氦质谱检漏仪的进展

经过近半个世纪的努力，今天的氦质谱检漏仪已告别了四十年代初期的情形。

集中体现在如下几个方面：

（1）便携式：近各国推出的小型便携式检漏仪不仅灵敏度高，而且便于携带，给野外作业和高空作业提供了比较大的方便。

（2）高压强下检漏：检漏口压强可高达数百帕左右，对检测大系统和有大漏的工件很有益。

（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。整机由微机控制，菜单的选择功能，一个按钮即可完成一次的全检漏过程。

（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。

（5）检漏范围宽：现今生产的四极检漏仪，质量范围很宽，不仅可检测氦气，而且能检测其它气体。

分子泵排气系统取代扩散泵排气系统，不仅解决了油蒸气对质谱室的污染问题，而且对快速启动仪器和快速停机做出了很大贡献。为适应检漏口压强的变化和对灵敏度要求的不同，分子泵一般采用多级构造和几种不同的转速。

例如：瑞士、日本采用改变分子泵转速来达到此目的，且提高检漏灵敏度。

另外，逆扩散检漏方式，实现了高压强下检漏，也为正压吸枪检漏提供了良好的条件。

氦质谱检漏用氦气的选择

氦气是一种无色、无味的隋性气体。按照施漏气体方法的不同，又可以将真空法分为真空喷吹法和真空氦罩法。相对分子质量为4.003，分子直径为2.18×10-10m，分子的质量为3.65×10-27kg，在标准状态下的密度为0.1769kg/m3，临界温度为5.25K，临界压力为2.26×105Pa，1atm压力下的沸点为4.214K，熔点为0.9K，三相点温度为2.186K，三相点压力为51.1×10-2Pa，在标准状态下的热导率为510.79J/(m·h·K)，在标准状态下的定压比热为5233J/(kg·K)，在标准状态下的动力粘度系数为1.86×10-5Pa·s，1L液氦气化为标准状态下的氦气体积为700L。

国家标准规定的瓶装氦气按纯度高低分别为工业用氦、纯氦、高纯氦三种。

1、工业用氦：氦含量≥99%，露1点≤43℃.

2、纯氦分三级：优等品氦含量≥99.995%；一等品氦含量≥99.993%；合格品氦含量≥99.99%。

3、高纯氦分为三级：优等品氦含量≥99.9996%；一等品氦含量≥99.9993%；合格品氦含量≥99.999%。

氦气在氦质谱检漏仪检漏中作为示踪气体使用，纯度要求不高，一般选用工业用氦，即氦含量≥99%，露1点≤43℃。

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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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氦气检漏

氦质谱检漏的检测精度高，可达到1×10-7Pa·m3/s。电池氦检前先将电池里的空气抽掉，然后注入氦气，用氦质谱检漏仪探测有没有氦气漏出，从而判断电池的气密性是否完好。电池氦检一般为两种方式：一种是在电池生产的中间环节，即在电池烘干注液之前进行检漏，电芯在真空箱内充氦气及检测，此法可以检测电池盖板、盖板焊接及电芯壳体等部位的气密性是否达标；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。另一种是在成品环节检漏，电芯在箱外充氦，电芯注入电解液的同时将氦气充入电芯内部，然后将电池放入真空箱内进行检漏。

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