培訓(xùn)系列之質(zhì)譜原理與真空檢漏課件

質(zhì)譜原理與真空檢漏主講人：東北大學(xué)劉玉岱教授質(zhì)譜原理與主講人：東北大學(xué)《真空技術(shù)》一.真空技術(shù)概況（巴德純）二.真空工程理論基礎(chǔ)（張世偉）三.干式真空泵原理與技術(shù)基礎(chǔ)（巴德純）四.真空系統(tǒng)組成與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（劉坤）五.真空獲得設(shè)備原理與技術(shù)基礎(chǔ)（張以忱）六.真空測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)（劉玉岱）七.真空鍍膜技術(shù)基礎(chǔ)（張以忱）八.質(zhì)譜原理與真空檢漏（劉玉岱）九.真空冶金技術(shù)基礎(chǔ)（王曉冬）十.真空與低溫技術(shù)及設(shè)備（徐成海）東北大學(xué)第八期培訓(xùn)系列之《真空技術(shù)》一.真空技術(shù)概況（巴德純）東北大學(xué)第八期培訓(xùn)真空檢漏1檢漏概述2檢漏方法3檢漏儀真空檢漏1檢漏概述1檢漏概述1.1檢漏的意義及其重要性1.2漏氣判斷和漏孔表示法1.3漏孔氣流特性1.4最大允許漏率的估算1.5對(duì)檢漏方法的要求和選擇1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念1檢漏概述1.1檢漏的意義及其重要性1.1檢漏的意義及其重要性理想的真空室應(yīng)永遠(yuǎn)保持它同抽氣真空系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí)的真空度(壓力)。而實(shí)際上，任何真空室在離開(kāi)抽氣系統(tǒng)之后，其壓力總要上升。壓力的升高是由于漏孔的漏氣、室壁表面放氣和通過(guò)室壁材料滲透進(jìn)入的氣體產(chǎn)生的。從物理過(guò)程來(lái)看，真空系統(tǒng)就是在一面抽氣一面漏氣的條件下工作的，兩者最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。因此，要想得到較低的極限壓力，應(yīng)盡量提高有效抽速，并降低漏氣率。在有效抽速—定時(shí)，降低漏氣率就成為關(guān)鍵的了。1.1檢漏的意義及其重要性理想的真空室應(yīng)永遠(yuǎn)保持它1.1檢漏的意義及其重要性真空系統(tǒng)和真空容器的漏氣，是由各種各樣微小漏隙造成的。金屬系統(tǒng)多發(fā)生在焊縫、可拆卸部位和材料缺陷之處（如鑄件和板材的氣孔、裂縫和夾渣等）；電真空器件的漏孔多發(fā)生在金屬-玻璃封接、金屬-陶瓷封接處。總之，漏氣之處是用肉眼看不出來(lái)的、微小的，必須用一定檢漏方法或用一定的檢漏儀器才能找出。需要指出的是，任何真空系統(tǒng)，即使在設(shè)計(jì)、加工和安裝都非常滿意，也不可能作到絕對(duì)不漏氣。嚴(yán)格地講，漏氣是絕對(duì)的，而不漏氣則是相對(duì)的，絕對(duì)不漏氣是不存在的。我們通常所說(shuō)的“不漏氣”，一般是指系統(tǒng)上存在的漏孔的漏率遠(yuǎn)小于允許的漏率或檢漏儀的最高靈敏度而言。1.1檢漏的意義及其重要性真空系統(tǒng)和真空容器的漏氣1.1檢漏的意義及其重要性檢漏的任務(wù)是：用適當(dāng)方法迅速判斷漏氣是否為主要矛盾；確定漏率，以便確定它是否在允許的范圍內(nèi)；選擇合適的檢漏方法并找出漏孔的確切位置，以便進(jìn)行修補(bǔ)。應(yīng)當(dāng)指出，只有當(dāng)系統(tǒng)上所有漏孔的總漏率超出允許的漏率值時(shí)，才進(jìn)行漏孔的定位工作。系統(tǒng)上雖有漏孔，但其總漏率在允許值之內(nèi)時(shí)，一般便不必對(duì)漏孔進(jìn)行定位。然而在個(gè)別情況下，除了規(guī)定總漏率不得超過(guò)允許值之外，還規(guī)定單個(gè)漏孔的漏率不得超過(guò)某一特定值。只要某一漏孔的漏率超出了該特定值，就必須將這一漏孔找出并加以修補(bǔ)。1.1檢漏的意義及其重要性檢漏的任務(wù)是：用適1.2漏氣判斷和漏孔表示法

實(shí)際的真空系統(tǒng)，如果抽不到預(yù)定的極限真空，這里面原因有三：泵工作不良，即有效抽速不夠；放氣以及漏氣。必須首先排除前兩個(gè)原因，才能去找漏孔。

通常以靜態(tài)升壓法來(lái)找出哪種因素起主導(dǎo)作用。即把容器抽到一定壓力后，將閥門(mén)關(guān)閉，讓容器與泵隔開(kāi)，然后測(cè)量容器中的壓力變化，給出壓力—時(shí)間曲線。由于容器的漏氣與出氣情況不一樣，所以曲線也不一樣，如上圖所示。1.2漏氣判斷和漏孔表示法實(shí)際的真空系統(tǒng)，1.2漏氣判斷和漏孔表示法

(1)直線a，壓力保持不變，說(shuō)明既不漏氣也不放氣。容器真空度抽不上去的原因是泵工作不良造成的。(2)曲線b，壓力開(kāi)始上升較快，而后上升速度慚漸減慢呈現(xiàn)水平態(tài)。這說(shuō)明主要是放氣，因?yàn)椴徽撌钦魵庠吹姆艢饣虿牧戏艢猓谶_(dá)到一定的壓力后都有飽和的趨勢(shì)。如果是蒸汽，最后達(dá)到其飽和蒸汽壓。(3)斜線c，壓力直線上升，這說(shuō)明是漏氣。漏氣率正比于內(nèi)外壓力差。外部是大氣壓，內(nèi)部壓力很低，后者與前者相比可忽略不計(jì)．故漏氣率就正比于大氣壓，是一常數(shù)，壓力呈直線上升。(4)曲線d，壓力開(kāi)始上升很快．后來(lái)變得較慢，但不出現(xiàn)飽和跡象。這是曲線b和曲線c的疊加，即同時(shí)存在放氣和漏氣。曲線d的前部分由于放氣作用使之呈曲線；而后部分僅由于漏氣作用(此時(shí)放氣已達(dá)飽和)，所以呈直線。在判定確實(shí)有漏氣之后．就可著手找漏孔的位置。1.2漏氣判斷和漏孔表示法(1)直線a，壓力保持不變，說(shuō)1.2漏氣判斷和漏孔表示法

真空技術(shù)中所指的漏孔是極其微小的。漏孔截面形狀不規(guī)則，漏氣路徑也各式各樣。漏孔的大小是不可能也沒(méi)有必要以漏孔的幾何尺寸表示，因?yàn)槁┛椎淖畋举|(zhì)屬性就是漏氣，即在壓力差作用下，有氣體通過(guò)它流動(dòng)。所以，真空技術(shù)中用漏孔漏率表示漏孔的大小。漏孔漏率定義：露點(diǎn)低于－25℃的空氣，入口壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（105±5×103Pa），出口壓力低于103Pa，溫度為23±3℃時(shí)，空氣通過(guò)漏孔的流量為漏孔漏率。漏孔漏率量綱與流量相同，單位為Pam3s-1。實(shí)際上，我們所使用的真空系統(tǒng)大多數(shù)是滿足或接近漏孔漏率定義所規(guī)定的條件。如果不滿足上述條件(如：環(huán)境溫度變化、壓差不是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或使用空氣以外的氣體)時(shí)．就必須對(duì)漏率加以修正。1.2漏氣判斷和漏孔表示法真空技術(shù)中所指的漏孔是1.3漏孔氣流特性

出于漏孔很微小，漏孔兩端的壓差很大，氣體通過(guò)漏孔的過(guò)程是很復(fù)雜的，其中包括粘滯流、過(guò)渡流和分子流三種流動(dòng)狀態(tài)。為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，可以假定漏孔為一圓截面的毛細(xì)管。其流導(dǎo)可用克努曾半經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算?？伺虢?jīng)驗(yàn)公式不適用湍流，卻適用于粘滯流、過(guò)渡流和分子流，但要求壓差不能太大。而漏孔兩端壓差太大，所以克努曾公式不能直接應(yīng)用，故在圓截面漏孔中取一微長(zhǎng)度元ΔL，其兩端壓差為Δp，這樣就滿足了上述條件，并令漏孔長(zhǎng)為1cm，經(jīng)分析可得到如下結(jié)論：1.3漏孔氣流特性出于漏孔很微小，漏孔兩端的壓差1.3漏孔氣流特性

當(dāng)qL>10-6Pam3s-1時(shí)，此時(shí)主要是粘滯流。當(dāng)qL<10-9Pam3s-1時(shí)，其流動(dòng)主要是分子流。不同種類(lèi)氣體通過(guò)漏孔漏率也不相同。如同一漏孔的氦漏率與空氣漏率的比值，在粘滯流狀態(tài)下為

qLHe/qLair＝ηair/ηHe＝0.93在分子流狀態(tài)下為

qLHe/qLair＝√(Mair/MHe)＝2.7可見(jiàn)用氦氣檢漏時(shí)，只是對(duì)分子流漏孔才會(huì)有好處。1.3漏孔氣流特性當(dāng)qL>10-6Pam3s-11.4最大允許漏率的計(jì)算

要求裝置或真空系統(tǒng)絕對(duì)不漏氣不僅是不可能的，而且也是不合理的。只要漏孔漏率足夠小，即漏入的氣體量無(wú)害于真空裝置或真空系統(tǒng)的正常工作，就是允許的。這里存在一個(gè)最大允許漏率問(wèn)題，這個(gè)值是由設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)周密考慮和計(jì)算提出來(lái)的。真空裝置或系統(tǒng)正常工作允許的最大漏氣率，稱(chēng)為最大允許漏率，簡(jiǎn)稱(chēng)允許漏率，以qLp表示。此值不僅是設(shè)計(jì)的一項(xiàng)主要指標(biāo)，也是檢漏的依據(jù)。1.4最大允許漏率的計(jì)算要求裝置或真空系統(tǒng)絕對(duì)不1.4最大允許漏率的計(jì)算

