Die Leckprüfung mit Helium-Massenspektrometrie ist eine präzise Methode zur Erkennung und Messung von Leckagen in verschiedenen Systemen. Genaue Berechnungen sind unerlässlich, um die Ergebnisse richtig zu interpretieren und die Systemintegrität zu gewährleisten. Dieser Artikel beschreibt die wichtigsten Berechnungen bei der Prüfung von Helium-Lecks.

Grundprinzipien der Helium-Leck-Tests

Helium wird wegen seiner geringen Atomgröße und seiner inerten Natur verwendet. Während der Prüfung wird Helium in das System eingeführt und ein Massenspektrometer erkennt Helium, das durch Leckagen austritt. Das primäre Ziel besteht darin, die Leckrate oder die Größe des Lecks auf der Grundlage des nachgewiesenen Heliums zu bestimmen.

Berechnung der Leckagerate

Die Leckrate wird typischerweise in Einheiten wie Standardkubikzentimeter pro Sekunde (sccs) ausgedrückt und kann mit folgender Formel berechnet werden:

Leckrate = (Erkennter Heliumfluss) / (Testdruck)

Der ermittelte Heliumfluss wird mit dem Massenspektrometer gemessen, und der Prüfdruck ist die Druckdifferenz während der Prüfung; eine genaue Messung dieser Parameter ist für zuverlässige Ergebnisse entscheidend.

Bestimmung der Leckgröße

Die Leckagegröße kann auf der Grundlage der Leckrate und der Eigenschaften von Helium geschätzt werden; bei der Berechnung wird die Hagen-Poiseuille-Gleichung für den Laminarfluss verwendet, vereinfacht für Gase:

Leckagedurchmesser = √( (4 × Leckrate × Viskosität) / (π × Druckdifferenz) )

Dabei ist die Viskosität die dynamische Viskosität von Helium und die Druckdifferenz der Druck über das Leck; diese Berechnung ergibt eine Näherung der Öffnungsgröße des Lecks.

Zusätzliche Überlegungen

Temperatur, Systemvolumen und Heliumreinheit können Messungen und Berechnungen beeinflussen, eine ordnungsgemäße Kalibrierung und kontrollierte Prüfbedingungen sind für eine genaue Leckerkennung und -quantifizierung unerlässlich.