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 Cursus Vacuümtechniek 3
Lekzoeken Electrisch Lampen Buizen Transformatoren Energiecentrales Vacuümschakelaars Halfgeleiders Gasstroomregelaars IC s Vacuüsystemen Gasleidingen Gasvoorraadflessen Displays Medisch Pacemaker Catheters Bloed Filters Gesealde verpakking Automobielen Airbags Gas tanks Airco Brandstofleidingen Schokdempers ABS ventielen Radiatoren Sensoren Oliekoelers Ruimtevaart Motoren Cabine Luchtvaart Hydraulische circuits vleugels motoren raketten Voedselverpakking Horloges Olievaten Cursus Vacuümtechniek 4
Lekzoekmethodes luisteren belletjes drukafname halogeen lekzoeker helium lekzoeker 10 2 10 1 10 0 10-1 10-2 10 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10 10-3 10-9 mbar.l/s Cursus Vacuümtechniek 5
Lekgasstroom Eenheid van lekgasstroom: Pa.m 3.s -1 Een lekgasstroom van 1 Pa.m 3.s -1 komt overeen met: 10 stcc/s of 10 STPcm 3 /s (spreek uit: tien standaardkubieke centimeter per seconde Dat betekent, dat in 1 seconde 1 m 3 gas ontsnapt bij een druk van 1 Pa, of 10-5 m 3 (= 10 cm 3 ) bij een druk van 10 5 Pa (= 1 atmosfeer) 10 cm 3 /s Cursus Vacuümtechniek 6
Gasafhankelijkheid Pirani Cursus Vacuümtechniek 7
Lekzoeken met helium Waarom helium? schaars (5 ppm) inert veilig O goedkoop licht zeer selectief Cl F Kr He H N Ne? Ar Xe Cursus Vacuümtechniek 8
vergelijking van verschillende methodes freon (R 134A ) snuffelmethode cel benodigde tijd om een belletje met een diameter van 1 mm te vormen helium lekstroom in mbar.l/s g/jaar 1340 3.35 s 134 33.5 s 13 5 min 35 s 1.3 55 min 51 s 0.13 9 uur 18 min 0.013 93 uur 05 min 0.0013 38 dagen 18 uur 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 Cursus Vacuümtechniek 9
Een overzicht van het spectrum 1 x 10-1 mbar.l/s = 1.10-2 Pa.m 3.s - 1 = 6 stcc/min 1 x 10-11 mbar.l/s =.03 stcc/eeuw 1 x 10-1 mbar.l/s 1X 1 x 10-2 mbar.l/s 0,1X 1 x 10-3 mbar.l/s 0,01X 1 x 10-4 mbar.l/s 0,001x 1 x 10-5 mbar.l/s 0,0001x 1 x 10-6 mbar.l/s 0,00001x 1 x 10-7 mbar.l/s 0,000001x 1 x 10-8 mbar.l/s 0,0000001x 1 x 10-9 mbar.l/s 0,00000001x 1 x 10-10 mbar.l/s 0,000000001x 1 x 10-11 mbar.l/s 0,0000000001x GROF FIJN Cursus Vacuümtechniek 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 = (p 1 -p 2 ). V/t with : Q leak rate P 1 initial pressure P 2 final pressure V gas volume t ellapsed time between P 1 and P 2 Inwendig volume band : 1 liter Begindruk : 3 bar overdruk Einddruk : 1 bar absoluut Ellapsed time : 24x3600 seconden Cursus Vacuümtechniek 11
Overzicht toepassingen 10-12 Electronica Dunne-laag-apparaten IC s Research Deeltjes versnellers Plasmafysica Medisch Pacemakers Ruimtevaart Pompen Gyroscopen Vliegtuigen Raketten Electriciteit Lampen Schakelaars Luchtvaart Vliegtuig tanks Auto s Air bags Schokdempers Filters Compressoren Horloges Metalen vaten Verpakkingsindustrie 10 10-10 -11 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10 10-3 mbar.l/s Cursus Vacuümtechniek 12
Gevoeligheid (hoor je 't eens van een ander!) The sensitivity of the apparatus was in 1946 ~10-7 Pa. m 3.s -1 it increased to ~10-10 Pa. m 3.s -1. by 1970. Nowadays the quoted sensitivity of the most sensitive detectors is ~10-13 Pa.m 3.s -1, a factor 10 6 gain within 50 years. Cursus Vacuümtechniek 13
Schematische weergave Cursus Vacuümtechniek 14
Binnenste HeLZ Cursus Vacuümtechniek 15
Lekzoeken aan bestaande opstelling aansluitsituatie A heliumlekzoeker aansluitsituatie B heliumlekzoeker Cursus Vacuümtechniek 16
Eigenschappen helium en argon t.o.v. lucht Cursus Vacuümtechniek 17
Helium als testgas laminaire stroming in lekkanaal: moleculaire stroming in lekkanaal: Cursus Vacuümtechniek 18
Verloop van testgasdruk Cursus Vacuümtechniek 19
Testgassignaal als functie van de tijd Cursus Vacuümtechniek 20
Variatie in drukaanwijzing door IM Cursus Vacuümtechniek 21
Lekzoeken met je eigen systeem Cursus Vacuümtechniek 22
Q(He) Hoofd- en tegenstroomprincipe Q(He) LN2 Cursus Vacuümtechniek 23
Gevoeligheid HeLZ hoofdstroomprincipe Q lz = door lekzoeker gemeten lekwaarde p ms = partiële heliumdruk in de massaspectrometer S ms = pompsnelheid voor helium ter plaatse van de massaspectrometer Cursus Vacuümtechniek 24
Gevoeligheid HeLZ tegenstroomprincipe Cursus Vacuümtechniek 25
Doorsnede testlek voor heliumlekzoeker 1. afsluiter 2. vacuümaansluiting 3. voor helium permeabele glaswand 4. heliumvoorraad 5. roestvrij stalen huls 6. afgesealde vulopening Cursus Vacuümtechniek 26
Aansluitmogelijkheden Cursus Vacuümtechniek 27
Voorbeeldberekening aansluitsituatie A V1 dicht: gevoeligheid stijgt factor 17 Cursus Vacuümtechniek 28
Voorbeeldberekening aansluitsituatie A Cursus Vacuümtechniek 29
Oefening 8.2* = 10 mm 3 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