檢漏原理

       設真空容器的體積為V,抽速為S,則容器內壓力p隨時間的變化遵從(1)式

       Q值包括真空系統漏孔的總漏率和材料出氣等虛漏的總漏率。當示漏氣體流入真空容器內并達到平衡時,可近似認為Q與時間無關,S與壓強無關,解微分方程式(1)得到

      式中: T= V/S是時間常數; p0是穩態后t=0時容器中的壓力值。

      可見,示漏氣體產生的流量將在真空容器內形成分壓力P′,用四極質譜計測量其離子流,可以判斷是否有漏孔的存在。用氦氣做為檢漏氣體(采用噴吹法),使用一支標準漏孔通過比對的方法可以計算出漏孔的漏率Ql,用公式(3)計算

式中I0——真空容器氦氣本底離子流,A  

      Il——漏孔漏入真空容器的氦氣離子流,A

　  Is——標準漏孔漏入真空容器的氦氣離子流,A

　  Qs——標準漏孔漏率, Pa·m3/s

　  D——測定或估計出的漏孔周圍氦氣濃度,%

       采用噴吹法時,漏孔周圍氦氣濃度無法準確測定,只能根據經驗估計。常用的方法是,D 取1,Il取檢漏時出現的最大離子流值, 此時用(3)式計算的漏率僅為估計值。檢漏的目的是找到并堵住漏孔, 無法精確計算漏孔漏率并不影響檢漏的有效性。

檢漏方法和過程

四極質譜計工作參數的調節

       四極質譜計的工作參數很多,在不同的參數設置下,四極質譜計有不同的的性能。例如,最佳線性、最佳穩定性、最佳靈敏度等。作為檢漏儀器, 應使四極質譜計具有較高的靈敏度,在這樣的前提下,可對四極質譜計做如下調整(以瑞士balzers公司生產的QM S422 四極質譜計為例) 。

① 二次電子倍增器(SEM )電壓取1400V,可適當增大至2500V;

② 發射電流取1mA ,可調節至2mA;

③ 分辨率取25(儀器離子源參數,非一般意義的分辨率);

④ 陰極電壓取100V;

⑤ 聚焦電壓取20V。

      其中,發射電流的提高可以以近似線性的幅度提高四極質譜計的靈敏度,是調節四極質譜計靈敏度的主要手段。進行超/高極高真空系統檢漏時,為提高四極質譜計的穩定性、減小自身放氣、消除記憶效應, 應對之進行烘烤,烘烤溫度150℃,烘烤時間12h(可根據需要調整)。