Масс-спектрометрический метод
Наиболее распространенным в вакуумной технике методом контроля герметичности и поиска течей является масс-спектрометрический метод, обладающий высокой чувствительностью. Основным элементом течеискателя является масс-спектрометрический анализатор, представляющий собой масс-спектрометр с магнитным отклонением пучка ионов.
Принцип действия демонстрируется на рис 2, на котором показана масс-спектрометрическая камера течеискателя, предназначенного для работы с гелием в качестве пробного газа. Электроны, эмитируемые катодом 9, попадают в камеру ионизации 8. Источник питания катода 11 подключен к анализатору через фланец 10. В случае негерметичности вакуумной системы, обдуваемой пробным газом, молекулы гелия через фланец 5 проникают в камеру ионизации. Положительные ионы гелия ускоряющим напряжением направляются в камеру магнитного анализатора 6. Ускоряющее напряжение Еy и магнитная индукция В подбираются таким образом, чтобы ионы гелия, прошедшие через входную щель 7, двигаясь по траектории 4, попали в выходную щель 2. Остаточные газы по траектории 3 разряжаются на стенках анализатора.
Рис. 2 Масс-спектрометрический течеискатель
Гелиевые течеискатели нашли широкое применение в промышленности. Метод универсален, позволяет контролировать изделия любых габаритов. В то же время масс-спектрометр довольно сложный, дорогой и громоздкий прибор, требует вакуума для своей работы. Если нет необходимости в достижении высокой чувствительности, масс-спектрометрический метод течеискания заменяют другими, более простыми методами.
Метод высокочастотного разряда заключается в том, что при приближении электрода высокочастотного трансформатора к месту течи образуется направленный разряд. Появление разряда связано с понижением давления воздуха в месте течи и улучшением условий электрического пробоя газового промежутка. Этот метод удобен для определения течей в стеклянных вакуумных системах.
Галогенный метод основан на свойстве нагретой поверхности чувствительного элемента, изготовленного из платины или из никеля, резко увеличивать эмиссию положительных ионов при наличии в пробном газе, проникающем через сквозные дефекты контролируемого объекта, галогенов или галогеносодержащих веществ. Обычно в качестве пробного газа используют галогеносодержащие вещества: фреон, хладон, хлористый метил и т.д. Работа галогенного течеискателя осуществляется следующим образом: через чувствительный элемент течеискателя, выполняющий функции анода, прогоняется с помощью насоса анализируемый газ. Анод, испускает ионы содержащихся в нем примесей щелочных металлов (натрия, калия). Под действием разности потенциалов между анодом и коллектором ионы движутся к коллектору. Ток является измеряемой величиной. Галогены способствуют процессу ионизации щелочных металлов и их присутствие резко увеличивает ток. Галогенный течеискатель сравнительно несложный и легкий прибор.
Люминисцентный метод использует проникновение раствора люминофора в капиллярные течи. Проверяемый объект длительное время выдерживается в растворе люминофора. После удаления люминофора с поверхности объекта заполненные капилляры легко обнаруживаются в виде точек и полос при облучении ртутно-кварцевыми лампами. Люминофор-люмоген- дает желтое или красное свечение, которое легко отличить от ложных сигналов зеленоватого свечения, возникающего от воздушных пузырьков в стекле, или голубоватого свечения жировых поверхностных загрязнений.
Радиоизотопный метод обнаружения течей состоит в том, что испытуемые объекты в течение некоторого времени выдерживаются в атмосфере радиоактивного газа. После удаления радиоактивного газа и тщательной очистки поверхности от радиоактивных загрязнений излучающими остаются только негерметичные приборы. Метод применяется для автоматической проверки на герметичность малогабаритных полупроводниковых приборов.
Пузырьковый метод относится к числу наиболее простых. В испытуемом объекте создается избыточное давление газа, а объект погружается в жидкость. Место течи совпадает с местом образования пузырьков. Диаметр пузырька в месте его образования равен диаметру капилляра. Погружение испытуемых объектов в нагретую жидкость сопровождается повышением давления в соответствии с уравнением газового состояния: 
, где 
, 
и 
, 
- давление и температура газа до и после нагревания.
Акустический метод основан на индикации акустических колебаний, возбуждаемых в контролируемом объекте, грунте или окружающей газовой среде (воздухе) при вытекании пробного газа или жидкости через сквозные дефекты. Молекулы пробного вещества взаимодействуют со стенками сквозных дефектов объекта и генерируют в нем колебания звукового и ультразвукового диапазонов. Эти колебания фиксируются с помощью устанавливаемого на поверхности объекта ультразвукового или виброакустического датчика течеискателя, преобразовывающего ультра звуковые колебания в электрические сигналы, передаваемые далее на показывающие и записывающие устройства течеискателя.
В настоящее время акустические методы течеискания занимают важное место в контроле герметичности трубопроводов. Контроль акустическим методом не требует применения специальных пробных веществ. Недостатком метода является относительно низкая чувствительность и влияние посторонних шумов различного происхождения.
Список использованных источников
1. Розанов Вакуумная техника. Высшая школа, 1990.
2. Демихова Ю.В., Панфилова М. Вакуумная техника. Справочник. - 3 изд. Машиностроения, 2009.
3. Течеискатели // ЗАО Промприбор URL: http://pp66.ru/katalog/kontrolya/techeiskate/ (дата обращения: 2014).
4. Масс-спектрометрический метод // Тула-Терм URL: http://snvs.ru/knigi/35-vakuumnye-texnologii-ep-sheshin/133--.html (дата обращения: 2012).
5. Выбор метода течеискания // Вактрон URL: http://techeiscatel.ru/index.php/library/lection/70-vybor-metoda-techeiskaniya (дата обращения: 2014).