氫燃料電池氦檢漏設(shè)備值得信賴 北京科儀創(chuàng)新公司
2021-06-18
氦氣檢漏儀
氦氣檢漏儀是氦質(zhì)譜檢漏儀((Helium Mass Spectrometer Leak Detector)的俗稱，運用質(zhì)譜原理制成的儀器稱為質(zhì)譜計或質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀通過其核心部件質(zhì)譜室，使不同質(zhì)量的氣體變成離子并在某種場中運動后，不同質(zhì)荷比的離子在場中彼此分開，而相同質(zhì)荷比的離子在場中匯聚在一起，如果在適當(dāng)位置安置接收1器接收所有這些離子，就會得到按照質(zhì)荷比大小依次分開排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。熱管技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于計算機、各類電器等設(shè)備散熱，常見的形狀有圓管狀，板塊狀(VC單體)等。
用于檢漏的質(zhì)譜儀稱為質(zhì)譜檢漏儀。測量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計，如四極質(zhì)譜計、射頻質(zhì)譜計、飛行時間質(zhì)譜計、回旋質(zhì)譜計等都可以用于檢漏。
專門設(shè)計的以氦氣作示蹤氣體進行檢漏的質(zhì)譜儀稱為氦質(zhì)譜檢漏儀。這種儀器除靈敏度高外，還具有適應(yīng)范圍廣、定位定量準(zhǔn)確、無毒、安全、反應(yīng)速度快等優(yōu)點。氦質(zhì)譜檢漏儀中用得較多的是90°和180°的磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜儀。
眾所周知，當(dāng)一個帶電質(zhì)點（正離子）以速度v進入均勻磁場的分析器中，如果速度v的方向和磁場H的方向相垂直，則它的運動軌跡為圓，如圖1所示。當(dāng)磁場的磁通密度一定時，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場中都有相應(yīng)的運輸半徑，也就是都有相應(yīng)的圓軌跡，這樣，不同質(zhì)荷比的帶電粒子在磁場分析器中運動后就會彼此分開。如果在離大運動的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對應(yīng)的氦離子運動半徑位置的檔板上開一狹縫，狹縫后安置離子接收極，這樣的只有氦離子才能通過狹縫而被接收極接收形成氦離子流，并經(jīng)放大器放大后由測量儀表指示出來。儀器對其示漏氣體氦氣有響應(yīng)信號，而對其他氣體沒有響應(yīng)，從而檢漏。檢漏時，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過漏孔進入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測量儀表立即靈敏地反應(yīng)出來，達到了檢漏的目的。
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氦質(zhì)譜檢漏儀的基本原理與結(jié)構(gòu)
隨著科技的迅猛發(fā)展，氦質(zhì)譜檢儀及其應(yīng)用技術(shù)也在不斷發(fā)展和究善。各國的設(shè)備廠商相繼推出了多種類烈的氦質(zhì)譜檢涮儀，廣泛應(yīng)用丁航空航天，電力電子，汽車等各個行業(yè)，綜觀較新氦質(zhì)譜檢漏儀的性能特點發(fā)現(xiàn)，氦質(zhì)譜檢漏儀正向著高靈敏度、自動化、寬程、等先進方向發(fā)展，這些特點很好地滿足了當(dāng)前檢漏應(yīng)用的需求，也極大的推動了氮質(zhì)譜檢漏技術(shù)的不斷發(fā)展。氦質(zhì)譜檢漏儀的基本原理與結(jié)構(gòu)氦質(zhì)譜檢漏儀一般由質(zhì)譜管，真空系統(tǒng)和電子系統(tǒng)組成。在示值誤差測量中，每一標(biāo)準(zhǔn)漏孔用氦質(zhì)譜檢漏儀重復(fù)測量三次，可用公式(2)計算氦質(zhì)譜檢漏儀在該漏率下的重復(fù)性。其中質(zhì)譜管包括離子源，質(zhì)量分析器和離子檢測器; 真空系統(tǒng)一般由分子泵、機械泵、電磁閥和真空計組成。離子源的作用是將原子電離成帶電離子并聚焦成束，以一定能量注入質(zhì)分析器，
目前常用的電子轟擊型離子源有尼爾型和震蕩型兩種形式。質(zhì)分析器的作用起將各類離子按其質(zhì)荷比的不同實現(xiàn)分離。
離子檢測器的作用是手機質(zhì)量分析器所選定的氦離子流并加以放大，再通過比對運算，得出泄漏率
