氦质谱检漏仪的进展及其应用

氦质谱检漏仪的进展及其应用

在科学技术的不断发展的时代，氦质及其应用技术也在不断的发展与完善。这主要由两方面的因素所决定：一方面，检漏应用技术不断的对检漏仪提出新的要求，迫使仪器自身的更新；另一方面，检漏技术也在随时随地补充现有检漏仪在应用过程中存在的某些不足，因此二者的关系是相互补充、相互促进的。

1、氦质谱检漏仪的进展

经过近半个世纪的努力，今天的氦质谱检漏仪已告别了四十年代初期的情形。

集中体现在如下几个方面：

（1）便携式：最近各国推出的小型便携式检漏仪不仅灵敏度高，而且便于携带，给野外作业和高空作业提供了比较大的方便。

（2）高压强下检漏：检漏口压强可高达数百帕左右，对检测大系统和有大漏的工件很有益。

（3）自动化程度高：自动校准氦峰，自动调节零点，量程自动转换，自动数据处理，可外接打印机。整机由微机控制，菜单选择功能，一个按钮即可完成一次的全检漏过程。

（4）全无油的干式检漏：有些国家生产的检漏仪，可采用干式泵，达到无油蒸气的效果，为无油系统及芯片等半导体器件的检漏，提供了有利条件。

（5）检漏范围宽：现今生产的四极检漏仪，质量范围很宽，不仅可检测氦气，而且能检测其它气体。

分子泵排气系统取代扩散泵排气系统，不仅解决了油蒸气对质谱室的污染问题，而且对快速启动仪器和快速停机做出了很大贡献。为适应检漏口压强的变化和对灵敏度要求的不同，分子泵一般采用多级构造和几种不同的转速。

例如：瑞士、日本采用改变分子泵转速来达到此目的，且提高检漏灵敏度。

另外，逆扩散检漏方式，实现了高压强下检漏，也为正压吸枪检漏提供了良好的条件。

目前，国内氦质谱检漏仪的主要生产厂家中科院北京科仪中心、成都仪器厂，产品主要在国内销售，面对外国八大公司在中国市场上的激烈竞争，他们不断调整产品结构，适应国情及市场需要，也在不断的改造更新仪器，为振兴民族工业作出很大贡献。

2、氦质谱检漏仪的应用拓展

氦质谱检漏仪的应用已从科学院、大专院校、实验室及少数科研机构走向工矿企业，甚至乡镇企业、个体企业，可以说应用领域极其宽广。

（1）航空航天高科技工业

1）例如火箭发动机及姿态发动机，过去是打压刷肥皂水检漏，现在重新改进工艺用氦质谱检漏仪检漏，采用正压吸枪与氦罩法结合，使检漏灵敏度大大提高，从而保证了发动机质量。火箭箭体的检漏采用正压吸枪、氦罩法、累集法等几种方法的结合。由于检漏技术的应用，提高了检漏灵敏度，弥补了吸入法检漏时仪器灵敏度低的不足。

2）KM6空间环模装置设备庞大，主真空室直径12m、高22m，另外有辅助真空室和载人舱等。容积3500m3，分系统多，结构复杂，各种接口焊缝相加有几千米长，采用氦质谱检漏仪负压检漏，每条焊缝由检漏盒密封，配以铺助抽气系统将盒内抽低真空后，充入一定压力氦气，关闭预抽阀，开启检漏阀。由于盒内氦浓度较高，相对检漏仪又有一定压力，因此有效提高了检漏灵敏度。

3）航天工业中，卫星、各类阀门、电子元器件，传感器等等都在广泛应用氦质谱检漏仪及其检漏技术。

（2）电力行业

SF6高压开关和氧化锌避雷器是发电厂及野外输变电的重要组成部分，往往因泄漏造成大面积或局部停电，影响工业生产，又妨碍人们的正常生活。因此带来的经济损失有时是难以估量的。

1）高压开关在连箱是铝铸件，往往容易有砂眼，且漏孔结构复杂，不易清洗。一般采用检漏盒或氦罩法，即把被检件抽真空，然后向罩内充入氦气，等待一定时间，确定总漏率的大小。因氦气的用量小，检测灵敏度就高。

2）氧化锌避雷器，是根据电压高低要求，采用不同截面积、不同厚度和不同数量的氧化锌片，装在瓷套中，充入氮气后密封。其工作原理是在高压输出中如遇雷击，氧化锌片电阻变小，大电流对地短路，输电线路被保护。如果泄漏造成内外没有压差，外部潮湿气体有可能进入，而破坏氧化锌片特性，造成爆炸。

3）电力行业中，电厂的检漏、高压变压器、高压电容器、高压开关管及其它元器件也都相应的采用氦质谱检谱检漏仪，用不同方法进行检漏。

（3）电子行业

微波发射管、电子管、晶体管、集成电路、密封继电器、各类传感器、心脏起博器。

（4）真空行业，仪器、仪表行业

管道、接头、阀门、波纹管、各种真空泵、各类排气机组、电镜、质谱仪、电子束离子速暴光机、激光轴分离器、高能加速器、医用加速器、辐照加速器、镀膜机、薄膜真空计。

（5）核工业

铀分离装置、存储装置、核发电装置。

（6）制冷行业

冰箱、空调、溴化锂制冷机组、汽车用空调、蒸发器、冷凝器、夺缩机、低温储槽。

（7）不锈钢保温器皿

真空保温杯、瓶、锅、饭盒等。

（8）其它

据日本有关文章介绍，日本汽车制造业，已有30多种零部件在使用氦质谱检漏仪检漏，解决密封问题。其中包括液压系统、制动系统、转向系统、避震系统、甚至汽车轮毂。

有待于开拓的检漏领域还很多，但由于思想观念的束缚以及经费等诸多原因，在很多领域还一直沿用古老且较为落后的手段处理泄漏问题。产品合格率和生产效率低。从某种意义上讲，这种工作方式制约了生产力的发展。因此，对于真空专业技术人员，特别是从事真空设备的研制和生产氦质谱检漏仪的专业厂家，应在氦质谱检漏仪的应用推广上进一步下功夫，为推动我国真空技术的发展而努力。