氦質譜檢漏儀是用氦氣為示漏氣體的專門用于檢漏的儀器,它具有性能穩定、靈敏度高的特點,是真空檢漏技術中靈敏度最高,用得最普遍的檢漏儀器。

       氦質譜檢漏儀是磁偏轉型的質譜分析計。單級磁偏轉型儀器靈敏度為10E-9～10E-12Pam³/s,廣泛地用于各種真空系統及零部件的檢漏。雙級串聯磁偏轉型儀器與單級磁偏轉型儀器相比較,本底噪聲顯著減小,其靈敏度可達10E-14～10E-15Pam³/s,適用于超高真空系統、零部件及元器件的檢漏。逆流氦質譜檢漏儀改變了常規型儀器的結構布局, 被檢件置于檢漏儀主抽泵的前級部位,因此具有可在高壓力下檢漏、不用液氮及質譜室污染小等特點,適用于大漏率、真空衛生較差的真空系統的檢漏,其靈敏度可達10E-12Pam³/s。

單級磁偏轉型氦質譜檢漏儀工作原理與結構

      氦質譜檢漏儀由離子源、分析器、收集器、冷陰極電離規組成的質譜室和抽氣系統及電氣部分等組成。現以HZJ21型儀器為例,介紹單級磁偏轉型氦質譜檢漏儀,其結構如圖2 所示。

11 節流閥　21 捕集器　31 高壓整流器和發射電流穩定器 41 低頻發生器　51 操縱板　61 帶音響的交流放大器　71輸出儀表　81 質譜室　91 機械泵　101 擴散泵　111 風扇

圖2　HZJ21型氦質譜檢漏儀結構框圖

       在質譜室內有:由燈絲、離化室、離子加速極組成離子源;由外加均勻磁場、擋板及出口縫隙組成分析器;由抑制柵、收集極及高阻組成收集器; 第一級放大靜電計管和冷陰極電離規。質譜室的工作原理如圖3所示。

N 1 離化室　S11 加速極　S21 出口縫隙　D1 收集器　B1 均勻磁場　(me^-1) 2 氦離子束　(me^-1) 1、(me^-1) 3 其它離子束

圖3　工作原理圖

      在離化室N內,氣體電離成正離子,在電場作用下離子聚焦成束,并在加速電壓作用下以一定的速度經過加速極S1的縫隙進入分析器。在均勻磁場的作用下,具有一定速度的離子將按圓形軌跡運動,其偏轉半徑可按下式算:

式中　R ——離子束偏轉半徑m

 　      B ——均勻磁場的磁感應強度T

     　 U ——加速電壓V

          me^-1——離子的質荷比kg/c

       可見,當B和U為定值時,不同質荷比me^-1的離子束的偏轉半徑R不同。儀器的B和R是固定的,調節加速電壓U使氦離子束[圖中(me^-1)2]恰好通過出口縫隙S2,到達收集器D,形成離子流并由放大器放大,使其由輸出表和音響指示反映出來; 而不同于氦質荷比的離了束[(me^-1)1(me^-1)3]因其偏轉半徑與儀器的R值不同無法通過出口縫隙S2,所以被分離出來。(me^-1)2=4, 即He+的質荷比, 除He+之外,C7很少,可忽略。