尼尔博士将设计图纸全部交给了通用电气公司并签订了合同,不久后,橡树岭扩散工厂所用的氦质谱检漏仪便全是由美国通用电气公司生产的,在生产过程中, 又作了不少的改进。扩散泵前增加的冷阱便是为改进氦质谱检漏仪所作的新贡献。
1946年初,真空电子工程公司与电动力学公司合并后也开始生产销售的氦质谱检漏仪。当时, 通用电气公司的氦质谱检漏仪已有若干个型号的产品。真空电子工程公司是由战时的Kellex公司的检漏小组的几位研究生创办的,他们是锐伯,尼尔肯。60年代后, 通用电气公司不再生产检漏仪。几经合并后, 检漏仪由Ametek公司生产。真空电子工程公司生产的检漏仪基本上笼断了这个领域达40年之久。现在用户已可以自由选择国内外生产的不同型号、规格的氦质谱检漏仪。
检漏范围宽:现今生产的四极检漏仪,质量范围很宽,不仅可检测氦气,而且能检测其它气体。分子泵排气系统取代扩散泵排气系统,不仅解决了油蒸气对质谱室的污染问题,而且对快速启动仪器和快速停机做出了很大贡献。为适应检漏口压强的变化和对灵敏度要求的不同,分子泵一般采用多级构造和几种不同的转速。例如可通过采用改变分子泵转速来达到此目的,且提高检漏灵敏度。另外,逆扩散检漏方式,实现了高压强下检漏,也为正压吸检漏提供了良好的条件。
02氦质谱检漏仪行业应用
氦质谱检漏仪的应用已从科学院、大专院校、实验室及少数科研机构走向工矿企业,甚至乡镇企业、个体企业,可以说应用领域极其宽广。
(1)航空航天高科技工业
(1)例如火箭发动机及姿态发动机,过去是打压刷肥皂水检漏,现在重新改进工艺用氦质谱检漏仪检漏,采用正压与氦罩法结合,使检漏灵敏度大大提高,从而保证了发动机质量。火箭箭体的检漏采用正压、氦罩法、累集法等几种方法的结合。由于检漏技术的应用,提高了检漏灵敏度,弥补了吸入法检漏时仪器灵敏度低的不足。
(2)KM6空间环模装置设备庞大,主真空室直径12m、高22m,另外有辅助真空室和载人舱等。容积3500m3,分系统多,结构复杂,各种接口焊缝相加有几千米长,采用氦质谱检漏仪负压检漏,每条焊缝由检漏盒密封,配以铺助抽气系统将盒内抽低真空后,充入一定压力氦气,关闭预抽阀,开启检漏阀。由于盒内氦浓度较高,相对检漏仪又有一定压力,因此有效提高了检漏灵敏度。
(3)航天工业中,各类阀门、电子元器件,传感器等等都在广泛应用氦质谱检漏仪及其检漏技术
氦质谱检漏仪的结构
分析器
分析器作用是使不同质荷比的离子按不同轨迹运动,从而将它们彼此分开,仅使氦离子通过其出口隙缝。分析器由一个外加均匀磁场及一个出口电极组成,如图4所示。磁场方向与离子束入射方向垂直。
由离子源出来的离子束射入它垂直的磁通密度为B的均匀磁场分析器中后,由于分析场中电场为零,所以离子仅受磁场的洛伦兹力作用而作半径为R的圆周运动。偏转半径R与质荷比M/Ze有关,当B及U一定时,相同质荷比的离子具有相同的运动半径,不同质荷比的离子将以不同的半径偏转而彼此分开。质荷比小的偏转半径小,质荷比大的偏转半径大。在偏转180°处,用一分析器出口电极将其他离子挡住,而使氦离子轨道对准出口电极上的狭缝,氦离子穿过狭缝到达离子收集极形成氦离子流。
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