氦氣檢漏儀

氦氣檢漏儀是氦質(zhì)譜檢漏儀((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗稱，運用質(zhì)譜原理制成的儀器稱為質(zhì)譜計或質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀通過其核心部件質(zhì)譜室，使不同質(zhì)量的氣體變成離子并在某種場中運動后，不同質(zhì)荷比的離子在場中彼此分開，而相同質(zhì)荷比的離子在場中匯聚在一起，如果在適當位置安置接收1器接收所有這些離子，就會得到按照質(zhì)荷比大小依次分開排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。眾所周知，當一個帶電質(zhì)點（正離子）以速度v進入均勻磁場的分析器中，如果速度v的方向和磁場H的方向相垂直，則它的運動軌跡為圓，如圖1所示。

用于檢漏的質(zhì)譜儀稱為質(zhì)譜檢漏儀。測量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計，如四極質(zhì)譜計、射頻質(zhì)譜計、飛行時間質(zhì)譜計、回旋質(zhì)譜計等都可以用于檢漏。

專門設計的以氦氣作示蹤氣體進行檢漏的質(zhì)譜儀稱為氦質(zhì)譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應范圍廣、定位定量準確、無毒、安全、反應速度快等優(yōu)點。氦質(zhì)譜檢漏儀中用得較多的是90°和180°的磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜儀。

眾所周知，當一個帶電質(zhì)點（正離子）以速度v進入均勻磁場的分析器中，如果速度v的方向和磁場H的方向相垂直，則它的運動軌跡為圓，如圖1所示。當磁場的磁通密度一定時，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場中都有相應的運輸半徑，也就是都有相應的圓軌跡，這樣，不同質(zhì)荷比的帶電粒子在磁場分析器中運動后就會彼此分開。如果在離大運動的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對應的氦離子運動半徑位置的檔板上開一狹縫，狹縫后安置離子接收極，這樣的只有氦離子才能通過狹縫而被接收極接收形成氦離子流，并經(jīng)放大器放大后由測量儀表指示出來。檢漏時，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過漏孔進入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應出來，達到了檢漏的目的。光無源器件對密封性的要求極高，如果存在泄漏會影響其使用性能和精度，光通信行業(yè)的漏率標準是小于5×10-8mbar。

氦質(zhì)譜檢漏儀的注意事項

檢漏儀的響應時間會影響檢漏工作的速度，正常運行的儀器響應時間不大于3s。筆者實測時，在漏點處噴射氦氣5～10s后，檢漏儀就發(fā)生響應，對于如此龐大的真空系統(tǒng)，其反應是相當?shù)撵`敏。

檢漏時噴槍在漏孔處停留的時間應為儀器響應時間的3倍，該時間再加上氦氣在真空系統(tǒng)中的傳遞時間，即為兩次噴氦的較小間隔時間，當然真空系統(tǒng)越龐大，該間隔時間也越長。筆者根據(jù)實測經(jīng)驗，兩次噴氦的較小間隔時間控制在30s左右，即如果次噴氦后30s內(nèi)檢漏儀還沒有反應,則可進行第二次噴氦。按照施漏氣體方法的不同，又可以將真空法分為真空噴吹法和真空氦罩法。

清除時間在理論上與響應時間相同，但由于儀器零件對氦的吸附和脫附作用的影響,清除時間一般要更長些。筆者測算，在測試到數(shù)量級為10-9P a ?m3/s的微漏漏點時，清除時間約須1分鐘；在測試到數(shù)量級為10-8P a ? m3/s的中漏漏點時，清除時間約須2分鐘；（3）自動化程度高：自動校準氦峰，自動調(diào)節(jié)零點，量程自動轉(zhuǎn)換，自動數(shù)據(jù)處理，可外接打印機。在測試到數(shù)量級為10-7Pa?m3/s的大漏漏點時，清除時間在3分鐘左右。

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氦質(zhì)譜檢漏儀測量數(shù)據(jù)處理

漏率的溫度修正

標準漏孔漏率易受溫度變化影響，溫度對標準漏孔漏率的影響一般為3%/℃ ，所以如果實際環(huán)境溫度和標準漏孔證書中溫度不一致，需要將標準漏孔證書中漏率和標準漏孔漏率的氦質(zhì)譜檢漏儀示值修正至同一環(huán)境溫度下來計算，并在測試結(jié)果中加以說明，修正方法如下:

方法一: 將標準漏孔證書中的漏率修正至實際環(huán)境溫度下，用標準漏孔證書中的漏率加上或減去溫度對標準漏孔漏率的影響系數(shù)計算值；

方法二: 將標準漏孔漏率的氦質(zhì)譜檢漏儀示值平均值修正至標準漏孔證書中環(huán)境溫度下，用標準漏孔漏率的氦質(zhì)譜檢漏儀示值平均值加上或減去溫度對標準漏孔漏率的影響系數(shù)計算值。