檢漏儀器用於檢漏的儀器質譜分析

檢漏儀(yi) 器用於(yu) 檢漏的儀(yi) 器有氦質譜檢漏儀(yi) 、鹵素檢漏儀(yi) 、高頻火花檢漏器、氣敏半導體(ti) 檢漏儀(yi) 及用於(yu) 質譜分析的各種質譜計。這裏主要介紹氦質譜檢漏儀(yi) 、鹵素檢漏儀(yi) 、高頻火花檢漏器的工作原理、結構及國產(chan) 檢漏儀(yi) 器的技術性能。 1．氦質譜檢漏儀(yi) 氮質譜檢漏儀(yi) 是用氦氣為(wei) 示漏氣體(ti) 的專(zhuan) 門用於(yu) 檢漏的儀(yi) 器，它具有性能穩定、靈敏度高的特點。是真空檢漏技術中靈敏度最高，用得最普遍的檢漏儀(yi) 器。 氦質譜檢漏儀(yi) 是磁偏轉型的質譜分析計。單級磁偏轉型儀(yi) 器靈敏度為(wei) lO-9～10-12Pam3／s，廣泛地用於(yu) 各種真空係統及零部件的檢漏。雙級串聯磁偏轉型儀(yi) 器與(yu) 單級磁偏轉型儀(yi) 器相比較，本底噪聲顯著減小．其靈敏度可達10-14～10-15Pam3／s，適用於(yu) 超高真空係統、零部件及元器件的檢漏。逆流氦質譜檢漏儀(yi) 改變了常規型儀(yi) 器的結構布局，被檢件置於(yu) 檢漏儀(yi) 主抽泵的前級部位，因此具有可在高壓力下檢漏、不用液氮及質譜室汙染小等特點．適用於(yu) 大漏率、真空衛生較差的真空係統的檢漏，其靈敏度可達10-12Pam3／s。 (1)工作原理與(yu) 結構 氦質譜檢漏儀(yi) 由離子源、分析器、收集器、冷陰極電離規組成的質譜室和抽氣係統及電氣部分等組成。

 ①單級磁偏轉型氦質譜檢漏儀(yi) 現以HZJ—l型儀(yi) 器為(wei) 例．介紹單級磁偏轉型氦質譜檢漏儀(yi) ，其結構如圖2所示。 在質譜室內(nei) 有：由燈絲(si) 、離化室、離子加速極組成離子源；由外加均勻磁場、擋板及出口縫隙組成分析器；由抑製柵、收集極及高阻組成收集器；第一級放大靜電計管和冷陰極電離規。質譜室的工作原理如圖3所示。 在離化室N內(nei) ，氣體(ti) 電離成正離子，在電場作用下離子聚焦成束。並在加速電壓作用下以一定的速度經過加速極S1的縫隙進入分析器。在均勻磁場的作用下，具有一定速度的離子將按圓形軌跡運動，其偏轉半徑可按式（5）計算。 可見，當B和U為(wei) 定值時，不同質荷比me-1的離子束的偏轉半徑R不同。儀(yi) 器的B和R是固定的，調節加速電壓U使氦離子束[圖中(me-1)2]恰好通過出口縫隙S2，到達收集器D，形成離子流並由放大器放大。使其由輸出表和音響指示反映出來；而不同於(yu) 氦質荷比的離子束[(me-1)1(me-1)3]因其偏轉半徑與(yu) 儀(yi) 器的R值不同無法通過出口縫隙S2，所以被分離出來。(me-1)2=4，即He+的質荷比，除He+之外，C卅很少，可忽略。 ②雙級串聯磁偏轉型氦質譜檢漏儀(yi) 圖4示出了雙級900縮轉串聯式磁偏轉型氦質譜檢漏儀(yi) 的質譜室。由於(yu) 兩(liang) 次分析，減少了非氦離子到達收集器的機率。並且，如在兩(liang) 個(ge) 分析器的中間，即圖中的中間縫隙S2與(yu) 鄰近的擋板間設置加速電場，使離子在進入第二個(ge) 分析器前再次被加速。那些與(yu) 氦離子動量相同的非氦離子，雖然可以通過第一個(ge) 分析器，但是，經第二次加速進入第二個(ge) 分析器後，由於(yu) 其動量與(yu) 氦離子的不同而被分離出來。由於(yu) 二次分離，儀(yi) 器本底及本底噪聲顯著地減小，提高了儀(yi) 器靈敏度。 ③逆流氦質譜檢漏儀(yi) 逆流氦質譜檢漏儀(yi) 的結構特點如圖5所示。該類儀(yi) 器是根據油擴散泵或分子泵的壓縮比與(yu) 氣體(ti) 種類有關(guan) 的原理製成的。例如，多級油擴散泵對氦氣的壓縮比為(wei) 102；對空氣中其它成分的壓縮比為(wei) lO4～106。檢漏時，通過被檢件上漏孔進入主抽泵前級部位的氦氣，仍有部分返流到質譜室中去，並由儀(yi) 器的輸出指示示出漏氣訊號。這就是逆流氦頃質譜檢漏儀(yi) 的工作原理。 (2)性能試驗方法 靈敏度、反應時間、清除時間、工作真空度、極限真空度及儀(yi) 器入口處抽速是評價(jia) 氦質譜檢漏儀(yi) 的主要性能指標。 ①靈敏度及其校準 氦質譜檢漏儀(yi) 靈敏度，通常指儀(yi) 器的最小可檢漏率。

