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氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)組成

氦質(zhì)譜檢漏儀——質(zhì)譜室

不同類型的氦質(zhì)譜檢漏儀的質(zhì)譜室結(jié)構(gòu)大同小異，都是由離子源、分析器和收集器三部分組成，它們放在一個抽成高真空的質(zhì)譜室外殼中。 

1）離子源

離子源的作用是使氣體分子電離，形成一束具有一定能量的離子。它由燈絲（陰極）、離化室及離子加速極組成。

燈絲在真空中通電加熱后發(fā)射電子，在離化室與燈絲之間的電場的作用下，電子加速穿過離化室頂部狹縫進(jìn)入離化室，在離化室中與氣體分子發(fā)生多次碰撞后損失能量，然后打到分子電離形成正離子，正離子在離化室與加速極之間的電原U（即離子加速電壓）作用下，相繼穿過離化室正面的矩形狹縫和加速極的矩形狹縫，由于加速電場對離子做的功轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子的動能，便形成具有一定能量的離子束。由于離子是由中性氣體分子失去Z個帶負(fù)電荷e的電子而形成的，所以離子電荷為正的Ze。被檢件放入檢漏罐中，再將檢漏罐連接到氦質(zhì)譜檢漏儀，對檢漏罐抽真空檢漏，被檢件有漏孔存在，通過漏孔壓入（或封入）被檢件的氦氣會泄漏出來進(jìn)入檢漏罐，被氦質(zhì)譜檢漏儀定量檢測到。由于各種氣體的離子均受同一電場的加速，當(dāng)它們的電荷量相等時，它們的能量相等，但由于質(zhì)荷比不同，故運(yùn)動速度也就不同。 

2）分析器

分析器作用是使不同質(zhì)荷比的離子按不同軌跡運(yùn)動，從而將它們彼此分開，僅使氦離子通過其出口隙縫。分析器由一個外加均勻磁場及一個出口電極組成。磁場方向與離子束入射方向垂直。

3）收集極

收集極是對準(zhǔn)出口電極狹縫安裝的，其作用是收集穿過出口電極狹縫的氦離子并通過一個電阻輸入到小電流放大器進(jìn)行離子流的放大和測量。一般儀器內(nèi)都附有標(biāo)準(zhǔn)漏孔（大多為薄膜滲氦型），用它來校準(zhǔn)儀器的可檢漏率和對儀器輸出指示進(jìn)行定標(biāo)。由于氦離子一般只有10-13~10-12A，要使小電流放大器輸入信號電壓足夠大，則輸入電阻必需很大（一般高于1010歐），放大用的靜電計管必須要高度絕緣，所以把高阻及靜電計管放在高真空的質(zhì)譜室中。

氦質(zhì)譜檢漏儀——電氣部分

除了主機(jī)供電部件和主機(jī)控制部件，還有幾組主要電路：

1）離子源電源。為離子源提供加速、聚焦、拒斥電壓。

2）發(fā)射電流穩(wěn)定電路。穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)射電流。

3）離子流放大器和音響報警器。將離子流進(jìn)行放大并將輸出信號送入輸出儀表或顯示器和音響報警器。

4）真空測量電路。一般用熱偶計測量低真空，用冷陰極磁控入電真空計測量高真室。

5）燈絲保護(hù)電路。當(dāng)質(zhì)譜室正常工作壓力被破壞后，立即切斷燈絲供電回路，以保護(hù)燈絲。

6）其他電路。不同型號的檢漏儀所具有的功能不盡相同，所以電路也有不少差加，這在各自的說明書中都有說明，這里不同贅述。

氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏方法

?背壓法

全密封件進(jìn)行的氣密性檢測時采用背壓法。檢漏前用壓氦罐向被檢件壓入氦氣（由壓力和時間控制壓入的量），然后取出被檢件，吹去表面吸附氦氣；或者先在被檢件前道工藝中向產(chǎn)品內(nèi)部封入氦氣。被檢件放入檢漏罐中，再將檢漏罐連接到氦質(zhì)譜檢漏儀，對檢漏罐抽真空檢漏，被檢件有漏孔存在，通過漏孔壓入（或封入）被檢件的氦氣會泄漏出來進(jìn)入檢漏罐，被氦質(zhì)譜檢漏儀定量檢測到。（6）如果檢漏地點不固定，需要經(jīng)常搬運(yùn)儀器時，就要選擇小型便攜式儀器。用這種方法測得的漏率是總漏率。

氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用

氦質(zhì)譜檢漏儀行業(yè)應(yīng)用氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用已從科學(xué)院、大專院校、實驗室及少數(shù)科研機(jī)構(gòu)走向工礦企業(yè)，甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個體企業(yè)，可以說應(yīng)用領(lǐng)域極其寬廣。

航空航天高科技工業(yè)

（1）例如火箭發(fā)動機(jī)及姿態(tài)發(fā)動機(jī)，過去是打壓刷肥皂水檢漏，現(xiàn)在重新改進(jìn)工藝用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏，采用正壓吸槍與氦罩法結(jié)合，使檢漏靈敏度大大提高，從而保證了發(fā)動機(jī)質(zhì)量。火箭箭體的檢漏采用正壓吸槍、氦罩法、累集法等幾種方法的結(jié)合。氦質(zhì)譜檢漏儀的可檢漏率當(dāng)儀器處于較佳工作條件下，以一個大氣壓的純氦氣作示漏氣體進(jìn)行動態(tài)檢漏時所能檢出的小的漏孔漏率，稱為儀器小的可檢漏率，用Qmin表示。由于檢漏技術(shù)的應(yīng)用，提高了檢漏靈敏度，彌補(bǔ)了吸入法檢漏時儀器靈敏度低的不足。

（2）KM6空間環(huán)模裝置設(shè)備龐大，主真空室直徑12m、高22m，另外有輔助真空室和載人艙等。容積3500m3，分系統(tǒng)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種接口焊縫相加有幾千米長，采用氦質(zhì)譜檢漏儀負(fù)壓檢漏，每條焊縫由檢漏盒密封，配以鋪助抽氣系統(tǒng)將盒內(nèi)抽低真空后，充入一定壓力氦氣，關(guān)閉預(yù)抽閥，開啟檢漏閥。這樣檢出一個漏孔可以使氦信號迅速消失以便繼續(xù)進(jìn)行檢漏，提高了儀器的檢漏效率。由于盒內(nèi)氦濃度較高，相對檢漏儀又有一定壓力，因此有效提高了檢漏靈敏度。

（3）航天工業(yè)中，各類閥門、電子元器件，傳感器等等都在廣泛應(yīng)用氦質(zhì)譜檢漏儀及其檢漏技術(shù)。