




氦質(zhì)譜檢漏儀(Helium Mass SpectrometerLeakDetector)為氣體工業(yè)名詞術(shù)語,用氦氣或者氫氣作示漏氣體,以氣體分析儀檢測氦氣而進行檢漏的質(zhì)譜儀。氦氣的本底噪聲低,分子量及粘滯系數(shù)小,因而易通過漏孔并易擴散;另外,氦系惰性氣體,不腐蝕設(shè)備,故常用氦作示漏氣體。校準環(huán)境溫度為(23±5)℃,校準過程中室溫變化不超過±1℃,環(huán)境相對濕度不大于80%。將這種氣體噴到接有氣體分析儀(調(diào)整到僅對氦氣反應(yīng)的工作狀態(tài))的被檢容器上,若容器有漏孔,則分析儀即有所反應(yīng),從而可知漏孔所在及漏氣量大小。
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氦質(zhì)譜檢漏儀的基本原理與結(jié)構(gòu)
隨著科技的迅猛發(fā)展,氦質(zhì)譜檢儀及其應(yīng)用技術(shù)也在不斷發(fā)展和究善。各國的設(shè)備廠商相繼推出了多種類烈的氦質(zhì)譜檢涮儀,廣泛應(yīng)用丁航空航天,電力電子,汽車等各個行業(yè),綜觀較新氦質(zhì)譜檢漏儀的性能特點發(fā)現(xiàn),氦質(zhì)譜檢漏儀正向著高靈敏度、自動化、寬程、等先進方向發(fā)展,這些特點很好地滿足了當前檢漏應(yīng)用的需求,也極大的推動了氮質(zhì)譜檢漏技術(shù)的不斷發(fā)展。氫和氦都是比較理想的示蹤氣體,空氣中的含量少,質(zhì)量輕,運動速度快,分子直徑小,同等條件下,直線運動距離長。氦質(zhì)譜檢漏儀的基本原理與結(jié)構(gòu)氦質(zhì)譜檢漏儀一般由質(zhì)譜管,真空系統(tǒng)和電子系統(tǒng)組成。其中質(zhì)譜管包括離子源,質(zhì)量分析器和離子檢測器; 真空系統(tǒng)一般由分子泵、機械泵、電磁閥和真空計組成。離子源的作用是將原子電離成帶電離子并聚焦成束,以一定能量注入質(zhì)分析器,
目前常用的電子轟擊型離子源有尼爾型和震蕩型兩種形式。質(zhì)分析器的作用起將各類離子按其質(zhì)荷比的不同實現(xiàn)分離。
離子檢測器的作用是手機質(zhì)量分析器所選定的氦離子流并加以放大,再通過比對運算,得出泄漏率
真空系統(tǒng)的作用是獲取質(zhì)譜過程所需的真空,同時完成被檢件的抽空和氦氣的引入。真空系統(tǒng)一般由分子泵、機械泵、電磁閥和真空計組成組成。氦氣的本底噪聲低,分子量及粘滯系數(shù)小,因而易通過漏孔并易擴散。按照真空系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu),檢漏儀分為常規(guī)系統(tǒng)和逆擴散兩種。常規(guī)系統(tǒng)多用于早期的氦質(zhì)譜檢漏儀,該種檢漏儀的被檢件與高真空部分直接相通,由被檢件泄入的氮氣首先到達質(zhì)譜管被檢到,因而具有較高的靈敏度,但是會對質(zhì)譜管有污染。逆擴散系統(tǒng)檢漏儀與常規(guī)系統(tǒng)相比,被檢件只與低真空相通,因此只需將被檢工件抽至低真空就能進行檢漏,氦氣是逆擴散到質(zhì)譜管,不會對系統(tǒng)有污染,因此被廣泛采用,已成為市場的主流的產(chǎn)品。
機械泵的工作方式不一樣,分為干泵檢漏儀和油泵檢漏儀,油泵工作會有油霧排出,污染工作環(huán)境,干泵沒有油霧排出對工作環(huán)境沒有影響。在半導體潔凈車間都是使用干泵檢漏儀。
氦質(zhì)譜檢漏儀在消防器材檢漏應(yīng)用二
消防器材鋼瓶檢漏方法
目前國內(nèi)制作鋼瓶的廠家很多采用水檢法,即將消防鋼瓶打上一定的壓力,大約 2 MPa,然后將整個鋼瓶放入水槽中,看有無氣泡冒出,但是使用此方法只能檢到漏孔比較大的情況,根據(jù)計算得出:氣泡直徑為?2.26mm 在每分鐘冒出一個氣泡的情況下漏率約為 1.0 x 10-4 mbar l/s,對于小漏的檢測比較難實現(xiàn)。隨著我國出口量的增加以及客戶對于安全意識的提高,消防鋼瓶的檢漏需要更高的要求,所以現(xiàn)在的廠家都引入氦質(zhì)譜檢漏儀 進行檢漏; 氦質(zhì)譜檢漏儀在鋼瓶生產(chǎn)廠家被廣泛應(yīng)用,正壓模式,其工作原理如下:氦氣充入被檢工件壓力只要 1.2 個大氣壓即可----吸槍對工件找漏點。正壓法的缺點是檢測靈敏度較低,檢測結(jié)果不確定度大,受測量環(huán)境條件影響大。通常在 正壓 模式下,檢漏儀報警值設(shè)定在 1.5 x 10-5 mbar.l/s,在實際測漏過程中,被檢工件的漏率大于此值就會形成漏點報警,小于此值就認為該鋼瓶密封要求合格。
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用氦氣作為氦質(zhì)譜檢漏氣體的原因
選擇示漏氣體(示蹤氣體)的原則是:它在空氣中及真空系統(tǒng)中的含量低;檢漏儀對示漏氣體的靈敏度高;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)殘余氣體中的含量極1少(在空氣中約含5.2ppm),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反應(yīng),不會污染被檢件,使用安全。
4、在氦兩側(cè)的是氫(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。3、氦是惰性氣體,不與被檢件器壁起化學反應(yīng),不會污染被檢件,使用安全。這樣,它們在分析器中的偏轉(zhuǎn)半徑相差也大,容易分開,定標找氦峰時,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。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。
6.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易1爆危險,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。
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