氦质谱检漏仪的构成
氦质谱仪电气部分的核心是质谱室的供电和测量,其他部分包括真空系统的电源与控制部分,操纵面板及输出仪表等。主要含有小电流放大器及输出装置、低频发生器、高压整流器及发射电流稳定装置、高压整流器供给冷阴极磁控规电源。在氦质谱仪检漏技术中,根据被检件的结构,尺寸要求和具体的检漏条件,设置具有预抽被检件、保证检漏仪工作真空度、气体分流、缩短反应时间和清除时间、降低对灵敏度的不良影响等功能的辅助真空系统,在某些条件下是非常必要的。
氦质谱检漏仪的真空系统
氦质谱检漏仪真空系统一般包括:
1、主泵:一般用护散泵或涡轮分子泵。极限压力小于5×10-4Pa,其抽速应导气载匹配。
2、前级真空泵:一般采用旋片式机械真空泵,在以分子泵为主泵的系统中也有采用薄膜泵或干泵的。极限压力小于1×10-1Pa,抽速导主泵匹配。
3、预抽真空泵:一般与前级真空泵共用一个泵,也有预抽真空泵的。预抽真空泵一般采用旋片式机械真空泵,其抽速视被检件大小而定,因此预抽真空泵大都由用户自配。
4、冷阱:分子泵型真空系统一般不加冷阱。护散泵型真空系统的冷阱加在质谱室、检漏口与扩散泵之间,使三者被冷阱隔离。冷阱加入液氦(-196℃)后便可阻止扩散泵的油蒸气和被检件来的水蒸气进入质谱室,保持质谱室的清洁,并帮助扩散泵迅速获得较高真空。
正压法氦质谱检漏的优缺点
正压法的优点是不需要辅助的真空系统,可以准确***,实现任何工作压力下的检测。
正压法的缺点是检测灵敏度较低,检测结果不确定度大,受测量环境条件影响大。
正压法的检测标准主要有QJ3089-1999《氦质谱正压检漏方法》、QJ2862-1996《压力容器焊缝氦质谱吸枪罩盒检漏试验方法》,主要应用于大容积高压密闭容器产品的检漏,如高压氦气瓶、舱门检漏仪等。
氦质谱检漏仪的日常***与维护
1 内部的泄漏
当检漏仪内部存在泄漏时,会对检漏工作造成较大干扰,容易造成误检、误判。各零部件接口处的密封部位。如放大器与质谱室、离子源与质谱室、分子泵与质谱室、标准漏孔与阀门组件、真空计与阀门组件等接口间的橡胶圈密封。采用喷氦法寻找漏点,更换密封件。
2 本底信号不稳定
1)本底信号过高有可能是环境本底被污染,注意检查室内是否有氦气源在泄漏。将室内的门窗打开通风,降低环境本底。
2)本底信号过高也有可能是因为质谱室被污染。检漏仪若经常检测含有油污、粉尘等杂质较多的被检件时,质谱室极易被污染,需返厂进行清洗,本底信号不稳定,检查电源电压是否稳定,检漏仪尽量应有可靠的接地。
3)本底信号不稳定,检查泵油是否浑浊,被污染。
3 设备的分子泵不启动
分子泵不启动,主要有检查供电和前级真空是否正常(较常见的是前级真空机械泵故障或没有打开造成的分子泵无法启动)。或者是分子泵本身因振动和粉尘污染造成的损坏。
4 设备的质谱室不能正常工作
质谱室主要是灯丝无法正常加电,在确认机械泵、分子泵处于正常工作状态后,若灯丝仍无法发射离子流,则需要更换离子源。
5 前级机械泵工作不正常
主要经常观察泵油的颜色是否正常,粉尘的污染会使油色变黑,水汽会使油色呈现乳白色,都将导致机械泵工作不正常。另外过低的温度会使机械泵油粘稠度增加无法启动,过高的温度也会使机械泵产生热保停止工作,使用机械泵的环境温度尽量在+10至+40之间使用。
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