離子氣體泄漏檢測儀的檢測裝置方法主要依賴于質譜原理,通過電離氣體分子并利用磁場使其偏轉,根據偏轉半徑的不同來分離和檢測不同質量的氣體離子,以下從核心原理、檢測裝置、檢測方法、關鍵指標、應用場景五個方面展開介紹:
核心原理
離子氣體泄漏檢測儀,特別是氦質譜檢漏儀,其核心原理基于質譜技術。質譜技術是一種通過電離氣體分子,并在電場和磁場的作用下,根據氣體離子的質荷比(質量與電荷之比)將其分離的技術。在檢漏儀中,這一原理被用于檢測特定氣體(如氦氣)的泄漏。
檢測裝置
離子氣體泄漏檢測儀的檢測裝置主要包括以下幾個部分:
離子源:用于電離進入檢漏儀的氣體分子,形成正離子。離子源通常通過加熱燈絲發射電子,電子與氣體分子碰撞使其電離。
分析器:是一個均勻磁場區域,用于使不同質量的離子按不同軌跡運動,從而將它們彼此分開。分析器通常采用磁偏轉型或四極質譜計等設計。
收集極:用于收集穿過分析器出口隙縫的特定離子(如氦離子),并通過電阻將其轉換為電信號進行放大和測量。
真空系統:包括機械泵、分子泵等,用于提供檢漏儀正常工作所需的真空條件。真空系統確保氣體離子在分析器中能夠自由運動,不受空氣分子的干擾。
電氣系統:包括饋電、控制、放大等部分,用于為離子源、分析器等提供電力,并控制檢漏儀的工作狀態。同時,電氣系統還負責放大收集極傳來的微弱電信號,以便進行準確測量。
檢測方法
離子氣體泄漏檢測儀的檢測方法主要包括以下幾種:
噴吹法:將被檢器件或零部件接到檢漏儀上,用裝有示漏氣體(如氦氣)的噴槍在被檢容器可疑之處依次噴吹。如果有漏孔存在,示漏氣體就會進入容器內部并進入電離室,被檢漏儀指示出來。
氦罩法:用一個罩子(如塑料袋)將被檢容器的可疑部分或者整個容器包起來,再在罩子中充入示漏氣體。如果儀表或音響有反應,說明被罩住的部分中有漏孔存在。這種方法提高了示漏氣體的濃度并增加了其在漏孔的停留時間,從而提高了檢漏靈敏度。但缺點是不能正確確定出漏孔的位置,因此通常需要用噴吹法進一步確定漏孔的具體位置。
吸嘴法:將被檢容器內部充入幾個氣壓的示漏氣體,然后用特制的吸嘴(限流的膜孔或導管)在容器外部搜索。當容器存在泄漏時,示漏氣體會通過漏孔向外逸出。當吸嘴正對漏孔位置時,示漏氣體會與周圍空氣一起被吸入到質譜儀中而產生很強的信號。
關鍵指標
靈敏度:指檢漏儀能夠檢測到的最小泄漏率。靈敏度越高,檢漏儀能夠檢測到的泄漏就越小。
分辨本領:指檢漏儀能夠區分不同質量離子的能力。分辨本領越高,檢漏儀對氣體的識別就越準確。
最小可檢分壓力:指檢漏儀在無離子峰出現時工作一段時間后,其輸出電流漂動的低值與高值的差(即噪聲值)所對應的特定氣體成分的最小分壓力。最小可檢分壓力越小,檢漏儀的檢測能力就越強。
最高工作壓力:指檢漏儀在正常工作狀態下所能承受的最大壓力。超過這個壓力,檢漏儀的靈敏度可能會降低或損壞。
應用場景
離子氣體泄漏檢測儀廣泛應用于各種需要檢測氣體泄漏的場景,如:
真空設備制造與維修:用于檢測真空系統中的泄漏,確保真空設備的正常運行。
核能領域:用于檢測核磁共振掃描儀(MRI)等設備的氦氣泄漏,確保設備的安全性和穩定性。
制造業:用于產品質量保證測試,如檢測氣瓶充氣房間、導管裝置及邊緣、鼓形圓桶容器儲存氣體的泄漏等。
醫學領域:用于檢測麻醉劑氣體瓶、導管、膜材料的完整測試以及手套盒的泄漏探測等。