经过近半个世纪的努力,今天的氦质谱检漏仪已告别了四十年代初期的情形。
集中体现在如下几个方面:
(1)便携式:现在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。整机由微机控制,菜择功能,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。
氦质谱检漏仪的结构和工作原理
氦质谱检漏仪是180°磁偏转型的质谱分析计,其基本原理是根据离子在磁场中运动时,不同质荷比的离子具有不同的偏转半径来实现不同种类离子的分离。检漏仪主要由质谱室、真空系统及电气控制部分组成。检漏工作时先打开抽空阀前级泵对检漏接口抽真空,当真空度P1 优于200 Pa 时,打开入口阀1、2,关闭抽空阀,氦气将逆着分子泵的抽气方向进入质谱室中被检测出来,此时检漏仪的小可检漏率为10- 10 Pa·m3/s。前级泵继续对检漏接口抽真空,当P1降至20 Pa 时,入口阀2 关闭,入口阀3 打开,分子泵的高抽速用于抽空试件,检漏仪的反应时间缩短,此时检漏仪的小可检漏率为10- 12 Pa·m3/s[1]。
氦质谱检漏仪性能试验方法
反应时间、清除时间及其测定
反应时间是指仪器节流阀完全开启,本底讯号为零(或补偿到零)时,由恒定的氦流量使输仪表讯号上升到大值的(1-e-1)倍(即O. 63)所需要的时间,记为τR。清除时间是指输出仪表讯号稳定到大值后,停止送氦,其讯号下降到大值的e-1倍(即O.37)所需要的时间,记为τC。
工作真空、极限真空及入口处抽速
质谱室极限真空,尤其是工作真空及入口处抽速是表征仪器性能的重要参数。利用检漏仪的真空规可以测定仪器的极限真空和工作真空。利用流量计可测定仪器入口处抽速。
一、正压漏孔的制作
漏孔是在壁两侧压力差或浓度差作用下,使气体或液体从壁一侧流到另一侧的孔洞、孔隙或一个封闭器壁上的其它结构。气体之间存在压力差或浓度差时形成气体流动,通过漏孔的气体流动通常称为泄漏。在实际应用中泄漏一般产生在两种状态下,从高压(高于大气压)漏向大气和从大气漏向真空。
漏孔可为负压漏孔,也可为正压漏孔,主要决定于使用条件。在入口压力100(1±5%)KPa,出口压力低于1KPa温度为25±5℃条件下,低于25℃的空气,通过漏孔的流量来校准空气漏率。
在入口压力(大于100KPa—20000KPa)出口压力100KPa,温度23±7℃情况下,漏率值不变的漏孔,为正压漏孔,它受压力、温度、气体种类影响。
正压漏孔常用全金属通导型,其特点反应快,无累积,漏率稳定,不易堵塞。目前常规的正压漏孔可伐压扁型与无氧铜压扁型,大缺点是随着压力增加,漏率值随着压力减小,不能***其原来值,漏孔芯发生形变。由于材料的性质,用于高压漏孔就变得不能。
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