真空系統(tǒng)的作用是獲取質(zhì)譜過程所需的真空，同時完成被檢件的抽空和氦氣的引入。真空系統(tǒng)一般由分子泵、機械泵、電磁閥和真空計組成組成。按照真空系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)，檢漏儀分為常規(guī)系統(tǒng)和逆擴散兩種。常規(guī)系統(tǒng)多用于早期的氦質(zhì)譜檢漏儀，該種檢漏儀的被檢件與高真空部分直接相通，由被檢件泄入的氮氣首先到達質(zhì)譜管被檢到，因而具有較高的靈敏度，但是會對質(zhì)譜管有污染。由離子源、分析器、收集器、冷陰極電離規(guī)組成的質(zhì)譜室和抽氣系統(tǒng)及電氣部分等組成。逆擴散系統(tǒng)檢漏儀與常規(guī)系統(tǒng)相比，被檢件只與低真空相通，因此只需將被檢工件抽至低真空就能進行檢漏，氦氣是逆擴散到質(zhì)譜管，不會對系統(tǒng)有污染，因此被廣泛采用，已成為市場的主流的產(chǎn)品。
機械泵的工作方式不一樣，分為干泵檢漏儀和油泵檢漏儀，油泵工作會有油霧排出，污染工作環(huán)境，干泵沒有油霧排出對工作環(huán)境沒有影響。在半導(dǎo)體潔凈車間都是使用干泵檢漏儀。
氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用拓展二
電力行業(yè)
SF6高壓開關(guān)和氧化鋅避雷器是發(fā)電廠及野外輸變電的重要組成部分，往往因泄漏造成大面積或局部停電，影響工業(yè)生產(chǎn)，又妨礙人們的正常生活。因此帶來的經(jīng)濟損失有時是難以估量的。
1）高壓開關(guān)在連箱是鋁鑄件，往往容易有砂眼，且漏孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易清洗。一般采用檢漏盒或氦罩法，即把被檢件抽真空，然后向罩內(nèi)充入氦氣，等待一定時間，確定總漏率的大小。因氦氣的用量小，檢測靈敏度就高。
2）氧化鋅避雷器，是根據(jù)電壓高低要求，采用不同截面積、不同厚度和不同數(shù)量的氧化鋅片，裝在瓷套中，充入氮氣后密封。其工作原理是在高壓輸出中如遇雷擊，氧化鋅片電阻變小，大電流對地短路，輸電線路被保護。如果泄漏造成內(nèi)外沒有壓差，外部潮濕氣體有可能進入，而破壞氧化鋅片特性，造成爆1炸。正壓法氦質(zhì)譜檢漏采用正壓法檢漏時，需對被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封室充入高于一個大氣壓力的氦氣，當(dāng)被檢產(chǎn)品表面有漏孔時，氦氣就會通孔漏孔進入被檢外表面的周圍大氣環(huán)境中，再采用吸槍的方式檢測被檢產(chǎn)品周圍大氣環(huán)境中的氦氣濃度增量，從而實現(xiàn)被檢產(chǎn)品泄漏測量。
3）電力行業(yè)中，電廠的檢漏、高壓變壓器、高壓電容器、高壓開關(guān)管及其它元器件也都相應(yīng)的采用氦質(zhì)譜檢譜檢漏儀，用不同方法進行檢漏。
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真空箱氦檢漏及回收系統(tǒng)在汽車空調(diào)的應(yīng)用一
水檢和氦檢兩種檢漏方法的分析
目前，水檢和氦檢兩種檢漏方法國內(nèi)汽車空調(diào)兩器檢漏主要的方法，下面將分析兩種檢漏方法的優(yōu)缺點。
1.1 傳統(tǒng)水泡法檢測分析
水泡檢漏法，屬于檢測精度要求不高的粗檢漏，就是將被檢工件充入一定壓力的干燥壓縮空氣或者是氮氣，然后放入水中，觀察是否有氣泡從被檢工件中跑出來，如果有，則說明漏，而且指出什么位置泄漏，一般只確定被檢件是漏還是不漏，而不需定量。但并不是說氣泡檢漏就不能定量。在某些情況下，氣泡檢漏也可以定量。耐壓測試要求：一般兩器在執(zhí)行氦檢漏之前會充注一定壓力（一般不超過3。檢出氣泡的漏率與氣泡直徑、氣泡形成速率、充氣的種類有關(guān)。
因此，對于空調(diào)兩器檢漏來說，采用水檢方法，靈敏度較低。受人為因素影響，漏判誤判率會明顯增加。另外，工件水檢后，外表面有水，需烘干處理，耗電多，耗費勞動力也多。但水檢法也有優(yōu)點，就是操作簡單直觀，而且能夠查找漏點位置。
1.2 氦質(zhì)譜檢漏方法分析
氦質(zhì)譜檢漏是以氦作探索氣體，對各種需密封的容器的漏隙進行快速定位和定量檢測的理想方法。
氦質(zhì)譜檢漏法有優(yōu)點在于：氦是惰性氣體，對大氣無污染，使用安全；氦原子質(zhì)量小，黏度小，易滲透過可能存在的漏隙。氦氣在大氣中含量小（5ppm），不易受干擾。氦質(zhì)譜檢漏儀檢測靈敏度高，速度快，適用范圍廣。
目前國內(nèi)生產(chǎn)氦質(zhì)譜檢漏儀較小可檢漏率可達到5.0×10-13 Pa·m3/s。目前，國內(nèi)外比較流行的針對空調(diào)兩器檢漏方法，多采用真空箱法。
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