氦質譜檢漏等泄漏檢測技術不確定度評價方法
氦質譜檢漏是目前比較廣泛采用的一種泄漏檢測方法,一般采用比對定量的方法給出檢漏結果。本文分析了氦質譜檢漏的影響因素,從建立數學模型角度分析漏率測量的不確定度,并給出采用氦罩法進行真空泄漏檢測時的漏率不確定度范圍,為用該方法評價氦質譜檢漏結果提供思路,探討采用該方法提供漏率結果不確定度的合理性和可行性。
在泄漏檢測技術領域，有多種方法可以檢測不同泄漏量的漏隙，如氣泡檢漏、鹵素檢漏、壓力變化檢漏、氦質譜檢漏等，綜合比較，氦質譜檢漏具有適應范圍廣、定位定量準確、無毒、安全、反應速度快等優點，因此對泄漏量在10- 6 Pa·m3/s 以下的微小漏隙，目前比較廣泛采用氦質譜檢漏方法。氦質譜檢漏儀是目前已知的最小可檢漏率極小的一種檢漏儀器，由于它不僅能夠定性，而且能通過比對定量給出被檢件的漏率值。但也正因為引入了比對標準—標準漏孔，使得標準漏孔的不確定度、以及由該標準的引入造成的相關因素，如儀器靈敏度、探測氣體濃度、環境溫度、標準漏孔安裝位置[1]等都對檢漏結果有影響。由于影響因素較多，一般在進行氦質譜檢漏時，在對標準漏孔盡量模擬與被檢件相同工況、相同環境條件，進行比對定量給出檢測結果后，沒有再對其檢測結果的不確定度進行要求。
作為檢漏人員，在檢漏過程中，利用與標準漏孔比對完成檢漏后,給出的漏率值到底不確定度是多少，沒有明確的概念，只能從經驗獲取。本文通過對影響被檢件漏率的因素及不確定度進行分析、計算，對氦質譜檢漏結果的不確定度評定方法進行初步探討，以建立檢漏結果分散區間的范圍概念。
不確定度評定的數學模型建立
氦質譜檢漏有多種方法，本文僅對采用氦罩法進行的真空泄漏檢測進行不確定度評定研究。測量量為泄漏檢測(氦罩法)中的漏率。通過被檢件上的漏孔在檢漏儀上產生的信號與標準漏孔在檢漏儀上產生的信號的比對，計算出被檢件上漏孔的漏率。需要進行不確定度評定的即為此漏率。對此漏率進行不確定度評定時，首先要確定影響測量結果的因素有哪些，以進行標準不確定度評定。
在采用氦罩法進行氦質譜真空檢漏時，采用的計算公式為：
從公式可以看出，被檢件漏率與標準漏孔漏率、測量時標準漏孔漏率輸出值、被檢件漏率輸出值、測量時的溫度、以及氦罩內氦氣濃度有關，因此將該公式作為漏率不確定度評定的數學模型，據此分別進行A 類、B 類標準不確定度、合成標準不確定度、擴展不確定度的評定。
經過實驗獲取數據，計算得出氦罩法氦質譜真空檢漏的測量不確定度。通過與真空值的比較，以及多組測量結果相互比較(、二、三組據，均在15%~20%范圍內)，證明了該評定方法的正確性。氦罩法檢漏是氦質譜真空檢漏的常用方法，該結果對氦質譜檢漏漏率值的判定有積極的意義，使檢漏人員對采用該方法進行測量時的測量結果的不確定度范圍有了一個明確的概念。實際采用氦罩法進行氦質譜檢漏時，當采取控制檢漏氦氣濃度盡量與標準漏孔一致、將標準漏孔與檢測環境進行溫度平衡、合理選擇標準漏孔安裝位置等措施后，檢測出的漏率不確定度應在上述結果范圍內。