如果設(shè)計(jì)人員只給出允許的總氣載qtot，而沒(méi)有具體指明允許漏率qLp的值，一般認(rèn)為，最大允許漏率比總氣載低一個(gè)數(shù)量級(jí)，即

qLp＝0.1×qtot并以此為收據(jù)，對(duì)每個(gè)零件的容許漏率進(jìn)行分配，易檢漏件要求高些，難于檢漏件要求就低些。1.4最大允許漏率的計(jì)算如果設(shè)計(jì)人員只給出允許的1.4最大允許漏率的計(jì)算

不同真空系統(tǒng)允許漏率也是不同的，下面分兩種情況進(jìn)行討論。(1)動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)允許漏率：所謂動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)是指工作時(shí)，泵仍然對(duì)它進(jìn)行抽氣的系統(tǒng)，如真空熔煉爐、真空鍍膜機(jī)和粒子加速器等。這些動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是靠泵抽氣來(lái)維持工作壓力的。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)氣密性要求低些。設(shè)真空裝置最大工作壓力為pωmax，泵對(duì)被抽容器(真空室)的有效抽速為Se，則真空容器的允許漏率為

qLp＝0.1×pωmaxSe

式中pωmax——真空裝置最大工作壓力

Se

——泵對(duì)被抽容器的有效抽速1.4最大允許漏率的計(jì)算不同真空系統(tǒng)允許漏率也是1.4最大允許漏率的計(jì)算

(2)靜態(tài)真空系統(tǒng)（無(wú)消氣劑繼續(xù)抽氣）允許漏率：靜態(tài)系統(tǒng)是指工作時(shí)與泵隔開(kāi)的系統(tǒng)，一般稱(chēng)密閉容器或封離容器。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是要求極限壓力低，在與泵隔離之后的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，其真空度仍能滿足要求。如電真空器件中的電視顯象管、示波管和超高頻管等。由于這些器件體積小，要求壽命長(zhǎng)，所以對(duì)漏氣和放氣要求很?chē)?yán)。對(duì)于材料出氣，在管子設(shè)計(jì)與制造時(shí)已作了考慮，這里只談漏氣一題。1.4最大允許漏率的計(jì)算(2)靜態(tài)真空系統(tǒng)（無(wú)消氣1.4最大允許漏率的計(jì)算

假設(shè)這種靜態(tài)系統(tǒng)的真空度不是靠繼續(xù)抽氣(即無(wú)消氣劑和鈦泵)來(lái)維持，而是靠降低器件的漏氣和材料放氣來(lái)達(dá)到的話，剛封離時(shí)壓力pi要遠(yuǎn)低于器件工作的最高壓力pωmax，以保證器件壽命τ較長(zhǎng)。那么，其允許漏率為

qLp＝0.1×V·（pωmax－pi）/τ

式中pi——?jiǎng)偡怆x時(shí)壓力

τ——器件壽命V——器件的體積1.4最大允許漏率的計(jì)算假設(shè)這種靜態(tài)系統(tǒng)的真空度

一些真空設(shè)備的允許漏率一些真空設(shè)備的允許漏率1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇

一般說(shuō)來(lái)，理想的檢漏方法應(yīng)滿足下述要求：(1)檢漏靈敏度高、反應(yīng)時(shí)間短(3s以內(nèi))和穩(wěn)定性好；(2)能定出漏孔的位置和漏率；(3)示漏物質(zhì)在空氣中含量低，不腐蝕零件，不堵塞漏孔，不污染環(huán)境，不影響人身安全并且還要易于得到；(4)檢漏范圍寬，從大漏到小漏都能檢測(cè)，以減少設(shè)備數(shù)量及費(fèi)用；(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，對(duì)被檢件要求不太苛刻；(6)能無(wú)損檢漏，檢漏無(wú)油化、以免油污染被檢件。1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇一般說(shuō)來(lái)，理1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇

然而，上述要求往往是相互矛盾的。要求一種檢漏方法同時(shí)滿足上述所有要求是不可能的。所以只能針對(duì)不同檢漏對(duì)象選擇合適的方法，以解決主要矛盾為原則。那么，檢漏方法如何選擇呢？主要根據(jù)被檢真空系統(tǒng)(或設(shè)備)的容許漏氣量qL，另外再結(jié)合具體情況來(lái)選擇相應(yīng)的方法。但應(yīng)注意到總的容許漏氣量是幾個(gè)或多個(gè)單獨(dú)漏隙的漏量之和，要想找到每個(gè)單獨(dú)漏隙，必須選用檢漏靈敏度qLdmin比允許漏率qLp值低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)（相當(dāng)有10～100個(gè)漏孔）的方法，即

qLdmin≤（10-2～10-1）qLp另外，還要滿足被檢件要求，簡(jiǎn)便易行。再有要根據(jù)現(xiàn)有條件，如設(shè)備和人員情況等。1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇然而，上述要求往往是1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念

(1)氣密性：表示真空容器或系統(tǒng)的壁對(duì)空氣不可滲透性。(2)漏孔(漏隙)：真空器壁上形狀不定的小孔洞，大氣可以通過(guò)它進(jìn)入真空系統(tǒng)(或真空容器)。(3)儀器靈敏度：亦稱(chēng)最佳靈敏度，即在最佳的工作狀態(tài)下所能檢出的最小漏率，用qLemin表示，是儀器本身的一個(gè)重要特性。(4)檢漏靈敏度：亦稱(chēng)有效靈敏度，即在具體檢漏條件下(不一定最佳)所能看檢出的最小漏率，用qLdmin表示。只要改變檢漏條件，其值是變化的，它反應(yīng)出儀器靈敏度的發(fā)揮程度。

1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念(1)氣密性：表示真空容1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念

(5)反應(yīng)時(shí)間：從檢漏方法開(kāi)始實(shí)施(如示漏氣體開(kāi)始噴吹)到指示方法或儀表的指示值上升到其最大值的63％時(shí)所需的時(shí)間，稱(chēng)為反應(yīng)時(shí)間，以τr麥?zhǔn)?，它與漏孔大小無(wú)關(guān)。(6)消除時(shí)間τc：從檢漏方法停止(如示漏氣體停止噴吹，開(kāi)始被抽除)到指示方法或儀表指示值下降至停止時(shí)值的37%所需的時(shí)間。(7)信噪比：定義為I／In，其中In表示在一定條件下本底信號(hào)在一定時(shí)間內(nèi)的最大波動(dòng)量；I表示在一定條件下，檢漏方法或儀表指示的平均值。(8)虛漏：由于設(shè)計(jì)和操作不妥，在系統(tǒng)內(nèi)形成貯存氣源的洞穴，其內(nèi)氣體慢慢地釋放出來(lái)而形成漏氣，稱(chēng)為虛漏。1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念(5)反應(yīng)時(shí)間：從檢漏方2檢漏方法2.1真空檢漏法2.2充壓檢漏法2.3背壓檢漏法2.4各種檢漏方法比較2檢漏方法2.1真空檢漏法2.1真空檢漏法將被檢件與檢漏器(通常指檢漏器的傳感器)相連，并將被檢件抽真空，在被檢件外施加示漏物質(zhì)。如果存在漏孔，示漏物質(zhì)就會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢件和檢漏器，由檢漏器測(cè)出示漏物質(zhì)的存在和多少，從而可以判定漏孔的位置和漏率。這種方法稱(chēng)為真空檢漏法。真空檢漏法分為：靜態(tài)升壓法、動(dòng)態(tài)法和探索法三種。這里介紹探索法。2.1真空檢漏法將被檢件與檢漏器(通常指檢漏器的傳

探索法真空檢漏系統(tǒng)探索法真空檢漏系統(tǒng)2.1真空檢漏法在探索法檢漏中，檢漏器、被檢件及輔助真空系統(tǒng)的連接方式如上頁(yè)圖所示的兩種方式。在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后就可以開(kāi)始檢漏工作。在示漏物質(zhì)沒(méi)有施加到漏孔上時(shí)，檢漏器8的本底輸出信號(hào)可以認(rèn)為零(或補(bǔ)償?shù)搅?。示漏物質(zhì)施加到漏孔之后，示漏物質(zhì)通過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi)各處示漏物質(zhì)的分壓力開(kāi)始升高，檢漏器輸出信號(hào)開(kāi)始增大，直到示漏物質(zhì)抽走量等于進(jìn)入量，即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，檢漏器輸出信號(hào)最大。然后，若停止施加示漏物質(zhì)，由于抽氣作用，系統(tǒng)內(nèi)各處示漏物質(zhì)分壓力逐漸降低，檢漏器輸出信號(hào)亦隨之下降。最后，示漏物質(zhì)趨于零本底值，檢漏器輸出信號(hào)亦趨于零。2.1真空檢漏法在探索法檢漏中，檢漏器、被檢件及輔2.2充壓檢漏法在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示漏物質(zhì)，如有漏孔，示漏物質(zhì)便通過(guò)漏孔漏出，在被檢件外部用某種檢漏方法或檢漏器進(jìn)行檢測(cè)，從而判定漏孔的位置和漏率的方法稱(chēng)為充壓檢漏法。2.2充壓檢漏法在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示2.2充壓檢漏法充壓檢漏系統(tǒng)如右圖所示。假設(shè)一漏率為qL的漏孔，檢漏時(shí)示漏氣體通過(guò)該漏孔的漏率為qLs，其值可用下式計(jì)算：2.2充壓檢漏法充壓檢漏系統(tǒng)如右圖所示。假設(shè)一漏率為q2.2充壓檢漏法在分子流情況下：在粘滯流情況下：式中psear——示漏氣體壓力；

