氦質(zhì)譜檢漏原理

氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)是以無色、無味的惰性氣體氦氣為示蹤介質(zhì)、以磁質(zhì)譜分析儀為檢測(cè)儀器，用于檢漏的一種檢測(cè)技術(shù)，它的檢漏靈敏度可達(dá)10-14～10-15Pa?m3/s，可以準(zhǔn)確確定漏孔位置和漏率。氦質(zhì)譜檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)組件和電子學(xué)控制元件三大部分組成。質(zhì)譜室接在分子泵的高真空端，入口接在分子泵和機(jī)械泵之間，利用分子泵對(duì)不同氣體具有不同壓縮比的特點(diǎn)，氦氣逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室。測(cè)試方法，使用氦質(zhì)譜檢漏儀的正壓法，先將滅火器內(nèi)沖入氦氣，然后放在密閉腔體內(nèi)，腔體與氦質(zhì)譜檢漏儀相連，工作時(shí)先將腔體內(nèi)抽真空，到達(dá)一定的真空度后開始檢漏，測(cè)試漏率在10-5mbar。檢漏儀在質(zhì)譜室中將氣體電離,這些離子在加速電場(chǎng)的作用下進(jìn)入磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),由于不同荷質(zhì)比的離子具有不同的電磁學(xué)特性，偏轉(zhuǎn)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(shí)間到達(dá)收集板的氦離子對(duì)應(yīng)于一個(gè)電流信號(hào)，這個(gè)電流信號(hào)正比于進(jìn)入到達(dá)收集板氦離子的數(shù)量，電流信號(hào)經(jīng)過放大后顯示在質(zhì)譜儀的顯示面板上，其大小反映了泄漏點(diǎn)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(zhì)譜檢漏儀的示蹤氣體選用氦氣,是因?yàn)楹饩哂幸韵聝?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(biāo)準(zhǔn)，可以比較容易地探測(cè)到極微量的氦氣；

②氦分子小、質(zhì)量輕、易擴(kuò)散、易穿越漏孔、易于檢測(cè)也易于清除；

③氦離子荷質(zhì)比小，易于進(jìn)行質(zhì)譜分析；

④氦氣是惰性氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)腐蝕和損傷任何設(shè)備；

⑤氦氣無毒，不凝結(jié)，極難容于水。

今天科儀小編和大家分享的是氦質(zhì)譜檢漏的工作原理，希望對(duì)您有所幫助！

氦質(zhì)譜檢漏儀光無源器件檢漏

光無源器件是不含光能源的光能器件的總稱。光無源器件在光路中都要消耗能量，插入損耗是其主要性能指標(biāo)。光無源器件有光纖連接器、光開關(guān)、光衰減器、光纖耦合器、波分復(fù)用器、光調(diào)制器、光濾波器、光隔離器、光環(huán)行器等。光無源器件對(duì)密封性的要求極高，如果存在泄漏會(huì)影響其使用性能和精度，光通信行業(yè)的漏率標(biāo)準(zhǔn)是小于5×10-8mbar。它們?cè)诠饴分蟹謩e實(shí)現(xiàn)連接、能量衰減、反向隔離、分路或合路、信號(hào)調(diào)制、濾波等功能。本文主要介紹氦質(zhì)譜檢漏儀在無源器件中的檢漏應(yīng)用。

光無源器件是不含光能源的光功能器件的總稱。光無源器件在光路中都要消耗能量，插入損耗是其主要性能指標(biāo)。光無源器件有光纖連接器、光開關(guān)、光衰減器、光纖耦合器、波分復(fù)用器、光調(diào)制器、光濾波器、光隔離器、光環(huán)行器等。氦質(zhì)譜檢漏儀的進(jìn)展（1）便攜式：zui近各國(guó)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。它們?cè)诠饴分蟹謩e實(shí)現(xiàn)連接、能量衰減、反向隔離、分路或合路、信號(hào)調(diào)制、濾波等功能。本文主要介紹氦質(zhì)譜檢漏儀在無源器件中的檢漏應(yīng)用。

