氦质谱检漏仪的结构

　　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。氦质谱检漏仪的型号较多，但基本结构大同小异。它主要由质谱室、真空系统及电气部分组成。

氦质谱检漏仪的质谱室

　　不同类型的氦质谱检漏仪的质谱室结构大同小异，都是由离子源、分析器和收集器三部分组成，它们放在一个抽成高真空的质谱室外壳中。

　　1、离子源

　　氦质谱检漏仪离子源的作用是使气体分子电离，形成一束具有一定能量的离子。它由灯丝(阴级)、离化室及离子加速极组成。

　　灯丝在真空中通电加热后发射电子，在离化室与灯丝之间的电场作用下，电子加速穿过离化室顶部狭缝进入离化室，在离化室中与气体分子发生多次碰撞后损失能量，Z后打到离化室上形成电子流，成为发射电流的一部分。电子在运动的过程中碰撞气体分子而使气体分子电离形成正离子，正离子在离化室与加速极之间的电压U(即离子加速电原)作用下，相继穿过离化室正面的矩形狭缝和加速极的矩形狭缝，由于加速电场对离子做的功转变为离子的动能，便形成具有一定能量的离子束。

　　2、分析器

　　氦质谱检漏仪分析器的作用是使不同质荷比的离子按不同轨迹运动从而将它们彼此分开，仅使氦离子通过其出口隙缝。分析器由一个外加均匀磁场及一个出口电极组成。

　　氦质谱检漏仪分析器的出口电极一般采用三栅结构。在离子收集极前面有三个栅极G1、G2、G3。G1和G3接地，中间栅极G2与离化室相连。G1栅的狭缝决定了氦离子的运动半径，而使除氦以外的其他离子打不到收集极上去。中间栅极G2的正电位对于正离子而言相当于一个拒斥电场，只有具有一定能量的氦离子才能通过G2的狭缝，而由于碰撞失去能量的其他杂散离子即使进入G1狭缝，也不能通过G2狭缝到达收集极，使收集极的氦离子流不受这些杂散离子的干扰。栅极G3是YZ离子在收集极上打出的二次电子不跑向G2，使它仍返回收集极，以防离子流的不稳定。

　　3、收集极

　　收集极是对准出口电极狭缝安装的，其作用是收集穿过出口电极狭缝的氦离子并通过一个电阻输入到小电流放大器进行离子流的放大和测量。由于氦离子流一般只有10-13〜10-12A，要使小电流放大器diyi极输入信号电压够大，则输入电阻必需很大。diyi级放大用的静电计管必须要高度绝缘，所以把高阻及静电许管放在高真空的质谱室中。

氦质谱检漏仪的真空系统

　　氦质谱检漏仪的真空系统提供质谱室正常工作所需要的真空条件，不同型号的氦质谱检漏仪其真空系统有较大的差别。

　　氦质谱检漏仪真空系统一般包括：

　　1、主泵：一般用护散泵或涡轮分子泵。极限压力小于5×10-4Pa，其抽速应导气载匹配。

　　2、前级真空泵：一般采用旋片式机械真空泵，在以分子泵为主泵的系统中也有采用薄膜泵或干泵的。极限压力小于1×10-1Pa，抽速导主泵匹配。

　　3、预抽真空泵：一般与前级真空泵共用一个泵，也有专用预抽真空泵的。预抽真空泵一般采用旋片式机械真空泵，其抽速视被检件大小而定，因此预抽真空泵大都由用户自配。

　　4、冷阱：分子泵型真空系统一般不加冷阱。护散泵型真空系统的冷阱加在质谱室、检漏口与扩散泵之间，使三者被冷阱隔离。冷阱加入液氦(-196℃)后便可阻止扩散泵的油蒸气和被检件来的水蒸气进入质谱室，保持质谱室的清洁，并帮助扩散泵迅速获得较高真空。

　　5、检漏阀：接在质谱室和被检件之间的管道上。有些氦质谱检漏仪采用节流阀，控制流入质谱室的气体流量。

　　6、真空规：一般采用冷阴极磁控放电直空规(潘宁规，又称冷规)来测量质谱室中的压力。也有用电阻规或热偶规测量被检件的预抽压力和系统的前级压力的。

　　7、标准漏孔：一般氦质谱检漏仪内都附有标准漏孔(大多为薄膜渗氦型)，用它来校准氦质谱检漏仪的Z小可检漏率和对氦质谱检漏仪输出指示进行定标。

氦质谱检漏仪的电气部分

　　氦质谱检漏仪除了主机供电部件和主机控制部件外，还有几组主要电路：

　　1、离子源电源。为离子源提供加速、聚集、拒斥电压。

　　2、发射电流稳定电路。稳定和调节发射电流。

　　3、离子流放大器和单响报警器。将离子流进行放大并将输出信号送入输出仪表或显示器和音响报警器。

　　4、真空测量电路。一般用热偶计测量低真空，用冷阴极磁控放电真空计测量高真空。

　　5、灯丝保护电路。当质谱室正常工作压力被破坏后，立即切断灯丝供电回路，以保护灯丝。

　　6、其他电路。不同型号的氦质谱检漏仪所具有的功能不尽相同，所以电路也有不少差别，这在各自的说明书中都有说明。