氦质谱检漏仪

氦质谱检漏技术是真空检漏领域里不可缺少的一种技术，由于检漏，简便易操作，仪器反应灵敏，精度高，不易受其他气体的干扰，在电阻炉检漏中得到了广泛应用。氦质谱检漏仪是根据质谱学原理，用氦气作示漏气体制成的气密性检测仪器。此外，每个测量漏率都对应两个等效标准漏率，在细检完成后还需要采用其它方法进行粗检，排除大漏的可能。由离子源、分析器、收集器、冷阴极电离规组成的质谱室和抽气系统及电气部分等组成。质谱室里的灯丝发射出来的电子，在室内来回地振荡，并与室内气体和经漏孔进人室内的氦气相互碰撞使其电离成正离子，这些氦离子在加速电场作用下进人磁场，由于洛伦兹力作用产生偏转，形成圆弧形轨道，改变加速电压可使不同质量的离子通过磁场和接收缝到达接收极而被检测。喷氦法、吸氦法是氦质谱检漏仪在电阻炉检漏中常用的两种方法。

今天和大家分享的是氦质谱检漏仪的操作方法，希望对大家有所帮助！

氦气检漏仪

氦气检漏仪是氦质谱检漏仪((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗称，运用质谱原理制成的仪器称为质谱计或质谱仪。氦质谱检漏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。质谱仪通过其核心部件质谱室，使不同质量的气体变成离子并在某种场中运动后，不同质荷比的离子在场中彼此分开，而相同质荷比的离子在场中汇聚在一起，如果在适当位置安置接收1器接收所有这些离子，就会得到按照质荷比大小依次分开排列的质谱图，这就是质谱。

用于检漏的质谱仪称为质谱检漏仪。测量气体分压力的所有质谱计，如四极质谱计、射频质谱计、飞行时间质谱计、回旋质谱计等都可以用于检漏。

专门设计的以氦气作示踪气体进行检漏的质谱仪称为氦质谱检漏仪。这种仪器除灵敏度高外，还具有适应范围广、定位定量准确、无毒、安全、反应速度快等优点。氦质谱检漏仪中用得较多的是90°和180°的磁偏转型质谱仪。

众所周知，当一个带电质点（正离子）以速度v进入均匀磁场的分析器中，如果速度v的方向和磁场H的方向相垂直，则它的运动轨迹为圆，如图1所示。当磁场的磁通密度一定时，不同质荷比（m/e）的离子在磁场中都有相应的运输半径，也就是都有相应的圆轨迹，这样，不同质荷比的带电粒子在磁场分析器中运动后就会彼此分开。氢气有些性能（如质量小、易通过漏孔）比氦还好，然而由于氢一方面有易1爆危险，另一方面在油扩散泵中，由于油受热裂解会产生大量的碳和氢，使氢本底极高且波动大，以致灵敏度大大降低，所以很少采用。如果在离大运动的路径中安置一块档板将其他离子档掉，而在对应的氦离子运动半径位置的档板上开一狭缝，狭缝后安置离子接收极，这样的只有氦离子才能通过狭缝而被接收极接收形成氦离子流，并经放大器放大后由测量仪表指示出来。检漏时，如果用氦气喷吹漏孔，氦气便通过漏孔进入检漏仪的质谱室中，使检漏仪的测量仪表立即灵敏地反应出来，达到了检漏的目的。

氦质谱检漏仪的应用拓展（四）

（1）制冷行业

冰箱、空调、汽车用空调、蒸发器、冷凝器、夺缩机、低温储槽。

（2）不锈钢保温器皿

真空保温杯、瓶、锅、饭盒等。

（3）其它

据日本有关文章介绍，日本汽车制造业，已有30多种零部件在使用氦质谱检漏仪检漏，解决密封问题。其中包括液压系统、制动系统、转向系统、避震系统、汽车轮毂。

有待于开拓的检漏领域还很多，但由于思想观念的束缚以及经费等诸多原因，在很多领域还一直沿用古老且较为落后的手段处理泄漏问题。产品合格率和生产效率低。正压法的优点是不需要辅助的真空系统，可以准确定位，实现任何工作压力下的检测。从某种意义上讲，这种工作方式制约了生产力的发展。因此，对于真空专业技术人员，特别是从事真空设备的研制和生产氦质谱检漏仪的专业厂家，应在氦质谱检漏仪的应用推广上进一步下功夫，为推动我国真空技术的发展而努力。

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氦质谱检漏仪的注意事项

检漏仪的响应时间会影响检漏工作的速度，正常运行的仪器响应时间不大于3s。笔者实测时，在漏点处喷射氦气5～10s后，检漏仪就发生响应，对于如此庞大的真空系统，其反应是相当的灵敏。

检漏时喷枪在漏孔处停留的时间应为仪器响应时间的3倍，该时间再加上氦气在真空系统中的传递时间，即为两次喷氦的较小间隔时间，当然真空系统越庞大，该间隔时间也越长。氢和氦都是比较理想的示踪气体，空气中的含量少，质量轻，运动速度快，分子直径小，同等条件下，直线运动距离长。笔者根据实测经验，两次喷氦的较小间隔时间控制在30s左右，即如果次喷氦后30s内检漏仪还没有反应,则可进行第二次喷氦。

清除时间在理论上与响应时间相同，但由于仪器零件对氦的吸附和脱附作用的影响,清除时间一般要更长些。然后取出被检产品，将表面的残余氦气吹除后再将被检产品放入与检漏仪相连的真空容器内，被检产品内部密封腔内的氦气会通过漏孔泄漏到真空容器，再进入氦质谱检漏仪，从而实现被检产品总漏率测量。笔者测算，在测试到数量级为10-9P a ?m3/s的微漏漏点时，清除时间约须1分钟；在测试到数量级为10-8P a ? m3/s的中漏漏点时，清除时间约须2分钟；在测试到数量级为10-7Pa?m3/s的大漏漏点时，清除时间在3分钟左右。