[发明专利]多密封系统漏率测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于真空质谱检漏测试技术领域，具体来说，本发明涉及一种利用真空容器进行总漏率测试的测量系统以及利用该装置进行漏率测量的方法。

背景技术

目前，评价航天器密封系统的总漏率是否满足在轨长寿命需求所采用的测量方法，是将航天器总装后放在真空容器中，将真空容器抽空达到检漏压力后，在待测试的密封系统中分别充入不同的示漏气体，利用四极质谱分析单元对真空容器中示漏气体进行检测，这样就得到了不同密封系统泄漏出来的示漏气体的多少与四极质谱分析单元检测到的数值的关系。为了得到该密封系统的准确漏率值，还需要利用相应的不同示漏气体的标准漏率对四极质谱分析单元检测到的对应数据进行标定，得到该真空质谱检漏系统中标准漏率与四极质谱分析单元采集到的数据之间的定量关系，这样就能得到航天器不同密封系统的总漏率。

现在的真空氦质谱检漏测试方法有一个显著的缺点。首先在试验过程中，每次测试只能对一个密封系统进行氦检漏，如有多个系统，就需要多次充放氦气，以便得到不同密封系统的漏率，这样浪费了大量试验时间，提高了试验费用。其次，同一次试验中多次充放氦气，真空容器内氦本底难以清除，从一个密封系统测试完毕到下一个密封系统测试前需要一段抽除时间，可能要好几个小时，若氦本底实在难以清除，可能还会导致直接停止本次试验。

因此，有必要寻求一种能同时测试多个密封系统漏率的测量系统和测量方法。

发明内容

本发明的目的在于克服真空氦质谱检漏方法在单次试验中对多个密封系统进行漏率测量的缺点，从而提出一种不同气体不同量级标准漏率的标定装置和多个密封系统同时进行漏率测量的方法。该测量方法可在国内大型空间环境模拟试验设备中进行应用，不需要额外建立真空检漏系统，仅采用环模设备自配的粗抽、分子泵抽气系统就可以完成对试件总漏率的测试。

本发明的另一目的在于提供一种多个密封系统进行总漏率测试的测量系统，该系统可以准确、可靠地测量出多个独立密封系统的总漏率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术解决方案：

本发明的多密封系统总漏率测试的测量系统，主要包括标准漏率装置、多种示漏气体气源、真空容器、抽气单元、取样单元、四极质谱分析单元和数据处理单元，所述标准漏率装置包括标准漏孔组，多种示漏气体气源通过标准漏孔组与真空容器连通，真空泵对标准漏孔组的前后端进行抽气，气源通过自动调压阀与标准漏孔组连通并将标准漏孔组前的压力稳定在一定数值，标准漏孔组与真空容器之间通过阀门进行连接，所述真空容器连接有抽气单元，抽气单元包括粗抽机组、分子泵高真空系统，粗抽机组与真空容器通过阀门直接连接，分子泵高真空系统与真空容器也通过阀门直接连接，分子泵采用了罗茨泵机组为前级，真空容器通过取样单元和四极质谱分析单元相连通，四极质谱分析单元与数据处理单元电连接，其中，将航天器测试组件放入真空容器内，对容器抽真空得到不同质量数气体的特征峰对应的离子流大小，作为本底值；再向真空容器依次分别引入不同示漏气体的标准漏率，质谱分析得到不同示漏气体标准漏率对应的离子流大小，关闭标准漏孔；向航天器测试组件不同的被检密封系统内充入不同的示漏气体，系统稳定后，通过质谱分析，得到各个不同密封系统泄漏后反应出来的实际离子流大小；根据标准漏率和对应的离子流的比值，得到不同密封系统的实际漏率值。

进一步地，所述标准漏孔优选为通道型漏孔，所述真空泵为无油涡旋真空泵。

进一步地，所述粗抽机组优选为变频罗茨泵螺杆泵无油机组，分子泵高真空系统优选为磁悬浮分子泵配罗茨泵螺杆泵机组。

进一步地，所述连接在真空容器上的质谱分析控制台核心为四极质谱计。

本发明的测试多个密封系统漏率的测量方法，包括以下步骤：

首先将航天器测试组件放入真空容器内，对容器抽真空，得到不同质量数气体的特征峰对应的离子流大小，作为本底值；然后向真空容器依次分别引入不同示漏气体的标准漏率，通过质谱分析得到不同示漏气体标准漏率对应的离子流大小，关闭标准漏孔；向航天器测试组件不同的被检密封系统内充入不同的示漏气体，系统稳定后，通过质谱分析，得到各个不同密封系统泄漏后反应出来的实际离子流大小；根据标准漏率和对应的离子流的比值，就可以得到不同密封系统的实际漏率值。

进一步地，所述测量方法包括以下步骤：

1)将总装后的航天器放入真空容器中，对容器进行粗抽；

2)容器粗抽达到优于5Pa后，启动分子泵对容器进行抽高真空，同时关闭粗抽机组；