基于氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)和原理，設(shè)計(jì)了適用于電真空器件氣密性檢測(cè)的檢漏平臺(tái)。電真空器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測(cè)量精度要求決定了氦罩法和噴吹法是電真空器件氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)中最常用方法，氦罩法測(cè)定總漏率，總漏率超出允許值后用噴吹法對(duì)漏孔準(zhǔn)確定位。雙回路復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜串聯(lián)漏孔的定位，表明了氦質(zhì)譜噴吹法在電真空器件檢漏中的影響因素必須遵循的噴吹檢漏原則。同時(shí)，溫度、臨時(shí)密封材料和設(shè)備材料吸附等因素會(huì)帶來(lái)一定的測(cè)量誤差。

　　真空氣密性是影響微波管性能及壽命的主要因素之一，因此真空檢漏是真空電子器件制作工藝中可靠性保障的重要工序。電真空器件的特點(diǎn)和漏率值要求決定了其氣密性檢測(cè)主要采用氦質(zhì)譜檢漏方法。氦質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)以其漏點(diǎn)漏率可量化、靈敏度高、速度快、使用安全、適用范圍廣等特點(diǎn)，在航空、航天、汽車和電真空行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。與其他諸多傳統(tǒng)檢漏方法相比，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.mp99x.cn/)認(rèn)為氦質(zhì)譜檢漏具有不可比擬的技術(shù)優(yōu)越性。氦罩法和噴吹法是電真空器件氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)中最常用的兩種方法。氦罩法是對(duì)總漏率進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)總漏率超出允許值后用噴吹法進(jìn)行漏孔的準(zhǔn)確定位。目前，鮮有文獻(xiàn)對(duì)電真空器件氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)地研究。

　　因此，本文根據(jù)電真空器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測(cè)量精度，設(shè)計(jì)了與氦質(zhì)譜檢漏儀匹配的檢漏平臺(tái)，并以雙回路復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜串聯(lián)漏孔的定位為例總結(jié)了氦質(zhì)譜噴吹法在電真空器件檢漏中的影響因素以及必須遵循的噴吹檢漏原則，同時(shí)論述了溫度、臨時(shí)密封材料(酒精、真空封泥、橡膠件)和設(shè)備材料吸附等因素會(huì)帶來(lái)的測(cè)量誤差。

1、氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)和工作原理

　　所用氦質(zhì)譜檢漏儀為：法國(guó)阿爾卡特ASM192T2氦質(zhì)譜檢漏儀，主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)組件和電氣部分組成，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)漏孔，可以在任何時(shí)候?qū)�儀器進(jìn)行校正，其氣路工作圖如圖1 所示。

　　1.檢漏口；2.檢漏口放氣閥；3.放氣口網(wǎng)子；4.粗抽閥；5.粗抽泵放氣閥；6.粗抽泵(RVP2021)；6'.第二個(gè)粗抽泵(RVP2021)；7.分子泵口排氣閥；8.復(fù)合分子泵(TM5154)；9.吸槍檢測(cè)閥；10.吸槍接口；11.質(zhì)譜室；12.細(xì)檢閥；13.檢漏口真空計(jì)(PI3C)；14.校準(zhǔn)模式；15.入氣真空規(guī)(PI1)；16.粗抽拖動(dòng)分子泵(ATP100)

