氦检漏仪是一种用于检测气体泄漏程度的仪器,它可以快速、准确地测量出漏气量。其工作原理是利用电化学效应,将氦气中的水分子分解成氢气和氧气,然后检测氢气的浓度变化,以计算出气体泄漏量。在工作时,氦检漏仪会将氦气充入测量现场,然后通过一个电极将氦气中的水分子电化学分解成氢气和氧气,测量现场的氢气浓度会随着气体泄漏量的变化而变化。当氢气浓度超过一定的限度时,氦检漏仪会发出警报,以提醒操作人员。
1.质谱室(核心检测单元)
质谱室是仪器的“心脏”,负责将气体电离并分离出氦气分子。它通常由离子源、分析器、收集器和冷阴极电离规组成。其工作原理是:灯丝发射出的电子在室内来回振荡,与经漏孔进入的氦气碰撞使其电离成正离子;这些氦离子在加速电场作用下进入磁场,受洛伦兹力作用产生偏转形成圆弧形轨道;通过改变加速电压,可使特定质量的氦离子通过磁场和接收缝到达接收极,从而被检测。
2.真空抽气系统
真空系统负责为质谱室提供必要的高真空环境,并排出废气,通常由多级泵组协同工作:
涡轮分子泵(主泵):用于提供高真空状态,确保氦离子在飞行过程中不受干扰。
前级泵(初级泵):负责将系统从大气压抽至低真空,并排出气体。现代检漏仪常采用无油涡旋干泵(Dry Scroll Pump)或机械旋片泵,以避免泵油污染被检部件和系统。
3.气体处理与通路切换系统
该系统负责引导气体进入检测单元,并适应不同的检漏模式。它主要包括:
接口与配管:设有供安装测试体的第1接口,以及供安装配管的第2接口(经由节流体/毛细管将室内的氦气测定区域的气体导入分析管)。
通路切换部:通过控制阀(如电磁阀)的切换,决定将来自第1接口(测试体)还是第2接口(室内环境)的气体导入分析管,从而实现“泄漏测定模式”与“室内测定模式”的切换。
4.电子控制与电气系统
这是仪器的“大脑”,负责整机的运行控制、信号处理与人机交互:
控制部(CPU等):负责控制灯丝电流、磁场强度、阀门开关等,运行控制算法并进行信号滤波、量程自动切换。例如,控制部在启动时设定室内测定模式,并在分析管测定结果低于可靠性阈值时允许切换至泄漏测定模式。
放大器与质谱专用模块:将收集器产生的微弱电流信号进行放大处理,并进行数据转换。
人机交互界面:通常配备液晶触摸屏(如8.4英寸工业触摸屏),支持180°旋转,用于参数设置、数据显示(如泄漏率、压力曲线)及结果输出。
通讯接口:支持模拟输出、串行通信等,便于将检漏数据输出或与外部设备联动。
5.辅助与外围组件
内置标准漏口:用于定期对仪器进行内部或外部灵敏度校准,确保检测精度。
氦气供给系统:包括氦气瓶、减压阀、流量控制器、氦气喷枪(吸枪)或氦气罩等,用于向检测部位提供稳定的示踪气体。
指示与报告部:包括指示通路切换部切换的指示部,以及用于提醒操作员切换模式或报警的报告部。
