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氦质谱检漏原理
氦质谱检漏技术是以无色、无味的惰性气体氦气为示踪介质、以磁质谱分析仪为检测仪器,用于检漏的一种检测技术,它的检漏灵敏度可达10-14~10-15Pa?m3/s,可以准确确定漏孔位置和漏率。氦质谱检漏仪主要由质谱室、真空系统组件和电子学控制元件三大部分组成。质谱室接在分子泵的高真空端,入口接在分子泵和机械泵之间,利用分子泵对不同气体具有不同压缩比的特点,氦气逆着分子泵的抽气方向进入质谱室。检漏仪在质谱室中将气体电离,这些离子在加速电场的作用下进入磁场,在洛伦兹力作用下发生偏转,由于不同荷质比的离子具有不同的电磁学特性,偏转半径各不相同,在挡板的作用下,氦检漏仪的收集板只允许带正电的氦离子被接收到,单位时间到达收集板的氦离子对应于一个电流信号,这个电流信号正比于进入到达收集板氦离子的数量,电流信号经过放大后显示在质谱仪的显示面板上,其大小反映了泄漏点的漏率,通过泄漏率大小来确定该位置泄漏程度的大小。
氦质谱检漏仪的示踪气体选用氦气,是因为氦气具有以下优良特性:
①氦气在空气中的含量少,检漏回收系统,体积含量为5.24×10-6,如果氦气在环境中的含量超过标准,可以比较容易地探测到极微量的氦气;
②氦分子小、质量轻、易扩散、易穿越漏孔、易于检测也易于清除;
③氦离子荷质比小,易于进行质谱分析;
④氦气是惰性气体,化学性质稳定,不会腐蚀和损伤任何设备;
⑤氦气无毒,不凝结,极难容于水。
今天科仪小编和大家分享的是氦质谱检漏的工作原理,希望对您有所帮助!
氦质谱检漏仪的结构和工作原理
氦质谱检漏仪是180°磁偏转型的质谱分析计,其基本原理是根据离子在磁场中运动时,不同质荷比的离子具有不同的偏转半径来实现不同种类离子的分离。检漏仪主要由质谱室、真空系统及电气控制部分组成。检漏工作时先打开抽空阀前级泵对检漏接口抽真空,当真空度P1 优于200 Pa 时,打开入口阀1、2,关闭抽空阀,氦气将逆着分子泵的抽气方向进入质谱室中被检测出来,此时检漏仪的较小可检漏率为10- 10 Pa·m3/s。前级泵继续对检漏接口抽真空,当P1降至20 Pa 时,入口阀2 关闭,汽车空调检漏回收系统,入口阀3 打开,分子泵的高抽速用于抽空试件,检漏仪的反应时间缩短,此时检漏仪的较小可检漏率为10- 12 Pa·m3/s。
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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。
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