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氦質譜檢漏原理

氦質譜檢漏技術是以無色、無味的惰性氣體氦氣為示蹤介質、以磁質譜分析儀為檢測儀器，用于檢漏的一種檢測技術，它的檢漏靈敏度可達10-14～10-15Pa?m3/s，可以準確確定漏孔位置和漏率。為適應檢漏口壓強的變化和對靈敏度要求的不同，分子泵一般采用多級構造和幾種不同的轉速。氦質譜檢漏儀主要由質譜室、真空系統(tǒng)組件和電子學控制元件三大部分組成。質譜室接在分子泵的高真空端，入口接在分子泵和機械泵之間，利用分子泵對不同氣體具有不同壓縮比的特點，氦氣逆著分子泵的抽氣方向進入質譜室。檢漏儀在質譜室中將氣體電離,這些離子在加速電場的作用下進入磁場，在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉,由于不同荷質比的離子具有不同的電磁學特性，偏轉半徑各不相同，在擋板的作用下，氦檢漏儀的收集板只允許帶正電的氦離子被接收到，單位時間到達收集板的氦離子對應于一個電流信號，這個電流信號正比于進入到達收集板氦離子的數量，電流信號經過放大后顯示在質譜儀的顯示面板上，其大小反映了泄漏點的漏率，通過泄漏率大小來確定該位置泄漏程度的大小。

氦質譜檢漏儀的示蹤氣體選用氦氣,是因為氦氣具有以下優(yōu)良特性：

①氦氣在空氣中的含量少，體積含量為5.24×10-6，如果氦氣在環(huán)境中的含量超過標準，可以比較容易地探測到極微量的氦氣；

②氦分子小、質量輕、易擴散、易穿越漏孔、易于檢測也易于清除；

③氦離子荷質比小，易于進行質譜分析；

④氦氣是惰性氣體，化學性質穩(wěn)定，不會腐蝕和損傷任何設備；

⑤氦氣無毒，不凝結，極難容于水。

今天科儀創(chuàng)新小編和大家分享的是氦質譜檢漏的工作原理，希望對您有所幫助！

氦質譜檢漏儀的注意事項

檢漏儀的響應時間會影響檢漏工作的速度，正常運行的儀器響應時間不大于3s。筆者實測時，在漏點處噴射氦氣5～10s后，檢漏儀就發(fā)生響應，對于如此龐大的真空系統(tǒng)，其反應是相當的靈敏。

檢漏時噴槍在漏孔處停留的時間應為儀器響應時間的3倍，該時間再加上氦氣在真空系統(tǒng)中的傳遞時間，即為兩次噴氦的較小間隔時間，當然真空系統(tǒng)越龐大，該間隔時間也越長。4、在氦兩側的是氫（質荷比為2）和雙電荷原子碳（質荷比為6），質荷比都與氦相差較大。筆者根據實測經驗，兩次噴氦的較小間隔時間控制在30s左右，即如果次噴氦后30s內檢漏儀還沒有反應,則可進行第二次噴氦。

清除時間在理論上與響應時間相同，但由于儀器零件對氦的吸附和脫附作用的影響,清除時間一般要更長些。氦質譜檢漏儀的進展（1）便攜式：zui近各國推出的小型便攜式檢漏儀不僅靈敏度高，而且便于攜帶，給野外作業(yè)和高空作業(yè)提供了比較大的方便。筆者測算，在測試到數量級為10-9P a ?m3/s的微漏漏點時，清除時間約須1分鐘；在測試到數量級為10-8P a ? m3/s的中漏漏點時，清除時間約須2分鐘；在測試到數量級為10-7Pa?m3/s的大漏漏點時，清除時間在3分鐘左右。

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用氦氣作為氦質譜檢漏氣體的原因

選擇示漏氣體(示蹤氣體）的原則是：它在空氣中及真空系統(tǒng)中的含量低；檢漏儀對示漏氣體的靈敏度高；它不會對人員、環(huán)境、被檢件及檢漏儀造成污染、傷害和安全隱患；價格低。

質譜檢漏儀通常選擇氦氣作示蹤氣體，主要原因如下：

1、氦在空氣中及真空系統(tǒng)殘余氣體中的含量極1少（在空氣中約含5.2ppm），在材料出氣中也很少，因此本底壓力小，輸出的本底電流也小。正因為本底小，由某些原因引起本底的波動，亦即本底噪聲也就小，因此微小漏率也就能反應出來，靈敏度高。

2、氦的質量?。ㄏ鄬Ψ肿淤|量為4），易于穿過漏孔。這樣，氦較除氫以外的其他氣體通過同一漏孔的漏率就大，容易發(fā)現，靈敏度高。

3、氦是惰性氣體，不與被檢件器壁起化學反應，不會污染被檢件，使用安全。

4、在氦兩側的是氫（質荷比為2）和雙電荷原子碳（質荷比為6），質荷比都與氦相差較大。當磁場的磁通密度一定時，不同質荷比（m/e）的離子在磁場中都有相應的運輸半徑，也就是都有相應的圓軌跡，這樣，不同質荷比的帶電粒子在磁場分析器中運動后就會彼此分開。這樣，它們在分析器中的偏轉半徑相差也大，容易分開，定標找氦峰時，不易受其他離子的干擾，因此就降低了對分析器制造精度的要求，易于加工。同時，分析器出口電極及離子源加速極的隙縫也可以加大，使更多的氦離子通過，提高了儀器靈敏度。

5、氦在被檢件及真空系統(tǒng)中不易被吸附。這樣檢出一個漏孔可以使氦信號迅速消失以便繼續(xù)進行檢漏，提高了儀器的檢漏效率。

6.氫氣有些性能（如質量小、易通過漏孔）比氦還好，然而由于氫一方面有易1爆危險，另一方面在油擴散泵中，由于油受熱裂解會產生大量的碳和氫，使氫本底極高且波動大，以致靈敏度大大降低，所以很少采用。

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