氦质谱真空检漏方式的优缺点及注意事项

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)实用真空技术 作者:郭方准

  氦质谱检漏是指从真空腔体外部用氦气吹向被检测部位,然后由连接在真空腔体上的氦质谱检漏仪来检测侵入的氦气,这是目前最为常用的真空检漏方式

  氦质谱检漏仪的基本原理如图1所示。灯丝发出的热电子加速流向阳极,遇到气体分子后使气体分子离子化。在离子向离子收集极运动的途中设置磁场,则离子受洛伦兹力按圆形轨迹运动。离子的质量为m,电荷为e,则圆形轨迹的半径和质荷比m/e有关。合理设置出口缝隙的位置,使m/e=4,即 He+能穿过缝隙,其他不同于氦质荷比的离子因其偏转半径与仪器的狭缝设置不同而无法穿过出口狭缝,因此氦质谱检漏仪只能检测到一价氦离子。使用氦质谱检漏仪,通常要求被检测空间的真空度在10-3 Pa以下,检测精度可达10-13 Pa·m3·s-1

氦质谱检漏仪的基本原理图

图1 氦质谱检漏仪的基本原理图

1—灯丝;2—阳极;3—磁场;4—狭缝;5—离子收集极;6—加速电极

  氦质谱检漏仪具有性能稳定、灵敏度高的特点。灵敏度、反应时间、清零时间、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。

  检测气体使用氦气的主要原因如下:

  (1)对人体和自然环境没有毒害;

  (2)不能燃烧,作业安全;

  (3)惰性气体,和被检测对象不会发生化学反应;

  (4)分子直径和质量小,容易穿过微小缝隙,便于检漏;

  (5)通常环境下保持气体状态,不会堵住微漏孔;

  (6)真空腔体自身放出的气体中几乎不包含氦气;

  (7)氦气在空气中的存在量仅为5ppm,容易定点查清漏气位置。

  由于氦气比空气轻很多,向真空腔体喷氦气检漏时要从上往下依次操作,否则不利于判定漏点所在。当腔体构造复杂,或漏率极小时,可针对重点部位用塑料袋套住,然后向塑料袋内部充入氦气,实现对特定重点部位的检漏。

  一般情况下,真空检漏时要重点关注以下部位:

  (1)法兰接口部位;

  (2)焊接部位;

  (3)波纹管部位;

  (4)其他密封部位。

  真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为实验室遇到比较多的漏气原因主要有:密封面或密封垫片不清洁;法兰螺栓力矩不均匀。

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