Vakuumtest Leckrate

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Der Leckrate (auch: Leckrate) ist ein Mass für die aus einem Gehäuse austretende Masse oder Volumeneinheit. Die Leckrate ist in der Vakuumtechnologie wie folgt definiert: Der Leckrate ist der Anteil des pV-Wertes eines über einen Zeitraum durchströmten Gass. Der pV-Wert ist das Ergebnis von Luftdruck und Rauminhalt einer gewissen Gasmenge bei der vorherrschenden Raumtemperatur.

Der pV-Wert bei einer bestimmten Gastemperatur ist für ein optimales Erdgas ein Mass für die Menge oder das Gewicht des Erdgases. Der Leckrate ist vom Gastyp, der Differenzdruckdifferenz und der Umgebungstemperatur abhaengig. In der Regel gelten folgende Bedingungen: Q oder QL wird üblicherweise als Symbol für die Leckrate benutzt. Die folgenden Messeinheiten werden üblicherweise für die Leckrate verwendet:

Die Leckrate von 1 Pa-m3/s ist angegeben, wenn der Luftdruck in einem verschlossenen, entleerten Container mit einem Fassungsvermögen von einem m3 pro Sek. um einen Pascal steigt. Die folgende Grobabschätzung gibt einen Überblick über den Zusammenhänge zwischen der geometrischen Bohrlochgröße und der damit verbundenen Leckrate: Es handelt sich um einen großen Container mit einer runden Bohrung mit einem Durchmesser von 1 m.

Ausserhalb des Containers herrschen atmosphärischer Druck, innerhalb des Vakuums. Danach würden alle Moleküle in einem Gaszylinder mit einem Durchmesser von 1 Millimeter und einer Bauhöhe von 330 Metern "über" dem Bohrloch mit der Geschwindigkeit des Schalls (330 m/s) in einer einzigen Minute "fallen". Ausgehend von dieser Schätzung und der Grösse von Computerviren und Keimen können auch die gebräuchlichen Begriffe "bakteriendicht" und "virendicht" mit entsprechenden Grenzwertleckraten belegt werden:

Mit modernen Helium-Lecksuchgeräten können Leckagen von bis zu 5-10-13 Pa-m3/s detektiert werden. Wenn ein Vakuumapparat in Betrieb genommen wird, der aus wenigstens einer Vakuumkammer, dem so genannten Behälter, einer Vakuumpumpstation und einem Manometer zusammengesetzt ist, ergibt sich die Fragestellung, ob der Behälter als vakuumdicht anzusehen ist. ii ) Das Absperrventil zwischen dem Behälter und der Vakuumpumpeinheit ist zu. iii ) Der Druckaufbau im Behälter wird in kleinen Zeitabständen ( "10s") über einen langen Zeitabschnitt gemessen.

vi ) Die Leckrate ergibt sich durch Multiplizieren des Druckanstieges pro Zeiteinheit mit dem bestimmten Behälter. Beim Auswerten des so gewonnenen Messwerts für die Leckrate ist die bei der Montage des Vakuumgerätes verwendete Dichtungsart zu berücksichtigen. Heutzutage werden im physikalisch-technischen Umfeld vorwiegend Edelstahlbehälter eingesetzt, die entweder mit Gummiringen oder Viton-Rundschnurringen (Hochvakuumsysteme) oder mit Kupferabdichtungen (Ultrahochvakuumsysteme) abgedichtet werden.

Ultrahochvakuum-Systeme sind fast komplett abgedichtet, weshalb sich die Leckratenmessung meist auf die Auswertung von Hochvakuumsystemen bezieht. Folgende Qualitätswerte gelten:[2]: Nur mit diesen Angaben lässt sich abschätzen, ob die Dichtheit des Gerätes der nach dem Bau eines Vakuumgerätes technischen Möglichkeit entsprechen. Lässt sich das Gerätevolumen nicht exakt bestimmen, sollte immer davon ausgegangen werden, dass es zu groß ist, um eine Schätzung für den ungünstigsten Anwendungsfall zu haben.

? Leybold Vakuum: Grundlagen der Vakuumtechnik, erschienen 2007, S. 144 Unter[1] als PDF-Datei kostenfrei in deutscher oder englischer Sprache verfügbar. Eine sehr gute, informative Anleitung zur Vakuum-Technik, die von Leybold (heute: Oerlikon-Leybold) seit vielen Jahren betreut wird.