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2021-06-18
氦氣檢漏儀
氦氣檢漏儀是氦質譜檢漏儀((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗稱，運用質譜原理制成的儀器稱為質譜計或質譜儀。儀器對其示漏氣體氦氣有響應信號，而對其他氣體沒有響應，從而檢漏。質譜儀通過其核心部件質譜室，使不同質量的氣體變成離子并在某種場中運動后，不同質荷比的離子在場中彼此分開，而相同質荷比的離子在場中匯聚在一起，如果在適當位置安置接收1器接收所有這些離子，就會得到按照質荷比大小依次分開排列的質譜圖，這就是質譜。
用于檢漏的質譜儀稱為質譜檢漏儀。測量氣體分壓力的所有質譜計，如四極質譜計、射頻質譜計、飛行時間質譜計、回旋質譜計等都可以用于檢漏。
專門設計的以氦氣作示蹤氣體進行檢漏的質譜儀稱為氦質譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應范圍廣、定位定量準確、無毒、安全、反應速度快等優(yōu)點。氦質譜檢漏儀中用得較多的是90°和180°的磁偏轉型質譜儀。
眾所周知，當一個帶電質點（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。當磁場的磁通密度一定時，不同質荷比（m/e）的離子在磁場中都有相應的運輸半徑，也就是都有相應的圓軌跡，這樣，不同質荷比的帶電粒子在磁場分析器中運動后就會彼此分開。整機由微機控制，菜單的選擇功能，一個按鈕即可完成一次的全檢漏過程。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，并經放大器放大后由測量儀表指示出來。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譜室中，使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應出來，達到了檢漏的目的。
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氦質譜檢漏儀在消防器材檢漏應用一
消防器材鋼瓶檢漏原因
滅火器屬于特殊器材，在發(fā)生火災的情況下使用，所以一般都會閑置，但是裝有滅火材料的鋼瓶瓶里有 2.5 MPa 壓力，如果鋼瓶有漏（鋼瓶自身的焊縫，閥門處）的話，尤其是小漏時，這時就會出現很大的隱患，所以在出廠前，生產商要做嚴格的檢漏工序，用以避免在運輸或存放時的泄露隱患。2、135o電離偏轉(自然聚焦點)的全新質譜技術，金屬密封結構。
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氦質譜檢漏用氦氣的選擇
氦氣是一種無色、無味的隋性氣體。真空氦罩法采用有一定密閉功能的氦罩將被檢產品全部罩起來，在罩內充滿一定濃度的氦氣，可以實現被檢產品總漏率的測量。相對分子質量為4.003，分子直徑為2.18×10-10m，分子的質量為3.65×10-27kg，在標準狀態(tài)下的密度為0.1769kg/m3，臨界溫度為5.25K，臨界壓力為2.26×105Pa，1atm壓力下的沸點為4.214K，熔點為0.9K，三相點溫度為2.186K，三相點壓力為51.1×10-2Pa，在標準狀態(tài)下的熱導率為510.79J/(m·h·K)，在標準狀態(tài)下的定壓比熱為5233J/(kg·K)，在標準狀態(tài)下的動力粘度系數為1.86×10-5Pa·s，1L液氦氣化為標準狀態(tài)下的氦氣體積為700L。
國家標準規(guī)定的瓶裝氦氣按純度高低分別為工業(yè)用氦、純氦、高純氦三種。
1、工業(yè)用氦：氦含量≥99%，露1點≤43℃.
2、純氦分三級：優(yōu)等品氦含量≥99.995%；一等品氦含量≥99.993%；合格品氦含量≥99.99%。
3、高純氦分為三級：優(yōu)等品氦含量≥99.9996%；一等品氦含量≥99.9993%；合格品氦含量≥99.999%。
氦氣在氦質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℃。
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氦質譜檢漏儀的應用拓展
氦質譜檢漏儀的應用已從科學院、大專院校、實驗室及少數科研機構走向工礦企業(yè)，甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個體企業(yè)，可以說應用領域極其寬廣。
航空航天高科技工業(yè)
1）例如火箭發(fā)動機及姿態(tài)發(fā)動機，過去是打壓刷肥皂水檢漏，現在重新改進工藝用氦質譜檢漏儀檢漏，采用正壓吸槍與氦罩法結合，使檢漏靈敏度大大提高，從而保證了發(fā)動機質量?；鸺w的檢漏采用正壓吸槍、氦罩法、累集法等幾種方法的結合。當被檢件密封面上存在漏孔時，示漏氣體氦氣及其它成分的氣體均會從漏孔泄出，泄漏出來的氣體進入氦質譜檢漏儀后，由于氦質譜檢漏儀的選擇性識別能力，僅給出氣體中的氦氣分壓力信號值。由于檢漏技術的應用，提高了檢漏靈敏度，彌補了吸入法檢漏時儀器靈敏度低的不足。
2）KM6空間環(huán)模裝置設備龐大，主真空室直徑12m、高22m，另外有輔助真空室和載人艙等。容積3500m3，分系統(tǒng)多，結構復雜，各種接口焊縫相加有幾千米長，采用氦質譜檢漏儀負壓檢漏，每條焊縫由檢漏盒密封，配以鋪助抽氣系統(tǒng)將盒內抽低真空后，充入一定壓力氦氣，關閉預抽閥，開啟檢漏閥。氦質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。由于盒內氦濃度較高，相對檢漏儀又有一定壓力，因此有效提高了檢漏靈敏度。
3）航天工業(yè)中，衛(wèi)1星、各類閥門、電子元器件，傳感器等等都在廣泛應用氦質譜檢漏儀及其檢漏技術。
