




氦質(zhì)譜檢漏原理
氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)是以無(wú)色、無(wú)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(cè)儀器,用于檢漏的一種檢測(cè)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。質(zhì)譜室接在分子泵的高真空端,入口接在分子泵和機(jī)械泵之間,利用分子泵對(duì)不同氣體具有不同壓縮比的特點(diǎn),氦氣逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室。真空法氦質(zhì)譜檢漏采用真空法檢漏時(shí),需要利用輔助真空泵或檢漏儀對(duì)被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封室抽真空,采用氦罩或噴吹的方法在被檢產(chǎn)品外表面施氦氣,當(dāng)被檢產(chǎn)品表面有漏孔時(shí),氦氣就會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢產(chǎn)品內(nèi)部,再進(jìn)入氦質(zhì)譜檢漏儀,從而實(shí)現(xiàn)被檢產(chǎn)品泄漏量測(cè)量。檢漏儀在質(zhì)譜室中將氣體電離,這些離子在加速電場(chǎng)的作用下進(jìn)入磁場(chǎng),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(shí)間到達(dá)收集板的氦離子對(duì)應(yīng)于一個(gè)電流信號(hào),這個(gè)電流信號(hào)正比于進(jìn)入到達(dá)收集板氦離子的數(shù)量,電流信號(hào)經(jīng)過(guò)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(diǎn)的漏率,通過(guò)泄漏率大小來(lái)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?yàn)楹饩哂幸韵聝?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(guò)標(biāo)準(zhǔn),可以比較容易地探測(cè)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(cè)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(huì)腐蝕和損傷任何設(shè)備;
⑤氦氣無(wú)毒,不凝結(jié),極難容于水。
今天科儀小編和大家分享的是氦質(zhì)譜檢漏的工作原理,希望對(duì)您有所幫助!
氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用拓展
氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用已從科學(xué)院、大專院校、實(shí)驗(yàn)室及少數(shù)科研機(jī)構(gòu)走向工礦企業(yè),甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個(gè)體企業(yè),可以說(shuō)應(yīng)用領(lǐng)域極其寬廣。
航空航天高科技工業(yè)
1)例如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及姿態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī),過(guò)去是打壓刷肥皂水檢漏,現(xiàn)在重新改進(jìn)工藝用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏,采用正壓吸槍與氦罩法結(jié)合,使檢漏靈敏度大大提高,從而保證了發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。火箭箭體的檢漏采用正壓吸槍、氦罩法、累集法等幾種方法的結(jié)合。熱管技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、各類電器等設(shè)備散熱,常見(jiàn)的形狀有圓管狀,板塊狀(VC單體)等。由于檢漏技術(shù)的應(yīng)用,提高了檢漏靈敏度,彌補(bǔ)了吸入法檢漏時(shí)儀器靈敏度低的不足。
2)KM6空間環(huán)模裝置設(shè)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(jié)構(gòu)復(fù)雜,各種接口焊縫相加有幾千米長(zhǎng),采用氦質(zhì)譜檢漏儀負(fù)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(nèi)抽低真空后,充入一定壓力氦氣,關(guān)閉預(yù)抽閥,開(kāi)啟檢漏閥。(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(cè)氦氣,而且能檢測(cè)其它氣體。由于盒內(nèi)氦濃度較高,相對(duì)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(yīng)用氦質(zhì)譜檢漏儀及其檢漏技術(shù)。
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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(shí),會(huì)對(duì)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(jiàn)圖2),位于隔熱板的上方:①檢漏儀測(cè)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(yùn)輸過(guò)程中如遇到強(qiáng)烈震動(dòng),此處容易造成密封膠開(kāi)裂。②各電磁閥與閥門組件間的連接部位。氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)示漏氣體的要求及選擇氦質(zhì)譜檢漏儀廠家的氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)示漏氣體的要求及選擇一般應(yīng)從以下幾方面考慮:(1)無(wú)害,不能對(duì)人體或環(huán)境造成傷害。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(shí),有可能會(huì)存在密封失效的問(wèn)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(jì)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(duì)各密封部位的氣密性進(jìn)行檢測(cè),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(cè)時(shí)定位難度較大。經(jīng)摸索,在檢測(cè)時(shí)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(kāi),避免風(fēng)扇將氦源吹散至各個(gè)密封環(huán)節(jié),造成定位不準(zhǔn)確。在示值誤差測(cè)量中,每一標(biāo)準(zhǔn)漏孔用氦質(zhì)譜檢漏儀重復(fù)測(cè)量三次,可用公式(2)計(jì)算氦質(zhì)譜檢漏儀在該漏率下的重復(fù)性。②噴吹時(shí),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(shí)間小于1 s,所以在一個(gè)部位噴吹的時(shí)間約3 s,再等待約3 s 后觀測(cè)信號(hào)有無(wú)變化。
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