氦質(zhì)譜檢漏儀的原理

運用質(zhì)譜原理制成的儀器稱為質(zhì)譜計或質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀通過其核心部件質(zhì)譜室，使不同質(zhì)量的氣體變成離子并在某種場中運動后，不同質(zhì)荷比的離子在場中彼此分開，而相同質(zhì)荷比的離子在場中匯聚在一起，如果在適當(dāng)位置安置接收所有這些離子，就會得到按照質(zhì)荷比大小依次分開排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。檢漏前用壓氦罐向被檢件壓入氦氣（由壓力和時間控制壓入的量），然后取出被檢件，吹去表面吸附氦氣。

用于檢漏的質(zhì)譜儀稱為質(zhì)譜檢漏儀。測量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計，如四極質(zhì)譜計、射頻質(zhì)譜計、飛行時間質(zhì)譜計、回旋質(zhì)譜計等都可以用于檢漏。

氦質(zhì)譜檢漏儀——電氣部分

除了主機(jī)供電部件和主機(jī)控制部件，還有幾組主要電路：

1）離子源電源。為離子源提供加速、聚焦、拒斥電壓。

2）發(fā)射電流穩(wěn)定電路。穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)射電流。

3）離子流放大器和音響報警器。將離子流進(jìn)行放大并將輸出信號送入輸出儀表或顯示器和音響報警器。

4）真空測量電路。一般用熱偶計測量低真空，用冷陰極磁控入電真空計測量高真室。

5）燈絲保護(hù)電路。當(dāng)質(zhì)譜室正常工作壓力被破壞后，立即切斷燈絲供電回路，以保護(hù)燈絲。

6）其他電路。不同型號的檢漏儀所具有的功能不盡相同，所以電路也有不少差加，這在各自的說明書中都有說明，這里不同贅述。

氦質(zhì)譜檢漏儀的可檢漏率

當(dāng)儀器處于較佳工作條件下，以一個大氣壓的純氦氣作示漏氣體進(jìn)行動態(tài)檢漏時所能檢出的小的漏孔漏率，稱為儀器小的可檢漏率，用Qmin表示。

（1）所謂較佳工作條件，是指被檢件出氣和漏氣都小，它與檢漏儀連接后不會影響檢漏儀質(zhì)譜室的正常工作，因此不需加輔助泵。同時，檢漏儀的參量也調(diào)整在較佳工作狀態(tài)，這時檢漏儀能發(fā)揮其較佳的性能。

（2）所謂動態(tài)檢漏，是指檢漏時，檢漏儀的真空系統(tǒng)仍在對質(zhì)譜室進(jìn)行抽氣，且儀器的反應(yīng)時間不大于3s的情況。

（3）所謂小可檢，是指檢漏儀輸出儀表上可以觀察出來的微小的指示變化，即小的可檢信號。這個小的可檢信號主要受無規(guī)律起伏變化的儀器的本底噪聲和漂移所限制。本底噪聲是由于儀器各參數(shù)的不穩(wěn)定引起的，例臺電源電壓變化、真空度變化、發(fā)射電流變化、加速電壓變化、放大倍數(shù)變化、外界電磁場干擾等都會引起輸出儀表的不穩(wěn)定擺動。漂移被認(rèn)為是由于電子學(xué)上的原因引起的。如果漏入的氦氣產(chǎn)生的輸出指示的變化小于噪聲和漂移之和，就很難判斷究竟是漏氣信號還是噪聲和漂移指示，因而噪聲和漂移值也就成為能否判斷出漏氣信號的關(guān)鍵值。由于盒內(nèi)氦濃度較高，相對檢漏儀又有一定壓力，因此有效提高了檢漏靈敏度。

氦質(zhì)譜檢漏儀的整體結(jié)構(gòu)

一、質(zhì)譜室

形象的說，質(zhì)譜室是氦質(zhì)譜檢漏儀的心臟，由離子源、分析器和電氣系統(tǒng)三個部分組成，并將冷陰極磁控規(guī)也放在其內(nèi)，共用其磁場。為了有利于微小的粒子流放大，將一級放大用高阻及靜電計管也放在質(zhì)譜室之內(nèi)。質(zhì)譜室殼由非磁性材料制成，內(nèi)部抽空，而外部設(shè)置成磁鐵形成磁分析器的磁場。（3）所謂小可檢，是指檢漏儀輸出儀表上可以觀察出來的微小的指示變化，即小的可檢信號。

二、真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)是提供質(zhì)譜室正常工作的條件。由于鎢陰極正常工作時需要具備0.001-0.01Pa的真空度，同時保證氦離子在分析器中的運動有較高的傳輸率，因此建立一個高真空系統(tǒng)是必要的。系統(tǒng)中的節(jié)能閥則是為了滿足質(zhì)譜室工作壓力的調(diào)節(jié)，該閥全開時檢漏靈敏度較高，因此在條件允許情況下開啟大些為宜。檢漏時為了校準(zhǔn)檢漏靈敏度，系統(tǒng)中設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)漏孔。若設(shè)備被浸濕或有殘余的液體都會影響毛細(xì)管的泄漏而影響測試結(jié)果的真實性。

三、電氣系統(tǒng)

氦質(zhì)譜儀電氣部分的核心是質(zhì)譜室的供電和測量，其他部分包括真空系統(tǒng)的電源與控制部分，操縱面板及輸出儀表等。主要含有小電流放大器及輸出裝置、低頻發(fā)生器、高壓整流器及發(fā)射電流穩(wěn)定裝置、高壓整流器供給冷陰極磁控規(guī)電源。

四、輔助真空系統(tǒng)的配置

在氦質(zhì)譜儀檢漏技術(shù)中，根據(jù)被檢件的結(jié)構(gòu)，尺寸要求和具體的檢漏條件，設(shè)置具有預(yù)抽被檢件、保證檢漏儀工作真空度、進(jìn)行的氣體分流、縮短反應(yīng)時間和清除時間、降低對靈敏度的不良影響等功能的輔助真空系統(tǒng)，在某些條件下是非常必要的。