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氦质谱检漏仪性能试验方法

2018.9.23

    氦质谱检漏仪是用氦气为示漏气体的专门用于检漏的仪器,它具有性能稳定、灵敏度高的特点。是真空检漏技术中灵敏度最高,用得最普遍的检漏仪器。
    氦质谱检漏仪方法在真空检漏技术领域里已经得到广泛的应用,这种方法的优点是:检漏灵敏度高,可以检漏到10-11Pam3/s 数量级,仪器响应快,氦分子在仪器高真空的环境中扩散的速度很高;所以氦质谱检漏仪在许多领域里得到广泛的应用,例如,在航空航天领域里宇宙飞船、航天飞机、火箭、卫星、飞机等这些都要用到真空检漏技术。在一般工业领域里原子能、发电厂、配电站、合成氨的氮肥生产厂、汽车制造业、造船工业、制冷工业、冶金工业、输气管道、气罐、油罐、锅炉快餐食品包装等都离不开检漏问题,同样在导弹武器装备中也离不开检漏,导弹弹体、燃料储备罐、燃料运输管道、弹头、特殊部件的密封性都要用到氦质谱检漏仪,本文主要真对氦质谱检漏仪原理及方法进行综述。
    氦质谱检漏仪是磁偏转型的质谱分析计。单级磁偏转型仪器灵敏度为10-9~10-12Pam3/s,广泛地用于各种真空系统及零部件的检漏。双级串联磁偏转型仪器与单级磁偏转型仪器相比较,本底噪声显著减小.其灵敏度可达10-14~10-15Pam3/s,适用于超高真空系统、零部件及元器件的检漏。逆流氦质谱检漏仪改变了常规型仪器的结构布局,被检件置于检漏仪主抽泵的前级部位,因此具有可在高压力下检漏、不用液氮及质谱室污染小等特点.适用于大漏率、真空卫生较差的真空系统的检漏,其灵敏度可达10-12Pam3/s。

     灵敏度、反应时间、清除时间、工作真空度、极限真空度及仪器入口处抽速是评价氦质谱检漏仪的主要性能指标。

    ①灵敏度及其校准

    氦质谱检漏仪灵敏度,通常指仪器的最小可检漏率。记为qL.min,即在仪器处于最佳工作条件下,以一个大气压的纯氦气为示漏气体,进行动态检漏时所能检测出的最小漏孔漏率。所谓“最佳工作条件”是指仪器参数调整到最佳值,被检件出气少且没有大漏孔等条件。所谓“动态检漏”是指检漏仪器本身的抽气系统仍在正常抽气。仪器的反应时间不大于3s。所谓“最小可检”是指检漏讯号为仪器本底噪声的两倍时,才能认定有漏气讯号输出。所谓“漏孔漏率”是指一个大气压的干燥空气通过漏孔漏向真空侧的漏气速率。仪器本底噪声,一般指在2min内输出仪表的最大波动量。
如果检漏时用辅助系统抽气(即对示漏氦气有分流)。或用累积法检漏时,给出仪器最小可检氦浓度(即浓度灵敏度)。记为γmin,能较方便地估计检漏效果。浓度灵敏度校准系统中应用一流量计测出通过针阀2进入仪器的空气流率qL.o,则仪器浓度灵敏度。

    ②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最大值的(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最大值后,停止送氦,其讯号下降到最大值的e-1倍(即O.37)所需要的时间,记为τC。
    ③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。


伯东企业(上海)有限公司(www.hakuto-vacuum.cn)
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