质谱技术在新能源领域的应用

当前,全球能源短缺、气候变化问题日益严重,开发和利用环境友好型能源迫在眉睫。质谱技术能够快速识别多组分物质、鉴定未知化合物结构,在光催化反应、电催化反应以及电化学储能装置开发等能源研究领域得到了广泛应用。本文介绍了液相色谱-质谱(LC-MS)、气相色谱-质谱(GC-MS)、基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)、微分电化学质谱(DEMS)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)等技术在反应瞬态中间体、产物检测和反应机理推测方面的应用,并对质谱技术在光催化降解、光催化合成、电催化还原、电催化合成、锂离子电池以及锂硫电池等领域面临的挑战和发展趋势进行展望。

平行缝焊微电子器件的光学检漏

光学检漏为非接触式封装漏率测量方法,且单次测试可同时完成粗检及细检,是一种快速的封装检漏技术。对光学检漏与氦质谱检漏的漏率计算公式进行了详细分析和对比。设计了多组实验探究如工装翘曲度、封装内空腔体积等因素对光学检漏检测结果的影响,分析了光学检漏的“充压”问题并给出解决方案,对比了光学检漏与氦质谱检漏的检测漏率。分析了光学检漏技术的优缺点,并通过实验验证了光学检漏的可行性及可靠性,为微电子器件的光学检漏应用提供参考。

核电厂安全壳氦质谱检漏方法的可行性分析

安全壳是“核”与公众之间的最后一道安全屏障,其密封性至关重要,核电厂需要定期执行安全壳密封性试验。为提高核电厂安全壳泄漏检测的精度和效率,探索一种安全壳泄漏定位检测的新方法,即通过将氦气作为示踪剂按照一定比例充压到安全壳内,利用电厂辐射监测系统(KRT)在安全壳厂房周围的分布特点,检测出从安全壳内部泄漏出来的气体量分析判断泄漏区域,并通过现场试验验证该方法的可行性及氦气用量。实践证明,氦质谱检漏方法可用于核电厂安全壳检漏工作。

基于氦气质谱法的动力电池包热管理模块密封性检测系统

根据动力电池包热管理模块密封性检测要求,提出一种基于氦气质谱法的动力电池包热管理模块密封性检测系统。为避免氦气泄露污染,先利用低氦进行大漏粗检,再利用氦气进行精检;通过氦气回收和氮气清扫等工艺,降低检测成本,提高检测可靠性;采用双真空箱交替工作模式,提高检测效率。经实验验证,最小检测漏率小于1.5×10^(-6)mbar·L/s,满足动力电池包热管理模块密封性检测要求。

氦质谱检漏技术在火电机组中的应用

文章通过介绍应用氦质谱检漏技术解决泄漏问题的几个典型案例,阐述了氦质谱检漏技术在不同火电机组查漏工作中的原理及方法。如何利用氦质谱检漏技术,探寻合适的查漏方法,解决火电机组的诸多泄漏问题,是电厂检修人员研究的新方向。

吸枪法氦质谱检漏技术快速测定氮气中氦含量研究

利用吸枪法氦质谱检漏仪对天然气生产装置检漏现场氮气中氦含量进行快速测定,建立吸枪法氦质谱检漏仪对氮气中氦含量准确测定的方法,并考查了分析方法性能,该方法具有良好的线性关系及较低的检出限,重复性好,准确度高,准确可靠。

聚四氟乙烯密封圈密封性能研究

试验研究了聚四氟乙烯密封圈压缩量、检漏时间等因素对密封性能的影响;利用数值模拟方法研究了氦气在聚四氟乙烯密封圈中的渗透过程及密封圈尺寸对该过程的影响;分析探讨了含氦渗透率较高材料容器的检漏问题。研究结果表明,试验中容器检漏测得的漏率主要是聚四氟乙烯密封圈对氦气的渗透产生的,充氦到检漏之间的时间过长使得氦渗透漏率较大,导致容器的漏率不能满足设计指标;缩短充氦到读取检漏值的时间,在氦气还未渗透通过密封圈前就检漏可获得界面、漏孔泄漏导致的漏率,增大密封圈渗透方向的厚度可显著增加该时间。