p0——大氣壓力(105Pa)；

pair——被檢件外側(cè)壓力(通常為105Pa或真空)；

Msear，Mair——分別為示漏氣體和空氣的摩爾質(zhì)量；ηsear，ηair——分別為示漏氣體和空氣的粘滯系數(shù)。由以上兩式可知，增大充氣壓力psear或選擇較小的Msear和較小的ηsear的示漏氣體，都可以提高充壓檢漏靈敏度。2.2充壓檢漏法在分子流情況下：2.2充壓檢漏法在充壓檢漏時(shí)，應(yīng)注意示漏氣體的擴(kuò)散作用，遵守如下幾個(gè)原則：(1)在條件允許的情況下，先將被檢件抽空后再充入示漏氣體。這里所說(shuō)的條件，主要指被檢件的剛度是否允許抽空和現(xiàn)場(chǎng)是否有相應(yīng)的抽真空設(shè)備；(2)選用擴(kuò)散系數(shù)大的氣體，如He、H2等；(3)在被檢件設(shè)計(jì)上，盡量減少盲管的數(shù)量或縮短盲管長(zhǎng)度；(4)合理選擇充氣位置，使其在被檢件上位于示漏氣體的響應(yīng)時(shí)間基本相等的部位。最后，再次強(qiáng)調(diào)充壓檢漏時(shí)，必須注意充氣壓力的安全問(wèn)題。雖然增高充氣壓力可以提高檢漏靈敏度，但是必須保證被檢件的強(qiáng)度和人身安全，并保證檢漏設(shè)備和輔件不得損壞。2.2充壓檢漏法在充壓檢漏時(shí)，應(yīng)注意示漏氣體的擴(kuò)散2.3背壓檢漏法背壓檢漏是充壓檢漏和真空檢漏相結(jié)合的一種綜合檢漏方法，適用于封離的電子器件、半導(dǎo)體器件等密封件的無(wú)損檢漏。背壓檢漏原理如下圖所示。其檢漏過(guò)程包括三個(gè)步驟：2.3背壓檢漏法背壓檢漏是充壓檢漏和真空檢漏相2.3背壓檢漏法(1)充壓：將被檢件在充有高壓示漏氣體的容器內(nèi)存放(或稱(chēng)浸泡)一定時(shí)間。若被檢件有漏孔，示漏氣體便通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢件的內(nèi)部。并且，隨著浸泡時(shí)間的增加和充氣壓力的增高，被檢件內(nèi)部示漏氣體的分壓力逐漸升高。(2)凈化：用干燥氮?dú)饣蚋稍锟諝饬髟诔鋲喝萜魍獠炕蛟谄鋬?nèi)部吹被檢件，在不具氣源時(shí)也可以靜置被檢件，以便去除吸附在被檢件外表面上的示漏氣體。在凈化過(guò)程中，一定有部分示漏氣體從被檢件內(nèi)部經(jīng)漏孔流失，導(dǎo)致被檢件內(nèi)部示漏氣體分壓力逐漸下降。凈化時(shí)間越長(zhǎng)，示漏氣體的分壓降越大。(3)檢漏：將凈化后的被檢件放入真空室，真空室與檢漏器相連，進(jìn)行檢漏。抽真空后，由于壓差作用，示漏氣體通過(guò)漏孔從被檢件內(nèi)部流出，而后經(jīng)過(guò)真空室進(jìn)入檢漏器，根據(jù)檢漏器的輸出指示判定漏孔的存在及其漏率。2.3背壓檢漏法(1)充壓：將被檢件在充有高壓示漏氣2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較3檢漏儀3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.2高頻火花檢漏儀3.3鹵素檢漏儀3檢漏儀3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀3.1.3氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度3.1.4氦質(zhì)譜檢漏儀的示漏氣體3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理用氦氣做示漏氣體的專(zhuān)門(mén)用于檢漏的質(zhì)譜分析器叫做氦質(zhì)譜檢漏儀。其性能穩(wěn)定且靈敏度高，是使用最普遍的一種檢漏儀器。氦質(zhì)譜檢漏儀是磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜分析儀器。單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)氦質(zhì)譜檢漏儀的工作壓力為10-2～10-3Pa，靈敏度為10-9～10-12Pam3s-1。近年來(lái)發(fā)展的逆流型氦質(zhì)譜撿漏儀，改變了常規(guī)型儀器的結(jié)構(gòu)布局，被檢件置于主抽氣泵的前級(jí)，適用大漏率或真空衛(wèi)生較差的試件的檢漏，其靈敏度可達(dá)10-12Pam3s-1。氦質(zhì)譜檢漏儀主要由質(zhì)譜室(其中包括離子源、分析器和收集器)、真空系統(tǒng)和電氣部分組成。該類(lèi)儀器是以檢測(cè)到的示漏氣體—氦的多少來(lái)進(jìn)行檢漏工作的，是根據(jù)帶電粒子不同的質(zhì)荷比(M／Z)而對(duì)它們進(jìn)行分離和鑒測(cè)的。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理用氦氣做示漏氣體的專(zhuān)3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理下圖示出了180°磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜檢漏儀的質(zhì)譜室原理圖。在質(zhì)譜室內(nèi)，由燈絲、離化室和加速極組成離子源；由外加均勻磁場(chǎng)構(gòu)成分析器；由出口縫隙、抑制柵和收集極構(gòu)成收集器。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理下圖示出了180°磁在離子源內(nèi)，氣體分子被由燈絲發(fā)射的并具有一定能量的電子電離成離子，在電場(chǎng)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(jīng)過(guò)離子加速極的縫隙進(jìn)入分析器。在分析器中，在與離子運(yùn)動(dòng)方向相垂直的均勻磁場(chǎng)作用下，具有一定速度的離子將按圓形軌道運(yùn)動(dòng)，其離子束偏轉(zhuǎn)半徑可由下式計(jì)算：R=√(2mU/(Ze))/B式中e—基本電荷量（1.6×10-19C）；

m—離子質(zhì)量（1.66×10-27·Mkg，M為離子的質(zhì)量數(shù)）；

U—離子加速電壓，V；

B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；

R—離子軌道半徑，m；

Z—離子所帶基本電荷數(shù)。上式也可寫(xiě)成如下便于計(jì)算的公式：

R=1.44×10-4√（MU/Z）/B式中M/Z—離子的質(zhì)荷比，即離子的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)之比。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理在離子源內(nèi)，氣體分子被由燈絲發(fā)射的并具有一定能量的電由上式可見(jiàn)，當(dāng)B和U為定值時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子有不同的偏轉(zhuǎn)半徑。只有離子的偏轉(zhuǎn)半徑與分析器的幾何半徑(質(zhì)譜室原理圖中，離子入口縫S1和出口縫S2所在圓的半徑)相等的離子束(原理圖中的2)才能通過(guò)出口縫隙S2到達(dá)收集極D形成離子流。而其它質(zhì)荷比的離子束(如原理圖中的1和3)，則以不同于分析器幾何半徑的偏轉(zhuǎn)半徑而被分離掉。例如，有臺(tái)檢漏儀，R=4cm，B=0.14T，示漏氣體為He（其一價(jià)氦離子的質(zhì)荷比M/Z=4），問(wèn)其加速電壓應(yīng)調(diào)到多大才可進(jìn)行檢漏？由上式可得：即加速電壓調(diào)至378V就能進(jìn)行檢漏。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理由上式可見(jiàn)，當(dāng)B和U為定值時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子有不同

