四極質(zhì)譜計(jì)泄漏檢測(cè)具體應(yīng)用
1、火箭共底泄漏檢測(cè)
在火箭燃料加注過(guò)程中，為了保證人員及火箭安全，必須對(duì)共底氫、氧濃度及其泄漏進(jìn)行實(shí)時(shí)有效檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，否則一旦出現(xiàn)泄漏，可能會(huì)造成氫、氧混合而引發(fā)爆炸事故。利用抽空管道及質(zhì)譜進(jìn)樣分析技術(shù)，結(jié)合四極質(zhì)譜計(jì)對(duì)分壓力測(cè)量功能即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中，采用四極質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行氫濃度測(cè)量。壓電晶體閥將共底氣體引入真空室，質(zhì)譜計(jì)按氣體分子不同的質(zhì)荷比進(jìn)行分離，以質(zhì)譜形式傳遞給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)掃描電壓確定氣體成分，根據(jù)譜峰強(qiáng)度計(jì)算氣體濃度。由此判斷火箭共底是否存在泄漏并判定漏率大小，以確保火箭、衛(wèi)星及人員等的安全。
2、衛(wèi)星推進(jìn)劑泄漏檢測(cè)
目前衛(wèi)星常用的推進(jìn)劑燃料主要有單組元無(wú)水肼（N2H4）和雙組元推進(jìn)劑甲基肼（MMH）、四氧化二氮（MON-1）。這些物質(zhì)都屬于對(duì)人體有害的劇毒物質(zhì)，需要對(duì)其泄漏進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。在衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)燃料加注中及發(fā)射前衛(wèi)星在技術(shù)陣地和發(fā)射陣地的停放期間內(nèi)，必須對(duì)衛(wèi)星內(nèi)部和衛(wèi)星周圍環(huán)境進(jìn)行推進(jìn)劑危險(xiǎn)氣體濃度檢測(cè)。通過(guò)對(duì)空氣中微量的推進(jìn)劑濃度測(cè)量，確定推進(jìn)劑是否泄漏、泄漏位置及泄漏程度，當(dāng)推進(jìn)劑氣體濃度達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，能及時(shí)準(zhǔn)確報(bào)警。
推進(jìn)劑泄漏檢測(cè)和監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的技術(shù)，其特殊要求如下：
（1）檢測(cè)對(duì)象復(fù)雜，多成分同時(shí)檢測(cè)。要求監(jiān)測(cè)儀器具有較高的鑒別能力，進(jìn)行多組分同時(shí)檢測(cè)時(shí)，互不干擾，防止由于環(huán)境干擾而產(chǎn)生誤報(bào)。
（2）快速的響應(yīng)時(shí)間。要求檢測(cè)儀器能對(duì)泄漏的發(fā)生快速響應(yīng)，及時(shí)預(yù)警并采取預(yù)防措施，防止事故的擴(kuò)大。
（3）靈敏度高，濃度范圍寬。要求儀器對(duì)微量泄漏也能及時(shí)有效地進(jìn)行檢測(cè)，靈敏度要高，同時(shí)應(yīng)能滿足各個(gè)濃度范圍的檢測(cè)能力。
（4）穩(wěn)定可靠，適應(yīng)于衛(wèi)星發(fā)射環(huán)境和特殊要求。要求儀器滿足衛(wèi)星技術(shù)陣地和發(fā)射陣地的環(huán)境要求，工作穩(wěn)定可靠。
針對(duì)上述特殊要求并和其他檢測(cè)方法進(jìn)行比較，普遍認(rèn)為采用四極質(zhì)譜計(jì)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)是一種理想的檢測(cè)方法。該方法具有靈敏度高、鑒別能力強(qiáng)、快速響應(yīng)、多組分同時(shí)檢測(cè)等特點(diǎn)，特別適合于大型航天器多種推進(jìn)劑同時(shí)存在的環(huán)境中危險(xiǎn)氣體的檢測(cè)。
3、星用鎳-氫蓄電池氫工質(zhì)漏率檢測(cè)
Ni-H2 蓄電池是衛(wèi)星、飛船等航天器上重要的能源部件，其結(jié)構(gòu)為全密封金屬罐體結(jié)構(gòu)。罐內(nèi)裝有工作介質(zhì)氫氣。當(dāng)電池滿電荷工作時(shí)，電池內(nèi)氫壓力可高達(dá)4.8 MPa。因此電池罐內(nèi)氫氣如果以一定的漏率向外泄漏，造成的影響一方面是減少電池的使用壽命，另一方面是氫氣的泄漏有可能引起燃燒或爆炸。為了確保航天器的質(zhì)量，提高壽命和安全，必須對(duì)Ni-H2 蓄電池氫工質(zhì)漏率進(jìn)行檢測(cè)。
星用Ni-H2 蓄電池氫工質(zhì)漏率檢測(cè)的難點(diǎn)在于泄漏工質(zhì)為氫氣，而且其漏率指標(biāo)為1×10-7 Pa·m3/s，采用一般的磁偏轉(zhuǎn)檢漏儀難以滿足檢漏的要求，必須采取其他方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。利用四極質(zhì)譜計(jì)多離子流模式對(duì)氫離子流進(jìn)行檢測(cè)，并和標(biāo)準(zhǔn)漏孔加以比對(duì)，即可計(jì)算得到Ni-H2 蓄電池氫工質(zhì)泄漏數(shù)據(jù)。這已在實(shí)際檢測(cè)中取得了良好的效果。
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