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2021-06-18
氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理
今天科儀的小編和大家分享的是氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理，希望對您有所幫助！
氦質(zhì)譜檢漏儀是一種以氦氣作為示漏氣體專門用于檢漏的質(zhì)譜分析儀器。其基本工作原理是采集被檢件中的氣體樣品并將其電離，根據(jù)不同種類氣體離子質(zhì)荷比不同的特點，利用磁偏轉分離原理將其區(qū)分開來。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出來，靈敏度高。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。
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.檢測時間和周期非常短，可以達到5s以內(nèi)；
2.檢測的介質(zhì)比較常用，僅需壓縮空氣即可；
3.不會受到主觀因素判斷的影響；
4.檢測的數(shù)據(jù)精準；
5.自動生成數(shù)據(jù)保存，可追溯數(shù)據(jù)來源。
氦質(zhì)譜檢漏儀進展的集中體現(xiàn)在如下幾個方面：
（1）便攜式：zui近各國推出的小型便攜式檢漏儀不僅靈敏度高，而且便于攜帶，給野外作業(yè)和高空作業(yè)提供了比較大的方便。
（2）高壓強下檢漏：檢漏口壓強可高達數(shù)百帕左右，對檢測大系統(tǒng)和有大漏的工件很有益。
（3）自動化程度高：自動校準氦峰，自動調(diào)節(jié)零點，量程自動轉換，自動數(shù)據(jù)處理，可外接打印機。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。
（4）全無油的干式檢漏：有些國家生產(chǎn)的檢漏儀，可采用干式泵，達到無油蒸氣的效果，為無油系統(tǒng)及芯片等半導體器件的檢漏，提供了有利條件。
（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，不僅可檢測氦氣，而且能檢測其它氣體。
氦質(zhì)譜檢漏儀能為不同的應用提供廣泛的測試方法，含有渦輪分子泵、內(nèi)置機械泵、外置機械泵、光譜、儀管、閥組、檢漏儀電子元件和操作頁面，以及可選功能組件。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%。氦質(zhì)譜檢漏儀在許多領域里得到廣泛的應用,例如,在航空航天領域里宇宙飛船、航天飛機、火箭、飛機等這些都要用到真空檢漏技術。
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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出來，靈敏度高。
2、氦的質(zhì)量?。ㄏ鄬Ψ肿淤|(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，不會污染被檢件，使用安全。
4、在氦兩側的是氫（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。這樣，它們在分析器中的偏轉半徑相差也大，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。背壓法的缺點是不能進行大型密封容器的漏，否則由于密封腔體容積太大，導致加壓時間太長。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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氦質(zhì)譜檢漏儀故障與處理
(1)內(nèi)部的密封結構
當檢漏儀內(nèi)部存在泄漏時，會對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(見圖2)，位于隔熱板的上方：①檢漏儀測試口與閥門組塊的連接部位，密封方式采用膠灌密封，檢漏儀在運輸過程中如遇到強烈震動，此處容易造成密封膠開裂。②各電磁閥與閥門組件間的連接部位。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，有可能會存在密封失效的問題。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(zhì)譜檢漏儀后，由于氦質(zhì)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。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、標準漏孔與閥門組件、真空計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
采用噴吹法對各密封部位的氣密性進行檢測，因檢漏儀內(nèi)部結構緊湊，各密封結構間的距離很近，檢測時定位難度較大。經(jīng)摸索，在檢測時采用以下技巧，可提高定位的能力：①查漏前，先將分子泵風扇的電源斷開，避免風扇將氦源吹散至各個密封環(huán)節(jié)，造成定位不準確。②噴吹時，要嚴格控制氦源的流量，盡量采用噴槍咀流量小的噴槍，提高定位的能力。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。③儀器的反應時間小于1 s，所以在一個部位噴吹的時間約3 s，再等待約3 s 后觀測信號有無變化。
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