四極質(zhì)譜計(jì)檢漏原理及方法與過程
四極質(zhì)譜計(jì)又稱四極濾質(zhì)器，是根據(jù)不同質(zhì)荷比的離子在直流-高頻四極分析場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的穩(wěn)定與否來實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分離的。該儀器包括四極探頭和控制電路兩大部分。四極探頭裝在高真空系統(tǒng)的質(zhì)譜室內(nèi)，它由離子源、四極桿系、電子倍增器等幾部分組成。被測(cè)氣體通過進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)入質(zhì)譜室，在離子源內(nèi)電離為離子。離子被引入到四極場(chǎng)，在四極場(chǎng)的作用下離子按其質(zhì)荷比大小被分離。離子流經(jīng)倍增器放大后以譜的形式輸出。輸出信號(hào)以模擬峰、濃度變化曲線、數(shù)據(jù)表等多種形式顯示。質(zhì)譜計(jì)通常用質(zhì)量范圍、分辨率、最小可檢分壓力、最大工作壓力等幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)來描述。
從原理上講，任何一種分壓力真空計(jì)都可用于檢漏。隨著近年來質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，作為一種分壓力測(cè)量?jī)x器，四極質(zhì)譜計(jì)用于檢漏越來越顯示出其優(yōu)越性。相比一般檢漏儀，四極質(zhì)譜計(jì)具有更高的靈敏度、更大的分辨本領(lǐng)，而且具有體積小、質(zhì)量輕、可選示漏氣體廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以在真空泄漏檢測(cè)領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。
四極質(zhì)譜計(jì)檢漏原理
利用四極質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行檢漏，主要是對(duì)示漏氣體的分壓力進(jìn)行測(cè)量，由此知道漏孔位置及漏率大小。設(shè)一真空容器體積為V，系統(tǒng)對(duì)示漏氣體的抽速為S，漏孔對(duì)示漏氣體的漏率為Q，則示漏氣體在系統(tǒng)中的分壓力
p 的大小可用如下微分平衡方程表示：
代入初始條件：t=0 時(shí)，p=0，對(duì)式（1）進(jìn)行求解可得
式（2）就是示漏氣體分壓力p 隨時(shí)間t 在真空容器中增長(zhǎng)的規(guī)律。利用四極質(zhì)譜計(jì)測(cè)量對(duì)應(yīng)示漏氣體的離子流強(qiáng)度變化，由此即可判斷真空系統(tǒng)漏孔漏率大小。
四極質(zhì)譜計(jì)檢漏的方法和過程
利用四極質(zhì)譜計(jì)對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行檢漏，一般的步驟是先定性后定位，如果需要定量，還需要接入校準(zhǔn)系統(tǒng)。
定性的過程首先是對(duì)真空系統(tǒng)抽至高真空，如有必要，還需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行烘烤、除氣等過程，以降低系統(tǒng)本底影響，提高檢漏靈敏度。然后利用質(zhì)譜計(jì)模擬峰掃描模式對(duì)系統(tǒng)本底進(jìn)行掃描，通過對(duì)掃描得到的離子譜峰類別和高度進(jìn)行分析，可以初步判定系統(tǒng)是否有漏，此即“定性”過程。確定系統(tǒng)存在泄漏以后，可用示漏氣體（一般多選用氦氣）對(duì)懷疑漏點(diǎn)或易于發(fā)生泄漏的位置進(jìn)行噴吹掃描，當(dāng)示漏氣體噴吹到漏孔上以后，示漏氣體通過漏孔進(jìn)入系統(tǒng)，造成其內(nèi)部分壓力增大，通過四極質(zhì)譜計(jì)即可檢測(cè)確認(rèn)泄漏位置，此即“定位”過程。
如果需要進(jìn)一步確認(rèn)系統(tǒng)漏率大小，則需接入標(biāo)準(zhǔn)漏孔對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)以后才可以確定其泄漏值大小，此即“定量”過程。
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