离子气体泄漏检测仪的检测装置方法主要依赖于质谱原理,通过电离气体分子并利用磁场使其偏转,根据偏转半径的不同来分离和检测不同质量的气体离子,以下从核心原理、检测装置、检测方法、关键指标、应用场景五个方面展开介绍:
核心原理
离子气体泄漏检测仪,特别是氦质谱检漏仪,其核心原理基于质谱技术。质谱技术是一种通过电离气体分子,并在电场和磁场的作用下,根据气体离子的质荷比(质量与电荷之比)将其分离的技术。在检漏仪中,这一原理被用于检测特定气体(如氦气)的泄漏。
检测装置
离子气体泄漏检测仪的检测装置主要包括以下几个部分:
离子源:用于电离进入检漏仪的气体分子,形成正离子。离子源通常通过加热灯丝发射电子,电子与气体分子碰撞使其电离。
分析器:是一个均匀磁场区域,用于使不同质量的离子按不同轨迹运动,从而将它们彼此分开。分析器通常采用磁偏转型或四极质谱计等设计。
收集极:用于收集穿过分析器出口隙缝的特定离子(如氦离子),并通过电阻将其转换为电信号进行放大和测量。
真空系统:包括机械泵、分子泵等,用于提供检漏仪正常工作所需的真空条件。真空系统确保气体离子在分析器中能够自由运动,不受空气分子的干扰。
电气系统:包括馈电、控制、放大等部分,用于为离子源、分析器等提供电力,并控制检漏仪的工作状态。同时,电气系统还负责放大收集极传来的微弱电信号,以便进行准确测量。
检测方法
离子气体泄漏检测仪的检测方法主要包括以下几种:
喷吹法:将被检器件或零部件接到检漏仪上,用装有示漏气体(如氦气)的喷枪在被检容器可疑之处依次喷吹。如果有漏孔存在,示漏气体就会进入容器内部并进入电离室,被检漏仪指示出来。
氦罩法:用一个罩子(如塑料袋)将被检容器的可疑部分或者整个容器包起来,再在罩子中充入示漏气体。如果仪表或音响有反应,说明被罩住的部分中有漏孔存在。这种方法提高了示漏气体的浓度并增加了其在漏孔的停留时间,从而提高了检漏灵敏度。但缺点是不能正确确定出漏孔的位置,因此通常需要用喷吹法进一步确定漏孔的具体位置。
吸嘴法:将被检容器内部充入几个气压的示漏气体,然后用特制的吸嘴(限流的膜孔或导管)在容器外部搜索。当容器存在泄漏时,示漏气体会通过漏孔向外逸出。当吸嘴正对漏孔位置时,示漏气体会与周围空气一起被吸入到质谱仪中而产生很强的信号。
关键指标
灵敏度:指检漏仪能够检测到的最小泄漏率。灵敏度越高,检漏仪能够检测到的泄漏就越小。
分辨本领:指检漏仪能够区分不同质量离子的能力。分辨本领越高,检漏仪对气体的识别就越准确。
最小可检分压力:指检漏仪在无离子峰出现时工作一段时间后,其输出电流漂动的低值与高值的差(即噪声值)所对应的特定气体成分的最小分压力。最小可检分压力越小,检漏仪的检测能力就越强。
最高工作压力:指检漏仪在正常工作状态下所能承受的最大压力。超过这个压力,检漏仪的灵敏度可能会降低或损坏。
应用场景
离子气体泄漏检测仪广泛应用于各种需要检测气体泄漏的场景,如:
真空设备制造与维修:用于检测真空系统中的泄漏,确保真空设备的正常运行。
核能领域:用于检测核磁共振扫描仪(MRI)等设备的氦气泄漏,确保设备的安全性和稳定性。
制造业:用于产品质量保证测试,如检测气瓶充气房间、导管装置及边缘、鼓形圆桶容器储存气体的泄漏等。
医学领域:用于检测麻醉剂气体瓶、导管、膜材料的完整测试以及手套盒的泄漏探测等。