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。

氦质谱检漏常见问题

氦质谱检漏仪是现在比较常用的检测仪器，那么在使用过程中我们又遇到哪些问题呢？今天科仪创新的小编就和大家来一起总结一下！

一、为什么用氦气作为示踪气体？其他气体可以吗？（1）在空气中含量低(只有5 ppm)，环境本底低

（2）惰性气体不易1燃，不易1爆对环境没有污染，不与其他物质反应，可以混合到任意浓度

（3）无毒，可以用在食品工业

（4）在质谱仪谱图中易于与其他物质区分

（5）比空气轻，运动速度快

（6）气体分子很小，可以穿过微小的泄漏孔

（7）其它气体也可以

二、喷氦检漏的注意事项。

（1）被测系统应尽量清洁，干燥，无油

（2）如果测量条件发生变化（温度），需要重新对检漏仪做内部较准

（3）氦气比空气轻，喷氦法检漏应注意方向

（4）尽量不要使用密封脂（油脂会大量吸附氦气）

（5）不要向环境释放大量氦气

（6）真实的漏率信号应当是快速上升的信号，相对缓慢下降的信号

三、漏率（leak rate）

在已知漏泄处两侧压差的情况下，单位时间内流过漏泄处的给定温度的干燥气体量。

注：采用国际单位制时，漏率单位为：Pa?m3/s。

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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。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。真空法的缺点是只能实现一个大气压差的漏率检测，不能准确反映带压被检产品的真实泄漏状态。

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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氦质谱检漏仪故障与处理

(1)内部的密封结构

当检漏仪内部存在泄漏时，会对检漏工作造成较大干扰，容易造成误检、误判。 检漏仪内部主要的密封部位在检漏仪的后侧(见图2)，位于隔热板的上方：①检漏仪测试口与阀门组块的连接部位，密封方式采用胶灌密封，检漏仪在运输过程中如遇到强烈震动，此处容易造成密封胶开裂。②各电磁阀与阀门组件间的连接部位。密封方式采用氟橡胶圈或金属垫片密封，橡胶圈的密封寿命有限，使用5 年以上时，有可能会存在密封失效的问题。③各零部件接口处的密封部位。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。如放大器与质谱室、离子源与质谱室、分子泵与质谱室、标准漏孔与阀门组件、真空计与阀门组件等接口间的金属垫片密封或橡胶圈密封。

(2)定位方法

采用喷吹法对各密封部位的气密性进行检测，因检漏仪内部结构紧凑，各密封结构间的距离很近，检测时定位难度较大。经摸索，在检测时采用以下技巧，可提高定位的能力：①查漏前，先将分子泵风扇的电源断开，避免风扇将氦源吹散至各个密封环节，造成定位不准确。②喷吹时，要严格控制氦源的流量，尽量采用喷枪咀流量小的喷枪，提高定位的能力。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。③仪器的反应时间小于1 s，所以在一个部位喷吹的时间约3 s，再等待约3 s 后观测信号有无变化。

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