PDF《第一章 概述 01》

・ 4.

2.1 机械泵油面观测 ・ 4.2.2 更换机械泵油 ・ 4.2.3 分子泵加注润滑油 ・ 4.2.4 清洗分子泵 ・ 4.2.5 清洗质谱室 ・ 4.2.6 更换离子源 ・ 4.2.7 清洗组合阀 ・ 4.3 电子部件调整 ・ 4.3.1 发射调节 ・ 4.3.2 离子源电压校正 ・ 4.3.3 热偶规管调整 ・ 4.3.4 高真空保护调节 ・ 4.3.5 分子泵启动设置 ・ 4.3.6 漏率显示放大器调整 ・ 4.3.7 检查前置放大器供电 ・ 4.4 检验氦本底 ・ 4.5 仪器泄漏自检

第五章 常见故障及处理 ・ 5.1 正常运转与故障判断 ・ 5.2 故障检查与排除

第一章 概述 ・ 1.1 氦质谱检漏仪的工作原理 ・ 1.2 氦质谱检漏仪的检漏方式和检漏方法 ・ 1.2.1 检漏方式 ・ 1.2.2 检漏方法 ・ 1.3 压强和漏率单位换算

第二章 仪器介绍 ・ 2.1 仪器结构 ・ 2.1.1 质谱室 ・ 2.1.2 真空系统 ・ 2.1.3 电子机柜与控制面板 ・ 2.2 电子学线路 ・ 2.2.1 离子流放大器和漏率显示电路 ・ 2.2.2 低真空测量电路 ・ 2.2.3 高真空测量和保护电路 ・ 2.2.4 电子学调谐电路 ・ 2.2.5 发射电流稳定电路 ・ 2.3 仪器主要性能参数 ・ 2.4 仪器使用环境条件 ・ 2.5 仪器成套性

第三章 使用方法 ・ 3.1 开箱 ・ 3.2 安装 ・ 3.3 操作 ・ 3.3.1 首次开机 ・ 3.3.2 氦峰调试与漏率校准 ・ 3.3.3 喷吹法检漏 ・ 3.3.4 吸入法检漏 ・ 3.4 停机 ・ 3.4.1 维持备用 ・ 3.4.2 完全停机

第四章 维护 ・ 4.1 漏率校准 ・ 4.2 真空维护与清洗

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27 29 目录 ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪使用说明书 ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪使用说明书

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第一章 概述 ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪是对密封容器的泄漏进行快速定位和定量测量的完整仪器. 氦质谱检漏方法与气泡识别法、压强衰减法和卤素检漏等方法相比,除检漏原理不同外,以检测灵敏度高、速度快和适用范围宽,尤 其是选择无毒、无破坏性、质量轻的惰性气体氦作为探索气体,而成为当今诸多检漏方法中的佼佼者. 泄漏现象有极大的潜在危险,锅炉漏水或漏气会造成事故;

电工电子产品发生泄漏使其性能降低或报废;

制冷设备密封性不好使制冷 效果变差或根本不制冷…总之,检漏技术已广泛地应用于很多领域,在国民经济中占有非常重要的地位.目前,检漏技术在半导体、电力、 制冷、航空航天、原子能、真空、医疗和汽车等行业已得到成功的应用. 1.1 氦质谱检漏仪的工作原理 1.2 氦质谱检漏仪的检漏方式和检漏方法 氦质谱检漏仪的检漏方式通常有两种,一种为常规检漏,另一种为逆扩散检漏.ZQJ-230EK 型仪器为逆扩散型,其工作原理如图 1-3 所示. 氦质谱检漏仪是根据质谱学原理,用氦气作探索气体制成的气密性检测仪器. 其质谱原理如图

1 -

1 所示.灯丝发射出来的电子经加速进入电离室,在电离室内 与残余气体分子和经被检件漏孔进入电离室的氦气相互碰撞使其电离成正离子,这 些离子在加速电场作用下进入磁场,由于洛伦兹力作用产生偏转,形成圆弧形轨道, 轨道半径 R=(144/B) *10-4 [(M/Z)U]1/2 式中 R --离子偏转轨道半径(cm) B --磁场强度(T) M/Z --离子的质(量)/(电)荷比(正整数) U --离子加速电压(V) 由上式可知,当R、B 为固定值时,改变加速电压可使不同质量的离子通过磁 场和接收缝到达接收极而被检测,得到图 1-2 所示质谱图.图中峰高度代表离子流 强度,它与相应的气体成分在电离室中的分压强成正比;

