Design of the Vacuum Feedthrough for the EAST ICRF Antenna

Detailed design of the vacuum feedthrough for the ion cyclotron radio frequency （ICRF） antenna in EAST, along with an electro-analysis and thermal structural analysis, is pre- sented. The electric field, the voltage standing wave ratio （VSWR） and the stresses in the vacuum feedthrough are studied. A method using the rings of oxygen-free copper as the cushion and macro- beam plasma arc welding is applied in the assembly to protect the ceramic from being damaged during welding. The vacuum leak test on the prototype of vacuum feedthrough is introduced.

PECVD设备Leak在线监控系统创建及应用

等离子体增强型化学气相沉积法(PECVD)设备具有高真空特点,容易发生漏气(Leak)事故,为预防事故发生,对PECVD腔室构造、成膜原理及过程进行深入分析。从原理上检讨通过光谱分析方法在线监控PECVD工艺腔室Leak的可行性,搭建了腔室在线监控系统。通过光谱条件的调整测试,发现Ar等离子状态下,Leak光谱和正常光谱差异最大化,更有利于Leak光谱检测,成功实现Leak在线检测,在行业内首次实现PECVD真空腔室在线监控功能。

A Novel Approach for Micro-electro-mechanical System(MEMS) Vacuum Packaging

MEMS vacuum packaging is now the impediment of the MEMS appliance in some specified fields. The major problem of current packaging approach is that the packaging process cannot meet the requirement of the ultra low leak. But the process cannot be improved with the existing technology. We propose a novel approach for MEMS vacuum packaging which can remarkably lower the leak rate. This paper analyzed the vacuum maintaining time of the vacuum packaging and compared the current design and new packaging method.

用于燃料棒氦质谱检漏的多级差分真空系统设计方案研究

用于燃料棒氦检漏的装置是燃料棒生产过程中的核心部件之一,关系到燃料棒的生产质量和核电站运行稳定。现有的检漏装置采用卧式检漏装置,将燃料棒成批放入其中进行检测,检漏效率有待提高。文章开发一种多级差分真空系统,用于燃料棒的在线通过式检漏,根据系统特点,提出了系统的设计思路和流程,通过迭代计算的方法,进行极限差分比、抽速和稳态压力计算,并对系统的参数进行分析。研究表明,该多级差分真空系统的研制是可行的,检漏室压力能维持在较低的水平,检漏响应时间较快,检漏效率优于现有设备,且系统冗余度较高,有较大的降低成本的空间。该系统能实现单根燃料棒的氦质谱检漏,为燃料棒的质量管控和溯源提供了基础。

真空罩盒气泡检漏法在常压储罐泄漏检测中的应用

简要介绍了储罐常用泄漏检测技术的技术特点,和真空罩盒气泡检漏法的原理特点,分析了检测灵敏度的主要影响因素及检测方法优势。对某常压储罐泄漏事故现场进行勘察,结合储罐的基本情况和泄漏失效形式,制定了宏观检查、焊缝磁粉检测、真空罩盒气泡检漏法检测相结合的无损检测方案,确定储罐底板上表面机械损伤部位发生泄漏。储罐泄漏检测方案的制定方法及真空罩盒气泡检漏法的参数选取方法可以为储罐现场的泄漏检测提供理论指导,对降低企业运行维护成本和保护环境具有重要意义。

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。

便携式真空漏孔校准装置

针对现场检漏对漏率校准的需求，研制出具有体积小、重量轻、成本低等特点的便携式真空漏孔校准装置。采用标准流量系统提供可调的气体流量，通过质谱计作为比较器分别测量标准气体流量和被校准漏孔提供示漏气体（He气）的分压力实现校准。标准气体流量系统采用直径约为1μm的小孔获得了10^-10m3／s量级的分子流导，仅用一台满量程为1．33×104Pa的电容薄膜规真空计（coc）作为参考标准，通过直接测量和膨胀衰减压力两种方法为小孔入口提供标准压力，从而获得较宽范围的标准气体流量。研究结果表明，装置的校准范围为3．5×10^-6-4．6×10^-11Pa·m3／s，合成标准不确定度为1.8％～2．O％，外形尺寸减小到400mm×300mm×400mm，总重量小于35奴。

一种下限为1.3×10^(-14)Pa·m^3/s的真空漏孔校准装置

为了解决漏率小于10-12Pa·m3/s漏孔的校准问题,提出累积法与固定流导法相结合的方法,研制出下限可达10-14Pa·m3/s量级的校准装置。装置主要由累积比较系统和固定流导法流量计组成,采用四极质谱计作为比较器测量示漏He气离子流大小,通过累积的方法解决了质谱分析室中示漏气体分压力测量问题;采用激光打孔和多次镀膜的方式获得10-10m3/s量级的分子流导,用吸气剂泵将真空室本底压力维持在10-7Pa量级,使磁悬浮转子真空计对固定流导元件入口He气压力测量下限可达10-4Pa,从而获得下限为1.3×10-14Pa·m3/s的标准气体流量。研究结果表明,装置采用He气作为示漏气体的校准范围为10-12~1.3×10-14Pa·m3/s,合成标准不确定度为5.2%~5.8%。

