氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理

一、核心原理一句話

二、關(guān)鍵組件與工作流程

1. 真空系統(tǒng)（基礎(chǔ)）

• 由機械泵 + 分子泵 / 擴散泵組成，為質(zhì)譜室提供高真空（10??~10?? Pa） 環(huán)境，保證離子運動不受干擾、氦氣快速傳輸。

• 作用：抽走被檢件與管路內(nèi)空氣，建立氦氣流動通道。

2. 質(zhì)譜室（核心）

• 離子源：燈絲發(fā)射高速電子，轟擊氣體分子使其電離，生成He?（質(zhì)荷比 4） 及其他氣體離子（如 N??、O??）。

• 加速與聚焦：離子在電場作用下加速、聚焦成束，進(jìn)入磁場分析器。

• 磁偏轉(zhuǎn)分析器（核心篩選）：

• 帶電離子在垂直磁場中受洛倫茲力做圓周運動，偏轉(zhuǎn)半徑 R ∝ √(m/e)。

• 儀器磁場 / 加速電壓精確調(diào)諧，僅 m/e=4 的 He? 能通過狹縫到達(dá)收集極，其他離子撞壁被中和。

• 離子收集器（法拉第杯 / 電子倍增器）：捕獲氦離子，轉(zhuǎn)化為微弱離子電流（10?1?~10?12 A）。

3. 電氣與信號系統(tǒng)

• 微弱電流經(jīng)高增益放大器放大，轉(zhuǎn)換為可顯示的漏率信號（Pa?m3/s）。

• 信號強度與氦氣濃度（泄漏量）成正比，實現(xiàn)定量檢測；噴氦 / 吸氦時信號突變，實現(xiàn)漏點定位。

三、兩種主流檢漏模式

• 噴氦法（真空法）：被檢件抽真空并接檢漏儀，外部噴氦；氦氣從漏孔進(jìn)入，儀器檢出信號，適合真空器件檢漏。

• 吸槍法（正壓法）：被檢件充入氦氣，用吸槍在外部掃描；氦氣從漏孔逸出被吸入，適合壓力容器、密封件檢漏。

四、為什么選氦氣？

• 分子小、易穿透：易通過微小漏孔，擴散快。

• 背景極低：空氣中氦含量僅約 5 ppm，干擾小。

• 惰性安全：不腐蝕、不燃燒、無毒。

• 響應(yīng)：m/e=4 無其他氣體干擾，檢測精準(zhǔn)。

五、性能特點

• 超高靈敏度：最小可檢漏率達(dá) 5×10?13 Pa·m3/s（每秒幾個氦原子）。

• 響應(yīng)快：通常＜2 秒。

• 定位 + 定量：既可找漏點，又能測漏率。