合格的產(chǎn)品只要保證候檢時間不超過最長候檢時間，就可以通過測量漏率報警或粗檢剔除。這里并不直接涉及接近1.4 Pa×cm³/s 的標(biāo)準(zhǔn)漏率是否偏離分子流狀態(tài)的問題;

　　(4)僅當(dāng)任務(wù)允許的最大標(biāo)準(zhǔn)漏率接近1.4 Pa×cm³/s，且密封器件的等效標(biāo)準(zhǔn)漏率也接近1.4 Pa×cm³/s 時，在壓氦法的壓氦過程中，由于壓氦壓力一般在2*10⁵ Pa 以上，從流量角度會處于黏滯流狀態(tài)。與按照分子流狀態(tài)的計算值相比，流量偏大，因而壓氦結(jié)束后密封器件內(nèi)部的氦分壓也會偏大，導(dǎo)至測量漏率偏大，即偏保守;

　　(5)在壓氦法的候檢期間和氦質(zhì)譜檢測期間，密封器件內(nèi)部的氦分壓通常明顯低于1*10⁵ Pa，因而等效標(biāo)準(zhǔn)漏率不超過1.4 Pa×cm³/s 的產(chǎn)品從漏率角度處于分子流狀態(tài);

　　(6)對于預(yù)充氦法而言，密封器件內(nèi)部的氦分壓通常低于1*10⁵ Pa，因而等效標(biāo)準(zhǔn)漏率不超過1.4 Pa×cm³/s 的產(chǎn)品從漏率角度可以認(rèn)為處于分子流狀態(tài)。