图的横座标代表离子加速 电压(对应离子质量).氦质谱检漏仪工作时,离子加速电压设定对准氦峰,接收 极只收集氦离子,所形成的氦离子流经放大后用于指示漏率.比氦离子重的其它离 子被全离子检测极接收,经校准后用于指示质谱室内总压强和提供对灯丝的保护控 制. 1.2.1 检漏方式 逆扩散检漏是把被检件接在分子泵出气口一端,漏入的氦气由分子泵出气口逆着泵的排气方向进入安装在泵的进气口端的质谱室内而 被检测.这一检漏方式是基于分子泵对不同质量的气体具有不同压缩比(气体在分子泵出气口压强与进气口压强之比)即利用不同气体的 逆扩散程度不同而设计的.图1-3 形象的表达了漏入氦在真空系统内的动态分布. 逆扩散方式检漏允许被检件内压强较高,ZQJ-230EK 型仪器可达 5000Pa,特别适合检大型容器或有大漏的试件,也适合吸枪检漏. 逆扩散方式还具有质谱室不易受污染、灯丝寿命较长等优点. 1.2.2 检漏方法 检漏的目的是确定被检件漏孔的位置和漏率,是通过采用一些标准的检漏方法实现的.采用什么方法要视被检件的结构、检漏的经济 效益及检漏系统的性质来决定.根据不同的检漏目的,基本上有

4 种检漏方法. 1. 喷吹法--确定漏孔位置 该方法是将被检件接在检漏仪的检漏口,用仪器的真空系统对其抽真空并达到真空衔接与质谱室沟通,然后用喷枪向可疑漏孔喷吹氦 气.当有漏孔存在时,氦气就通过漏孔进入质谱室被检测.图1-4 是喷吹法原理示意图.

01 ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪使用说明书 ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪使用说明书

04 03 Pa Torr mbar bar atm 1Pa

1 0.75*10-2 0.01 10-5 0.99*10-5

1 Torr

133 1 1.33 1.33*10-3 1.32*10-3

1 mbar

100 0.75

1 10-3 0.99*10-3

1 bar

105 750

1000 1 0.99

1 atm 1.013*105

760 1013 1.013

1 Pa?m3 /S Torr?L/S mbar?L/S atm?mL/S

1 Pa?m3 /S

1 7.5

10 9.9

1 Torr?L/S 0.133

1 1.33 1.32

1 mbar?L/S 0.1 0.75

1 0.99

1 atm?mL/S 0.101 0.76 1.01

1 表1-1 压强单位的换算 表1-2 漏率单位的换算 2. 吸入法--确定漏孔位置 又称吸枪检漏,如图

1 - 5,将专用吸枪联接在仪器检漏口上,被检件则充入规定压力的氦气(纯氦气或一定比例的氦-氮混合气). 检漏时,让吸枪沿可疑漏孔处慢慢移动,若被检件有漏孔,氦气自漏孔漏出,被吸枪吸入送至仪器的质谱室而被检测. 由于吸入法的吸枪始终暴露在空气中,吸入空气中的氦气成分导致仪器高氦本底,限制了最高可检漏率,比喷吹法要差很多. 3. 钟罩法--测总漏率 将被检件与仪器检漏口联接抽真空,在被检件外面罩以充满氦气的容器,如被检件有漏孔,氦气便由漏孔进入被检件,最终达到质谱 室被检测(图1-6).所测漏率是被检件的总漏率,不能确定有几个泄漏点和每个漏点的准确位置. 4. 背压法--测总漏率 电子元器件进行气密性检测时常用背压法.检漏前用专用加压容器向被检件压入氦气(由压力和时间控制压入的量),然后取出被检 件,吹去表面吸附氦后放入专用检漏罐中,再将检漏罐联接到检漏仪的检漏口上,对检漏罐抽真空,实施检漏.若器件有漏,则通过该漏 孔压入的氦气又泄漏出来进入检漏罐,最终到达质谱室.用这种方法测得的漏率也是总漏率.图1-7为背压法检漏示意图. 1.3 压强和漏率单位换算 国际单位制中的压强单位是 Pa(帕斯卡),1Pa 的压强就是 1m2 面积上作用 1N(牛顿)的力.Pa 与其它的单位的换算如表 1-1. 注:Torr-- 托mbar-- 毫巴 bar-- 巴atm-- 标准大气压 国际单位制中,漏率单位是 Pa?m3 /s,该单位与其它单位的换算如表 1-2. ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪使用说明书 ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪使用说明书

05 06 图2-1仪器结构图 A. 左侧视图 B. 顶视图(去台板和电子机框顶盖)

第二章 仪器介绍 2.1 仪器结构 ZQJ-230EK 型氦质谱检漏仪由真空系统、质谱室、电子学线路和机架四部分组成.其中,真空系统包括涡轮分子泵、机械泵和组合阀. 仪器原理框图如图 2-2. 机械结构........