Nowoczesne technologie pomiarowe dla nauki i przemysłu
  • Aparatura naukowo-badawcza i kontrolno-pomiarowa

  • Aparatura naukowo-badawcza i kontrolno-pomiarowa

Detektor nieszczelności

Detektor nieszczelności i jego zastosowania

Szybki rozwój metod kontroli i detekcji nieszczelności trwa od lat czterdziestych ubiegłego wieku. Rozwój przemysłu elektronicznego oraz rosnąca aktywność ludzi w badaniach kosmosu spowodowały rozwój nowych urządzeń i procesów wymagających kontroli środowisk, które musiały być wolne od znaczących nieszczelności. Jedną z metod kontroli nieszczelności jest analizowanie gazów przy pomocy spektrometru masowego (podstawy metody znane od 1920 roku), ale z uwagi na ograniczenia technologiczne i wysokie koszty trudno było ją powszechnie stosować. Metoda ta wykorzystuje gaz znakujący wprowadzany do/lub w otoczenie testowanego układu a następnie przy pomocy spektrometru kontrolowana jest ilość gazu znakującego, który przeniknął przez nieszczelności.  Wraz z rozwojem techniki i rozwiązań stosowanych w budowie spektrometrów (lata osiemdziesiąte i dziewięćdziesiąte XX wieku) technologia wykorzystująca spektrometr masowy oraz gaz znakujący stawała się coraz bardziej przydatną w kontroli szczelności różnorodnych systemów i produktów.
Najczęściej detektory nieszczelności stosowane są do kontroli:

  • układów wysokiej i ultra-wysokiej próżni
  • systemów i urządzeń ciśnieniowych
  • wymienników ciepła stosowanych w przemyśle
  • elementów układów chłodniczych
  • zaworów
  • zbiorników i przewodów

Czym jest detektor nieszczelności ?

Detektor nieszczelności ze spektrometrem masowym jest kompletnym systemem do lokalizacji i mierzenia nieszczelności wewnątrz albo na zewnątrz produktu. W metodzie tej stosuje się gaz znakujący – hel, którym wypełnia się produkt podłączony do detektora. Hel przecieka do/z testowanego produktu do detektora gdzie mierzone jest jego ciśnienie cząstkowe i następnie wyświetlane na ekranie. Z wielu powodów hel jest najlepszym gazem znakującym dla detekcji nieszczelności. Hel jest gazem nietoksycznym, obojętnym i nie skupionym. Zwykle występuje w atmosferze w ilościach śladowych co przekłada się na wysoką dokładność pomiarów. Jest relatywnie tani i dzięki swojej małej masie atomowej z łatwością przepływa nawet przez bardzo małe nieszczelności. Hel jest niepalny i dostępny w klasie czystości odpowiedniej do zastosowania w medycynie i analityce.
Detektor nieszczelności wyposażony w spektrometr masowy umożliwia:

  • pomiar ilościowy nieszczelności
  • lokalizację nieszczelności
  • szybką ocenę produktu końcowego pod względem jego szczelności

Jak działa detektor nieszczelności?

Zasada działania detektora nieszczelności bazuje na polowym spektrometrze masowym. Analizowane gazy wejściowe (w tym przypadku hel) są jonizowane w środowisku próżniowym w komorze jonizacyjnej. Jony helu są przyspieszane poprzez przyłożone napięcie a następnie separowane w polu magnetycznym.
Jony lżejsze oraz cięższe od helu nie przedostają się przez szczelinę filtra, natomiast jony helu są kierowane dalej do kolektora. Sygnał jonowy, za pomocą specjalnego detektora, jest zamieniany na sygnał elektryczny. Sygnał ten jest wzmacniany i wyświetlany na ekranie w jednostkach detekcji nieszczelności. Mierzony sygnał jest wprost proporcjonalny do stężenia helu i co za tym idzie równy mierzonej nieszczelności.

Testy przy pomocy detektora nieszczelności

Kontrola szczelności testowanych układów przy pomocy detektora helowego może być realizowana w różny sposób. W przypadku systemów próżniowych detektor nieszczelności jest podłączany bezpośrednio do testowanego układu, w którym wytworzona zostaje próżnia. Z zewnątrz układu – na wszystkie potencjalnie nieszczelne elementy układu – rozpylany jest hel. Jeżeli w jakimkolwiek miejscu hel przedostanie się do wnętrza układu próżniowego jest to sygnalizowane przez detektor nieszczelności. Metoda ta umożliwia określenie miejsca przecieku oraz jego intensywność. W innych przypadkach stosuje się napełnianie badanego układu lub obiektu helem a następnie “obwąchiwanie” z zewnątrz potencjalnie nieszczelnych punktów przy pomocy sondy podłączonej do helowego detektora nieszczelności. Metoda ta doskonale nadaje się do lokalizowania nieszczelności ale zapewnia nieco niższą czułość i dokładność pomiaru nieszczelności.

Jakie mogą być przyczyny powstania wycieków?

 Najczęściej nieszczelności pojawiają się z uwagi na:

  • procesy starzenia materiałów, spoin itp. ,
  • niedokładny, błędny montaż instalacji,
  • błędne wykonanie poszczególnych elementów konstrukcji,
  • procesy korozji,
  • uszkodzenia elementów podczas pracy,
  • łączenie i rozłączanie elementów np. węży.

Inne metody kontroli i pomiaru nieszczelności

W wielu aplikacjach, które nie wymagają wysokiej dokładności lub wykrywania bardzo małych nacieków stosuje się urządzenia wykorzystujące inne metody takie jak:

  • metoda bąbelkowa
  • metoda spadku ciśnienia
  • metoda pomiaru przepływu

Oferujemy rozwiązania z zakresu detekcji i pomiaru nieszczelności, które obejmują zarówno proste metody techniczne jak również bardziej zaawansowane, które wykorzystują helowy detektor nieszczelności oraz automatyczne stacje do przemysłowej kontroli szczelności produktów.

All Rights Reserved ©