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。热管技术目前广泛应用于计算机、各类电器等设备散热，常见的形状有圆管状，板块状(VC单体)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。仪器对其示漏气体氦气有响应信号，而对其他气体没有响应，从而检漏。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。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。在示值误差测量中，每一标准漏孔用氦质谱检漏仪重复测量三次，可用公式(2)计算氦质谱检漏仪在该漏率下的重复性。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。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。由离子源、分析器、收集器、冷阴极电离规组成的质谱室和抽气系统及电气部分等组成。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二

电力行业

SF6高压开关和氧化锌避雷器是发电厂及野外输变电的重要组成部分，往往因泄漏造成大面积或局部停电，影响工业生产，又妨碍人们的正常生活。因此带来的经济损失有时是难以估量的。

1）高压开关在连箱是铝铸件，往往容易有砂眼，且漏孔结构复杂，不易清洗。一般采用检漏盒或氦罩法，即把被检件抽真空，然后向罩内充入氦气，等待一定时间，确定总漏率的大小。因氦气的用量小，检测灵敏度就高。

2）氧化锌避雷器，是根据电压高低要求，采用不同截面积、不同厚度和不同数量的氧化锌片，装在瓷套中，充入氮气后密封。其工作原理是在高压输出中如遇雷击，氧化锌片电阻变小，大电流对地短路，输电线路被保护。如果泄漏造成内外没有压差，外部潮湿气体有可能进入，而破坏氧化锌片特性，造成爆1炸。正压法氦质谱检漏采用正压法检漏时，需对被检产品内部密封室充入高于一个大气压力的氦气，当被检产品表面有漏孔时，氦气就会通孔漏孔进入被检外表面的周围大气环境中，再采用吸枪的方式检测被检产品周围大气环境中的氦气浓度增量，从而实现被检产品泄漏测量。

3）电力行业中，电厂的检漏、高压变压器、高压电容器、高压开关管及其它元器件也都相应的采用氦质谱检谱检漏仪，用不同方法进行检漏。

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真空箱氦检漏及回收系统在汽车空调的应用一

水检和氦检两种检漏方法的分析

目前，水检和氦检两种检漏方法国内汽车空调两器检漏主要的方法，下面将分析两种检漏方法的优缺点。

1.1 传统水泡法检测分析

水泡检漏法，属于检测精度要求不高的粗检漏，就是将被检工件充入一定压力的干燥压缩空气或者是氮气，然后放入水中，观察是否有气泡从被检工件中跑出来，如果有，则说明漏，而且指出什么位置泄漏，一般只确定被检件是漏还是不漏，而不需定量。但并不是说气泡检漏就不能定量。在某些情况下，气泡检漏也可以定量。耐压测试要求：一般两器在执行氦检漏之前会充注一定压力（一般不超过3。检出气泡的漏率与气泡直径、气泡形成速率、充气的种类有关。

因此，对于空调两器检漏来说，采用水检方法，灵敏度较低。受人为因素影响，漏判误判率会明显增加。另外，工件水检后，外表面有水，需烘干处理，耗电多，耗费劳动力也多。但水检法也有优点，就是操作简单直观，而且能够查找漏点位置。

1.2 氦质谱检漏方法分析

氦质谱检漏是以氦作探索气体，对各种需密封的容器的漏隙进行快速定位和定量检测的理想方法。

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；氦原子质量小，黏度小，易渗透过可能存在的漏隙。氦气在大气中含量小（5ppm），不易受干扰。氦质谱检漏仪检测灵敏度高，速度快，适用范围广。

目前国内生产氦质谱检漏仪较小可检漏率可达到5.0×10-13 Pa·m3/s。目前，国内外比较流行的针对空调两器检漏方法，多采用真空箱法。

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