氦質(zhì)譜檢漏儀的組成——真空系統(tǒng)

儀器的真空系統(tǒng)提供質(zhì)譜正常工作所需要的真空條件，不同型號(hào)的檢漏儀其真空系統(tǒng)有較大的差別。圖5為常見(jiàn)的普通型氦質(zhì)譜檢漏儀真空系統(tǒng)。

真空系統(tǒng)一般包括：

1）主泵。一般用擴(kuò)散泵或渦輪分子泵。極限壓力小于5×10-1Pa，其抽速應(yīng)與氣載匹配。

2）前級(jí)真空泵。一般采用旋片式機(jī)械真空泵，在以分子示為主泵的系統(tǒng)中，也有采用薄膜泵或干泵的。極限壓力小于1×10-1Pa，抽速與主泵匹配。

3）預(yù)抽真空泵。一般與前級(jí)真空泵共同一個(gè)泵，也有預(yù)抽真空泵的。預(yù)抽真空泵一般采用旋片式機(jī)械真空泵，其抽速視被檢件大小而定，因此預(yù)抽真空泵大都由用戶自配。

4）冷阱。分子泵型真空系統(tǒng)一般不加冷阱。質(zhì)譜檢漏儀通常選擇氦氣作示蹤氣體，主要原因如下：（1）氦在空氣中及真空系統(tǒng)殘余氣體中的含量少（在空氣中約含5×10-6），在材料出氣中也很少，因此本底壓力小，輸出的本底電流也小。擴(kuò)散泵型真空系統(tǒng)的冷阱加在質(zhì)譜室、檢漏口與擴(kuò)散泵之間，使三者被冷阱隔離，如圖5所示。冷阱加入液氮后便可阻止擴(kuò)散泵的油蒸氣和被檢件來(lái)的水蒸氣進(jìn)入質(zhì)譜室，保持質(zhì)譜室的清潔，并幫助擴(kuò)散泵迅速獲得較高真空。

5）檢漏閥。按在質(zhì)譜室和被檢件之間的管道上。有些儀器采用節(jié)流閥，控制流入質(zhì)譜室的氣體流量。

6）真空規(guī)。一般采用冷陰極磁控放電真室規(guī)來(lái)測(cè)量質(zhì)譜室中的壓力。也有用電阻規(guī)或熱偶規(guī)測(cè)量被檢件的預(yù)抽壓力和系統(tǒng)的前級(jí)壓力的。

7）標(biāo)準(zhǔn)漏孔。一般儀器內(nèi)都附有標(biāo)準(zhǔn)漏孔（大多為薄膜滲氦型），用它來(lái)校準(zhǔn)儀器的可檢漏率和對(duì)儀器輸出指示進(jìn)行定標(biāo)。

氦質(zhì)譜檢測(cè)儀——示漏氣體的選擇

選擇示漏氣體的原則是：它在空氣中及真空系統(tǒng)中的含量低；檢漏儀對(duì)它的靈敏度高；它不會(huì)對(duì)人員、環(huán)境、被檢件及檢漏儀造成污染、傷害和安全隱患；價(jià)格低。

質(zhì)譜檢漏儀通常選擇氦氣作示蹤氣體，主要原因如下：

（1）氦在空氣中及真空系統(tǒng)殘余氣體中的含量少（在空氣中約含5×10-6），在材料出氣中也很少，因此本底壓力小，輸出的本底電流也小。正因?yàn)楸镜仔?，由某些原因引起本底的波?dòng)，亦即本底噪聲也就小，因此微小漏率也就能反應(yīng)出來(lái)，靈敏度高。

（2）氦的質(zhì)量小（相對(duì)分子質(zhì)量為4），易于穿過(guò)漏孔。這樣，氦較除氫以外的其他氣體通過(guò)同一漏孔的漏率就大，容易發(fā)現(xiàn)，靈敏度高。

