氦质谱检漏仪光无源器件检漏

光无源器件是不含光能源的光能器件的总称。光无源器件在光路中都要消耗能量，插入损耗是其主要性能指标。光无源器件有光纤连接器、光开关、光衰减器、光纤耦合器、波分复用器、光调制器、光滤波器、光隔离器、光环行器等。它们在光路中分别实现连接、能量衰减、反向隔离、分路或合路、信号调制、滤波等功能。本文主要介绍氦质谱检漏仪在无源器件中的检漏应用。

光无源器件是不含光能源的光功能器件的总称。光无源器件在光路中都要消耗能量，插入损耗是其主要性能指标。光无源器件有光纤连接器、光开关、光衰减器、光纤耦合器、波分复用器、光调制器、光滤波器、光隔离器、光环行器等。它们在光路中分别实现连接、能量衰减、反向隔离、分路或合路、信号调制、滤波等功能。本文主要介绍氦质谱检漏仪在无源器件中的检漏应用。

无源器件检漏原因：光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分，也是其它光纤应用领域不可缺少的元器件。具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性等特点。光无源器件对密封性的要求极高，如果存在泄漏会影响其使用性能和精度，汽车空调测漏设备，光通信行业的漏率标准是小于 5×10-8  mbar.l/s，因此需要进行泄漏检测。氦质谱检漏法利用氦气作为示踪气体可准确定位，定量漏点，替代传统泡沫检漏和压差检漏，目前已广泛应用于光无源器件的检漏。

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，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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