為了使離子流信號(hào)有一定的量值，質(zhì)譜室中的離子出口縫隙S2有一定寬度。加速電壓U有一個(gè)調(diào)節(jié)范圍，調(diào)加速電壓以使檢漏儀輸出信號(hào)最大，此時(shí)的加速電壓稱(chēng)為“氦峰”。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理為了使離子流信號(hào)有一定的量值，質(zhì)譜室中的離子出口縫隙S單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜儀的磁分析器，也可以采用60°或90°偏轉(zhuǎn)，其原理圖如下圖所示。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜儀的磁分析器，也可以采用60°或90雙級(jí)串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)型檢漏儀工作原理3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理雙級(jí)串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)型檢漏儀工作原理3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原如上圖所示，在兩個(gè)分析器中間，即在中間縫隙S2與鄰近的擋板間設(shè)置加速電場(chǎng)，使離子在進(jìn)入第二分析器之前再次加速。因此，那些具有氦離子動(dòng)量相同的其它氣體離子，雖然可以通過(guò)第一個(gè)分析器，但經(jīng)過(guò)第二次加速進(jìn)入第二分析器時(shí)，由于其動(dòng)量與氦離子動(dòng)量不同而被分離。這樣一來(lái)使得儀器本底信號(hào)及噪聲顯著減小，提高了儀器靈敏度。通常，單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度為10-9～10-12Pam3s-1，而雙級(jí)串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)型靈敏度可達(dá)10-14～10-15Pam3s-1。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理如上圖所示，在兩個(gè)分析器中間，即在中間縫隙S2與鄰近逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)示意圖如上圖所示。儀器的質(zhì)譜室位于主泵的入口一側(cè)，被檢件位于主泵的前級(jí)真空一側(cè)。由于漏入被檢件的示漏氣體在主泵中逆流進(jìn)入質(zhì)譜室，所以稱(chēng)這種檢漏儀為逆流檢漏儀。以擴(kuò)散泵為主泵的逆流氦質(zhì)譜檢漏儀是根據(jù)油擴(kuò)散泵壓縮比與氣體種類(lèi)有關(guān)的原理制成的。多級(jí)擴(kuò)散泵的壓縮比對(duì)于氦氣可以達(dá)到102；對(duì)于空氣中其它成分為104～106。渦輪分子泵對(duì)輕質(zhì)量氣體壓縮比小，也用作逆流檢漏儀的主泵。因此，在逆流氦質(zhì)譜檢漏儀中，氦氣通過(guò)漏孔和被檢件進(jìn)入主泵前級(jí)管道后，仍有部分氦氣穿過(guò)主泵返流到質(zhì)譜室中去，并輸出漏氣信號(hào)。此種檢漏儀的靈敏度可達(dá)到10-8～10-12Pam3s-1。3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)示意圖如上圖所示。儀器的質(zhì)譜室在檢漏儀處于最佳工作條件下，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的純氦氣為示漏氣體，進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢漏時(shí)，所能檢出的最小漏孔的漏率稱(chēng)為氦質(zhì)譜檢漏儀的漏率靈敏度，或稱(chēng)最小可檢漏率。在檢漏儀質(zhì)譜室處于工作壓力下，儀器可檢出的氦分壓比的最小變化量稱(chēng)為分壓比靈敏度，亦稱(chēng)為最小可檢分壓比，記作γmin。（也稱(chēng)濃度靈敏度或最小可檢濃度）靈敏度的校準(zhǔn)應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)漏孔”在校準(zhǔn)系統(tǒng)上進(jìn)行。多用玻璃-鉑絲型和帶氦室的石英薄膜滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔。3.1.3氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度在檢漏儀處于最佳工作條件下，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的純氦氣質(zhì)譜檢漏儀用氦為示漏氣體原因（1）氦在空氣中及殘余氣體中含量最少。（2）氦質(zhì)量輕，易于穿過(guò)漏孔，擴(kuò)散也快，檢漏靈敏度高。（3）氦是惰性氣體，不污染環(huán)境。（4）氦離子的質(zhì)荷比利于離子分離。（M/Z)He+＝4（M/Z)H2+＝2（M/Z)C++＝63.1.4氦質(zhì)譜檢漏儀的示漏氣體質(zhì)譜檢漏儀用氦為示漏氣體原因3.1.4氦質(zhì)譜檢漏儀的示漏氣3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法3.2.3用高頻火花檢漏儀估計(jì)真空度3.2.4用高頻火花檢漏儀時(shí)注意事項(xiàng)3.2高頻火花檢漏儀3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理3.2高頻火花檢漏儀高頻火花檢漏儀實(shí)際上是一個(gè)小功率、高頻、高壓塔式線圈，利用其尖端產(chǎn)生的高頻火花搜尋漏孔。它主要是用于檢漏玻璃系統(tǒng)或器件，亦可用于檢漏金屬系統(tǒng)，但需利用金屬系統(tǒng)上的玻璃規(guī)管或盲管。其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便。3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理高頻火花檢漏儀實(shí)際上是一個(gè)小功率、高頻、高壓塔振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀的結(jié)構(gòu)原理如上圖所示。它包括蜂鳴器線圈L、振動(dòng)子(火花隙)G、塔式線圈T以及電容器C等。共工作原理是：在初始位置時(shí)，振動(dòng)子的磁舌(動(dòng)觸點(diǎn))是接觸的。當(dāng)電源接通后，蜂鳴器線圈產(chǎn)生足夠大的吸力使磁舌與觸點(diǎn)斷開(kāi)．于是形成由電容器C和諧振線圈(塔式線圈原級(jí))的串聯(lián)回路。由于阻抗增大，蜂鳴器線圈中電流減小，吸力減弱，釋放磁舌，使其與觸點(diǎn)間不斷接觸。如此反復(fù)就使磁舌產(chǎn)生振動(dòng)，即磁舌與觸點(diǎn)間不斷接觸和斷開(kāi)形成火花放電?；鸹ㄏ禛、電容器C及諧振線圈組成一高頻諧振回路，產(chǎn)生高頻電壓，故在塔式線圈次級(jí)上感應(yīng)出高頻高壓脈沖，經(jīng)放電尖端F放出高頻火花。振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀的優(yōu)點(diǎn)是不需用恒流變壓器，故體積小，輕便，但振蕩不夠穩(wěn)定。3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀的結(jié)構(gòu)原理如上圖所示。它包括蜂(1)火花法火花法只適用于檢漏玻璃系統(tǒng)或器件。檢漏時(shí)，用放電尖端搜尋漏孔。若沒(méi)有漏孔，放電尖端產(chǎn)生的火花束在玻璃表面上不規(guī)則地跳躍，并向四周發(fā)散；遇有漏孔時(shí)，因大氣經(jīng)過(guò)漏孔進(jìn)入真空系統(tǒng)，當(dāng)放電尖端移到漏孔處時(shí)，就將該氣流電離，被電離的氣體的導(dǎo)電率遠(yuǎn)大于玻璃的導(dǎo)電率，所以分散的火花束就集中起來(lái)形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)明亮的火花束，其尾端正好指向漏孔。這樣便可判斷被檢系統(tǒng)或器件是否有漏孔及漏孔所在。3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法(1)火花法火花法只適用于檢漏玻璃系統(tǒng)或器件。檢(2)放電法放電法既適用于檢漏玻璃系統(tǒng)，也適用于檢漏金屬系統(tǒng)。但檢漏金屬系統(tǒng)時(shí)需借助于玻璃規(guī)管或盲管。放電法是利用低其空中氣體放電的顏色進(jìn)行檢漏的。當(dāng)檢漏儀放電尖端的火花打在真空度為幾千～1Pa真空系統(tǒng)的波璃壁上時(shí)，因感應(yīng)會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)氣體產(chǎn)生輝光放電。放電顏色與氣體種類(lèi)有關(guān)，各種氣體或蒸氣在真空中放電的顏色如下表所示。檢漏開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)是空氣，其輝光呈紫紅色。此時(shí)，若用蘸有乙醚、酒精、丙酮、汽油或其它一些易揮發(fā)的碳?xì)浠衔锏拿藁ㄔ谙到y(tǒng)外表涂擦或噴射時(shí)，如有漏孔，則乙醚等蒸氣會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入系統(tǒng)，立刻使輝光顏色變成藍(lán)色，據(jù)此可以判定是否有漏孔及漏孔所在位置。3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法(2)放電法放電法既適用于檢漏玻璃系統(tǒng)，也適用于3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法各種氣體或蒸氣的輝光顏色3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法各種氣體或蒸氣的輝光顏色3.2.3用高頻火花檢漏儀估計(jì)真空度高頻火花檢漏儀適用壓力范圍為103～10-1Pa，其最小可檢漏率qLdmin為10-3～10-4Pam3s-1。由于氣體輝光放電的顏色隨壓力的變化而不同，因而還可用高頻火花檢漏儀粗略地估計(jì)真空系統(tǒng)或器件的真空度。以空氣為例，其輝光放電的顏色和壓力的關(guān)系如下表所示。3.2.3用高頻火花檢漏儀估計(jì)真空度高頻火花檢漏儀由表可以看出：系統(tǒng)在大氣或10-2Pa以下高真空時(shí)，均無(wú)色。那么如何判別一個(gè)密閉器件(如電子管)是大氣還是10-2Pa以下高真空呢？這只需將其一個(gè)電極接地，用高頻火花檢漏儀放電尖端碰上另一個(gè)電極。在大氣時(shí)，兩個(gè)電極間將產(chǎn)生強(qiáng)烈地脈絡(luò)跳火；在10-2Pa以下高真空時(shí)，則無(wú)跳火。3.2.3用高頻火花檢漏儀估計(jì)真空度由表可以看出：系統(tǒng)在大氣或10-2Pa以下高真空時(shí)，(1)在檢漏前，應(yīng)將玻璃表面或內(nèi)壁粘附(或夾雜)的金屬粉屑等清除干凈。否則，由于金屬粉屑的存在會(huì)造成錯(cuò)誤的信號(hào)，或在金屬粉屑處將系統(tǒng)燒穿。