氦质谱检漏仪故障与处理

氦质谱检漏仪因具备检测灵敏度高、反应速度快、定位定量准确等优点而被广泛应用于压力容器、航空航天、原子能、发电厂、制冷工业等领域。氦质谱检漏仪在使用过程中，往往会因为产生的一些故障或是现象，而影响检漏工作的正常进度，若对其置之不理还会危及检漏仪的使用寿命。其中的有些故障或现象是使用者能够及时解决或避免的，掌握和了解检漏仪常见故障的维修技术，有利于检漏工作的顺利开展以及设备的保养。本文以氦质谱检漏仪为例，介绍了该型检漏仪的工作原理及结构组成，分析了检漏仪5种常见故障的处理方法，总结了检漏仪在使用过程中应zhong点注意的事项。

氦质谱检漏仪故障与处理

1、检漏仪内部泄漏

(1)内部的密封结构

当检漏仪内部存在泄漏时，会对检漏工作造成较大干扰，容易造成误检、误判。氦质谱检漏仪内部主要的密封部位在检漏仪的后侧，位于隔热板的上方。

①检漏仪测试口与阀门组块的连接部位，密封方式采用胶灌密封，检漏仪在运输过程中如遇到强烈震动，此处容易造成密封胶开裂。

②各电磁阀与阀门组件问的连接部位。密封方式采用氟橡胶圈或金属垫片密封，橡胶圈的密封寿命有限，使用5年以上时，有可能会存在密封失效的问题。

③各零部件接口处的密封部位。如放大器与质谱室、离子源与质谱室、分子泵与质谱室、标准漏孔与阀门组件、真空计与阀门组件等接口间的金属垫片密封或橡胶圈密封。

(2)定位方法

采用喷吹法对各密封部位的气密性进行检测，因检漏仪内部结构紧凑，各密封结构间的距离很近，检测时定位难度较大。经摸索，在检测时采用以下技巧，可提高定位的能力：

①查漏前，先将分子泵风扇的电源断开，避免风扇将氦源吹散至各个密封环节，造成定位不准确。

②喷吹时，要严格控制氦源的流量，尽量采用喷枪咀流量小的喷枪，提高定位的能力。

③仪器的反应时间小于1s，所以在一个部位喷吹的时间约3S，再等待约3S后观测信号有无变化。

(3)处理方法

不同的密封部位出现泄漏采用不同的处理方法。

①检漏接口与阀门组块的连接部位有漏，可先采用灌胶密封处理，若密封性仍不能满足要求，需从厂家购买新品进行更换。

②电磁阀与阀门组块间的密封圈有漏，则对密封圈进行更换，并先用无水乙醇将密封面、密封圈清洗干净，且勿在密封圈表面涂抹凡士林或真空脂(这些材料在真空条件下放气，会影响仪器本底)等密封添加剂。

③各零部件间的密封一般也采用橡胶圈密封，若有漏，更换密封圈即可。注意事项同上。

④真空计的探针与其外壳间采用密封胶密封，该密封环节在检测时极易被忽视，此处若有漏可先进行灌胶处理，但探针间距很小，可操作空间有限，若灌胶后密封效果不佳，则从厂家购买新品进行更换。

2、测量信号不准确

氦质谱检漏仪在使用过程中，可能会遇到本底信号过高或不稳定、测量值与真值问的误差较大、测量信号的增量极其微弱等现象。有些现象可自行解决，有些则需要与厂家联系解决。

(1)本底信号过高或不稳定

①本底信号过高有可能是环境本底被污染，注意检查实验室内是否有氦源在泄漏。将实验室的门窗打开通风，降低环境本底。再打开仪器的气镇，置换泵油中的氦气。

②若开气镇后，本底仍高，需要考虑泵油是否已经使用很长时间，因为泵油会吸附氦，导致本底变高。

③本底信号过高也有可能是因为质谱室被污染。检漏仪若经常检测含有油污、粉尘等杂质较多的被检件时，质谱室极易被污染，需送至维修zhong心进行清洗。可以在测试口添加过滤网(300目)，以防止大直径杂质进入检漏仪内。

