1、泄漏檢測的方法與應用一一標準漏孔解析1、標準漏孔的組成標準漏孔是測量漏率大小的尺子，是漏率定量測量的關鍵量具。所謂標準漏 孔，就是人為制造的一種具有已知恒定漏率的裝置。它一般由漏孔元件、氣室、 漏孔閥、充氣閥和連接件構成，如圖1所示。蘭1臨札拍蘭1臨札拍主卻端仁珍熟A充氣閔；2- ;島孔元件；4氟孔植；5-在接怦圖1屆孔的主要期件示慧圄充標閥；2汽室；m哺邑元杵：4-漏孔閥；睡接件圖1漏孔的主要組件示意圖1-充氣閥；2-氣室；3-漏孔元件；4-漏孔閥；5-連接件漏孔元件是允許氣體從壓力相對高的一側進人壓力低的一側的一種工藝裝置，它是標準 漏孔的核心元件。對漏孔元件的要求應與所連接的系統相容能安

2、全、可靠、可重復地將氣 流限制在所要求的水平;有剛性和耐久性；不怕堵塞和污染;只允許一種所要求的氣體通過。氣室是向漏孔進氣端提供氣源的裝置，它一般是具有固定容積的鋼制容器。對氣室的要 求：供氣充足，以避免漏率隨時間而發生較大的變化有充氣閥或能壓扁的管子；能對氣室進 行抽空和充氣。漏孔閥是控制漏孔與所連系統氣流的裝置。漏孔閥關閉時，還可以保護漏孔元件免受來 自所連系統或環境大氣的污染。連接件是與使用系統相連接的機構。對連接件的要求：能與被接系統的接口匹配；具有 氣密性，以減少漏孔與外部環境間的互漏。2、標準漏孔的類型根據漏孔元件的漏氣機制，標準漏孔可以分為滲透標準漏孔和物理標準漏孔兩大類。（1）

3、滲透標準漏孔它是利用某些物質對某種氣體有高的滲透性這一特性而制造的，其漏孔元件由玻璃、塑 料、合成橡膠或金屬等材料制造，一般只能允許一種或幾種氣體通過。應用最多的是滲氨 型漏孔，它只能讓氨氣通過。它有一個封閉的或再充式的氣室，氣室中充有一定壓力的純 氨氣。（2）物理標準漏孔它的漏孔元件是物理節流的漏氣通道，如金屬毛細管、拉伸的玻璃毛細管、金屬壓扁管、 粉末燒結和微孔板等，所以又稱通道型標準漏孔。物理漏孔對所有氣體成分都能通過。因 此，氣室中必須使用純氣體，以便得到所要求的氣體的漏充。由于物理漏孔元件中的流動狀態通常是未知的，因此要通過校準的方法對壓力的影響進 行修正。在物理漏孔中，溫度變化不僅

4、會引起漏孔元件的尺寸變化，同時還會引起氣室壓 力變化和氣體粘度變化，這些變化都直接影響漏率。盡管與滲透漏孔相比，溫度變化對物 理漏孔的漏率影響要小得多，但仍然建議通過校準實驗來確定溫度的影響。由于溫度變化 會引起漏孔尺寸的不可逆變化而使漏率改變，因此漏孔需定期重新校準。另一個值得注意的問題是，使用帶固定氣室的物理漏孔時應當避免不需要的氣體通過漏 孔元件反擴散回氣室。如果漏孔元件下游進入了大濃度無用氣體或漏孔暴露在大氣中，這 種反擴散就會很嚴重。物理漏孔，特別是節流截面很小的漏孔，會因暴露在微粒、油、水及其他污染物中而被 堵塞，因此物理漏孔上安裝漏孔閥是非常必要的。與滲透孔不同，物理漏孔在閥門打

5、開后 能很快建立穩態漏率，一般只需幾秒種。各種漏孔的特性如表】所示，表幾種而孔的片住漏孔類型漏孔元件氣律溫耘簌漏奉范圍 /(mol/s)滲透型眼璃2%-7%10-15-10-9標準漏孔st3%-7%蜜料水、 二軻化硫.二氧彳塌10-13-L0-&通道型標準漏孑毛蚓音壓扁官增宸嗣L元件 或與其起 畛血)呢03%10 12-10-6各種漏孔的特性，如表1所示。3、滲氨型標準漏孔滲氨型標準漏孔的漏孔元件一般由對氨氣有較高滲透能力的石英或玻璃管吹制成較薄的 玻泡或玻管制成。滲氨型標準漏孔有一個封閉的或再充氣式的金屬或玻璃制造的氨氣氣室， 其結構如圖2所示。匡衛滲其型標;隹漏孔1-充句倒:4知室：剝滲氮

6、元崢；4-漏孔闕：5-連技付圖2滲氨型標準漏孔充曾閥；氮氣室；元件；4-漏孔閥；5連接件圖2滲氨型標準漏孔1-充氣閥；2-氨氣室；3-滲氨元件；4-漏孔閥；5-連接件滲透標準漏孔的漏率與滲透元件的表面積、壓力差及滲透系數成正比，而與壁厚成反比。 因此，選擇不同的石英或玻璃的厚度、面積和充入的氨氣壓力，就可制成不同漏率的標準 漏孔。溫度對滲透漏孔的漏率的影響是很大的，使用時必須對溫度進行修正。對于大多數滲透 漏孔而言，當溫度變化后要達到穩定的漏率約需幾個小時的時間，這相當于漏孔元件達到 熱平衡所需的時間，其漏率也隨溫度而強烈變化。因此，漏孔在校準和使用之前必須先使 溫度穩定。在給定溫度下，滲透漏

