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氦質(zhì)譜檢漏儀利用磁偏轉(zhuǎn)原理制成的、對(duì)示漏氣體氦反應(yīng)靈敏的、用于檢漏的質(zhì)譜儀。

氦質(zhì)譜檢漏儀氣體工業(yè)名詞術(shù)語(yǔ)，用氦氣作示漏氣體，以氣體分析儀檢測(cè)氦氣而進(jìn)行檢漏的質(zhì)譜儀。氦氣的本底噪聲低，分子量及粘滯系數(shù)小，因而易通過(guò)漏孔并易擴(kuò)散;另外，氦系惰性氣體，不腐蝕設(shè)備，故常用氦作示漏氣體。將這種氣體噴到接有氣體分析儀(調(diào)整到僅對(duì)氦起反應(yīng)的工作狀態(tài))的被檢容器上，若容器有漏孔，則分析儀即有所反應(yīng)，從而可知漏孔所在及漏氣量大小。

為什么要檢漏？

很多情況下，我們需要密封住一定的空間，防止氣體或液體在壓力作用下，流進(jìn)或流出這個(gè)空間，如真空設(shè)備(真空鍍膜機(jī)，液晶注入機(jī)，PVD，半導(dǎo)體外延等等)，需要在真空條件下工作，要求在工作時(shí)，空氣不能漏進(jìn)工作腔體，否則生產(chǎn)不能進(jìn)行，或者產(chǎn)生次品，浪費(fèi)人力物力。另外裝液體或氣體的容器(液壓氣瓶，氧氣瓶，空調(diào)冰箱的雪種容器等等)，要求在容器內(nèi)外存在壓差的情況下，不能有氣體或液體漏出。如果有漏，后果嚴(yán)重，一般會(huì)造成有效物資的浪費(fèi)，如有毒物資、腐蝕性氣體漏出，甚至?xí)劤墒鹿省?/span>

 

這些對(duì)密封性有要求的產(chǎn)品或設(shè)備，在投入使用前，就要先進(jìn)行檢漏，使用過(guò)程中也要定期利用氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行檢漏檢查。

漏氣體的選擇及特性分析

氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)示漏氣體的要求及選擇一般應(yīng)從以下幾方面考慮：

 

(1)無(wú)害，不能對(duì)人體或環(huán)境造成傷害;

(2)質(zhì)量輕，惰性氣體，穿透能力強(qiáng)，能穿透微小細(xì)縫;

(3)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)和易燃易爆;

(4)在空氣環(huán)境中含量盡可能少且組分基本恒定的氣體，滿足檢漏靈敏度方面的要求，減少本底干擾檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

 

氫和氦都是比較理想的示蹤氣體，空氣中的含量少，質(zhì)量輕，運(yùn)動(dòng)速度快，分子直徑小，同等條件下，直線運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng)。在實(shí)際使用中，也相對(duì)比較容易獲取，可以大量使用。由于He具有無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)活性、不可燃的特性，因此一般檢漏都采用氦氣(He)作為示漏氣體，但也有用氫氣(H)作為示漏氣體的，考慮到它的化學(xué)性質(zhì)及危險(xiǎn)性，在應(yīng)用中較少使用，所以實(shí)際大部分檢漏使用的都是氦氣。

 

氦分子在質(zhì)譜檢漏儀器高真空的環(huán)境中擴(kuò)散的速度很高，用氦氣作示漏氣體其本底噪聲低，分子質(zhì)量及粘滯系數(shù)小，因而極易通過(guò)漏孔并易擴(kuò)散；另外，氦系惰性氣體是無(wú)破壞性、無(wú)毒、無(wú)危險(xiǎn)，不腐蝕設(shè)備，故常用氦作示漏氣體。將這種氣體噴到接有氦質(zhì)譜檢漏儀(調(diào)整到僅對(duì)氦起反應(yīng)的工作狀態(tài))的被檢容器上，若容器某一部位有漏孔，則氦質(zhì)譜檢漏儀立即有所反應(yīng)，從而可知漏孔所在位置及檢測(cè)到漏氣量大小。

