氦質(zhì)譜檢漏儀是用氦氣為示漏氣體的專門用于檢漏的儀器,它具有性能穩(wěn)定、靈敏度高的特點(diǎn),是真空檢漏技術(shù)中靈敏度最高,用得最普遍的檢漏儀器。

       氦質(zhì)譜檢漏儀是磁偏轉(zhuǎn)型的質(zhì)譜分析計(jì)。單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型儀器靈敏度為10E-9～10E-12Pam³/s,廣泛地用于各種真空系統(tǒng)及零部件的檢漏。雙級(jí)串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)型儀器與單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型儀器相比較,本底噪聲顯著減小,其靈敏度可達(dá)10E-14～10E-15Pam³/s,適用于超高真空系統(tǒng)、零部件及元器件的檢漏。逆流氦質(zhì)譜檢漏儀改變了常規(guī)型儀器的結(jié)構(gòu)布局, 被檢件置于檢漏儀主抽泵的前級(jí)部位,因此具有可在高壓力下檢漏、不用液氮及質(zhì)譜室污染小等特點(diǎn),適用于大漏率、真空衛(wèi)生較差的真空系統(tǒng)的檢漏,其靈敏度可達(dá)10E-12Pam³/s。

單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理與結(jié)構(gòu)

      氦質(zhì)譜檢漏儀由離子源、分析器、收集器、冷陰極電離規(guī)組成的質(zhì)譜室和抽氣系統(tǒng)及電氣部分等組成�，F(xiàn)以HZJ21型儀器為例,介紹單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜檢漏儀,其結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

11 節(jié)流閥　21 捕集器　31 高壓整流器和發(fā)射電流穩(wěn)定器 41 低頻發(fā)生器　51 操縱板　61 帶音響的交流放大器　71輸出儀表　81 質(zhì)譜室　91 機(jī)械泵　101 擴(kuò)散泵　111 風(fēng)扇

圖2　HZJ21型氦質(zhì)譜檢漏儀結(jié)構(gòu)框圖

       在質(zhì)譜室內(nèi)有:由燈絲、離化室、離子加速極組成離子源;由外加均勻磁場(chǎng)、擋板及出口縫隙組成分析器;由抑制柵、收集極及高阻組成收集器; 第一級(jí)放大靜電計(jì)管和冷陰極電離規(guī)。質(zhì)譜室的工作原理如圖3所示。

N 1 離化室　S11 加速極　S21 出口縫隙　D1 收集器　B1 均勻磁場(chǎng)　(me^-1) 2 氦離子束　(me^-1) 1、(me^-1) 3 其它離子束

圖3　工作原理圖

      在離化室N內(nèi),氣體電離成正離子,在電場(chǎng)作用下離子聚焦成束,并在加速電壓作用下以一定的速度經(jīng)過(guò)加速極S1的縫隙進(jìn)入分析器。在均勻磁場(chǎng)的作用下,具有一定速度的離子將按圓形軌跡運(yùn)動(dòng),其偏轉(zhuǎn)半徑可按下式算:

式中　R ——離子束偏轉(zhuǎn)半徑m

 　      B ——均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度T

     　 U ——加速電壓V

          me^-1——離子的質(zhì)荷比kg/c

       可見(jiàn),當(dāng)B和U為定值時(shí),不同質(zhì)荷比me^-1的離子束的偏轉(zhuǎn)半徑R不同。儀器的B和R是固定的,調(diào)節(jié)加速電壓U使氦離子束[圖中(me^-1)2]恰好通過(guò)出口縫隙S2,到達(dá)收集器D,形成離子流并由放大器放大,使其由輸出表和音響指示反映出來(lái); 而不同于氦質(zhì)荷比的離了束[(me^-1)1(me^-1)3]因其偏轉(zhuǎn)半徑與儀器的R值不同無(wú)法通過(guò)出口縫隙S2,所以被分離出來(lái)。(me^-1)2=4, 即He+的質(zhì)荷比, 除He+之外,C7很少,可忽略。