(2)在檢漏過(guò)程中，要適當(dāng)調(diào)節(jié)火花束，不要過(guò)強(qiáng)；在搜尋漏孔時(shí)，不可在一處停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。否則，系統(tǒng)會(huì)因局部受火花灼熱而被打穿。(3)不可將放電尖端移到易燃燒物質(zhì)附近，以免引起火災(zāi)。(4)避免人體觸及放電尖端，以防觸電。(5)在用高頻火花檢漏儀檢漏時(shí)，要考慮放電火花對(duì)真空測(cè)量的影響。放電火花能使去氣不良的系統(tǒng)器壁放氣，因而真空系統(tǒng)的真空度降低；反之，如果真空系統(tǒng)去氣良好，則放電火花會(huì)激起真空系統(tǒng)內(nèi)氣體放電，因而真空系統(tǒng)的真空度提高。3.2.4使用高頻火花檢漏儀時(shí)注意事項(xiàng)3.2.4使用高頻火花檢漏儀時(shí)注意事項(xiàng)3.3鹵素檢漏儀3.3.1鹵素檢漏儀工作原理3.3.2鹵素檢漏儀檢漏方法3.3.3鹵素檢漏儀示漏氣體3.3.4鹵素檢漏儀使用注意事項(xiàng)3.3鹵素檢漏儀3.3.1鹵素檢漏儀工作原理3.3.1鹵素檢漏儀工作原理當(dāng)鉑被加熱至800℃以上時(shí)，其表面就有正離子發(fā)射，正離子流Ii的大小除決定于加熱溫度外，還與氣體種類(lèi)有很大關(guān)系，特別是遇到鹵素氣體后，正離子流Ii急劇增大，這就是所謂的“鹵素效應(yīng)”。3.3.1鹵素檢漏儀工作原理當(dāng)鉑被加熱至800℃以鹵素檢漏儀就是基于鹵素效應(yīng)制成的，其工作原理圖如右圖所示。它由檢漏管l和測(cè)量線路2兩部分組成。檢漏管的發(fā)射極F-F與收集極C之間加以50～500V直流電壓，這時(shí)發(fā)射體被加熱至高溫，因而就有正離子發(fā)射，發(fā)射本底值由指示儀表μA指示出來(lái)。若有漏孔時(shí)，示漏氣體將經(jīng)過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏管，產(chǎn)生鹵素效應(yīng)，使正離子流Ii劇增，由指示儀表反映出來(lái)，同時(shí)揚(yáng)聲器將發(fā)出“嘎嘎”聲。據(jù)此便可確定漏孔位置，并可粗略地估計(jì)漏率大小。3.3.1鹵素檢漏儀工作原理鹵素檢漏儀就是基于鹵素效應(yīng)制成的，其工作原理圖如右圖檢漏管的結(jié)構(gòu)原理：檢漏管的結(jié)構(gòu)原理圖如右圖所示。實(shí)際上它是一個(gè)鉑二極管，其發(fā)射極F-F用鉑絲繞在瓷管上，呈螺旋線形狀。有的采用間熱式結(jié)構(gòu)，即鉑螺旋絲只起加熱器的作用，而在它的外面有一個(gè)鉑筒作發(fā)射極。間熱式結(jié)構(gòu)的惰性大，但其正離子發(fā)射較直熱式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。收集極為一鉑筒，也可以用不銹鋼代替鉑。發(fā)射極、收集極均裝在玻璃芯柱上，然后封裝在玻璃(或金屬)殼體內(nèi)。3.3.1鹵素檢漏儀工作原理檢漏管的結(jié)構(gòu)原理：3.3.1鹵素檢漏儀工作原理鹵素檢漏儀按其工作條件可分為固定式和攜帶式兩類(lèi)。(1)固定式：固定式鹵素檢漏儀由檢漏管、噴槍和測(cè)量線路等三部分組成。檢漏管：是鹵素檢漏儀的敏感元件，根據(jù)實(shí)際工作的需要，有玻璃殼的，金屬殼的和插入式的三種；噴槍?zhuān)菏菄姶翟囼?yàn)氣體用的噴嘴，制成手槍式，用改變噴嘴和控制流量閥來(lái)調(diào)節(jié)試驗(yàn)氣體的流量；測(cè)量線路：是鹵素檢漏儀的重要組成部分。它包括直流穩(wěn)壓電源、離子流放大器和指示儀表、音頻振蕩器和音響指示等三部分。為操作方便，多在儀器內(nèi)裝有音頻振蕩器，其頻率為2～4Hz，該音頻信號(hào)經(jīng)放大后由喇叭或耳機(jī)輸出。3.3.1鹵素檢漏儀工作原理鹵素檢漏儀按其工作條件可分為固定式和攜帶式兩類(lèi)。3.3(2)移動(dòng)式(攜帶式)：攜帶式鹵素檢漏儀由探槍和測(cè)量線路兩部分組成。探槍?zhuān)菏菣z漏管和風(fēng)扇的組合件，制成手槍式，用以吸入并感受試驗(yàn)氣體；測(cè)量線路：與固定式鹵素檢漏儀測(cè)量線路基本相同。3.3.1鹵素檢漏儀工作原理(2)移動(dòng)式(攜帶式)：攜帶式鹵素檢漏儀由探槍和測(cè)量線檢漏方法有真空法和加壓法兩種：(1)真空法：將檢漏管裝在被檢系統(tǒng)上并抽真空。檢漏時(shí)，用噴槍在被檢系統(tǒng)可疑處噴吹。若有漏孔時(shí)，示漏氣體經(jīng)漏孔進(jìn)入被檢系統(tǒng)和檢漏管內(nèi)，產(chǎn)生鹵素效應(yīng)，離子流Ii劇增，在指示儀表和蜂鳴器同時(shí)反映出來(lái)。據(jù)此可判定漏孔位置并粗略地估計(jì)漏孔漏率。此法適用于固定式鹵素檢漏儀。3.3.2鹵素檢漏儀檢漏方法檢漏方法有真空法和加壓法兩種：3.3.2鹵素檢漏儀檢漏方法(2)加壓法：將示漏氣體壓入被檢系統(tǒng)中，使其壓力高于大氣壓。檢漏時(shí)，用探槍在被檢系統(tǒng)外表面可疑處移動(dòng)，若有漏孔時(shí)，從漏孔逸出的示漏氣體就被探槍吸入并進(jìn)入檢漏管內(nèi)，產(chǎn)生鹵素效應(yīng)，離子流Ii劇增，在指示儀表和蜂鳴器同時(shí)反映出來(lái)，即表示有漏孔存在，并可粗略地估計(jì)漏率。此法適用攜帶式鹵素檢漏儀。3.3.2鹵素檢漏儀檢漏方法(2)加壓法：將示漏氣體壓入被檢系統(tǒng)中，使其壓力高于大原則上講，凡含有鹵素物質(zhì)或氣體的混合物均可作示漏氣體。但在選用示漏氣體時(shí)，要考慮取得難易、使用效果、價(jià)格以及對(duì)設(shè)備，人員的危害程度。目前常用的示漏氣體有氟里昂、氯仿等。氟里昂(CF2Cl2)無(wú)毒無(wú)味，多貯存在高壓鋼瓶?jī)?nèi)，檢漏效果最好，目前采用氟里昂作示漏氣體的最多；氯仿即三氯甲烷CHCl3，無(wú)色，是透明易揮發(fā)的液體，臭味特殊、味微甜、遇光易變質(zhì)，使用效果較好。另外，還有四氯化碳、三氯乙烯、氟氯烷等也可作示漏氣體。鹵素檢漏儀適用的壓力范圍為10～10-1Pa，其最小可檢漏率qLdmin為10-7～10-9Pam3s-1。3.3.3鹵素檢漏儀示漏氣體原則上講，凡含有鹵素物質(zhì)或氣體的混合物均可作示漏氣體注意事項(xiàng)(1)對(duì)被檢件需進(jìn)行清潔、干燥處理，疏通漏孔。(2)用氟里昂作示漏氣體時(shí)，因其比空氣重，所以要先檢下部后檢上部；先從檢漏管附近檢，逐漸由近至遠(yuǎn)。(3)噴吹示漏氣體的時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)，嚴(yán)禁蒸氣進(jìn)入檢漏管，以防檢漏管中毒。(4)噴槍的移動(dòng)速度要適當(dāng)，一般應(yīng)小于3cm·s-1。(5)檢漏現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)要良好，以防止鹵素污染環(huán)境。(6)檢漏現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙，以防香煙中含有的鹵素氣體影響檢漏的可靠性。3.3.4鹵素檢漏儀使用注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)3.3.4鹵素檢漏儀使用注意事項(xiàng)課程結(jié)束謝謝大家！END課程結(jié)束謝謝大家！END演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！質(zhì)譜原理與真空檢漏主講人：東北大學(xué)劉玉岱教授質(zhì)譜原理與主講人：東北大學(xué)《真空技術(shù)》一.真空技術(shù)概況（巴德純）二.真空工程理論基礎(chǔ)（張世偉）三.干式真空泵原理與技術(shù)基礎(chǔ)（巴德純）四.真空系統(tǒng)組成與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（劉坤）五.真空獲得設(shè)備原理與技術(shù)基礎(chǔ)（張以忱）六.真空測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)（劉玉岱）七.真空鍍膜技術(shù)基礎(chǔ)（張以忱）八.質(zhì)譜原理與真空檢漏（劉玉岱）九.真空冶金技術(shù)基礎(chǔ)（王曉冬）十.真空與低溫技術(shù)及設(shè)備（徐成海）東北大學(xué)第八期培訓(xùn)系列之《真空技術(shù)》一.真空技術(shù)概況（巴德純）東北大學(xué)第八期培訓(xùn)真空檢漏1檢漏概述2檢漏方法3檢漏儀真空檢漏1檢漏概述1檢漏概述1.1檢漏的意義及其重要性1.2漏氣判斷和漏孔表示法1.3漏孔氣流特性1.4最大允許漏率的估算1.5對(duì)檢漏方法的要求和選擇1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念1檢漏概述1.1檢漏的意義及其重要性1.1檢漏的意義及其重要性理想的真空室應(yīng)永遠(yuǎn)保持它同抽氣真空系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí)的真空度(壓力)。而實(shí)際上，任何真空室在離開(kāi)抽氣系統(tǒng)之后，其壓力總要上升。壓力的升高是由于漏孔的漏氣、室壁表面放氣和通過(guò)室壁材料滲透進(jìn)入的氣體產(chǎn)生的。從物理過(guò)程來(lái)看，真空系統(tǒng)就是在一面抽氣一面漏氣的條件下工作的，兩者最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。因此，要想得到較低的極限壓力，應(yīng)盡量提高有效抽速，并降低漏氣率。在有效抽速—定時(shí)，降低漏氣率就成為關(guān)鍵的了。1.1檢漏的意義及其重要性理想的真空室應(yīng)永遠(yuǎn)保持它1.1檢漏的意義及其重要性真空系統(tǒng)和真空容器的漏氣，是由各種各樣微小漏隙造成的。金屬系統(tǒng)多發(fā)生在焊縫、可拆卸部位和材料缺陷之處（如鑄件和板材的氣孔、裂縫和夾渣等）；電真空器件的漏孔多發(fā)生在金屬-玻璃封接、金屬-陶瓷封接處?？傊庵幨怯萌庋劭床怀鰜?lái)的、微小的，必須用一定檢漏方法或用一定的檢漏儀器才能找出。需要指出的是，任何真空系統(tǒng)，即使在設(shè)計(jì)、加工和安裝都非常滿意，也不可能作到絕對(duì)不漏氣。嚴(yán)格地講，漏氣是絕對(duì)的，而不漏氣則是相對(duì)的，絕對(duì)不漏氣是不存在的。我們通常所說(shuō)的“不漏氣”，一般是指系統(tǒng)上存在的漏孔的漏率遠(yuǎn)小于允許的漏率或檢漏儀的最高靈敏度而言。1.1檢漏的意義及其重要性真空系統(tǒng)和真空容器的漏氣1.1檢漏的意義及其重要性檢漏的任務(wù)是：用適當(dāng)方法迅速判斷漏氣是否為主要矛盾；確定漏率，以便確定它是否在允許的范圍內(nèi)；選擇合適的檢漏方法并找出漏孔的確切位置，以便進(jìn)行修補(bǔ)。應(yīng)當(dāng)指出，只有當(dāng)系統(tǒng)上所有漏孔的總漏率超出允許的漏率值時(shí)，才進(jìn)行漏孔的定位工作。系統(tǒng)上雖有漏孔，但其總漏率在允許值之內(nèi)時(shí)，一般便不必對(duì)漏孔進(jìn)行定位。然而在個(gè)別情況下，除了規(guī)定總漏率不得超過(guò)允許值之外，還規(guī)定單個(gè)漏孔的漏率不得超過(guò)某一特定值。只要某一漏孔的漏率超出了該特定值，就必須將這一漏孔找出并加以修補(bǔ)。1.1檢漏的意義及其重要性檢漏的任務(wù)是：用適1.2漏氣判斷和漏孔表示法

