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氦质谱检漏仪的工作原理

 发布时间:2021-12-24    点击量:249

氦质谱检漏仪的工作原理

氦质谱检漏仪是根据质谱学原理,用氦气作探索气体制成的气密性检测仪器.其质谱原理如图所示。


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灯丝发射出来的电子在电离室内来回的振荡,与电离室内气体和经被检件漏孔进入电离室的氦气相互碰撞使其电离成正离子,这些离子在加速电场作用下进入磁场,由于洛伦兹力作用产生偏转,形成圆弧形轨道,轨道半径


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由上式可知,当R、B为定值时,改变加速电压可使不同质量的离子通过磁场和接收缝到达接收极而被检测。


氨质谱检漏仪的检漏方式

氦质谱检漏仪的检漏方式通常有两种,一种为常规检漏,另一种为逆扩散检漏。逆扩散原理如图所示。逆扩散检漏是把被检件接在分子泵出气口一端,漏入的氦气由分子泵出气口逆着泵的排气方向进入安装在泵的进气口端的质谱管内而被检测。这一检漏方式是基于分子泵对不同质量的气体具有不同压缩比(气体在分子泵出气口压强与进气口压强之比)即利用不同气体的逆扩散程度不同程度而设计的。



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逆扩散方式检漏允许被检件内压强较高,JSJ-232型 氨质谱检漏仪可达 300Pa(一般常规检漏仪为005Pa以下),适合检大型容器或有大漏的器件,也适合吸枪检漏。逆扩散方式还具有质谱管不易受污染,灯丝寿命长等优点。

常用检漏方法

检漏的目的是确定被检件漏孔的位置和漏率,这些目的是通过采用一些标准的检漏方法实现的。采用什么方法要视被检件的结构、检漏的经济效益及检漏系统的性质来决定。根据不同的检漏目的,基本上有五种检漏方法。

1、喷吹法-确定漏孔位置

该方法是将被检件接在检漏仪的检漏口,用仪器的真空系统对其抽真空并达到真

空衔接与质谱管沟通,然后用喷枪向可疑漏孔喷吹氛气。当有漏孔存在时,氛气就通

过漏孔进入质谱管被检测。下图是喷吹法原理示意图。


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喷吹法检漏的灵敏度高,质谱管不易受污染,但是检大容器时可能有真空抽不下来的情况,可能要加辅助真空设备。

2、吸入法-确定漏孔位置

又称吸枪检漏,如图1-5,将专用吸枪联接在仪器检漏口上,被检件则充入规定压力的氨气(纯氨气或一定比例含氦的混合气)。检漏时,让吸枪沿可疑漏孔处慢慢移动,若被检件有漏孔,氦气自漏孔漏出,被吸枪吸入送至仪器的质谱管而被检测。

吸入法检漏灵敏度相对喷吹法要低,但是其检漏口真空主要是由吸流量决定的,所以不受被检件容积的限制,适合检测大的容器。


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3钟罩法--总漏率

将被检件与仪器检漏口联接抽真空,在被检件外面罩以充满氨气的容器,如被检件有漏孔,氦气便由漏孔进入被检件,最终达到质谱管被检测(1-6)。所测漏率是被检件的总漏率,不能确定有几个泄漏点和每个漏点的准确位置。


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可以看出钟罩法是基于喷吹法的一种检漏方法。

4、背压法--测总漏率

电子元器件进行气密性检测时常用背压法。检漏前用专用加压容器向被检件压入氦气(由压力和时间控制压入的量),然后取出被检件,吹去表面吸附氦后放入专用检漏罐中,再将检漏罐联接到检漏仪的检漏口上,对检漏罐抽真空,实施检漏。若器件有漏,则通过该漏孔压人的气又释放出来进入检漏罐,最终到达质谱管。用这种方法测得的漏率也是总漏率。图1-7为背压法检漏示意图。


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5、辅助真空系统

对子漏气速率和放气速率较大或者体积较大的被检件,若直接与检漏仪相连,检漏仪的真空度可能抽不上去,使检漏仪无法工作。此种情况须加接辅助真空系统,提高对被检件的抽速。结构简单的辅助真空系统只需一个机械泵和两个阀门(1-8),复杂的系统可由前级泵、次级泵、阀门、真空规及标准漏孔等组成。次级泵可用扩散系或罗茨泵,前级系最好用气镇式机械泵。


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文章来源:微信公众号《PVD镀膜》  侵删


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