检漏容器的密封性能对航天器总漏率测试的影响研究

采用非真空氦质谱累积法进行航天器密封系统的总漏率测试时,需要检漏容器对密封系统泄漏出的氦气进行收集。本文通过理论分析,并用正压氦漏孔模拟航天器密封系统的泄漏进行试验验证,得出了检漏容器的密封性能对航天器密封系统总漏率测试的影响,为检漏容器的泄漏给出了建议指标。     

航天器单机产品真空室检漏法测量结果的不确定度评定

航天器推进系统的单机产品的漏率测试往往采用氦质谱真空室检漏法,研究该方法测量结果的不确定度评定具有重要的工程应用价值。本文首先对真空室检漏法的原理进行了分析探讨,并从不确定的基础理论出发系统地研究了氦质谱真空室检漏法测量结果的不确定度评定方法,并结合工作的具体案例给出了评价的具体步骤。     

航天器氦质谱真空容器总漏率检测的灵敏度及可信度探讨

依据航天器氦质谱真空容器总漏率检测原理,讨论了检漏仪和真空容器直接相连、同真空容器主真空泵并联、在前级泵和主真空泵间等连接方式,逐项研究了总漏率测试的最小可检漏率、反应时间,分析各种连接方式的应用特点,认为对大型航天器氦质谱真空容器检漏系统,检漏仪连接在前级泵和主泵之间可得到较好的灵敏度和反应时间.通过测量不确定度的分析与评定,确定一般航天器氦质谱真空容器总漏率检测的相对标准不确定度小于10％.     

放样时间对航天器总漏率测试结果影响的研究

航天器的总漏率测试一般采用氦质谱大气累积检漏法,为了提高总漏率测试的准确度,对目前航天器总漏率测试过程放样时间对测试结果的影响进行了研究分析,并对总漏率计算公式提出相应的修正.     

刚性收集室的密封性对航天器总漏率测试结果的影响

刚性收集室是航天器总漏率测试系统的核心设备,但其密封性对测试结果的影响却鲜有研究。本文首先以刚性收集室中的氦气浓度为研究变量,通过建立和求解常微分方程定量得到了氦气浓度随时间变化的数学解析解。其次,通过对比刚性收集室泄漏与不泄漏的理想情形,得到了由于刚性收集室的密封性而导致的测试误差与时间之间的数学表达,并结合具体两例讨论了刚性收集室的密封性对检漏测试结果的影响。研究结果表明:测试结果的相对误差与被测件的泄漏率、累积时间、收集室的密封性以及有效容积均相关。本文的研究结论可以为氦质谱非真空累积检漏法的工程实施提供理论依据。     

基于常压氦质谱累积检漏的定/变容漏率标定技术研究

漏率标定技术是航天器密封性能检测的重要组成部分,直接决定计算漏率的大小。为减小漏率标定测试数据误差,提高检测精度,本文基于常压氦质谱累积检漏法,通过理论分析与实验,研究了注入氦气量、收集室体积、航天器漏率等参数对漏率标定数据的影响。结果表明,测试数据与注入的氦气量呈线性关系,并随着收集室体积的增加而减小;收集室累积空间体积在30~100 m³之间时,漏率标定测试数据变化率在10^-9量级且相对稳定,有助于完善漏率标定数学模型;通过标准漏孔模拟航天器的漏率,当漏率小于1×10^-4Pa·m³/s时,标定测试数据(1 h内)相对偏差小于30%,同时可采取缩短漏率标定时间、风机循环使氦气分布均匀等方式提高航天器的漏率检测精度。     

氙气与多种示漏气体漏率转换关系研究

电推进技术是我国航天卫星未来重要的推进系统技术，具有比常规化学推进比冲高、推力小、推进剂利用率高等优点，其中离子推进器主要使用氙气作为推进剂。常规的推进系统密封性测试采用氦气作为示漏气体，检漏结果与实际工质氙气的真实漏率存在换算关系，为了能够准确评估电推进系统的实际泄漏状态和漏率数值，亟需开展相关研究。本文通过搭建多种示漏气体测试系统，验证了氙气原位检漏技术的可行性，并由理论分析和实验研究初步获得氙气与氦气、氪气之间的漏率转换关系，以及转换系数理论上下限数值，为后续电推进的检漏工作提供参考依据。     

航天器检漏线性拟合参数的不确定度评定分析

航天器检漏中需要进行线性参数拟合及其不确定度的评定。采用最小二乘法建立线性方程的斜率公式,推导斜率的A类及B类不确定度的计算公式,对其进行合理简化及影响分析。最后,实例说明该方法的具体应用。     

低充氦浓度氦质谱检漏技术应用研究

为解决不允许抽真空和充压的密封装置的密封性能检测问题,开展了较低充氦浓度的氦质谱检漏模拟实验。实验采用通道型标准漏孔和模拟密封容器,在容器内的氦气浓度为0.5‰,1‰,3‰,5‰时分别实测了混合气体中氦气通过漏孔的漏率,基于混合气体以同种比分通过分子流漏孔的假设,不同浓度下测得的漏率结果与理论计算相比较;实验得出了在一定体积的空间内定点释放少量的氦气自由扩散至基本均匀分布所需时间。在实验的基础上,专门设计低充氦浓度检漏的标定装置,可降低因标准漏孔的氦浓度与检漏充氦浓度相差较大而引入检漏结果的不确定度。     

泄漏检测技术不确定度评价方法浅探

氦质谱检漏是目前比较广泛采用的一种泄漏检测方法,一般采用比对定量的方法给出检漏结果。本文分析了氦质谱检漏的影响因素,从建立数学模型角度分析漏率测量的不确定度,并给出采用氦罩法进行真空泄漏检测时的漏率不确定度范围,为用该方法评价氦质谱检漏结果提供思路,探讨采用该方法提供漏率结果不确定度的合理性和可行性。     

