新能源汽車(chē)鋰電池動(dòng)力電池包真空箱氦檢漏系統(tǒng)的用途和特點(diǎn)「科儀創(chuàng)新真空」
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(chēng)，運(yùn)用質(zhì)譜原理制成的儀器稱(chēng)為質(zhì)譜計(jì)或質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀通過(guò)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后，不同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)中彼此分開(kāi)，而相同質(zhì)荷比的離子在場(chǎng)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(huì)得到按照質(zhì)荷比大小依次分開(kāi)排列的質(zhì)譜圖，這就是質(zhì)譜。按照收集氦氣方式的不同，又可以將正壓法分為正壓吸槍法和正壓累積法。
用于檢漏的質(zhì)譜儀稱(chēng)為質(zhì)譜檢漏儀。測(cè)量氣體分壓力的所有質(zhì)譜計(jì)，如四極質(zhì)譜計(jì)、射頻質(zhì)譜計(jì)、飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)、回旋質(zhì)譜計(jì)等都可以用于檢漏。
專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的以氦氣作示蹤氣體進(jìn)行檢漏的質(zhì)譜儀稱(chēng)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(wú)毒、安全、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。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(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)（正離子）以速度v進(jìn)入均勻磁場(chǎng)的分析器中，如果速度v的方向和磁場(chǎng)H的方向相垂直，則它的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，如圖1所示。當(dāng)磁場(chǎng)的磁通密度一定時(shí)，不同質(zhì)荷比（m/e）的離子在磁場(chǎng)中都有相應(yīng)的運(yùn)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(chǎng)分析器中運(yùn)動(dòng)后就會(huì)彼此分開(kāi)。如果在離大運(yùn)動(dòng)的路徑中安置一塊檔板將其他離子檔掉，而在對(duì)應(yīng)的氦離子運(yùn)動(dòng)半徑位置的檔板上開(kāi)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(guò)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(cè)量?jī)x表指示出來(lái)。檢漏儀常規(guī)的維護(hù)適當(dāng)?shù)木S護(hù)您的檢漏儀是非常必要的，具體步驟如下：1、探頭清潔：利用附送的防護(hù)罩防止灰塵、水汽和油脂阻塞探頭，在使用本儀器前，均要檢查探頭和防護(hù)罩確無(wú)灰塵或油脂。檢漏時(shí)，如果用氦氣噴吹漏孔，氦氣便通過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室中，使檢漏儀的測(cè)量?jī)x表立即靈敏地反應(yīng)出來(lái)，達(dá)到了檢漏的目的。
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氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用拓展二
電力行業(yè)
SF6高壓開(kāi)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(lái)的經(jīng)濟(jì)損失有時(shí)是難以估量的。
1）高壓開(kāi)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(shí)間，確定總漏率的大小。因氦氣的用量小，檢測(cè)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?dú)夂竺芊?。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(duì)地短路，輸電線路被保護(hù)。如果泄漏造成內(nèi)外沒(méi)有壓差，外部潮濕氣體有可能進(jìn)入，而破壞氧化鋅片特性，造成爆1炸。隨著我國(guó)出口量的增加以及客戶(hù)對(duì)于安全意識(shí)的提高，消防鋼瓶的檢漏需要更高的要求，所以現(xiàn)在的廠家都引入氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行檢漏。
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(kāi)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(jìn)行檢漏。
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氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏方式有那些
氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏方式通常有兩種，一種為常規(guī)檢漏，另一種為逆擴(kuò)散檢漏。
逆擴(kuò)散檢漏是把被檢件接在分子泵出氣口一端，漏入的氦氣由分子泵出氣口逆著泵的排氣方向進(jìn)入安裝在泵的進(jìn)氣口端的質(zhì)譜管內(nèi)而被檢測(cè)。這一檢漏方式是基于分子泵對(duì)不同質(zhì)量的氣體具有不同壓縮比（氣體在分子泵出氣口壓強(qiáng)與進(jìn)氣口壓強(qiáng)之比）即利用不同氣體的逆擴(kuò)散程度不同程度而設(shè)計(jì)的。氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用拓展一航空航天高科技工業(yè)1）例如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及姿態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)，過(guò)去是打壓刷肥皂水檢漏，現(xiàn)在重新改進(jìn)工藝用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏，采用正壓吸槍與氦罩法結(jié)合，使檢漏靈敏度大大提高，從而保證了發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。
氦質(zhì)譜檢漏儀逆擴(kuò)散原理
逆擴(kuò)散方式檢漏允許被檢件內(nèi)壓強(qiáng)較高，氦質(zhì)譜檢漏儀可達(dá)1000Pa（一般常規(guī)檢漏儀為0.05Pa以下），適合檢大型容器或有大漏的器件，也適合吸槍檢漏。逆擴(kuò)散方式還具有質(zhì)譜管不易受污染，燈絲壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
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氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)和工作原理
氦質(zhì)譜檢漏儀是180°磁偏轉(zhuǎn)型的質(zhì)譜分析計(jì)，其基本原理是根據(jù)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子具有不同的偏轉(zhuǎn)半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)不同種類(lèi)離子的分離。檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)及電氣控制部分組成。檢漏工作時(shí)先打開(kāi)抽空閥前級(jí)泵對(duì)檢漏接口抽真空，當(dāng)真空度P1 優(yōu)于200 Pa 時(shí)，打開(kāi)入口閥1、2，關(guān)閉抽空閥，氦氣將逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室中被檢測(cè)出來(lái)，此時(shí)檢漏儀的較小可檢漏率為10- 10 Pa·m3/s。氦質(zhì)譜檢漏儀的注意事項(xiàng)檢漏儀的響應(yīng)時(shí)間會(huì)影響檢漏工作的速度，正常運(yùn)行的儀器響應(yīng)時(shí)間不大于3s。前級(jí)泵繼續(xù)對(duì)檢漏接口抽真空，當(dāng)P1降至20 Pa 時(shí)，入口閥2 關(guān)閉，入口閥3 打開(kāi)，分子泵的高抽速用于抽空試件，檢漏儀的反應(yīng)時(shí)間縮短，此時(shí)檢漏儀的較小可檢漏率為10- 12 Pa·m3/s。
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