（3）氦是惰性氣體，不與被檢件器壁起化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)污染被檢件，使用安全。

（4）在氦兩側(cè)的離子是氫（質(zhì)荷比為2）和雙電荷原子碳（質(zhì)荷比為6），質(zhì)荷比都與氦相差較大。三、電氣系統(tǒng)氦質(zhì)譜儀電氣部分的核心是質(zhì)譜室的供電和測(cè)量，其他部分包括真空系統(tǒng)的電源與控制部分，操縱面板及輸出儀表等。這樣，它們?cè)诜治銎髦械钠D(zhuǎn)半徑相差也大，容易分開，調(diào)氦峰時(shí)，不易受其他離子的干擾，因此就降低了對(duì)分析器制造精度的要求，易于加工。同時(shí)，分析器出口電極及離子源加速極的隙縫也可以加大，使更多的氦離子通過(guò)，提高了儀器靈敏度。

（5）氦在被檢件及真空系統(tǒng)中不易被吸附，容易被抽走。這樣檢出一個(gè)漏孔可以使氦信號(hào)迅速消失以便繼續(xù)進(jìn)行檢漏，提高了儀器的檢漏效率。

氫氣有些性能（如質(zhì)量小、易通過(guò)漏孔）比氦還好，然而由于氫一方面有危險(xiǎn)，另一方面在油擴(kuò)散泵中，由于油受熱裂解會(huì)產(chǎn)生大量的碳和氫，使氫本底極高且波動(dòng)大，以致靈敏度大大降低，所以很少采用。

氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用

電力行業(yè)

SF6高壓開關(guān)和氧化鋅避雷器是發(fā)電廠及野外輸變電的重要組成部分，往往因泄漏造成大面積或局部停電，影響工業(yè)生產(chǎn)，又妨礙人們的正常生活。因此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失有時(shí)是難以估量的。

（1）高壓開關(guān)在連箱是鋁鑄件，往往容易有砂眼，且漏孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易清洗。一般采用檢漏盒或氦罩法，即把被檢件抽真空，然后向罩內(nèi)充入氦氣，等待一定時(shí)間，確定總漏率的大小。因氦氣的用量小，檢測(cè)靈敏度就高。

（2）氧化鋅避雷器，是根據(jù)電壓高低要求，采用不同截面積、不同厚度和不同數(shù)量的氧化鋅片，裝在瓷套中，充入氮?dú)夂竺芊?。其工作原理是在高壓輸出中如遇雷擊，氧化鋅片電阻變小，大電流對(duì)地短路，輸電線路被保護(hù)。如果泄漏造成內(nèi)外沒(méi)有壓差，外部潮濕氣體有可能進(jìn)入，而破壞氧化鋅片特性。這樣檢出一個(gè)漏孔可以使氦信號(hào)迅速消失以便繼續(xù)進(jìn)行檢漏，提高了儀器的檢漏效率。

（3）電力行業(yè)中，電廠的檢漏、高壓變壓器、高壓電容器、高壓開關(guān)管及其它元器件也都相應(yīng)的采用氦質(zhì)譜檢譜檢漏儀，用不同方法進(jìn)行檢漏。

氦質(zhì)譜檢漏儀使用注意事項(xiàng)

1.設(shè)備應(yīng)在施工工作完成后進(jìn)行本測(cè)試，測(cè)試完成后不得進(jìn)行焊縫的修磨等。

2.若設(shè)備被浸濕或有殘余的液體都會(huì)影響毛細(xì)管的泄漏而影響測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性。

3.因氦比空氣輕，因此要注意檢漏的順序，檢查順序應(yīng)依照由下而上， 由近而遠(yuǎn)的順序進(jìn)行。

4.檢漏過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)大量氦氣進(jìn)入質(zhì)譜檢漏儀，應(yīng)立即移去吸槍，防止因儀器長(zhǎng)時(shí)間清除不掉氦影響而延誤測(cè)試。