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。各國(guó)的設(shè)備廠商相繼推出了多種類烈的氦質(zhì)譜檢涮儀，廣泛應(yīng)用丁航空航天，電力電子，汽車等各個(gè)行業(yè)，綜觀較新氦質(zhì)譜檢漏儀的性能特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，氦質(zhì)譜檢漏儀正向著高靈敏度、自動(dòng)化、寬程、等先進(jìn)方向發(fā)展，這些特點(diǎn)很好地滿足了當(dāng)前檢漏應(yīng)用的需求，也極大的推動(dòng)了氮質(zhì)譜檢漏技術(shù)的不斷發(fā)展。儀創(chuàng)新產(chǎn)品主要有：薄膜制備設(shè)備，真空冶金設(shè)備，檢漏設(shè)備，真空系統(tǒng)等非標(biāo)真空產(chǎn)品。氦質(zhì)譜檢漏儀的基本原理與結(jié)構(gòu)氦質(zhì)譜檢漏儀一般由質(zhì)譜管，真空系統(tǒng)和電子系統(tǒng)組成。其中質(zhì)譜管包括離子源，質(zhì)量分析器和離子檢測(cè)器; 真空系統(tǒng)一般由分子泵、機(jī)械泵、電磁閥和真空計(jì)組成。離子源的作用是將原子電離成帶電離子并聚焦成束，以一定能量注入質(zhì)分析器，

目前常用的電子轟擊型離子源有尼爾型和震蕩型兩種形式。質(zhì)分析器的作用起將各類離子按其質(zhì)荷比的不同實(shí)現(xiàn)分離。

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。真空系統(tǒng)一般由分子泵、機(jī)械泵、電磁閥和真空計(jì)組成組成。按照真空系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)，檢漏儀分為常規(guī)系統(tǒng)和逆擴(kuò)散兩種。真空壓力法的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有GB/T15823-2009《氦泄漏檢驗(yàn)》，主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓力不是特別高的密封產(chǎn)品，如電磁閥、高壓充氣管道、推進(jìn)劑貯箱、天線、應(yīng)答機(jī)、整星產(chǎn)品等。常規(guī)系統(tǒng)多用于早期的氦質(zhì)譜檢漏儀，該種檢漏儀的被檢件與高真空部分直接相通，由被檢件泄入的氮?dú)馐紫鹊竭_(dá)質(zhì)譜管被檢到，因而具有較高的靈敏度，但是會(huì)對(duì)質(zhì)譜管有污染。逆擴(kuò)散系統(tǒng)檢漏儀與常規(guī)系統(tǒng)相比，被檢件只與低真空相通，因此只需將被檢工件抽至低真空就能進(jìn)行檢漏，氦氣是逆擴(kuò)散到質(zhì)譜管，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)有污染，因此被廣泛采用，已成為市場(chǎng)的主流的產(chǎn)品。

機(jī)械泵的工作方式不一樣，分為干泵檢漏儀和油泵檢漏儀，油泵工作會(huì)有油霧排出，污染工作環(huán)境，干泵沒(méi)有油霧排出對(duì)工作環(huán)境沒(méi)有影響。在半導(dǎo)體潔凈車間都是使用干泵檢漏儀。

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;

(2)質(zhì)量輕，惰性氣體，穿透能力強(qiáng)，能穿透微小細(xì)縫;

(3)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)和易1燃易1爆;

(4)在空氣環(huán)境中含量盡可能少且組分基本恒定的氣體，滿足檢漏靈敏度方面的要求，減少本底干擾檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

氫和氦都是比較理想的示蹤氣體，空氣中的含量少，質(zhì)量輕，運(yùn)動(dòng)速度快，分子直徑小，同等條件下，直線運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng)。在實(shí)際使用中，也相對(duì)比較容易獲取，可以大量使用。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。由于He具有無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)活性、不可燃的特性，因此一般檢漏都采用氦氣(He)作為示漏氣體，但也有用氫氣(H)作為示漏氣體的，考慮到它的化學(xué)性質(zhì)及危險(xiǎn)性，在應(yīng)用中較少使用，所以實(shí)際大部分檢漏使用的都是氦氣。

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氦質(zhì)譜檢漏用氦氣的選擇

氦氣是一種無(wú)色、無(wú)味的隋性氣體。相對(duì)分子質(zhì)量為4.003，分子直徑為2.18×10-10m，分子的質(zhì)量為3.65×10-27kg，在標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)為4.214K，熔點(diǎn)為0.9K，三相點(diǎn)溫度為2.186K，三相點(diǎn)壓力為51.1×10-2Pa，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱導(dǎo)率為510.79J/(m·h·K)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的定壓比熱為5233J/(kg·K)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的動(dòng)力粘度系數(shù)為1.86×10-5Pa·s，1L液氦氣化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氦氣體積為700L。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。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)≤43℃.

2、純氦分三級(jí)：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(jí)：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(zhì)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(diǎn)≤43℃。

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檢漏儀使用中注意事項(xiàng)

檢漏儀在使用過(guò)程中需特別注意以下幾點(diǎn)：

①使用的電源電壓要在額定的電壓范圍之內(nèi)，電壓過(guò)低儀器啟動(dòng)困難，且性能不穩(wěn)定，電壓過(guò)高會(huì)燒壞電源，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒毀母板的電路板和分子泵，應(yīng)連接穩(wěn)壓電源(UPS)。

②儀器在運(yùn)行過(guò)程中不能移動(dòng)。渦輪分子泵處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，若搬動(dòng)檢漏儀，容易使分子泵內(nèi)的葉片與轉(zhuǎn)子的筒體相碰撞。

③檢漏儀應(yīng)按照說(shuō)明書(shū)的要求定期進(jìn)行保養(yǎng)，保養(yǎng)的項(xiàng)目有更換機(jī)械泵油、更換過(guò)濾網(wǎng)、更換過(guò)濾器。

本文介紹了5 種檢漏儀常見(jiàn)故障的分析與處理方法，其中儀器內(nèi)部存在泄漏環(huán)節(jié)是一個(gè)易被忽視卻又易產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié)，當(dāng)檢漏部位的復(fù)檢結(jié)果不一致時(shí)，就需檢測(cè)儀器內(nèi)部是否有漏。檢漏儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，定位難度大，本文采用切斷分子泵風(fēng)扇電源和使用小流量噴槍的方式，提高了密封部位定位的能力。檢漏儀是檢漏工作的核心部件，在使用過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)的操作要求進(jìn)行使用。文中以上出現(xiàn)的故障、現(xiàn)象的處理方式是本單位在多年使用過(guò)程中的一個(gè)總結(jié)和歸納。真空箱氦檢漏及回收系統(tǒng)在汽車空調(diào)的應(yīng)用二汽車空調(diào)兩器檢測(cè)要求1。對(duì)檢漏工作者具有一定的參考價(jià)值。

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