到满轮分子累15的进气口 17。满 轮分子累15与相应的返回累16 -起组成质谱仪14的真空累15、16。进气口 17包括透气 性的多孔薄膜18,气体通过该薄膜18被吸入满轮分子累15中。为了运个目的，满轮分子累 15W可导通气体的方式与质谱仪14连接，W便抽空质谱仪14中的气体。本发明并不需要 阀口或压力测量装置。
[0024] 所述质谱嗅觉泄漏检测器10是用于轻质气体的逆流泄漏检测器。气体被引导至 真空累15、16的预抽真空室而非质谱仪14的高真空室。在运个操作过程中，被吸入的气体 中的轻质部分优选地扩散到质谱仪14中。运样，为了达到特别高的灵敏度，可W吸入大量 的气体，从而使轻质气体通过薄膜18富集起来。
[0025] 薄膜18的表面的顶部俯视图在显微镜下的细节在图2中被示出。薄膜18具有多 个透气孔20,运些透气孔20依照统计学上的均匀分配方式布置在薄膜18的整个表面上。 每个透气孔20都完全贯穿薄膜18。薄膜18为盘状，其厚度大约为30微米，从而每个透气 孔20的长度也为大约30微米。运样，每个透气孔20的长度等于薄膜18的厚度。
[00%] 图2显示了薄膜18在其表面上的每一平方微米中具有大约26个透气孔20.相邻 的透气孔20之间（指相邻的透气孔20的中屯、之间）的平均的最小距离d为100纳米。平 均的最小距离指的是：从直接相邻的透气孔20中的一个透气孔20的中屯、到另一个透气孔 20的中屯、进行测量所得的所有最小距离的平均值。所有透气孔20的平均直径D为20纳 米，在另一个可选的实施方式中也可W小于20纳米。
[0027] 所有透气孔20的开口的总面积相对于薄膜18的表面积的比值为50%，因此从整 体上而言，薄膜18的一半面积被设计成透气性的。
[0028] 因此，本发明是基于运样的理念设计的：进气口并非由仅有一个开口的气孔构成 的，而是由透气的多孔性薄膜构成的；在进气口处常见的压力条件下，该薄膜的独特的气孔 满足分子流动的克努森（Knudsen)条件。气孔的密度被选择成足够高，W便即使在气孔直 径较小的情况下，也能允许足够量的气体通过，从而可W获得10 4毫己的高真空度气压。基 于此考虑，在分子级别的气体流动中，是根据W下原理应用物理法则的：气流中的气体成分 独立于彼此地进行移动分子级别），并且每种成分都具有它们自身的气体传导率。分子 级别的气体传导率与对应气体的分子量的平方根成反比。因此，氨气具有比氮气、氧气W及 空气的所有其他成分明显更高的通过给定开口的传导率。
【主权项】
1. 一种用于吸入和分析气体的嗅觉泄漏检测器（10)，包括用于吸入气体的嗅探头 (12)、连接到嗅探头（12)的气体输送栗（13)、以及连接到真空栗（15、16)，用于在高真空室 中分析被吸入的气体的质谱仪（14);其中流过所述嗅探头（12)的气体被沿着具有透气孔 (20)的薄膜（18)引导；其中所述薄膜（18)允许一部分气体流入所述真空栗（15、16)的预 抽真空室，以便在高真空室中对气体进行质谱分析；其特征在于：所述透气孔（20)的直径 (D)小于或等于空气在大气压力和室温下的自由行程（I)。2. -种嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：所述嗅觉泄漏检测器（10)为质谱分析型的 逆流泄漏检测器。3. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：每个所述透气孔（20)的直 径小于或等于20纳米。4. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：每个所述透气孔（20)的直 径与所述薄膜（18)的所有透气孔（20)的平均直径相差至多50%，优选为相差小于20%。5. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：所有所述透气孔（20)的开 口的总面积在所述薄膜（18)的整个表面积中所占的比例为至少25%，优选为至少40%。6. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：所述薄膜（18)为盘状，其 厚度小于100微米，优选为小于50微米。7. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：所述薄膜为盘状的氧化铝 纳米多孔薄膜。8. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：相邻的所述透气孔（20)之 间的最小距离小于100纳米，优选为小于80纳米。9. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：所述薄膜（80)在其每一平 方微米的表面积中具有至少20个，并且优选为至少25个所述透气孔（20)。10. 如权利要求1所述的嗅觉泄漏检测器（10)，其特征在于：所述透气孔（20)的直径 和被吸入的气体的平均自由行程（I)的比值（克努森数）大于0.5;其中所述被吸入的气 体的所述平均自由行程（I)和气压（P)的关系满足I?P= 6. 65 ? 105m?mbar。
【专利摘要】本发明涉及一种用于吸入和分析气体的嗅觉泄漏检测器(10)，包括用于吸入气体的嗅探头(12)、连接到嗅探头(12)的气体输送泵(13)、以及连接到真空泵(15、16)，用于在高真空室中分析被吸入的气体的质谱仪。流过嗅探头(12)的气体被沿着具有透气孔(20)的薄膜(18)引导。薄膜(18)允许一部分气体流入真空泵(15、16)的预抽真空室，以便在高真空室中对气体进行质谱分析。该嗅觉泄漏检测器(10)的特征在于透气孔(20)的直径(D)小于或等于空气在大气压力和室温下的自由行程(I)，以便提高该嗅觉泄漏检测器(10)的检测极限。
【IPC分类】B01D53/22, G01M3/20
【公开号】CN105229439
【申请号】CN201480029105
【发明人】卢道夫·格道
【申请人】英福康有限责任公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年5月14日
【公告号】DE102013209438A1, EP2999950A1, US20160091386, WO2014187709A1