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。（3）自动化程度高：自动校准氦峰，自动调节零点，量程自动转换，自动数据处理，可外接打印机。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。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。仪创新产品主要有：薄膜制备设备，真空冶金设备，检漏设备，真空系统等非标真空产品。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。

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一

例如火箭发动机及姿态发动机，过去是打压刷肥皂水检漏，现在重新改进工艺用氦质谱检漏仪检漏，采用正压吸枪与氦罩法结合，使检漏灵敏度大大提高，从而保证了发动机质量。火箭箭体的检漏采用正压吸枪、氦罩法、累集法等几种方法的结合。测试方法，使用氦质谱检漏仪的正压法，先将灭火器内冲入氦气，然后放在密闭腔体内，腔体与氦质谱检漏仪相连，工作时先将腔体内抽真空，到达一定的真空度后开始检漏，测试漏率在10-5mbar。由于检漏技术的应用，提高了检漏灵敏度，弥补了吸入法检漏时仪器灵敏度低的不足。

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用氦气作为氦质谱检漏气体的原因

选择示漏气体(示踪气体）的原则是：它在空气中及真空系统中的含量低；检漏仪对示漏气体的灵敏度高；它不会对人员、环境、被检件及检漏仪造成污染、伤害和安全隐患；价格低。

质谱检漏仪通常选择氦气作示踪气体，主要原因如下：

1、氦在空气中及真空系统残余气体中的含量极1少（在空气中约含5.2ppm），在材料出气中也很少，因此本底压力小，输出的本底电流也小。正因为本底小，由某些原因引起本底的波动，亦即本底噪声也就小，因此微小漏率也就能反应出来，灵敏度高。

2、氦的质量小（相对分子质量为4），易于穿过漏孔。这样，氦较除氢以外的其他气体通过同一漏孔的漏率就大，容易发现，灵敏度高。

3、氦是惰性气体，不与被检件器壁起化学反应，不会污染被检件，使用安全。

4、在氦两侧的是氢（质荷比为2）和双电荷原子碳（质荷比为6），质荷比都与氦相差较大。这样，它们在分析器中的偏转半径相差也大，容易分开，定标找氦峰时，不易受其他离子的干扰，因此就降低了对分析器制造精度的要求，易于加工。氦质谱检漏仪主要由质谱室、真空系统组件和电子学控制元件三大部分组成。同时，分析器出口电极及离子源加速极的隙缝也可以加大，使更多的氦离子通过，提高了仪器灵敏度。

5、氦在被检件及真空系统中不易被吸附。这样检出一个漏孔可以使氦信号迅速消失以便继续进行检漏，提高了仪器的检漏效率。

6.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。

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真空箱氦检漏及回收系统在汽车空调的应用一

水检和氦检两种检漏方法的分析

目前，水检和氦检两种检漏方法国内汽车空调两器检漏主要的方法，下面将分析两种检漏方法的优缺点。

1.1 传统水泡法检测分析

水泡检漏法，属于检测精度要求不高的粗检漏，就是将被检工件充入一定压力的干燥压缩空气或者是氮气，然后放入水中，观察是否有气泡从被检工件中跑出来，如果有，则说明漏，而且指出什么位置泄漏，一般只确定被检件是漏还是不漏，而不需定量。但并不是说气泡检漏就不能定量。（2）真空行业，仪器、仪表行业管道、接头、阀门、波纹管、各种真空泵、各类排气机组、电镜、质谱仪、电子束离子速暴光机、激光轴分离器、高能加1速器、医用加1速器、辐照加1速器、镀膜机、薄膜真空计。在某些情况下，气泡检漏也可以定量。检出气泡的漏率与气泡直径、气泡形成速率、充气的种类有关。

因此，对于空调两器检漏来说，采用水检方法，灵敏度较低。受人为因素影响，漏判误判率会明显增加。另外，工件水检后，外表面有水，需烘干处理，耗电多，耗费劳动力也多。但水检法也有优点，就是操作简单直观，而且能够查找漏点位置。

1.2 氦质谱检漏方法分析

氦质谱检漏是以氦作探索气体，对各种需密封的容器的漏隙进行快速定位和定量检测的理想方法。

氦质谱检漏法有优点在于：氦是惰性气体，对大气无污染，使用安全；氦原子质量小，黏度小，易渗透过可能存在的漏隙。氦气在大气中含量小（5ppm），不易受干扰。氦质谱检漏仪检测灵敏度高，速度快，适用范围广。

目前国内生产氦质谱检漏仪较小可检漏率可达到5.0×10-13 Pa·m3/s。目前，国内外比较流行的针对空调两器检漏方法，多采用真空箱法。

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