實(shí)際的真空系統(tǒng)，如果抽不到預(yù)定的極限真空，這里面原因有三：泵工作不良，即有效抽速不夠；放氣以及漏氣。必須首先排除前兩個(gè)原因，才能去找漏孔。

通常以靜態(tài)升壓法來(lái)找出哪種因素起主導(dǎo)作用。即把容器抽到一定壓力后，將閥門(mén)關(guān)閉，讓容器與泵隔開(kāi)，然后測(cè)量容器中的壓力變化，給出壓力—時(shí)間曲線。由于容器的漏氣與出氣情況不一樣，所以曲線也不一樣，如上圖所示。1.2漏氣判斷和漏孔表示法實(shí)際的真空系統(tǒng)，1.2漏氣判斷和漏孔表示法

(1)直線a，壓力保持不變，說(shuō)明既不漏氣也不放氣。容器真空度抽不上去的原因是泵工作不良造成的。(2)曲線b，壓力開(kāi)始上升較快，而后上升速度慚漸減慢呈現(xiàn)水平態(tài)。這說(shuō)明主要是放氣，因?yàn)椴徽撌钦魵庠吹姆艢饣虿牧戏艢?，在達(dá)到一定的壓力后都有飽和的趨勢(shì)。如果是蒸汽，最后達(dá)到其飽和蒸汽壓。(3)斜線c，壓力直線上升，這說(shuō)明是漏氣。漏氣率正比于內(nèi)外壓力差。外部是大氣壓，內(nèi)部壓力很低，后者與前者相比可忽略不計(jì)．故漏氣率就正比于大氣壓，是一常數(shù)，壓力呈直線上升。(4)曲線d，壓力開(kāi)始上升很快．后來(lái)變得較慢，但不出現(xiàn)飽和跡象。這是曲線b和曲線c的疊加，即同時(shí)存在放氣和漏氣。曲線d的前部分由于放氣作用使之呈曲線；而后部分僅由于漏氣作用(此時(shí)放氣已達(dá)飽和)，所以呈直線。在判定確實(shí)有漏氣之后．就可著手找漏孔的位置。1.2漏氣判斷和漏孔表示法(1)直線a，壓力保持不變，說(shuō)1.2漏氣判斷和漏孔表示法

真空技術(shù)中所指的漏孔是極其微小的。漏孔截面形狀不規(guī)則，漏氣路徑也各式各樣。漏孔的大小是不可能也沒(méi)有必要以漏孔的幾何尺寸表示，因?yàn)槁┛椎淖畋举|(zhì)屬性就是漏氣，即在壓力差作用下，有氣體通過(guò)它流動(dòng)。所以，真空技術(shù)中用漏孔漏率表示漏孔的大小。漏孔漏率定義：露點(diǎn)低于－25℃的空氣，入口壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（105±5×103Pa），出口壓力低于103Pa，溫度為23±3℃時(shí)，空氣通過(guò)漏孔的流量為漏孔漏率。漏孔漏率量綱與流量相同，單位為Pam3s-1。實(shí)際上，我們所使用的真空系統(tǒng)大多數(shù)是滿足或接近漏孔漏率定義所規(guī)定的條件。如果不滿足上述條件(如：環(huán)境溫度變化、壓差不是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或使用空氣以外的氣體)時(shí)．就必須對(duì)漏率加以修正。1.2漏氣判斷和漏孔表示法真空技術(shù)中所指的漏孔是1.3漏孔氣流特性

出于漏孔很微小，漏孔兩端的壓差很大，氣體通過(guò)漏孔的過(guò)程是很復(fù)雜的，其中包括粘滯流、過(guò)渡流和分子流三種流動(dòng)狀態(tài)。為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，可以假定漏孔為一圓截面的毛細(xì)管。其流導(dǎo)可用克努曾半經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。克努曾半經(jīng)驗(yàn)公式不適用湍流，卻適用于粘滯流、過(guò)渡流和分子流，但要求壓差不能太大。而漏孔兩端壓差太大，所以克努曾公式不能直接應(yīng)用，故在圓截面漏孔中取一微長(zhǎng)度元ΔL，其兩端壓差為Δp，這樣就滿足了上述條件，并令漏孔長(zhǎng)為1cm，經(jīng)分析可得到如下結(jié)論：1.3漏孔氣流特性出于漏孔很微小，漏孔兩端的壓差1.3漏孔氣流特性

當(dāng)qL>10-6Pam3s-1時(shí)，此時(shí)主要是粘滯流。當(dāng)qL<10-9Pam3s-1時(shí)，其流動(dòng)主要是分子流。不同種類(lèi)氣體通過(guò)漏孔漏率也不相同。如同一漏孔的氦漏率與空氣漏率的比值，在粘滯流狀態(tài)下為

qLHe/qLair＝ηair/ηHe＝0.93在分子流狀態(tài)下為

qLHe/qLair＝√(Mair/MHe)＝2.7可見(jiàn)用氦氣檢漏時(shí)，只是對(duì)分子流漏孔才會(huì)有好處。1.3漏孔氣流特性當(dāng)qL>10-6Pam3s-11.4最大允許漏率的計(jì)算

要求裝置或真空系統(tǒng)絕對(duì)不漏氣不僅是不可能的，而且也是不合理的。只要漏孔漏率足夠小，即漏入的氣體量無(wú)害于真空裝置或真空系統(tǒng)的正常工作，就是允許的。這里存在一個(gè)最大允許漏率問(wèn)題，這個(gè)值是由設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)周密考慮和計(jì)算提出來(lái)的。真空裝置或系統(tǒng)正常工作允許的最大漏氣率，稱(chēng)為最大允許漏率，簡(jiǎn)稱(chēng)允許漏率，以qLp表示。此值不僅是設(shè)計(jì)的一項(xiàng)主要指標(biāo)，也是檢漏的依據(jù)。1.4最大允許漏率的計(jì)算要求裝置或真空系統(tǒng)絕對(duì)不1.4最大允許漏率的計(jì)算

如果設(shè)計(jì)人員只給出允許的總氣載qtot，而沒(méi)有具體指明允許漏率qLp的值，一般認(rèn)為，最大允許漏率比總氣載低一個(gè)數(shù)量級(jí)，即

qLp＝0.1×qtot并以此為收據(jù)，對(duì)每個(gè)零件的容許漏率進(jìn)行分配，易檢漏件要求高些，難于檢漏件要求就低些。1.4最大允許漏率的計(jì)算如果設(shè)計(jì)人員只給出允許的1.4最大允許漏率的計(jì)算

不同真空系統(tǒng)允許漏率也是不同的，下面分兩種情況進(jìn)行討論。(1)動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)允許漏率：所謂動(dòng)態(tài)真空系統(tǒng)是指工作時(shí)，泵仍然對(duì)它進(jìn)行抽氣的系統(tǒng)，如真空熔煉爐、真空鍍膜機(jī)和粒子加速器等。這些動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是靠泵抽氣來(lái)維持工作壓力的。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)氣密性要求低些。設(shè)真空裝置最大工作壓力為pωmax，泵對(duì)被抽容器(真空室)的有效抽速為Se，則真空容器的允許漏率為

qLp＝0.1×pωmaxSe

式中pωmax——真空裝置最大工作壓力

Se

——泵對(duì)被抽容器的有效抽速1.4最大允許漏率的計(jì)算不同真空系統(tǒng)允許漏率也是1.4最大允許漏率的計(jì)算

(2)靜態(tài)真空系統(tǒng)（無(wú)消氣劑繼續(xù)抽氣）允許漏率：靜態(tài)系統(tǒng)是指工作時(shí)與泵隔開(kāi)的系統(tǒng)，一般稱(chēng)密閉容器或封離容器。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是要求極限壓力低，在與泵隔離之后的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，其真空度仍能滿足要求。如電真空器件中的電視顯象管、示波管和超高頻管等。由于這些器件體積小，要求壽命長(zhǎng)，所以對(duì)漏氣和放氣要求很?chē)?yán)。對(duì)于材料出氣，在管子設(shè)計(jì)與制造時(shí)已作了考慮，這里只談漏氣一題。1.4最大允許漏率的計(jì)算(2)靜態(tài)真空系統(tǒng)（無(wú)消氣1.4最大允許漏率的計(jì)算

假設(shè)這種靜態(tài)系統(tǒng)的真空度不是靠繼續(xù)抽氣(即無(wú)消氣劑和鈦泵)來(lái)維持，而是靠降低器件的漏氣和材料放氣來(lái)達(dá)到的話，剛封離時(shí)壓力pi要遠(yuǎn)低于器件工作的最高壓力pωmax，以保證器件壽命τ較長(zhǎng)。那么，其允許漏率為

qLp＝0.1×V·（pωmax－pi）/τ

式中pi——?jiǎng)偡怆x時(shí)壓力

τ——器件壽命V——器件的體積1.4最大允許漏率的計(jì)算假設(shè)這種靜態(tài)系統(tǒng)的真空度

一些真空設(shè)備的允許漏率一些真空設(shè)備的允許漏率1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇

一般說(shuō)來(lái)，理想的檢漏方法應(yīng)滿足下述要求：(1)檢漏靈敏度高、反應(yīng)時(shí)間短(3s以內(nèi))和穩(wěn)定性好；(2)能定出漏孔的位置和漏率；(3)示漏物質(zhì)在空氣中含量低，不腐蝕零件，不堵塞漏孔，不污染環(huán)境，不影響人身安全并且還要易于得到；(4)檢漏范圍寬，從大漏到小漏都能檢測(cè)，以減少設(shè)備數(shù)量及費(fèi)用；(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，對(duì)被檢件要求不太苛刻；(6)能無(wú)損檢漏，檢漏無(wú)油化、以免油污染被檢件。1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇一般說(shuō)來(lái)，理1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇

然而，上述要求往往是相互矛盾的。要求一種檢漏方法同時(shí)滿足上述所有要求是不可能的。所以只能針對(duì)不同檢漏對(duì)象選擇合適的方法，以解決主要矛盾為原則。那么，檢漏方法如何選擇呢？主要根據(jù)被檢真空系統(tǒng)(或設(shè)備)的容許漏氣量qL，另外再結(jié)合具體情況來(lái)選擇相應(yīng)的方法。但應(yīng)注意到總的容許漏氣量是幾個(gè)或多個(gè)單獨(dú)漏隙的漏量之和，要想找到每個(gè)單獨(dú)漏隙，必須選用檢漏靈敏度qLdmin比允許漏率qLp值低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)（相當(dāng)有10～100個(gè)漏孔）的方法，即

qLdmin≤（10-2～10-1）qLp另外，還要滿足被檢件要求，簡(jiǎn)便易行。再有要根據(jù)現(xiàn)有條件，如設(shè)備和人員情況等。1.5對(duì)檢漏方法的要求及選擇然而，上述要求往往是1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念

(1)氣密性：表示真空容器或系統(tǒng)的壁對(duì)空氣不可滲透性。(2)漏孔(漏隙)：真空器壁上形狀不定的小孔洞，大氣可以通過(guò)它進(jìn)入真空系統(tǒng)(或真空容器)。(3)儀器靈敏度：亦稱(chēng)最佳靈敏度，即在最佳的工作狀態(tài)下所能檢出的最小漏率，用qLemin表示，是儀器本身的一個(gè)重要特性。(4)檢漏靈敏度：亦稱(chēng)有效靈敏度，即在具體檢漏條件下(不一定最佳)所能看檢出的最小漏率，用qLdmin表示。只要改變檢漏條件，其值是變化的，它反應(yīng)出儀器靈敏度的發(fā)揮程度。

