常見(jiàn)的三種壓力變化檢漏方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及應用范圍
壓力變化檢漏方法是利用被檢測產(chǎn)品內部密閉容器壓力變化實(shí)現被檢產(chǎn)品總漏率測量。一般漏率計算公式如下:
Q = ΔP·V /Δt ( 1)
式中Q 為被檢測產(chǎn)品總漏率，Pa·m3 /s; ΔP 為測量時(shí)間間隔內的密封容器壓力變化量，Pa; V 為被測產(chǎn)品密閉容器容積，m3 ; Δt 為測量時(shí)間間隔，s。
一般情況下，按照壓力增大或減小的狀態(tài)可以將壓力變化法分為靜態(tài)升壓法和靜態(tài)降壓法，如果測量間隔時(shí)間前的壓力小于測量間隔時(shí)間后的壓力，則稱(chēng)之為靜態(tài)升壓法，反之則稱(chēng)之為靜態(tài)降壓法。
按照所選用壓力測量傳感器的不同，真空技術(shù)網(wǎng)(likelearn.cn)將壓力變化法分為絕對壓力變化法、差壓力變化法和真空壓力變化法。
絕對壓力變化檢漏法
絕對壓力變化法是采用絕對壓力傳感器實(shí)現被檢測產(chǎn)品密閉容器內的壓力測量，對于真空密閉容器來(lái)說(shuō)，停止抽空后通過(guò)測量某一間隔時(shí)間段內壓力上升值，實(shí)現被測產(chǎn)品總漏率測量，對于帶壓容器來(lái)說(shuō)，通過(guò)測量充氣后某一間隔時(shí)間段內壓力下降值，實(shí)現被測產(chǎn)品總漏率測量。
絕對壓力變化法的優(yōu)點(diǎn)是測量方法簡(jiǎn)單，操作方便。絕對壓力變化法的缺點(diǎn)是被測容器內壓力受溫度影響大，當需要精確測量漏率時(shí)，必須對測量結果進(jìn)行溫度修正，但是對于不同結構的被檢件，壓力隨溫度變化規律也不完全一樣，需要通過(guò)大量的實(shí)驗來(lái)確定修正方法。
絕對壓力變化法一般應用于真空系統研制過(guò)程的定量檢漏工作，某些特殊場(chǎng)合的在線(xiàn)泄漏檢測，例如神舟飛船艙門(mén)密封性能的在軌檢測工作就是采用絕對壓力變化法的原理實(shí)現的。
差壓力變化檢漏法
差壓力變化法是采用差壓傳感器實(shí)現被檢測產(chǎn)品密閉容器內的壓力測量，差壓傳感器的兩端分別連接被測容器和基準容器，其中基準容器是一個(gè)相對被檢件來(lái)說(shuō)是無(wú)泄漏存在的密閉容器，測量前向被測容器和基準容器同時(shí)充入相同壓力的氣體，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間間隔后，如果被測容器有漏孔存在，會(huì )導致被測容器的壓力發(fā)生變化，而基準容器壓力不會(huì )發(fā)生變化，差壓傳感器會(huì )給出了這一微小壓力變化量，從而實(shí)現漏率測量。
圖1 差壓力變化法檢漏原理圖
差壓力變化法的優(yōu)點(diǎn)是檢測靈敏度高，可以克服溫度變化對測量結果的影響。差壓力變化法的缺點(diǎn)是結構復雜，需要專(zhuān)用的測量系統才能實(shí)現。這里需要說(shuō)明，基準密閉容器的容積材料需要與被測對象的容積應盡量一致或接近，以減小測量不確定度。
差壓力變化法一般應用于批量化小型產(chǎn)品的檢漏工作。
真空壓力變化檢漏法
真空壓力變化法是利用真空抽氣原理實(shí)現雙道密封結構的泄漏檢測工作。雙道密封結構示意圖如圖2所示，其工作過(guò)程中，存在兩個(gè)泄漏通道，一個(gè)是被檢件外的大氣環(huán)境向密封腔體內泄漏，一個(gè)是密封腔體向被檢件內的真空環(huán)境泄漏，密封腔體內壓力變化可以用公式( 2) 表示。通過(guò)求解公式( 2) 表示的微分方程可以獲得密封腔體內的壓力變化與兩道密封圈漏率間的關(guān)系，從而實(shí)現漏率測量。
V dPt/dt = Q1 - Q2( 2)
式中Pt為密封腔體內的瞬時(shí)壓力，Pa; t 為測量時(shí)間，s ; V 為雙道密封腔體容積，m3 ; Q1為密封圈1 的泄漏率，Pa·m3 /s; Q2為密封圈2 的泄漏率，Pa·m3 /s。
圖2 雙道密封結構泄漏示意圖
真空壓力變化法的優(yōu)點(diǎn)是能準確分辨出雙道密封結構的哪一個(gè)密封圈發(fā)生泄漏，從而為堵漏工作提供指導。真空壓力變化法的缺點(diǎn)是兩道密封圈的漏率相等時(shí)，密封腔體內壓力不會(huì )發(fā)生變化，無(wú)法通過(guò)壓力變化法實(shí)現漏率測量。
真空壓力變化法適用于雙道密封結構的長(cháng)期在線(xiàn)密封泄漏監測，例如空間站主結構靜密封泄漏監測工作。
