Галогенный метод

Способы:

• щупа;
• обдува.

Галогенный метод основан на регистрации проникающего через течи пробного газа по увеличению эмиссии положительных ионов с накаленной металлической (платиновой) поверхности при попадании на нее галогенсодержащих веществ.

Чувствительный элемент (представлен на рисунке в правой части) преобразователя представляет собой коаксиальный диод, состоящий из эмиттера и коллектора, закрепленных на керамическом основании. Между ними создается электрическое поле напряжением около 250В. Эмиттер выполнен в виде керамической трубки с навитой платиновой спиралью прямого накала. Спираль нагревается переменным током до температуры 800°С. Появление ионного тока при галогенном эффекте обусловлено ионами щелочных металлов, образующимися в результате ионизации на поверхности платинового эмиттера и попадающих на эту поверхность в результате испарения из нагретой керамической трубки. С нарастанием слоя ионов на поверхности эмиттера эмиссия ионов практически прекращается.

Поступающие к поверхности эмиттера галогены вступают в химическое взаимодействие с ионами щелочных металлов, в результате чего поверхность эмиттера в большей или меньшей степени освобождается от адсорбированных ионов, что приводит к возрастанию силы ионного тока. Эмитируемые ионы поступают на второй электрод – коллектор, выполненный в виде коаксиальной платиновый трубки и соединенный с усилителем постоянного тока. При прекращении поступления галогенов поверхность эмиттера вновь покрывается слоем ионов щелочных металлов, а сила ионного тока уменьшается до фонового значения.

Концентрация галогенов в воздухе, регистрируемая при испытаниях, может быть весьма мала (до 10^-6%), но при поступлении к эмиттеру большого количества галогенов возникает эффект «отравления». Проявляется он в виде частичного или полного прекращения эмиссии ионов и, следовательно, потери чувствительности, которые восстанавливаются при работе в атмосфере чистого воздуха.

Галогенный эффект наблюдается как при атмосферном давлении, так и в вакууме. Поэтому галогенный метод реализуется с применением двух типов преобразователей: для атмосферных и вакуумных испытаний

Отечественной промышленностью выпускаются галогенные течеискатели с автономным питанием типа БГТИ-7/1, МГТИ-2, ГТИ-8, ИГС-1. Все перечисленные течеискатели представляют собой портативные переносные приборы, состоящие из выносного преобразователя (щупа) и регистрирующего блока, соединённых электрическим кабелем. На их основе могут быть проведены испытания как в атмосферных условиях, так и в вакууме (при использовании специальных насадок, выделяющих кислород).

Чувствительность течеискателей регулируется изменением тока накала преобразователя и усилителем постоянного тока. Предусмотрена возможность компенсации начального (фонового) тока преобразователя. Обнаружение течи сопровождается звуковыми и световыми сигналами. Порог чувствительности к фреону галогенных течеискателей с атмосферным преобразователем 1∙10^-7 м³∙Па/с. Достигаемый порог чувствительности к парциальному давлению фреона 12 для вакуумных преобразователей составляет 1∙10^-6 Па, это соответствует порогу чувствительности к потоку 1∙10^-9м³∙Па/с при эффективной быстроте откачки 1∙10^-3 м³/с.

В качестве пробных газов наиболее часто используют галогеносодержащие вещества: фреоны 12, 13, 22, хладоны 113, 134. Могут регистрироваться и другие вещества, например, элегаз (шестифтористая сера SF₆), четыреххлористый углерод, хлористый метил. Фреоны - химически инертные и малотоксичные вещества с достаточно большими молекулярной массой и вязкостью. Но они имеют один существенный недостаток с точки зрения экологии – фреоны разрушают озоновый слой в атмосфере.

Испытания галогенным течеискателем можно начинать только после того, как грубые течи устранены или установлено, что они отсутствуют. Это правило важно иметь в виду из-за эффекта «отравления» преобразователя и нестабильности фонового сигнала при повышенной концентрации фреона, а также когда потери пробного вещества нежелательны по экономическим или экологическим соображениям. После проведения контроля пробный газ должен быть удален из объекта за пределы рабочего помещения.

Испытания можно производить чистым фреоном или смесью фреона с воздухом. Необходимо учитывать, что давление фреона ограничивается упругостью его паров при температуре испытаний. Так, например, при температуре 20°С давление паров фреона составляет 0,57 МПа

Способ вакуумной камеры или способ обдува применяется для определения суммарной негерметичности объектов. Порог чувствительности способа 1∙10^-8 м³Па/с.

Сущность способа заключается в том, что контролируемое изделие помещается в герметичную металлическую камеру. К камере подсоединяется течеискатель через систему вспомогательной откачки, после чего в изделие подается под давлением гелий. При наличии течи контрольный газ в результате перепада давлений поступает в вакуумируемый объем, соединенный с течеискателем.

Способ щупа применяется для определения локальной негерметичности объектов. Порог чувствительности способа 1∙10^-7 м³Па/с.

Сущность способа галоидного щупа заключается в том, что испытываемое изделие, предварительно отвакуумированное, наполняется хладоном или смесью хладона с воздухом до давления выше атмосферного. В результате перепада давлений хладон проникает через имеющуюся неплотность и улавливается щупом течеискателя, соединенным электрическим кабелем с измерительным блоком течеискателя. Контроль следует начинать с верхних участков изделия с постепенным переходом к нижним, поскольку хладон тяжелее воздуха, во избежание ложных отбраковок. Скорость перемещения щупа по поверхности изделия не должна превышать 5…10 мм/с, при расстоянии до поверхности изделия 0…0,5 мм. Увеличение этого расстояния до 2 мм снижает чувствительность в 3…4 раза.

Схема испытаний способом щупа

1 - датчик давления (манометр), 2 - щуп, 3 - течеискатель, 4 - объект испытания, 5 - вентиль, 6 - предохранительный клапан

Атмосферный преобразователь течеискателя ТИ2-8

1 - чувствительный элемент, 2 - вентиляторное устройство, 3 - прозрачный колпак, 4 - неоновая лампа, 5 - радиатор