氦质谱非真空积累检漏法中几个问题的研究

氦质谱非真空积累检漏法被广泛应用于航天器的总漏率测试中,因此研究氦质谱非真空检漏法具有重要的工程实际意义。本文首次详细给出了氦质谱非真空积累检漏法计算公式的详细推导过程,同时讨论了采用柔性收集室技术可能产生的一些问题。研究结果表明:氦质谱非真空积累检漏法有着严格的理论依据;柔性收集室的技术在理论上是可行的。本文的研究结论可以为氦质谱非真空积累检漏法的工程应用提供理论依据。

渗透率对柔性收集室检漏测试结果的影响分析

柔性收集室检漏技术是氦质谱非真空积累检漏技术的一个重要分支,因此研究柔性收集室检漏技术具有重要的工程实际意义。本文首先以柔性收集室中的氦气分压为研究变量,通过建立和求解常微分方程定量得到了氦气分压随时间变化的数学解析解。其次,通过比较渗透情形与理想情形,得到了采用柔性收集室而导致的测试相对误差与时间之间的数学关系,并结合具体两例讨论了渗透系数对检漏测试结果的影响。研究结果表明:测试结果的相对误差与被测件的泄漏率、累积时间、材料的渗透系数、有效容积均相关。本文的研究结论可以为柔性收集室的工程应用提供理论依据。

低充氦浓度氦质谱检漏技术应用研究

为解决不允许抽真空和充压的密封装置的密封性能检测问题,开展了较低充氦浓度的氦质谱检漏模拟实验。实验采用通道型标准漏孔和模拟密封容器,在容器内的氦气浓度为0.5‰,1‰,3‰,5‰时分别实测了混合气体中氦气通过漏孔的漏率,基于混合气体以同种比分通过分子流漏孔的假设,不同浓度下测得的漏率结果与理论计算相比较;实验得出了在一定体积的空间内定点释放少量的氦气自由扩散至基本均匀分布所需时间。在实验的基础上,专门设计低充氦浓度检漏的标定装置,可降低因标准漏孔的氦浓度与检漏充氦浓度相差较大而引入检漏结果的不确定度。

电磁铆接工艺在机翼整体油箱上的应用

针对锤铆、压铆工艺存在的不足,通过干涉量分布、疲劳寿命和气密耐久性等试验对几种典型铆接工艺进行对比,表明电磁铆接工艺不仅保证了较高的疲劳寿命,改善了劳动条件,提高了生产效率,而且能较好地满足气密性要求。在此基础上,制作了油箱试验件,测得实际检漏条件下的各漏源的漏率不大于10-6Pa.m3/s.该研究对于提高机翼整体油箱的制造质量具有重要应用价值。

刚性收集室的密封性对航天器总漏率测试结果的影响

刚性收集室是航天器总漏率测试系统的核心设备,但其密封性对测试结果的影响却鲜有研究。本文首先以刚性收集室中的氦气浓度为研究变量,通过建立和求解常微分方程定量得到了氦气浓度随时间变化的数学解析解。其次,通过对比刚性收集室泄漏与不泄漏的理想情形,得到了由于刚性收集室的密封性而导致的测试误差与时间之间的数学表达,并结合具体两例讨论了刚性收集室的密封性对检漏测试结果的影响。研究结果表明:测试结果的相对误差与被测件的泄漏率、累积时间、收集室的密封性以及有效容积均相关。本文的研究结论可以为氦质谱非真空累积检漏法的工程实施提供理论依据。

贮箱漏率正压检测方法

氦质谱检漏技术是目前国内外应用较多的一种先进的检漏技术。"贮箱漏率正压检测方法"是为适应航天贮箱结构复杂、漏率要求严格等特点而开发的一种氦质谱检漏方法。被检容器充正压,外部集气容器保持常压或抽成真空,实现正压差累积法检漏和压力真空检漏,消除了人为及环境因素影响,具有检测效率高、结果精确、安全可靠等优点。经测算该检测方法较传统方法可降低成本30%。

