专利名称:超高灵敏度氦质谱检漏仪的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种分析仪器设备,尤其是一种超高灵敏度氦质谱检漏仪。
背景技术:
氦质谱检漏仪是一种常规的分析仪器设备,在国内外均广泛运用,如在电力行业,真空行业,核工业,制冷行业等。氦质谱检漏仪是用氦气为示漏气体的专门用于检漏的仪器,是真空检漏技术中用的最普遍的检漏仪器。在科学技术的不断发展的时代,氦质谱及其应用技术也在不断的发展与完善。这主要由两方面的因素所决定 一方面,检漏应用技术不断的对检漏仪提出新的要求,迫使仪器自身的更新;另一方面,检漏技术也在随时随地补充现有检漏仪在应用过程中存在
的某些不足。传统的氦质谱检漏仪包括离子源、质谱室、分子泵等结构,目前市场上的氦质谱检漏仪的特点为便于携带,适应高压强环境下工作环境。但现有的氦质谱检漏仪还有很多缺点,如检漏范围窄,检测灵敏度差,自动化程度低,检测效率低等,这些缺点都很大程度上限制了氦质谱检漏仪的运用范围。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种检漏范围宽,检测灵敏度高,自动化程度高的氦质谱检漏仪。
为了达到上述的目的,本实用新型的技术方案为一种超高灵敏度氦质谱检漏仪,
包括离子源、质谱室、分子泵、机械泵、放大器和电控系统,所述的分子泵通过抽气口与质谱室连接,其特征在于所述的分子泵在上、中、下部位设三个气口,所述的上进气口通过上管路中电磁阀连通检漏口,构成微漏气流通路;所述的中进气口通过中管路中电磁阀通检漏口,构成中漏气流通路;所述的下出气口通过下管路中一个电磁阀与机械泵连接,构成大漏气流通路;所述的检漏口通过管路同真空计连接,所述的检漏口同下管路之间有一电磁阀,所述的下出气口通过管路与规管连接。
所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述的电控系统包括控制模块、离子源供电模块、显示操作模块和数据处理模块,所述的控制模块核心为单
3片机。
所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述的质谱室中有磁铁,所述的磁铁内侧有半圆台形的纯铁。
所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述的放大器周围有温差电制冷组件。
所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述的离子源内设有两根灯丝。
所述的质谱室外有放大器,所述的放大器为电荷放大器,并采用双层屏蔽盒屏蔽<=
本实用新型的质谱室中有磁铁,磁铁内侧有半圆台形的纯铁,使磁铁产生
180°非均匀的磁场,这样就可以让离子聚焦的更好,提高了灵敏度。放大器从质谱室真空环境中移到质谱室外,并采用双层屏蔽盒配合PCB板的布线有效地抑制了辐射干扰和减少了外界环境的干扰,提高了放大器稳定性;同时将放大器移到质谱真空系统外,减少了真空系统内器件的放气,降低了仪器的本底。分子泵采用三个出气口,使量程转换更加方便,使测量范围变宽。离子源采用双灯丝,这样一根断了的情况下可自动切换到另外一根,提高了仪器使用时间。放气时分子泵和灯丝处于休眠状态,降低了能耗,提高了仪器的使用寿命。本实用新型的电控系统采用单片机控制,操作方便,提高了仪器的自动化程度。采用温差电致冷组件(又称为帕尔帖)给放大器制冷,有效的抑制了放大器的温升,极大的提高了放大器的最小可检电流,使氦质谱检漏仪的灵敏度提高了 5倍。
综上所述,本实用新型结构简单,使用寿命长,检漏范围宽,检测灵敏度高,并且自动化程度高,使检测效率大为提高。
图l为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型磁铁示意图。
具体实施方式
本实用新型包括分子泵l,机械泵8,质谱室16,放大器18和电磁阀。机械泵8通过管路和电磁阔与分子泵1连接,分子泵1通过抽气口 19与质谱室16连接。所述的分子泵1通过抽气口与质谱室16连接,所述的机械泵8通过管路与检漏阀14和分子泵1连接,所述的分子泵l在上、中、下部位设三个出气口, 所述的上出气口 15通过上管路接有两个电磁阀5、 12通向空气,所述的中出气 口 4通过中管路接有两个电磁阀6、 10与标准漏孔11连接,所述的下出气口 2 通过下管路接有一个电磁阀7与机械泵8连接,所述的上中下三条管路之间通过 管路连通后连向检漏口 14,所述的检漏口 14通过管路同真空计13连接,所述 的检漏口 14同下管路之间有一电磁阀9,所述的下出气口通过管路与规管3连 接。
