Espectrometría de masa (Gas trazador)

La tecnología requiere un instrumento capaz de detectar el gas: el espectrómetro de masa. En las aplicaciones de detección de fugas se usa una versión especial del espectrométro de masas, optimizado para detección un solo gas: el detector de fugas de helio.

La prueba de estanqueidad con un detector de fugas de helio es objetiva, ya que no depende de la evaluación del operador, de manera que se asegura un elevado nivel de fiabilidad.

Además, la posibilidad de recuperar el helio usado durante las pruebas reduce el consumo diario y los costes de funcionamiento de la máquina de prueba de estanqueidad.

El objetivo de la detección de fugas de helio es detectar el índice de fuga global del componente del cliente en un intervalo que normalmente abarca de 10^-7 mbar*l/s a 10^-3 mbar*l/s. Los índices de fuga en el intervalo 10^-2 and 10^-1 mbar*l/s pueden detectarse usando una mezcla de helio a baja concentración (normalmente 10%), mientras que los índices de fugas en intervalos más bajos de 10^-7 mbar*l/s también pueden detectarse incluso si unas aplicaciones tan exigentes no son muy habituales.

El sistema comprueba de manera automática la estanqueidad de los componentes usando la técnica de prueba global en cámara de vacío: después de situar el componente en la cámara, ambos se evacuan hasta el valor necesario para la prueba. Entonces el componente se presuriza con un gas trazador: a través del detector de fugas, el sistema puede detectar el flujo total debido a todas las fugas presentes en el componente. El proceso permite obtener una medición cuantitativa de la fuga. La detección de fugas de helio normalmente está precedida por una prueba de estanqueidad gruesa realizada con aire, con el objetivo de reducir el riesgo de contaminar la cámara con grandes cantidades de helio en caso que esté presente una fuga gruesa.

¿Cómo funciona el espectrómetro de masa?

Simplificando, el detector de fugas transforma la medida de la corriente de ionización realizada por las moléculas de helio en una señal eléctrica. Este proceso se realiza ionizando el aire que entra en el detector de fugas y guiando las moléculas ionizadas a un campo magnético que da a la trayectoria de las moléculas una deflexión proporcional a la masa de estas.

¿Por qué helio?

• Es un gas noble: es inerte y no reacciona con otros gases o con la pieza que se está probando.
• El helio es incoloro, inodoro, sin gusto, no es tóxico y no provoca problemas si se libera en el medio ambiente.
• Está presente en la atmosfera solo en pequeñas cantidades (5 ppm), lo que hace que el ruido de fondo en el índice de fuga sea muy pequeño.
• El helio también puede recuperarse con sistemas de recuperación, que permiten que los clientes reduzcan la cantidad de helio que debe adquirirse y de esta manera el riesgo de quedarse sin reservas.

Descripción general de los sistemas de detección de fuga de helio

Normalmente un sistema de detección de helio ofrece:

• Una o varias cámaras de vacío, con tapas manuales o automáticas montadas en un bastidor de acero pintado y soldado. El acceso a las cámaras normalmente está protegido por cortinas ligeras.
• Accesorios para conectar los componentes bajo prueba al circuito de proceso del sistema.
• Bombas de vacío que son necesarias para generar y mantener el vacío en la cámara o cámaras de prueba y para evacuar el componente que se está probando.
• Uno o varios detectores de fugas
• Paneles eléctricos y neumáticos.
• Un ordenador industrial, con monitor de color de pantalla táctil, que realiza las funciones de HMI mientras que ejecuta el proceso 
• El suministro también puede incluir un sistema de recuperación de helio adecuado para la capacidad necesaria