上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院　黃傳原  屠海文

　　泄漏的檢測方法有浸水法、涂肥皂液法、放電法、漏嘴測量法及壓力測量法等。浸水法及涂肥皂液法只能做定性觀察而且有很大的局限性；漏嘴測量法，測量準(zhǔn)確度低、價(jià)格高、易損壞且對(duì)操作員要求高；放電法也僅適用于真空系統(tǒng)的玻璃容器；唯有壓力測量法適用面廣、測量準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定且操作簡便，在近年來得到越來越多地重視和運(yùn)用。

　　處于壓力測量狀態(tài)下的密封容器的泄漏意味著容器內(nèi)所含物質(zhì)量的減少。例如，當(dāng)容器壓力為100kPa時(shí)，且容器內(nèi)所含物質(zhì)為空氣，并設(shè)容器容積為100mL，其含空氣的質(zhì)量約為120mg，這時(shí)容器若有微量泄漏，則引起所含空氣質(zhì)量的變化是十分微小的，采用直接測量質(zhì)量變化的方法來檢測泄漏，在理論上是可行的，但在技術(shù)上、工藝上往往是做不到的。而采用壓力檢測方法，卻可以高精度、非常靈敏地檢測密封容器因泄漏引起的微小質(zhì)量變化。其原理是密封容器內(nèi)氣體質(zhì)量由(1)式?jīng)Q定:

　　m=MPV/RT    (1)

　　式中:m——容器內(nèi)氣體質(zhì)量(kg)；M——容器內(nèi)所充氣體的分子量(g/mol)；P——容器內(nèi)氣體壓力(Pa)；V——密封容器的容積(m³)；R——摩爾氣體常數(shù)(J/mol·K)；T——容器內(nèi)氣體的溫度(K)。

　　在實(shí)際工作中，可將V、T視為常數(shù)，令MV/RT=c，則:
　　m=cP    (2)

　　即容器內(nèi)氣體質(zhì)量可以看作是其壓力的函數(shù)。對(duì)(2)式微分，則:
　　dm=cdP    (3)

　　由(3)式可知，質(zhì)量的變化取決于壓力的變化，這就是運(yùn)用測量壓力的方法檢測泄漏的原理。
　　如果取質(zhì)量的相對(duì)變化:
　　dm/m=dP/P    (4)

　　(4)式表示，通過壓力的相對(duì)變化測量，即確定了其質(zhì)量的相對(duì)變化量，且與M、V、T、R諸量無關(guān)。

　　如上例，當(dāng)容器壓力降至99.80kPa時(shí)，經(jīng)計(jì)算得:dP/P=-0.2%，則dm/m=-0.2%。已知m=120mg則dm=-0.24mg，即質(zhì)量減少了0.24mg。所以運(yùn)用測量壓力的方法來檢測泄漏有足夠高的準(zhǔn)確度和靈敏度。

　　如果將壓力的測量改為差壓測量，其測量泄漏的靈敏度還可以提高一、二個(gè)數(shù)量級(jí)。如果引入時(shí)間參數(shù)，我們還可以在壓力檢漏的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)泄漏率的測量。由于泄漏的檢測歸結(jié)為壓力的檢測，所以測量泄漏的溯源不存在任何問題。

　　上海市檢測技術(shù)所生產(chǎn)的SWY-JL型數(shù)字壓力檢漏儀正是基于以上原理而制造的智能檢漏儀表，其性能穩(wěn)定、操作簡單、準(zhǔn)確度高，已被許多企業(yè)采用。