氦質譜檢漏儀主要性能指標試驗方法
靈敏度、反應時間、清除時間、工作真空度、極限真空度及儀器入口處抽速是評價氦質譜檢漏儀的主要性能指標。
① 氦質譜檢漏儀靈敏度及其校準
氦質譜檢漏儀靈敏度,通常指儀器的最小可檢漏率,記為qL,min,即在儀器處于最佳工作條件下,以一個大氣壓的純氦氣為示漏氣體,進行動態檢漏時所能檢測出的最小漏孔漏率。所謂“最佳工作條件”是指儀器參數調整到最佳值, 被檢件出氣少且沒有大漏孔等條件。所謂“動態檢漏”是指檢漏儀器本身的抽氣系統仍在正常抽氣,儀器的反應時間不大于3s。所謂“最小可檢”是指檢漏訊號為儀器本底噪聲的兩倍時,才能認定有漏氣訊號輸出。所謂“漏孔漏率”是指一個大氣壓的干燥空氣通過漏孔漏向真空側的漏氣速率。儀器本底噪聲,一般指在2min 內輸出儀表的最大波動量。
11 檢漏儀 21 針閥 31 閥門 41 干燥瓶 51 標準漏孔 61 輔助泵 71 機械泵 8、91 三通閥 101 穩壓瓶 111U 形計 121 取樣容積 131 氦氣瓶 14、15、16 閥門
圖6 漏率靈敏度校準系統
漏率靈敏度校準系統如圖6所示。圖中虛線框內部分為配氣系統,即為標準漏孔5進氣端提供壓力為pHe的純氦氣。輔助泵6的任務是預抽。用干燥瓶4和針閥2調節儀器工作壓力。如果儀器本底為I0,本底噪聲為In,標準漏孔對空氣的標稱漏率為q L,o,當其進氣壓力為pHe時的儀器訊號為I,則儀器靈敏度為
如果檢漏時用輔助系統抽氣(即對示漏氦氣有分流),或用累積法檢漏時,給出儀器最小可檢氦濃度(即濃度靈敏度),記為Y min,能較方便地估計檢漏效果。濃度靈敏度校準系統中應用一流量計測出圖6的通過針閥2進入儀器的空氣流率q L,a,則儀器濃度靈敏度應為
② 反應時間、清除時間及其測定
反應時間是指儀器節流閥完全開啟,本底訊號為零(或補償到零)時,由恒定的氦流量使輸出儀表訊號上升到最大值的(1- e-1)倍(即0.63)所需要的時間,記為TR。清除時間是指輸出儀表訊號穩定到最大值后,停止送氦, 其訊號下降到最大值的e-1倍(即0.37)所需要的時間,記為TC。
反應時間和清除時間的測定裝置如圖7 所示。
圖7 反應時間與清除時間測定裝置
③ 工作真空、極限真空及入口處抽速
質譜室極限真空,尤其是工作真空及入口處抽速是表征儀器性能的重要參數。利用檢漏儀的真空規可以測定儀器的極限真空和工作真空。利用流量計可測定儀器入口處抽速。