Pirani-Vakuummessgerät aus Edelstahl für Helium-Leckage-Detektor

Einführung des Pirani-Vakuummessgeräts

Das Pirani-Vakuummessgerät ist ein Schlüsselsensor im Vakuumsystem eines Helium-Massenspektrometer-Lecksuchers, der zur Messung des Drucks im mittleren bis niedrigen Vakuum Bereich (insbesondere während der Grobabsaugphase) verwendet wird. Sein Kernelement besteht typischerweise aus Metallen wie Wolfram oder Nickel, während das gesamte Gehäuse aus Edelstahl gefertigt ist.

Funktion des Pirani-Vakuummessgeräts

Das Pirani-Vakuummessgerät spielt die Rolle des "Prozessmonitors" und "Systemschützers" in Helium-Massenspektrometer-Lecksuchern, mit folgenden spezifischen Funktionen:
Überwachung des Grobabsaug-(Vorleitungs-)Vakuumdrucks:
Beim Start des Lecksuchers muss die Vakuumpumpe zunächst das Vakuumsystem vom Atmosphärendruck auf einen relativ niedrigen Druck (typischerweise in der Größenordnung von 10 Pa bis 0,1 Pa) evakuieren. Das Pirani-Messgerät überwacht die Druckänderungen während dieser Phase in Echtzeit und zeigt sie auf der Instrumentenoberfläche an.
Bereitstellung eines Verriegelungssignals für die Öffnung des Hochvakuumventils (Kernschutzfunktion):
Die Kernkammer des Massenspektrometers des Lecksuchers kann nur unter Hochvakuumbedingungen (typischerweise unter 0,1 Pa) betrieben werden. Wenn das Hochvakuumventil (das die mechanische Pumpe mit der Diffusionspumpe/Turbomolekularpumpe verbindet) geöffnet wird, bevor der Vorleitungsdruck ausreichend niedrig ist, kann dies die Hochvakuumpumpe schwer beschädigen und das gesamte System kontaminieren.
Das Pirani-Messgerät ist mit dem Steuerungssystem des Instruments verriegelt. Das Steuerungssystem erlaubt die Öffnung des Hochvakuumventils und den Start der Turbomolekularpumpe nur dann, wenn das Pirani-Messgerät feststellt, dass der Vorleitungsdruck unter einem voreingestellten Sicherheitsschwellenwert liegt. Dies ist eine kritische Sicherheitsmaßnahme zum Schutz der teuren Hochvakuumpumpe und des Massenspektrometers.
Unterstützung bei der Diagnose des Systemstatus und der Leckortung:
Durch Beobachtung der Druckabfallrate während des Pumpens und des erreichbaren endgültigen stabilen Drucks ist es möglich, vorläufig festzustellen, ob das System ein großes Leck (Druck fällt durchgehend nicht ab) oder eine erhebliche interne Ausgasung (Druck fällt langsam ab) aufweist.
Während der Lecksuche, wenn das Sprühen von Helium nicht nur eine Massenspektrometer-Signalantwort auslöst, sondern auch einen merklichen Anstieg des Pirani-Messwertes verursacht, deutet dies in der Regel auf das Vorhandensein eines relativ großen Lecks hin.