氦質(zhì)譜檢漏儀的進展

經(jīng)過近半個世紀的努力，今天的氦質(zhì)譜檢漏儀已告別了四十年代初期的情形。

集中體現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）便攜式：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。

（2）高壓強下檢漏：檢漏口壓強可高達數(shù)百帕左右，對檢測大系統(tǒng)和有大漏的工件很有益。

（3）自動化程度高：自動校準氦峰，自動調(diào)節(jié)零點，量程自動轉(zhuǎn)換，自動數(shù)據(jù)處理，可外接打印機。整機由微機控制，菜單的選擇功能，一個按鈕即可完成一次的全檢漏過程。

（4）全無油的干式檢漏：有些國家生產(chǎn)的檢漏儀，可采用干式泵，達到無油蒸氣的效果，為無油系統(tǒng)及芯片等半導(dǎo)體器件的檢漏，提供了有利條件。

（5）檢漏范圍寬：現(xiàn)今生產(chǎn)的四極檢漏儀，質(zhì)量范圍很寬，不僅可檢測氦氣，而且能檢測其它氣體。

分子泵排氣系統(tǒng)取代擴散泵排氣系統(tǒng)，不僅解決了油蒸氣對質(zhì)譜室的污染問題，而且對快速啟動儀器和快速停機做出了很大貢獻。為適應(yīng)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(gòu)造和幾種不同的轉(zhuǎn)速。

例如：瑞士、日本采用改變分子泵轉(zhuǎn)速來達到此目的，且提高檢漏靈敏度。

另外，逆擴散檢漏方式，實現(xiàn)了高壓強下檢漏，也為正壓吸槍檢漏提供了良好的條件。

氦質(zhì)譜檢漏儀的校準方法

(1) 漏率校準① 校準系統(tǒng)的組成

校準系統(tǒng)由標準漏孔、截止閥及需校準的氦質(zhì)譜檢漏儀組成。

②示值誤差

通電預(yù)熱，待氦質(zhì)譜檢漏儀啟動完成后，采用標準漏孔對氦質(zhì)譜檢漏儀進行校準，將一經(jīng)過校準的標準漏孔接入氦質(zhì)譜檢漏儀系統(tǒng)，運行氦質(zhì)譜檢漏儀，待漏率示值穩(wěn)定后，可以讀出標準漏孔漏率的氦質(zhì)譜檢漏儀示值，同一標準漏孔測量三次，計算氦質(zhì)譜檢漏儀示值平均值，從而得到標準漏孔漏率與氦質(zhì)譜檢漏儀示值平均值的示值誤差。其中正壓吸槍法采用檢漏儀吸槍對被檢產(chǎn)品外表面進行掃描探查，可以實現(xiàn)漏孔的準確定位。結(jié)束后，將其他量級的標準漏孔依次按此方法接入氦質(zhì)譜檢漏儀系統(tǒng)進行測試，得到氦質(zhì)譜檢漏儀在每一量級下漏率的示值誤差。

如果測試結(jié)果有較大編差，可以考慮氦質(zhì)譜檢漏儀的自校功能，待完成后，再用標準漏孔進行測試。

③ 重復(fù)性

測量重復(fù)性是用實驗標準偏差表征的，本校準方法采用極差法來表征重復(fù)性。在示值誤差測量中，每一標準漏孔用氦質(zhì)譜檢漏儀重復(fù)測量三次，可用公式(2)計算氦質(zhì)譜檢漏儀在該漏率下的重復(fù)性。

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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。不僅靈敏度高，而且操作方便，能夠雙燈絲自動切換、自動調(diào)零、自動校準和自動量程切換。相對分子質(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，在標準狀態(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壓力下的沸點為4.214K，熔點為0.9K，三相點溫度為2.186K，三相點壓力為51.1×10-2Pa，在標準狀態(tài)下的熱導(dǎo)率為510.79J/(m·h·K)，在標準狀態(tài)下的定壓比熱為5233J/(kg·K)，在標準狀態(tài)下的動力粘度系數(shù)為1.86×10-5Pa·s，1L液氦氣化為標準狀態(tài)下的氦氣體積為700L。

國家標準規(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≤43℃.

2、純氦分三級：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：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≤43℃。

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真空箱法氦質(zhì)譜檢漏的原理與系統(tǒng)特點

真空箱法氦質(zhì)譜檢漏的充氣回收檢漏系統(tǒng)

1．配置與氣路控制

真空箱：一般為雙工位，兩個不銹鋼真空箱，開門裝置可采用液壓方式，或加配重的手動方式。

工件抽空系統(tǒng)：低真空泵及閥門，低真空測量充氮與回收系統(tǒng)：氦氣儲存罐(高壓罐)，氦氣回收取罐(低壓罐)，主壓縮機，輔壓縮機，過濾器以及一些高壓閥和真空閥門等。

真空箱抽氣系統(tǒng)：為自動控制型，由面板、PLC系統(tǒng)(可編程邏輯控制器)，充氦回收系統(tǒng)，真空箱抽氣系統(tǒng)的電路部分以及為自動檢漏過程提供參考信號的壓力傳感器和熱偶計，同時，實施對整個系統(tǒng)的工作控制，對檢漏過程和結(jié)果顯示。

2.系統(tǒng)檢測過程

1)、通過v1、V4，泵系統(tǒng)對工件和真空箱抽真空，如果限定的時間內(nèi)抽到限定的真空度，此時，電氣控制系統(tǒng)關(guān)閉V1，打開V2

2)、充氦系統(tǒng)通過V2對工件進行充氦至核定的壓力，穩(wěn)定，關(guān)閉V2

3)、關(guān)閉V4，打開V3、V5，處在正常工作狀態(tài)待命的氦質(zhì)譜檢漏儀進行檢漏，如果不漏，電氣控制系統(tǒng)指揮關(guān)斷V3、V5，打開V2對氦氣進行回收。

4)、關(guān)閉V2打開V6對真空箱放氣，開啟真空箱更換工件。

5)、如果第三點檢漏儀檢測到超過設(shè)定值(漏率)的工件，檢漏儀聲光報警，將：工作內(nèi)的氦氣回收,對真空箱和管道巾的氦氣通過清潔泵抽除，免得影響檢漏儀的檢測效果和不污染檢漏儀。

6)、維持泵有一定的氦分流作用,不宜過大(不超過41),清潔泵也同樣。

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