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氦质谱检漏仪检漏方法及测量过程

类型：氦质谱检漏仪的使用方法 2019-04-29 16:35:27 5964阅读次数

　　氦质谱检漏仪的检漏方法有许多种，目前比较成熟的检漏方法有喷吹法、氦罩法、充压法、吸枪法、检漏盒法、累积检漏法、背压法及四极质谱检漏法等等。

氦质谱检漏仪检漏方法

　　氦质谱检漏仪通常采用较多且操作简便的检漏方法方法有2种，一种为正压法检漏，另一种为负压法检漏。

　　1、正压法检漏：示漏气体He充入容器里面，处于正压，然后用氦质谱检漏仪去检测，容器外围是否有气体He，如果容器外有气体He，则容器有漏。用这种方式能检测出漏点，并能大概判断泄漏的程度。这种检漏方式叫Sniffer检漏或正压检漏。

　　2、负压法检漏：示漏气体He喷在容器外面，用氦质谱检漏仪去检测容器里面是否有气体He。这种方式能检测出漏点，并能测知漏率。这种检漏方式叫负压检漏，也叫真空检漏。

　　氦质谱检漏仪如何选择检漏方式，与检测对象的工作环境有很大关系，尽量做到与检测对象的工作状态一致。如检测对象工作时内部处于正压，则用正压模式，如检测对象工作时内部处于负压，则用真空模式。

氦质谱检漏仪测量过程

　　氦质谱检漏仪具有嗅探和抽真空2种检漏模式，对应正压法检漏和负压法检漏。详细测量工作过程如下：

　　在抽真空方式下，待检漏的器件通过测试端口与氦质谱检漏仪相连，待测器件被氦质谱检漏仪内部的粗抽泵和分子泵抽到一定的真空(如果待测器件容积较大，则需额外的泵组一起协同作业以提GX率)。只需测量待测器件外部大气通过器壁的漏孔进入器件内部的氦的多少便可以判断漏率的大小。如果需要得到精确的漏率数值，则必须等待整个测量系统的真空达到稳态，并预先根据环境中氦的含量对氦质谱检漏仪进行标定。若需在抽真空方式下准确地找到漏孔的位置，可以通过对可疑位置喷氦并检验漏率是否有明显的上升来完成。

　　与抽真空方式相反，嗅探方式是通过测量待测器件内部气体经由器壁漏孔泄漏至器件外面的氦的多少来获得漏率的大小的。预先向待测器件内充入一定氦气，封闭测试端口，将嗅探探头连接至氦质谱检漏仪，用嗅探探头对待测器件表面的可疑部位进行扫描。如果发现漏率明显的上升，便可判断漏孔的位置。这种方式适合在待测器件内部无法或者不能抽真空的情形下检漏。但是，由于嗅探方式是通过检测器壁外的大气来进行测量的，大气中的氦会带来一个较高的漏率本底。这个本底虽可通过置零来清除，但仍会降低嗅探方式的灵敏度(嗅探方式Z小可检测漏率小于5×10-6Pa·L/s，而抽真空方式的小于5×10-10Pa·L/s)。

氦质谱检漏仪的逆向流技术和双流技术

　　2种方式下，Zda的可检测漏率均为1hPa·L/s。从5×10-10Pa·L/s到1hPa·L/s，如此大的可检测范围是通过逆向流、双流等技术得到的。

　　氦质谱检漏仪开始检漏后，阀门V2打开，粗抽泵对待测器件或者嗅探探头进行初步的抽真空。当真空规管P2测得粗抽泵已将真空抽至气压小于15hPa后，阀门V1打开，由于分子泵A和B的压缩能力与气体分子的质量相关，较轻的氦可以部分地逆着分子泵气流的方向到达氦传感器，而重的气体被阻挡在外，这就是逆向流技术。这时候虽然真空度并不高，但通过逆向流技术，对气流进行采样，也能够对非常高的漏率进行测量。

　　氦质谱检漏仪双流技术分2个阶段。当P2气压低于5hPa时，阀门V2关闭，V1和V3打开，分子泵B与粗抽泵级联，待测器件或者探头被抽至高真空。此时，只有分子泵A工作于逆向流方式，但由于真空度已经较高(意味着较低的漏率)，到达氦传感器的氦仍然能够得到有效的控制以确保不超出氦传感器的测量范围，这便是低双流模式。当P2气压低于0.5hPa时，阀门V3关闭，V4打开，分子泵A和B均与粗抽泵级联，待测器件或探头被抽至更高的真空(漏率更低)，此时，不再使用逆向流对气体进行采样，而直接利用氦传感器对漏率进行测量，以达到极高的检漏灵敏度，这便是高双流模式。

　　当然，如果待检测容器内或者测试环境中氦浓度较高，氦质谱检漏仪也可以使用其他气体比如He3，或者H2作为探测气体。

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