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[代理] 氦质谱检漏仪燃料电池领域检漏应用(Pfeiffer HLT 560)

应用十三、氦质谱检漏仪燃料电池领域检漏应用（天津某科研院所）

一、燃料电池检漏原因
燃料电池（Fuel cell）是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置，是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。由于其具有发电效率高，适应多种燃料和环境特性好等优点，是继火电、水电、核电之后的第四代发电方式，被誉为 21 世纪清洁、高效的动力源，近年来获得了飞速发展。质子交换膜燃料电池就是其中的一种，其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，多个单体电池以串联方式层叠组合而成电堆，即构成质子交换膜燃料电池电堆，电堆的核心是膜电极组件和双极板。为确保膜电极的生产品质和生产效率，必须建立燃料电池膜电极的真空检漏装置，能快速、准确地对膜电极进行真空检漏。

二、燃料电池检漏方法
Pfeiffer HLT 560 氦质谱检漏仪提供两种检漏模式，负压模式 (vacuum mode) 及正压模式 (sniffer mode) ，燃料电池膜电极的真空检漏装置采用的是负压模式检漏，其检漏步骤如下：
保压：将燃料电池放入保压罐中，充入四个大气压的氦气，保压两小时；
卸压：将氦气从排气口回收，以便重复利用，将燃料电池取出；



将燃料电池放入充有 4 个大气压氦气的保压罐中，保压 2 个小时
1) 冲洗：将保过压的燃料电池用氮气冲洗表面，以便残余在表面的氦气冲走；
2) 密封：将燃料电池放入检测盒中，注意密封，将盖子盖好；
3) 测试：启动氦质谱检漏仪，使用氦质谱检漏仪真空模式，首先氦质谱检漏仪内部前级泵对检测盒抽真空，测试口到达一定真空度（25 mbar 业界最高）时开始测试，如果有燃料电池有泄露的话，氦质谱检漏仪漏率值会跳动，并且数值上升，产生漏电报警。

氦质谱检漏仪操作简图如图：



氦质谱检漏仪实体图如图：


 

三、燃料电池检漏形式说明
燃料电池膜电极的真空检漏装置主要包括检测盒，连接管路，压力阀，保压灌，压力表，角阀，支架和氦质谱检漏仪等。压力表安装在保压灌顶部，为便于操作，可将汽缸，小车，支架和氦质谱检漏仪集成在一起。另外对于汽缸的密封最好经常更换 O 型圈，因为重复使用会影响到密封的可靠性，进而影响测漏的效果。
检测过程中可以通过手动角阀的控制，对两个检测盒分别进行检测。

四、氦质谱检漏仪其它应用
一般真空相关设备应用如溅镀 (suppering system) 机台，蒸镀机台 (evaporator) 检漏，低温容器，高压真空开关，高压容器，电子零件如震荡器 (oscillator) 等等均可应用普发氦质谱检漏仪来进行检漏。