常见漏率单位及转换-泄漏检测行业的技术指南

博益气动

在工业制造、真空技术、半导体、航空航天、汽车及医疗设备等领域，密封性（或称“气密性”）是衡量产品质量、安全性与可靠性的关键指标。泄漏检测因此成为生产和维护过程中不可或缺的一环。然而，行业内使用的漏率单位多种多样，常常给技术人员带来困惑。理解这些单位的确切含义并掌握其间的转换关系，是准确进行泄漏评估和交流的基础，本文将系统性地介绍几种最常见的漏率单位。
一、如何表征漏率
表示漏孔大小的最直观的方法有两个，一个是漏孔的几何尺寸，—个是单位时间内流过漏孔的气体的质量或分子数。由于我们研究的漏孔是极其微小的，实际漏孔的截面形状极不规则，漏气路径也各式各样。因此，漏孔的大小既难以用它的几何尺寸来度量，也难以直接测量气体的质量和分子个数。那么用什么方法表示漏孔的大小呢?由理想气体状态方程：

可知：

式中：R为气体常数；M为气体的摩尔质量，也是常数。当T一定时，M/RT项均为常数。因此，对应某一质量m就有确定的pV值。即气体的质量m可以用气体的压力与体积的乘积pV值来表示，pV值又称为气体量。而p、V的测量却是非常方便的。这样，漏孔的大小就可以用单位时间内流过漏孔的气体量来表示。我们把单位时间内流过漏孔的气体量叫做漏率，以Q表示。即：

在日常工作中，我们常用如下公式进行简要计算：

Q=ΔP×Vw/t

其中:

ΔP： 压力变化量
Vw：被测物体积（含仪器内部及连接管路体积）
t   ：测试时间
由于气体流量与气体种类、温度和压差密切相关，标准的漏率单位通常基于特定的参考条件（如空气、23°C、入口100kPa、出口≤ 1 kPa）。
二、常见漏率单位
常见漏率单位有Pa·m³/s、Torr·L/s、atm.cm³/s、mbar·L/s、g/a等。主要漏率单位之间的换算关系见下表。这些单位主要可以分为两大类：体积流量单位和质量流量单位。
1、体积流量单位 (基于标准状态)：这类单位基于标准温度和压力下的气体体积

• mbar.L/s (毫巴.升/秒)：每秒通过泄漏孔的气体在标准条件下所占的体积（以毫巴•升为单位）。1 mbar.L/s 相当于每秒有1升的气体在1毫巴的压差下流过。这是欧洲和许多国际标准中最常用的漏率单位，尤其在真空系统和氦质谱检漏仪中广泛使用。它直接与压力、体积、时间关系相关，计算方便。
• Pa.m³/s (帕斯卡.立方米/秒)：与mbar.L/s类似，但使用国际单位制（SI）单位。表示每秒通过泄漏孔的气体在标准条件下所占的体积（以帕斯卡•立方米为单位）。在科学计算和需要严格遵守SI单位制的场合使用。1Pa.m³/s =10mbar.L/s (因为1m³ = 1000L，1bar=10&#8309a, 所以1 Pa.m³=10⁻²mbar•10³L = 10mbar.L)。
• atm.cm³/s (大气压.立方厘米/秒)：每秒通过泄漏孔的气体在标准大气压下所占的体积（以立方厘米为单位）。在大部分工业制造领域（如汽车、电子等）中使用。1 atm.cm³/s ≈ 1.013mbar.L/s (因为1atm ≈ 1013 mbar, 1 cm³ = 0.001 L)。特别指出: 严格来说，mL/min（或cm³/s）是一个体积流量单位，它隐含了在大气压下的条件。在实际工作中被广泛使用。
  

2、质量流量单位：这类单位直接表示单位时间内通过泄漏孔的气体质量

• g/a (克/年)：每年通过泄漏孔泄漏的气体质量（以克为单位）。主要用于制冷行业，评估制冷剂（如R134a等）的年泄漏量是否符合环保法规。它将微小的持续的泄漏累积到一个有意义的年度量化指标。换算: 因不同气体的分子量和密度不同，所以mbar.L/s到g/a的换算需要充分了解气体种类；相同气体漏率情况下，若介质不同，对应的质量流量差别较大。
• mg/a (毫克/年)：每年泄漏的气体质量（以毫克为单位）。用于要求更高精度的场合，或当g/a单位过大时。1g/a = 1000mg/a。
• kg/a (千克/年)：每年泄漏的气体质量（以千克为单位）。用于大型系统或允许泄漏量较大的场合。
  

三、实际使用中的注意事项

1、明确单位和条件：在报告漏率时，必须清晰地注明单位，并尽可能说明测试条件（如使用的示踪气体、压差、温度）。例如，“漏率 < 5×10&#8315;&#8310; mbar.L/s (He, 1atm)”。

2、选择合适的单位：根据行业惯例和应用需求选择单位。真空和检漏领域多用mbar.L/s，制冷行业多用g/a。

3、理解“等效”概念：氦质谱检漏仪的读数通常是针对氦气的。当评估其他气体的泄漏时，需要根据气体的粘度和分子量进行“等效漏率”换算。应用差压、流量法检测时，需要根据不同的压力进行“等效漏率”换算。

4、关注法规要求：许多行业（如汽车、制冷）有法定的泄漏限值（如“< 5 g/a”），确保测试方法和单位符合相关标准（如ISO, SAE, DIN）。

四、常见的压力及漏率换算

漏率单位换算

压力换算

掌握漏率单位及其换算是进行有效泄漏检测和质量控制的基础。mbar.L/s和Pa.m&#179;/s 是真空与检漏领域的标准，而g/a则是制冷等行业合规性评估的关键指标。技术人员必须理解不同单位的物理意义，熟练进行单位换算，并在沟通和文档中准确使用，以确保测量结果的可比性和可靠性。随着对产品密封性要求的不断提高，对漏率的精确测量和表达将始终是相关行业技术发展的核心之一。