Vacuum Technology Book, Volume II

7.2.1 질량 분석기로 누출 감지기 설계

4중극자 질량 분석기의 작동 원리는 6.1.2장에 나와 있습니 다. 이 유닛은 누출 감지 뿐만 아니라 잔류 기체 분석기나 공 정 기체 분석기로 사용됩니다. 누출 감지를 포함하여 고압의 기체 혼합물을 분석하기 위한 유입 시스템은 6.1.2.5장에서 설명되었습니다. 4중극자 질량 분석기를 기초로 한 기체 분 석 시스템은 다중 기체 누출 감지기로 사용될 수 있습니다.

섹터 질량 분석기의 작동 원리는 6.1.1장에 나와 있습니다.

그림 7.2에 나와 있는 누출 감지기의 분석기 셀은 10-4 hPa 미만의 압력에서만 작동합니다. 누출 감지기에서 이 압력은 누출 감지기의 펌핑 시스템에 의해서만 생성되고 유지됩니 다. 이것은 운전자의 개입을 전혀 요구하지 않습니다.

섹터 질량 분석기의 작동 원리

그림 7.2:섹터 질량 분석기의 작동 원리

질량 분광 분석기가 있는 누출 감지기는 그림 7.3의 다이어 그램에 나와 있는 것처럼 설계되어 있습니다.

일반 누출 감지기 흐름 차트

그림 7.3: 일반 누출 감지기 흐름 차트

질량 2, 3 및 4(테스트 기체 H2, 3He 및 4He에 해당)에 대한 질량 분석기(분석기 셀(8))는터보 펌프(고진공 펌프(7))의 유 입구 플랜지에 부착되어 있습니다. 배압 펌프는 배기 밸브(6) 를 통하여 터보 펌프를 환기합니다. 테스트 표본(DIN EN 1330-8에서는 “테스트 물체”라고도 언급됨)은 밸브(3)가 열 린 상태에서 유입구를 통하여 환기됩니다. 밸브 (6)과 (3)은 터보 펌프의 요구되는 배압 진공 압력이 테스트 표본의 환기 보다 우선시되는 방식으로 연결되어 있습니다. 테스트 표본 은 환기된 후에 관련 압력 범위에 따라 배압 진공에 또는 밸 브(4)를 경유하여 터보 펌프의 단간 펌프에 연결될 수 있습니 다. 테스트 기체는 이제 외부에서부터 테스트 표본 위로 분무 되어 누출을 통하여 주변 공기와 함께 테스트 표면으로 침투 합니다. 잔류 기체 속에 존재하는 테스트 기체는 밸브 (3)과 (6)을 경유하여 터보 펌프를 통하여 펌프 방향과 반대로 분석 기 셀로 흘러들어서 감지됩니다. 공기와 가벼운 테스트 기체 헬륨에 대한 터보 펌프의 다른 압축비는 몇 10승이나 다르기 때문에 이런 목적으로 이용됩니다.

터보 펌프의 높은 압축비로 인해 공기가 질량 분석기에서 멀 리 떨어져 있는 동안 상대적으로 높은 분압일 때 가벼운 기체 들이 그곳에 도달합니다. 따라서 터보 펌프는 헬륨과 수소를 위한 선택적 필터로 작용합니다. 이것이 질량 분석기를 사용 하면 헬륨과 수소가 < 10 hPa(일부 장치의 경우 더 높음)의 압력에서 테스트 표본에서 감지될 수 있는 이유입니다. 몇 10승의 헬륨 분압과 1~10-9 Pa m3 s-1 의 대응부의 누출률 범 위는 압축비에 기하급수적으로 영향을 주는 다른 속도로 작 동함으로써 뿐만 아니라 고진공 펌프(4)의 다양한 단간 펌프 들에 의하여 포괄될 수 있습니다. 몇 십승의 10-2 hPa 범위의 압력은 누출 감지기의 가장 높은 감도 단계를 위한 주요 흐름 (밸브 (4)를 경유하여 유입)에서 테스트 표본과 누출 감지기 에서 도달되어야 합니다.

업스트림 터보 펌프로 인하여 질량 분석기는 항상 매우 낮은 전체 압력에서 작동되며, 따라서 오염 및 고장으로부터 잘 보 호됩니다.

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