7、孔的滲透率是與分壓力分數差成正比的。一個滲透漏孔當分壓力 改變時需要幾天的時間來均衡漏率。它比溫度變化后漏率的均衡時間要長得多。滲透型漏孔的優點：對污染不敏感；長時間內漏率穩定；漏率可以做得很小。滲透型漏孔的優點：受溫度的影響很大；玻璃元件很脆，不能承受機械沖擊；溫度改變 時需要幾個小時的平衡時間；能滲透的所體受滲透元件的限制；漏孔閥關閉一段時間后， 會發生氣體積累，使滲透飽和。這樣，打開閥門后，要達到穩定漏率需要幾天時間，這與 建立新的分壓力分數梯度所需時間是一致的。因此，建議帶閥門的滲透漏孔在保存時要打 開閥門。4、真空標準漏孔的校準真空標準漏孔的校準實質上是微弱流量的測量問題。對于微弱流

8、量的測量，一般有四種 方法：標準流量計法、參考漏孔比較法、標準流導法和壓力容積膨脹法。其中最常用的就 是標準流量計法。標準流量計法包括兩種方法：標準流量計比較法和標準流量計直接測量法。標準流量計比較法是將待測標準漏孔漏率與一基準的氣體流量進行比較的方法。它實際 上是使用定壓變容式流量計進行p AV校準的方法。它是將流量計的流量調定在大約與被測 漏孔漏率相同的位置，分別從漏孔和流量計交替地向一真空容器中注入試驗氣體。真空容 器與質譜儀相連。質譜儀調整在與試驗氣體種類相符的峰位上。定壓變容流量計的氣體流 量可以通過容積的變化量和恒定的壓力值來計算。標準流量計直接測量法測試系統如圖3所示。先將校準氣

9、體注入恒壓式微流量計的變容 室中，使其達到某一選定的壓力p值。然后使經過待校漏孔的待測流量流出（或流入）變 容室，變容室中的氣體壓力發生變化。測控系統根據此壓力變化調節標準流量計的活塞， 即改變變容室的容積，使變容室中的壓力恢復到p值。四零際準灘邂計直購測沽蘇試厚眺圖3標準流量計直接測量法測試系統為了精確測量和控制變容室體積的變化率，變容室結構采用液壓驅動波紋管形式。當測 控系統驅動活塞在密閉油室中運動時，由于經真空處理后的液壓油的體積不變，所以活塞 在油室中體積的變化率就等于變容室體積的變化率。4、標準漏孔的操作和使用（1）標準漏孔的標稱值都是在特定條件（進氣端壓力、氣體、溫度）下的漏率值。

10、使用時， 除了溫度可以與校準溫度不一致（但對漏率要進行修正）外，其壓力與試驗氣體應與校準時 一致。不能用公式把某種壓力下對某種氣體的漏率換算成另一壓力下對另外氣體的等效 漏率。（2）標準漏孔接至系統后，要避免系統中的油蒸氣、水蒸氣及固體微粒進人漏孔產生 堵塞現象。如系統太臟，應在系統與漏孔之間加防塵、過濾或擋油裝置。（3）標準漏孔不使用時，最好放人真空干燥箱內妥善保存。（4）標準漏孔使用過久漏率會發生變化，特別在較差環境下使用還可能產生堵塞現象， 帶氣室的標準漏孔其氣室壓力會產生衰減而使漏率變小。因此，要按有關規定對標準漏孔 進行定期校準或檢定。QJ2040.1標準漏孔的校準方法絕對校準方法對

11、通道型標準漏孔 的校準周期規定：在正常使用條件下，每半年復校一次，如使用頻繁且使用環境又比較惡 劣時，應根據具體情況及時予以復校，當漏率作為關鍵指標使用時，須在使用前對標準漏 孔進行絕對校準。JJG793標準漏孔檢定規程規定：鹵素漏孔檢定周期為半年，滲氮型 漏孔檢定周期為5年，其他漏孔檢定周期為1年。（5）標準漏孔要盡量避免在振動較大、溫度變化較大的條件下工作，以免出現振裂和 炸裂現象。（6）安裝標準漏孔時要小心，牢靠。安裝位置既要保證合理，操作方便，又要盡量避 開容易被人和工具碰撞的部位。（7）溫度對滲透型漏孔的漏率影響較大，因此校準和使用之前必須使溫度穩定。當使 用溫度與校準溫度不一致時，一定要進行溫度修正。采用線性修正時，其使用溫度一定要 在校準溫度范圍之內。（8）滲透型漏孔當改變分壓力分數時，需要較長時間才能達到穩定漏率。所以一個滲 透漏孔充氨后，不能馬上校準和使用，需要等待幾天的時間來均衡漏率。為此，一般滲透 漏孔都采用帶氣室的結構。（9）帶氨室的滲透型漏孔，其出口端如果有閥門，保