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。背压法的检漏标准主要有QJ3212-2005《氦质谱背压检漏方法》、GJB360A-1996《电子及电气元件试验方法方法112密封试验》，主要应用于各种电子元器件产品检漏。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。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。真空压力法的优点是检测灵敏度高，能实现任何工作压力的漏率检测，反映被检件的真实泄漏状态。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三

（1）电子行业

微波发射管、电子管、晶体管、集成电路、密封继电器、各类传感器、心脏起博器。

（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、加1速器、辐照加1速器、镀膜机、薄膜真空计。

（3）核工业

铀分离装置、存储装置、核发电装置。

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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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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。主要有离子源、分析器、收集放大器、冷阴极电离真空计组成，离子源是气体电离，形成一束具有特定能量的离子，分析器是一个均匀的磁场空间，不同离子的质荷比不同。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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