1. 氦质谱负压检测是什么
转载:《分析测试网络网》氦质谱检漏仪原理
一、为什么要检漏
泄漏和密封相对应
很多情况下,我们需要密封住一定的空间,防止气体或液体在压力的作用下,流进或流出这个空间。如真空设备(真空镀膜机,液晶注入机,PVD,半导体外延等等),需要在真空条件下工作,要求在工作时,空气不能漏进工作腔体,否则生产不能进行,或者产生次品,浪费人力物力。另外装液体或气体的容器(液压气瓶,氧气瓶,空调冰箱中的雪种容器等等),要求在容器内外存在压差的情况下,不能有气体或液体漏出。如果有漏,后果严重,一般会造成有效物资的浪费,如有毒物资、腐蚀性气体漏出,甚至会酿成事故。
这些对密封性有要求的产品或设备,在投入使用前,就要先进行检漏,使用中也要定期进行检漏检查。
二、泄漏程度的量化
可简单理解为:单位时间内,单位体积容器,压强的变化。下面举两个例子,可以对漏率的大小有个直观的认识。
例一、自行车胎有 4L 的容积,30 天内胎压从 3 bar 降到 2 bar,则漏率可量化为:
这种程度的泄漏是很严重的,这个漏率是很高的,用我们常用的检漏方式就能检测到漏点:将车胎放入水中,有气泡出来的地方就是漏点。
例二、冰箱 1 年内,雪种泄漏了10 克(分子量 102 g/mol),大约是 2.24 bar·l, 则漏率可量化为:
这种程度的泄漏对冰箱来说,是很严重的,但这样程度的漏率用普通方法根本无法检出。这时就需要用到检漏仪或质谱仪来检查了。下面的内容是检漏仪的相关介绍。
三、检漏仪检漏的原理
有两种方式可以检测出泄漏:
1. 示踪气体 A 放在容器里面,处于正压,然后用仪器去检测,容器外围是否有气体 A,如果容器外有气体 A,则容器有漏。用这种方式能检测出漏点,并能大概判断泄漏的程度。这种检漏方式叫 Sniffer 检漏或正压检漏。
2. 示踪气体 A 喷在容器外面,用仪器去检测容器里面是否有气体 A。这种方式能检测出漏点,并能测知漏率。这种检漏方式叫真空检漏。
如何选择检漏方式,与检测对象的工作环境有很大关系,尽量做到与检测对象的工作状态一致。如检测对象工作时内部处于正压,则用正压模式,如检测对象工作时内部处于负压,则用真空模式。
四、示踪气体的选择
对示踪气体的要求:
1. 无害,不能对人体或环境造成伤害
2. 质量轻,惰性气体, 能穿透微小细缝.
3. 化学性质稳定,不会起化学反应或易燃易爆
4. 最好是只有在空气中含量尽可能少的气体,才能满足检漏灵敏度方面的要求
一般检漏都用氦气(He)作为示踪气体,也有用氢气(H2)作为示踪气体的。
Table 1 空气中主要气体的属性
Mean Velocity (m/s)
Partial Pressure (mbar)
Mean Free Paths (m.Pa)
H2
1762
1.15 X 10-3
11.5 X 10-3
He
1246
5.23 X 10-3
17.5 X 10-3
H2O
587
12
-
N2
471
781.8
5.9 X 10-3
Ar
394
9.34
6.4 X 10-3
CO2
376
3.3 X 10-1
4 X 10-3
O2
-
209.7
-
Ne
-
1.82 X 10-2
12.7 X 10-3
Xe
-
8.7 X 10-5
3.6 X 10-3
Air
463
1013
-
从上表中可以看到,氢和氦都是比较理想的示踪气体:空气中的含量少,质量轻, 运动速度快,同等条件下,直线运动距离长。实际使用中,也相对比较容易获取,可以大量使用。但氢气在使用中有一定的安全问题,所以实际大部分检漏使用的是氦气。五、检漏仪的构造
氦质谱检漏仪实际上可以说是一个检氦仪,通过检测氦气的含量来确定是否有泄漏。而对氦的检测则使用的是质谱仪,是只检测氦的专用质谱仪,这种质谱仪将其它质量数的气体都屏蔽掉了。质谱示意图如下图:
质谱仪要想正常工作,需要真空环境。至少要在 10-3 mbar 以下,空气的流动才体现为分子流,质谱仪才能稳定正常工作。所以检漏仪中还有一套高真空系统。
