So werden Lecksucher kalibriert
Die Kalibrierung eines Lecksuchers ist als die Einstellung des Displays eines Lecksuchers zu verstehen, an dem ein Kalibrierungsleck (oder Prüfleck) angebracht ist.
Ein Kalibrierungsleck ist ein Leck, dessen Leckrate bei einer bestimmten Temperatur und unter bestimmten Druckbedingungen genau bekannt ist. Die Leckrate ist auf dem Kalibrierzertifikat des Kalibrierungslecks angegeben oder auf einem Etikett dokumentiert, das am Kalibrierungsleck angebracht ist.
Bei Vakuumvorgängen muss zwischen zwei Arten der Kalibrierung unterschieden werden:
- Bei der internen Kalibrierung eines Lecksuchers wird ein Kalibrierungsleck verwendet, das dauerhaft in den Lecksucher integriert ist. Mit diesem "internen Kalibrierungsleck" kann nur der Lecksucher kalibriert werden, in den das Kalibrierungsleck eingebaut ist.
Alle von Leybold hergestellten Lecksucher verfügen über ein internes Kalibrierungsleck. Über die automatische Kalibrierungsroutine kann jeder Lecksucher innerhalb von wenigen Sekunden "intern kalibriert" werden. - Bei der externen Kalibrierung eines Lecksuchers wird ein Kalibrierungsleck verwendet, das am Einlass des Lecksuchers installiert wird. Mit diesem „externen Kalibrierungsleck“ kann der Lecksucher in nur wenigen Minuten kalibriert werden.
Darüber hinaus können mit dem externen Kalibrierungsleck die ordnungsgemäße Funktion und der Betrieb des internen Kalibrierungslecks überprüft werden. Externe Kalibrierungslecks werden vor allem immer dann verwendet, wenn komplette Lecksuchsysteme oder Teilstromanordnungen kalibriert werden müssen.
Schnüffelgeräte und Schnüffelanordnungen müssen in der Regel auch mit externen Kalibrierungslecks kalibriert werden. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass zum einen das gesamte Prüfgas aus dem Kalibrierungsleck die Schnüffelspitze erreicht und zum anderen der Gasstrom durch das Schnüffelgerät nicht durch den Kalibriervorgang behindert wird (siehe Abb. 9 unten).
Abb. 9: Kalibrieranschluss eines Schnüffel-Kalibrierungslecks
Bei Messungen mit der Schnüffeltechnik müssen auch der Abstand von der Sondenspitze zur Oberfläche des Prüfobjekts und die Scangeschwindigkeit berücksichtigt werden; diese müssen bei der Kalibrierung berücksichtigt werden. Im Sonderfall, in dem die Heliumkonzentration gemessen wird, kann die Kalibrierung anhand des Heliumgehalts in der Luft durchgeführt werden, der weltweit einheitlich 5 ppm beträgt.
Kalibrierungslecks umfassen in der Regel eine Gasversorgung, eine Drossel mit einem definierten Leitwert und ein Ventil. Der Aufbau richtet sich nach der angestrebten Leckrate.
Abb. 10: Beispiele für den Aufbau von Kalibrierungslecks
a – Kalibrierungsleck ohne Gasversorgung
b – Kalibrierungsleck für Schnüffel- und Vakuumanwendungen
c – (internes) Kapillar-Kalibrierungsleck
d – Permeations-Kalibrierungsleck (auch „Diffusions-Kalibrierungsleck“ genannt)
e – Kältemittel-Kalibrierungsleck
Die obige Abbildung zeigt verschiedene Helium-Kalibrierungslecks.
Permeationslecks werden in der Regel für Leckraten von 10–10 bis 10–7 mbar l/s, Kapillaren zwischen 10–7 und 10–4 mbar l/s und für sehr große Leckraten in einem Bereich von 10 bis 1000 mbar l/s werden Rohrstrecken oder Blenden mit genau definierten Leitwerten verwendet.
Eine Sonderstellung nehmen Kalibrierungslecks mit Kältemittelfüllung ein, da die Kältemittel bei Raumtemperatur flüssig sind und in der Regel einen Dampfdruck zwischen 4 bar und 10 bar aufweisen. Ein schwer zu lösendes technisches Problem ergibt sich aus der Gefahr einer Verstopfung der Kapillaren. Alle Kältemittel sind auch sehr gute Lösungsmittel für Öle und Fette und daher oft stark verunreinigt, sodass es schwierig ist, die Kalibrierungslecks mit reinem Kältemittel zu füllen. Entscheidend ist hier nicht nur die chemische Zusammensetzung, sondern vor allem gelöste Partikel, die die feinen Kapillaren immer wieder verstopfen können.
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