Auswirkungen der Umstellung von Luft auf Stickstoff bei Belüftung einer Kammer
Frage: Um schneller ein niedriges Untergrundsignal bei der Lecksuche zu erreichen, haben wir die Testkammerbelüftung von Luft auf Stickstoff umgestellt. Der Untergrund ist aber eher schlechter als besser geworden. Das kann doch eigentlich gar nicht sein, oder?
Antwort: Wahrscheinlich setzen Sie einen Stickstoff mit hohem Heliumgehalt ein.
Hintergrund: Gase werden in unterschiedlichen Reinheitsgraden angeboten, benannt durch den prozentualen Gehalt des spezifizierten Gases. N2 4.8 bedeutet z. B. einen Stickstoffgehalt von 99,998%. Die erste Ziffer gibt die Anzahl der Neunen bei der Angabe in Prozent an. Die zweite Ziffer ist die darauf folgende von neun verschiedene Ziffer.
Das Edelgas Helium als Bestandteil anderer Gase wird in der Regel nicht spezifiziert, da es als inertes Gas in den meisten Anwendungen nicht stört. Nur bei Gasen mit Analysezertifikat findet man u. U. eine Angabe zur Heliumkonzentration. Die Analyse ist verglichen mit dem Preis des Gases allerdings recht teuer.
Stickstoff niedriger Reinheit, z. B. 2.0 oder "gereinigt", enthält zuweilen wesentlich mehr Helium als die Umgebungsluft. Konzentrationen über 100 ppm wurden schon gemessen, das ist 20mal mehr als in der natürlichen Atmosphäre (Heliumgehalt 5 ppm).
Mit einem adixen Lecksuchgerät mit angeschlossener Schnüffelsonde kann die Heliumkonzentration ohne Aufwand gemessen werden: Schnüffelsonde aus dem Fenster hängen und Schüffelfaktor auf 5 · 10-06 (= 5 ppm) einstellen. (Wenn der Wert konstant ist, kann man davon ausgehen, dass keine höhere Konzentration vorliegt.) Dann die Schnüffelsonde in den Stickstoffstrom halten. Bei einem "guten" Gas fällt das Signal unter 1 · 10-06 ab, d.h der Heliumgehalt ist mindestens 5mal niedriger als in der Umgebungsluft. Bei Stickstoffqualitäten 4.8 und höher ist dies in der Regel der Fall.
Glossar
ppm: (parts per million = Teile pro Million) ist eine Konzentrationsangabe.
1 ppm = 1/1 000 000 = 1 · 10-6 = 0,001 ‰ = 0,0001 %