氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理

　　氦質(zhì)譜檢漏儀是一種用來檢漏的對比儀器。它是一種質(zhì)譜分析儀,檢漏時以氦氣作為示蹤介質(zhì),當(dāng)氦氣與其它氣體一同進入儀器內(nèi)部時即被電離,并在質(zhì)譜室的電磁場中作圓周運動;由于各種氣體的質(zhì)量不一樣,因而形成許多束圓半徑不一樣的電子流,其中只有氦子流可被接收,經(jīng)放大后在儀器的輸出表上顯示一個電量,進入的氦氣越多,顯示的電量越大。工件檢漏時,可以用不同的方式將工件與檢漏儀連接在一起,使氦氣通過工件漏孔并進入檢漏儀。檢漏儀上只有電量顯示,但相應(yīng)的電量相當(dāng)于多大的漏率還不知道。為此,可以用一支已知漏率的漏孔(習(xí)慣上稱作標(biāo)準(zhǔn)漏孔) ,將它與檢漏儀連接在一起,使通過標(biāo)準(zhǔn)漏孔的氦氣也在檢漏儀上有一電量顯示。以標(biāo)準(zhǔn)漏孔顯示的電量作為基準(zhǔn),與工件檢漏時在檢漏儀上顯示的電量作比對,再參照其它因素,按一定的公式即可算出工件的漏率。這是確定工件漏率的基本方法。但有一點應(yīng)特別強調(diào),被檢工件的漏孔所處的檢漏條件應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)漏孔所處的檢漏條件相同,這樣它們在檢漏儀上顯示的電量才好進行比對,以計算工件漏率的大小。

檢漏技術(shù)與儀器的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

　　隨著航天技術(shù)的發(fā)展,檢漏技術(shù)也在不斷取得進步。目前比較成熟的檢漏方法有噴吹法、氦罩法、充壓法、吸槍法、探漏盒法、累積檢漏法、背壓法及四極質(zhì)譜檢漏法。各種方法都有其特點及適用條件。

　　在檢漏實踐中,由于我們所遇到的被檢器件的結(jié)構(gòu)、大小、要求等各不相同,如何根據(jù)這些特定的條件選擇檢漏方法,這是檢漏工作人員必須解決的首要問題。因此,了解各種檢漏方法及其特點,熟練地運用它們來滿足被檢器件的檢漏要求,這對于檢漏工作人員來說是十分必要的。另外許多檢漏方法與儀器的一些技術(shù)指標(biāo)密切相關(guān),對此我們應(yīng)有一定的了解。本文主要介紹噴吹法和背壓法檢漏技術(shù)。

　　在氦質(zhì)譜檢漏中,與檢漏方法密切相關(guān)的儀器技術(shù)指標(biāo)主要有以下幾項:

　　①最小可檢漏率:當(dāng)存在本底噪聲時,將儀器調(diào)到“最佳”工作狀態(tài),純示漏氣體通過漏孔時,儀器所能檢出的最小漏率(也就是以前所說的儀器靈敏度) 。最小可檢漏率是氦質(zhì)譜檢漏儀最核心的技術(shù)指標(biāo)。

　　②有效最小可檢漏率:當(dāng)存在本底噪聲時,儀器及外部檢漏系統(tǒng)調(diào)到某一檢漏工作狀態(tài)(可能有分流) ,當(dāng)純示漏氣體通過漏孔時,部分或全部示漏氣體進入檢漏儀,在此情況下所能檢出的最小漏率(也就是以前所說的檢漏靈敏度) 。

　　③反應(yīng)時間:從示漏氣體施加到漏孔進氣端開始,到檢漏儀凈偏轉(zhuǎn)值達到最大漏氣信號的63%所經(jīng)歷的時間。

　　④清除時間:從漏孔進氣端停止施加示漏氣體開始,到檢漏儀凈偏轉(zhuǎn)值下降到最大漏氣信號的37%所經(jīng)歷的時間。

　　在檢漏實踐中,儀器的最小可檢漏率與有效最小可檢漏率應(yīng)小于工件的最大允許漏率,通常選擇高于被檢工件最大允許漏率1～2數(shù)量級。在背壓法檢漏中明確有最小可檢漏率限制;同時還有最大可檢漏率限制。在噴吹法檢漏中,反應(yīng)時間與噴吹時間密切相關(guān),直接影響檢測結(jié)果。在一些具有漏率直讀功能的檢漏儀使用過程中,當(dāng)用戶在調(diào)試檢漏儀時,打開標(biāo)準(zhǔn)漏孔,儀器會有一漏率顯示值,若顯示的漏率數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)漏孔的標(biāo)稱值不符,可以調(diào)整檢漏儀上的某些參數(shù),使其相符,則檢漏儀就具備了所謂的直讀功能。這就帶來一個問題:為了調(diào)整到數(shù)值相同,往往要犧牲檢漏儀的最小可檢漏率,比如一臺檢漏儀的最小可檢漏率在各項參數(shù)調(diào)到最佳狀態(tài)時可達1 ×10- 12 Pa·m3/s,當(dāng)為了調(diào)整儀器的某些參數(shù)使其可以直讀時,其最小可檢漏率可能就增大到1 ×10- 10 Pa ·m3/s了,其靈敏度降低。當(dāng)然,對于漏率指標(biāo)比較大的工件,并不受影響;但當(dāng)工件漏率要求很小時,就可能影響檢漏的進行,遇到這種情況,就應(yīng)將檢漏儀的各項參數(shù)調(diào)到最佳位置,充分發(fā)揮其靈敏度,不要拘泥于檢漏儀還能不能直讀。