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氦質譜檢漏儀的原理

運用質譜原理制成的儀器稱為質譜計或質譜儀。質譜儀通過其核心部件質譜室，使不同質量的氣體變成離子并在某種場中運動后，不同質荷比的離子在場中彼此分開，而相同質荷比的離子在場中匯聚在一起，如果在適當位置安置接收所有這些離子，就會得到按照質荷比大小依次分開排列的質譜圖，這就是質譜。檢漏前用壓氦罐向被檢件壓入氦氣（由壓力和時間控制壓入的量），然后取出被檢件，吹去表面吸附氦氣。

用于檢漏的質譜儀稱為質譜檢漏儀。測量氣體分壓力的所有質譜計，如四極質譜計、射頻質譜計、飛行時間質譜計、回旋質譜計等都可以用于檢漏。

氦質譜檢漏儀——電氣部分

除了主機供電部件和主機控制部件，還有幾組主要電路：

1）離子源電源。為離子源提供加速、聚焦、拒斥電壓。

2）發射電流穩定電路。穩定和調節發射電流。

3）離子流放大器和音響報警器。將離子流進行放大并將輸出信號送入輸出儀表或顯示器和音響報警器。

4）真空測量電路。一般用熱偶計測量低真空，用冷陰極磁控入電真空計測量高真室。

5）燈絲保護電路。當質譜室正常工作壓力被破壞后，立即切斷燈絲供電回路，以保護燈絲。

6）其他電路。不同型號的檢漏儀所具有的功能不盡相同，所以電路也有不少差加，這在各自的說明書中都有說明，這里不同贅述。

氦質譜檢漏儀的可檢漏率

當儀器處于較佳工作條件下，以一個大氣壓的純氦氣作示漏氣體進行動態檢漏時所能檢出的小的漏孔漏率，稱為儀器小的可檢漏率，用Qmin表示。

（1）所謂較佳工作條件，是指被檢件出氣和漏氣都小，它與檢漏儀連接后不會影響檢漏儀質譜室的正常工作，因此不需加輔助泵。同時，檢漏儀的參量也調整在較佳工作狀態，這時檢漏儀能發揮其較佳的性能。

（2）所謂動態檢漏，是指檢漏時，檢漏儀的真空系統仍在對質譜室進行抽氣，且儀器的反應時間不大于3s的情況。

（3）所謂小可檢，是指檢漏儀輸出儀表上可以觀察出來的微小的指示變化，即小的可檢信號。這個小的可檢信號主要受無規律起伏變化的儀器的本底噪聲和漂移所限制。本底噪聲是由于儀器各參數的不穩定引起的，例臺電源電壓變化、真空度變化、發射電流變化、加速電壓變化、放大倍數變化、外界電磁場干擾等都會引起輸出儀表的不穩定擺動。漂移被認為是由于電子學上的原因引起的。如果漏入的氦氣產生的輸出指示的變化小于噪聲和漂移之和，就很難判斷究竟是漏氣信號還是噪聲和漂移指示，因而噪聲和漂移值也就成為能否判斷出漏氣信號的關鍵值。由于盒內氦濃度較高，相對檢漏儀又有一定壓力，因此有效提高了檢漏靈敏度。

氦質譜檢漏儀的整體結構

一、質譜室

形象的說，質譜室是氦質譜檢漏儀的心臟，由離子源、分析器和電氣系統三個部分組成，并將冷陰極磁控規也放在其內，共用其磁場。為了有利于微小的粒子流放大，將一級放大用高阻及靜電計管也放在質譜室之內。質譜室殼由非磁性材料制成，內部抽空，而外部設置成磁鐵形成磁分析器的磁場。（3）所謂小可檢，是指檢漏儀輸出儀表上可以觀察出來的微小的指示變化，即小的可檢信號。

二、真空系統

真空系統是提供質譜室正常工作的條件。由于鎢陰極正常工作時需要具備0.001-0.01Pa的真空度，同時保證氦離子在分析器中的運動有較高的傳輸率，因此建立一個高真空系統是必要的。系統中的節能閥則是為了滿足質譜室工作壓力的調節，該閥全開時檢漏靈敏度較高，因此在條件允許情況下開啟大些為宜。檢漏時為了校準檢漏靈敏度，系統中設置了標準漏孔。若設備被浸濕或有殘余的液體都會影響毛細管的泄漏而影響測試結果的真實性。

三、電氣系統

氦質譜儀電氣部分的核心是質譜室的供電和測量，其他部分包括真空系統的電源與控制部分，操縱面板及輸出儀表等。主要含有小電流放大器及輸出裝置、低頻發生器、高壓整流器及發射電流穩定裝置、高壓整流器供給冷陰極磁控規電源。

四、輔助真空系統的配置

在氦質譜儀檢漏技術中，根據被檢件的結構，尺寸要求和具體的檢漏條件，設置具有預抽被檢件、保證檢漏儀工作真空度、進行的氣體分流、縮短反應時間和清除時間、降低對靈敏度的不良影響等功能的輔助真空系統，在某些條件下是非常必要的。