如果您组装不得泄漏的产品，氦气是您的质量控制过程的关键成分。

氦气使气球漂浮起来，使你的声音刺耳，但如果你组装的产品绝对不会泄漏，这种惰性气体是质量控制过程的关键成分。

气囊充气机是一个很好的例子。空气袋通过爆炸性化学反应或高压压力的释放膨胀。前者不能容忍车辆使用寿命的任何水分进入。后者不能负担任何压力损失。

烟火充气器的泄漏率规格从10 ^－5 到10 ^－6 每秒大气立方厘米（ATM-CC / SEC）。由于气体分子小于水分子，所以压缩气体充气器的规格甚至更小：10 ^－7 到10 ^－8 atm-cc /秒。探测这么小泄漏的唯一方法是使用氦检漏仪。

“氦泄漏探测器可以在24小时内发现一个香槟泡沫的大小泄漏，”销售和营销总监Chris Goebel说 Ulvac Technologies Inc.

因为氦检漏仪比空气检漏仪更灵敏，也更昂贵，所以它只用于最关键的部件。在汽车行业，他们测试燃油轨、轮辋、油冷却器和空调部件。在电器工业中，他们检查气体管道和制冷剂盘管。在医疗设备行业，他们测试起搏器和植入式输液泵。

“我们有一个客户指定了10的泄漏率 ^-11年 该公司的泄漏检测市场经理约翰·麦克拉伦说 Varian Inc.

它是如何工作的

氦泄漏测试可以通过多种方式进行。最常见的是，组装用氦气加压并放置在真空室内，解释了Jacques Hoffman，总裁 InterTech的反应如何发展有限公司 在从腔室中抽空空气之后，调谐到氦气的质谱仪样品在腔室内部样品。如果检测到氦气，则部件泄漏。

腔室通常是专门为测试组件设计的，以减少必须排出的空气量，从而减少循环时间。

在真空方法的一种变化中，空气不从测试室中抽真空。相反，加压组件只是被单独放置一段时间，让逸出的氦在舱内积聚。如果氦的浓度增加，则总成有泄漏。

对于累积法，“浓度的变化与腔体的体积成反比，与泄漏率成正比，”奎因·塔利解释道 辛辛那提测试系统公司 “体积越大，浓度上升越慢。泄漏率越高，浓度变化越快。我刚看了一个需要96分钟才能检测到泄漏的应用程序。显然，这是不切实际的。”

“抽真空的好处是你可以测试更低的泄漏率，”霍夫曼补充道。“累积法更便宜，但速度更慢，准确率也更低。”

第三种氦气泄漏测试方法则相反。腔室被氦气加压，一个真空被绘制在组件的内部。在这种情况下，传感器寻找氦从外部穿透组件。

“质谱仪技术可以衡量任何大小的泄漏，下降到.​​.. 5 x 10 ^-12年 atm-cc /秒。这是一个非常非常小的泄漏，”麦克拉伦说。

第四种变型省去了真空室。该装置用氦气加压，嗅探器探头对疑似泄漏点(如钎焊或焊接接头)周围的空气进行取样。空气流过一层加热的石英薄膜，而石英薄膜只对氦具有渗透性。样品中的任何氦气都将流过膜，然后被传感器检测到。这种探头通常是手持的，但也可以连接到机器人上进行自动化测试。

探测方法的另一种替代方法则相反。真空被绘制在组件的内部。然后，探测器不再从空气中吸入氦气，而是将氦气吹到可能的泄漏点。如果有泄漏，氦会被吸入组件，然后被传感器检测到。

塔利说，腔室方法可以量化泄漏的大小，但不能确定泄漏的位置。探测方法可以识别泄漏源，但不能确定程序集泄漏了多少。

测试的速度取决于零件的大小，它将被加压多少，以及真空室的大小和真空被拉的大小。

戈贝尔记得一位生产轮胎圈的客户。他说:“公司八小时一班的生产能力是2000个轮辋，这是很大的工作量。”“你会看到8秒的测试时间，这是相当了不起的(考虑到)，你必须疏散腔室，给部件充电，进行测试，并排放所有东西。”

