Cursus Vacuümtechniek

Cursus Vacuümtechniek Week 16 Dichtheidscontrole Cursus Vacuümtechniek

1

Lekzoeken

Overdruk methode Verschil in gevoeligheid + verschil in pompsnelheid Helium lekzoeker – Hoofdstroomprincipe – Tegenstroomprincipe

Cursus Vacuümtechniek

2

Lektesten/zoeken in de praktijk


3

Lekzoeken Electrisch Lampen Buizen Transformatoren Energiecentrales Vacuümschakelaars

Automobielen Halfgeleiders Gasstroomregelaars IC’s Vacuüsystemen Gasleidingen Gasvoorraadflessen Displays

Luchtvaart Ruimtevaart Motoren Cabine

Hydraulische circuits vleugels motoren raketten

Medisch Pacemaker Catheters Bloed Filters Gesealde verpakking

Airbags Gas tanks Airco Brandstofleidingen Schokdempers ABS ventielen Radiatoren Sensoren Oliekoelers

Voedselverpakking

Horloges


Olievaten

4

Lekzoekmethodes

luisteren belletjes drukafname halogeen lekzoeker helium lekzoeker 102 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9

mbar.l/s Cursus Vacuümtechniek

5

Lekgasstroom Eenheid van lekgasstroom: Pa.m3.s-1 Een lekgasstroom van 1 Pa.m3.s-1 komt overeen met: 10 stcc/s of 10 STPcm3/s (spreek uit: tien standaardkubieke centimeter per seconde Dat betekent, dat in 1 seconde 1 m3 gas ontsnapt bij een druk van 1 Pa, of 10-5 m3 (= 10 cm3) bij een druk van 105 Pa (= 1 atmosfeer) 10 cm3/s


6

Gasafhankelijkheid Pirani


7

Lekzoeken met helium Waarom helium ? Ne

¾schaars (5 ppm) ¾inert ¾veilig O ¾goedkoop ¾licht ¾zeer selectief Cl

Ar

F

H

? Kr

N He


Xe

8

vergelijking van verschillende methodes freon (R134A) snuffelmethode

benodigde tijd om een belletje met een diameter van 1 mm te vormen

helium lekstroom in mbar.l/s

cel g/jaar

1340 134 13 1.3 0.13 0.013 0.0013

3.35 s 33.5 s 5 min 35 s 55 min 51 s 9 uur 18 min 93 uur 05 min 38 dagen 18 uur


10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8

9

Een overzicht van het spectrum 1 x 10-1 mbar.l/s = 1.10-2 Pa.m3.s-1 = 6 stcc/min 1 x 10-11 mbar.l/s = .03 stcc/eeuw

1 x 10-1 mbar.l/s 1 x 10-2 mbar.l/s 1 x 10-3 mbar.l/s 1 x 10-4 mbar.l/s 1 x 10-5 mbar.l/s 1 x 10-6 mbar.l/s 1 x 10-7 mbar.l/s 1 x 10-8 mbar.l/s 1 x 10-9 mbar.l/s 1 x 10-10 mbar.l/s 1 x 10-11 mbar.l/s

1X 0,1X 0,01X 0,001x 0,0001x 0,00001x GROF 0,000001x 0,0000001x 0,00000001x 0,000000001x 0,0000000001x


FIJN

10

Wat kan een lekzoeker detecteren ?

Een fietsband met een inhoud van 1 liter die in 24 uur leegloopt heeft een lek van

3,5.10-2 mbar.l/s overeenkomend met

8 belletjes van 2 mm per seconde

Q = (p1- p2) . V/t with : Q leak rate P1 initial pressure P2 final pressure V gas volume t ellapsed time between P1 and P2

Inwendig volume band Begindruk Einddruk Ellapsed time


: 1 liter : 3 bar overdruk : 1 bar absoluut : 24x3600 seconden

11

Overzicht toepassingen

Electronica Dunne-laag-apparaten IC’s

Electriciteit Lampen Schakelaars

Auto’s Metalen vaten Air bags Schokdempers Filters Compressoren

Ruimtevaart Medisch Pacemakers

Pompen Gyroscopen

Luchtvaart

Horloges

Vliegtuig tanks

Research Deeltjes versnellers Plasmafysica

Verpakkingsindustrie

Vliegtuigen Raketten

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

mbar.l/s


12

Gevoeligheid (hoor je 't eens van een ander!)

The sensitivity of the apparatus was in 1946 ~10-7 Pa. m3.s-1 it increased to ~10-10 Pa. m3.s-1. by 1970. Nowadays the quoted sensitivity of the most sensitive detectors is ~10-13 Pa .m3.s-1, a factor 106 gain within 50 years.


13

Schematische weergave


14

Binnenste HeLZ


15

Lekzoeken aan bestaande opstelling aansluitsituatie A heliumlekzoeker

aansluitsituatie B heliumlekzoeker


16

Eigenschappen helium en argon t.o.v. lucht


17

Helium als testgas laminaire stroming in lekkanaal:

moleculaire stroming in lekkanaal:


18

Verloop van testgasdruk


19

Testgassignaal als functie van de tijd


20

Variatie in drukaanwijzing door IM


21

Lekzoeken met je eigen systeem


22

Hoofd- en tegenstroomprincipe Q(He)

Q(He)

LN2


23

Gevoeligheid HeLZ hoofdstroomprincipe

Qlz = door lekzoeker gemeten lekwaarde pms = partiële heliumdruk in de massaspectrometer Sms = pompsnelheid voor helium ter plaatse van de massaspectrometer


24

Gevoeligheid HeLZ tegenstroomprincipe


25

Doorsnede testlek voor heliumlekzoeker

1. 2. 3. 4. 5. 6.

afsluiter vacuümaansluiting voor helium permeabele glaswand heliumvoorraad roestvrij stalen huls afgesealde vulopening Cursus Vacuümtechniek

26

Aansluitmogelijkheden


27

Voorbeeldberekening aansluitsituatie A

V1 dicht: gevoeligheid stijgt factor 17 Cursus Vacuümtechniek

28

Voorbeeldberekening aansluitsituatie A


29

Oefening 8.2* = 10 mm3

C = 10-8 l/s Cursus Vacuümtechniek

30

Oefening 8.4

Neem de figuur over en zet er de gegevens in Cursus Vacuümtechniek

31

Oefening 8.5

Neem de figuur over en zet de gegevens er in Cursus Vacuümtechniek

32

Cursus Vacuümtechniek

Recommend Documents