추적 기체의 정의와 누출 감지기에서 헬륨이 사용되는 이유
헬륨의 이점
헬륨은 여러 가지 이유로 누출 감지에 이상적인 테스트 기체입니다.
- 공기 내에 헬륨의 농도가 낮아 대기 중 약 5ppm만을 차지하므로, 이는 거의 없는 것과 다름 없습니다.
- 헬륨은 수소를 제외하고 가장 작은 기체 원자입니다.
- 또한 헬륨은 불활성 상태이기에 다른 물질과 반응하지 않으므로, 상대적으로 안정적인 원소가 됩니다.
- 더불어, 헬륨 가스는 무독성, 불연성 및 비폭발성으로 환경 친화적입니다. 또한 상대적으로 무해한 물질이기 때문에 인간의 안전에 무해합니다.
- 헬륨 가스는 공기 중에 축적되지 않으므로 환기가 용이하고 특정한 노출 규정이 필요하지 않습니다.
헬륨의 추가적인 이점은 전체적인 기술 응용 분야에서 응축이 불가능하고, 공기보다 가볍기 때문에 누출 감지 공정이 테스트 기체가 위로 빠져나갈 수 있다는 사실의 도움을 받습니다. 이로 인해 질량 분광계에서 인접 질량을 매우 효과적으로 분리합니다. 기술 장비는 헬륨과 매우 잘 대응하며 감지기는 헬륨을 분리할 수 있으므로 질량 분광계를 사용하는 누출 감지기를 포함한 기술 장비와 함께 사용하기에 이상적입니다.
또한 헬륨은 시스템의 거의 모든 곳에서 누출을 감지할 수 있기 때문에 진공 시스템의 매우 민감한 누출 테스트 방법에 사용됩니다.
더불어, 크게 축적되거나 측정값을 왜곡하지 않으므로 매우 정확한 판독이 가능합니다.
마지막으로 산업 응용 분야에 있어 큰 이점인, 합리적인 가격으로 광범위하게 이용할 수 있습니다.
누출 감지기에서 헬륨 기체의 작동 방식
누출 감지기는 부분 압력 측정 장치로, 진공 펌프의 기체 입구에서 헬륨 부분 압력을 측정합니다.
누출 감지기는 헬륨 부분 압력을 누출률로 변환하여 표시합니다. "누출률"은 누출을 통한 추적 기체의 기체 유량입니다. 단위는 mbar⋅l/s 또는 Pa⋅m³/s입니다.
통상적으로, "표준 누출률"이라는 용어를 사용합니다. 추적 기체는 대기압에서 진공으로 흐릅니다. 그렇지 않으면 누출률이 누출 양쪽에 존재하는 압력에 따라 달라지므로 누출률을 비교할 수 없습니다. 누출 유형 및 누출률을 참조하십시오.
헬륨 누출 감지기는 기포 테스트와 같은 기존의 테스트 방법보다 훨씬 정밀하기 때문에 현재 10-6mbar 미만의 압력에서 누출을 찾는 데 있어 유일하게 신뢰할 수 있는 방법입니다. 헬륨을 사용하는 누출 테스트는 스니퍼 테스트라고 합니다(국소 및 일체형 테스트 참조).
기타 추적 기체
헬륨만큼 진공 시스템의 누출 감지에 제공할 수 있는 모든 특성에 적합한 가스가 없다는 점에서 헬륨은 다소 독특합니다.
수소를 대체 추적 기체로 사용할 수도 있지만, 폭발성이 있을 수 있으며 안전하게 사용하기 전에 상당한 희석이 필요합니다.
그러나 수소와 달리 헬륨은 사람과 환경 모두에 안전하고, 비인화성이며, 일반적으로 공기 중에 존재하지 않으며(오염을 감지하고 예방하기 쉬움), 다른 기체와 구별된다는 점(누출 테스트 시 측정 가능)에서 추적 기체에 대한 모든 요구 사항을 충족합니다. 이제 헬륨 가스는 산업 누출 테스트에 사용되는 누출 감지기의 표준 추적 기체가 되었습니다.
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