氦質譜檢漏儀的工作原理

　　氦質譜檢漏儀是一種用來檢漏的對比儀器。它是一種質譜分析儀,檢漏時以氦氣作為示蹤介質,當氦氣與其它氣體一同進入儀器內部時即被電離,并在質譜室的電磁場中作圓周運動;由于各種氣體的質量不一樣,因而形成許多束圓半徑不一樣的電子流,其中只有氦子流可被接收,經放大后在儀器的輸出表上顯示一個電量,進入的氦氣越多,顯示的電量越大。工件檢漏時,可以用不同的方式將工件與檢漏儀連接在一起,使氦氣通過工件漏孔并進入檢漏儀。檢漏儀上只有電量顯示,但相應的電量相當于多大的漏率還不知道。為此,可以用一支已知漏率的漏孔(習慣上稱作標準漏孔) ,將它與檢漏儀連接在一起,使通過標準漏孔的氦氣也在檢漏儀上有一電量顯示。以標準漏孔顯示的電量作為基準,與工件檢漏時在檢漏儀上顯示的電量作比對,再參照其它因素,按一定的公式即可算出工件的漏率。這是確定工件漏率的基本方法。但有一點應特別強調,被檢工件的漏孔所處的檢漏條件應與標準漏孔所處的檢漏條件相同,這樣它們在檢漏儀上顯示的電量才好進行比對,以計算工件漏率的大小。

檢漏技術與儀器的相關技術指標

　　隨著航天技術的發展,檢漏技術也在不斷取得進步。目前比較成熟的檢漏方法有噴吹法、氦罩法、充壓法、吸槍法、探漏盒法、累積檢漏法、背壓法及四極質譜檢漏法。各種方法都有其特點及適用條件。

　　在檢漏實踐中,由于我們所遇到的被檢器件的結構、大小、要求等各不相同,如何根據這些特定的條件選擇檢漏方法,這是檢漏工作人員必須解決的首要問題。因此,了解各種檢漏方法及其特點,熟練地運用它們來滿足被檢器件的檢漏要求,這對于檢漏工作人員來說是十分必要的。另外許多檢漏方法與儀器的一些技術指標密切相關,對此我們應有一定的了解。本文主要介紹噴吹法和背壓法檢漏技術。

　　在氦質譜檢漏中,與檢漏方法密切相關的儀器技術指標主要有以下幾項:

　　①最小可檢漏率:當存在本底噪聲時,將儀器調到“最佳”工作狀態,純示漏氣體通過漏孔時,儀器所能檢出的最小漏率(也就是以前所說的儀器靈敏度) 。最小可檢漏率是氦質譜檢漏儀最核心的技術指標。

　　②有效最小可檢漏率:當存在本底噪聲時,儀器及外部檢漏系統調到某一檢漏工作狀態(可能有分流) ,當純示漏氣體通過漏孔時,部分或全部示漏氣體進入檢漏儀,在此情況下所能檢出的最小漏率(也就是以前所說的檢漏靈敏度) 。

　�、鄯磻獣r間:從示漏氣體施加到漏孔進氣端開始,到檢漏儀凈偏轉值達到最大漏氣信號的63%所經歷的時間。

　�、芮宄龝r間:從漏孔進氣端停止施加示漏氣體開始,到檢漏儀凈偏轉值下降到最大漏氣信號的37%所經歷的時間。

　　在檢漏實踐中,儀器的最小可檢漏率與有效最小可檢漏率應小于工件的最大允許漏率,通常選擇高于被檢工件最大允許漏率1～2數量級。在背壓法檢漏中明確有最小可檢漏率限制;同時還有最大可檢漏率限制。在噴吹法檢漏中,反應時間與噴吹時間密切相關,直接影響檢測結果。在一些具有漏率直讀功能的檢漏儀使用過程中,當用戶在調試檢漏儀時,打開標準漏孔,儀器會有一漏率顯示值,若顯示的漏率數值與標準漏孔的標稱值不符,可以調整檢漏儀上的某些參數,使其相符,則檢漏儀就具備了所謂的直讀功能。這就帶來一個問題:為了調整到數值相同,往往要犧牲檢漏儀的最小可檢漏率,比如一臺檢漏儀的最小可檢漏率在各項參數調到最佳狀態時可達1 ×10- 12 Pa·m3/s,當為了調整儀器的某些參數使其可以直讀時,其最小可檢漏率可能就增大到1 ×10- 10 Pa ·m3/s了,其靈敏度降低。當然,對于漏率指標比較大的工件,并不受影響;但當工件漏率要求很小時,就可能影響檢漏的進行,遇到這種情況,就應將檢漏儀的各項參數調到最佳位置,充分發揮其靈敏度,不要拘泥于檢漏儀還能不能直讀。