极高真空环境下软金属刀口密封研究

密封是保证航天器发射、运行可靠性及寿命的关键环节之一,随着月球及深空探测技术发展需求,迫切需要解决在极高真空环境下设备的密封技术。本文根据空间环境的适应要求,研制设计一种采用软金属合金作为填料,多层密封材料配合的密封技术。对照空间环境密封漏率指标要求,对密封材料种类、成分配比、微观结构、刀口和预紧力等关键参数进行了分析和实验研究,在高真空条件下通过实验测试了软金属材料密封装置漏率情况和温度环境的稳定性。实验结果表明,软金属材料和基体材料匹配良好,刀口结构密封装置在高真空环境下的漏率小于5×10-11 Pa·m3/s,高低温度循环后漏率稳定,可以满足未来航天器在极高真空环境下的长期稳定可靠密封使用要求。

氦质谱检漏仪现场校准方法研究

目前,用户采用单只标准漏孔对氦质谱检漏仪进行校准,由于受检漏仪线性范围的影响限制,不能对其全量程范围进行校准。为了满足对氦质谱检漏仪全量程范围内的现场校准,将一系列不同量级漏率的薄膜渗氦型标准漏孔分别接入氦质谱检漏仪,得到一组标准漏孔检漏仪示值,通过对标准漏孔漏率值与检漏仪示值的关系曲线进行数学拟合,得到氦质谱检漏仪全量程测量范围示值与漏率值之间的拟合公式。其校准过程简单,能够提高氦质谱检漏质量。

压力容器氦泄漏检测方法及其选择

氦泄漏检测按照氦气的流向可以分为正压检漏和真空检漏两种情况。介绍了几种常见的正压检漏、真空氦泄漏检测方法及其技术特点,并指出为了尽量模拟工况,内压容器宜采用正压检漏,真空检漏则适用于外压容器,应根据被检容器的结构特点、允许漏率及检测目的选择适当的氦检漏方法。

基于组态软件和多串口通讯的真空检漏监测系统设计与开发

运用组态王软件开发了用于监控的人机界面,设计了基于组态王串口通信的真空检漏系统的监测系统。阐述了组态软件的画面绘制、变量定义、通信配置、脚本编写、数据报表查询和保存等,同时对多串口设备轮询程序进行了设计,实现了对监控系统的开发,并在工程中成功应用。

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。

基于声发射的真空泄漏在线检测技术研究

真空泄漏是气体动力系统运行过程中的常见故障,传统的氦质谱检漏无法实现对真空泄漏的在线检测。利用声发射技术阐述了基于声发射信号的真空泄漏在线检测原理,通过真空泄漏声发射检测模拟试验,并利用参数特征分析法和平均频谱分析法对不同泄漏孔径下产生的声发射信号的特征进行了研究,得到了相应的小波包归一化频带能量分布特征。研究结果表明,真空泵运行的平均时域信号频带在20 kHz以下,气体泄漏激发出大量的高频声发射信号,泄漏信号参数特征值与泄漏孔径的大小密切相关,泄漏信号的归一化能量分布一致性较好。声发射技术对于真空泄漏的在线检测及泄漏量评价等有实际意义。

真空混合漏孔示漏气体的延迟和保持特性研究

真空混合漏孔 ,如漏孔通道内含有空腔、毛细管道等 ,示漏气体除存在超长反应时间外 ,还存在超长的延迟时间和保持时间。只有经该延迟时间后 ,检漏仪才能探得信号。为满足真空元件在生产中的快速检漏的要求 ,又避免常规质谱检漏法漏检混合漏孔的可能性 ,在真空室内对检漏元件集体充氦 ,然后在保持期内逐个检测氦气浓度来判断有无混合漏孔 ;

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。

一种新的凝汽器及真空系统漏入空气流量测量方法

对几种凝汽器及真空系统漏入空气流量测量方法进行了比较,分析了各种方法的优、缺点和现场实施的可行性,建立了一种新的漏入空气流量测量方法,并在300 MW机组上实际应用,效果较好。该方法解决了实际运行机组现场测量漏入空气流量及抽气设备抽吸空气流量测量问题,为研究空气对凝汽器和抽气设备性能影响奠定了基础,也为抽气设备现场性能试验提供了一种新的思路。

质谱测量与分析系统的性能测试

对所研制的质谱测量与分析系统进行了性能测试。烘烤后系统的极限真空达到了7.3×10-7Pa,总漏气率为3.84×10-9Pa.m3.s-1。上下球室之间的气体压力,以及漏孔的漏气率与高分辨四极质谱计的氦分压力均呈现了良好的线性关系。结果满足动态流导法真空校准的技术要求,为氘、氦混合气体的测量与分析提供了条件。

小卫星真空检漏设备研制

文章介绍了用于小卫星真空检漏而研制的一套真空检漏设备。包括真空容器的设计、真空系统的设计、真空测量的配置、以及真空捡漏系统和四极质谱计的应用。通过设备的调试和对两颗卫星的推进系统的测试,表明设备满足设计要求。

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。