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發布時間:2021-07-31 19:18  
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氦質譜檢漏儀介紹
是專門設計的以氦氣作示蹤氣體進行檢漏的質譜儀稱為氦質譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外,還具有適應范圍廣、定位定量準確、無毒、安全、反應速度快等優點。氦質譜檢漏儀中用得比較多的是90°和180°的磁偏轉型質譜儀。
當一個帶電質點(正離子)以速度v進入均勻磁場的分析器中,如果速度v的方向和磁場H的方向相垂直,則它的運動軌跡為圓。當磁場的磁通密度一定時,不同質荷比(m/e)的離子在磁場中都有相應的運輸半徑,也就是都有相應的圓軌跡,這樣,不同質荷比的帶電粒子在磁場分析器中運動后就會彼此分開。如果在離大運動的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉,而在對應的氦離子運動半徑位置的檔板上開一狹縫,狹縫后安置離子接收極,這樣的只有氦離子才能通過狹縫而被接收極接收形成氦離子流,并經放大器放大后由測量儀表指示出來。檢漏時,如果用氦氣噴吹漏孔,氦氣便通過漏孔進入檢漏儀的質譜室中,使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應出來,達到了檢漏的目的。氦質譜檢漏儀的組成——真空系統儀器的真空系統提供質譜正常工作所需要的真空條件,不同型號的檢漏儀其真空系統有較大的差別。
氦質譜檢漏儀的應用
氦質譜檢漏儀行業應用氦質譜檢漏儀的應用已從科學院、大專院校、實驗室及少數科研機構走向工礦企業,甚至鄉鎮企業、個體企業,可以說應用領域極其寬廣。
航空航天高科技工業
(1)例如火箭發動機及姿態發動機,過去是打壓刷肥皂水檢漏,現在重新改進工藝用氦質譜檢漏儀檢漏,采用正壓吸槍與氦罩法結合,使檢漏靈敏度大大提高,從而保證了發動機質量。火箭箭體的檢漏采用正壓吸槍、氦罩法、累集法等幾種方法的結合。由于檢漏技術的應用,提高了檢漏靈敏度,彌補了吸入法檢漏時儀器靈敏度低的不足。氦檢方法基本上可分為用氦氣內部加壓法和設備內部抽真空外部施氦這兩種,由于后者需將設備完全抽成真空狀態,往往會增加測試用設備(如高、低壓真空泵、真空閥等)和設備工裝(如外壓加強圈)而使造價提高,所以該方法通常用于容積小而厚壁的設備。
(2)KM6空間環模裝置設備龐大,主真空室直徑12m、高22m,另外有輔助真空室和載人艙等。容積3500m3,分系統多,結構復雜,各種接口焊縫相加有幾千米長,采用氦質譜檢漏儀負壓檢漏,每條焊縫由檢漏盒密封,配以鋪助抽氣系統將盒內抽低真空后,充入一定壓力氦氣,關閉預抽閥,開啟檢漏閥。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。正因為本底小,由某些原因引起本底的波動,亦即本底噪聲也就小,因此微小漏率也就能反應出來,靈敏度高。
(3)航天工業中,各類閥門、電子元器件,傳感器等等都在廣泛應用氦質譜檢漏儀及其檢漏技術。
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。同時,分析器出口電極及離子源加速極的隙縫也可以加大,使更多的氦離子通過,提高了儀器靈敏度。
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。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。
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。