科普：氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏原理

密封性檢測的必要性

密封性對于各類設(shè)備和容器至關(guān)重要。以真空設(shè)備為例，如真空鍍膜機、液晶注入機、PVD設(shè)備以及半導體外延設(shè)備等，這些設(shè)備需在真空環(huán)境下運行。一旦空氣滲入工作腔體，不僅會導致生產(chǎn)流程受阻，還會產(chǎn)生次品，造成資源浪費。此外，儲存液體或氣體的容器，如液壓氣瓶、氧氣瓶、空調(diào)冰箱中的制冷劑容器等，在存在內(nèi)外壓差時，必須嚴防氣體或液體泄漏。泄漏不僅會導致有效物資浪費，若涉及有毒、腐蝕性氣體，還可能引發(fā)嚴重事故。因此，對這些有密封性要求的產(chǎn)品或設(shè)備，在投入使用前及使用過程中定期進行密封性檢測是保障安全、確保正常運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

泄漏程度的量化指標

量化泄漏程度是密封性檢測的重要環(huán)節(jié)。通常，可以通過單位時間內(nèi)單位體積容器壓強的變化來衡量泄漏程度。以自行車胎為例，其容積為4L，若30天內(nèi)胎壓從3bar降至2bar，漏率較高，通過簡單將車胎浸入水中觀察氣泡即可發(fā)現(xiàn)漏點。然而，對于冰箱制冷劑泄漏情況則不同。若1年內(nèi)泄漏10克（分子量102g/mol），約2.24bar·l，這種程度的泄漏對冰箱影響嚴重，但普通方法難以檢測。此時，需借助檢漏儀或質(zhì)譜儀才能精準定位漏點。在進行密封性檢測時，準確量化泄漏程度有助于選擇合適的檢測方法與設(shè)備。

檢漏儀檢漏原理

1.正壓檢漏（Sniffer檢漏）

正壓檢漏是將示蹤氣體置于容器內(nèi)，使容器處于正壓狀態(tài)，然后用儀器檢測容器周邊是否有該氣體。若在容器外檢測到示蹤氣體，說明容器存在泄漏。此方法不僅可以確定漏點，還能大致判斷泄漏程度。它適用于檢測物件工作時內(nèi)部處于正壓的情況，如高壓容器或充氣設(shè)備等。通過這種方式，可以快速定位泄漏位置，為維修和維護提供依據(jù)。

2.背壓法

將被檢件放入充氦箱，充入一定壓力的氦氣。在規(guī)定的加氦時間內(nèi)，如果被檢件有漏孔，示漏氣體會通過漏孔進入到被檢件內(nèi)部。然后取出被檢件，吹去表面吸附氦后放入專用檢漏罐中，再將檢漏罐聯(lián)接到檢漏儀的檢漏口上，對檢漏罐抽真空，實施檢漏。若器件有漏，則通過該漏孔壓入的氦氣又釋放出來進入檢漏罐，最終到達質(zhì)譜管。

3.真空檢漏（負壓檢漏）

真空檢漏則是將示蹤氣體噴于容器外部，用儀器檢測容器內(nèi)是否有該氣體。這種方式不僅能檢測漏點，還能精準測量漏率。它適合檢測物件工作時內(nèi)部處于負壓狀態(tài)，如真空包裝設(shè)備或真空系統(tǒng)等。通過真空檢漏，可以確保設(shè)備在負壓環(huán)境下的密封性，防止外界氣體或雜質(zhì)進入，影響設(shè)備的正常運行。

選擇合適的檢漏方式需考慮檢測物件的工作環(huán)境，盡量與物件的工作狀態(tài)保持一致，以確保檢測結(jié)果的準確性和可靠性。

示蹤氣體的選擇標準

1.無害性

示蹤氣體應不對人體或環(huán)境造成傷害，保障檢測過程的安全性。在檢測過程中，操作人員可能會接觸到示蹤氣體，因此選擇無害的氣體可以確保人員的安全。同時，無害的示蹤氣體也不會對環(huán)境造成污染，符合環(huán)保要求。

2.輕質(zhì)與惰性

示蹤氣體應質(zhì)量輕、化學性質(zhì)穩(wěn)定且為惰性氣體。輕質(zhì)的氣體能夠輕易穿透微小細縫，便于檢測微小泄漏。惰性氣體不會與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，不會干擾檢測過程，也不會對被檢測設(shè)備或容器造成損害。例如，氦氣（He）是一種典型的輕質(zhì)惰性氣體，它在空氣中的含量少，質(zhì)量輕，運動速度快，直線運動距離長，且容易獲取，可大量使用。

3.穩(wěn)定性

示蹤氣體應化學性質(zhì)穩(wěn)定，不會發(fā)生化學反應，也不會易燃易爆，確保檢測過程的安全穩(wěn)定。穩(wěn)定的示蹤氣體可以保證檢測結(jié)果的準確性，避免因氣體的不穩(wěn)定而產(chǎn)生誤報或漏報。在檢測過程中，穩(wěn)定的示蹤氣體能夠提供可靠的檢測信號，幫助準確判斷泄漏情況。

4.低空氣含量

示蹤氣體在空氣中的含量應盡可能少，以提高檢漏靈敏度，精準檢測泄漏。如果示蹤氣體在空氣中的含量較高，可能會導致檢測信號的干擾，降低檢測的準確性。選擇低空氣含量的示蹤氣體可以提高檢測的靈敏度，使微小泄漏也能夠被及時發(fā)現(xiàn)。在實際應用中，氦氣（He）是常用的示蹤氣體。它不僅滿足上述所有條件，而且在空氣中的含量極少，約為5ppm，這使得氦氣成為理想的示蹤氣體。雖然氫氣（H?）也具備一些理想特性，如質(zhì)量輕、擴散速度快等，但因存在一定的安全問題，如易燃易爆，實際檢漏中大多選用氦氣作為示蹤氣體，以確保檢測過程的安全與高效。

結(jié)論

密封性檢測在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中具有重要意義。通過量化泄漏程度、選擇合適的檢漏方法和示蹤氣體，可以有效保障設(shè)備的正常運行和安全。示蹤氣體的選擇應考慮無害性、輕質(zhì)與惰性、穩(wěn)定性和低空氣含量等因素。氦氣作為常用的示蹤氣體，因其優(yōu)異的特性，在密封性檢測中得到了廣泛應用。未來，隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，密封性檢測將更加精準和高效，為各行業(yè)的安全運行提供有力保障。