氦檢漏儀是一種用于檢測氣體泄漏程度的儀器,它可以快速、準確地測量出漏氣量。其工作原理是利用電化學效應,將氦氣中的水分子分解成氫氣和氧氣,然后檢測氫氣的濃度變化,以計算出氣體泄漏量。在工作時,氦檢漏儀會將氦氣充入測量現場,然后通過一個電極將氦氣中的水分子電化學分解成氫氣和氧氣,測量現場的氫氣濃度會隨著氣體泄漏量的變化而變化。當氫氣濃度超過一定的限度時,氦檢漏儀會發出警報,以提醒操作人員。
1.質譜室(核心檢測單元)
質譜室是儀器的“心臟”,負責將氣體電離并分離出氦氣分子。它通常由離子源、分析器、收集器和冷陰極電離規組成。其工作原理是:燈絲發射出的電子在室內來回振蕩,與經漏孔進入的氦氣碰撞使其電離成正離子;這些氦離子在加速電場作用下進入磁場,受洛倫茲力作用產生偏轉形成圓弧形軌道;通過改變加速電壓,可使特定質量的氦離子通過磁場和接收縫到達接收極,從而被檢測。
2.真空抽氣系統
真空系統負責為質譜室提供必要的高真空環境,并排出廢氣,通常由多級泵組協同工作:
渦輪分子泵(主泵):用于提供高真空狀態,確保氦離子在飛行過程中不受干擾。
前級泵(初級泵):負責將系統從大氣壓抽至低真空,并排出氣體。現代檢漏儀常采用無油渦旋干泵(Dry Scroll Pump)或機械旋片泵,以避免泵油污染被檢部件和系統。
3.氣體處理與通路切換系統
該系統負責引導氣體進入檢測單元,并適應不同的檢漏模式。它主要包括:
接口與配管:設有供安裝測試體的第1接口,以及供安裝配管的第2接口(經由節流體/毛細管將室內的氦氣測定區域的氣體導入分析管)。
通路切換部:通過控制閥(如電磁閥)的切換,決定將來自第1接口(測試體)還是第2接口(室內環境)的氣體導入分析管,從而實現“泄漏測定模式”與“室內測定模式”的切換。
4.電子控制與電氣系統
這是儀器的“大腦”,負責整機的運行控制、信號處理與人機交互:
控制部(CPU等):負責控制燈絲電流、磁場強度、閥門開關等,運行控制算法并進行信號濾波、量程自動切換。例如,控制部在啟動時設定室內測定模式,并在分析管測定結果低于可靠性閾值時允許切換至泄漏測定模式。
放大器與質譜專用模塊:將收集器產生的微弱電流信號進行放大處理,并進行數據轉換。
人機交互界面:通常配備液晶觸摸屏(如8.4英寸工業觸摸屏),支持180°旋轉,用于參數設置、數據顯示(如泄漏率、壓力曲線)及結果輸出。
通訊接口:支持模擬輸出、串行通信等,便于將檢漏數據輸出或與外部設備聯動。
5.輔助與外圍組件
內置標準漏口:用于定期對儀器進行內部或外部靈敏度校準,確保檢測精度。
氦氣供給系統:包括氦氣瓶、減壓閥、流量控制器、氦氣噴槍(吸槍)或氦氣罩等,用于向檢測部位提供穩定的示蹤氣體。
指示與報告部:包括指示通路切換部切換的指示部,以及用于提醒操作員切換模式或報警的報告部。
