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。氦质谱检漏仪的应用拓展一航空航天高科技工业1）例如火箭发动机及姿态发动机，过去是打压刷肥皂水检漏，现在重新改进工艺用氦质谱检漏仪检漏，采用正压吸枪与氦罩法结合，使检漏灵敏度大大提高，从而保证了发动机质量。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。质谱室接在分子泵的高真空端，入口接在分子泵和机械泵之间，利用分子泵对不同气体具有不同压缩比的特点，氦气逆着分子泵的抽气方向进入质谱室。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。

氦质谱检漏仪的进展

经过近半个世纪的努力，今天的氦质谱检漏仪已告别了四十年代初期的情形。

集中体现在如下几个方面：

（1）便携式：近各国推出的小型便携式检漏仪不仅灵敏度高，而且便于携带，给野外作业和高空作业提供了比较大的方便。

（2）高压强下检漏：检漏口压强可高达数百帕左右，对检测大系统和有大漏的工件很有益。

（3）自动化程度高：自动校准氦峰，自动调节零点，量程自动转换，自动数据处理，可外接打印机。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。

（4）全无油的干式检漏：有些国家生产的检漏仪，可采用干式泵，达到无油蒸气的效果，为无油系统及芯片等半导体器件的检漏，提供了有利条件。

（5）检漏范围宽：现今生产的四极检漏仪，质量范围很宽，不仅可检测氦气，而且能检测其它气体。

分子泵排气系统取代扩散泵排气系统，不仅解决了油蒸气对质谱室的污染问题，而且对快速启动仪器和快速停机做出了很大贡献。为适应检漏口压强的变化和对灵敏度要求的不同，分子泵一般采用多级构造和几种不同的转速。

例如：瑞士、日本采用改变分子泵转速来达到此目的，且提高检漏灵敏度。

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。

氦质谱检漏仪在消防器材检漏应用二

消防器材钢瓶检漏方法

目前国内制作钢瓶的厂家很多采用水检法，即将消防钢瓶打上一定的压力，大约 2 MPa，然后将整个钢瓶放入水槽中，看有无气泡冒出，但是使用此方法只能检到漏孔比较大的情况，根据计算得出：气泡直径为?2.26mm 在每分钟冒出一个气泡的情况下漏率约为 1.0 x 10-4 mbar l/s，对于小漏的检测比较难实现。真空箱氦检漏及回收系统在汽车空调的应用二汽车空调两器检测要求1。随着我国出口量的增加以及客户对于安全意识的提高，消防钢瓶的检漏需要更高的要求，所以现在的厂家都引入氦质谱检漏仪 进行检漏； 氦质谱检漏仪在钢瓶生产厂家被广泛应用，正压模式，其工作原理如下：氦气充入被检工件压力只要 1.2 个大气压即可----吸枪对工件找漏点。通常在 正压 模式下，检漏仪报警值设定在 1.5 x 10-5 mbar.l/s，在实际测漏过程中，被检工件的漏率大于此值就会形成漏点报警，小于此值就认为该钢瓶密封要求合格。

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真空箱氦检漏及回收系统在汽车空调的应用二

汽车空调两器检测要求

1.1 空调两器实际工况  

1.空调两器工作介质：氟利昂或者碳氢化合物作为制冷剂工作于汽车空调内部，目前比较流行使用R134a作为汽车空调的制冷剂。

2.压力范围：不同规格的空调两器工作范围在2.0~3.5MPa之间，正常工作压力在0.8~2.0MPa之间。注：特殊情况除外。  

3.气密性要求：对于两器产品，充注一定压力R134a制冷剂，泄露量小于2克/年。

4. 耐压要求：对产品加压到实验压力，保压一段时间，降到常压，经检查无泄漏和异常变形。

1.2 空调两器氦检漏基本要求

1.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3.5MPa）的高纯氮气或者干燥的压缩空气，对工件作耐压测试，如果不出现明显变形及大漏，再执行氦检测工艺。

2.氦检测精度要求：由于不同生产企业对产品的检测要求不尽相同，但一般都会遵循行业标准，或比行业标准要求稍高。通常“两器”检测标准不会超过1克/年。

3.检测节拍要求：据调查一般的两器生产厂家年产量都会在十万只以上，要实现所有产品全部使用氦检测，就要求氦检测节拍越快越好。中科科美生产的氦检系统，针对冷凝器检漏节拍在40秒/件，针对蒸发器检漏可达20秒每件；

4.氦气回收要求：氦检漏系统使用氦气作为示踪气体，由于氦气比较贵重，如果直接排放，必然导致检测成本的大幅增加。因此，一般厂家都会要求氦气可回收，即循环利用。氦检系统，氦气回收率可达95%以上。

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