氦质谱检漏仪的基本原理与结构
随着科技的迅猛发展,氦质谱检仪及其应用技术也在不断发展和究善。各国的设备厂商相继推出了多种类烈的氦质谱检涮仪,广泛应用丁航空航天,电力电子,汽车等各个行业,综观较新氦质谱检漏仪的性能特点发现,氦质谱检漏仪正向着高灵敏度、自动化、宽程、等方向发展,这些特点很好地满足了当前检漏应用的需求,也极大的推动了氮质谱检漏技术的不断发展。氦质谱检漏仪的基本原理与结构氦质谱检漏仪一般由质谱管,真空系统和电子系统组成。其中质谱管包括离子源,质量分析器和离子检测器; 真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成。离子源的作用是将原子电离成带电离子并聚焦成束,以一定能量注入质分析器,
目前常用的电子轰击型离子源有尼尔型和震荡型两种形式。质分析器的作用起将各类离子按其质荷比的不同实现分离。
离子检测器的作用是手机质量分析器所选定的氦离子流并加以放大,再通过比对运算,得出泄漏率
真空系统的作用是获取质谱过程所需的真空,同时完成被检件的抽空和氦气的引入。真空系统一般由分子泵、机械泵、电磁阀和真空计组成组成。按照真空系统的不同结构,检漏仪分为常规系统和逆扩散两种。常规系统多用于早期的氦质谱检漏仪,该种检漏仪的被检件与高真空部分直接相通,由被检件泄入的氮气首先到达质谱管被检到,因而具有较高的灵敏度,但是会对质谱管有污染。逆扩散系统检漏仪与常规系统相比,被检件只与低真空相通,因此只需将被检工件抽至低真空就能进行检漏,氦气是逆扩散到质谱管,不会对系统有污染,因此被广泛采用,已成为市场的主流的产品。
机械泵的工作方式不一样,分为干泵检漏仪和油泵检漏仪,油泵工作会有油雾排出,污染工作环境,干泵没有油雾排出对工作环境没有影响。在半导体洁净车间都是使用干泵检漏仪。
如何正确使用氦气检漏设备?
1.为了正确使用氦气检漏设备,在充入检漏气体前有必要对抽空样品进行预抽空。如果在填充前没有排空,试件中的空气将被挤压到几何空间的末端,氦气检漏设备中的气体不能进入该部分,因此潜在的检漏孔将仅释放空气,检漏设备不能检测到这些检漏孔。
2.氦气检漏设备的泄漏孔通常很小或很窄。如果泄漏孔在检漏气体试验前放在水箱中,这些泄漏孔或毛细管会被水堵塞或充满,从而大大影响检漏结果。
3.在填充检漏气体之前,有必要快速测试是否有大的泄漏。对大泄漏孔的一个简单测试方法是在短时间内抽空样品并观察抽空压力。如果样品能够保持抽空压力,则表明没有大的泄漏孔,可以填充泄漏检测气体。
4.如果气密检漏仪在运行过程中没有在高压下进行泄漏测试,那么氦气检漏设备就不能检测到一些泄漏孔。因此,在检漏过程中使用较高的测试压力可以有效地检测实际操作中没有出现的泄漏孔。
5.检漏试验中的可检测泄漏率与检漏气体的背景浓度有很大关系,背景浓度越高,波动越大。如果泄漏测试后泄漏检测气体排放到泄漏检测区域,背景浓度将在整个工作日持续增加。此外,在加注或排放过程中,确保没有气体溢出,并定期检查连接件是否有泄漏。
6.如果检漏气体泄漏氦和氢,汽车空调测漏设备,它将像气球一样飞到检漏区的室顶,并逐渐漂浮在整个检漏区。因此,应该为泄漏测试区域提供足够的通风。由于两种泄漏检测气体都倾向于向上移动,因此建议从底部输入新鲜空气,从顶部向外排放气体。
检漏仪使用中注意事项
检漏仪在使用过程中需特别注意以下几点:
①使用的电源电压要在额定的电压范围之内,电压过低仪器启动困难,且性能不稳定,电压过高会烧坏电源,严重时还会烧毁母板的电路板和分子泵,应连接稳压电源(UPS)。
②仪器在运行过程中不能移动。涡轮分子泵处于高速运转中,若搬动检漏仪,容易使分子泵内的叶片与转子的筒体相碰撞。
③检漏仪应按照说明书的要求定期进行保养,保养的项目有更换机械泵油、更换过滤网、更换过滤器。
本文介绍了5 种检漏仪常见故障的分析与处理方法,其中仪器内部存在泄漏环节是一个易被忽视却又易产生故障的环节,当检漏部位的复检结果不一致时,就需检测仪器内部是否有漏。检漏仪内部结构紧凑,定位难度大,本文采用切断分子泵风扇电源和使用小流量喷的方式,提高了密封部位定位的能力。检漏仪是检漏工作的部件,在使用过程中应严格按照说明书的操作要求进行使用。文中以上出现的故障、现象的处理方式是本单位在多年使用过程中的一个总结和归纳。对检漏工作者具有一定的参考价值。
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