氦气检漏仪

氦气检漏仪是氦质谱检漏仪((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗称，运用质谱原理制成的仪器称为质谱计或质谱仪。背压法的优点是检测灵敏度高，能实现小型密封容器产品的泄漏检测，可以进行批量化检测。质谱仪通过其核心部件质谱室，使不同质量的气体变成离子并在某种场中运动后，不同质荷比的离子在场中彼此分开，而相同质荷比的离子在场中汇聚在一起，如果在适当位置安置接收1器接收所有这些离子，就会得到按照质荷比大小依次分开排列的质谱图，这就是质谱。

用于检漏的质谱仪称为质谱检漏仪。测量气体分压力的所有质谱计，如四极质谱计、射频质谱计、飞行时间质谱计、回旋质谱计等都可以用于检漏。

专门设计的以氦气作示踪气体进行检漏的质谱仪称为氦质谱检漏仪。这种仪器除灵敏度高外，还具有适应范围广、定位定量准确、无毒、安全、反应速度快等优点。氦质谱检漏仪中用得较多的是90°和180°的磁偏转型质谱仪。

众所周知，当一个带电质点（正离子）以速度v进入均匀磁场的分析器中，如果速度v的方向和磁场H的方向相垂直，则它的运动轨迹为圆，如图1所示。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。当磁场的磁通密度一定时，不同质荷比（m/e）的离子在磁场中都有相应的运输半径，也就是都有相应的圆轨迹，这样，不同质荷比的带电粒子在磁场分析器中运动后就会彼此分开。如果在离大运动的路径中安置一块档板将其他离子档掉，而在对应的氦离子运动半径位置的档板上开一狭缝，狭缝后安置离子接收极，这样的只有氦离子才能通过狭缝而被接收极接收形成氦离子流，并经放大器放大后由测量仪表指示出来。检漏时，如果用氦气喷吹漏孔，氦气便通过漏孔进入检漏仪的质谱室中，使检漏仪的测量仪表立即灵敏地反应出来，达到了检漏的目的。

氦质谱检漏仪的注意事项

检漏仪的响应时间会影响检漏工作的速度，正常运行的仪器响应时间不大于3s。笔者实测时，在漏点处喷射氦气5～10s后，检漏仪就发生响应，对于如此庞大的真空系统，其反应是相当的灵敏。

检漏时喷枪在漏孔处停留的时间应为仪器响应时间的3倍，该时间再加上氦气在真空系统中的传递时间，即为两次喷氦的较小间隔时间，当然真空系统越庞大，该间隔时间也越长。背压法氦质谱检漏采用背压法检漏时，首先将被检产品置于高压的氦气室中，浸泡数小时或数天，如果被检产品表面有漏孔，氦气便通过漏孔压入被检产品内部密封腔中，使内部密封腔中氦分压力上升。笔者根据实测经验，两次喷氦的较小间隔时间控制在30s左右，即如果次喷氦后30s内检漏仪还没有反应,则可进行第二次喷氦。

清除时间在理论上与响应时间相同，但由于仪器零件对氦的吸附和脱附作用的影响,清除时间一般要更长些。氦质谱检漏仪能为不同的应用提供广泛的测试方法，含有涡轮分子泵、内置机械泵、外置机械泵、光谱、仪管、阀组、检漏仪电子元件和操作页面，以及可选功能组件。笔者测算，在测试到数量级为10-9P a ?m3/s的微漏漏点时，清除时间约须1分钟；在测试到数量级为10-8P a ? m3/s的中漏漏点时，清除时间约须2分钟；在测试到数量级为10-7Pa?m3/s的大漏漏点时，清除时间在3分钟左右。

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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。氦质谱检漏仪是根据质谱学原理，用氦气作示漏气体制成的气密性检测仪器。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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