So verkürzen Sie die Messzeit eines Helium-Lecksuchers

Anbieter zum Thema

BD|SENSORS GmbH

asecos GmbH

Edwards GmbH

Pfeiffer Vacuum GmbH

Beispiel: Leckprüfung einer Kammer

Eine Kammer soll mit einem Lecksucher ohne weitere Hilfspumpen geprüft werden. Eine Undichtigkeit haben wir mittels eines Prüflecks mit einer Leckagerate von 1·10^-6 Pa·m³·s^-1 (1·10^-5 mbar·l·s^-1) simuliert. Bei einem Kammervolumen von 180 Litern und einer effektiven Saugleistung des Lecksuchers von 1 l/s beträgt die Zeitkonstante 180 Sekunden. Der Prüfer müsste also drei Minuten warten, bis das Signal auch nur 63 % seiner tatsächlichen Intensität erreicht hat und auch genauso lange Helium auf die Leckstelle sprühen. Tatsächlich wird nur deutlich kürzer gesprüht (in unserem Beispiel eine Sekunde), was sich in einer reduzierten Signalintensität auswirkt. Um zügig wieder einen niedrigen Untergrund zu erreichen, wurde das Leck nach 20 Sekunden mit heliumfreiem Stickstoff gespült.

Bildergalerie

Das geringe Saugvermögen führt zu dem in der Grafik (siehe Bildergalerie, Grafik oben) gezeigten langsamen Signalanstieg mit zeitlicher Verzögerung des Signals. Die angezeigte Signalintensität ist 50-fach kleiner als der Wert des Prüflecks. Auch der langsame Abfall bis zum Erreichen des Helium-Untergrundsignals ist für die Praxis wenig tauglich. Nach jedem Sprühen muss man fünf bis zehn Minuten warten, um den nächsten Test durchführen zu können. Die Grafik Mitte zeigt die Wirkung eines parallel geschalteten Pumpstands mit hohem Saugvermögen auf das zeitliche Ansprechverhalten. Der Signalanstieg ist deutlich steiler, insbesondere ist auch das Signal-Abklingverhalten bis auf Untergrund-Niveau wesentlich beschleunigt.

Die Signalintensität ändert sich allerdings kaum. Der Pumpstand wirkt durch die Parallelschaltung zum Lecksucher als konkurrierender Pumpstand, der den größten Teil des Prüfgases absaugt. Damit kann dieser Anteil des Heliums nicht mehr mit dem Lecksucher nachgewiesen werden. Die Grafik unten zeigt Ansprech- und Abklingverhalten einer Reihenschaltung von Hochvakuumpumpe und Lecksucher.

Das hohe Saugvermögen der Turbopumpe führt zu einem Signalanstieg auf den nominellen Wert des Prüflecks innerhalb kürzester Zeit. Auch das Abklingverhalten ist deutlich beschleunigt. Im Vergleich zur Grafik oben haben sich aber nicht nur Anstiegs- und Abklingverhalten beschleunigt, auch die Signalintensität wird jetzt korrekt wiedergegeben und erhebt sich um vier Dekaden aus dem Untergrund – bei der Messung mit dem Lecksucher allein war es gerade einmal Faktor 10.

Fazit

Eine Turbopumpe als Booster hat bei der Lecksuche folgende Wirkungen:

• schnelle Signalanstiegszeit,

• schnelle Signalabklingzeit,

• Vermeidung einer zeitlichen Verschmierung des Signals.

Neben dem gesunkenen Zeitbedarf für die eigentliche Lecksuche sind auch Ersparnisse, z.B. durch Anlagenstillstand und Produktionsausfall, zu erwähnen. Ein an der zu prüfenden Kammer angeschlossenes externes Prüfleck ist zur Messung des Zeitbedarfs und der Signalverläufe dringend zu empfehlen.

* Der Autor arbeitet im Technical Support bei der Pfeiffer Vacuum GmbH, Aßlar.

(ID:44101474)