氦有几种表示方法
利用氦质谱检漏仪进行检漏的方法很多,而检漏中所遇到的被检件的结构、大小、要求也是各式各样的,因此应根据这些特定的条件选择合适的检漏方法。
一、喷吹法
检漏系统如图所示。图中的辅助泵是用来对被检容器进行预抽并当被检容器存在大漏时用来维持检漏仪的工作压力的。检漏时,先用辅助泵将被检容器抽到低真空,然后再关闭辅助阀,找开检漏阀,将被检容器与事先已抽至极限真空的检漏仪的质谱室连通,并用质谱检漏仪对被检容器进行抽气。当质谱室达到工作压力时,使仪器处于检漏工作状态。用仪器所附的喷枪在被检容器可疑漏气部位喷吹氦气,如果有漏,氦气通过漏孔进入被检容器内部并迅速进入检漏仪,由输出仪表指示出来。输出仪表读数变化的大小可以确定漏孔的漏率大小,由喷枪喷吹的位置可以确定漏孔的位置。由于氦气比空气轻,喷吹检漏时,应该由上往下检。
1-检漏仪;2-辅助阀;3-辅助泵;
4-被检容器;5-喷枪;6-氦气瓶
当被检容器存在大漏时,单用检漏仪来抽被检容器,真空度抽不上去,质谱室不能工作。此时可打开辅助阀,用辅助泵帮助抽气,以维持质谱室的正常工作压力。由于辅助泵的分流作用,使检漏灵敏度降低,因此辅助阀的打开程度要尽量小。
喷吹时间t与氦分压最大值QHe/SHe的关系如下(式中τ为反应时间):
t=τ, pHe=63%QHe/SHe
t=2τ, pHe=87%QHe/SHe
t=2.3τ, pHe=90%QHe/SHe
t=3τ, pHe=95%QHe/SHe
t=5τ, pHe=99.3%QHe/SHe
t=∞, pHe=100%QHe/SHe
由此可知,喷吹时间t由0增加至3τ对提高质谱室的氦分压的效果显著;当t增加到3τ以上时效果就不大了,充其量提高5%,而此时检漏效率就大大降低。因此,选择喷吹时间t为3倍反应时间比较合适。
喷吹法的最大优点是可以准确地找到漏孔位置。然而,由于其有效最小可检漏率与喷吹时间有关,喷光伏时间越长,有效量可检漏率越小,但检漏的效率却大大降低。此外,喷出的氦气立即向周围环境中扩散,使漏孔处的氦分压力分数降低,检漏灵敏度降底,漏率的测量误差较大。因此,喷吹法一般不做为定量检漏手段。
二、氦罩法
从上面的分析可知,提高喷吹法检漏的灵敏度有两条途径,其一是提高漏孔处氦分压力分数γHe,即使γHe趋向于1;其是增加喷吹时间t。然而,喷吹时间t和检漏效率是一对矛盾,t的大大增加,意味着检漏效率的降低。如果检漏时用氦罩将被检件待检部位全部罩起来,氦罩内充以氦气,这就是氦罩法。它相当于使用无数个喷嘴在无数个可疑部位同时喷吹氦气,这无疑地将大大加快检漏速度。同时,由于施氦时间可以任意延长,氦罩内的氦分压力分数比可以提高,其有效最小可检漏率也就减小了,提高了检漏灵敏度,漏率测量精度也就提高了。
1-检漏仪;2-辅助阀;3-被检容器;
4-氦罩; 5-氦气瓶;6-辅助泵
氦罩法检漏系统如图所示。检漏时,用辅助泵把被检容器抽空后,打开仪器的检漏阀,使被检容器与质谱检漏仪的质谱室连通。关小辅助阀,当仪器达到工作压力后,使仪器处于检漏工作状态。用一个氦气罩(金属罩或塑料薄膜罩)把被检容器的待检部位包起来(对体积小的的被检件就用氦罩将它全都包起来),然后用泵将罩中抽空,再充入纯氦气,使γHe趋于1。此时仪器输出指示如果增大,便表示被氦罩罩住的部位存在漏气。仪器所指示的漏率即为被氦罩罩住部位的总漏率。这种方法的优点是灵敏度高、速度快,适于总检(总漏率测量)。其缺点是只能测出所罩部位的总漏率,不能确定漏孔的位置。因此,在检大容器或结构复杂的容器时,一般用氦罩法来测定被检件的总漏率。若总漏率超出允许范围,可将容器分成几个部分,用局部氦罩法对各个部位进行检漏,进而确定漏孔的大致区域,并逐步缩小怀疑范围,最后用喷吹法找出漏孔的确切位置来。