книги из ГПНТБ / Тарасевич Р.М. Методы и средства проверки герметичности узлов, отсеков и систем летательных аппаратов учеб. пособие

Рис.28 .Масс-спектрометрическая камера со вскрытым прием­ ником ионов

Источник ионов (рис.29) смонтирован на одной керамической плате 4. Основные его элементы: корпус I , ионизатор 2, катод 3. Все эти элементы источника ионов размещены в коробке, которая конструктивно выполнена разборной для периодической чистки элементов источника.

59

Впередней частя корпуса источника есть паз для его поворота

вмасо-спектрометряческой камере вокруг входной щели.

Угол поворота источника существенно сказывается на рабочих характеристиках масс-спектрометра. Поэтому положение ионного ис­ точника в камере юстировано на максимальное значение воздушного пика гелия. Приемник ионов (рис.30) состоит из коллектора ионов I, выходной диафрагмы 2 и супрессорного блока 3, отсеивающего ионы с недостаточной энергией.

Камера масс-спектрометра помещается в зазоре между полюсами магнитной цепи, создающей в зазоре напряженность поля 1420-1450 эрстед.

На рис.31 показана упрощенная схема питания камеры масс-спект­ рометра, а также указаны величины подводимых напряжений питания.

60

2

Рис.31. Упрощенная схема питания камеры Частицы гелия, проникая через течи испытуемого объекта, посту­

пают в масс-спектрометрическую камеру. Здесь в ионном источнике (см.рис.29) камеры произойдет ионизация газа, поступающего в массспектрометр. Для этого поток электронов с катода на пути к иониза­ тору ускоряется электрическим полем и фокусируется магнитным полем, в котором находится камера. Ускоренные ионы вылетают через щель входной диафрагмы в пространство камеры масс-спектрометра. Там под действием магнитного поля они летят по круговым траекториям,радиус которых различен для частиц разной массы.

Магнитное поле и напряжение, ускоряющие ионы, подобраны так, что из всех образующихся ионов только ионы гелия могут пройти через щель диафрагмы 9 (рис.28), расположенной на круговой траектории, и

61

попасть в приемник ионов 7. Перед приемником ионов установлены три сетки с электрическим питанием (супрессорный блок).создающие поле, препятствующее движению ионов. Поэтому только ионы гелия, обладающие полной энергией, оказываются в состоянии преодолеть потенциальный барьер, создаваемый сетками, и попасть в приемник ионов. Ионы больших масс, потерявшие энергию в результате столк­ новений в камере масс-спектрометра,отсеиваются. Таким образом, в коллектор приемника ионов попадут только ионы газа гелия.

Ток с коллектора приемника ионов проходит через усилитель постоянного тока УПТ канала измерения ионного тока масс-спектро­ метра и поступает на стрелочный индикатор выносного пульта управ­ ления ВПУ-3. При полной герметичности проверяемого объекта, т .е . при отсутствии в камере масс-спектрометра гелия, в коллектор при­ емника ионы поступать не будут, и ионный ток будет равен нулю.

Чем ниже степень герметичности, тем больше гелия будет по - ступать в камеру масс-спектрометра, тем больше ионов будет по - ступать в коллектор приемника, тем больше будет ионный ток, а следовательно, тем значительнее будет отклонение стрелочного ин­ дикатора выносного пульта. Так осуществляется количественная оценка степени герметичности передвижным течеискателем типа ПТЧ-6, 7 , 8 .

Описание устройства и назначения щупа, калиброванной течи, ловушки и других узлов течеискателя приводится в следующей главе.

Чувствительность течеискателя к потоку

гелия порядка 4*І0“9 Л* ^ с е І ‘°Т* • Такая чувствительность может быть достигнута в режиме пониженной мощности на нагре­ вателе пароструйного насоса и при ус­ ловии заливки ловушки жидким азотом.

Рис.32. Общий вид течеискателя ПТИ-7

62

трубка,сжатой в конце. Величину течи в этом случае можно регули­ ровать, поджимая сплющенную трубку. На один конец трубка должен быть надет шланг для соединения с течейскателем, а на сплющенный конец - резиновый колпачок - уплотнитель. Практически пользуются только специально спроектированными и изготовленными щупами более

изготовления основных деталей щупа исключает влияние коррозии на величину течи.

Уплотнитель на конце щупа позволяет создать замкнутый объем у течи и предотвратить рассеивание гелия при его перемещении вдоль поверхности. Перемещая наконечник щупа вдоль проверяемой поверх­ ности или шва, можно обнаружить место нарушения герметичности, так

кая гелий,вытекающий из течи,будет улавливаться щупом и обнаружит­

ся течеискателем. При проверке герметичности с накоплением вместо колпачка-уплотнителя на наконечник щупа надевается игла Льюера для

прокола пленки, которой оклеен шов.

Габариты, форма и другие параметры щупов зависят от конструкции, размеров и формы проверяемых изделий, и потому в практике применяют щупы различной конструкции.

На рис. 34 изображен удлиненный щуп-натекатель, на рис.35 - короткий, а на рис. 36 - фланцевый щуп. Конструкция этих щупов позволяет регулировать величину натекания и обеспечивает хороший подход к возможному месту течи.

63

7

Рас . 35.Щуп-натекатель (короткай)•

Ловушки охлаждаемые предназначены для конденсации паров газоотделения испытуемой системы или аппаратуры течеискателя.

В ловушке, размещенной непосредственно в проверяемом объекте, поддерживается высокий вакуум за счет конденсации выделяемых при газоотделении паров. Ловушка, размещенная в трубопроводе, соеди­ няющем испытуемый объект с впускным патрубком пароструйного насоса, препятствует проникновению паров рабочей жидкости насоса в испы­ туемый объект и конденсирует пары, проникающие из этого объекта в трубопровод.

Ловушка, размещенная в трубопроводе, соединяющем выпускной патрубок пароструйного насоса с впускным патрубком механического насоса, обеспечивает конденсацию паров, которые могут окислять или разрушать масло и детали механического насоса, а также пре­ пятствует проникновению паров масла из механического насоса в пароструйный. В блок-схеме масс-спектрометра ПТЙ-7 на рис.27 вид­ но размещение вымораживающей ловушки, а одна из конструкций раз­ борной охлаждаемой экономичной ловушки, примененной в течеискателе ПТИ-6, изображена на рис. 37. Ловушка состоит из корпуса I, резер­ вуара 2, тонкостенной трубки из ковара 3, боковых патрубков 4 я фланца 5 для подключения к насосу. Внутреннюю полость резервуара наполняют охлаждающим веществом (например, жидким азотом). К двум боковым патрубкам (расположенным так, чтобы проходящий через ло­

вушку газ соприкасался с возможно большей охлаждаемой поверхностью резервуара) присоединяют трубопроводы вакуумной системы. Если пары масла пароструйного насоса через фланец Ь попадут в корпус ловушки, то в результате соприкосновения с охлажденной поверхностью резер­ вуара они конденсируются и не пройдут в вакуумную систему. Ловушка такого типа допускает многочасовую работу без добавления охлаждаю­

дающей большой производительностью и потому применяемой при про­ верке герметичности в системах с диаметром трубопровода, превышаю­ щим 100 мм. В ловушке такого типа охлаждение жалюзного (шевронного) вымораживающего устройства 2 производится путем отвода от него тепла до хладопроводу 3 к вынесенному за пределы трубопровода и наполненному жидким азотом резервуару 4, помещенному внутри кор­ пуса I .

67

Рис.37.Конструкция охлаждаемой ловушки течѳискателя ПТИ-6

68