圖1 檢漏儀氣路工作圖

　　此檢漏儀是180°磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜分析計(jì)，其原理是根據(jù)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子具有不同的偏轉(zhuǎn)半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)不同種類離子的分離。檢漏時(shí)先打開(kāi)粗抽泵放氣閥5，粗抽泵6 和6′對(duì)檢漏接口抽真空，當(dāng)入氣口的壓力到達(dá)30~600 Pa時(shí)，分子泵排氣閥7 打開(kāi)，分子泵8 對(duì)質(zhì)普室抽真空，真空度進(jìn)一步提高，當(dāng)入氣口壓力位于2 ~30 Pa時(shí)，粗抽閥4 打開(kāi)，粗抽拖動(dòng)式分子泵16 工作，粗抽泵放氣閥5 關(guān)閉。若真空度不再提高，則為大漏模式，測(cè)量范圍為1×10^-2~1×10^-9 Pa·m³/s。若真空度進(jìn)一步提高，入氣口的壓力小于2 Pa 時(shí)，細(xì)檢閥12 打開(kāi)，此時(shí)屬于高靈敏度檢測(cè)模式，氦氣將逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室中被檢測(cè)出來(lái)，測(cè)量范圍為3×10^-5~1×10^-12 Pa·m³/s，ASM192T2 檢漏儀的離子源采用雙燈絲自動(dòng)備份切換。檢漏儀工作過(guò)程是以微電腦為核心的電氣系統(tǒng)控制，具體性能技術(shù)參數(shù)如下：

　　(1)最小可檢漏率：1×10^-12 Pa·m³/s；

　　(2)可檢漏率范圍：1×10^-2~1×10^-12 Pa·m³/s；

　　(3)啟動(dòng)時(shí)間：≤4.5 min；

　　(4)反應(yīng)時(shí)間：<0.5 s。

　　從示漏氣體施加到漏孔進(jìn)氣端開(kāi)始，到檢漏儀輸出指示達(dá)到最大漏氣信號(hào)的63%所經(jīng)歷時(shí)間稱為反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間決定了檢漏速度。反應(yīng)時(shí)間主要受檢漏容器容積和主泵對(duì)氦有效抽速的影響。此時(shí)間由被檢件的容積V、檢漏儀對(duì)氦氣的抽速S 決定，公式如下：

τ=V/S (1)

　　式中，τ 是檢漏儀反應(yīng)時(shí)間；V 為被檢件的容積；S 為檢漏儀對(duì)氦氣的抽速。

2、氦檢漏前的準(zhǔn)備工作

　　電真空器件的氦檢漏前的準(zhǔn)備工作：講述了使用氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)電真空器件進(jìn)行氣密性檢測(cè)的準(zhǔn)備工作情況。

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3、檢漏方法

　　電真空器件的常用檢漏方法：根據(jù)電真空器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測(cè)量精度要求，常用的有兩種檢漏方法，即氦罩法和噴吹法。

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4、檢漏注意事項(xiàng)

　　電真空器件的氣密性檢測(cè)時(shí)的注意事項(xiàng)：論述了溫度、臨時(shí)密封材料(酒精、真空封泥、橡膠件)和設(shè)備材料吸附等因素會(huì)帶來(lái)的電真空器件的氣密性檢測(cè)的測(cè)量誤差。

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5、結(jié)論

　　根據(jù)氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)和基本原理，設(shè)計(jì)了與檢漏儀接口相匹配的電真空器件檢漏平臺(tái)。電真空器件兩種常用的檢漏方法氦罩法和噴吹法，氦罩法對(duì)總漏率進(jìn)行測(cè)定，但不能定位漏孔，因此與噴吹法交替使用。雙回路復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜串聯(lián)漏孔的定位，表明了氦質(zhì)譜噴吹法氣密性檢測(cè)中的影響因素以及必須遵循的相關(guān)噴吹檢漏原則。電真空器件的氣密性檢測(cè)需要避免溫度、臨時(shí)密封材料和設(shè)備材料吸附等因素帶來(lái)的誤差。

　　在檢漏過(guò)程中，來(lái)自各方面的因素都會(huì)給漏孔的淮確定位帶來(lái)困難。因此，必須從實(shí)際出發(fā)，一方面，根據(jù)漏孔漏率的大小，靈活調(diào)整檢漏儀的靈敏度；另一方面，根據(jù)不同型號(hào)真空電子器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)和制作合適的檢漏模具，以保證檢漏靈敏度的可靠性和漏孔準(zhǔn)確定位。