氦质谱检漏仪的真空系统图
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2. 氦检箱内温度与工件捡漏泄漏有关系没
氦质谱检漏法是利用氦质谱检漏仪的氦分压力测量原理,实现被检件的氦泄漏量测量。当被检件密封面上存在漏孔时,示漏气体氦气及其它成分的气体均会从漏孔泄出,泄漏出来的气体进入氦质谱检漏仪后,由于氦质谱检漏仪的选择性识别能力,仅给出气体中的氦气分压力信号值。在获得氦气信号值的基础上,通过标准漏孔比对的方法就可以获得漏孔对氦泄漏量。
根据检漏过程中的示漏气体存贮位置与被检件的关系不同,可以将氦质谱检漏法分为真空法、正压法、真空压力法和背压法,以下总结了这四种氦质谱检漏法的检测原理、优缺点及检测的标准。
真空法氦质谱检漏
采用真空法检漏时,需要利用辅助真空泵或检漏仪对被检产品内部密封室抽真空,采用氦罩或喷吹的方法在被检产品外表面施氦气,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通过漏孔进入被检产品内部,再进入氦质谱检漏仪,从而实现被检产品泄漏量测量。按照施漏气体方法的不同,又可以将真空法分为真空喷吹法和真空氦罩法。其中真空喷吹法采用喷枪的方式向被检产品外表面喷吹氦气,可以实现漏孔的精确定位;
真空氦罩法采用有一定密闭功能的氦罩将被检产品全部罩起来,在罩内充满一定浓度的氦气,可以实现被检产品总漏率的测量。
真空法的优点是检测灵敏度高,可以精确定位,能实现大容器或复杂结构产品的检漏。
真空法的缺点是只能实现一个大气压差的漏率检测,不能准确反映带压被检产品的真实泄漏状态。
真空法的检测主要应用于真空密封性能要求,但不带压工作的产品,如空间活动部件、液氢槽车、环境模拟设备等。
正压法氦质谱检漏
采用正压法检漏时,需对被检产品内部密封室充入高于一个大气压力的氦气,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通孔漏孔进入被检外表面的周围大气环境中,再采用吸枪的方式检测被检产品周围大气环境中的氦气浓度增量,从而实现被检产品泄漏测量。按照收集氦气方式的不同,又可以将正压法分为正压吸枪法和正压累积法。其中正压吸枪法采用检漏仪吸枪对被检产品外表面进行扫描探查,可以实现漏孔的精确定位;
正压累积法采用有一定密闭功能的氦罩将被检产品全部罩起来,采用检漏仪吸枪测量一定时间段前后的氦罩内氦气浓度变化量,实现被检产品总漏率的精确测量。
正压法的优点是不需要辅助的真空系统,可以精确定位,实现任何工作压力下的检测。
正压法的缺点是检测灵敏度较低,检测结果不确定度大,受测量环境条件影响大。
正压法主要应用于大容积高压密闭容器产品的检漏,如高压氦气瓶、舱门检漏仪等。
3. 氦质谱检漏仪单位是什么
氦质谱检漏仪单位是kg。
氦质谱检漏仪、为气体工业名词术语,用氦气或者氢气作示漏气体,以气体分析仪检测氦气而进行检漏的质谱仪。氦气的本底噪声低,分子量及粘滞系数小,因而易通过漏孔并易扩散;另外,氦系惰性气体,不腐蚀设备,故常用氦作示漏气体。
氦质谱检漏仪工作原理
氦质谱检漏技术是真空检漏领域里不可缺少的一种技术,由于检漏效率高,简便易操作,仪器反应灵敏,精度高,不易受其他气体的干扰,在电阻炉检漏中得到了广泛应用。氦质谱检漏仪是根据质谱学原理,用氦气作示漏气体制成的气密性检测仪器。
由离子源、分析器、收集器、冷阴极电离规组成的质谱室和抽气系统及电气部分等组成。质谱室里的灯丝发射出来的电子,在室内来回地振荡,并与室内气体和经漏孔进人室内的氦气相互碰撞使其电离成正离子,这些氦离子在加速电场作用下进人磁场。
由于洛伦兹力作用产生偏转,形成圆弧形轨道,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。喷氦法、吸氦法是氦质谱检漏仪在电阻炉检漏中最常用的两种方法。
4. 氦检机设备操作原理
主要有离子源、分析器、收集放大器、冷阴极电离真空计组成.
