本文敘述了對密封器件進行氦質(zhì)譜檢漏儀背壓檢漏的步驟。在此基礎(chǔ)上，從真空技術(shù)的基本原理出發(fā)，分析給出了測量漏率R與等效標準漏率L的關(guān)系式，指出無法得到L的解析表達式以及為避免由R求L時出現(xiàn)雙值，L不應(yīng)超過其極大值點，用數(shù)值計算和曲線擬合的方法給出了L極大值點的擬合公式；介紹了GB/T2423.23規(guī)定的查表法和諾模圖計算法，指出了其表5中的個別數(shù)據(jù)錯誤，給出了不同有效容積V下去除壓力后到檢測漏率之間的停留時間t2對R的衰減因子曲線族，提出據(jù)此靈活確定最大的優(yōu)點；介紹了GJB128A,GJB360A,GJB548A規(guī)定的固定法和靈活法，給出了與固定法所規(guī)定的R的拒收極限相對應(yīng)的L和嚴酷等級，指出固定法不適合需要高氣密等級的場合及不應(yīng)混淆R與L的界線，給出了與靈活法所規(guī)定的L的拒收規(guī)范值相對應(yīng)的嚴酷等級，指出對于不同V值嚴酷等級從幾十到上千，顯得很不規(guī)范；介紹了R-L關(guān)系曲線法，該方法在V、加壓壓力Pg、加壓時間t1以及n不變的情況下，預(yù)先給出R-L關(guān)系曲線，檢漏操作人員可用此曲線由R反查出L;提出由R求L完全可以由計算機采用優(yōu)選法快速、可靠搜索出來。

眾所周知，用氦質(zhì)譜檢漏儀對密封器件實施背壓法撿漏是常用的檢漏方法。

檢測步驟為：

a.加氦壓：將密封器件置于壓力容器內(nèi)，并最好先抽真空至0.1~1kPa(當規(guī)定最大充壓不超過200kPa時)，或用5~10倍壓力容器體積的氦氣沖洗。

再用純度≥95%的氦示漏氣體充至表壓P(真實壓力PE＝Pm＋0.1MPa）充壓壓強應(yīng)不損壞密封器件。

如該器件有漏，氦氣將進入密封器件內(nèi)部，加壓時間為t1；

b.凈化：將壓力容器內(nèi)的氦氣釋放到遠離試驗區(qū)域的地方，取出密封器件，用干燥空氣或氦氣沖洗，以消除表面吸附的氦氣；

c.撿漏:把密封器件逐只放人撿漏罐內(nèi),撿漏罐應(yīng)盡量小,以獲得盡量高的檢測靈敏度。用氦質(zhì)譜撿漏儀抽空、撿漏。凈化和等待撿漏的停留時間為120d.粗檢:若密封器件有大漏或者有效容積v很小,透入密封器件內(nèi)的氨氣就可能在時間2內(nèi)逃逸殆盡。所以此后必須按照CB/T2423.23Q、CJB128A,GJB360A和GJB548A等的有關(guān)實驗方法,采用兩種氟碳化合物液體進行粗撿漏(最佳實驗條件下,靈敏度可達1 Pa-cm3/s)綜上可見,背壓法檢測密封器件的漏率(稱為等效標準漏率)時,氨質(zhì)譜檢漏儀指示的漏率值與密封器件的有效容積、加壓時間及壓力、停留時間有關(guān),它不是密封器件的真正漏率。因此,必須經(jīng)過計算才能得到密封器件的等效標準漏率。

1原理

1.1計算漏率的基本公式

1.1.1漏率與氣體成分、壓差的關(guān)系雖然GB/T2423.23規(guī)定[2]，細漏指等效標準漏率小于1Pa*cm/s的漏泄，但該標準列出的等效標準漏率L的最大值為1.5Pa*cm/s。便于比較，本文氦質(zhì)譜檢漏儀背壓檢漏取后者作為等效標準漏率L的最大值。

