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精密儀器(如半導體光刻機、光學檢測設備)的 O 型圈微小泄漏(通常泄漏率≤1×10?? Pa?m3/s)檢測需采用高精度、非侵入式的專業方法,結合多種技術手段確保檢測準確性。氦質譜檢漏法是目前精度最高的方法之一,其原理是將 O 型圈密封的腔體抽至高真空(≤1×10?? Pa),在外側充入氦氣,若存在泄漏,氦氣分子會通過縫隙進入腔體,被氦質譜儀捕獲并轉化為電信號。該方法的最小可檢測泄漏率達 5×10?12 Pa?m3/s,適合檢測半導體設備中對真空度要求極高的密封部位。檢測時需控制氦氣濃度(通常為 5-10%)和檢測時間(≥30 秒),確保氦氣充分滲透至泄漏點。
壓力衰減法適用于正壓密封系統的微小泄漏檢測,將 O 型圈密封的腔體充入干燥氮氣至設定壓力(通常 0.1-0.5MPa),通過高精度壓力傳感器(精度 ±0.1Pa)實時監測腔內壓力變化。為提高檢測靈敏度,采用恒溫控制(溫度波動≤±0.1℃)減少氣體熱脹冷縮的干擾,檢測時間設置為 1-2 小時,通過壓力衰減曲線計算泄漏率。該方法操作簡便,適合光學儀器中鏡頭密封組件的快速檢測,可有效識別 1×10?? Pa?m3/s 級別的泄漏。
超聲波檢漏法作為輔助手段,通過捕捉泄漏產生的高頻超聲波信號(20-100kHz)實現非接觸檢測。檢測時使用超聲波傳感器貼近 O 型圈密封部位,將超聲波信號轉化為可聽聲頻,通過聲音強度判斷泄漏大小,配合頻譜分析可定位泄漏點,精度可達 ±0.5mm。該方法適合在不拆卸設備的情況下進行在線檢測,尤其適用于精密儀器的維護保養階段。
對于極端微小的泄漏,可采用 tracer gas 示蹤法 ,如使用六氟化硫(SF?)作為示蹤氣體,其化學穩定性高且檢測靈敏度是氦氣的 10 倍。通過氣相色譜 - 質譜聯用儀(GC-MS)分析氣體成分,可檢測到 1×10?1? Pa?m3/s 的泄漏率,滿足航空航天精密儀器的超高壓密封檢測需求。綜合運用上述方法,可構建多層次的微小泄漏檢測體系,確保精密儀器的密封性能符合設計要求。