全氟三乙胺泄漏率质谱分析测试方法研究

为了确保航天器热控制系统的密封性能,针对其采用的液态工质全氟三乙胺提出了一种工质泄漏率测试方法.首先将加注工质后的航天器产品放入一非真空收集容器并进行密封,对其泄漏的全氟三乙胺进行累积收集,一定时间后,利用四极质谱仪对其浓度变化量进行测试,随后通过放样对系统进行标定,通过计算确定产品的泄漏率.通过对一支漏率已知的标准漏孔进行测试,验证了方法的可行性.经分析,优先选择质量数119的谱峰进行测试,在收集容器容积150 m3、累积时间24h工况下,最小可检漏率达0.002ml/24h,该系统对大气环境中全氟三乙胺浓度测试的灵敏度达1.4×10-9.该技术比常规的氦质谱检漏技术能更加真实反应航天器的泄漏状态.     

聚四氟乙烯密封圈密封性能研究

试验研究了聚四氟乙烯密封圈压缩量、检漏时间等因素对密封性能的影响;利用数值模拟方法研究了氦气在聚四氟乙烯密封圈中的渗透过程及密封圈尺寸对该过程的影响;分析探讨了含氦渗透率较高材料容器的检漏问题。研究结果表明,试验中容器检漏测得的漏率主要是聚四氟乙烯密封圈对氦气的渗透产生的,充氦到检漏之间的时间过长使得氦渗透漏率较大,导致容器的漏率不能满足设计指标;缩短充氦到读取检漏值的时间,在氦气还未渗透通过密封圈前就检漏可获得界面、漏孔泄漏导致的漏率,增大密封圈渗透方向的厚度可显著增加该时间。     

航天器舱体差压检漏系统研究

传统的差压检漏系统要求基准件和被检件大小、材料和形状都完全相同.所以其应用范围受到了很大限制.为了满足新型航天器舱体总漏率测试要求,本文研究了一种非对称基准物差压检系统,推导了差压检漏的温度补偿公式,并利用高精度的温度计和差压计进行了原理实验.实验结果表明,该差压检漏系统满足新型航天器舱体总漏率测试要求.     

典型双密封结构泄漏机理研究

使用氦质谱吸枪检漏法检测航天器管路双密封结构螺接头漏率时,常会发生漏率随时间变化的情况。为了从理论上分析该问题的实质,本文建立了两种双密封结构泄漏过程的数学模型,分别考虑了分子流和粘滞流两种状态,并求解了数学模型的方程解析解,编制程序进行数值模拟仿真,形象地显示了双密封结构系统正压泄漏情况下,漏率、压力与泄漏时间关系的规律,及其影响泄漏时间长短的因素。并计算了不同初始条件下,双密封结构的漏率稳定时间。这些研究结果可直接应用于航天器管路双密封结构螺接头漏率测试候检时间评估计算,并对双密封结构系统的设计和泄漏安全评估,从理论上提供指导意义。     

大型真空系统氦检漏率的快速准确检测方法

大型真空系统检漏往往耗时长、效率低。本文分析了氦气通过漏孔进入氦质谱检漏仪形成检漏信号的规律,并据此建立检漏信号数学模型,确定漏孔的最终稳态泄漏信号。基于上述分析,提出漏孔漏率的一种快速预测方法。该方法用于大型真空系统检漏能准确预测被检部位的漏率,能显著缩短检漏时间,提高检漏效率。     

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

本文介绍了航天器单点检漏过程中3种常见的单点模型,并依据航天器泄漏设计指标对单点模型的示漏气体浓度进行分析计算。根据现有的四极质谱仪装置GAM500对单点模型进行试验验证,试验说明四极质谱仪可测漏率满足航天器漏率设计指标要求,可以应用在航天器单点检漏工艺中。     

汽油馏程测量结果不确定度的评定

本文采用不确定度的A类评定和B类评定等评定方法,通过对90#汽油的汽油测量过程分析,找出影响结果的各因素及它们之间的函数关系,对其结果的不确定度进行评定,得出结果不确定度的标准计算和表示法。     

汽油馏程测量结果不确定度的评定

本文采用不确定度的A类评定和B类评定等评定方法，通过对90#汽油的汽油测量过程分析，找出影响结果的各因素及它们之间的函数关系，对其结果的不确定度进行评定，得出结果不确定度的标准计算和表示法。     

橡胶管在氦质谱检漏中渗氦研究

氦质谱检漏是真空检漏的重要方法,它利用氦气作为探测气体对密闭容器进行漏率检测,但在检漏中发现橡胶管有渗氦现象,渗透的氦气直接影响检漏结果,造成漏率偏大;该文对这种现象进行实验研究,1)同等长度橡胶管,在不同温度下进行实验,验证漏率与温度的关系。2)在同等温度条件下,通过改变橡胶管长度,验证漏率与橡胶管长度的关系。针对实验数据进行分析,拟合时间-漏率曲线,找出影响橡胶管渗氦的因素,为真空检漏人员提出改进建议。     

加压真空检漏法的线性性能研究

目前加压真空检漏法已广泛应用于航天器的总漏率测试中,其应用的前提是此种方法必须是线性的。因此,研究该种方法的线性具有重要的工程意义。文中首先通过建立加压真空检漏法的数学模型,得到了被检件的漏率与加压真空检漏系统输出值之间的线性定量关系;其次,通过试验手段,进一步证明了加压真空检漏法的线性性。研究结果表明:加压真空检漏法具有较好的线性性能,可以准确地测试被检件的总漏率。