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。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。正压法的检测标准主要有QJ3089-1999《氦质谱正压检漏方法》、QJ2862-1996《压力容器焊缝氦质谱吸枪罩盒检漏试验方法》，主要应用于大容积高压密闭容器产品的检漏，如高压氦气瓶、舱门检漏仪等。

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。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。氦质谱检漏仪能为不同的需求提供不同的测量方法氦质谱检漏仪原理的氦质谱检漏仪特点：1。

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。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。光无源器件对密封性的要求极高，如果存在泄漏会影响其使用性能和精度，光通信行业的漏率标准是小于5×10-8mbar。

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。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；氦质谱检漏仪常用检漏方法及标准氦质谱检漏法是利用氦质谱检漏仪的氦分压力测量原理，实现被检件的氦泄漏量测量。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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氦质谱检漏仪常用检漏方法及标准

氦质谱检漏法是利用氦质谱检漏仪的氦分压力测量原理，实现被检件的氦泄漏量测量。当被检件密封面上存在漏孔时，示漏气体氦气及其它成分的气体均会从漏孔泄出，泄漏出来的气体进入氦质谱检漏仪后，由于氦质谱检漏仪的选择性识别能力，仅给出气体中的氦气分压力信号值。氦质谱检漏仪氦质谱检漏仪（HeliumMassSpectrometerLeakDetector）为气体工业名词术语，用氦气或者氢气作示漏气体，以气体分析仪检测氦气而进行检漏的质谱仪。在获得氦气信号值的基础上，通过标准漏孔比对的方法就可以获得漏孔对氦泄漏量。

根据检漏过程中的示漏气体存贮位置与被检件的关系不同，可以将氦质谱检漏法分为真空法、正压法、真空压力法和背压法，下面分别总结了这四种氦质谱检漏法的检测原理、优缺点及检测的标准。

真空法氦质谱检漏

采用真空法检漏时，需要利用辅助真空泵或检漏仪对被检产品内部密封室抽真空，采用氦罩或喷吹的方法在被检产品外表面施氦气，当被检产品表面有漏孔时，氦气就会通过漏孔进入被检产品内部，再进入氦质谱检漏仪，从而实现被检产品泄漏量测量。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。热管需要检漏原因：热管内部填充特殊液体用来增强热传导性能，如果热管本身存在漏点，首先会影响热管的导热性能。其中真空喷吹法采用喷枪的方式向被检产品外表面喷吹氦气，可以实现漏孔的准确定位; 真空氦罩法采用有一定密闭功能的氦罩将被检产品全部罩起来，在罩内充满一定浓度的氦气，可以实现被检产品总漏率的测量。

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。由于探头寿命直接和使用条件和频次相关，因此较难预计准确的更换时间。③各零部件接口处的密封部位。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。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。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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