如果 Seff 充分增加,则一直可以达到指定的极限(工作)压力,而不受漏率 qL 的影响。
然而,在实践中,由于经济和设计原因(投资成本高,空间需求高),想要提高 Seff 可能无法实现。
如果真空系统中未达到所需的极限压力,通常有两种原因:
1. 存在漏点和/或
2. 气体从容器壁排出和密封件释气。
为了区分这两种原因,可以使用质谱仪或与时间相关的压升检测进行分压分析。由于使用压升检测只能确定是否存在漏点,而不能确定漏点在系统中的位置,建议使用氦检漏仪,这样可以更快地确定漏点位置。
要大致了解漏孔的几何尺寸与相关漏率之间的相关性,可以根据以下所述进行粗略估算:
假设有一个通过阀封闭的真空容器,容器壁上有一个直径为 D = 1 cm 的圆孔。容器外部为大气压力 (p = 1013 mbar),内部为真空。当阀打开时,空气以声速 (vs = 330 m/s) 通过 A = π·(D2/4) ~ 0.79 cm2 的开口横截面流入容器。流入容器的空气量为 qL(air) = p·vs·A ~ 2.6·104 mbar·l/s。
如果所有其他条件保持不变,让氦气以其 970 m/s 的声速流入孔中,则氦气漏率 qL(氦气)约为 7.7·104 mbar·l/s,因此漏率要高得多。
氦气凭借这种更高的“灵敏度”被用于检漏,并依此开发和量产了基于氦气的高灵敏度检漏仪。
图 1 所示为孔径与空气漏率之间的相关性,“1 cm 孔”的 qL(空气)近似值等于 104 mbar·l/s。
该表显示,当孔径 D 减小至 1 µm = 0.001 mm(= D 减小至 1/10000 )时,漏率将达到 1.0·10-4 mbar·l/s,该值在真空技术中已代表严重漏气(请参阅上面的经验法则)。
漏率为 1.0·10-12 mbar·l/s 时,对应的孔径为 1 格斯特朗(Å);这是现代氦检漏仪的检测下限。
由于很多固体的晶格常数为几个 Å,而一些小分子和原子(H2、He)的直径约为 1 Å,这种固体的固有渗透性可使用氦检漏仪进行计量记录。为此,人们开发了漏率非常小并经过校准的检漏漏点。这代表可测量出的“泄漏”,并不等于因材料或接头存在缺陷而导致了“泄漏”。