漏率小于1.5Pa*cm/s的漏孔可以看成是毛細管。對于毛細管漏孔，當漏率和長度的乘積小于10-Pa*cm*/s時可視為完全的分子流狀態(tài)[8]。由于密封器件一般壁厚為10-1~10°mm量級，所以，密封器件背壓法檢漏所對應(yīng)的氣流狀態(tài)為分子流。

分子流下有：

1.1.2被檢件的氯分壓

被檢件內(nèi)腔中的氨分壓與實際漏率、有效容積、加壓時間有關(guān)：

V(dP)/(dt)=Q (4)式中：V一被檢件內(nèi)腔的有效容積，簡稱有效容積；

dP/dt一被檢件氨分壓隨時間的變化率。

2 標準規(guī)定的做法

2.1 GB／T 2423.23規(guī)定的做法

為了合理評價器件的密封性能，GB／T 2423.23引入一個新概念-嚴酷等級：

θ=P2V (22)式中：0一要求的嚴酷等級，單位h或s。

式（22）表明，嚴酷等級的物理含意是：如果漏率保持不變，泄漏使密封的真空器件完全喪失真空（達到一個大氣壓）所需要的時間。需要說明的是，大氣壓充滿實際器件所需時間總是比它長得多。這是由于隨著密封器件內(nèi)部氣壓上升，漏率會下降。

從氣密的觀點看，如果體積不相同的兩個器件都通過了相同嚴酷等級的試驗，就可能有類似的統(tǒng)計壽命。

嚴酷等級按使用要求的最小時間常數(shù)來確定。

6h的嚴酷等級主要用于文娛場所的小體積元器件。

60h和600h的嚴酷等級，通常用于文娛場所的大體積元器件或工業(yè)上和專用的小樣品。1000h的嚴酷等級主要用于需要高氣密等級地方。

于是，式（11）可改寫為：

式（23)表明，當加壓壓力Pg、加壓時間t1、停留時間t2均保持不變時，要求的嚴酷等級與單位體積的測量漏率間存在明確的對應(yīng)關(guān)系。

2.1.1查表法

在區(qū)分不同嚴酷等級的基礎(chǔ)上，GB/T2423.23給出了表5,只要根據(jù)有關(guān)標準選擇合適的嚴酷等級日，就可以針對有效容積V(稱為內(nèi)部體積）,從表5中選取恰當?shù)募訅簤毫B(稱為浸漬壓強）、加壓時間t1(稱為浸漬時間）進行充壓，并查到允許的測量漏率R的接受極限及相應(yīng)的等效標準漏率L。另外，GB/T2423.23要求：除考慮到去除吸附的影響需要較長的通風(fēng)時間外，停留時間t2應(yīng)不大于30min。

用式（11)對GB/T2423.23表5所列數(shù)據(jù)進行校核，與原數(shù)據(jù)一并列入表1。可以看到，除表1中標明“應(yīng)為0.02”外，GB/T2423.23表5所列數(shù)據(jù)的準確性完全滿足工程要求，且僅給出數(shù)量級而未給出有效數(shù)字的各項應(yīng)視其有效數(shù)字為1,并不是只要數(shù)量級符合就可以。

另外，GB/T2423.23要求停留時間t2應(yīng)不大于30mm。其實，從式（11)可以看到，測量漏率R的表達式中與停留時間t2有關(guān)的因子為exp(-(Lt2/VPo)·√A/He),其中等效標準漏率L的最大值為

2.1.2諾模圖計算法

為了得到更準確的結(jié)果或更靈活地控制試驗條件，GB/T2423.23還提供了諾模圖計算法。

當停留時間t2足夠短且嚴酷等級≥60h(或x105s)時，式（11)可以簡化為：

由式（24），GB／T2423.23導(dǎo)出了諾模圖D1，它的適用性限于停留時間t2足夠短且嚴酷等級0≥60ho 2.2 GJB128A，GJB360A，GJB548A規(guī)定的做法2.2.1 固定法對應(yīng) GB／T2423.23表 5，GJB128A 表1071-5、GJB360A表112-1、GJB548A表1014A-2更為簡單，僅按有效容積V分檔規(guī)定一、二種加壓壓力PE及對應(yīng)的加壓時間t1、最大停留時間t2、測量漏率R的拒收極限，稱為固定法。固定法未給出相應(yīng)的等效標準漏率L的拒收規(guī)范值。

