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氦氣檢漏儀

氦氣檢漏儀是氦質(zhì)譜檢漏儀((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗稱(chēng)，運(yùn)用質(zhì)譜原理制成的儀器稱(chēng)為質(zhì)譜計(jì)或質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀通過(guò)其核心部件質(zhì)譜室，使不同質(zhì)量的氣體變成離子并在某種場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后，不同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)中彼此分開(kāi)，而相同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)中匯聚在一起，如果在適當(dāng)位置安置接收1器接收所有這些離子，就會(huì)得到按照質(zhì)荷比大小依次分開(kāi)排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。

用于檢漏的質(zhì)譜儀稱(chēng)為質(zhì)譜檢漏儀。測(cè)量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計(jì)，如四極質(zhì)譜計(jì)、射頻質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)、回旋質(zhì)譜計(jì)等都可以用于檢漏。

專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的以氦氣作示蹤氣體進(jìn)行檢漏的質(zhì)譜儀稱(chēng)為氦質(zhì)譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應(yīng)范圍廣、定位定量準(zhǔn)確、無(wú)毒、安全、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。氦質(zhì)譜檢漏儀中用得較多的是90°和180°的磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜儀。

眾所周知，當(dāng)一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)（正離子）以速度v進(jìn)入均勻磁場(chǎng)的分析器中，如果速度v的方向和磁場(chǎng)H的方向相垂直，則它的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，如圖1所示。當(dāng)磁場(chǎng)的磁通密度一定時(shí)，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場(chǎng)中都有相應(yīng)的運(yùn)輸半徑，也就是都有相應(yīng)的圓軌跡，這樣，不同質(zhì)荷比的帶電粒子在磁場(chǎng)分析器中運(yùn)動(dòng)后就會(huì)彼此分開(kāi)。如果在離大運(yùn)動(dòng)的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對(duì)應(yīng)的氦離子運(yùn)動(dòng)半徑位置的檔板上開(kāi)一狹縫，狹縫后安置離子接收極，這樣的只有氦離子才能通過(guò)狹縫而被接收極接收形成氦離子流，并經(jīng)放大器放大后由測(cè)量?jī)x表指示出來(lái)。檢漏時(shí)，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測(cè)量?jī)x表立即靈敏地反應(yīng)出來(lái)，達(dá)到了檢漏的目的。

氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用拓展（四）

（1）制冷行業(yè)

冰箱、空調(diào)、汽車(chē)用空調(diào)、蒸發(fā)器、冷凝器、奪縮機(jī)、低溫儲(chǔ)槽。

（2）不銹鋼保溫器皿

真空保溫杯、瓶、鍋、飯盒等。

（3）其它

據(jù)日本有關(guān)文章介紹，日本汽車(chē)制造業(yè)，已有30多種零部件在使用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏，解決密封問(wèn)題。其中包括液壓系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、避震系統(tǒng)、汽車(chē)輪轂。

有待于開(kāi)拓的檢漏領(lǐng)域還很多，但由于思想觀念的束縛以及經(jīng)費(fèi)等諸多原因，在很多領(lǐng)域還一直沿用古老且較為落后的手段處理泄漏問(wèn)題。產(chǎn)品合格率和生產(chǎn)效率低。從某種意義上講，這種工作方式制約了生產(chǎn)力的發(fā)展。因此，對(duì)于真空專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，特別是從事真空設(shè)備的研制和生產(chǎn)氦質(zhì)譜檢漏儀的專(zhuān)業(yè)廠家，應(yīng)在氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用推廣上進(jìn)一步下功夫，為推動(dòng)我國(guó)真空技術(shù)的發(fā)展而努力。

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氦質(zhì)譜檢漏儀的注意事項(xiàng)

檢漏儀的響應(yīng)時(shí)間會(huì)影響檢漏工作的速度，正常運(yùn)行的儀器響應(yīng)時(shí)間不大于3s。筆者實(shí)測(cè)時(shí)，在漏點(diǎn)處噴射氦氣5～10s后，檢漏儀就發(fā)生響應(yīng)，對(duì)于如此龐大的真空系統(tǒng)，其反應(yīng)是相當(dāng)?shù)撵`敏。

檢漏時(shí)噴槍在漏孔處停留的時(shí)間應(yīng)為儀器響應(yīng)時(shí)間的3倍，該時(shí)間再加上氦氣在真空系統(tǒng)中的傳遞時(shí)間，即為兩次噴氦的較小間隔時(shí)間，當(dāng)然真空系統(tǒng)越龐大，該間隔時(shí)間也越長(zhǎng)。筆者根據(jù)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，兩次噴氦的較小間隔時(shí)間控制在30s左右，即如果次噴氦后30s內(nèi)檢漏儀還沒(méi)有反應(yīng),則可進(jìn)行第二次噴氦。

清除時(shí)間在理論上與響應(yīng)時(shí)間相同，但由于儀器零件對(duì)氦的吸附和脫附作用的影響,清除時(shí)間一般要更長(zhǎng)些。筆者測(cè)算，在測(cè)試到數(shù)量級(jí)為10-9P a ?m3/s的微漏漏點(diǎn)時(shí)，清除時(shí)間約須1分鐘；在測(cè)試到數(shù)量級(jí)為10-8P a ? m3/s的中漏漏點(diǎn)時(shí)，清除時(shí)間約須2分鐘；在測(cè)試到數(shù)量級(jí)為10-7Pa?m3/s的大漏漏點(diǎn)時(shí)，清除時(shí)間在3分鐘左右。

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