無源器件檢漏原因：光無源器件是光纖通信設(shè)備的重要組成部分，也是其它光纖應(yīng)用領(lǐng)域不可缺少的元器件。具有高回波損耗、低插入損耗、高可靠性等特點(diǎn)。光無源器件對(duì)密封性的要求極高，如果存在泄漏會(huì)影響其使用性能和精度，光通信行業(yè)的漏率標(biāo)準(zhǔn)是小于 5×10-8  mbar.l/s，因此需要進(jìn)行泄漏檢測(cè)。其中的有些故障或現(xiàn)象是使用者能夠及時(shí)解決或避免的，掌握和了解氦質(zhì)譜檢漏儀常見故障的維修技術(shù)，有利于檢漏工作的順利開展以及設(shè)備的保養(yǎng)。氦質(zhì)譜檢漏法利用氦氣作為示蹤氣體可準(zhǔn)確定位，定量漏點(diǎn)，替代傳統(tǒng)泡沫檢漏和壓差檢漏，目前已廣泛應(yīng)用于光無源器件的檢漏。

氦質(zhì)譜檢漏用氦氣的選擇

氦氣是一種無色、無味的隋性氣體。真空壓力法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度高，能實(shí)現(xiàn)任何工作壓力的漏率檢測(cè)，反映被檢件的真實(shí)泄漏狀態(tài)。相對(duì)分子質(zhì)量為4.003，分子直徑為2.18×10-10m，分子的質(zhì)量為3.65×10-27kg，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為0.1769kg/m3，臨界溫度為5.25K，臨界壓力為2.26×105Pa，1atm壓力下的沸點(diǎn)為4.214K，熔點(diǎn)為0.9K，三相點(diǎn)溫度為2.186K，三相點(diǎn)壓力為51.1×10-2Pa，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱導(dǎo)率為510.79J/(m·h·K)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的定壓比熱為5233J/(kg·K)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的動(dòng)力粘度系數(shù)為1.86×10-5Pa·s，1L液氦氣化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氦氣體積為700L。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的瓶裝氦氣按純度高低分別為工業(yè)用氦、純氦、高純氦三種。

1、工業(yè)用氦：氦含量≥99%，露1點(diǎn)≤43℃.

2、純氦分三級(jí)：優(yōu)等品氦含量≥99.995%；一等品氦含量≥99.993%；合格品氦含量≥99.99%。

3、高純氦分為三級(jí)：優(yōu)等品氦含量≥99.9996%；一等品氦含量≥99.9993%；合格品氦含量≥99.999%。

氦氣在氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏中作為示蹤氣體使用，純度要求不高，一般選用工業(yè)用氦，即氦含量≥99%，露1點(diǎn)≤43℃。

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氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用拓展

氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用已從科學(xué)院、大專院校、實(shí)驗(yàn)室及少數(shù)科研機(jī)構(gòu)走向工礦企業(yè)，甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個(gè)體企業(yè)，可以說應(yīng)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(dòng)機(jī)及姿態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)，過去是打壓刷肥皂水檢漏，現(xiàn)在重新改進(jìn)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(dòng)機(jī)質(zhì)量。（2）真空行業(yè)，儀器、儀表行業(yè)管道、接頭、閥門、波紋管、各種真空泵、各類排氣機(jī)組、電鏡、質(zhì)譜儀、電子束離子速暴光機(jī)、激光軸分離器、高能加1速器、醫(yī)用加1速器、輻照加1速器、鍍膜機(jī)、薄膜真空計(jì)?；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(yīng)用，提高了檢漏靈敏度，彌補(bǔ)了吸入法檢漏時(shí)儀器靈敏度低的不足。

2）KM6空間環(huán)模裝置設(shè)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。測(cè)量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計(jì)，如四極質(zhì)譜計(jì)、射頻質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)、回旋質(zhì)譜計(jì)等都可以用于檢漏。容積3500m3，分系統(tǒng)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種接口焊縫相加有幾千米長(zhǎng)，采用氦質(zhì)譜檢漏儀負(fù)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(yù)抽閥，開啟檢漏閥。由于盒內(nèi)氦濃度較高，相對(duì)檢漏儀又有一定壓力，因此有效提高了檢漏靈敏度。

3）航天工業(yè)中，衛(wèi)1星、各類閥門、電子元器件，傳感器等等都在廣泛應(yīng)用氦質(zhì)譜檢漏儀及其檢漏技術(shù)。