Гелиевый масс-спектрометрический течеискатель ZQJ
Гелиевый течеискатель ZQJ предназначен для высокочувствительного обнаружения и измерения потоков утечек при контроле герметичности изделий, узлов, трубопроводных систем и вакуумных камер. Прибор ориентирован на эксплуатацию в производственном контроле и испытательных лабораториях и обеспечивает воспроизводимые результаты в полном цикле «испытание — анализ — заключение» с документируемой прослеживаемостью измерений.
Физические основы и принцип действия
В измерительном тракте ZQJ формируется ионный ток, пропорциональный количеству ионов пробного газа. Аналитический блок выполнен на базе магнитного масс-спектрометра, селективно настроенного на регистрацию ионов гелия с отношением m/z = 4. Газ из контролируемого объёма поступает во вход течеискателя, ионизируется в источнике, затем ускоренные ионы разделяются в магнитном поле по радиусу траектории и фиксируются ионным коллектором. Регистрируемый электрический сигнал пропорционален потоку He и отображается в единицах Па·м³/с.
Утечка трактуется как поток гелия, поступающий в изделие при вакуумном методе или выходящий из него при испытаниях под избыточным давлением. Использование гелия обусловлено его химической инертностью, безопасностью, высокой диффузионной подвижностью и низким природным фоном порядка 5 ppm, что обеспечивает высокий контраст и надёжную селективность измерений.
Состав и компоновка прибора
В корпусе размещены масс-спектрометрический анализатор, высоковакуумная ступень (турбомолекулярный насос), форвакуумная ступень и вакуумная система в сборе. Испытательный порт расположен на верхней панели и выполняется в стандарте KF-25 либо в ином фланцевом исполнении по заказу. Подключение объекта контроля выполняют через согласованную присоединительную оснастку, исключающую паразитные подсосы и влияния монтажных утечек на результат.
Режимы измерений
Течеискатель поддерживает два вакуумных режима: «Вакуумный метод — Нормальный» и «Вакуумный метод — Массивная течь» с автоматическим либо ручным переключением. Режимы различаются точкой ввода пробного газа в насосный тракт: в нормальном режиме поток направляется на высоковакуумную ступень для достижения максимальной чувствительности, при массивных течах поток подают на форвакуумную часть, что повышает устойчивость работы при больших расходах. Для точной локализации дефектов в изделиях, заполненных гелием или гелиево-воздушной смесью под давлением выше атмосферного, реализован щуповой режим с непрерывной индикацией потока.
Исполнения и варианты комплектации
Линейка ZQJ включает пять исполнений без брендовых уточнений в индексе. Базовая модификация ZQJ-3200 оснащается встроенным форвакуумным насосом. Версия ZQJ-3200I предназначена для работы с внешней форвакуумной инфраструктурой. Исполнение ZQJ-3200K поставляется с внешним масляным насосом на тележке. Исполнение ZQJ-3200G комплектуется внешним безмасляным насосом на транспортировочной тележке. Модификация ZQJ-3200U имеет встроенный безмасляный форвакуумный насос и применяется в чистых процессах. Выбор исполнения выполняют по требованиям к чистоте вакуума, мобильности, допустимому фону углеводородов и технологической схеме испытаний.
Условия эксплуатации
Прибор рассчитан на работу при температуре окружающей среды от +10 до +35 °C, относительной влажности до 80 % без конденсации и атмосферном давлении 84…106,7 кПа. Для щупового метода рекомендуется применять гелий чистоты не ниже He 4.6 (≥ 99,996 %), а для процессов с повышенными требованиями к чистоте вакуума — He 5.0. Для минимизации дрейфа нуля и стабилизации фона целесообразно выдерживать течеискатель в рабочих условиях до 30 минут после включения.
Технические и метрологические характеристики
Единица потока Па·м³/с определена согласно ГОСТ 8.417-2002 (п. 5.2.1). Основные метрологические параметры течеискателя приведены в таблице.
Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
|---|---|
| Диапазон измерений потока газа в вакууме по входу течеискателя в режиме «Нормальный», Па·м³/с | 1·10⁻¹² … 1·10⁻¹ |
| Диапазон измерений потока газа в вакууме по входу течеискателя в режиме «Массивная течь», Па·м³/с | 1·10⁻⁹ … 1·10⁻¹ |
| Пределы допускаемой относительной погрешности в режиме «Нормальный», % | ± (0,15 + Qнпи/Qизм)·100 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности в режиме «Массивная течь», % | ± 50 |
| Qнпи — нижний предел измерений; Qизм — измеренный поток. | |
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон показаний потока газа в режиме «Метод щупа», Па·м³/с | 5·10⁻⁹ … 1·10⁻² |
| Габаритные размеры прибора (Д×Ш×В), мм, не более | 545 × 430 × 380 |
| Напряжение питания переменного тока, В | 220 ± 22 |
| Частота питающей сети, Гц | 50 ± 1 |
| Рабочий диапазон температур, °C | +10 … +35 |
| Относительная влажность, %, не более | 80 |
| Атмосферное давление, кПа | 84 … 106,7 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 15 000 |
| Средний срок службы, лет | 12 |
Рекомендации по применению
При вакуумном методе следует контролировать фоновый уровень He в помещении, исключать постоянные источники гелия рядом с воздухозабором прибора и выполнять проверку нулевого уровня перед серией измерений. Чувствительность течеискателя в начале и в конце смены подтверждают эталонной гелиевой течью. При использовании щупового метода оптимальная скорость сканирования составляет 0,10–0,15 м/мин, расстояние от насадки до поверхности — не более 5 мм. При обнаружении крупных утечек рекомендуется переходить в режим «Массивная течь» для предотвращения перегрузки анализатора и ускоренного загрязнения насосного тракта. Оформление результатов выполняют с привязкой к ГОСТ Р 50.05.01-2018, ISO 20485 и внутренней СТО предприятия.
Комплектность поставки
| Наименование | Обозначение | Количество |
|---|---|---|
| Течеискатель | в соответствии с заказом | 1 шт. |
| Комплект ЗИП | — | 1 комплект |
| Кабель питания | — | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | — | 1 экз. |
| Паспорт | — | 1 шт. |
Тара, упаковка, хранение и транспортирование
Поставка выполняется в транспортной таре, обеспечивающей защиту прибора от ударов и вибрации. Хранение допускается в закрытых вентилируемых помещениях при температуре +15…+40 °C и влажности до 80 % при отсутствии агрессивных примесей. Условия хранения соответствуют группе 2 по ГОСТ 15150-69. Перевозка допускается любым закрытым транспортом, включая воздушный, при исключении воздействия осадков и механических нагрузок.
Требования по надёжности
Средняя наработка до отказа составляет не менее 15 000 ч при типовой эксплуатационной нагрузке. Средний срок службы — 12 лет при соблюдении регламентов обслуживания, своевременной замене фильтров и расходных материалов, а также корректной эксплуатации вакуумного тракта.
Меры безопасности
Недопустима эксплуатация в системах с высокой запылённостью, аэрозолями масла или примесями, способными загрязнять насосную и аналитическую части. Присоединение и отсоединение вакуумных линий выполняют при закрытом вентиле перед прибором и после выравнивания давления до атмосферного. При работе с гелием следует соблюдать требования промышленной безопасности при обращении с баллонами и обеспечивать нормальную вентиляцию помещения во избежание локального снижения содержания кислорода.
Гарантийные обязательства
Изготовитель гарантирует соответствие течеискателя эксплуатационной документации при соблюдении требований транспортирования, хранения, монтажа и эксплуатации. Гарантийный срок составляет 12 месяцев с даты ввода в эксплуатацию, но не более 18 месяцев с даты поставки.