西北核技術研究所 作者：馮曉
為解決普通噴槍在檢漏時對漏孔定位能力低的問題，設計了一種鐘罩式雙流道噴槍，并對其開展了測試實驗。結果表明：噴氦法檢漏時，利用鐘罩式雙流道噴槍可分辨出相距15mm 的相鄰漏孔，對單一漏孔定位范圍為Φ20 mm，較大的提高了噴氦法檢漏時對漏孔的定位能力。
噴槍作為噴氦法氦質譜檢漏的一個重要工具，用以對被檢部位噴射氦氣。目前噴槍一般直接采用噴漆槍或稍作改造，但利用其對大體積密封結構的焊縫等部位實施檢漏時，對漏孔位置的準確判定存在一定難度，甚至出現誤判。為此，本文設計了一種鐘罩式雙流道噴槍，可較好地對被檢部件漏孔實施定位檢測。
噴氦法檢漏時的檢漏系統最小可檢漏率與儀器最小可檢漏率存在以下關系[1]：
式中Q'min———檢漏系統最小可檢漏率，Pa·m3/s
Qmin———儀器最小可檢漏率，Pa·m3/s
γHe———被檢部位處所噴氦氣體積濃度
Δt ———噴嘴在漏孔的停留時間，s
τ———由真空系統所決定的儀器的反應時間，s，τ= V/SHe（V—系統容積，m3,SHe—系統對氦的抽速，m3/s）。
儀器最小可檢漏率為2×10-8 Pa·m3/s 時，噴嘴在漏孔處停留時間與檢漏系統最小可檢漏率關系見圖1。
由式（1）及圖1 可見：噴氦法檢漏時其最小可檢漏率與所噴氦氣濃度γHe 和噴氦時間Δt 有關。提高噴氦法檢漏最小可檢漏率的途徑主要有兩條，一是使γHe→1，即提高漏孔處氦濃度，二是使exp(-Δt/τ)→0，即增加噴氦時間Δt，但噴氦時間的提高意味著檢漏效率的降低。
檢漏時采用的普通噴槍噴嘴一般為敞開式結構（見圖2）。
因此，采用普通噴槍檢漏時由于受噴嘴相對漏孔的夾角、距離、移動速度以及噴射氦氣的流量等因素影響，漏孔處氦氣的濃度和影響范圍難以確定，實際檢漏最小可檢漏率不高；噴槍所噴的多余氦氣不能被及時清除，使得檢漏環境氦本底較高，影響到周圍其它漏孔，易造成對漏孔位置的誤判，尤其在被檢部位結構比較復雜的情況下，氦氣更不易擴散清除[2~4]。
針對普通噴槍的不足，以提高漏孔處氦濃度、減少所噴氦氣對檢漏環境的影響為目的，設計了鐘罩式雙流道噴槍，見圖3。
鐘罩式雙流道噴槍由噴槍槍體、PU 管、鎖母接頭、透明管浮子流量計、旋片式真空泵等構成，見圖4。
噴嘴采用橡膠鐘罩式以提高被檢部位氦氣濃度。槍體由兩根雙流道管路構成，氦氣自內管噴出，外管聯通真空泵將多余氦氣抽除，從而避免對環境本底的影響。聯接內管與外管的管路上分別設有調節噴氦流量和真空泵抽氣流量的調節閥，通過調節閥門，使噴氦流量與抽氣流量相匹配，從而保證被檢部位保持較高的氦濃度。
被檢密封結構的焊縫寬度一般為20 mm，因此設計內鐘罩直徑為20 mm，外鐘罩直徑為40 mm。
測試裝置主要由金屬壓扁毛細管型漏孔（見圖5）、漏孔陣列法蘭盤等組成。漏孔陣列法蘭盤上分布有相距為15 mm、20 mm、25 mm、30 mm、35 mm、40 mm、45 mm、50 mm 的螺紋孔，不同漏率的漏孔與法蘭盤上不同距離的螺紋孔聯接，可分別組成不同距離的相鄰漏孔。
（1）鐘罩式雙流道噴槍的設計原理是可行的，實驗表明其可將相距15 mm 的漏孔區分開，并將漏孔確定在鐘罩直徑Φ20 mm 范圍內，較普通噴槍大大提高了對漏孔的定位能力，該技術已成功應用于某容器大法蘭金屬焊封罩焊縫的檢漏。
（2）由于受被檢容器焊縫寬度要求，噴氦鐘罩直徑設計為20 mm，如將其直徑減小，對漏孔定位精度或將更高，這對某些狹窄空間的微小部位的檢漏具有很好的應用前景。