氦質(zhì)譜檢漏原理

氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)是以無色、無味的惰性氣體氦氣為示蹤介質(zhì)、以磁質(zhì)譜分析儀為檢測儀器，用于檢漏的一種檢測技術(shù)，它的檢漏靈敏度可達(dá)10-14～10-15Pa?m3/s，可以準(zhǔn)確確定漏孔位置和漏率。氦質(zhì)譜檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)組件和電子學(xué)控制元件三大部分組成。檢漏時，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過漏孔進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應(yīng)出來，達(dá)到了檢漏的目的。質(zhì)譜室接在分子泵的高真空端，入口接在分子泵和機械泵之間，利用分子泵對不同氣體具有不同壓縮比的特點，氦氣逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室。檢漏儀在質(zhì)譜室中將氣體電離,這些離子在加速電場的作用下進(jìn)入磁場，在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),由于不同荷質(zhì)比的離子具有不同的電磁學(xué)特性，偏轉(zhuǎn)半徑各不相同，在擋板的作用下，氦檢漏儀的收集板只允許帶正電的氦離子被接收到，單位時間到達(dá)收集板的氦離子對應(yīng)于一個電流信號，這個電流信號正比于進(jìn)入到達(dá)收集板氦離子的數(shù)量，電流信號經(jīng)過放大后顯示在質(zhì)譜儀的顯示面板上，其大小反映了泄漏點的漏率，通過泄漏率大小來確定該位置泄漏程度的大小。

氦質(zhì)譜檢漏儀的示蹤氣體選用氦氣,是因為氦氣具有以下優(yōu)良特性：

①氦氣在空氣中的含量少，體積含量為5.24×10-6，如果氦氣在環(huán)境中的含量超過標(biāo)準(zhǔn)，可以比較容易地探測到極微量的氦氣；

②氦分子小、質(zhì)量輕、易擴(kuò)散、易穿越漏孔、易于檢測也易于清除；

③氦離子荷質(zhì)比小，易于進(jìn)行質(zhì)譜分析；

④氦氣是惰性氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會腐蝕和損傷任何設(shè)備；

⑤氦氣無毒，不凝結(jié)，極難容于水。

今天科儀創(chuàng)新小編和大家分享的是氦質(zhì)譜檢漏的工作原理，希望對您有所幫助！

氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)和工作原理

　　氦質(zhì)譜檢漏儀是180°磁偏轉(zhuǎn)型的質(zhì)譜分析計，其基本原理是根據(jù)離子在磁場中運動時，不同質(zhì)荷比的離子具有不同的偏轉(zhuǎn)半徑來實現(xiàn)不同種類離子的分離。檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)及電氣控制部分組成。（5）檢漏范圍寬：現(xiàn)今生產(chǎn)的四極檢漏儀，質(zhì)量范圍很寬，不僅可檢測氦氣，而且能檢測其它氣體。檢漏工作時先打開抽空閥前級泵對檢漏接口抽真空，當(dāng)真空度P1 優(yōu)于200 Pa 時，打開入口閥1、2，關(guān)閉抽空閥，氦氣將逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室中被檢測出來，此時檢漏儀的較小可檢漏率為10- 10 Pa·m3/s。前級泵繼續(xù)對檢漏接口抽真空，當(dāng)P1降至20 Pa 時，入口閥2 關(guān)閉，入口閥3 打開，分子泵的高抽速用于抽空試件，檢漏儀的反應(yīng)時間縮短，此時檢漏儀的較小可檢漏率為10- 12 Pa·m3/s。

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氦質(zhì)譜檢漏儀故障與處理

(1)內(nèi)部的密封結(jié)構(gòu)

