氦质谱检漏仪(Helium Mass SpectrometerLeakDetector)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。氦气的本底噪声低,分子量及粘滞系数小,因而易通过漏孔并易扩散;另外,氦系惰性气体,不腐蚀设备,故常用氦作示漏气体。由于He具有无色、无臭、无活性、不可燃的特性,因此一般检漏都采用氦气(He)作为示漏气体,但也有用氢气(H)作为示漏气体的,考虑到它的化学性质及危险性,在应用中较少使用,所以实际大部分检漏使用的都是氦气。将这种气体喷到接有气体分析仪(调整到仅对氦气反应的工作状态)的被检容器上,若容器有漏孔,则分析仪即有所反应,从而可知漏孔所在及漏气量大小。
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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。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。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。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。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。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。
氦气检漏仪的工作原理是什么?
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;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。在磁场中就会按照不同轨道半径运动而进行分离,再设计时只让氦离子飞出分析器的缝隙;打在收集器上,收集放大器收集氦离子流并出入到电流放大器,通过测量离子流就可知漏率。
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。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。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。如需了解更多氦质谱检漏仪的相关信息,欢迎关注北京科仪创新真空技术有限公司网站或拨打图片上的电话询。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。