氦气检漏仪

氦气检漏仪是氦质谱检漏仪((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗称，运用质谱原理制成的仪器称为质谱计或质谱仪。质谱仪通过其核心部件质谱室，使不同质量的气体变成离子并在某种场中运动后，不同质荷比的离子在场中彼此分开，而相同质荷比的离子在场中汇聚在一起，如果在适当位置安置接收1器接收所有这些离子，就会得到按照质荷比大小依次分开排列的质谱图，这就是质谱。环境温度较好控制在23℃附近，因为标准漏孔的出厂标称漏率对应的环境温度一般为23℃。

用于检漏的质谱仪称为质谱检漏仪。测量气体分压力的所有质谱计，如四极质谱计、射频质谱计、飞行时间质谱计、回旋质谱计等都可以用于检漏。

专门设计的以氦气作示踪气体进行检漏的质谱仪称为氦质谱检漏仪。这种仪器除灵敏度高外，还具有适应范围广、定位定量准确、无毒、安全、反应速度快等优点。氦质谱检漏仪中用得较多的是90°和180°的磁偏转型质谱仪。

众所周知，当一个带电质点（正离子）以速度v进入均匀磁场的分析器中，如果速度v的方向和磁场H的方向相垂直，则它的运动轨迹为圆，如图1所示。当磁场的磁通密度一定时，不同质荷比（m/e）的离子在磁场中都有相应的运输半径，也就是都有相应的圆轨迹，这样，不同质荷比的带电粒子在磁场分析器中运动后就会彼此分开。如果在离大运动的路径中安置一块档板将其他离子档掉，而在对应的氦离子运动半径位置的档板上开一狭缝，狭缝后安置离子接收极，这样的只有氦离子才能通过狭缝而被接收极接收形成氦离子流，并经放大器放大后由测量仪表指示出来。检漏时，如果用氦气喷吹漏孔，氦气便通过漏孔进入检漏仪的质谱室中，使检漏仪的测量仪表立即灵敏地反应出来，达到了检漏的目的。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。

氦质谱检漏常见问题

氦质谱检漏仪是现在比较常用的检测仪器，那么在使用过程中我们又遇到哪些问题呢？今天科仪创新的小编就和大家来一起总结一下！

一、为什么用氦气作为示踪气体？其他气体可以吗？（1）在空气中含量低(只有5 ppm)，环境本底低

（2）惰性气体不易1燃，不易1爆对环境没有污染，不与其他物质反应，可以混合到任意浓度

（3）无毒，可以用在食品工业

（4）在质谱仪谱图中易于与其他物质区分

（5）比空气轻，运动速度快

（6）气体分子很小，可以穿过微小的泄漏孔

（7）其它气体也可以

二、喷氦检漏的注意事项。

（1）被测系统应尽量清洁，干燥，无油

（2）如果测量条件发生变化（温度），需要重新对检漏仪做内部较准

（3）氦气比空气轻，喷氦法检漏应注意方向

（4）尽量不要使用密封脂（油脂会大量吸附氦气）

（5）不要向环境释放大量氦气

（6）真实的漏率信号应当是快速上升的信号，相对缓慢下降的信号

三、漏率（leak rate）

在已知漏泄处两侧压差的情况下，单位时间内流过漏泄处的给定温度的干燥气体量。

注：采用国际单位制时，漏率单位为：Pa?m3/s。

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真空箱氦检漏及回收系统在汽车空调的应用一

水检和氦检两种检漏方法的分析

目前，水检和氦检两种检漏方法国内汽车空调两器检漏主要的方法，下面将分析两种检漏方法的优缺点。

1.1 传统水泡法检测分析

水泡检漏法，属于检测精度要求不高的粗检漏，就是将被检工件充入一定压力的干燥压缩空气或者是氮气，然后放入水中，观察是否有气泡从被检工件中跑出来，如果有，则说明漏，而且指出什么位置泄漏，一般只确定被检件是漏还是不漏，而不需定量。但并不是说气泡检漏就不能定量。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。在某些情况下，气泡检漏也可以定量。检出气泡的漏率与气泡直径、气泡形成速率、充气的种类有关。

因此，对于空调两器检漏来说，采用水检方法，灵敏度较低。受人为因素影响，漏判误判率会明显增加。另外，工件水检后，外表面有水，需烘干处理，耗电多，耗费劳动力也多。但水检法也有优点，就是操作简单直观，而且能够查找漏点位置。

1.2 氦质谱检漏方法分析

氦质谱检漏是以氦作探索气体，对各种需密封的容器的漏隙进行快速定位和定量检测的理想方法。

氦质谱检漏法有优点在于：氦是惰性气体，对大气无污染，使用安全；氦原子质量小，黏度小，易渗透过可能存在的漏隙。氦气在大气中含量小（5ppm），不易受干扰。氦质谱检漏仪检测灵敏度高，速度快，适用范围广。

目前国内生产氦质谱检漏仪较小可检漏率可达到5.0×10-13 Pa·m3/s。目前，国内外比较流行的针对空调两器检漏方法，多采用真空箱法。

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氦质谱检漏仪故障与处理

(1)内部的密封结构

当检漏仪内部存在泄漏时，会对检漏工作造成较大干扰，容易造成误检、误判。 检漏仪内部主要的密封部位在检漏仪的后侧(见图2)，位于隔热板的上方：①检漏仪测试口与阀门组块的连接部位，密封方式采用胶灌密封，检漏仪在运输过程中如遇到强烈震动，此处容易造成密封胶开裂。②各电磁阀与阀门组件间的连接部位。离子检测器的作用是手机质量分析器所选定的氦离子流并加以放大，再通过比对运算，得出泄漏率真空系统的作用是获取质谱过程所需的真空，同时完成被检件的抽空和氦气的引入。密封方式采用氟橡胶圈或金属垫片密封，橡胶圈的密封寿命有限，使用5 年以上时，有可能会存在密封失效的问题。③各零部件接口处的密封部位。如放大器与质谱室、离子源与质谱室、分子泵与质谱室、标准漏孔与阀门组件、真空计与阀门组件等接口间的金属垫片密封或橡胶圈密封。

(2)定位方法

采用喷吹法对各密封部位的气密性进行检测，因检漏仪内部结构紧凑，各密封结构间的距离很近，检测时定位难度较大。经摸索，在检测时采用以下技巧，可提高定位的能力：①查漏前，先将分子泵风扇的电源断开，避免风扇将氦源吹散至各个密封环节，造成定位不准确。离子源的作用是将原子电离成带电离子并聚焦成束，以一定能量注入质分析器，目前常用的电子轰击型离子源有尼尔型和震荡型两种形式。②喷吹时，要严格控制氦源的流量，尽量采用喷枪咀流量小的喷枪，提高定位的能力。③仪器的反应时间小于1 s，所以在一个部位喷吹的时间约3 s，再等待约3 s 后观测信号有无变化。

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