Die Anwendung der massenspektrometrischen Methode stellt aufgrund der hohen Empfindlichkeit und der erreichbaren kurzen Prüfzeiten die beste Lösung für industrielle Dichtheitsprüfungen dar.
Es geht darum festzustellen, ob das Produkt in Ordnung ist oder ausgesondert werden muss, auch wenn das Leck weder lokalisiert noch quantifiziert wird; der kritische Faktor ist die Prüfdauer, die oft nicht mehr als einige Dutzend Sekunden betragen darf.
Die Kalibrierung des Systems erfolgt mithilfe eines eigens für das System realisierten kalibrierten Lecks, das die Rückführbarkeit auf nationale Normale garantieren muss. Eine speziell entwickelte Software erlaubt die automatische Steuerung des Systems und dessen kontinuierliche Überwachung, so dass der Bediener den Messzyklus überprüfen kann, und meldet auch aufgetretene Störungen oder nötige Wartungsarbeiten.
Außerdem können die Daten der Prüflinge zur Garantie der Rückverfolgbarkeit archiviert werden. Nach der Entwicklung und Realisation werden die Empfindlichkeit, die Wiederholgenauigkeit, der Maschinenfaktor und die Zeitkonstante des Prüfsystems festgelegt. Schließlich werden die Kalibrierung und die Einstellung des Schwellenwerts für Akzeptabilität vorgenommen.
Die Empfindlichkeit des Systems entspricht dem kleinsten, in der Testkonfiguration feststellbaren Leck und wird erreicht, indem ein Leck an die Prüfkammer angeschlossen wird, das den gleichen Wert wie jenes Leck aufweist, das den Schwellenwert für die Annahme des Produkts darstellt. Die Wiederholgenauigkeit wird erreicht, indem der Messzyklus mehrmals wiederholt und das Signal des Massenspektrometers registriert wird, das der Heliummasse entspricht.
Der Maschinenfaktor ist das Verhältnis zwischen dem Fluss, der mit einem kalibrierten, direkt an den Lecksucher angeschlossenen Leck gemessen wird und jenem, der gemessen wird, wenn dasselbe Leck an den Prüfling angeschlossen und in die Prüfkammer eingeführt wird. Die Zeitkonstante des Systems ist die für die Stabilisierung des Spektormetersignals nötige Zeit. Es kann sein, dass das Prüfverfahren nur wenige Sekunden dauert. In dieser Zeit muss der Prüfling zuerst evakuiert werden, um ihn mit der definierten und konstanten Gaskonzentration beaufschlagen zu können, die gleichmäßig verteilt sein muss.Gleichzeitig wird die Messkammer evakuiert und dann, nach der Detektion und Quantifizierung des vorhandenen Heliums, wird der Druck aus dem Prüfling ausgelassen und die Messkammer wieder auf Atmosphärendruck gebracht.
Zusätzlich zur Dichtheitsprüfung wird oft eine Druckprüfung mit einfacher Trockenluft oder Stickstoff ausgeführt, um die Komponenten des Teils mit der Kraft des jähen Druckanstiegs zu belasten. Während des Prozesses findet also die stufenweise Druckbeaufschlagung statt, die Aufrechterhaltung des Höchstdrucks (wenn auch nur über sehr kurze Zeit) mit Erfassung, durch Druckabfall, eventuell vorhandener Groblecks, wodurch der Prüfzyklus vorzeitig mit Ausschussmeldung abgebrochen wird, anschließend der Druckauslass des verwendeten Gases und die Evakuierung des Prüflings, so dass die nächste Beaufschlagung mit Helium möglich ist. Bei derart begrenzten Zeiten kann nicht erwartet werden, dass das System ein stabiles Gleichgewicht in der Prüfkammer erreicht, bevor die Messung ausgeführt wird. Aus diesem Grund wird das System so eingestellt, dass in der Messphase und ohne länger als einige Sekunden zu warten das vom kalibrierten Leck generierte Signal erfasst wird und die Maschine dadurch in den Zustand für Ausschuss übergeht.
Es wird also ein Signal erfasst, das der Intensität des Spitzenwerts der Heliummasse mit dem Spektrometer entspricht und sehr viel kleiner ist als jenes des Gleichgewichtszustands, der nach einer längeren (durch die Zeitkonstante definierten) Zeit in der Prüfkammer erreicht wird. Weisen mehrmals wiederholte Messungen auf eine gute Wiederholgenauigkeit des Signals bei gleicher Zeit hin, wird dieses Signal als Schwellenwert für die Annahme bzw. die Aussonderung des Produkts in der Kammer festgelegt. Das Verhältnis zwischen dem Sättigungsfluss des kalibrierten Lecks, der direkt vom Spektrometer abgelesen wird, und dem Signal, das dem in der Prüfkammer eingestellten Schwellenwert für Aussonderung entspricht, ist der Maschinenfaktor. Die industrielle Prüfmaschine nimmt also auf die gleiche Art wie eine Gut-Schlecht-Lehre eine Unterscheidung zwischen Gutteil und Ausschussteil vor.
Die Tatsache, dass die Messung an einem Punkt der Sättigungskurve und nicht am Sättigungswert selbst stattfindet und die sich daraus ergebende "Kürzung" der Messung bei Überschreitung des eingestellten Schwellenwerts verhindern die Bestimmung des Istwerts der Leckströmung, die die Aussonderung verursacht hat.
Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Abweichung vom Schwellenwert für Aussonderung gemessen wird. Der eventuell nach einer bestimmten Zeit abgelesene Strömungswert ist vom Ausmaß des Lecks abhängig, das ihn hervorgerufen hat, wird aber in hohem Maße von der Ansprechgeschwindigkeit des Systems beeinflusst: Von der Elektronik für Signalumwandlung, von der Schließmechanik des Messventils, etc. Der registrierte Strömungswert dient daher nur als Richtwert und ist für eine Archivierung nicht repräsentativ. Die folgende Abbildung enthält ein Beispiel für den Prüfzyklus von Wärmetauschern.
Im oberen Bereich der Abbildung ist der Verlauf des Drucks in Abhängigkeit der Zeit dargestellt (blaue Linie: Verlauf des Drucks im Prüfling, rote Linie: Verlauf des Drucks in der Prüfkammer während der Zyklusphasen) und im unteren Bereich sind die logischen Zustände der Ventile dargestellt (offen/geschlossen).
Die Grafik zeigt die Phasen der Druckbeaufschlagung des Prüflings, wobei ausgehend vom Atmosphärendruck der Druck mit den Zwischenprüfungen G33 und G34 erreicht wird. Weist der Prüfling keine Groblecks auf, wird der Druck einige Sekunden aufrechterhalten, dann folgt die Auslassphase (G39), die Evakuierung (G36) und die Druckbeaufschlagung mit Helium (G35). In dieser Phase, in der in der Kammer das Grenzvakuum (G18) erreicht wurde, findet die Messung der Strömung statt, die dem eingestellten Schwellenwert entspricht. Schließlich wird in der Messkammer und im Prüfling wieder der Atmosphärendruck hergestellt.
