Os detectores de vazamento de vácuo são equipamentos essenciais para detectar o desempenho de vedação de sistemas de vácuo ou recipientes. Seus métodos de detecção baseiam-se principalmente nas propriedades físicas do vazamento de gás em um ambiente de vácuo, medindo a mudança de pressão, a composição do gás ou as propriedades de fluxo para localizar o ponto de vazamento. Aqui estão os métodos de detecção comuns e seus princípios, etapas e cenários de aplicação:
Metodo de baixa de pressão (pressão direta)
Princípio:
A bomba de vácuo é fechada depois que a peça é submetida ao vácuo e a pressão no sistema é monitorada ao longo do tempo. Se a pressão aumenta, indica um vazamento.
Passos:
Conecte a peça de inspeção ao detector de vazamento de vácuo e bombe o vácuo até a pressão definida (por exemplo, 10-3 Pa).
Feche a bomba de vácuo e a válvula para isolar as peças inspecionadas.
Registre a curva de mudança da pressão ao longo do tempo e calcule a taxa de vazamento (por exemplo, Pa·L/s).
Características:
Vantagens: fácil de operar e adequado para a detecção rápida de grandes vazamentos.
Desvantagens: baixa sensibilidade, difícil de detectar vazamentos menores (por exemplo, < 10-6Pa·L/s).
Aplicação: tubos industriais, grandes recipientes, fornos a vácuo e outros inspeções grosseiras.
Espectroscopia de massa de hélio (alta sensibilidade)
Princípio:
Utilizando hélio como gás de rastreamento, a concentração de hélio no local de vazamento é detectada por espectrômetro de massa. As moléculas de hélio são pequenas e penetrantes, e o espectrômetro de massa pode detectar concentrações extremamente baixas (até 10-1 2 Pa·m³/s).
Passos:
Metodo de pulverização (modo de aspiração):
Pumpar vácuo para o estado de alto vácuo da peça inspecionada.
Use uma pistola para pulverizar hélio no ponto suspeito de vazamento e o espectrômetro de massa detecta o sinal de hélio com uma pistola de aspiração.
真空箱法：
A peça de inspeção é colocada em uma caixa de vácuo cheia de hélio e a concentração de hélio na caixa de inspeção é alterada através de um espectrômetro de massa.
Características:
Vantagens: alta sensibilidade, pode localizar pequenos pontos de vazamento.
Desvantagens: o custo do equipamento é alto e requer operação profissional.
Aplicações: áreas de alta precisão como semicondutores, aeroespacial e indústria nuclear.
Detecção de vazamentos de halogênio (Alternativa de Freon)
Princípio:
Usando gás halogênico (por exemplo, R12, R22) como rastreador para detectar a concentração de gás no local de vazamento através de um detector de halogênio (por exemplo, um detector eletrônico de vazamento de halogênio).
Passos:
Enviar gás halogênico pressionado na peça de inspeção.
Scanne a superfície com uma sonda de detector para observar mudanças nas leituras.
Características:
Vantagens: baixo custo, adequado para detecção de baixa e média sensibilidade.
Desvantagens: os gases halogênicos podem danificar a camada de ozônio (alternativas ecológicas são necessárias) e são menos sensíveis do que a espectrometria de massa de hélio.
Aplicações: sistema de refrigeração, ar condicionado de automóveis, etc.
Método de detecção de vazamento por ultra-som (detecção não invasiva)
Princípio:
A turbulência de gás gerada pelo vazamento emite ultrasons (acima de 20kHz) que capturam o sinal através de sensores de ultrasons e localizam o ponto de vazamento.
Passos:
Scanne a sonda de ultra-som na superfície da peça inspecionada.
Determine a localização do vazamento com base nas mudanças de intensidade e frequência do sinal.
Características:
Vantagens: não é necessário bombear vácuo ou inflar, é adequado para sistemas de pressão; Detecta vazamentos de líquidos.
Desvantagens: o ruído ambiental pode interferir com os resultados do teste.
Aplicações: detecção rápida no local de tubos, válvulas, recipientes de pressão, etc.
Metodo de Detecção de Fluorescença (Detecção Visual)
Princípio:
O corante fluorescente é injetado no sistema testado e o corante filtra no vazamento, brilhando sob a exposição a raios ultravioletas e localizado através de uma câmera ou observação de olho nu.
Passos:
Injecção de corantes fluorescentes no sistema.
O sistema operacional faz circular os corantes.
Use a luz ultravioleta para observar o ponto de iluminação.
Características:
Vantagens: Visualização intuitiva para sistemas complexos.
Desvantagens: é necessário limpar o sistema para remover os resíduos de corantes.
Aplicações: ar condicionado de automóveis, sistemas hidráulicos, etc.
Método de pressão diferencial (teste de contraste)
Princípio:
Pumpar dois recipientes idênticos (um vedado conhecido e um a ser verificado) ao mesmo tempo para comparar as diferenças de pressão entre os dois. Se a pressão do recipiente subir mais rápido, há vazamento.
Passos:
Conecte as peças a serem inspecionadas ao sistema de vácuo em paralelo com as peças padrão.
Depois de bombear o vácuo, a diferença de pressão entre os dois é monitorada.
Características:
Vantagens: elimina a interferência de fatores ambientais e melhora a precisão.
Desvantagens: requer peças padrão, operação mais complexa.
Aplicação: teste de qualidade na produção em massa.
Metodo de Detecção Cumulativa (Monitoramento de Longo Tempo)
Princípio:
Monitore a mudança de pressão ou concentração de gás dentro da peça de inspeção por um longo período de tempo e calcule o vazamento total por meio de integração.
Passos:
Isolamento após o vácuo.
Registre continuamente dados de pressão ou concentração de gás.
Análise de dados para calcular a taxa de vazamento.
Características:
Vantagens: Ideal para monitoramento a longo prazo de vazamentos muito pequenos.
Desvantagens: longo ciclo de detecção e baixa eficiência.
Aplicações: sistemas de alto vácuo, teste de vedação de naves espaciais.
Método de interferência a laser (inspeção óptica de alta precisão)
Princípio:
Usando um interferômetro a laser para detectar mudanças na refração do gás causadas por vazamentos, a localização do vazamento é calculada pela diferença de distância.
Passos:
Emitir um raio laser para a área examinada.
Análise das alterações das linhas de interferência da luz refletida ou transmitida.
Características:
Vantagens: sem contato, alta precisão (até microns).
Desvantagens: equipamento caro e operação complexa.
Aplicações: embalagem de chips semicondutores, detecção de componentes ópticos.
Resumo: base de escolha do método
Necessidades de sensibilidade: espectrometria de massa de hélio (máxima) > método de halogênio > método de redução de pressão.
Velocidade de detecção: ultra-som, fluorescência mais rápida; Espectrometria de massa de hélio mais lenta, mas precisa.
Limitação de custo: baixa pressão, ultra-som; Espectrometria de massa de hélio e laser são de alto custo.
Estado do sistema: sistema de pressão aplica ultra-som; O sistema de vácuo aplica espectrometria de massa de hélio.
Escolha o método mais adequado ou utilize uma combinação de métodos para aumentar a confiabilidade, de acordo com o cenário específico (por exemplo, produção industrial, pesquisas científicas, manutenção de campo) e os requisitos de taxa de vazamento (por exemplo, 10-³Pa·L/s ou 10-¹²Pa·m³/s).