當(dāng)檢漏儀內(nèi)部存在泄漏時，會對檢漏工作造成較大干擾，容易造成誤檢、誤判。 檢漏儀內(nèi)部主要的密封部位在檢漏儀的后側(cè)(見圖2)，位于隔熱板的上方：①檢漏儀測試口與閥門組塊的連接部位，密封方式采用膠灌密封，檢漏儀在運輸過程中如遇到強烈震動，此處容易造成密封膠開裂。檢漏時噴槍在漏孔處停留的時間應(yīng)為儀器響應(yīng)時間的3倍，該時間再加上氦氣在真空系統(tǒng)中的傳遞時間，即為兩次噴氦的較小間隔時間，當(dāng)然真空系統(tǒng)越龐大，該間隔時間也越長。②各電磁閥與閥門組件間的連接部位。密封方式采用氟橡膠圈或金屬墊片密封，橡膠圈的密封壽命有限，使用5 年以上時，有可能會存在密封失效的問題。③各零部件接口處的密封部位。如放大器與質(zhì)譜室、離子源與質(zhì)譜室、分子泵與質(zhì)譜室、標(biāo)準(zhǔn)漏孔與閥門組件、真空計與閥門組件等接口間的金屬墊片密封或橡膠圈密封。

(2)定位方法

采用噴吹法對各密封部位的氣密性進(jìn)行檢測，因檢漏儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，各密封結(jié)構(gòu)間的距離很近，檢測時定位難度較大。經(jīng)摸索，在檢測時采用以下技巧，可提高定位的能力：①查漏前，先將分子泵風(fēng)扇的電源斷開，避免風(fēng)扇將氦源吹散至各個密封環(huán)節(jié)，造成定位不準(zhǔn)確。氦氣在氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏中作為示蹤氣體使用，純度要求不高，一般選用工業(yè)用氦，即氦含量≥99%，露1點≤43℃。②噴吹時，要嚴(yán)格控制氦源的流量，盡量采用噴槍咀流量小的噴槍，提高定位的能力。③儀器的反應(yīng)時間小于1 s，所以在一個部位噴吹的時間約3 s，再等待約3 s 后觀測信號有無變化。

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真空箱法氦質(zhì)譜檢漏的原理與系統(tǒng)特點

真空箱法氦質(zhì)譜檢漏的充氣回收檢漏系統(tǒng)

1．配置與氣路控制

真空箱：一般為雙工位，兩個不銹鋼真空箱，開門裝置可采用液壓方式，或加配重的手動方式。

工件抽空系統(tǒng)：低真空泵及閥門，低真空測量充氮與回收系統(tǒng)：氦氣儲存罐(高壓罐)，氦氣回收取罐(低壓罐)，主壓縮機，輔壓縮機，過濾器以及一些高壓閥和真空閥門等。

真空箱抽氣系統(tǒng)：為自動控制型，由面板、PLC系統(tǒng)(可編程邏輯控制器)，充氦回收系統(tǒng)，真空箱抽氣系統(tǒng)的電路部分以及為自動檢漏過程提供參考信號的壓力傳感器和熱偶計，同時，實施對整個系統(tǒng)的工作控制，對檢漏過程和結(jié)果顯示。

2.系統(tǒng)檢測過程

1)、通過v1、V4，泵系統(tǒng)對工件和真空箱抽真空，如果限定的時間內(nèi)抽到限定的真空度，此時，電氣控制系統(tǒng)關(guān)閉V1，打開V2

2)、充氦系統(tǒng)通過V2對工件進(jìn)行充氦至核定的壓力，穩(wěn)定，關(guān)閉V2

3)、關(guān)閉V4，打開V3、V5，處在正常工作狀態(tài)待命的氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行檢漏，如果不漏，電氣控制系統(tǒng)指揮關(guān)斷V3、V5，打開V2對氦氣進(jìn)行回收。

4)、關(guān)閉V2打開V6對真空箱放氣，開啟真空箱更換工件。

5)、如果第三點檢漏儀檢測到超過設(shè)定值(漏率)的工件，檢漏儀聲光報警，將：工作內(nèi)的氦氣回收,對真空箱和管道巾的氦氣通過清潔泵抽除，免得影響檢漏儀的檢測效果和不污染檢漏儀。

6)、維持泵有一定的氦分流作用,不宜過大(不超過41),清潔泵也同樣。

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