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。
氦质谱检漏原理
氦质谱检漏技术是以无色、无味的惰性气体氦气为示踪介质、以磁质谱分析仪为检测仪器,用于检漏的一种检测技术,它的检漏灵敏度可达10-14~10-15Pa?m3/s,可以准确确定漏孔位置和漏率。今天科仪创新的小编和大家分享的是氦质谱检漏仪对示漏气体的要求及选择,如果您想了解更多您可拨打图片上的电话进行咨询。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。质谱室接在分子泵的高真空端,入口接在分子泵和机械泵之间,利用分子泵对不同气体具有不同压缩比的特点,氦气逆着分子泵的抽气方向进入质谱室。检漏仪在质谱室中将气体电离,这些离子在加速电场的作用下进入磁场,在洛伦兹力作用下发生偏转,由于不同荷质比的离子具有不同的电磁学特性,偏转半径各不相同,在挡板的作用下,氦检漏仪的收集板只允许带正电的氦离子被接收到,单位时间到达收集板的氦离子对应于一个电流信号,这个电流信号正比于进入到达收集板氦离子的数量,电流信号经过放大后显示在质谱仪的显示面板上,其大小反映了泄漏点的漏率,通过泄漏率大小来确定该位置泄漏程度的大小。
氦质谱检漏仪的示踪气体选用氦气,是因为氦气具有以下优良特性:
①氦气在空气中的含量少,体积含量为5.24×10-6,如果氦气在环境中的含量超过标准,可以比较容易地探测到极微量的氦气;
②氦分子小、质量轻、易扩散、易穿越漏孔、易于检测也易于清除;
③氦离子荷质比小,易于进行质谱分析;
④氦气是惰性气体,化学性质稳定,不会腐蚀和损伤任何设备;
⑤氦气无毒,不凝结,极难容于水。
今天科仪创新小编和大家分享的是氦质谱检漏的工作原理,希望对您有所帮助!
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。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。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。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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氦气检漏
氦质谱检漏的检测精度高,可达到1×10-7Pa·m3/s。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。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;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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