氦质谱检漏仪的基本原理与结构

随着科技的迅猛发展，氦质谱检仪及其应用技术也在不断发展和究善。各国的设备厂商相继推出了多种类烈的氦质谱检涮仪，广泛应用丁航空航天，电力电子，汽车等各个行业，综观较新氦质谱检漏仪的性能特点发现，氦质谱检漏仪正向着高灵敏度、自动化、宽程、等***方向发展，这些特点很好地满足了当前检漏应用的需求，也极大的推动了氮质谱检漏技术的不断发展。本产品信息由科仪创鑫提供，如果您想了解更多您可拨打图片上的电话进行咨询。氦质谱检漏仪的基本原理与结构氦质谱检漏仪一般由质谱管，真空系统和电子系统组成。其中质谱管包括离子源，质量分析器和离子检测器; 真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成。离子源的作用是将原子电离成带电离子并聚焦成束，以一定能量注入质分析器，

目前常用的电子轰击型离子源有尼尔型和震荡型两种形式。质分析器的作用起将各类离子按其质荷比的不同实现分离。

离子检测器的作用是手机质量分析器所选定的氦离子流并加以放大，再通过比对运算，得出泄漏率

真空系统的作用是获取质谱过程所需的真空，同时完成被检件的抽空和氦气的引入。真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成组成。测试方法，使用氦质谱检漏仪的正压法，先将灭火器内冲入氦气，然后放在密闭腔体内，腔体与氦质谱检漏仪相连，工作时先将腔体内抽真空，到达一定的真空度后开始检漏，测试漏率在10-5mbar。按照真空系统的不同结构，检漏仪分为常规系统和逆扩散两种。常规系统多用于早期的氦质谱检漏仪，该种检漏仪的被检件与高真空部分直接相通，由被检件泄入的氮气首先到达质谱管被检到，因而具有较高的灵敏度，但是会对质谱管有污染。逆扩散系统检漏仪与常规系统相比，被检件只与低真空相通，因此只需将被检工件抽至低真空就能进行检漏，氦气是逆扩散到质谱管，不会对系统有污染，因此被广泛采用，已成为市场的主流的产品。

机械泵的工作方式不一样，分为干泵检漏仪和油泵检漏仪，油泵工作会有油雾排出，污染工作环境，干泵没有油雾排出对工作环境没有影响。在半导体洁净车间都是使用干泵检漏仪。

氦质谱检漏仪的进展

（1）便携式：***近各国推出的小型便携式检漏仪不仅灵敏度高，而且便于携带，给野外作业和高空作业提供了比较大的方便。

（2）高压强下检漏：检漏口压强可高达数百帕左右，对检测大系统和有大漏的工件很有益。

（3）自动化程度高：自动校准氦峰，自动调节零点，量程自动转换，自动数据处理，可外接打印机。氦质谱检漏仪由微机控制，菜单的选择功能，一个按钮即可完成一次的全检漏过程。

（4）全无油的干式检漏：有些***生产的检漏仪，可采用干式泵，达到无油蒸气的效果，为无油系统及芯片等半导体器件的检漏，提供了有利条件。

（5）检漏范围宽：现今生产的四极检漏仪，质量范围很宽，不仅可检测氦气，而且能检测其它气体。

氦质谱检漏仪因具备检测灵敏度高、反应速度快、***定量准确等优点而被广泛应用于压力容器、航空航天、原子能、发电厂、制冷工业等领域。③重复性测量重复性是用实验标准偏差表征的，本校准方法采用极差法来表征重复性。检漏仪在使用过程中，往往会因为产生的一些故障或是现象，而影响检漏工作的正常进度，若对其置之不理还会危及检漏仪的使用寿命。其中的有些故障或现象是使用者能够及时解决或避免的，掌握和了解氦质谱检漏仪常见故障的维修技术，有利于检漏工作的顺利开展以及设备的***。

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用氦气作为氦质谱检漏气体的原因

选择示漏气体(示踪气体）的原则是：它在空气中及真空系统中的含量低；检漏仪对示漏气体的灵敏度高；它不会对人员、环境、被检件及检漏仪造成污染、伤害和安全隐患；价格低。

质谱检漏仪通常选择氦气作示踪气体，主要原因如下：

1、氦在空气中及真空系统残余气体中的含量极1少（在空气中约含5.2ppm），在材料出气中也很少，因此本底压力小，输出的本底电流也小。正因为本底小，由某些原因引起本底的波动，亦即本底噪声也就小，因此微小漏率也就能反应出来，灵敏度高。

2、氦的质量小（相对分子质量为4），易于穿过漏孔。这样，氦较除氢以外的其他气体通过同一漏孔的漏率就大，容易发现，灵敏度高。

3、氦是惰性气体，不与被检件器壁起化学反应，不会污染被检件，使用安全。

4、在氦两侧的是氢（质荷比为2）和双电荷原子碳（质荷比为6），质荷比都与氦相差较大。根据检漏过程中的示漏气体存贮位置与被检件的关系不同，可以将氦质谱检漏法分为真空法、正压法、真空压力法和背压法，下面分别总结了这四种氦质谱检漏法的检测原理、优缺点及检测的标准。这样，它们在分析器中的偏转半径相差也大，容易分开，定标找氦峰时，不易受其他离子的干扰，因此就降低了对分析器制造精度的要求，易于加工。同时，分析器出口电极及离子源加速极的隙缝也可以加大，使更多的氦离子通过，提高了仪器灵敏度。

5、氦在被检件及真空系统中不易被吸附。这样检出一个漏孔可以使氦信号迅速消失以便继续进行检漏，提高了仪器的检漏效率。

6.氢气有些性能（如质量小、易通过漏孔）比氦还好，然而由于氢一方面有易1爆***，另一方面在油扩散泵中，由于油受热裂解会产生大量的碳和氢，使氢本底极高且波动大，以致灵敏度大大降低，所以很少采用。

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检漏仪使用中注意事项

检漏仪在使用过程中需特别注意以下几点：

①使用的电源电压要在额定的电压范围之内，电压过低仪器启动困难，且性能不稳定，电压过高会烧坏电源，严重时还会烧毁母板的电路板和分子泵，应连接稳压电源(UPS)。

②仪器在运行过程中不能移动。涡轮分子泵处于高速运转中，若搬动检漏仪，容易使分子泵内的叶片与转子的筒体相碰撞。

③检漏仪应按照说明书的要求定期进行***，***的项目有更换机械泵油、更换过滤网、更换过滤器。

本文介绍了5 种检漏仪常见故障的分析与处理方法，其中仪器内部存在泄漏环节是一个易被忽视却又易产生故障的环节，当检漏部位的复检结果不一致时，就需检测仪器内部是否有漏。检漏仪内部结构紧凑，***难度大，本文采用切断分子泵风扇电源和使用小流量喷枪的方式，提高了密封部位***的能力。背压法的优点是检测灵敏度高，能实现小型密封容器产品的泄漏检测，可以进行批量化检测。检漏仪是检漏工作的核心部件，在使用过程中应严格按照说明书的操作要求进行使用。文中以上出现的故障、现象的处理方式是本单位在多年使用过程中的一个总结和归纳。对检漏工作者具有一定的参考价值。

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