四极质谱计检漏图谱分析与优点(2)

图3　动态检漏曲线(随时间变化模式)

       图4是另一种示漏气体动态检漏谱图, 使用了质谱软件的检漏模式, 在50 ms内即可测量一组数据, 故图中数据非常密集。检漏对象是上下两个真空室连接处的CF250 大法兰, 事先将法兰缝隙用宽胶带粘一圈,尽量隔绝空气流通以提高局部的He 气浓度。

图4　动态检漏曲线(检漏模式)

       与图3 不同是,He 离子流呈类似指数函数的趋势上升, 证明有漏气, 由于每组数据测量时间很短, 更能真实的反应He 离子流的变化趋势。出现这种曲线的原因是, 由于胶带的隔离作用, 法兰内部氦气浓度逐渐变高且不会因为喷枪停止喷气而快速降低, 而且法兰体积较大, He 气到达漏孔需要一定时间所致。

漏孔漏率的计算

       在超高真空检漏时, 将一支标称为2. 6×1028 Pa·m 3/s 的标准漏率接入真空室, 测得氦离子流为1. 5×10-11A , 用动态检漏法检出一微小漏孔, 测量氦离子流最大值为3. 1×10-13A , 系统氦本底离子流为7. 3×10-15A , 用(3) 式计算该漏孔漏率为5. 3×10-10Pa·m 3/s。

结论

       四极质谱计做为一种非常有用的残余气体分析工具, 用于检漏具有以下优点:

      ① 对真空系统内主要残余气体进行谱峰扫描即可判断系统有无漏孔。

     ② 与检漏仪检漏相比, 没有“分流”作用, 具有较高的灵敏度, 更适用于极高真空系统的检漏。

     ③ 四极质谱计可以在毫秒时间量级内扫描, 检漏气体离子流信号出现时间短, 提高了检漏速度。

     ④ 分辨率高, 本底信号小(氦气为检漏气体时) , 提高了检漏的可靠性。

     ⑤ 可长期接在真空系统上实现在线检漏, 不影响真空系统的正常运转。

     ⑥ 与标准漏孔漏率比对, 可较为精确的计算出漏孔漏率(相比检漏仪)。

     ⑦ 通过对四极质谱计校准, 可以测量示漏气体在真空容器内的分压力。

     鉴于以上优点, 四极质谱计检漏应在真空工程尤其是极高真空系统中推广应用。