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氦質譜檢漏儀的結構組成

氦質譜檢漏儀——質譜室

不同類型的氦質譜檢漏儀的質譜室結構大同小異，都是由離子源、分析器和收集器三部分組成，它們放在一個抽成高真空的質譜室外殼中。 

1）離子源

離子源的作用是使氣體分子電離，形成一束具有一定能量的離子。它由燈絲（陰極）、離化室及離子加速極組成。

燈絲在真空中通電加熱后發射電子，在離化室與燈絲之間的電場的作用下，電子加速穿過離化室頂部狹縫進入離化室，在離化室中與氣體分子發生多次碰撞后損失能量，然后打到分子電離形成正離子，正離子在離化室與加速極之間的電原U（即離子加速電壓）作用下，相繼穿過離化室正面的矩形狹縫和加速極的矩形狹縫，由于加速電場對離子做的功轉變為離子的動能，便形成具有一定能量的離子束。由于離子是由中性氣體分子失去Z個帶負電荷e的電子而形成的，所以離子電荷為正的Ze。被檢件放入檢漏罐中，再將檢漏罐連接到氦質譜檢漏儀，對檢漏罐抽真空檢漏，被檢件有漏孔存在，通過漏孔壓入（或封入）被檢件的氦氣會泄漏出來進入檢漏罐，被氦質譜檢漏儀定量檢測到。由于各種氣體的離子均受同一電場的加速，當它們的電荷量相等時，它們的能量相等，但由于質荷比不同，故運動速度也就不同。 

2）分析器

分析器作用是使不同質荷比的離子按不同軌跡運動，從而將它們彼此分開，僅使氦離子通過其出口隙縫。分析器由一個外加均勻磁場及一個出口電極組成。磁場方向與離子束入射方向垂直。

3）收集極

收集極是對準出口電極狹縫安裝的，其作用是收集穿過出口電極狹縫的氦離子并通過一個電阻輸入到小電流放大器進行離子流的放大和測量。一般儀器內都附有標準漏孔（大多為薄膜滲氦型），用它來校準儀器的可檢漏率和對儀器輸出指示進行定標。由于氦離子一般只有10-13~10-12A，要使小電流放大器輸入信號電壓足夠大，則輸入電阻必需很大（一般高于1010歐），放大用的靜電計管必須要高度絕緣，所以把高阻及靜電計管放在高真空的質譜室中。

氦質譜檢漏儀——電氣部分

除了主機供電部件和主機控制部件，還有幾組主要電路：

1）離子源電源。為離子源提供加速、聚焦、拒斥電壓。

2）發射電流穩定電路。穩定和調節發射電流。

3）離子流放大器和音響報警器。將離子流進行放大并將輸出信號送入輸出儀表或顯示器和音響報警器。

4）真空測量電路。一般用熱偶計測量低真空，用冷陰極磁控入電真空計測量高真室。

5）燈絲保護電路。當質譜室正常工作壓力被破壞后，立即切斷燈絲供電回路，以保護燈絲。

6）其他電路。不同型號的檢漏儀所具有的功能不盡相同，所以電路也有不少差加，這在各自的說明書中都有說明，這里不同贅述。

氦質譜檢漏儀的檢漏方法

?背壓法

全密封件進行的氣密性檢測時采用背壓法。檢漏前用壓氦罐向被檢件壓入氦氣（由壓力和時間控制壓入的量），然后取出被檢件，吹去表面吸附氦氣；或者先在被檢件前道工藝中向產品內部封入氦氣。被檢件放入檢漏罐中，再將檢漏罐連接到氦質譜檢漏儀，對檢漏罐抽真空檢漏，被檢件有漏孔存在，通過漏孔壓入（或封入）被檢件的氦氣會泄漏出來進入檢漏罐，被氦質譜檢漏儀定量檢測到。（6）如果檢漏地點不固定，需要經常搬運儀器時，就要選擇小型便攜式儀器。用這種方法測得的漏率是總漏率。

氦質譜檢漏儀的應用

氦質譜檢漏儀行業應用氦質譜檢漏儀的應用已從科學院、大專院校、實驗室及少數科研機構走向工礦企業，甚至鄉鎮企業、個體企業，可以說應用領域極其寬廣。

航空航天高科技工業

（1）例如火箭發動機及姿態發動機，過去是打壓刷肥皂水檢漏，現在重新改進工藝用氦質譜檢漏儀檢漏，采用正壓吸槍與氦罩法結合，使檢漏靈敏度大大提高，從而保證了發動機質量。火箭箭體的檢漏采用正壓吸槍、氦罩法、累集法等幾種方法的結合。氦質譜檢漏儀的可檢漏率當儀器處于較佳工作條件下，以一個大氣壓的純氦氣作示漏氣體進行動態檢漏時所能檢出的小的漏孔漏率，稱為儀器小的可檢漏率，用Qmin表示。由于檢漏技術的應用，提高了檢漏靈敏度，彌補了吸入法檢漏時儀器靈敏度低的不足。

（2）KM6空間環模裝置設備龐大，主真空室直徑12m、高22m，另外有輔助真空室和載人艙等。容積3500m3，分系統多，結構復雜，各種接口焊縫相加有幾千米長，采用氦質譜檢漏儀負壓檢漏，每條焊縫由檢漏盒密封，配以鋪助抽氣系統將盒內抽低真空后，充入一定壓力氦氣，關閉預抽閥，開啟檢漏閥。這樣檢出一個漏孔可以使氦信號迅速消失以便繼續進行檢漏，提高了儀器的檢漏效率。由于盒內氦濃度較高，相對檢漏儀又有一定壓力，因此有效提高了檢漏靈敏度。

（3）航天工業中，各類閥門、電子元器件，傳感器等等都在廣泛應用氦質譜檢漏儀及其檢漏技術。