离子源是气体电离,形成一束具有特定能量的离子.
分析器是一个均匀的磁场空间,不同离子的质荷比不同;在磁场中就会按照不同轨道半径运动而进行分离,再设计时只让氦离子飞出分析器的缝隙;打在收集器上.
收集放大器收集氦离子流并出入到电流放大器.通过测量离子流就可知漏率.
冷阴极电离真空计指示质谱室的压力保护装置.
5. 你认为氦检漏的工作原理是什么
真空箱氦检漏,根据氦检漏的基本检漏原理,用氦气作为示踪气体,在真空箱内将氦气充入工件,然后通过氦检漏仪能高精度、迅速准确的判断工件的泄露情况。
操作者把工件放在真空箱内,将工件接口与真空箱内的快速接头进行连接,在真空箱门关闭后,系统能全自动的完成大漏检测、工件强度检测、抽空、充氦、检漏、回收整个过程,生产节拍快,检漏精度高。
工艺流程编辑
A1:安装工件-----关真空箱门-----真空箱抽真空,同时工件内充高压氮气-----大漏及强度检测;
B1:若A1检测不通过,则系统报警,大漏工件序号显示-----检测程序中止;
B2:若A1检测通过,放掉氮气------对工件抽真空------真空箱内的氦气本底抑零-----工件内充入氦气-------真空模式,微漏检测;
C1:若B2检测不通过,则系统报警-----循环检,小漏工件序号显示------检测程序中止;
C2:若B2检测通过,真空箱内充入大气,同时工件内氦气回收-------真空箱开门,检测完成。
系统特征及优点编辑
1、高压氮气强度检测真空箱内进行,保护操作者安全
2、真空箱内氦气本底抑零,保证了检漏的准确性、高精度。
3、检漏仪的自动校准功能以及自动校准程序,可随时校准检漏仪的灵敏度、准确度。
4、特殊设计的检测程序判断出具体的有漏工件,并通过灯光和液晶操作屏显示出来。
5、专利技术的密封接头,减少误判。
6、电气控制系统的连锁保护及声光报警功能,确保了系统的操作安全及可靠运行。
7、PLC控制,使系统运行清晰明了,实现了实时监测及控制。
6. 氦气检漏仪的工作原理
主要有离子源、分析器、收集放大器、冷阴极电离真空计组成.
离子源是气体电离,形成一束具有特定能量的离子.
分析器是一个均匀的磁场空间,不同离子的质荷比不同;在磁场中就会按照不同轨道半径运动而进行分离,再设计时只让氦离子飞出分析器的缝隙;打在收集器上.
收集放大器收集氦离子流并出入到电流放大器.通过测量离子流就可知漏率.
冷阴极电离真空计指示质谱室的压力保护装置.
希望我的回答对你有所帮助.详聊QQ929220156
7. 高纯气体氦气检漏操作步骤
真空法还是吸枪法?
真空法就是把容器内部抽真空,然后连接点喷氦气
吸枪法就是容器内部充氦气,然后用吸枪再吸
8. 双管板换热器怎么做氦检
双管板换热器氦气检漏试验的方法:首先把封装好的双管板换热器放入充满氦气的容器中,并加压,让氦气通过小洞而进入管壳中;然后取出,并用压缩空气吹去管壳表面的残留氦气;接着采用质谱仪来检测管壳外表所漏出的氦气。
【氦气检漏】就是采用氦气来检查元器件封装管壳上的小漏洞。因为氦原子的尺寸很小,容易穿过小洞而进入到管壳内部,所以这种检测方法能够检测出尺寸很小的小洞(即能够检测出漏气速率约为10−11~10−12cm3/sec的小洞),灵敏度可与放射性检漏方法匹敌,但要比放射性检漏方法简便。