氦質(zhì)譜檢漏儀介紹

是專門設計的以氦氣作示蹤氣體進行檢漏的質(zhì)譜儀稱為氦質(zhì)譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應范圍廣、定位定量準確、無毒、安全、反應速度快等優(yōu)點。氦質(zhì)譜檢漏儀中用得比較多的是90°和180°的磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜儀。

當一個帶電質(zhì)點（正離子）以速度v進入均勻磁場的分析器中，如果速度v的方向和磁場H的方向相垂直，則它的運動軌跡為圓。當磁場的磁通密度一定時，不同質(zhì)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(zhì)荷比的帶電粒子在磁場分析器中運動后就會彼此分開。如果在離大運動的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對應的氦離子運動半徑位置的檔板上開一狹縫，狹縫后安置離子接收極，這樣的只有氦離子才能通過狹縫而被接收極接收形成氦離子流，并經(jīng)放大器放大后由測量儀表指示出來。檢漏時，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過漏孔進入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應出來，達到了檢漏的目的。氦質(zhì)譜檢漏儀的組成——真空系統(tǒng)儀器的真空系統(tǒng)提供質(zhì)譜正常工作所需要的真空條件，不同型號的檢漏儀其真空系統(tǒng)有較大的差別。 

氦質(zhì)譜檢漏儀的應用

氦質(zhì)譜檢漏儀行業(yè)應用氦質(zhì)譜檢漏儀的應用已從科學院、大專院校、實驗室及少數(shù)科研機構(gòu)走向工礦企業(yè)，甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個體企業(yè)，可以說應用領(lǐng)域極其寬廣。

航空航天高科技工業(yè)

（1）例如火箭發(fā)動機及姿態(tài)發(fā)動機，過去是打壓刷肥皂水檢漏，現(xiàn)在重新改進工藝用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏，采用正壓吸槍與氦罩法結(jié)合，使檢漏靈敏度大大提高，從而保證了發(fā)動機質(zhì)量?；鸺w的檢漏采用正壓吸槍、氦罩法、累集法等幾種方法的結(jié)合。由于檢漏技術(shù)的應用，提高了檢漏靈敏度，彌補了吸入法檢漏時儀器靈敏度低的不足。氦檢方法基本上可分為用氦氣內(nèi)部加壓法和設備內(nèi)部抽真空外部施氦這兩種，由于后者需將設備完全抽成真空狀態(tài)，往往會增加測試用設備(如高、低壓真空泵、真空閥等)和設備工裝(如外壓加強圈)而使造價提高，所以該方法通常用于容積小而厚壁的設備。

（2）KM6空間環(huán)模裝置設備龐大，主真空室直徑12m、高22m，另外有輔助真空室和載人艙等。容積3500m3，分系統(tǒng)多，結(jié)構(gòu)復雜，各種接口焊縫相加有幾千米長，采用氦質(zhì)譜檢漏儀負壓檢漏，每條焊縫由檢漏盒密封，配以鋪助抽氣系統(tǒng)將盒內(nèi)抽低真空后，充入一定壓力氦氣，關(guān)閉預抽閥，開啟檢漏閥。由于盒內(nèi)氦濃度較高，相對檢漏儀又有一定壓力，因此有效提高了檢漏靈敏度。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。

（3）航天工業(yè)中，各類閥門、電子元器件，傳感器等等都在廣泛應用氦質(zhì)譜檢漏儀及其檢漏技術(shù)。

氦質(zhì)譜檢漏儀的整體結(jié)構(gòu)

一、質(zhì)譜室

形象的說，質(zhì)譜室是氦質(zhì)譜檢漏儀的心臟，由離子源、分析器和電氣系統(tǒng)三個部分組成，并將冷陰極磁控規(guī)也放在其內(nèi)，共用其磁場。為了有利于微小的粒子流放大，將一級放大用高阻及靜電計管也放在質(zhì)譜室之內(nèi)。質(zhì)譜室殼由非磁性材料制成，內(nèi)部抽空，而外部設置成磁鐵形成磁分析器的磁場。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。

二、真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)是提供質(zhì)譜室正常工作的條件。由于鎢陰極正常工作時需要具備0.001-0.01Pa的真空度，同時保證氦離子在分析器中的運動有較高的傳輸率，因此建立一個高真空系統(tǒng)是必要的。系統(tǒng)中的節(jié)能閥則是為了滿足質(zhì)譜室工作壓力的調(diào)節(jié)，該閥全開時檢漏靈敏度較高，因此在條件允許情況下開啟大些為宜。檢漏時為了校準檢漏靈敏度，系統(tǒng)中設置了標準漏孔。01Pa的真空度，同時保證氦離子在分析器中的運動有較高的傳輸率，因此建立一個高真空系統(tǒng)是必要的。

三、電氣系統(tǒng)

氦質(zhì)譜儀電氣部分的核心是質(zhì)譜室的供電和測量，其他部分包括真空系統(tǒng)的電源與控制部分，操縱面板及輸出儀表等。主要含有小電流放大器及輸出裝置、低頻發(fā)生器、高壓整流器及發(fā)射電流穩(wěn)定裝置、高壓整流器供給冷陰極磁控規(guī)電源。

四、輔助真空系統(tǒng)的配置

在氦質(zhì)譜儀檢漏技術(shù)中，根據(jù)被檢件的結(jié)構(gòu)，尺寸要求和具體的檢漏條件，設置具有預抽被檢件、保證檢漏儀工作真空度、進行的氣體分流、縮短反應時間和清除時間、降低對靈敏度的不良影響等功能的輔助真空系統(tǒng)，在某些條件下是非常必要的。