Гелиевый масс-спектрометрический течеискатель, устройство, принцип работы, назначение, поверка и ведущие производители

Предназначается для контроля герметичности установок, приборов и камер. Методика его применения основана на повышении концентрации тестового газового вещества с одной стороны исследуемой поверхности и его отбора для масс-спектрометрического анализа, с другой стороны.

Содержание:

1. Устройство
2. Принцип действия
3. Классификация
4. Сфера применения
5. Обзор производителей

Устройство

Конструкция масс-спектрометрического гелиевого течеискателя:

1. Система с двумя насосами: (для нагнетания предварительного вакуума малого, форвакуумного типа, производительность которого не более 50 м³/ч;
2. Турбомолекулярного, для нагнетания глубокого вакуума, характеристики которого оказывают лимитирующее воздействие к чувствительности оборудования).
3. Ёмкость с индикаторным газом;
4. Пистолет или щуп, исходя из метода, которым проводится проверка герметичности (вакуумным или компрессионным).

Ключевой элемент аппарата – анализатор, в составе которого присутствует ионный источник, магнитная система и ионный приёмник. Помещён он в блоке из неомагнитной стали, находящемся в середине полюсов постоянного магнита.

Устройство

Принцип действия

Принцип работы гелиевого течеискателя:

Накаление вольфрамового катода ионного источника создаёт эмитирующиеся частицы, принимающие ускорение под воздействием электронного поля, растянувшегося между катодом и блоком ионизатора. Процесс стабилизации катодного электротока происходит с помощью стабилизатора эмиссии.

Электронный поток в ионизаторе встречается с газовыми частицами, приникающего в течеискатель их тестируемого объёма или щупа. Возникает процесс ионизации. Вновь образованные ионы переходят из ёмкости ионизатора с помощью ускоряющего электрического поля, направленного под прямым углом, относительно пучка электронов. Его значение определяется исходя из величины ускоряющего напряжения, которое способно меняться для создания энергии, необходимой ионному пучку. Поток ионов проникает через выходную диафрагму ионного источника, затем проникает в пространство дрейфа, где осуществляется его пространственное деление по массе.

Принцип действия

В магнитном поле происходит процесс разделения ионов, в результате чего образуются небольшие пучки, которые содержат частицы с равнозначным отношением заряда и массы. В следствие изменения ускоряющего движения при длительной напряжённости магнитного поля, возможно изменить радиус траектории ионов. Течеискатель использует анализатор со 180ᴼ разворотом пучка, также он осуществляет функцию фокусировки магнитного поля.

Ионы между источником и приёмником движутся по траектории построенной в форме полукруга. Её радиус составляет 250 мм. при напряжённости магнитного поля в зазорах 0,17-0,25 Тл.

Находящееся в дрейфе магнитное поле, имеет фокусирующее свойство: ионы определённых размеров покидают своё место расплывающейся группой и снова объединяются в продолговатую, соединяющуюся группу рядом с плоскостью диаграммы приёмника. Изменение напряжения ускорителя происходит настраивание на «пик гелия», одновременно с этим в приёмник проникают ионы гелия.

Ионный коллектор соединён с электрометрическим усилителем. Последний передаёт импульс, поступающий на усилитель постоянного напряжения, вследствие чего, пройдя преобразование, пережаётся на управляющее и индексирующее устройство. Настройка анализатора и контроля потоков, которые регистрируются течеискателем, происходит за счёт встроенной течи гелия.

Значение необходимого разряжения нагнетается благодаря откачному оборудованию, представленному двумя насосами: форвакуумного и высоковакуумного турбомолекулярного типа.

Классификация

Классификация портативных гелиевых течеискателей зависит от наличия вакуума в детекторе испытуемого объекта. В связи с этим происходит разделение на 2 группы:

1. Использующиеся для испытания вакуумированного оборудования;
2. Использующиеся для фиксации протечки тестового газа из испытуемого объекта в атмосферу. По-другому они называются шнифферы, относятся они к более дешёвым аналогам, так как чувствительность таких аппаратов в 5 раз меньше, чем у вакуумных. Тем не менее, отдельные модели вакуумных вариантов имеют в комплектации специальные насадки, позволяющие их использование в качестве шнифферов.

Классификация течеискателей

Сфера применения

Гелиевые течеискатели необходимы для следующих целей:

1. Контроля качества герметизации вакуумных систем различного объёма и конфигурации, а также других объектов на которых используется или изготавливается вакуумное оборудование;
2. Контроля качества герметизации закупоренных (герметичных) объектов, изделий различной формы и объёма;
3. Контроля качества герметизации приборов электровакуумного и полупроводникового типа.

Гелиевые масс-спектрометрические течеискатели используются во многих сферах промышленности, металлургии, научно-исследовательских институтах и прочих объектах, где требуется быстрое и качественное выявление протечек в системах.

Сфера применения

Обзор производителей

Обзор популярных производителей гелиевых масс-спектрометрических течеискателей:

• Гелиевые течеискатели Inficon, производство которых налажено в Европе, США и Китае. Сеть филиалов расположена во многих странах ЕвроСоюза, Корее, Китае, Сингапуре, Тайване, Индии и США. Головной офис находится в Швейцарии. Предприятие известно, как лидер с области инновационного инструмента, технологий разработки чувствительных приборов и современных устройств, предназначенных для осуществления контроля над процессами, связанными с вакуумными технологиями. Управленческая система компании Inficon сертифицирована по ISO 9001 и ISO 14001. Большая часть, представленного в каталогах, инструмента производится согласно RoHS;
• Гелиевые течеискатели linxon – продукт бренда, созданного в результате слияния двух грандов: SNC-Lavalin, основанного в 1941 г. занимающегося операциями и обслуживанием клиентов из нефтегазовой, атомной, горнодобывающей и металлургической отраслей и компании ABB – ведущего технологического лидера в сфере электросетей, продуктов электрификации, промышленной автоматизации и робототехники;
• Гелиевые течеискатели Pfeiffer Vacuum – оборудование, произведённое отвечающее немецкому качеству и стабильности. Корпорация имеет более 20 дочерних предприятий по всему миру, зарегистрирована в немецком фондовом индексе TecDAX. Специализируется на производстве вакуумного оборудования, начиная от отдельных вакуумных насосов и заканчивая сложными вакуумными системами;
Гелиевый течеискатель ПТИ-10 считается одним из наиболее совершенных образцов данного оборудования. Созданный ещё в советский период, аппарат превосходит по своим показателям чувствительности писка течей, многие иностранные аналоги.

Гелиевые течеискатели Inficon