氦质谱检漏仪-吸嘴法

       用于真空残余气体分析的质谱仪都可以用来检漏（其示漏物质有氢、氦、氩等），但检漏灵敏度各不相同。专门用来检漏的质谱仪叫质谱检漏仪。其特点是灵敏度高，性能稳定。特别是用氦做示漏气体的氦质谱检漏仪，是真空检漏中灵敏度最高、用得最普遍的一种检漏仪器。

（1）氦质谱检漏仪的基本原理与组成氦质谱检漏仪由离子源、分析器、接收器、真空系统、电子线路及其它电气部分组成。目前使用的氦质谱检漏仪大多为磁偏转型的。现以180°的磁偏转型仪器为例加以说明，下图是仪器的原理图.

在质谱室的离子源N内气体被电离成离子，在电场作用下离子聚焦成束，并以一定的速度经由缝隙S1进入磁分析器，在均匀磁场的作用下，具有一定速度的离子束，将按圆轨迹运动。

式中  R—离子束偏转半径，m；

H—磁场强度，A/m；

m—有效质量，kg（即离子质量和电荷数之比）；

U—加速电压，V；

C—常数。

由上式可以看出，当H和U为定值时，对应于不同的m有不同的R。固定H和R，调节加速电压U使氦离子束m2恰能通过缝隙S2到达收集极K而形成离子流。利用弱电流测量设备，使之在输出仪表与音响装置上反映出来。而其他不同于m2的离子束（如图中m1，m3）则以不同的偏转半径运动而被分开。

再用吸嘴先将被检件内部充入氦气（最好是先抽真空再充氦气），嘴在被检件可能有漏孔处进行逐点吻吸，见下图。吸嘴与检漏仪之间用软管连接，有些装置还需要在吸嘴与检漏仪之间加一辅助泵。

（2）吸嘴法检漏中应注意的问题是：

① 灵敏度受连接管道的流导限制。在有辅助泵时，还会受辅助泵分流作用的影响。

② 初检时，被检件切勿充入过高压强的示漏气体。因为如果有大漏孔，示漏气体会从被检件中漏出，造成较大浪费，而且示漏气体到处扩散后，会给检漏仪带来很大干扰。因此，一般应先向被检件内充以低压强、低浓度的示漏气体，在检出大漏孔并加以修补后，再充入高压强、高浓度的示漏气体，对小漏孔进行检查。

③ 检漏完毕后，应将示漏气体回收或放空，并注意检漏场地通风。

（3）灵敏度  关于氦质谱检漏仪灵敏度的定义，在世界各国还不很一致。我国基本上都是用最小可检得的泄漏率来表示的。

氦质谱检漏仪的灵敏度，即最小可检泄漏率，就是在仪器处于最佳工作条件下，以0.1MPa的纯氦为示漏气体，进行动态检漏时所能检出的最小漏孔的泄漏率。

所谓“最佳工作条件”系指被检件出气很少，且没有较大漏孔，同时仪器本身的参数是调整到最佳工作状态等条件；

所谓“动态检漏”即指检漏时不用累积法，检漏仪本身的真空系统仍在正常抽气，仪器的反应时间不大于3s（其中真空系统的时间常数不大于1s）等情况；所谓“最小可检”是指信号是本底噪音的两倍；所说的“泄漏率”系指0.1MPa的干燥空气通过漏孔漏向真空端（压力远比0.1MPa低）的泄漏率。氦质谱检漏仪吸嘴法的灵敏度约为10-9cm3/s。

（4）响应时间  这种方法的响应时间约为2～3s，它主要包括两个方面：一是检漏器本身的响应时间；另一个是泄漏的氦气被吸入到检漏仪的响应时间。

（5）泄漏点的判断  使用这种检漏仪，吸嘴（探头）要以2～5m/min的缓慢速度沿被检件表面移动。若有泄漏，可以看到仪表指针摆动，也可以听到振荡器的声音发生变化，由此可判断出泄漏点或附近有泄漏。检测时可使吸嘴离开可疑的地方，信号恢复到原始状态。稍等一会（通常为2～5s）后，再将吸嘴靠近可疑的地方。重复上述操作几次，就可以准确判断出泄漏点，精度大约可达1mm。

氦质谱检漏仪精度很高，几乎不存在操作者之间的人为误差。该法的稳定性主要取决于氦气检漏仪本身的稳定性。维修保养的好坏对仪器的稳定性影响很大。氦气检漏仪是一种高精密仪器，仪器本身和使用的氦气都较昂贵，但是，氦气检漏仪在压力检漏法和真空检漏法中都能使用，而且灵敏度高、响应时间短、稳定性好、可靠性高、检测结果精确。氦质谱检漏法主要用于需准确地检测微小泄漏率的场合。

                  山东诚之检无损检测技术有限公司

                         无损检测事业部   张工

                                  2021.8.30