氦質(zhì)譜檢漏儀的組成——真空系統(tǒng)

儀器的真空系統(tǒng)提供質(zhì)譜正常工作所需要的真空條件，不同型號的檢漏儀其真空系統(tǒng)有較大的差別。圖5為常見的普通型氦質(zhì)譜檢漏儀真空系統(tǒng)。

真空系統(tǒng)一般包括：

1）主泵。一般用擴散泵或渦輪分子泵。極限壓力小于5×10-1Pa，其抽速應(yīng)與氣載匹配。

2）前級真空泵。一般采用旋片式機械真空泵，在以分子示為主泵的系統(tǒng)中，也有采用薄膜泵或干泵的。極限壓力小于1×10-1Pa，抽速與主泵匹配。

3）預(yù)抽真空泵。一般與前級真空泵共同一個泵，也有預(yù)抽真空泵的。預(yù)抽真空泵一般采用旋片式機械真空泵，其抽速視被檢件大小而定，因此預(yù)抽真空泵大都由用戶自配。

4）冷阱。分子泵型真空系統(tǒng)一般不加冷阱。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。擴散泵型真空系統(tǒng)的冷阱加在質(zhì)譜室、檢漏口與擴散泵之間，使三者被冷阱隔離，如圖5所示。冷阱加入液氮后便可阻止擴散泵的油蒸氣和被檢件來的水蒸氣進入質(zhì)譜室，保持質(zhì)譜室的清潔，并幫助擴散泵迅速獲得較高真空。

5）檢漏閥。按在質(zhì)譜室和被檢件之間的管道上。有些儀器采用節(jié)流閥，控制流入質(zhì)譜室的氣體流量。

6）真空規(guī)。一般采用冷陰極磁控放電真室規(guī)來測量質(zhì)譜室中的壓力。也有用電阻規(guī)或熱偶規(guī)測量被檢件的預(yù)抽壓力和系統(tǒng)的前級壓力的。

7）標(biāo)準(zhǔn)漏孔。一般儀器內(nèi)都附有標(biāo)準(zhǔn)漏孔（大多為薄膜滲氦型），用它來校準(zhǔn)儀器的可檢漏率和對儀器輸出指示進行定標(biāo)。

氦質(zhì)譜檢測儀——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；檢漏儀對它的靈敏度高；它不會對人員、環(huán)境、被檢件及檢漏儀造成污染、傷害和安全隱患；價格低。

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。正因為本底小，由某些原因引起本底的波動，亦即本底噪聲也就小，因此微小漏率也就能反應(yīng)出來，靈敏度高。

（2）氦的質(zhì)量小（相對分子質(zhì)量為4），易于穿過漏孔。這樣，氦較除氫以外的其他氣體通過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。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。這樣，它們在分析器中的偏轉(zhuǎn)半徑相差也大，容易分開，調(diào)氦峰時，不易受其他離子的干擾，因此就降低了對分析器制造精度的要求，易于加工。同時，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，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。這樣檢出一個漏孔可以使氦信號迅速消失以便繼續(xù)進行檢漏，提高了儀器的檢漏效率。

氫氣有些性能（如質(zhì)量小、易通過漏孔）比氦還好，然而由于氫一方面有危險，另一方面在油擴散泵中，由于油受熱裂解會產(chǎn)生大量的碳和氫，使氫本底極高且波動大，以致靈敏度大大降低，所以很少采用。

氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用

電力行業(yè)

SF6高壓開關(guān)和氧化鋅避雷器是發(fā)電廠及野外輸變電的重要組成部分，往往因泄漏造成大面積或局部停電，影響工業(yè)生產(chǎn)，又妨礙人們的正常生活。因此帶來的經(jīng)濟損失有時是難以估量的。

（1）高壓開關(guān)在連箱是鋁鑄件，往往容易有砂眼，且漏孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易清洗。一般采用檢漏盒或氦罩法，即把被檢件抽真空，然后向罩內(nèi)充入氦氣，等待一定時間，確定總漏率的大小。因氦氣的用量小，檢測靈敏度就高。

（2）氧化鋅避雷器，是根據(jù)電壓高低要求，采用不同截面積、不同厚度和不同數(shù)量的氧化鋅片，裝在瓷套中，充入氮氣后密封。其工作原理是在高壓輸出中如遇雷擊，氧化鋅片電阻變小，大電流對地短路，輸電線路被保護。如果泄漏造成內(nèi)外沒有壓差，外部潮濕氣體有可能進入，而破壞氧化鋅片特性。這樣檢出一個漏孔可以使氦信號迅速消失以便繼續(xù)進行檢漏，提高了儀器的檢漏效率。

（3）電力行業(yè)中，電廠的檢漏、高壓變壓器、高壓電容器、高壓開關(guān)管及其它元器件也都相應(yīng)的采用氦質(zhì)譜檢譜檢漏儀，用不同方法進行檢漏。

氦質(zhì)譜檢漏儀使用注意事項

1.設(shè)備應(yīng)在施工工作完成后進行本測試，測試完成后不得進行焊縫的修磨等。

2.若設(shè)備被浸濕或有殘余的液體都會影響毛細管的泄漏而影響測試結(jié)果的真實性。

3.因氦比空氣輕，因此要注意檢漏的順序，檢查順序應(yīng)依照由下而上， 由近而遠的順序進行。

4.檢漏過程中，如發(fā)現(xiàn)大量氦氣進入質(zhì)譜檢漏儀，應(yīng)立即移去吸槍，防止因儀器長時間清除不掉氦影響而延誤測試。