大型氦气工程试验回路管路系统泄漏检测技术研究

大型氦气工程试验回路(Helium Test Loop,HTL)是为高温气冷堆关键技术设备的工程验证和热工性能试验而建立的一套回路系统。HTL回路运行介质为高温、高压、高纯度的氦气,易泄漏,对回路中设备、管路、阀门提出了很高的密封要求。现有的单一检漏方法都不适用于HTL回路管路系统的泄漏检测,本文针对不同类型待测漏点构建了合理的检漏系统,采用了氦质谱真空检漏法、氦质谱正压检漏法、压力变化法、气泡检漏法相结合并互为补充的方法。讨论了各方法系统构成,应用范围及检测结果。通过检漏结果对回路管道系统进行了修正,以保证回路运行过程中的泄漏率可以满足要求。

液态工质与示漏气体He的漏率等效关系研究

研究密封管路液态工质与示漏气体He间的漏率等效关系,对提高检漏工作的准确性和可靠性有着重要意义。文章以环控生保系统中密封管路所用的液态工质(全氟三乙胺,乙二醇)为研究对象,对液体的流态及泄漏的相态进行理论分析,得出液态工质与He气漏率等效关系的数值区间,并利用质谱分析技术,采用金属压扁型漏孔模拟真实的泄漏孔隙进行试验研究。试验结果表明,液态工质与示漏气体的漏率比值在理论数值区间之内,流动过程中呈现两相流的状态,并且乙二醇的漏率要比He气小,而全氟三乙胺的漏率要比He气大。试验结果为研究液体泄漏过程及液、气漏率等效关系提供了基本方法和基础数据。

大容积密闭容器背压法漏率检测关键技术研究

围绕容积为104cm^3量级的密闭容器开展背压法漏率检测关键技术研究,分析了压氦压力、压氦时间、容器内外壁气体解吸附等因素对实验结果的影响机制,建立了一套可用于大容积密闭容器的背压法检漏流程。理论和实验研究结果表明,将背压法用于预制漏率为10^(-6)Pa·m^3/s量级的大容积密闭容器的漏率检测是可行的。随着漏孔漏率的降低(低于10^(-7)Pa·m^3/s量级),试验件的最低可检漏率也将逐渐低于氦质谱检漏仪的有效检测漏率,而由于被检对象的本底漏率值无法提前获知,将造成将背压法用于更低漏率的大容积密闭容器的漏率测试结果误差极大地增加。相关研究结果对于大容积密闭容器的漏率检测具有一定的理论指导价值。

航天器单机产品真空室检漏法测量结果的不确定度评定

航天器推进系统的单机产品的漏率测试往往采用氦质谱真空室检漏法,研究该方法测量结果的不确定度评定具有重要的工程应用价值。本文首先对真空室检漏法的原理进行了分析探讨,并从不确定的基础理论出发系统地研究了氦质谱真空室检漏法测量结果的不确定度评定方法,并结合工作的具体案例给出了评价的具体步骤。

氦质谱非真空积累检漏法待测时间研究

以Fluent的CFD仿真为手段,通过考查放样气体在某收集室内强迫对流的分布规律,来优化氦质谱非真空累积检漏法的待测时间。研究结果表明:该收集室在自带风机的作用下230 s内即达到了氦气的空间浓度分布小于3%的要求;建议该收集室的待测时间调整为5 min。本文的结论可以为氦质谱非真空累积检漏法的具体实施提供一定的技术支撑。

“天宫一号”目标飞行器检漏工作总述

文章主要描述了"天宫一号"目标飞行器研制过程中与检漏相关的内容,包括检漏项目、检漏方法和检漏结果等。重点介绍了氦质谱吸枪检漏、压力变化检漏和氦质谱非真空累积检漏及多种气体分析等多种检漏方法及其适用范围。"天宫一号"的检漏数据验证了应用以上检漏方法可行且有效。

大型空间模拟器总体检漏技术

论述了大型空间环境模拟器的总体检漏技术,针对大型模拟器的特点,从设计、加工到安装调试等过程介绍了检漏方法的选择,并着重介绍了氦质谱检漏法可检灵敏度的分析,对大型模拟器的检漏方案进行了全过程的设计.