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《真空技术及应用系列讲座 第七讲_真空检漏02》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、真 空第5期42Vacuum2VacuumTechnologyandMaterial1997年10月真空技术及应用系列讲座东北大学真空工程博士点,博士导师杨乃恒先生主持第一讲:真空科学的发展及其应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯李云奇 95(2)第二讲:真空物理基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯张世伟 95(3)第三讲:机械真空泵(一)(二)(三)(四)(五)(六)⋯张以忱95(4)、(5)、(6)、96(1)、(2)、(3)第四讲:蒸汽流真空泵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯姚民生 96(4)第五讲:气体捕集式真空泵⋯⋯⋯⋯
2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯徐成海 96(5)第六讲:真空测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯刘玉岱 96(6)、97(1)、(2)、(3)、(4)第七讲:真空检漏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯关奎之 97(5)第七讲:真空检漏关奎之(东北大学)二、检漏仪器(接1997年第5期第44页)用于检漏的仪器有氦质谱检漏仪、卤素检漏仪、高频火花检漏器、气敏半导体检漏仪及用于质谱分析的各种质谱计。这里主要介绍氦质谱检漏仪、卤素检漏仪、高频火花检漏器的工作原理、结构及国产检漏仪器的技术性能。11氦质谱检漏仪氦质谱检漏仪是用氦气为示漏气体的专门用于检漏的仪
3、器,它具有性能稳定、灵敏度高的特点,是真空检漏技术中灵敏度最高,用得最普遍的检漏仪器。292123氦质谱检漏仪是磁偏转型的质谱分析计。单级磁偏转型仪器灵敏度为10～10Pamös,广泛地用于各种真空系统及零部件的检漏。双级串联磁偏转型仪器与单级磁偏转型仪器相比2142153较,本底噪声显著减小,其灵敏度可达10～10Pamös,适用于超高真空系统、零部件及元器件的检漏。逆流氦质谱检漏仪改变了常规型仪器的结构布局,被检件置于检漏仪主抽泵的前级部位,因此具有可在高压力下检漏、不用液氮及质谱室污染小等特点,适用于大漏率、真空卫生2123较差的真空系统的检漏,其灵
4、敏度可达10Pamös。(1)工作原理与结构氦质谱检漏仪由离子源、分析器、收集器、冷阴极电离规组成的质谱室和抽气系统及电气部分等组成。①单级磁偏转型氦质谱检漏仪现以HZJ21型仪器为例,介绍单级磁偏转型氦质谱检漏仪,其结构如图2所示。在质谱室内有:由灯丝、离化室、离子加速极组成离子源;由外加均匀磁场、挡板及出口缝隙组成分析器;由抑制栅、收集极及高阻组成收集器;第一级放大静电计管和冷阴极电离规。质谱室的工作原理如图3所示。©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsrese
5、rved.http://www.cnki.net第5期 关奎之:真空检漏4311节流阀 21捕集器 31高压整流器和发射电流稳定器N1离化室 S11加速极 S21出口缝隙 D1收集器 B1均41低频发生器 51操纵板 61带音响的交流放大器 71匀磁场 (me21)2氦离子束 (me21)1、(me21)3其它离子束输出仪表 81质谱室 91机械泵 101扩散泵 111风扇图2HZJ21型氦质谱检漏仪结构框图图3 工作原理图 在离化室N内,气体电离成正离子,在电场作用下离子聚焦成束,并在加速电压作用下以一定的速度经过加速极S1的
6、缝隙进入分析器。在均匀磁场的作用下,具有一定速度的离子将按圆形轨迹运动,其偏转半径可按下式计算:241.41×10211ö2R=[(me)U](5)B式中 R——离子束偏转半径mB——均匀磁场的磁感应强度TU——加速电压V21me——离子的质荷比kgöc21可见,当B和U为定值时,不同质荷比me的离子束的偏转半径R不同。仪器的B和R21是固定的,调节加速电压U使氦离子束[图中(me)2]恰好通过出口缝隙S2,到达收集器D,形成离子流并由放大器放大,使其由输出表和音响指示反映出来;而不同于氦质荷比的离了束2121[(me)1(me)3]因其偏转半径与仪器的R
7、值不同无法通过出口缝隙S2,所以被分离出来。21++7(me)2=4,即He的质荷比,除He之外,C很少,可忽略。②双级串联磁偏转型氦质谱检漏仪图4示出了双级90°偏转串联式磁偏转型氦质谱检漏仪的质谱室。由于两次分析,减少了非氦离子到达收集器的机率。并且,如在两个分析器的中间,即图中的中间缝隙S2与邻近的挡板间设置加速电场,使离子在进入第二个分析器前再次被加速。那些与氦离子动量相同的非氦离子,虽然可以通过第一个分析器,但是,经第二次加速进入第二个分析器后,由于其动量与氦离子的不同而被分离出来。由于二次分离,仪器本底及本底噪声显著地减小,提高了仪器灵敏度。③
8、逆流氦质谱检漏仪逆流氦质谱检漏仪的结构特点如图5所示。该类仪器是根