1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念(1)氣密性：表示真空容1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念

(5)反應(yīng)時(shí)間：從檢漏方法開(kāi)始實(shí)施(如示漏氣體開(kāi)始噴吹)到指示方法或儀表的指示值上升到其最大值的63％時(shí)所需的時(shí)間，稱(chēng)為反應(yīng)時(shí)間，以τr麥?zhǔn)?，它與漏孔大小無(wú)關(guān)。(6)消除時(shí)間τc：從檢漏方法停止(如示漏氣體停止噴吹，開(kāi)始被抽除)到指示方法或儀表指示值下降至停止時(shí)值的37%所需的時(shí)間。(7)信噪比：定義為I／In，其中In表示在一定條件下本底信號(hào)在一定時(shí)間內(nèi)的最大波動(dòng)量；I表示在一定條件下，檢漏方法或儀表指示的平均值。(8)虛漏：由于設(shè)計(jì)和操作不妥，在系統(tǒng)內(nèi)形成貯存氣源的洞穴，其內(nèi)氣體慢慢地釋放出來(lái)而形成漏氣，稱(chēng)為虛漏。1.6檢漏技術(shù)中的幾個(gè)概念(5)反應(yīng)時(shí)間：從檢漏方2檢漏方法2.1真空檢漏法2.2充壓檢漏法2.3背壓檢漏法2.4各種檢漏方法比較2檢漏方法2.1真空檢漏法2.1真空檢漏法將被檢件與檢漏器(通常指檢漏器的傳感器)相連，并將被檢件抽真空，在被檢件外施加示漏物質(zhì)。如果存在漏孔，示漏物質(zhì)就會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢件和檢漏器，由檢漏器測(cè)出示漏物質(zhì)的存在和多少，從而可以判定漏孔的位置和漏率。這種方法稱(chēng)為真空檢漏法。真空檢漏法分為：靜態(tài)升壓法、動(dòng)態(tài)法和探索法三種。這里介紹探索法。2.1真空檢漏法將被檢件與檢漏器(通常指檢漏器的傳

探索法真空檢漏系統(tǒng)探索法真空檢漏系統(tǒng)2.1真空檢漏法在探索法檢漏中，檢漏器、被檢件及輔助真空系統(tǒng)的連接方式如上頁(yè)圖所示的兩種方式。在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后就可以開(kāi)始檢漏工作。在示漏物質(zhì)沒(méi)有施加到漏孔上時(shí)，檢漏器8的本底輸出信號(hào)可以認(rèn)為零(或補(bǔ)償?shù)搅?。示漏物質(zhì)施加到漏孔之后，示漏物質(zhì)通過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏系統(tǒng)，使系統(tǒng)內(nèi)各處示漏物質(zhì)的分壓力開(kāi)始升高，檢漏器輸出信號(hào)開(kāi)始增大，直到示漏物質(zhì)抽走量等于進(jìn)入量，即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，檢漏器輸出信號(hào)最大。然后，若停止施加示漏物質(zhì)，由于抽氣作用，系統(tǒng)內(nèi)各處示漏物質(zhì)分壓力逐漸降低，檢漏器輸出信號(hào)亦隨之下降。最后，示漏物質(zhì)趨于零本底值，檢漏器輸出信號(hào)亦趨于零。2.1真空檢漏法在探索法檢漏中，檢漏器、被檢件及輔2.2充壓檢漏法在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示漏物質(zhì)，如有漏孔，示漏物質(zhì)便通過(guò)漏孔漏出，在被檢件外部用某種檢漏方法或檢漏器進(jìn)行檢測(cè)，從而判定漏孔的位置和漏率的方法稱(chēng)為充壓檢漏法。2.2充壓檢漏法在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示2.2充壓檢漏法充壓檢漏系統(tǒng)如右圖所示。假設(shè)一漏率為qL的漏孔，檢漏時(shí)示漏氣體通過(guò)該漏孔的漏率為qLs，其值可用下式計(jì)算：2.2充壓檢漏法充壓檢漏系統(tǒng)如右圖所示。假設(shè)一漏率為q2.2充壓檢漏法在分子流情況下：在粘滯流情況下：式中psear——示漏氣體壓力；

p0——大氣壓力(105Pa)；

pair——被檢件外側(cè)壓力(通常為105Pa或真空)；

Msear，Mair——分別為示漏氣體和空氣的摩爾質(zhì)量；ηsear，ηair——分別為示漏氣體和空氣的粘滯系數(shù)。由以上兩式可知，增大充氣壓力psear或選擇較小的Msear和較小的ηsear的示漏氣體，都可以提高充壓檢漏靈敏度。2.2充壓檢漏法在分子流情況下：2.2充壓檢漏法在充壓檢漏時(shí)，應(yīng)注意示漏氣體的擴(kuò)散作用，遵守如下幾個(gè)原則：(1)在條件允許的情況下，先將被檢件抽空后再充入示漏氣體。這里所說(shuō)的條件，主要指被檢件的剛度是否允許抽空和現(xiàn)場(chǎng)是否有相應(yīng)的抽真空設(shè)備；(2)選用擴(kuò)散系數(shù)大的氣體，如He、H2等；(3)在被檢件設(shè)計(jì)上，盡量減少盲管的數(shù)量或縮短盲管長(zhǎng)度；(4)合理選擇充氣位置，使其在被檢件上位于示漏氣體的響應(yīng)時(shí)間基本相等的部位。最后，再次強(qiáng)調(diào)充壓檢漏時(shí)，必須注意充氣壓力的安全問(wèn)題。雖然增高充氣壓力可以提高檢漏靈敏度，但是必須保證被檢件的強(qiáng)度和人身安全，并保證檢漏設(shè)備和輔件不得損壞。2.2充壓檢漏法在充壓檢漏時(shí)，應(yīng)注意示漏氣體的擴(kuò)散2.3背壓檢漏法背壓檢漏是充壓檢漏和真空檢漏相結(jié)合的一種綜合檢漏方法，適用于封離的電子器件、半導(dǎo)體器件等密封件的無(wú)損檢漏。背壓檢漏原理如下圖所示。其檢漏過(guò)程包括三個(gè)步驟：2.3背壓檢漏法背壓檢漏是充壓檢漏和真空檢漏相2.3背壓檢漏法(1)充壓：將被檢件在充有高壓示漏氣體的容器內(nèi)存放(或稱(chēng)浸泡)一定時(shí)間。若被檢件有漏孔，示漏氣體便通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢件的內(nèi)部。并且，隨著浸泡時(shí)間的增加和充氣壓力的增高，被檢件內(nèi)部示漏氣體的分壓力逐漸升高。(2)凈化：用干燥氮?dú)饣蚋稍锟諝饬髟诔鋲喝萜魍獠炕蛟谄鋬?nèi)部吹被檢件，在不具氣源時(shí)也可以靜置被檢件，以便去除吸附在被檢件外表面上的示漏氣體。在凈化過(guò)程中，一定有部分示漏氣體從被檢件內(nèi)部經(jīng)漏孔流失，導(dǎo)致被檢件內(nèi)部示漏氣體分壓力逐漸下降。凈化時(shí)間越長(zhǎng)，示漏氣體的分壓降越大。(3)檢漏：將凈化后的被檢件放入真空室，真空室與檢漏器相連，進(jìn)行檢漏。抽真空后，由于壓差作用，示漏氣體通過(guò)漏孔從被檢件內(nèi)部流出，而后經(jīng)過(guò)真空室進(jìn)入檢漏器，根據(jù)檢漏器的輸出指示判定漏孔的存在及其漏率。2.3背壓檢漏法(1)充壓：將被檢件在充有高壓示漏氣2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較2.4各種檢漏方法比較3檢漏儀3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.2高頻火花檢漏儀3.3鹵素檢漏儀3檢漏儀3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀3.1.3氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度3.1.4氦質(zhì)譜檢漏儀的示漏氣體3.1氦質(zhì)譜檢漏儀3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理用氦氣做示漏氣體的專(zhuān)門(mén)用于檢漏的質(zhì)譜分析器叫做氦質(zhì)譜檢漏儀。其性能穩(wěn)定且靈敏度高，是使用最普遍的一種檢漏儀器。氦質(zhì)譜檢漏儀是磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)譜分析儀器。單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)氦質(zhì)譜檢漏儀的工作壓力為10-2～10-3Pa，靈敏度為10-9～10-12Pam3s-1。近年來(lái)發(fā)展的逆流型氦質(zhì)譜撿漏儀，改變了常規(guī)型儀器的結(jié)構(gòu)布局，被檢件置于主抽氣泵的前級(jí)，適用大漏率或真空衛(wèi)生較差的試件的檢漏，其靈敏度可達(dá)10-12Pam3s-1。氦質(zhì)譜檢漏儀主要由質(zhì)譜室(其中包括離子源、分析器和收集器)、真空系統(tǒng)和電氣部分組成。該類(lèi)儀器是以檢測(cè)到的示漏氣體—氦的多少來(lái)進(jìn)行檢漏工作的，是根據(jù)帶電粒子不同的質(zhì)荷比(M／Z)而對(duì)它們進(jìn)行分離和鑒測(cè)的。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理用氦氣做示漏氣體的專(zhuān)3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理下圖示出了180°磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜檢漏儀的質(zhì)譜室原理圖。在質(zhì)譜室內(nèi)，由燈絲、離化室和加速極組成離子源；由外加均勻磁場(chǎng)構(gòu)成分析器；由出口縫隙、抑制柵和收集極構(gòu)成收集器。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理下圖示出了180°磁在離子源內(nèi)，氣體分子被由燈絲發(fā)射的并具有一定能量的電子電離成離子，在電場(chǎng)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(jīng)過(guò)離子加速極的縫隙進(jìn)入分析器。在分析器中，在與離子運(yùn)動(dòng)方向相垂直的均勻磁場(chǎng)作用下，具有一定速度的離子將按圓形軌道運(yùn)動(dòng)，其離子束偏轉(zhuǎn)半徑可由下式計(jì)算：R=√(2mU/(Ze))/B式中e—基本電荷量（1.6×10-19C）；

