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氦质谱检漏仪故障与处理

(1)内部的密封结构

当检漏仪内部存在泄漏时,会对检漏工作造成较大干扰,容易造成误检、误判。 检漏仪内部主要的密封部位在检漏仪的后侧(见图2),位于隔热板的上方:①检漏仪测试口与阀门组块的连接部位,密封方式采用胶灌密封,真空箱检漏设备,检漏仪在运输过程中如遇到强烈震动,此处容易造成密封胶开裂。②各电磁阀与阀门组件间的连接部位。密封方式采用氟橡胶圈或金属垫片密封,橡胶圈的密封寿命有限,使用5 年以上时,有可能会存在密封失效的问题。③各零部件接口处的密封部位。如放大器与质谱室、离子源与质谱室、分子泵与质谱室、标准漏孔与阀门组件、真空计与阀门组件等接口间的金属垫片密封或橡胶圈密封。

(2)定位方法

采用喷吹法对各密封部位的气密性进行检测,因检漏仪内部结构紧凑,各密封结构间的距离很近,六氟化硫空箱检漏设备,检测时定位难度较大。经摸索,在检测时采用以下技巧,可提高定位的能力:①查漏前,先将分子泵风扇的电源断开,避免风扇将氦源吹散至各个密封环节,造成定位不准确。②喷吹时,要严格控制氦源的流量,尽量采用喷咀流量小的喷,提高定位的能力。③仪器的反应时间小于1 s,所以在一个部位喷吹的时间约3 s,再等待约3 s 后观测信号有无变化。

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氦气检漏仪

氦气检漏仪是氦质谱检漏仪((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗称,运用质谱原理制成的仪器称为质谱计或质谱仪。质谱仪通过其中心部件质谱室,使不同质量的气体变成离子并在某种场中运动后,不同质荷比的离子在场中彼此分开,而相同质荷比的离子在场中汇聚在一起,如果在适当位置安置接收1器接收所有这些离子,就会得到按照质荷比大小依次分开排列的质谱图,这就是质谱。

用于检漏的质谱仪称为质谱检漏仪。测量气体分压力的所有质谱计,如四极质谱计、射频质谱计、飞行时间质谱计、回旋质谱计等都可以用于检漏。

专门设计的以氦气作示踪气体进行检漏的质谱仪称为氦质谱检漏仪。这种仪器除灵敏度高外,还具有适应范围广、定位定量准确、无毒、安全、反应速度快等优点。氦质谱检漏仪中用得较多的是90°和180°的磁偏转型质谱仪。

众所周知,当一个带电质点(正离子)以速度v进入均匀磁场的分析器中,如果速度v的方向和磁场H的方向相垂直,则它的运动轨迹为圆,如图1所示。当磁场的磁通密度一定时,充气柜真空箱检漏设备,不同质荷比(m/e)的离子在磁场中都有相应的运输半径,也就是都有相应的圆轨迹,这样,不同质荷比的带电粒子在磁场分析器中运动后就会彼此分开。如果在离大运动的路径中安置一块档板将其他离子档掉,而在对应的氦离子运动半径位置的档板上开一狭缝,狭缝后安置离子接收极,这样的只有氦离子才能通过狭缝而被接收极接收形成氦离子流,并经放大器放大后由测量仪表指示出来。检漏时,如果用氦气喷吹漏孔,氦气便通过漏孔进入检漏仪的质谱室中,使检漏仪的测量仪表立即灵敏地反应出来,达到了检漏的目的。

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氦质谱检漏用氦气的选择

氦气是一种无色、无味的隋性气体。相对分子质量为4.003,分子直径为2.18×10-10m,分子的质量为3.65×10-27kg,在标准状态下的密度为0.1769kg/m3,临界温度为5.25K,检漏设备,临界压力为2.26×105Pa,1atm压力下的沸点为4.214K,熔点为0.9K,三相点温度为2.186K,三相点压力为51.1×10-2Pa,在标准状态下的热导率为510.79J/(m·h·K),在标准状态下的定压比热为5233J/(kg·K),在标准状态下的动力粘度系数为1.86×10-5Pa·s,1L液氦气化为标准状态下的氦气体积为700L。

规定的瓶装氦气按纯度高低分别为工业用氦、纯氦、高纯氦三种。

1、工业用氦:氦含量≥99%,露1点≤43℃.

2、纯氦分三级:优等品氦含量≥99.995%;一等品氦含量≥99.993%;合格品氦含量≥99.99%。

3、高纯氦分为三级:优等品氦含量≥99.9996%;一等品氦含量≥99.9993%;合格品氦含量≥99.999%。

氦气在氦质谱检漏仪检漏中作为示踪气体使用,纯度要求不高,一般选用工业用氦,即氦含量≥99%,露1点≤43℃。

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