Pfeiffer Vacuum

7.2.1 氦质谱检漏仪的设计

四级杆质谱仪的工作原理如第 6.1.2 节所示。这些装置单纯 用作残余气体分析仪或工艺气体分析仪以及泄漏检测仪。用 于在较高压力下分析混合气体的进气系统(包括泄漏检测) 如第 6.1.2.5 所述。基于四级杆质谱仪的气体分析系统可以用 作多气体泄漏探测器。

扇形体质谱仪的工作原理如第 6.1.1 节所示。

图 7.2 中所示泄漏探测器的质谱仪单元也只在低于 10-4 hPa的压力下工作。在泄漏探测器中,压力由泄漏探测器的泵系 统产生和维持。这不需要任何操作员介入。

扇形体质谱仪的工作原理

图 7.2: 扇形体质谱仪的工作原理

具有质谱分析仪的泄漏探测器的设计如图 7.3 中的示意图 所示。

一般泄漏探测器的流程图

图 7.3: 一般泄漏探测器的流程图

质谱仪 (质谱仪单元 (8)) ,用于质量 2、3 和 4(对应测试气体 H2, 3He 和 4He) ,连接至涡轮分子泵(高真空泵 (7))的入 口法兰。 前级泵 通过排气阀 (6) 抽空涡轮分子泵。 测试样本 (在 DIN EN 1330-8 也被称为 “测试对象”)在阀 (3) 打开时 通过入口被抽空。阀 (6) 和 (3) 连接的方式是,涡轮分子泵所 需的前级真空压力总是优于测试样本的抽空。一旦试样已被 抽空,它可以通过阀 (4) 被连接至涡轮分子泵的前级真空或 中间级泵,这取决于有关的压力范围。现在将测试气体喷射 到来自外部的试样上,并连同周围空气一起通过泄漏渗入试 样中。残余气体中的测试气体通过涡轮分子泵经由阀 (3) 和 (6) 向泵送方向相反的方向流动,流入质谱仪单元,并在这被 检测出来。空气和轻型测试气体氦不同的压缩比(相差 10 的 多个幂)用于此目的。

虽然涡轮分子泵的高压缩比保持空气远离质谱仪,但轻型气 体以相对较高的分压抵达这里。涡轮分子泵从而充当氦和氢 的选择性过滤器。这就是为什么即使在压力 < 10 hPa(对于 某些设备来说稍高)时质谱仪也能够检测出试样中的氦和氢的缘故。10 的几次幂的氦分压以及在 1 和 10-9 Pa m3 s-1 之 间的逆流中泄漏率可通过高真空泵 (4) 中各个中间级泵以及 在以指数影响压缩比的不同速度运行它的方式来涵盖。必须 在泄漏探测器最高灵敏阶段主流中的试样和探测器中实现 10-2 hPa 几次幂范围中的压力(通过阀 (4) 进气)。

由于上游涡轮分子泵,质谱仪总是在非常低的总压下工作, 从而得到很好的保护,免受污染和破坏。

Page: