2.5. Галогенний течошукач

В галогенних течошукачах використовується ефект різкого зростання емісії позитивних іонів з розжареної до 1000-1200К платини при попаданні в датчик працюючого приладу газів, в складі яких є галогени. Найчастіше застосовують фреон. Явище зростання емісії іонів в галогенних течошукачах спостерігається при роботі як при атмосферному тиску, так і в вакуумі.

Як датчик течошукача застосовують діод, схематично зображений на мал.3. Електродом, емітуючим позитивні іони, служить платиновий циліндр 1, що нагрівається платиновим підігрівачем 2. З позитивним полюсом джерела постійного струму цей електрод зв'язаний через вторинну обмотку трансформатора розжарення. До від'ємного полюса того ж джерела під'єднано циліндричний колектор іонів 3, виготовлений з неіржавіючої сталі та розміщений навколо циліндра 1. Іонний струм анода реєструється мікроамперметром 4.

Виявлення течі галогенним течошукачем може проводитися як методом опресовки, коли обстежуваний об'єм заповнюється фреоном або сумішшю фреону з повітрям до надлишкового тиску, так і методом обдування фреоном, коли в обстежуваному об’ємі підтримується розрідження.

При роботі за методом опресовки використовується атмосферний щуп. В передній частині щупа закріплено наконечник, де знаходиться датчик, з насадкою, яка спрямовується до місця можливої течі. Позаду датчика в щуп вставляється мініатюрний вентилятор для всмоктування повітря, що при наявності течі виходить з обстежуваного об'єму через датчик.

Мал. 3. Принципова будова датчика галогенного течошукача

1 - циліндричний платиновий електрод; 2 - підігрівач;

3 - циліндричний колектор іонів; 4 - мікроамперметр

Чутливість методу сильно залежить від надлишкового тиску опресовки. При роботі з чистим фреоном максимальну чутливість лімітує тиск насиченої пари над рідким фреоном, який при 298 К дорівнює 6.6×10³ мм рт.ст. При такому тиску опресовки може бути виявлена теча 1×10^-8 мм рт.ст.×л/с.

При випробуваннях сумішшю повітря з фреоном чутливість методу, з одного боку, знижується за рахунок зменшення частки фреону в потоці через течу, але з іншого боку, чутливість може бути суттєво збільшена за рахунок застосування великих тисків опресовки без конденсації фреону. Чутливість методу опресовки може бути визначена за формулою

, мм рт.ст.×л/с (5)

де - мінімальна теча, яка може бути виявлена;

С - об'ємна концентрація фреону в суміші, що заповнює об'єм;

Р_опр - тиск опресовки;

Р_атм - атмосферний тиск.

h_сум та h_пов - - в'язкості суміші та повітря (при С=1 відношення ).

Для роботи за методом обдування використовують вакуумний датчик, який монтують в вакуумну систему випробовуваного об’єму. При випробовуванні невеликих об'ємів датчик встановлюють між об'ємом та вакуумним насосом; при відкачуванні об'єму пароструминним насосом з великою швидкістю відкачування, датчик течошукача краще всього розмістити на випускній стороні насоса. Слід вказати, що для підтримки чутливості течошукача на заданому рівні, необхідно підтримувати тиск в ньому близько 10^-2 мм рт.ст. Іноді це робиться за допомогою штучного натікання. У всіх випадках між випробовуваним об'ємом та датчиком не повинно бути вловлювачів з рідким азотом, через те що в них буде конденсуватись фреон.

При роботі з галогенним течошукачем бажано не допускати випуску пробної речовини безпосередньо в приміщення. Попадання великої кількості фреону в датчик течошукача призводить до різкого зниження термоіонної емісії внаслідок отруєння датчика. Для відновлення емісійних властивостей приладу необхідно в робочому режимі пропустити через нього кисень або повітря, яке вільне від фреону. Після тривалої роботи течошукача наступає свого роду старіння, тобто повільне зниження іонного струму. Для перевірки чутливості течошукача звичайно застосовують калібровану течу, яка забезбечує певний потік фреону.

2.6. Мас-спектрометричний течошукач

В основу принципу роботи цього типу течошукача покладено мас-спектрометричний метод виявлення пробної речовини в об’ємі, де шукається теча.

Як пробна речовина можуть використовуватись водень, аргон або гелій. Однак частіш за все в мас-спектрометричних течошукачах використовують гелій. Завдяки малій кількості гелію в атмосферному повітрі (всього 7.2×10^-5 % мас.) та в газах, які виділяють внутрішні стінки вакуумної системи, фон, на якому реєструють сигнал, невеликий, а це забезпечує високу чутливість течошукача. Мала молекулярна маса гелію (масове число 4) дозволяє не тільки створювати малогабаритну та просту конструкцію мас-спектрометричної камери течошукача, але й забезбечує ефективне проникнення пробної речовини через течу.

Мас-спектрометричний метод є одним з найбільш вдосконалених та високочутливих методів визначення негерметичності вакуумної системи. За його допомогою можна виявити наявність й місце самих малих теч.

Існують і інші методи течошукання, такі як метод диференціальної системи манометрів, водневий метод або метод паладійового бар'єру, радіоактивний метод, які не досить часто застосовуються.