优化过程

像空气的泄漏测试一样，基于氦的泄漏测试需要注意细节。过程控制中的失误将导致误报，假阴性和挫折。

清洁对于准确的结果至关重要。“氦气极为克林，”巴埃贝尔解释道。“它将坚持尘埃颗粒。与氦分子相比，灰尘颗粒非常大。“

如果仪器在测试中检测到氦，这可能并不一定意味着部件在泄漏。氦可能来自粘附在舱内灰尘或尘埃上的残余气体。

“工作区应定期用蒸馏水和异丙醇清洗，”Goebel建议。“清洁度在泄漏测试中遵循敬虔。”

同样重要的是确保系统本身不会泄漏氦。o形环和垫圈必须清洁，光滑，没有撕裂或划痕。

戈贝尔回忆说，有一个客户在测试从生产线上下来的变速器外壳时泄漏。他表示:“我首先注意到的是(零件上)所有这些金属颗粒，而操作人员没有清除它们。”“当我检查o形环时，发现里面有切口和刻痕。它并没有把零件密封起来。由于测试是在非常高的压力下进行的，大量的氦会逸出并产生错误的读数。”

同样，组装人员需要控制测试环境中氦的背景水平。氦是一种理想的泄漏测试示踪气体，因为它在大气中相对稀少。它的浓度是百万分之五。系统泄漏或不良的通风操作可能导致氦的本底水平上升到5 ppm以上，这可能导致假阳性测试。

戈贝尔记得一位制造散热器的客户。“早上，泄漏测试系统运行良好，”他说。“到了下午，环境中残留了太多的氦，以至于该部件的氦本底水平实际上处于及格和不及格的极限。”

如果组装者没有回收和重复使用氦气，则测试气体应排到建筑物外。泵的位置要有策略，并要定期维护。真空管路应该无泄漏。

“有些顾客将使用干燥的氮来从系统中吹扫大气氦气，”塔利加入。“在艰难的应用中，你不能依靠被动措施来控制背景氦气。”

保护氦

由于萎缩的供应和需求上升，自2007年以来氦的价格急剧上升。因此，汇编者越来越多地寻找减少氦成本的方法。

一种方法是在测试中使用更少的氦。不是100%的氦气，而是氦气和空气或氦气和氮气的混合物。

“如果你在测试中使用100%的氦，我几乎可以保证你使用的氦比你需要的多，”Goebel断言。“如果你进行实验设计……你会发现，将氦气与空气或氮气混合可以降低成本。”

如果组装者在测试中使用较少的氦，他们可能必须通过提高测试部分的压力或降低腔内的真空来进行补偿。例如，如果用100%的氦气将部件加压到20psi，它可能需要用50%的氦气混合物将部件加压到40psi，或者用10%的氦气混合物将部件加压到90psi。这可能会增加整个循环时间。

麦克拉伦说，一些制造商通过使用一种基于空气的泄漏测试方法来筛除组件的总泄漏，从而节省氦。如果零件有严重的泄漏，没有必要花费昂贵的氦去寻找微小的泄漏。

另一种节省氦的方法是回收和再利用气体，而不是把它排到外面。Goebel说:“从2004年到2008年，10个销售机会中有9个是自动泄漏测试系统，1个是氦回收设备。”“今天,逆转。我们现在得到的10条线索中有8条是关于氦回收系统的。”

除了控制器、阀门和管道，氦气回收系统还包括几个储罐、一个或多个压缩机和一个气体分析仪 真空仪器公司。 典型的系统比一款大型家用冰箱更大。

在泄漏试验结束时，氦从组件中释放并排放到真空罐。从那里，它在压力下泵送到一个或多个额外的罐。在每个阶段，氦通过高效的热交换器，以除去在压缩期间产生的热量。最终压缩机输出到对测试组件加压的罐。当它到达最终罐时，氦气应压缩至超过测试部件所需的压力的25％。

这种系统可以在测试期间恢复多达98％的氦。Wilkinson表示，如果汇编器每天消耗630美元，恢复系统将在不到两年的时间内为自己支付。

组装线上
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