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氦质谱检漏灵敏度分析与应用

作者:蔡东俊 人气:29598 日期:2020-11-18 08:03:17
 
氦质谱检漏灵敏度分析与应用
     对真空漏率要求较高的大容器检漏一般采用氦质谱真空检漏,此时检漏灵敏度的高低是衡量检漏结果精确与否的重要指标之一。要充分发挥检漏仪的能力,以求得尽可能高的检漏灵敏度,必须对辅助真空系统进行合理设计。下面通过对检漏灵敏度的分析确定检漏仪在本套真空系统中的连接方式。
  通过对检漏仪的调节,能使其在高真空侧和前级侧时对氦气的抽速Sd保持一致,Qmin为系统参数一般不变,从式(1)和式(2)可看出qmin的高低取决于S1和S2的大小。在分流状态,有S2>>S1,即qmin1<qmin2。在次级泵启动进入稳定状态后,一般可将前级泵处节流阀关闭,即S1=0,由式(1)可知,此时qmin1=Qmin。而相同条件下,次级泵处阀门却不能完全断开,即S2>0,由式(2)可知,qmin2>Qmin,比较有qmin1<qmin2。在需对大容器抽高真空并要求检漏时,检漏仪接在前级侧时的系统检漏灵敏度高于接在高真空侧的检漏灵敏度。

表 1  检漏仪接高真空侧节流阀6圈,机械泵二通阀全开 (全分流)

序号
V Qs
V Qs
信号变化/mV
均值 q min /Pa·m 3 /s
1
0.019 ′ 1 ′ 10 - 9
0.015 ′ 1 ′ 10 - 9
4
1.4 ′ 10 - 9
2
0.0195 ′ 1 ′ 10 - 9
0.016 ′ 1 ′ 10 - 9
2.5
3
0.019 ′ 1 ′ 10 - 9
0.015 ′ 1 ′ 10 - 9
4


表 2  检漏仪接低真空侧节流阀6圈,机械泵二通阀全开 (全分流)

序号
V Qs
V Qs
信号变化/mV
均值 q min /(Pa × m 3 /s)
1
0.074 ′ 1 ′ 10 - 8
0.068 ′ 1 ′ 10 - 8
60
9×10 - 11
2
0.071 ′ 1 ′ 10 - 8
0.065 ′ 1 ′ 10 - 8
60
3
0.068 ′ 1 ′ 10 - 8
0.064 ′ 1 ′ 10 - 8
40


表 3  节流阀6圈,机械泵二通阀全关(不分流)

序号
V Qs
V Qs
信号变化/mV
均值 q min /(Pa × m 3 /s)
1
0.058 ′ 1 ′ 10 - 8
0.051 ′ 1 ′ 10 - 8
70
6.8×10 - 11
2
0.057 ′ 1 ′ 10 - 8
0.050 ′ 1 ′ 10 - 8
70
3
0.056 ′ 1 ′ 10 - 8
0.049 ′ 1 ′ 10 - 8
70


  对上述两种连接方式进行了测试(检漏系统用标准漏孔漏率为2.4′10-9 (Pa·m3/s),Qmin为1.8′10-11 Pa·m3/s)。检漏仪两种连接方式的测试结果:全分流时,接高真空侧读数变化为2.5~4mV,qmin在1′10-9 Pa·m3/s量级;接低真空侧读数变化均值为53mV,qmin在1′10-11Pa·m3/s量级;不分流时,接低真空侧读数变化在70mV,qmin在1′10-11 Pa·m3/s量级。测试结果与理论分析结果相符。

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