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氦質(zhì)譜檢測(cè)儀——示漏氣體的選擇
選擇示漏氣體的原則是:它在空氣中及真空系統(tǒng)中的含量低;檢漏儀對(duì)它的靈敏度高;它不會(huì)對(duì)人員、環(huán)境、被檢件及檢漏儀造成污染、傷害和安全隱患;價(jià)格低。
質(zhì)譜檢漏儀通常選擇氦氣作示蹤氣體,主要原因如下:
(1)氦在空氣中及真空系統(tǒng)殘余氣體中的含量少(在空氣中約含5×10-6),在材料出氣中也很少,因此本底壓力小,輸出的本底電流也小。正因?yàn)楸镜仔?,由某些原因引起本底的波?dòng),亦即本底噪聲也就小,因此微小漏率也就能反應(yīng)出來(lái),靈敏度高。
(2)氦的質(zhì)量?。ㄏ鄬?duì)分子質(zhì)量為4),易于穿過(guò)漏孔。這樣,氦較除氫以外的其他氣體通過(guò)同一漏孔的漏率就大,容易發(fā)現(xiàn),靈敏度高。
(3)氦是惰性氣體,不與被檢件器壁起化學(xué)反應(yīng),不會(huì)污染被檢件,使用安全。
(4)在氦兩側(cè)的離子是氫(質(zhì)荷比為2)和雙電荷原子碳(質(zhì)荷比為6),質(zhì)荷比都與氦相差較大。其工作原理是在高壓輸出中如遇雷擊,氧化鋅片電阻變小,大電流對(duì)地短路,輸電線路被保護(hù)。這樣,它們?cè)诜治銎髦械钠D(zhuǎn)半徑相差也大,容易分開,調(diào)氦峰時(shí),不易受其他離子的干擾,因此就降低了對(duì)分析器制造精度的要求,易于加工。同時(shí),分析器出口電極及離子源加速極的隙縫也可以加大,使更多的氦離子通過(guò),提高了儀器靈敏度。
(5)氦在被檢件及真空系統(tǒng)中不易被吸附,容易被抽走。這樣檢出一個(gè)漏孔可以使氦信號(hào)迅速消失以便繼續(xù)進(jìn)行檢漏,提高了儀器的檢漏效率。
氫氣有些性能(如質(zhì)量小、易通過(guò)漏孔)比氦還好,然而由于氫一方面有危險(xiǎn),另一方面在油擴(kuò)散泵中,由于油受熱裂解會(huì)產(chǎn)生大量的碳和氫,使氫本底極高且波動(dòng)大,以致靈敏度大大降低,所以很少采用。
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(gè)大氣壓的純氦氣作示漏氣體進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢漏時(shí)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(huì)影響檢漏儀質(zhì)譜室的正常工作,因此不需加輔助泵。同時(shí),檢漏儀的參量也調(diào)整在較佳工作狀態(tài),這時(shí)檢漏儀能發(fā)揮其較佳的性能。
(2)所謂動(dòng)態(tài)檢漏,是指檢漏時(shí),檢漏儀的真空系統(tǒng)仍在對(duì)質(zhì)譜室進(jìn)行抽氣,且儀器的反應(yīng)時(shí)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(lái)的微小的指示變化,即小的可檢信號(hào)。測(cè)量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計(jì),如四極質(zhì)譜計(jì)、射頻質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)、回旋質(zhì)譜計(jì)等都可以用于檢漏。這個(gè)小的可檢信號(hào)主要受無(wú)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(tái)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(chǎng)干擾等都會(huì)引起輸出儀表的不穩(wěn)定擺動(dòng)。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(hào)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(hào)的關(guān)鍵值。
氦質(zhì)譜檢漏儀——應(yīng)用介紹
(1)電子行業(yè)微波發(fā)射管、電子管、晶體管、集成電路、密封繼電器、各類傳感器、心臟起博器。
(2)真空行業(yè),儀器、儀表行業(yè)
管道、接頭、閥門、波紋管、各種真空泵、各類排氣機(jī)組、電鏡、質(zhì)譜儀、電子束離子速暴光機(jī)、激光軸分離器鍍膜機(jī)、薄膜真空計(jì)。
(5)核工業(yè)
鈾分離裝置、存儲(chǔ)裝置、核發(fā)電裝置。
(6)制冷行業(yè)冰箱、空調(diào)、制冷機(jī)組、汽車用空調(diào)、蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、低溫儲(chǔ)槽。
(7)不銹鋼保溫器皿
真空保溫杯、瓶、鍋、飯盒等。
(8)軍類行業(yè)
核工業(yè)、航空工業(yè)、航天工業(yè)、船舶工業(yè)、軍事電子六大類。