氦质谱检漏仪的应用拓展

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。

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，采用正压吸与氦罩法结合，汽车空调测漏系统，使检漏灵敏度大大提高，汽车空调测漏系统，从而保证了发动机质量。火箭箭体的检漏采用正压吸、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，测漏系统，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，卫1星、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。

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氦质谱检漏仪

（1）新的仪器对空气和残余气体的读数是零，仅对示踪气体有响应。（2）新的仪器本身也是一个抽速较高的真空系统。（3）仪表的指示能够反映出漏孔的大小， 漏量的大小。这三点要求实际上构成了研制新型检漏仪器的准则。在研制过程中， 对传统的检漏方法、光谱仪和皮喇尼规进行了考察。发现在实际运用中都存在着不少的缺点。当时，明尼苏达州州立大学的尼尔博士正在研制一种可以记录分子量和原子量大小的质谱仪。经过分析， 雅可比认为如果尼尔博士能够使仪器简化， 那么质谱仪将是一种好的选择性检漏装置。当时还论证了新型检漏装置的示踪气体必须满足三个要求（1）系统的残余气体的质潜中没有它的谱线。即便仪器处于大气环境，这种气体在仪器中也几乎不存在。（2）能够在试验状态下很容易地把它从系统中抽出， 所用的示踪气体不会污染系统。（3）分子量低、粘度低、购置方便。显然，氦气是满足这三个要求的理想的气体。

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，汽车空调测漏系统，如图1所示。当磁场的磁通密度一定时，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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