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氦质谱检漏方法分析

氦质谱检漏是以氦作探索气体，对各种需密封的容器的漏隙进行快速定位和定量检测的理想方法。氦质谱检漏法有优点在于：①氦是惰性气体，对大气无污染，使用安全；②氦原子质量小，黏度小，易渗透过可能存在的漏隙。③氦气在大气中含量小（5ppm），不易受干扰。④氦质谱检漏仪检测灵敏度高，速度快，适用范围广；

目前国内生产氦质谱检漏仪小可检漏率可达到5.0×10-12 Pa·m3/s，如北京中科科仪生产的542检漏仪。国外检漏仪小可检漏率高可达到5.0×10-13Pa·m3/s，如德国Inficon，法国阿尔卡特等。

目前，国内外比较流行的针对空调两器检漏方法，多采用真空箱法。后续将着重介绍真空箱法检漏在空调两器检测方面的应用。

真空箱氦检漏及回收系统在汽车空调的应用

汽车空调两器检测要求

空调两器实际工况

1.空调两器工作介质：氟利昂或者碳氢化合物作为制冷剂工作于汽车空调内部，目前比较流行使用R134a作为汽车空调的制冷剂。

2.压力范围：不同规格的空调两器工作范围在2.0~3.5MPa之间，正常工作压力在0.8~2.0MPa之间。注：特殊情况除外。

3.气密性要求：对于两器产品，充注一定压力R134a制冷剂，泄露量小于2克/年。

4. 耐压要求：对产品加压到实验压力，保压一段时间，降到常压，经检查无泄漏和异常变形。

氦质谱检漏仪的基本原理与组成

氦质谱检漏仪由离子源、分析器、真空系统、电子线路及其他电气部分组成。

目前的氦质谱检漏仪基本上都是磁偏转型的，现以180°的磁偏转型检漏仪为例加以说明。

在质谱室的离子源N内，气体被电离成离子。在电场作用下，离子聚焦成束，并以一定的速度经由缝隙S1进入磁分析器，在均匀磁场的作用下，具有一定速度的离子束，将按圆形轨迹运动。其偏转半径按下列公式计算：

R=1.8（MU）^1/2/H

式中，R为偏转半径（cm）；H为磁场强度（A/m）；M为有效质量，即离子质量和电荷质量之比；U为加速电压（V）。

由上式可以看出，当H和U为定值时，对应于不同的M，有不同的R。调节加速电压U使氦离子束M2恰能通过缝隙S2，到达收集极K而形成离子流。

利用弱电流测量设备，使之在输出仪表与音响装置上反映出来。而其他不同于M2的离子束（如图中M1、M3）则以不同的偏转半径而被分开

真空系统的结构是影响真空系统密封性和系统漏气率的关键，真空系统的结构合理与否，将直接影响系统的密封性和系统的漏气率。

1、尽可能地避免出现小曲率半径的死角，要光滑过渡查刹于打麈抛光、清洗清扫。

2、抽空管道、送气管道等与真空室相连接的管道，采用圆弧过渡，使气路畅通无阻，但要考虑清洗清扫的方便性。

3、认真设计真空室内各种连接件的结构，使气路畅通，避免气路堵塞。

4、打磨抛光真空系统内表面，表面越光亮就越不易气体吸附，越容易获得真空。

5、尽可能减小真空室的体积，缩短管路系统。

密封形式的选择

密封形式可根据所需真空度的高低及实际工作需要选择密封形式。

密封部位进行水冷后，其温度在80℃左右，个别处温度可达100℃以上)。所以，要选择比较理想的密封圈材料。

用于真空密封橡胶材料，除要求具有光洁表面、无划伤、无裂纹外，还要求有低的渗透率和出气率，良好的耐热性耐油性，同时要有一定的强度、硬度和弹性等。