m—離子質(zhì)量（1.66×10-27·Mkg，M為離子的質(zhì)量數(shù)）；

U—離子加速電壓，V；

B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；

R—離子軌道半徑，m；

Z—離子所帶基本電荷數(shù)。上式也可寫(xiě)成如下便于計(jì)算的公式：

R=1.44×10-4√（MU/Z）/B式中M/Z—離子的質(zhì)荷比，即離子的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)之比。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理在離子源內(nèi)，氣體分子被由燈絲發(fā)射的并具有一定能量的電由上式可見(jiàn)，當(dāng)B和U為定值時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子有不同的偏轉(zhuǎn)半徑。只有離子的偏轉(zhuǎn)半徑與分析器的幾何半徑(質(zhì)譜室原理圖中，離子入口縫S1和出口縫S2所在圓的半徑)相等的離子束(原理圖中的2)才能通過(guò)出口縫隙S2到達(dá)收集極D形成離子流。而其它質(zhì)荷比的離子束(如原理圖中的1和3)，則以不同于分析器幾何半徑的偏轉(zhuǎn)半徑而被分離掉。例如，有臺(tái)檢漏儀，R=4cm，B=0.14T，示漏氣體為He（其一價(jià)氦離子的質(zhì)荷比M/Z=4），問(wèn)其加速電壓應(yīng)調(diào)到多大才可進(jìn)行檢漏？由上式可得：即加速電壓調(diào)至378V就能進(jìn)行檢漏。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理由上式可見(jiàn)，當(dāng)B和U為定值時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子有不同

為了使離子流信號(hào)有一定的量值，質(zhì)譜室中的離子出口縫隙S2有一定寬度。加速電壓U有一個(gè)調(diào)節(jié)范圍，調(diào)加速電壓以使檢漏儀輸出信號(hào)最大，此時(shí)的加速電壓稱(chēng)為“氦峰”。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理為了使離子流信號(hào)有一定的量值，質(zhì)譜室中的離子出口縫隙S單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜儀的磁分析器，也可以采用60°或90°偏轉(zhuǎn)，其原理圖如下圖所示。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜儀的磁分析器，也可以采用60°或90雙級(jí)串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)型檢漏儀工作原理3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理雙級(jí)串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)型檢漏儀工作原理3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原如上圖所示，在兩個(gè)分析器中間，即在中間縫隙S2與鄰近的擋板間設(shè)置加速電場(chǎng)，使離子在進(jìn)入第二分析器之前再次加速。因此，那些具有氦離子動(dòng)量相同的其它氣體離子，雖然可以通過(guò)第一個(gè)分析器，但經(jīng)過(guò)第二次加速進(jìn)入第二分析器時(shí)，由于其動(dòng)量與氦離子動(dòng)量不同而被分離。這樣一來(lái)使得儀器本底信號(hào)及噪聲顯著減小，提高了儀器靈敏度。通常，單級(jí)磁偏轉(zhuǎn)型氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度為10-9～10-12Pam3s-1，而雙級(jí)串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)型靈敏度可達(dá)10-14～10-15Pam3s-1。3.1.1氦質(zhì)譜檢漏儀工作原理如上圖所示，在兩個(gè)分析器中間，即在中間縫隙S2與鄰近逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)示意圖如上圖所示。儀器的質(zhì)譜室位于主泵的入口一側(cè)，被檢件位于主泵的前級(jí)真空一側(cè)。由于漏入被檢件的示漏氣體在主泵中逆流進(jìn)入質(zhì)譜室，所以稱(chēng)這種檢漏儀為逆流檢漏儀。以擴(kuò)散泵為主泵的逆流氦質(zhì)譜檢漏儀是根據(jù)油擴(kuò)散泵壓縮比與氣體種類(lèi)有關(guān)的原理制成的。多級(jí)擴(kuò)散泵的壓縮比對(duì)于氦氣可以達(dá)到102；對(duì)于空氣中其它成分為104～106。渦輪分子泵對(duì)輕質(zhì)量氣體壓縮比小，也用作逆流檢漏儀的主泵。因此，在逆流氦質(zhì)譜檢漏儀中，氦氣通過(guò)漏孔和被檢件進(jìn)入主泵前級(jí)管道后，仍有部分氦氣穿過(guò)主泵返流到質(zhì)譜室中去，并輸出漏氣信號(hào)。此種檢漏儀的靈敏度可達(dá)到10-8～10-12Pam3s-1。3.1.2逆流氦質(zhì)譜檢漏儀逆流氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)示意圖如上圖所示。儀器的質(zhì)譜室在檢漏儀處于最佳工作條件下，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的純氦氣為示漏氣體，進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢漏時(shí)，所能檢出的最小漏孔的漏率稱(chēng)為氦質(zhì)譜檢漏儀的漏率靈敏度，或稱(chēng)最小可檢漏率。在檢漏儀質(zhì)譜室處于工作壓力下，儀器可檢出的氦分壓比的最小變化量稱(chēng)為分壓比靈敏度，亦稱(chēng)為最小可檢分壓比，記作γmin。（也稱(chēng)濃度靈敏度或最小可檢濃度）靈敏度的校準(zhǔn)應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)漏孔”在校準(zhǔn)系統(tǒng)上進(jìn)行。多用玻璃-鉑絲型和帶氦室的石英薄膜滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔。3.1.3氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度在檢漏儀處于最佳工作條件下，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的純氦氣質(zhì)譜檢漏儀用氦為示漏氣體原因（1）氦在空氣中及殘余氣體中含量最少。（2）氦質(zhì)量輕，易于穿過(guò)漏孔，擴(kuò)散也快，檢漏靈敏度高。（3）氦是惰性氣體，不污染環(huán)境。（4）氦離子的質(zhì)荷比利于離子分離。（M/Z)He+＝4（M/Z)H2+＝2（M/Z)C++＝63.1.4氦質(zhì)譜檢漏儀的示漏氣體質(zhì)譜檢漏儀用氦為示漏氣體原因3.1.4氦質(zhì)譜檢漏儀的示漏氣3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法3.2.3用高頻火花檢漏儀估計(jì)真空度3.2.4用高頻火花檢漏儀時(shí)注意事項(xiàng)3.2高頻火花檢漏儀3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理3.2高頻火花檢漏儀高頻火花檢漏儀實(shí)際上是一個(gè)小功率、高頻、高壓塔式線圈，利用其尖端產(chǎn)生的高頻火花搜尋漏孔。它主要是用于檢漏玻璃系統(tǒng)或器件，亦可用于檢漏金屬系統(tǒng)，但需利用金屬系統(tǒng)上的玻璃規(guī)管或盲管。其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便。3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理高頻火花檢漏儀實(shí)際上是一個(gè)小功率、高頻、高壓塔振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀的結(jié)構(gòu)原理如上圖所示。它包括蜂鳴器線圈L、振動(dòng)子(火花隙)G、塔式線圈T以及電容器C等。共工作原理是：在初始位置時(shí)，振動(dòng)子的磁舌(動(dòng)觸點(diǎn))是接觸的。當(dāng)電源接通后，蜂鳴器線圈產(chǎn)生足夠大的吸力使磁舌與觸點(diǎn)斷開(kāi)．于是形成由電容器C和諧振線圈(塔式線圈原級(jí))的串聯(lián)回路。由于阻抗增大，蜂鳴器線圈中電流減小，吸力減弱，釋放磁舌，使其與觸點(diǎn)間不斷接觸。如此反復(fù)就使磁舌產(chǎn)生振動(dòng)，即磁舌與觸點(diǎn)間不斷接觸和斷開(kāi)形成火花放電?；鸹ㄏ禛、電容器C及諧振線圈組成一高頻諧振回路，產(chǎn)生高頻電壓，故在塔式線圈次級(jí)上感應(yīng)出高頻高壓脈沖，經(jīng)放電尖端F放出高頻火花。振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀的優(yōu)點(diǎn)是不需用恒流變壓器，故體積小，輕便，但振蕩不夠穩(wěn)定。3.2.1高頻火花檢漏儀工作原理振動(dòng)子式高頻火花檢漏儀的結(jié)構(gòu)原理如上圖所示。它包括蜂(1)火花法火花法只適用于檢漏玻璃系統(tǒng)或器件。檢漏時(shí)，用放電尖端搜尋漏孔。若沒(méi)有漏孔，放電尖端產(chǎn)生的火花束在玻璃表面上不規(guī)則地跳躍，并向四周發(fā)散；遇有漏孔時(shí)，因大氣經(jīng)過(guò)漏孔進(jìn)入真空系統(tǒng)，當(dāng)放電尖端移到漏孔處時(shí)，就將該氣流電離，被電離的氣體的導(dǎo)電率遠(yuǎn)大于玻璃的導(dǎo)電率，所以分散的火花束就集中起來(lái)形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)明亮的火花束，其尾端正好指向漏孔。這樣便可判斷被檢系統(tǒng)或器件是否有漏孔及漏孔所在。3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法(1)火花法火花法只適用于檢漏玻璃系統(tǒng)或器件。檢(2)放電法放電法既適用于檢漏玻璃系統(tǒng)，也適用于檢漏金屬系統(tǒng)。但檢漏金屬系統(tǒng)時(shí)需借助于玻璃規(guī)管或盲管。放電法是利用低其空中氣體放電的顏色進(jìn)行檢漏的。當(dāng)檢漏儀放電尖端的火花打在真空度為幾千～1Pa真空系統(tǒng)的波璃壁上時(shí)，因感應(yīng)會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)氣體產(chǎn)生輝光放電。放電顏色與氣體種類(lèi)有關(guān)，各種氣體或蒸氣在真空中放電的顏色如下表所示。檢漏開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)是空氣，其輝光呈紫紅色。此時(shí)，若用蘸有乙醚、酒精、丙酮、汽油或其它一些易揮發(fā)的碳?xì)浠衔锏拿藁ㄔ谙到y(tǒng)外表涂擦或噴射時(shí)，如有漏孔，則乙醚等蒸氣會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入系統(tǒng)，立刻使輝光顏色變成藍(lán)色，據(jù)此可以判定是否有漏孔及漏孔所在位置。3.2.2高頻火花檢漏儀檢漏方法(2)放