Zjišťování netěsností vakuového systému • skutečná netěsnost • virtuální netěsnost(desorpce) t Typická místa netěsností: v místech svarů • v místech kovových vývodů přes sklo • v elektrických a optických průchodkách ve ventilech, v zábrusech, ve spojích (KF, ISO - K, CF,...) • u kovových částí - pórovitost materiálu Netěsnost se lépe hledá u skleněných aparatur. Problém hledání netěsností ulehčuje prověrka jednotlivých dílů před montáží. Hledače netěsností Zpravidla využívají měření parciálních tlaků zkušebních plynů Zkušební plyn: • plyn málo obsažený v atmosféře • co nejmenší molekulová hmotnost(snadno proniká netěsností) Nejčastěji se používá He, H2. Hledače: • vodíkový • halogenový • heliový Na přesnost určení netěsnosti má vliv: • množství zkušebního plynu přivedeného do systému • poměr čerpací rychlosti systému a jeho objemu • citlivost hledače netěsností • vzájemná poloha netěsnosti a hledače Závislost na poměru čerpací rychlosti systému a jeho objemu Proud plynu netěsností do aparatury za čas dt je dán l^dt, množství odčerpaného plynu pSdt. Pak změna tlaku zkušebního plynu je dána rovnicí Vdp = {IN- Sp)dt "^- = * In - S p V — -^ln(lN — Sp) = t + konst V konst =--=-ln(li\i) In - Sp _ sř In p = —U - e Jestliže v čase t\ přerušíme přítok zkušebního plynu začne tlak klesat In Poloha hledače a netěsnosti o) ^ b) _kvývěvě -1 '—#r— /L 1 Vodíkový hledač netěsností • ionizační manometr s paladiovou přepážkou (1100 K) zkušební plyn - H2 • pracovní tlak - 10~6 - 0.1 Pa • minimální netěsnost - 10~8 Pam3s~1 Vodíkový hledač netěsností a) I M, Halogenový hledač netěsností • platinový válec(1200K) - emituje kladné ionty • zvýšení emise v přítomnosti Cl • zkušební plyn - freon • pracovní tlak - 10~4 — 105 Pa • minimální netěsnost - 10~8 Pam3s~1 • může pracovat i metodou přetlaku 4 □ ► 4 S ► 4 Heliový hledač netěsností • hmotový spektrometr • zkušební plyn - He • pracovní tlak - < 10~2 Pa • minimální netěsnost - 10~13 Pam3s • může pracovat i metodou přetlaku Heliový hledač netěsností Heliový hledač netěsností Ion source flange Cathode {2 cathodes, lr + Y203) Anode Shielding of the ion source with discharge orifice 5 Extractor 6 Ion traces for M > 4 7 Total pressure electrode 8 Ion traces for M = 4 9 Intermediate orifice plate 10 Magnetic field 11 Suppressor 12 Shielding of the ion trap 13 Ion trap 14 Flange for ion trap with preamplifier Kalibrovaná netěsnost • vakuový prvek s definovanou vodivostí • úzká skleněná kapilára • difúzni netěsnost - křemenná přepážka - difúze He • při proudu plynu 10~8 Pam3s~1 a tlaku testovacího plynu v zásobníku 0,2 MPa, nastane pokles proudu plynu o 10% za 10 let 4 & > 4 = ► 4 S Jiné metody hledání netěsností • manometr • diferenciální manometr • bublinky ve vodě • mýdlové bubliny • u skleněných aparatur - Ruhmkorffuv induktor, nebo Teslův transformátor Hledání netěsností pomocí manometru F4160 20 / 27 Hledání netěsností pomocí diferenciálního manometru Manometr, diferenciální manometr • ionizační, nebo odporový manometr • zkušební plyn - CC>2,H2, aceton, líh • pracovní tlak - podle použitého manometru • minimální netěsnost pro diferenciální zapojení ionizačních manometrů 1CT10 Pam3s-1 F4160 22 / 27 Ruhmkorffův induktor a Teslův transformátor princip - výboj v plynech • pracovní tlak 1-100 Pa • vhodná metoda pro skleněné aparatury • Ruhmkorffův induktor - nízká frekvence(~ 101/7z), vn transformátor(železné jádro) • Teslův transformátor - vysoká frekvence(~ 105Hz), vn transformátor se vzduchovým jádrem F4160 23 / 27 Odpaření vody z netěsnosti s délkou 1 cm 4 (5? ► < ► 4 Tabulka: Citlivost metod hledání netěsností Metoda tlak [Pa] min. netěsnost [Pam3s -1] Teslu v transformátor 1 - 100 IO-3 - 10-4 bublinky ve vodě 2.105 io-7 4.105 io-8 9.105 io-9 halogenový hledač 2.105 3.10~8 4.105 7.10-9 6.105 3.10-9 He hledač 2.105 5.10-9 Tabulka: Citlivost metod hledání netěsností - podtlak Metoda tlak [Pa] min. netěš. [Pam3s Odporový manometr 0.1 - 100 10~6 ionizační manometr 10~6 - 0.1 io-7 ionizační manometr dif.zap. 10~6 - 0.1 io-10 ionizační manometr s paladiovou membránou 10~6 - 0.1 io-8 halogenový hledač 10-4 - 105 io-8 He hledač < 10~2 io-13 F4160 27 / 27