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。質(zhì)譜儀通過(guò)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后，不同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)中彼此分開(kāi)，而相同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)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(kāi)排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。這樣，它們?cè)诜治銎髦械钠D(zhuǎn)半徑相差也大，容易分開(kāi)，定標(biāo)找氦峰時(shí)，不易受其他離子的干擾，因此就降低了對(duì)分析器制造精度的要求，易于加工。

用于檢漏的質(zhì)譜儀稱為質(zhì)譜檢漏儀。測(cè)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(wú)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(chǎng)的分析器中，如果速度v的方向和磁場(chǎng)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(chǎng)的磁通密度一定時(shí)，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場(chǎng)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(chǎng)分析器中運(yùn)動(dòng)后就會(huì)彼此分開(kāi)。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(kāi)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(guò)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(cè)量?jī)x表指示出來(lái)。另外，逆擴(kuò)散檢漏方式，實(shí)現(xiàn)了高壓強(qiáng)下檢漏，也為正壓吸槍檢漏提供了良好的條件。檢漏時(shí)，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測(cè)量?jī)x表立即靈敏地反應(yīng)出來(lái)，達(dá)到了檢漏的目的。

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(guó)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(gè)鋼瓶放入水槽中，看有無(wú)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(jì)算得出：氣泡直徑為?2.26mm 在每分鐘冒出一個(gè)氣泡的情況下漏率約為 1.0 x 10-4 mbar l/s，對(duì)于小漏的檢測(cè)比較難實(shí)現(xiàn)。隨著我國(guó)出口量的增加以及客戶對(duì)于安全意識(shí)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(jìn)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(gè)大氣壓即可----吸槍對(duì)工件找漏點(diǎn)。通常在 正壓 模式下，檢漏儀報(bào)警值設(shè)定在 1.5 x 10-5 mbar.l/s，在實(shí)際測(cè)漏過(guò)程中，被檢工件的漏率大于此值就會(huì)形成漏點(diǎn)報(bào)警，小于此值就認(rèn)為該鋼瓶密封要求合格。環(huán)境溫度較好控制在23℃附近，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)漏孔的出廠標(biāo)稱漏率對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度一般為23℃。

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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(cè)。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。離子檢測(cè)器的作用是手機(jī)質(zhì)量分析器所選定的氦離子流并加以放大，再通過(guò)比對(duì)運(yùn)算，得出泄漏率真空系統(tǒng)的作用是獲取質(zhì)譜過(guò)程所需的真空，同時(shí)完成被檢件的抽空和氦氣的引入。

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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

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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。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。當(dāng)磁場(chǎng)的磁通密度一定時(shí)，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場(chǎng)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(chǎng)分析器中運(yùn)動(dòng)后就會(huì)彼此分開(kāi)。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。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。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。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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