泄漏程度的量化

泄漏和密封是相對(duì)而言的，氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)被檢容器的泄漏程度的量化一般用漏率來(lái)表示，其計(jì)算方法原理如下：

容器泄漏程度的量化，用泄漏率來(lái)表示。漏率的定義

 

其中：

△P 為壓強(qiáng)的變化量

V為容器的體積

△t為時(shí)間的變化量

因此漏率可簡(jiǎn)單理解為：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，單位體積容器，壓強(qiáng)的變化。

氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏方式

氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏方式通常有兩種，一種為常規(guī)檢漏，另一種為逆擴(kuò)散檢漏。

 

逆擴(kuò)散檢漏是把被檢件接在分子泵出氣口一端，漏入的氦氣由分子泵出氣口逆著泵的排氣方向進(jìn)入安裝在泵的進(jìn)氣口端的質(zhì)譜管內(nèi)而被檢測(cè)。這一檢漏方式是基于分子泵對(duì)不同質(zhì)量的氣體具有不同壓縮比(氣體在分子泵出氣口壓強(qiáng)與進(jìn)氣口壓強(qiáng)之比)即利用不同氣體的逆擴(kuò)散程度不同程度而設(shè)計(jì)的。

逆擴(kuò)散原理

逆擴(kuò)散方式檢漏允許被檢件內(nèi)壓強(qiáng)較高，氦質(zhì)譜檢漏儀可達(dá)300Pa(一般常規(guī)檢漏儀為0.05Pa以下)，適合檢大型容器或有大漏的器件，也適合吸槍檢漏。逆擴(kuò)散方式還具有質(zhì)譜管不易受污染，燈絲壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

1、吸槍法

被檢件充入高于大氣壓的探索氣氦，檢漏儀的檢漏口連接稱之為吸槍的氣體采集器。當(dāng)試件有漏時(shí)，泄漏的氦氣被吸槍吸入檢漏儀，而被檢測(cè)。吸槍在試件表面移動(dòng)，同時(shí)注視檢漏儀漏率指示的變化，一旦泄漏增加，吸槍所指位置即漏點(diǎn)所在。因此吸槍法也是能確定漏孔的檢漏方法。

2、鐘罩法——測(cè)總漏率

將被檢件與儀器檢漏口聯(lián)接抽真空，在被檢件外面罩以充滿氦氣的容器，如被檢件有漏孔，氦氣便由漏孔進(jìn)入被檢件，終達(dá)到質(zhì)譜管被檢測(cè)。所測(cè)漏率是被檢件的總漏率，不能確定有幾個(gè)泄漏點(diǎn)和每個(gè)漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置?？梢钥闯鲧娬址ㄊ腔趪姶捣ǖ囊环N檢漏方法。

3、背壓法——測(cè)總漏率

電子元器件進(jìn)行氣密性檢測(cè)時(shí)常用背壓法。檢漏前用加壓容器向被檢件壓入氦氣(由壓力和時(shí)間控制壓入的量)，然后取出被檢件，吹去表面吸附氦后放入檢漏罐中，再將檢漏罐聯(lián)接到檢漏儀的檢漏口上，對(duì)檢漏罐抽真空，實(shí)施檢漏。若器件有漏，則通過(guò)該漏孔壓人的氦氣又釋放出來(lái)進(jìn)入檢漏罐，終到達(dá)質(zhì)譜管。用這種方法測(cè)得的漏率也是總漏率。

4、輔助真空系統(tǒng)

對(duì)子漏氣速率和放氣速率較大或者體積較大的被檢件，若直接與檢漏儀相連，檢漏儀的真空度可能抽不上去，使檢漏儀無(wú)法工作。此種情況須加接輔助真空系統(tǒng)，提高對(duì)被檢件的抽速。簡(jiǎn)單的輔助真空系統(tǒng)只需一個(gè)機(jī)械泵和兩個(gè)閥門(mén)，復(fù)雜的系統(tǒng)可由前級(jí)泵、次級(jí)泵、閥門(mén)、真空規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)漏孔等組成。次級(jí)泵可用擴(kuò)散系或羅茨泵，前級(jí)系用氣鎮(zhèn)式機(jī)械泵。