吸入法检漏方法与灵敏度及校准

        吸枪通过细长管道与氦质谱检漏仪相连, 被检件充入压力P 高于环境大气压力的氦气(或氦与氮混合或氦与大气混合气) , 吸枪的吸咀在被检件可疑有漏孔的表面以一定速度移动,通过漏孔漏出的气体的一部分进入吸咀, 随之进入检漏仪质谱室, 可指出漏孔的存在。与喷吹法类似, 检漏仪指示有漏时, 漏孔不一定正好在吸咀所对的被检件的部位, 在发现漏孔的范围内, 减小吸枪移动速度、减小吸咀与被检件的距离并反复查找, 可以找到漏孔的准确位置, 同样在吸咀正好对准漏孔, 吸枪不移动时, 检漏仪指示的漏率可能等于或接近于漏孔的实际漏率。

图3：氦质谱检漏的吸入法

      吸入法检漏灵敏度受很多因素限制, 如漏孔的形状、吸咀相对于漏孔的距离、吸枪相对于漏孔的夹角和移动速度、吸咀的形状和尺寸、吸枪的吸气能力以及大气中氦气本底浓度大小及稳定情况等。

吸入法检漏灵敏度及校准

(1) 浓度灵敏度

吸入法检测的是大气中氦浓度的变化, 令在大气中氦质谱检漏仪指示的本底及本底噪音为I1 和$I , 对应于氦浓度变化$C时, 讯号为I 2, 则最小可检氦浓度

其中I2- I1 为信号, $ I 为噪音, 认为信噪比为1 时为最小可检。

① 一定浓度氦气的配置

       配置一定浓度$C(认为$C远大于大气中的氦浓度) 的气体, 有两种方法:

       流量法　最简单的装置是在一个体积为V 的容器上面装一个标准漏孔并充以氦气, 容器内为大气压PA 下的空气, 相应的漏气率(对氦) 为q, ts 时间后, 在V 内建立的氦浓度:

其中, 假定$C远大于空气中的氦浓度。

② 吸入法检漏的浓度灵敏度校准

        将吸枪的吸咀插入到上面讲的具有一定浓度氦气的容器V 中, 由(1) 和(2) 式或(3) 式, 可知浓度灵敏度(即最小可检氦浓度) 为

 其中, I2- I1 为信号, $ I 为噪音, 最小可检时, 认为信噪比为1。

漏量灵敏度的校准

         上面给出了氦质谱检漏仪吸入法检漏浓度灵敏度校准方法, 相应的流量(或漏量) 灵敏度,即最小可检漏率是人们所关心的, 吸枪在大气中工作时, 以一定速率将空气吸入, 设吸入的流量为Q ,则最小可检漏率

(3) 检漏灵敏度及校准中的问题

        吸入法检漏时, 吸入的气体可能只含有部分从漏孔漏出的氦气, 由漏孔中漏出的氦气在大气中的浓度在不同的地方可能不同, 实际能检出的漏孔比给出的要大得多, 这决定于实施检漏的具体条件(吸咀相对于漏孔的距离、吸枪移动速度⋯⋯) 现在有人正在对这些条件的影响进行研究, 用一只正压真空漏空(出气端为大气压环境, 进气端为高于一个大气压力的氦气) , 测量检测到的漏率因检漏条件不同所发生的变化。

      其中, 假定$C远大于大气中的氦浓度, 以及PAV m qts。

        注气法　这是一个在真空校准中常用的方法, 很简单, 往容器V (容器内为大气压PA 的空气) 中注入体积为v 压力为p 的氦气, 若PAV m p v , 建立的氦浓度