真空檢漏技術就是用適當的方法判斷真空係統、容器或器件是否漏氣、確定漏孔位置及漏率大小的一門技術，相應的儀(yi) 器稱為(wei) 檢漏儀(yi) 。在真空係統、容器、器件製造過程中借助真空檢漏技術確定它們(men) 的真空氣密性、探查漏孔的位置，以便采取措施將漏孔封閉從(cong) 而使係統、容器、器件中的真空狀態得以維持。

　　漏率的大小需進行校準後方能確定。一般采用比較法，即將被檢漏孔與(yu) 標準漏孔在檢漏儀(yi) 上進行比較，就可得出被檢漏孔的漏率。 檢測真空係統或其零部件的漏孔的方法。對一定的容器進行足夠長時間的抽氣後，容器壓力不再變化，這時的抽氣量必定與(yu) 容器的漏氣量和放氣量之和相等，即puSe=qL+q0，式中pu為(wei) 容器的極限壓力，Se為(wei) 容器排氣口處的有效抽氣速率，qL和q0分別為(wei) 容器的漏氣量和放氣量。如放氣量少到可以不計，則平衡式變為(wei) puSe=qL，或pu=qL/Se。這說明容器的極限壓力由漏氣量與(yu) 有效抽氣速率的比值決(jue) 定。如抽氣速率一定(常數)，要得到低的極限壓力便應降低漏氣量，檢漏便是關(guan) 鍵的措施。

　　漏孔就是真空容器的孔洞和孔隙。容器內(nei) 外的壓力差會(hui) 使氣體(ti) 通過漏孔從(cong) 容器的一側(ce) 通向大氣側(ce) 。漏孔一般很微小，實際上不能測出漏孔的具體(ti) 大小，所以漏孔大小都用漏率（在規定的條件下氣體(ti) 流過漏孔的流量）來表示。漏孔兩(liang) 側(ce) 存在著壓力差，即可利用氣體(ti) 流動引起的效應來檢漏。為(wei) 便於(yu) 檢漏和易於(yu) 檢測出漏孔的位置，一般盡可能縮小檢測的麵積範圍，所以先側(ce) 重於(yu) 對零部件的檢漏。零部件經過嚴(yan) 格的檢漏，組裝後就可避免漏氣。