氦氣檢漏儀

氦氣檢漏儀是氦質(zhì)譜檢漏儀((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗稱，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1器接收所有這些離子，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。氦質(zhì)譜檢漏儀能為不同的需求提供不同的測量方法氦質(zhì)譜檢漏儀原理的氦質(zhì)譜檢漏儀特點：1。

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。

專門設(shè)計的以氦氣作示蹤氣體進行檢漏的質(zhì)譜儀稱為氦質(zhì)譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應(yīng)范圍廣、定位定量準(zhǔn)確、無毒、安全、反應(yīng)速度快等優(yōu)點。氦質(zhì)譜檢漏儀中用得較多的是90°和180°的磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜儀。

眾所周知，當(dāng)一個帶電質(zhì)點（正離子）以速度v進入均勻磁場的分析器中，如果速度v的方向和磁場H的方向相垂直，則它的運動軌跡為圓，如圖1所示。當(dāng)磁場的磁通密度一定時，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場中都有相應(yīng)的運輸半徑，也就是都有相應(yīng)的圓軌跡，這樣，不同質(zhì)荷比的帶電粒子在磁場分析器中運動后就會彼此分開。如果在離大運動的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對應(yīng)的氦離子運動半徑位置的檔板上開一狹縫，狹縫后安置離子接收極，這樣的只有氦離子才能通過狹縫而被接收極接收形成氦離子流，并經(jīng)放大器放大后由測量儀表指示出來。筆者實測時，在漏點處噴射氦氣5～10s后，檢漏儀就發(fā)生響應(yīng)，對于如此龐大的真空系統(tǒng)，其反應(yīng)是相當(dāng)?shù)撵`敏。檢漏時，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過漏孔進入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應(yīng)出來，達到了檢漏的目的。

氦質(zhì)譜檢漏儀的注意事項

檢漏儀的響應(yīng)時間會影響檢漏工作的速度，正常運行的儀器響應(yīng)時間不大于3s。筆者實測時，在漏點處噴射氦氣5～10s后，檢漏儀就發(fā)生響應(yīng)，對于如此龐大的真空系統(tǒng)，其反應(yīng)是相當(dāng)?shù)撵`敏。

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。筆者根據(jù)實測經(jīng)驗，兩次噴氦的較小間隔時間控制在30s左右，即如果次噴氦后30s內(nèi)檢漏儀還沒有反應(yīng),則可進行第二次噴氦。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。

清除時間在理論上與響應(yīng)時間相同，但由于儀器零件對氦的吸附和脫附作用的影響,清除時間一般要更長些。筆者測算，在測試到數(shù)量級為10-9P a ?m3/s的微漏漏點時，清除時間約須1分鐘；2氦質(zhì)譜檢漏方法分析氦質(zhì)譜檢漏是以氦作探索氣體，對各種需密封的容器的漏隙進行快速定位和定量檢測的理想方法。在測試到數(shù)量級為10-8P a ? m3/s的中漏漏點時，清除時間約須2分鐘；在測試到數(shù)量級為10-7Pa?m3/s的大漏漏點時，清除時間在3分鐘左右。

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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。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。光無源器件對密封性的要求極高，如果存在泄漏會影響其使用性能和精度，光通信行業(yè)的漏率標(biāo)準(zhǔn)是小于5×10-8mbar。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。