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2021-06-18
氦氣檢漏儀
氦氣檢漏儀是氦質(zhì)譜檢漏儀((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗稱，運(yùn)用質(zhì)譜原理制成的儀器稱為質(zhì)譜計(jì)或質(zhì)譜儀。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。質(zhì)譜儀通過其核心部件質(zhì)譜室，使不同質(zhì)量的氣體變成離子并在某種場中運(yùn)動(dòng)后，不同質(zhì)荷比的離子在場中彼此分開，而相同質(zhì)荷比的離子在場中匯聚在一起，如果在適當(dāng)位置安置接收1器接收所有這些離子，就會(huì)得到按照質(zhì)荷比大小依次分開排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。
用于檢漏的質(zhì)譜儀稱為質(zhì)譜檢漏儀。測量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計(jì)，如四極質(zhì)譜計(jì)、射頻質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)、回旋質(zhì)譜計(jì)等都可以用于檢漏。
專門設(shè)計(jì)的以氦氣作示蹤氣體進(jìn)行檢漏的質(zhì)譜儀稱為氦質(zhì)譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應(yīng)范圍廣、定位定量準(zhǔn)確、無毒、安全、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。氦質(zhì)譜檢漏儀中用得較多的是90°和180°的磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜儀。
眾所周知，當(dāng)一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)（正離子）以速度v進(jìn)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(yùn)動(dòng)軌跡為圓，如圖1所示。當(dāng)磁場的磁通密度一定時(shí)，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場中都有相應(yīng)的運(yùn)輸半徑，也就是都有相應(yīng)的圓軌跡，這樣，不同質(zhì)荷比的帶電粒子在磁場分析器中運(yùn)動(dòng)后就會(huì)彼此分開。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(xiǎn)，另一方面在油擴(kuò)散泵中，由于油受熱裂解會(huì)產(chǎn)生大量的碳和氫，使氫本底極高且波動(dòng)大，以致靈敏度大大降低，所以很少采用。如果在離大運(yùn)動(dòng)的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對(duì)應(yīng)的氦離子運(yùn)動(dòng)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(jīng)放大器放大后由測量儀表指示出來。檢漏時(shí)，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過漏孔進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應(yīng)出來，達(dá)到了檢漏的目的。
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氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏方式有那些
氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏方式通常有兩種，一種為常規(guī)檢漏，另一種為逆擴(kuò)散檢漏。
逆擴(kuò)散檢漏是把被檢件接在分子泵出氣口一端，漏入的氦氣由分子泵出氣口逆著泵的排氣方向進(jìn)入安裝在泵的進(jìn)氣口端的質(zhì)譜管內(nèi)而被檢測。熱管需要檢漏原因：熱管內(nèi)部填充特殊液體用來增強(qiáng)熱傳導(dǎo)性能，如果熱管本身存在漏點(diǎn)，首先會(huì)影響熱管的導(dǎo)熱性能。這一檢漏方式是基于分子泵對(duì)不同質(zhì)量的氣體具有不同壓縮比（氣體在分子泵出氣口壓強(qiáng)與進(jìn)氣口壓強(qiáng)之比）即利用不同氣體的逆擴(kuò)散程度不同程度而設(shè)計(jì)的。
氦質(zhì)譜檢漏儀逆擴(kuò)散原理
逆擴(kuò)散方式檢漏允許被檢件內(nèi)壓強(qiáng)較高，氦質(zhì)譜檢漏儀可達(dá)1000Pa（一般常規(guī)檢漏儀為0.05Pa以下），適合檢大型容器或有大漏的器件，也適合吸槍檢漏。逆擴(kuò)散方式還具有質(zhì)譜管不易受污染，燈絲壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
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氦氣檢漏
氦質(zhì)譜檢漏的檢測精度高，可達(dá)到1×10-7Pa·m3/s。電池氦檢前先將電池里的空氣抽掉，然后注入氦氣，用氦質(zhì)譜檢漏儀探測有沒有氦氣漏出，從而判斷電池的氣密性是否完好。氦質(zhì)譜檢漏法利用氦氣作為示蹤氣體可準(zhǔn)確定位，定量漏點(diǎn)，替代傳統(tǒng)泡沫檢漏和壓差檢漏，目前已廣泛應(yīng)用于光無源器件的檢漏。電池氦檢一般為兩種方式：一種是在電池生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，即在電池烘干注液之前進(jìn)行檢漏，電芯在真空箱內(nèi)充氦氣及檢測，此法可以檢測電池蓋板、蓋板焊接及電芯殼體等部位的氣密性是否達(dá)標(biāo)；另一種是在成品環(huán)節(jié)檢漏，電芯在箱外充氦，電芯注入電解液的同時(shí)將氦氣充入電芯內(nèi)部，然后將電池放入真空箱內(nèi)進(jìn)行檢漏。
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