氦质谱检漏仪主要性能指标试验方法

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东北大学 作者:关奎之

       灵敏度、反应时间、清除时间、工作真空度、极限真空度及仪器入口处抽速是评价氦质谱检漏仪的主要性能指标。

① 氦质谱检漏仪灵敏度及其校准

        氦质谱检漏仪灵敏度,通常指仪器的最小可检漏率,记为qL,min,即在仪器处于最佳工作条件下,以一个大气压的纯氦气为示漏气体,进行动态检漏时所能检测出的最小漏孔漏率。所谓“最佳工作条件”是指仪器参数调整到最佳值, 被检件出气少且没有大漏孔等条件。所谓“动态检漏”是指检漏仪器本身的抽气系统仍在正常抽气,仪器的反应时间不大于3s。所谓“最小可检”是指检漏讯号为仪器本底噪声的两倍时,才能认定有漏气讯号输出。所谓“漏孔漏率”是指一个大气压的干燥空气通过漏孔漏向真空侧的漏气速率。仪器本底噪声,一般指在2min 内输出仪表的最大波动量。

漏率灵敏度校准系统

 11 检漏仪 21 针阀 31 阀门 41 干燥瓶 51 标准漏孔 61 辅助泵 71 机械泵 8、91 三通阀 101 稳压瓶 111U 形计 121 取样容积 131 氦气瓶 14、15、16 阀门

图6 漏率灵敏度校准系统

        漏率灵敏度校准系统如图6所示。图中虚线框内部分为配气系统,即为标准漏孔5进气端提供压力为pHe的纯氦气。辅助泵6的任务是预抽。用干燥瓶4和针阀2调节仪器工作压力。如果仪器本底为I0,本底噪声为In,标准漏孔对空气的标称漏率为q L,o,当其进气压力为pHe时的仪器讯号为I,则仪器灵敏度为

        如果检漏时用辅助系统抽气(即对示漏氦气有分流),或用累积法检漏时,给出仪器最小可检氦浓度(即浓度灵敏度),记为Y min,能较方便地估计检漏效果。浓度灵敏度校准系统中应用一流量计测出图6的通过针阀2进入仪器的空气流率q L,a,则仪器浓度灵敏度应为

② 反应时间、清除时间及其测定

        反应时间是指仪器节流阀完全开启,本底讯号为零(或补偿到零)时,由恒定的氦流量使输出仪表讯号上升到最大值的(1- e-1)倍(即0.63)所需要的时间,记为TR。清除时间是指输出仪表讯号稳定到最大值后,停止送氦, 其讯号下降到最大值的e-1倍(即0.37)所需要的时间,记为TC

       反应时间和清除时间的测定装置如图7 所示。

 

图7 反应时间与清除时间测定装置

③ 工作真空、极限真空及入口处抽速

        质谱室极限真空,尤其是工作真空及入口处抽速是表征仪器性能的重要参数。利用检漏仪的真空规可以测定仪器的极限真空和工作真空。利用流量计可测定仪器入口处抽速。

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