氦质谱检漏仪的基本原理与结构

随着科技的迅猛发展，氦质谱检仪及其应用技术也在不断发展和究善。各国的设备厂商相继推出了多种类烈的氦质谱检涮仪，广泛应用丁航空航天，电力电子，汽车等各个行业，综观较新氦质谱检漏仪的性能特点发现，氦质谱检漏仪正向着高灵敏度、自动化、宽程、等先进方向发展，这些特点很好地满足了当前检漏应用的需求，也极大的推动了氮质谱检漏技术的不断发展。氦质谱检漏仪的基本原理与结构氦质谱检漏仪一般由质谱管，真空系统和电子系统组成。其中质谱管包括离子源，质量分析器和离子检测器; 真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成。检漏仪给出的漏率值为测量漏率，需要通过换算公式计算出被检产品的等效标准漏率。离子源的作用是将原子电离成带电离子并聚焦成束，以一定能量注入质分析器，

目前常用的电子轰击型离子源有尼尔型和震荡型两种形式。质分析器的作用起将各类离子按其质荷比的不同实现分离。

离子检测器的作用是手机质量分析器所选定的氦离子流并加以放大，再通过比对运算，得出泄漏率

真空系统的作用是获取质谱过程所需的真空，同时完成被检件的抽空和氦气的引入。真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成组成。按照真空系统的不同结构，检漏仪分为常规系统和逆扩散两种。常规系统多用于早期的氦质谱检漏仪，该种检漏仪的被检件与高真空部分直接相通，由被检件泄入的氮气首先到达质谱管被检到，因而具有较高的灵敏度，但是会对质谱管有污染。逆扩散系统检漏仪与常规系统相比，被检件只与低真空相通，因此只需将被检工件抽至低真空就能进行检漏，氦气是逆扩散到质谱管，不会对系统有污染，因此被广泛采用，已成为市场的主流的产品。不仅灵敏度高，而且操作方便，能够双灯丝自动切换、自动调零、自动校准和自动量程切换。

机械泵的工作方式不一样，分为干泵检漏仪和油泵检漏仪，油泵工作会有油雾排出，污染工作环境，干泵没有油雾排出对工作环境没有影响。在半导体洁净车间都是使用干泵检漏仪。

氦质谱检漏仪的应用拓展二

电力行业

SF6高压开关和氧化锌避雷器是发电厂及野外输变电的重要组成部分，往往因泄漏造成大面积或局部停电，影响工业生产，又妨碍人们的正常生活。因此带来的经济损失有时是难以估量的。

1）高压开关在连箱是铝铸件，往往容易有砂眼，且漏孔结构复杂，不易清洗。一般采用检漏盒或氦罩法，即把被检件抽真空，然后向罩内充入氦气，等待一定时间，确定总漏率的大小。因氦气的用量小，检测灵敏度就高。

2）氧化锌避雷器，是根据电压高低要求，采用不同截面积、不同厚度和不同数量的氧化锌片，装在瓷套中，充入氮气后密封。其工作原理是在高压输出中如遇雷击，氧化锌片电阻变小，大电流对地短路，输电线路被保护。如果泄漏造成内外没有压差，外部潮湿气体有可能进入，而破坏氧化锌片特性，造成爆1炸。（4）全无油的干式检漏：有些国家生产的检漏仪，可采用干式泵，达到无油蒸气的效果，为无油系统及芯片等半导体器件的检漏，提供了有利条件。

3）电力行业中，电厂的检漏、高压变压器、高压电容器、高压开关管及其它元器件也都相应的采用氦质谱检谱检漏仪，用不同方法进行检漏。

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真空箱氦检漏及回收系统在汽车空调的应用二

汽车空调两器检测要求

1.1 空调两器实际工况  

1.空调两器工作介质：氟利昂或者碳氢化合物作为制冷剂工作于汽车空调内部，目前比较流行使用R134a作为汽车空调的制冷剂。

2.压力范围：不同规格的空调两器工作范围在2.0~3.5MPa之间，正常工作压力在0.8~2.0MPa之间。注：特殊情况除外。  

3.气密性要求：对于两器产品，充注一定压力R134a制冷剂，泄露量小于2克/年。

4. 耐压要求：对产品加压到实验压力，保压一段时间，降到常压，经检查无泄漏和异常变形。

1.2 空调两器氦检漏基本要求

1.耐压测试要求：一般两器在执行氦检漏之前会充注一定压力（一般不超过3.5MPa）的高纯氮气或者干燥的压缩空气，对工件作耐压测试，如果不出现明显变形及大漏，再执行氦检测工艺。

2.氦检测精度要求：由于不同生产企业对产品的检测要求不尽相同，但一般都会遵循行业标准，或比行业标准要求稍高。通常“两器”检测标准不会超过1克/年。

3.检测节拍要求：据调查一般的两器生产厂家年产量都会在十万只以上，要实现所有产品全部使用氦检测，就要求氦检测节拍越快越好。中科科美生产的氦检系统，针对冷凝器检漏节拍在40秒/件，针对蒸发器检漏可达20秒每件；

4.氦气回收要求：氦检漏系统使用氦气作为示踪气体，由于氦气比较贵重，如果直接排放，必然导致检测成本的大幅增加。因此，一般厂家都会要求氦气可回收，即循环利用。氦检系统，氦气回收率可达95%以上。

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真空箱法氦质谱检漏的原理与系统特点

真空箱法氦质谱检漏的充气回收检漏系统

1．配置与气路控制

真空箱：一般为双工位，两个不锈钢真空箱，开门装置可采用液压方式，或加配重的手动方式。

工件抽空系统：低真空泵及阀门，低真空测量充氮与回收系统：氦气储存罐(高压罐)，氦气回收取罐(低压罐)，主压缩机，辅压缩机，过滤器以及一些高压阀和真空阀门等。

真空箱抽气系统：为自动控制型，由面板、PLC系统(可编程逻辑控制器)，充氦回收系统，真空箱抽气系统的电路部分以及为自动检漏过程提供参考信号的压力传感器和热偶计，同时，实施对整个系统的工作控制，对检漏过程和结果显示。

2.系统检测过程

1)、通过v1、V4，泵系统对工件和真空箱抽真空，如果限定的时间内抽到限定的真空度，此时，电气控制系统关闭V1，打开V2

2)、充氦系统通过V2对工件进行充氦至核定的压力，稳定，关闭V2

3)、关闭V4，打开V3、V5，处在正常工作状态待命的氦质谱检漏仪进行检漏，如果不漏，电气控制系统指挥关断V3、V5，打开V2对氦气进行回收。

4)、关闭V2打开V6对真空箱放气，开启真空箱更换工件。

5)、如果第三点检漏仪检测到超过设定值(漏率)的工件，检漏仪声光报警，将：工作内的氦气回收,对真空箱和管道巾的氦气通过清洁泵抽除，免得影响检漏仪的检测效果和不污染检漏仪。

6)、维持泵有一定的氦分流作用,不宜过大(不超过41),清洁泵也同样。

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