焊点气密性氦质谱检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-10-13  

焊点气密性氦质谱检测是一种高精度的泄漏检测技术,利用氦气作为示踪气体,通过质谱分析仪检测焊点处的微小泄漏。该方法涉及真空系统建立、氦气注入、泄漏信号采集和数据分析等关键环节,确保检测结果的准确性和可重复性。适用于对气密性有严格要求的焊接结构,如电子元器件和压力容器。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

泄漏率定量检测:通过氦质谱仪测量焊点单位时间内的氦气泄漏量,以量化泄漏程度,确保检测结果符合标准规定的阈值,为产品密封性能评估提供数据支持。

背景氦浓度校准:在检测前对测试环境中的本底氦气浓度进行测量和校准,消除环境干扰,提高检测灵敏度,保证泄漏信号的准确性。

检测灵敏度验证:使用标准泄漏源验证氦质谱检漏系统的最小可检测泄漏率,确保仪器在低泄漏量下仍能可靠工作,满足高精度检测需求。

焊点几何形状影响评估:分析不同焊点尺寸、形状和位置对氦气扩散路径的影响,优化检测参数,减少几何因素导致的检测误差。

环境温度稳定性测试:评估温度变化对氦气泄漏速率和质谱仪性能的影响,要求在恒温条件下进行检测,以保持结果的一致性。

压力变化适应性检测:测试焊点在不同压力梯度下的泄漏行为,模拟实际工况,验证气密性在不同压力条件下的稳定性。

检测时间优化分析:确定最佳检测时长,平衡检测效率与准确性,避免因时间过短导致漏检或过长造成资源浪费。

重复性测试:对同一焊点进行多次氦质谱检测,评估结果变异系数,确保检测方法的稳定性和可重复性。

再现性测试:在不同时间或由不同操作员对相同焊点进行检测,验证方法在不同条件下的结果一致性,保证检测可靠性。

最小可检测泄漏量测定:确定氦质谱系统能够可靠识别的最小泄漏量,为检测限设定提供依据,适用于高要求应用场景。

检测范围

电子元器件焊点:应用于集成电路、印刷电路板等微焊接部位的气密性检测,防止湿气或污染物侵入导致器件失效,确保电子产品长期可靠性。

汽车零部件焊接:涵盖发动机系统、燃油管路和传感器焊点,检测其密封性能以满足车辆安全标准,避免介质泄漏引发故障。

航空航天结构焊点:用于飞机机身、推进系统等关键焊接部位,要求极高气密性以防高空低压环境下的气体泄漏,保障飞行安全。

医疗器械焊接:涉及植入设备、诊断仪器等焊点检测,确保无菌密封防止生物污染,符合医疗行业严格规范。

管道系统焊点:针对石油、化工等行业的输送管道焊接接头,检测其耐压密封性,防止有害物质泄漏造成环境污染。

压力容器焊点:用于储罐、锅炉等承压设备的焊接缝气密性评估,验证其在高压下的完整性,预防爆炸风险。

太阳能电池板焊点:检测光伏组件中电池片连接点的密封性,防止湿气侵蚀导致效率下降,延长使用寿命。

通信设备焊点:包括基站天线、光纤连接器等焊点,确保在恶劣环境下保持气密,维持信号传输稳定性。

电力设备焊点:应用于变压器、开关柜等电气连接部位,检测其绝缘密封性能,防止电弧或短路事故。

家用电器焊点:涵盖空调、冰箱等产品的制冷系统焊点,验证气密性以避免制冷剂泄漏,保证能效和安全性。

检测标准

ASTM E1603-20 JianCe Practice for Leakage Measurement Using the Mass Spectrometer Leak Detector or Residual Gas Analyzer in the Hood Mode:规定了使用质谱检漏仪在罩式模式下进行泄漏测量的标准程序,包括仪器校准、测试条件和数据记录要求,适用于焊点气密性检测。

ISO 20485:2017 Non-destructive testing — Leak testing — Mass spectrometer leak detector method:国际标准化组织发布的质谱检漏仪方法标准,涵盖了检测原理、设备要求和结果 interpretation,确保全球检测一致性。

GB/T 12604.7-2021 无损检测 术语 泄漏检测:中国国家标准定义了泄漏检测相关术语,为焊点气密性氦质谱检测提供统一技术语言基础。

ASTM E499/E499M-21 JianCe Practice for Leakage Measurement Using the Mass Spectrometer Leak Detector in the Detector Probe Mode:描述了探头模式下的质谱检漏方法,适用于局部焊点检测,详细规定了探头使用和信号处理流程。

ISO 3530:2019 Vacuum technology — Mass spectrometer-type leak-detector rules:针对真空技术中的质谱检漏仪使用规则,包括仪器性能验证和检测环境控制,适用于高真空焊点检测。

GB/T 18182-2012 金属压力容器声发射检测及结果评定方法:虽然主要针对声发射,但相关泄漏检测部分可参考用于焊点气密性评估,补充氦质谱检测应用。

ASTM F998-20 JianCe Test Method for Gross Leak Testing of Semiconductor Devices by Bubble Emission:尽管聚焦气泡法,但原理与氦质谱互补,可用于焊点检测方法验证。

ISO 15848-1:2015 Industrial valves — Testing and qualification of fugitive emissions — Part 1: Classification system and qualification procedures for type testing of valves:涉及阀门泄漏测试,部分内容适用于焊接接头气密性标准参考。

GB/T 2423.23-2013 环境试验 第2部分:试验方法 试验Q:密封:提供了密封性试验的一般方法,可作为焊点氦质谱检测的辅助标准。

MIL-STD-883J Method 1014.9 Sealing:美国军用标准针对电子器件密封测试,包括氦质谱方法,适用于高可靠性焊点检测。

检测仪器

氦质谱检漏仪:核心检测设备,采用质谱原理检测氦气分子,灵敏度可达10-12 mbar·L/s,用于识别焊点微小泄漏,通过真空系统和离子源实现高精度测量。

真空泵系统:包括机械泵和分子泵,用于在检测前对测试腔体抽真空,创建低本底环境,确保氦气泄漏信号不被背景干扰,提高检测准确性。

氦气供应装置:提供高纯度氦气作为示踪气体,通过减压阀和流量控制器调节注入压力,模拟泄漏条件,用于焊点充氦和检测过程。

校准泄漏标准:已知泄漏率的参考源,用于定期校准氦质谱仪,验证仪器性能,确保检测结果 traceable 至国家标准,维持测量一致性。

数据采集与处理系统:集成软件和硬件,实时记录泄漏信号、压力和时间数据,进行噪声滤波和泄漏率计算,输出检测报告,支持焊点气密性分析。

测试腔体或夹具:定制化装置用于固定焊点样品,与真空系统连接,确保密封隔离,避免外部泄漏影响,适用于不同形状和尺寸的焊接部件。

泄漏检测探头:手持式或固定式探头,用于局部焊点扫描,结合质谱仪实现快速定位泄漏点,提高检测效率,尤其适用于大型结构。

环境控制单元:维持检测区域的恒温恒湿条件,减少环境波动对氦气扩散和仪器性能的影响,保证检测结果的可重复性。

信号放大器:增强质谱仪输出的微弱电流信号,提高信噪比,便于识别低泄漏量,适用于高灵敏度焊点检测应用。

安全互锁系统:集成压力传感器和电气控制,在检测过程中自动监控真空和氦气压力,防止过压或泄漏事故,确保操作安全性。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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