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类型基于质谱检漏仪的氦、氢介质检漏的研究.pdf

  • 上传人:mr麦大麦
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    关 键  词:
    基于 检漏 介质 研究
    资源描述:
    第23卷第2期
    仪器仪表用户
    EIC Vol
    2016年2月
    INSTRUMENTATION
    2016No.2
    基于质谱检漏仪的氨、氨介质检漏的研究
    黄文平,朱长平
    安徹皖位科技股份有限公司,合肥230088)
    摘耍:本文从质谱检漏仪的基本原理及标定原理出发,实验探讨质谱检漏仪氨、氢模式下的离子加速电压,以及
    氨、氢介质检漏时的漏率信号,分析产生这些现象的原因,总结出影响这种结果的诸多因数。
    关键词:质谱检漏仪;定标;标准漏孔;加速电压
    中图分类号:TH
    文献标识码:A
    文章编号:1671-1041(2016)02-0005
    Based on Quality Spectrum Leak Instrument of Helium, and Hydrogen
    Media Leak of Research Mr
    Huang Wenping, Zhu Changping
    Anhui Wan instrument Technology Corporation, Hefei, 230088, China)
    Abstract: paper from quality spectrum leak instrument of principle and the calibration principle starting, experiment
    quality spectrum leak instrument helium, and hydrogen mode Xia of ion accelerated voltage, and helium, and hydrogen media
    leak Shi of leak rate signal, analysis produced these phenomenon of reasons, summary out effect this results of many factor
    Key words: mass spectrometer leak detector scanner calibration standard leak; accelerating voltage
    0引言
    式中:R-离子偏转轨道半径(cm)
    磁场强度(T)
    质谱检漏仪的探索气体种类多用性使用越来越广泛,
    U一离子加速电压(V)
    仪器的多用性即一种检漏仪能使用二种示踪气体检测需求
    MZ一离子的质荷比(离子的质量与电荷的
    越来越普遍。如:氨氢质谱检漏仪,这种质谱检漏仪能完
    比值
    成对氨气或氢气的检测,提高了仪器的多用途性,増加了
    由上式可知,当R、B为固定值时,改变加速电压可使
    仪器的使用面。鲜有文章对这类质谱检漏仪的氮、氢介质
    不同质量的离子通过磁场和接收缝到达接收极而被检测。被
    检漏进行对比研究,本文从质谱检漏仪的标定出发,对比检测的气体是固定的(He气),即质荷比MZ是已知的,因
    标定后质谱检漏仪的离子加速电压,分析氮、氢介质检漏此只要调整好加速电压,使H离子能通过接收缝到达接收电
    的漏率信号。
    极,而使其他离子不被接收,接收电极接收到的He离子流经
    1质谱仪检漏仪原理
    过放大后用于指示漏率。其他离子被离子检测极接收。
    1.1质谱检漏似基本原理
    子源
    氦质谱检漏仪主要是运用磁质谱理论和逆扩散理论及
    較子
    较轻子

    质谱分析方法,用氨气作为探索气体制成的检测仪器。其
    质谱学原理如图1所示。灯丝加热发射出来的电子经过加
    速,在电离室内与残余气体分子和经被检件漏孔逆扩散到
    电离室的氨气相互碰撞使其电离成正离子,这些离子在加
    速电场作用下进人磁场,由于洛伦兹力作用产生偏转,形
    成圆弧形轨道,其旋转半径
    图1质谱检漏仪基本原理
    R=144/B 10*(UX M/Z )2
    Fig1 Basic principle mass spectrometer leak detector
    收稿日期:2015-08-05
    作者简介:黄文平(1968-),男,安徽省怀宁人,本科,高级工程师,研究方面:氨质谱方面。
    仪器仪表用户 INSTRUMENTATION
    第23卷
    1.2质谱检漏仪标定原理
    与仪器响应信号值SC1。
    由(1)式可知,离子偏转轨道半径R与质荷比MZ有关
    8)将质谱检漏仪置于待机状态,进人质谱检漏仪参数
    当B及じ一定时,不同的质荷比的离子将以不同的半径偏设置画面,将检测气体设置为氢气,氢标准漏孔接人仪器
    转而彼此分开。质荷比小的偏转半径小,质荷比大的偏转的检漏口,对仪器进行定标。
    半径大。在偏转到180°处,如果用一分析器出口电极将其
    9)定标完成后,检测仪器的离子加速电压し2。
    他离子挡住,仪仅使示漏气体的离子轨道对准出口电极上
    10)仪器运行半小时后。
    的缝隙,使示漏气体的离子穿过而到达离子收集极,完成“质
    11)分别将不同长度毛细管的模拟漏孔接于检漏仪的
    谱”的目的。出口电极上的缝隙是固定的,也就是R是固定,检漏口。
    磁场感应强度B也是固定。因此,要使示漏气体的离子全
    12)分别对不同长度毛细管的漏孔施2%氧气,检测
    部通过隙缝得到最大的离子流,一般是调整离子加速电压U仪器本底值BC2与仪器响应信号值SC2
    来实现,完成质谱检漏仪的最佳加速电压的搜寻,使仪器
    13)分别对不同长度毛细管的漏孔施1%氢气,检测
    获得最大的离子流电信号。在仪器标定时,使用的标准仪器响应信号值SG3。
    孔标称漏率已知的,这时最大的离子流电信号值对应标准
    漏孔漏率值,使之显示的漏率值等于标准漏孔标称值
    表2离子加速电压实验数据
    Table 2 Ion acceleration voltage data
    仪器定标的过程,先是仪器搜寻最佳离子加速电压U
    的过程,实现仪器对示漏气体最大离子流电信号的获得,
    序号
    4
    通过与标准漏孔漏率值的比对,实现对仪器的标定。
    t10
    495
    497
    し2(V
    965
    965
    965
    实验
    试验方法:质谱检漏仪分别在氮、氢模式下进行定
    表3不同长度毛细管漏孔实验数据
    Table 3 Length of capillary leak data
    标,检测仪器离子加速电压;在仪器工作于氨、氢模式下
    分别用不同长度的不锈钢毛细管的漏孔连接检漏口,用
    项目
    999%氨气
    2%氢气
    1%氢气
    99.9%氨气、2%氢气、1%氢气施于漏孔,检测仪器的本
    长度本底B信?SG1本底BG2信号SG2信号SG3
    底值BG与信号值SCG
    (mm
    (Pa M3/
    M3/S)(PaM3/S
    试验器材:
    10001.2x10-82.34x10-31.33x10-86.4x10-53.2x10-5
    5006.4x10-85.23x10-32.9x10-82.47x10-41.23x10-4
    表1试验器材
    2501.59x1071.0x10-24.48x10-87.69x10-43.84x10-4
    Table 1 Test equipment
    1252.37x10-73.43x10-21.0x10-71.57x10-37.85x10-4<
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