Raumfahrzeuge können aus einer Vielzahl von Gründen undicht werden. Unüberwachte Lecks können zu schnellen Temperaturschwankungen führen und die Sicherheit des Personals gefährden. Aus diesen Gründen ist es für Weltraumforschungsteams unerlässlich, bei Tests in einer simulierten Weltraumatmosphäre die richtigen Werkzeuge einzusetzen.
Die Raumfahrtindustrie ist nicht die einzige Branche, in der die Lecksuche entscheidend ist. Hier ein kurzer Überblick über die Funktionen von Lecksuchern und Restgasanalysatoren (RGAs) sowie über einige Anzeichen dafür, dass es an der Zeit ist, die RGA-Technologie einzusetzen.
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Wie Lecksucher funktionieren
Leckdetektoren identifizieren, analysieren und messen Gase oder Flüssigkeiten, die in einen geschlossenen Raum oder in ein unter Druck stehendes System eintreten oder aus diesem entweichen. Leckdetektoren suchen nach der Quelle eines Lecks, wie schnell die Substanz ein- oder austritt und bewerten, ob die Eintritts- oder Austrittsmenge steigt oder sinkt. Die meisten Lecksuchgeräte messen das Vorhandensein von Heliumgas und haben die Vakuumtechnik bereits in ihre Konstruktion eingebaut.
Die meisten Lecksuchgeräte, wie die aus der Leybold-Produktpalette, verwenden einen 180⁰-Massenspeicher, der Ionen in einem Magnetfeld binden kann. Lecksucher sind im Allgemeinen auf den Nachweis von Helium abgestimmt. Die Teilchen werden im Vakuum ionisiert und durch eine zusätzliche Spannung beschleunigt, so dass sie im Magnetfeld getrennt werden und die Ionen in elektrischen Strom umgewandelt werden.
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Informationen zu Restgasanalysatoren (RGAs)
Restgasanalysatoren (RGAs) prüfen nicht nur das Vorhandensein von Helium. Sie bewerten alle in einem Raum vorhandenen Gase. Der wirksame Einsatz von RGAs setzt Drücke im Hochvakuumbereich voraus. RGAs, wie die LEYSPEC-Reihe von Leybold, können als Ergänzung für Unternehmen eingesetzt werden, die bereits über Vakuumtechnik verfügen.
Drei Grundkomponenten von RGAs
Ionenquelle - Die Ionenquelle wird verwendet, um das in einem Raum vorhandene Gas in Ionen umzuwandeln. Die Messzelle ist ein Heißkathoden-Ionisationsvakuummeter. Die von der Glühwendel emittierten Elektronen werden durch eine elektrische Vorspannung in Richtung der Quelle beschleunigt. Die sich schnell bewegenden Elektronen stoßen mit den Gasmolekülen zusammen, wodurch die Elektronen herausgelöst und ionisiert werden.
Massenfilter - Der Massenfilter ist eine Quadrupolanordnung, die aus vier Edelstahlstäben besteht. Der Quadrupol spült die Ionen weg und variiert die Spannungen, um bestimmte Ionen zu bevorzugen, wenn ihre Anwesenheit erkannt wird.
Detektor - Die aus dem Filter austretenden Ionen stoßen auf eine Metallplatte, den so genannten Detektor oder Faraday-Cup. Die Ionen werden neutralisiert, während die Elektronen in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Der daraus resultierende Strom entspricht dem Strom des ankommenden Ions. Ein Wahlverstärker erhöht das Signal und macht die Forscher auf die Anwesenheit der Ionen aufmerksam. Die Verstärkung ist äußerst hilfreich, da Gase, die in geringen Mengen im Vakuum vorhanden sind, sonst unentdeckt bleiben würden.
RGAs und Leckdetektoren: Gemeinsamkeiten und Unterschiede
RGAs und Lecksuchgeräte sind beides Massenspektrometer. Der größte Unterschied besteht darin, dass RGAs nicht über eine eigene Vakuumtechnik verfügen. Sie müssen von einem Vakuumsystem unterstützt werden. Der Vorteil von RGAs gegenüber Lecksuchern besteht darin, dass sie neben Helium auch andere Gasarten erkennen können.
Die Fähigkeit, zwischen verschiedenen Dämpfen zu unterscheiden, ist hilfreich, wenn es sich um Gase handelt, die sich über einen großen Raum verteilen, was es schwieriger macht, die Quelle eines Lecks zu finden. RGAs erkennen auch andere Elemente wie Aceton oder Methanol, die in einem Raum vorhanden sein können.
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Wenn RGAs einen Unterschied machen können
RGAs können Prüfern, Forschern und Ingenieuren helfen, die Besonderheiten der Ein- und Ausgangsströme ihrer Systeme zu verstehen. Mit diesem Wissen können sie beurteilen, ob sie die richtigen Verhältnisse haben, um die idealen Bedingungen für ihr Projekt zu schaffen.
Beispiele für die Nützlichkeit von RGAs
In der Textilindustrie wird häufig die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) unter Verwendung von Argongas zur Erzeugung von Plasmen zur Herstellung von Beschichtungen eingesetzt. Die Anwesenheit eines RGA hilft den Ingenieuren zu wissen, ob sie die richtige Mischung von Elementen für die erforderlichen Prozesse einbringen.
RGAs können auch helfen, Räume zu überprüfen, die möglicherweise Ausgasungen aufweisen. Das kann in der Industrie von Vorteil sein, um undichte Stellen in Wassermänteln zu finden. Die Technologie kann sogar für die Durchführung von Emissionsprüfungen angepasst werden. RGAs können eine lohnenswerte Investition für Unternehmen sein, die bereit sind, die für eine optimale Leistung erforderliche Zeit und Unterstützungsstrukturen zu investieren.
Erfahrene RGA-Entwickler einsetzen
Leybold hat sich auf RGAs spezialisiert, die den Anforderungen verschiedener Branchen gerecht werden. Werfen Sie einen Blick auf unsere aktuelle Auswahl an RGAs oder fordern Sie eine maßgeschneiderte RGA nach Ihren Spezifikationen an. Unsere Ingenieure sind stets bereit, innovative Lösungen anzubieten, die die Sicherheit und Intaktheit Ihrer Systeme und Prozesse schützen.
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