[發(fā)明專利]多密封系統(tǒng)漏率測量方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610944228.5
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN107543664A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵容平;孫立臣;孟冬輝;王勇;孫偉;綦磊;趙月帥;任國華;王健
• 申請（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號: G01M3/20
• 分類號: G01M3/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于真空質(zhì)譜檢漏測試技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明涉及一種利用真空容器進(jìn)行總漏率測試的測量系統(tǒng)以及利用該裝置進(jìn)行漏率測量的方法。

背景技術(shù)

目前，評價航天器密封系統(tǒng)的總漏率是否滿足在軌長壽命需求所采用的測量方法，是將航天器總裝后放在真空容器中，將真空容器抽空達(dá)到檢漏壓力后，在待測試的密封系統(tǒng)中分別充入不同的示漏氣體，利用四極質(zhì)譜分析單元對真空容器中示漏氣體進(jìn)行檢測，這樣就得到了不同密封系統(tǒng)泄漏出來的示漏氣體的多少與四極質(zhì)譜分析單元檢測到的數(shù)值的關(guān)系。為了得到該密封系統(tǒng)的準(zhǔn)確漏率值，還需要利用相應(yīng)的不同示漏氣體的標(biāo)準(zhǔn)漏率對四極質(zhì)譜分析單元檢測到的對應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，得到該真空質(zhì)譜檢漏系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)漏率與四極質(zhì)譜分析單元采集到的數(shù)據(jù)之間的定量關(guān)系，這樣就能得到航天器不同密封系統(tǒng)的總漏率。

現(xiàn)在的真空氦質(zhì)譜檢漏測試方法有一個顯著的缺點。首先在試驗過程中，每次測試只能對一個密封系統(tǒng)進(jìn)行氦檢漏，如有多個系統(tǒng)，就需要多次充放氦氣，以便得到不同密封系統(tǒng)的漏率，這樣浪費了大量試驗時間，提高了試驗費用。其次，同一次試驗中多次充放氦氣，真空容器內(nèi)氦本底難以清除，從一個密封系統(tǒng)測試完畢到下一個密封系統(tǒng)測試前需要一段抽除時間，可能要好幾個小時，若氦本底實在難以清除，可能還會導(dǎo)致直接停止本次試驗。

因此，有必要尋求一種能同時測試多個密封系統(tǒng)漏率的測量系統(tǒng)和測量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服真空氦質(zhì)譜檢漏方法在單次試驗中對多個密封系統(tǒng)進(jìn)行漏率測量的缺點，從而提出一種不同氣體不同量級標(biāo)準(zhǔn)漏率的標(biāo)定裝置和多個密封系統(tǒng)同時進(jìn)行漏率測量的方法。該測量方法可在國內(nèi)大型空間環(huán)境模擬試驗設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，不需要額外建立真空檢漏系統(tǒng)，僅采用環(huán)模設(shè)備自配的粗抽、分子泵抽氣系統(tǒng)就可以完成對試件總漏率的測試。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種多個密封系統(tǒng)進(jìn)行總漏率測試的測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確、可靠地測量出多個獨立密封系統(tǒng)的總漏率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)解決方案：

本發(fā)明的多密封系統(tǒng)總漏率測試的測量系統(tǒng)，主要包括標(biāo)準(zhǔn)漏率裝置、多種示漏氣體氣源、真空容器、抽氣單元、取樣單元、四極質(zhì)譜分析單元和數(shù)據(jù)處理單元，所述標(biāo)準(zhǔn)漏率裝置包括標(biāo)準(zhǔn)漏孔組，多種示漏氣體氣源通過標(biāo)準(zhǔn)漏孔組與真空容器連通，真空泵對標(biāo)準(zhǔn)漏孔組的前后端進(jìn)行抽氣，氣源通過自動調(diào)壓閥與標(biāo)準(zhǔn)漏孔組連通并將標(biāo)準(zhǔn)漏孔組前的壓力穩(wěn)定在一定數(shù)值，標(biāo)準(zhǔn)漏孔組與真空容器之間通過閥門進(jìn)行連接，所述真空容器連接有抽氣單元，抽氣單元包括粗抽機組、分子泵高真空系統(tǒng)，粗抽機組與真空容器通過閥門直接連接，分子泵高真空系統(tǒng)與真空容器也通過閥門直接連接，分子泵采用了羅茨泵機組為前級，真空容器通過取樣單元和四極質(zhì)譜分析單元相連通，四極質(zhì)譜分析單元與數(shù)據(jù)處理單元電連接，其中，將航天器測試組件放入真空容器內(nèi)，對容器抽真空得到不同質(zhì)量數(shù)氣體的特征峰對應(yīng)的離子流大小，作為本底值；再向真空容器依次分別引入不同示漏氣體的標(biāo)準(zhǔn)漏率，質(zhì)譜分析得到不同示漏氣體標(biāo)準(zhǔn)漏率對應(yīng)的離子流大小，關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)漏孔；向航天器測試組件不同的被檢密封系統(tǒng)內(nèi)充入不同的示漏氣體，系統(tǒng)穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜分析，得到各個不同密封系統(tǒng)泄漏后反應(yīng)出來的實際離子流大小；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)漏率和對應(yīng)的離子流的比值，得到不同密封系統(tǒng)的實際漏率值。

進(jìn)一步地，所述標(biāo)準(zhǔn)漏孔優(yōu)選為通道型漏孔，所述真空泵為無油渦旋真空泵。

進(jìn)一步地，所述粗抽機組優(yōu)選為變頻羅茨泵螺桿泵無油機組，分子泵高真空系統(tǒng)優(yōu)選為磁懸浮分子泵配羅茨泵螺桿泵機組。

進(jìn)一步地，所述連接在真空容器上的質(zhì)譜分析控制臺核心為四極質(zhì)譜計。

本發(fā)明的測試多個密封系統(tǒng)漏率的測量方法，包括以下步驟：

首先將航天器測試組件放入真空容器內(nèi)，對容器抽真空，得到不同質(zhì)量數(shù)氣體的特征峰對應(yīng)的離子流大小，作為本底值；然后向真空容器依次分別引入不同示漏氣體的標(biāo)準(zhǔn)漏率，通過質(zhì)譜分析得到不同示漏氣體標(biāo)準(zhǔn)漏率對應(yīng)的離子流大小，關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)漏孔；向航天器測試組件不同的被檢密封系統(tǒng)內(nèi)充入不同的示漏氣體，系統(tǒng)穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜分析，得到各個不同密封系統(tǒng)泄漏后反應(yīng)出來的實際離子流大小；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)漏率和對應(yīng)的離子流的比值，就可以得到不同密封系統(tǒng)的實際漏率值。

進(jìn)一步地，所述測量方法包括以下步驟：

1)將總裝后的航天器放入真空容器中，對容器進(jìn)行粗抽；

2)容器粗抽達(dá)到優(yōu)于5Pa后，啟動分子泵對容器進(jìn)行抽高真空，同時關(guān)閉粗抽機組；