用式(11)對GB128A表1071-5、GJB360A表112-1、GJB548A表1014A2規(guī)定的試驗條件僅相當于嚴酷等級幾百小時，將它們所列數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的等效標準漏率L的拒收極限，用式(22)計算出相應(yīng)的嚴酷等級，與原數(shù)據(jù)一并列人表2、表3、表4。

固定法未給出相應(yīng)的等效標準漏率L的拒收規(guī)范值，且將氦質(zhì)譜檢漏儀指示的測量漏率R定義為“在規(guī)定的條件下，采用規(guī)定的試驗媒質(zhì)測得的給定封裝的漏率”，而不是“采用規(guī)定的方法、儀器和試驗媒質(zhì)，在規(guī)定的條件下，對給定封裝進行測量時儀器的漏率示值”，客觀上容易混淆測量漏率R與等效標準漏率L的界線。這點應(yīng)該引起充分重視。

2.2.2靈活法

對應(yīng)GB/T2423.23的諾模圖計算法，GJB128A,GJB360A,GJB548A按有效容積V分檔規(guī)定了等效標準漏率L的拒收規(guī)范值，除此而外，允許靈活選擇加壓壓力Pe(不得小于202.6kPa)、加壓時間t1、停留時間t2,只要所選參數(shù)保證測量漏率R大于氦質(zhì)譜檢漏儀最小可檢漏率就行，稱為靈活法。靈活法規(guī)定檢漏時將以上各值代人式(11)計算測量漏率R的極限值，如實際測量漏率大于該極限值則拒收。

用式（22）計算出相應(yīng)的嚴酷等級，與GJB128A，GJB360A，GJB548A規(guī)定的等效標準漏率L的拒收規(guī)范值一并列入表5?？梢钥吹綄τ诓煌挠行莘eV，以上三個標準規(guī)定的等效標準漏率L的拒收規(guī)范值相當于嚴酷等級從幾十到上千，顯得很不規(guī)范。

靈活法直接使用式（11），因此只能由等效標準漏率L的拒收規(guī)范值計算測量漏率R的極限值，而不能相反，由測量漏率R計算等效標準漏率L。

3 R-L關(guān)系曲線法

以上介紹的各種做法除諾模圖計算法外，均屬于驗收法，得不到等效標準漏率L的具體數(shù)值。諾模圖計算法雖然可以得到等效標準漏率L的具體數(shù)值，但它的適用性限于停留時間足夠短且嚴酷等級≥60h。諾模圖計算法使用麻煩，精度也比較差。

為了克服諾模圖計算法的缺點，對于同一種密封器件，已知有效容積V，如固定加壓壓力PE、加壓時間t1、停留時間t2不變，則可先用式（11）給出R-L 關(guān)系曲線，檢漏時即可根據(jù)測量漏率R查此曲線得到等效標準漏率L。

例1：一種密封器件的容腔體積V＝0.1mL，固定加壓壓力PE＝5x105Pa，加壓時間t1＝60 min，停留時間t2＝30min，得到的R-L關(guān)系曲線如圖3所示。

4、結(jié)論

復(fù)雜系統(tǒng)故障診斷中，數(shù)據(jù)樣本集中有大量重復(fù)樣本和冗余屬性，甚至干擾信息；粗糙集能夠?qū)Π蓴_和冗余信息的決策表進行約簡處理并提取征兆表現(xiàn)出較強的魯棒性。決策樹可以對決策表進行快速無教師的規(guī)則提取，得到樹狀規(guī)則集，診斷時它用較少的屬性即可對故障進行分類，適用于快速故障分類。因此基于粗糙集和決策樹融合的故障診斷技術(shù)對復(fù)雜系統(tǒng)的快速魯棒故障診斷具有現(xiàn)實意義。