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氢气检漏法

1、氢气检漏法的基本原理

氢气检漏法是一种用5%的氢气和95%的氮气的混合

气作为示踪气体进行检漏,称作氢氮混合气检漏法,或氢气检漏法。

5%氢气与95%氮气的混合气体是不可燃的(ISO10156国际标准),无

毒性和腐蚀性,也不会对设备和环境产生不利影响。氢气作为检漏使

用的示踪元素,有着很多独一无二的优点。

氢的分子量与氦气相近,是所有化学元素中,分子量最

小、最轻的元素,有很好的扩散性,逃逸性很强,吸附及粘滞性很低。

由于氢分子移动速度要高于其他分子,因此使用安全的低浓度氢气作

为示踪气体,可以有着更快的响应速度和更好的检漏精度。基本工作

原理是使用新开发的氢气传感器,其采用的是催化反应和热电转换功

能相结合的工作原理,将元件本身产生的电压转换成信号,不仅提高

了可检测浓度范围,还不易受到外界温度的影响。新开发的热电式氢

气传感器由热电转换膜及其表面上部分形成的铂触媒膜组成,氢与触

媒的发热反应引起的局部温差,利用热电转换膜转换为电压信号。只

要使用高性能的热电材料就可得到足以完成检测任务的信号。氢气检

漏法只对其示漏气体氢气有响应信号,而对其他气体没有响应,属于

唯一性检漏性检漏方法。一旦出现信号响应,说明有氢气通过漏孔进

入被检件中,从而指示漏孔的位置与大小。

2、氢气检漏法主要设备

(1)、检漏仪:日本扶桑的FER-HDV和FER-HDC检漏仪器内部结构

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坚实、可靠,无需进行保养、维护,因此特别适用在制冷行业及其他

工业制造环境中。此产品已经在中国三花集团、LG、三星、泰国东芝

冰箱等客户中适用,相信它将在制冷行业中有很大的作为。

图1:日本扶桑氢气检漏仪的气体流路图

图1显示:被取样的气体通过探头时,经过灰尘过滤器

和活性炭过滤器过滤,经由主机内部被设置了的电磁阀门,与气体传

感器接触。流量经过传感器后部的流通量传感器进行数字处理后,在

液晶显示器上表示出来。同时,流量的控制用主机后面的针形电子管

进行控制。同时,氢气传感器的流路根据电磁阀门将取样气体分为气

体取样调查用和室内空气取样调查用两种,没被使用的气体传感器经

从空气取样调查口发送空气,而使用中的气体传感器则保持同一状

态。

(2)、示踪气体充注器:示踪气体充注器操作简便,只需一个按键,

就可以完成对检测管道的充气和排气过程。

图2:氢气检漏法工艺图

备注:1-检漏仪;2-示踪气体充注器;3-辅助阀;

4-被检件;5-氢氮混合气瓶;6-阀门

氢气检漏仪可以和示踪气体注入器以及其他很多实用的附件相连接,

并可以在各种恶劣的工业环境中正常使用。此仪器小巧坚固,操作简

单,打开电源预热后即可使用。如果需要改变原先的设置,则可以通

过液晶面板上的显示菜单来进行更改操作。由于氢气的逃逸速度非常

快,这样在环境中氢气浓度非常小并在此背景浓度下将不影响检漏的

进行。因此使用氢氮混合气检漏法不需要很高要求的本底环境,无需

象氦气检漏一样设置专用的检漏室。这种检漏法将在真空,制冷等其

他行业的检漏技术中使用范围广,性能好,灵敏度高。

二、氢气检漏法与氦气检漏法的对比

制冷、空调行业检漏技术的现状:在产品部件生产过程

中,目前常使用氦检漏技术来查找微小的泄漏,而保压测试和水浴法

常被用来检测较大的泄漏。产品装配完成并充入制冷剂之后,可能在

出厂前还会使用卤素检漏仪对整个产品再进行一次检漏。由于保压测

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试和水浴法最高只能检出10mbar·l/s左右的泄漏,因此长期以来,

氦检漏技术是制冷、空调行业中唯一的检小漏的手段,吸枪式氦检漏

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技术一般可以检出10mbar·l/s左右的泄漏。但是,以氦气作为示

漏气体,也有一些不足之处,例如,橡胶、塑料等有机材料常常会吸

收氦气,然后还会在吸收后慢慢地释放出来;所有的氦气检漏仪器机

构的离子收集板,对氦气都会产生产生记忆效应,即氦离子打到离子

收集板上,并储存一定时间,然后再慢慢释放出来,从而造成本底的

噪音等问题。

表1:氢气检漏仪与吸嘴式氦质谱检漏仪

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