檢漏技術的發展綜述

摘 要：介紹了檢漏的概念和工作內容，對檢漏方法進行了分類。詳細介紹了兩種應用廣泛的檢漏方法的原理與技術特點。對未來檢漏技術的發展方向進行了展望。

關鍵詞：檢漏；檢漏儀；檢測；漏率

1 引言

泄漏在生產生活中是普遍存在的，泄漏是絕對的，不漏則是相對的。如果泄漏在允許范圍內，泄漏是不必要擔心的，如果超出了泄漏允許的限度，泄漏所帶來的危害是極大的。設備若發生泄漏，不僅會造成設備性能的改變，而且還會引發嚴重事故，甚至危及生命。判斷設備是否存在泄漏，找出泄漏點并測量漏率大小的工作稱為泄漏檢測，簡稱檢漏[1]。

2 檢漏的工作內容和方法

2.1 檢漏的工作內容

檢漏的工作內容就是在設備制造、安裝、調試和運行過程中，判斷泄漏量是否在允許范圍內、檢測泄漏率的大小，并查明泄漏點的位置，從而可以進一步找出原因，避免發生因泄漏而導致的故障。

其中值得說明的是漏率的概念，漏率是指單位時間內流過泄漏點的物質的質量或者分子數[2]。液體、固體泄漏常用的漏率單位有Kg/s、g/s、L/s、mL/s。氣體物質的漏率，我國規定的漏率單位為Pa·m3/s。美國真空協會推薦使用mol/s作漏率單位。

2.2 檢漏方法的分類

人們對于泄漏的檢測很早就已經出現，檢漏方法也經歷了從簡單的定性檢測到現代復雜的定量檢測過程。檢漏方法根據被檢設備所處的狀態又可分為加壓檢漏法和真空檢漏法。

2.2.1 加壓檢漏法

將被檢件內部充以比外部壓力更高的示蹤氣體，在被檢件外面用適當的方法判斷有無示蹤氣體漏出、從哪兒漏出、漏出量多少等，進而判斷被檢件有無泄漏點，泄漏點的位置和大小。屬于這種方法的有壓降法、氣泡法、鹵素檢漏儀外探頭法、鹵素噴燈法、加壓滲透法、聲波法、紅外線熱圖像法、稱質量法、放射性同位素法及氦質譜吸槍法等。

2.2.2 真空檢漏法

被檢件內部抽成真空后，將示蹤氣體施于被檢件外部，如果被檢件器壁上有漏，示蹤氣體通過泄漏點進入被檢件內部，利用某種方法將漏進的示蹤氣體檢測出來，從而判斷出泄漏點的位置和漏率大小。屬于這種方法的有靜態升壓法、放電管法、鹵素檢漏儀內探頭法、各類真空計法、離子泵檢漏法、氦質譜噴吹和氦罩檢漏法等。

3 兩種常用檢漏方法的原理與應用

3.1 氣泡檢漏法

氣泡法是出現比較早的檢漏方法，以其操作簡單，成本低廉而得到廣泛應用。其原理是當漏孔兩側存在壓差時，氣體就會通過泄漏點從高壓側向低壓側流動，如果將被測件放入液體中，將會出現氣泡，通過觀察氣泡產生位置可以確定泄漏點位置，通過收集氣體或者數氣泡的方法測量漏率。使泄漏點兩側產生壓差的方法有三種：充氣法，熱槽法和抽真空法。充氣法首先向被檢件中沖入氣體，使其壓力上升到規定值，然后將被檢件放入液體中，觀察氣泡。這樣的檢測結果很大程度上取決于測試者本人的判斷，而且光憑氣泡很難確定出泄漏率的大小。同時這些方法還可能帶來另外一些問題，如對被測物進行拆卸，清洗，烘干，涂防銹漆等額外工作。圖1所示為充氣氣泡檢漏法的示意圖。

3.2 差壓檢漏法

差壓檢漏法的原理啟蒙于醫用天平，它是精確測量微量物品質量的測量工具。使用者通過仔細調整天平一端的砝碼使兩端達到嚴格平衡，這樣被測物的質量就可通過砝碼反映出來。

差壓氣密檢漏儀的原理同天平一樣，首先我們將相同壓力的氣體同時充入到被測物和基準物內，使差壓傳感器隔離板兩邊的壓力完全相等，然后觀察其平衡情況。若被測物不漏，那么差壓傳感器隔離板兩邊的壓力將保持平衡。如果被測物存在泄漏，那么它內部的壓力會逐漸降低，平衡就被破壞。這樣傳感器就可以檢測出隔離板兩側因泄漏產生的差壓。而且，如果發生泄漏，泄漏率（ml/sec）的大小將直接反映在兩側壓力的失衡速度上。

3.3 氦質譜檢漏法

氦質譜檢漏技術出現在第二次世界大戰中，經過不斷的改進發展，氦質譜檢漏技術已經成為迄今最靈敏、最有效、最方便也是應用最廣泛的檢漏手段。我國質譜檢漏儀的檢測精度已經達到了10-14Pa·m3/s，國外質譜檢漏儀檢測精度最高達到了10-16Pa·m3/s。

質譜檢漏法的原理是利用不同質荷比（m/e）的離子在磁場中受洛倫茲力不同而做圓周運動半徑不同的原理，將不同質荷比的離子分開，在相應半徑上收集到示蹤氣體，如果被檢件出現泄漏，則會檢測到示蹤氣體離子，再通過相應計算得出漏率大小。氦氣在空氣中的含量低，又是惰性氣體，使其成為了最常用的示蹤氣體。

利用氦質譜檢漏儀進行檢漏的方法很多，最早的是噴吹法，以后逐漸出現了氦罩法、吸槍法、真空室法、檢漏盒法、真空室累積法、吸槍累積法、背壓法及前級泵出口采樣法等多種氦質譜檢漏技術方法。圖2為噴吹法檢漏系統示意圖。

4 檢漏技術發展前景

檢漏其實與我們的生活是息息相關的，從航空、航天到汽車、燃氣，從電力、電子到食品、醫療，我們都離不開檢漏技術對我們生產生活的安全保障。目前，我們掌握的檢漏技術是完全可以滿足我們的生產需要的，對于檢漏儀的發展，更多的是向智能化、模塊化、集成化方向發展。隨著加工技術的進步和集成電路技術的發展，檢漏儀日趨輕便，甚至微型化。通訊技術的發展也使得對泄漏的狀態監測成為可能，為及時發現泄漏，預防嚴重泄漏事故的發生起到了保障作用。同時現代科技的發展需求也向檢漏技術提出了精度和靈敏度更高，更加便捷，更加快速、成本更低的要求。

5 結束語

檢漏技術是現代工業技術的重要組成部分，它服務于工業發展，同時受益于科技進步。現有的檢漏技術方法有各自的優點和適用范圍，選擇檢漏方法時應該力求按需選取，以充分發揮檢測設備的功效并達到控制產品質量的目的，避免出現不必要的浪費。

參考文獻

[1]肖祥正.泄漏檢測方法與應用[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2]吳孝儉，閆榮鑫.泄漏檢測[M].北京：機械工業出版社，2005.

[3]何己有.氦質譜檢漏儀原理與應用[J].聚酯工業，2011（3）.