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。
氦质谱检漏仪电力行业体现在如下几个方面:
SF6高压开关和氧化锌避雷器是发电厂及野外输变电的重要组成部分,往往因泄漏造成大面积或局部停电,影响工业生产,又妨碍人们的正常生活。因此带来的经济损失有时是难以估量的。
(1)高压开关在连箱是铝铸件,往往容易有砂眼,且漏孔结构复杂,不易清洗。一般采用检漏盒或氦罩法,即把被检件抽真空,然后向罩内充入氦气,等待一定时间,确定总漏率的大小。因氦气的用量小,检测灵敏度就高。
(2)氧化锌避雷器,是根据电压高低要求,采用不同截面积、不同厚度和不同数量的氧化锌片,装在瓷套中,充入氮气后密封。其工作原理是在高压输出中如遇雷击,氧化锌片电阻变小,大电流对地短路,输电线路被保护。如果泄漏造成内外没有压差,外部潮湿气体有可能进入,而破坏氧化锌片特性,造成破坏
(3)电力行业中,电厂的检漏、高压变压器、高压电容器、高压开关管及其它元器件也都相应的采用氦质谱检谱检漏仪,用不同方法进行检漏。
氦质谱检漏仪的结构
氦质谱检漏仪的型号较多,但基本结构大同小异。它主要由质谱室、真空系统及电气部分组成。
(1)质谱室
不同类型的氦质谱检漏仪的质谱室结构大同小异,都是由离子源、分析器和收集器三部分组成,它们放在一个抽成高真空的质谱室外壳中
1)离子源
离子源的作用是使气体分子电离,形成一束具有一定能量的离子。它由灯丝(阴极)、离化室及离子加速极组成。
灯丝在真空中通电加热后发射电子,在离化室与灯丝之间的电场的作用下,电子加速穿过离化室顶部狭缝进入离化室,在离化室中与气体分子发生多次碰撞后损失能量,打到分子电离形成正离子,正离子在离化室与加速极之间的电原U(即离子加速电压)作用下,相继穿过离化室正面的矩形狭缝和加速极的矩形狭缝,由于加速电场对离子做的功转变为离子的动能,便形成具有一定能量的离子束。由于离子是由中性气体分子失去Z个带负电荷e的电子而形成的,所以离子电荷为正的Ze。由于各种气体的离子均受同一电场的加速,当它们的电荷量相等时,它们的能量相等,但由于质荷比不同,故运动速度也就不同。
氦质谱检漏方法是基于氦质谱检漏仪的氦分压测量原理。 当样品的密封面发生泄漏时,氦和其他元件的泄漏气体会从泄漏孔中泄漏出来。 当泄漏气体进入氦质谱泄漏检测器后,由于氦质谱泄漏检测器具有选择性识别能力,因此只给出气体中氦的分压信号。 在获得氦气信号值的基础上,通过标准的泄漏量比较,可以得到氦气的泄漏量。
根据氦气储气库位置与样品的不同关系,氦质谱法检漏方法可分为真空法、正压法、真空压力法和反压法,总结了这4种氦质谱法检漏方法的检测原理、优缺点和检测标准。
得到氦质谱检漏器的主要性能指标。
1.较小检漏率: 即氦质谱检漏器能检测到的较小泄漏率。
2.响应清除时间: 当一定流量的勘探气体进入氦质谱检漏仪后,电子系统和真空系统需要一定的响应时间,漏率指示器可以达到较大值,漏率指示器不能立即恢复到零,需要一定时间下降,通常由于氦的吸附和解吸,去除时间略长于响应时间。
3.启动时间: 氦质谱泄漏探测器开启电源和能够探测到泄漏之间的时间
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