Исследование, разработка и внедрение ионизационно-газовых способов и средств контроля герметичности

• Автор: Добротин, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Дзержинск
• Количество страниц: 318 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Анализ современного уровня методов диагностики герметизированных объектов средствами контроля герметичности
1.1. Характеристика задач течеискания
Г. 2. Системный анализ процесса получения информации в области
газоаналитических методов контроля герметичности
1.3. Способы реализации газоаналитических методов течеискания
1.4. Анализ современного уровня ионизационно-газовых средств контроля утечек и концентраций индикационных веществ
1.5. Выбор перспективного направления разработок в газоаналитическом течеискании
_ 1. 6. , Постановка задач исследования
Выводы к главе
Глава 2. Теоретические основы методов контроля, основанных на переносе ионизованных молекул газов
2.1. Характеристики газовых ионов
2.1.1. Инвариантные параметры ионов
2.1.2. Параметры, влияющие на перенос ионов
2.1.3. Параметры взаимодействия ионов с физическими полями
2.2. Технология получения газовых ионов
2»2.1. Столкновительная ионизация
2.2.2. Получение ионов с использованием ион- и электрон-молекул ярных реакций
-2.2.3. Приповерхностная ионизация
2.2.4. Ионизация электрическим полем
2.3. Аннигиляция ионов
2.3.1. Процессы рекомбинации
2.3.2. Локализация процессов рекомбинации в пространстве
2.3.3. Ионизационное равновесие
2:4. Прохождение тока в ионизованных газах при низком потенциале квазиэлектростатического поля
2.4.1. Перенос носителей заряда в газах
'2.4.2. Восприятие информации о свойствах потока ионов
элементами датчика и ее первичная обработка
2.5. Ионизационные информативные параметры индицируемых веществ
2.6. Кооперативность действия термодинамических сил при переносе индикационных веществ
Выводы к главе
Глава 3. Исследование концентрационных полей индикационного
вещества в замкнутом объекте контроля
3'. 1. Цостановка задачи и определение математической модели
3.2. Диффузия индикационного вещества от мгновенного источника
3.2.1. Диффузия на плоскости расположения мгновенного источника
3.2.2. Одномерная диффузия от мгновенного источника в осевом направлении объекта контроля
3.3.Общее решение исходной математической модели
3.4. Аналитическое описание диффузионного стока вещества на границе концентрационного поля(в двухкамерных системах . по
3.4.1. Концентрационная полевая функция в окрестности диффузионного стока
3.4.2. Описание диффузионного потока при условииЛ»Г
3.5. критерий квазиоднородности концентрационного поля
3.6. Экспериментальная проверка полученных зависимостей
Выводы к главе

Глава 4. Экспериментальные исследования процессов ионизации и переноса зарядов в первичных газоаналитических преобразователях
4.1. Исследование термоионного метода
4.1.1. Масс-спектрометрическое исследование процесса ионизации вещества в чувствительном элементе
4.1.2. Идентификация кинетических параметров дезактивации пер- - »вичного преобразователя на основе экспериментальных
данных
4.1.3. Оптимизация параметров контроля и чувствительного элемента
4.2. Исследование метода спектрометрии подвижности ионов
4.2.1. Исследование спектра масс индикационных веществ при их ионизации в нормальных условиях
4.2.2. Математическое моделирование чувствительного элемента
4.2.3. Исследование конфигурации электростатических полей зон ионизации и переноса зарядов
4.2.4. Оптимизация конструктивных и режимных параметров чувствительного элемента
4'. 3. Исследование фотоионизационного метода
4.3.1. Результаты теоретических исследований
4.3.2. Экспериментальные исследования фотоионизационного метода контроля герметичности
Выводы к главе
Глава 5. Метрологическое обеспечение информационно-
измерительных систем течеискания
5.1. Анализ компонентов системы контроля герметичности
5.2. Учетдинамики течей с целью повышения достоверности результатов контроля
5.3. Влияние эффекта "памяти" элементов течеискательной систе-

чувствительных элементов, селективно реагирующих на наличие отдельных компонентов смеси;
• течеискатели. Предназначены для обнаружения дефектов герметичности (течей) по перетеканию в них индикационного (пробного) вещества. Фактически течеискатели являются газоаналитическими средствами для селективного обнаружения пробного вещества в анализируемой газовой смеси. В зависимости от реализованного механизма работы могут измерять поток, концентрацию или парциальное давление индикационного вещества в первичном преобразователе;
• вакуумметры. Измеряют общее остаточное давление, определяемое техническими характеристиками применяемых средств откачки, а также величиной и составом потока газовой среды, попадающего в вакуумную систему. В общем случае изменение состава остаточной газовой среды будет приводить к изменению условий ее откачки и относительной чувствительности вакуумметра;
• расходомеры. Фактически измеряют линейную скорость газового потока. Как правило, ..предназначены для измерений расходов относительно больших'.величин. Однако реализованные принципы работы приводят к конструкциям, аналогичным конструкциям газоаналитических датчиков (96]. >
Характеристики рассмотренных средств показаны в табл. 1.2. Можно дать следующие усредненные значения их параметров.
• Порог чувствительности

- по потоку; до 10 г/год;

- по концентрации: до 10 об.%;
- по парциальному давлению: до Ю~10 Па.
• Линейный динамический диапазон
от 103 до 108.
• Быстродействие
от 10~3 до 1 сек. Ионизационные процессы протекают очень быстро (миллисекунды и менее). Лимитирующим процессом, определяющим их