④本底信号不稳定，检查电源电压是否稳定，检漏仪Z好应配有稳压电源。⑤本底信号不稳定，检查泵油是否浑浊，被污染。

(2)检测结果与标称值不一致

将新标定的漏孔连接在检漏仪的测试口，发现测量结果与漏孔的标称值不一致，原因可能是检漏仪内部标准漏孔的漏率已改变。仪器内部标准漏孔的年衰减率约2%，使用几年后，漏孔实际值比标称值要小，会使检测的结果偏小。需将内部标准漏孔送至计量院重新标定，也可通过外校准的方式，在检漏系统中连接一只标准漏孔，将所测信号与标准漏孔信号进行比对，即为所测信号的真实漏率。

(3)测量信号增量微弱

打开检漏系统中的标准漏孔，发现仪器显示的信号增量很小。将标准漏孔直接连接在检漏仪的测试口重新进行检测(排除检漏系统存在故障的可能性)，若信号增量仍很小，则可能是检漏仪内放大器出现故障，无法将所测氦离子流信号进行放大。需将放大器送至维修zhong心检测。

3、前级泵不工作

需要检查的项目有：

①所处的环境温度是否低于5℃，低温下泵油的粘度会增大，将无法起到润滑的作用。

②电机是否过热，机械泵的风扇是否在运转。

③电源电压是否正常，电压过低于200V时，前级泵将无法启动。

4、分子泵不工作

(1)仪器界面上TMP(分子泵的运转频率)显示“0”即分子泵没有工作。有可能是前级压力过高(该分子泵的启动压力为200Pa)导致分子泵无法启动。

检查导致压力过高的项目有：真空规管是否有问题，分子泵出口是否打开，机械泵油是否太脏或机械泵是否转动，系统是否有泄漏。也有可能是分子泵的叶片或转子被损害，可自行用工具拨动叶片，判断其能否转动。

(2)分子泵加速指示灯不亮。电路板上的保险丝烧断，更换保险丝或检查是否有短路现象。

(3)分子泵故障灯亮。检查电路板设置开关是否处于R位置，此时应该在N位置。检查风扇是否停止，如风扇正常，则可能为分子泵电源故障，请与厂家联系。

5、质谱室无法正常启动

①灯丝无法正常启动，在确认机械泵、分子泵处于正常工作状态后，若灯丝仍无法发射离子流，则需要更换离子源。若灯丝指示灯闪烁，检查离子源航空插座与接线柱是否开路，若开路，需要更换灯丝，若不开路，检查其接线柱与其他接头是否导通，消除短路现象。

②本底信号处于杂乱无章的波动状态且大小远远超过仪器自身的本底噪声，需要考虑放大器是否故障。质谱室出现故障一般用户无法解决，只需对故障进行定位，交由维修zhong心处理。

氦质谱检漏仪使用中注意事项

检漏仪在使用过程中需特别注意以下几点：

①使用的电源电压要在额定的电压范围之内，电压过低仪器启动困难，且性能不稳定，电压过高会烧坏电源，严重时还会烧毁母板的电路板和分子泵，应连接稳压电源(UPS)。

②仪器在运行过程中不能移动。涡轮分子泵处于高速运转中，若搬动检漏仪，容易使分子泵内的叶片与转子的筒体相碰撞。

③氦质谱检漏仪应按照说明书的要求定期进行保养，保养的项目有更换机械泵油、更换过滤网、更换过滤器。

④氦质谱检漏仪在运行了2000h后应对前级泵进行维修和保养，运行7000h分子泵进行维护和保养。

结论

本文介绍了5种检漏仪常见故障的分析与处理方法，其中仪器内部存在泄漏环节是一个易被忽视却又易产生故障的环节，当检漏部位的复检结果不一致时，就需检测仪器内部是否有漏。氦质谱检漏仪内部结构紧凑，定位难度大，本文采用切断分子泵风扇电源和使用小流量喷枪的方式，提高了密封部位定位的能力。

氦质谱检漏仪是检漏工作的核心部件，在使用过程中应严格按照说明书的操作要求进行使用。文中以上出现的故障、现象的处理方式是本单位在多年使用过程中的一个总结和归纳。对检漏工作者具有一定的参考价值。