所述的电控系统包括控制模块、离子源供电模块、显示操作模块和数据处理 模块,所述的控制模块核心为单片机。所述的质谱室中有磁铁17,所述的磁铁 17内侧有半圆台形的纯铁。所述的质谱室外有放大器18,所述的放大器18为电 荷放大器,并采用双层屏蔽盒配合PCB板布线。所述的放大器周围有温差电制 冷组件。所述的离子源内设有两根灯丝。
所述的检漏阀为电磁阀。
如图1,分子泵1设上、中、下三个气口 15、 4、 2,上进气口 15通过管路 与电磁阀5,构成微漏气流通路;中进气口 4通过管路与电磁阀6连接,构成中 漏气流通路;下出气口2通过管路与电磁阀7连接,构成大漏气流通路,利用微 电脑控制电磁阀来实现量程自动切换。下出气口通过管路与规管3连接,磁铁 17可产生180G的非均匀磁场。离子源采用双灯丝。电控系统由控制模块、离子 源供电模块、显示操作模块和数据处理模块组成,如图2所示。控制模块以单片 机为核心,控制分子泵l的工作、离子源加电及各电磁阀的通断。离子源供电模 块为离子源提供各种工作电压及灯丝的保护;显示操作模块为用户提供操作检漏 仪的按键及显示检漏仪的工作状态、真空值及漏率;数据处理模块检测各种信号 并加以放大处理。
本实用新型的工作原理为首先启动机械泵8,由规管3检测分子泵1的下 出气口2处真空度,当真空度达到一定的值时自动启动分子泵l,分子泵l启动 正常后,质谱室16内离子源加电,离子源内有两根灯丝,若一根灯丝断了可自 动切换到另一根,同时检测质谱室高真空,若真空度不够,则自动保护灯丝,等 待几分钟,直到高真空符合要求,则提示准备好,等待检漏。
检漏时关断电磁阀7,打开电磁阀9,通过检漏口 14对工件抽真空,同时由
5,根据真空值大小,打开相应的电子阀来进行 检漏。因为分子泵l的三个出气口对氦气的压縮比不一样,当大漏时,打开电磁
阀7;当中漏时,打开电磁阀6;当微漏时,打开电磁5;当要定标时,打开电 磁阀10,则由标准漏孔11的漏率来定标。检漏时氦气由分子泵1逆扩散到质谱
室进行电离,电离后进入磁铁17产生的18()G的非均匀磁场进行分离,同时18()G 的非均匀磁场在"z"方向有聚焦作用,减少了离子损失,使灵敏度得到提高。 为了进一步提高灵敏度,将放大器18放在质谱室16外。检漏结束放气时,电磁 阀12打开,空气进入,从而可以拿走工件。整个工作过程,由以微电脑为核心 的电气系统来控制。
权利要求1、一种超高灵敏度氦质谱检漏仪,包括离子源、质谱室、分子泵、机械泵、放大器和电控系统,所述的分子泵通过抽气口与质谱室连接,其特征在于所述的分子泵在上、中、下部位设三个气口,所述的上进气口通过上管路中电磁阀连通检漏口,构成微漏气流通路;所述的中进气口通过中管路中电磁阀通检漏口,构成中漏气流通路;所述的下出气口通过下管路中一个电磁阀与机械泵连接,构成大漏气流通路;所述的检漏口通过管路同真空计连接,所述的检漏口同下管路之间有一电磁阀,所述的下出气口通过管路与规管连接。
2、 如权利要求1所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述的电 控系统包括控制模块、离子源供电模块、显示操作模块和数据处理模块,所述的 控制模块核心为单片机。
3、 如权利要求1所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述的质 谱室中有磁铁,所述的磁铁内侧有半圆台形的纯铁。
4、 如权利要求1和3所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述 的放大器周围有温差电制冷组件。,
5、 如权利要求1所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,其特征在于所述的离 子源内设有两根灯丝。
专利摘要本实用新型公开了一种超高灵敏度氦质谱检漏仪,所述的超高灵敏度氦质谱检漏仪,包括离子源、质谱室、分子泵、机械泵,电控系统,所述的分子泵通过抽气口与质谱室连接,所述的分子泵在上、中、下部位设有三个气口,构成大、中、微漏气流通路;同时将放大器放在质谱室外并采用温差电制冷组件(又称帕尔贴)制冷,极大地提高了仪器的检测灵敏度。本实用新型结构简单,使用寿命长,自动化程度高,检测范围宽,检测灵敏度高,具有良好的应用前景。
文档编号G01M3/02GK201368790SQ200820161470
公开日2009年12月23日 申请日期2008年9月29日 优先权日2008年9月29日
发明者志 张, 黄文平 申请人:合肥皖仪科技有限公司