Spettrometria di massa (gas tracciante)

La tecnologia richiede l’utilizzo di uno strumento in grado di rilevare i gas: lo spettrometro di massa. Nelle applicazioni di ricerca perdite viene utilizzata una versione particolare di spettrometro di massa ottimizzata per la rilevazione di un solo gas: il cercafughe ad elio.

Il test di ricerca perdite tramite cercafughe ad elio è oggettivo in quanto non dipende dalla valutazione dell’operatore, garantendo un elevato grado di affidabilità.

Inoltre, la possibilità di recuperare l’elio utilizzato nei test riduce i consumi ed i costi di gestione della macchina di collaudo.

L’obiettivo del test di ricerca perdite è di rilevare la perdita globale del componente del Cliente in un range che tipicamente si estende dai 10^-7 ai 10^-3 mbar*l/s. Perdite nei range 10^-2 e 10^-1 mbar*l/s possono essere rilevate utilizzando miscela di elio a bassa concentrazione (solitamente 10%), mentre perdite inferiori ai 10^-7 mbar*l/s possono ugualmente essere rilevate anche si tratta di applicazioni impegnative e non molto frequenti.

Il sistema verifica automaticamente la tenuta del componente utilizzando la tecnica del collaudo globale in camera da vuoto: dopo che il componente è stato posizionato all’interno della camera, entrambi vengono evacuati fino al valore necessario per il test. Quindi il componente viene pressurizzato con il gas tracciante: tramite il cercafughe, il sistema è in grado di determinare il flusso totale dovuto a tutte le perdite presenti nel componente. Questo processo consente di ottenere una misura quantitativa della perdita. Il test ad elio viene di norma preceduto da un test di grossa perdita ad aria, con l’obiettivo di ridurre il rischio di contaminare la camera con grandi quantità di elio nel caso sia presente una perdita di elevata entità.

Come funziona il cercafughe ad elio?

Semplificando, il cercafughe trasforma la misura della corrente ionica generata dalle molecole di elio in un segnale elettrico. Questo processo viene realizzato ionizzando l’aria che entra nel cercafughe e guidando le molecole ionizzate all’interno di un campo magnetico che imprime alla traiettoria delle molecole una deflessione proporzionale alla massa delle molecole stesse.

Perchè l’ elio?

• E’ un gas nobile: è inerte e non reagisce con nessun altro gas, né con il componente in test
• E’ incolore, privo di odore, non tossico e non causa problemi se disperso in ambiente
• E’ presente in atmosfera in minima concentrazione (5 ppm), quindi dà luogo ad un rumore di fondo molto basso nella misura della perdita
• Può essere recuperato tramite un recuperatore di elio, riducendo la quantità di elio da acquistare e quindi il rischio di esaurire la scorta

Descrizione generale di un sistema di ricerca perdite ad elio

Un sistema di ricerca perdite ad elio è generalmente dotato di:

• Una o più camere da vuoto, con portella manuale o automatica, assemblate su un telaio in acciao elettrosaldato e verniciato. L’accesso alle camere è solitamente protetto da barriere ottiche.
• Attrezzature per connettere il componente in test al circuito di processo del sistema
• Pompe vuoto per creare e mantenere il vuoto nella camera di analisi e per evacuare il componente in test
• Uno o più cercafughe ad elio
• Quadro elettrico e pneumatico
• Un PC industriale con monitor touch-screen che svolge le funzioni di interfaccia utente, mentre un PLC esegue il processo
• La fornitura può includere anche un recuperatore di elio dimensionato per la capacità necessaria