电真空器件氦质谱检漏技术中检漏平台和模具设计.pdfVIP

中国真空学会质谱分析和检漏专业委员会第十七届年会 中国计量测试学会真空计量专业委员会第十二届年会 电真空器件氦质谱检漏技术中检漏平台和模具设计 王博锋 李丽萍 周健勇 张波 （中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100190） 摘要：基于氦质谱检漏技术，介绍了氦质谱检漏仪的结构和基本原理，设计了与氦质谱检漏仪 匹配的检漏平台和辅助检漏平台。针对电真空器件不同的外部尺寸和内部结构的特点，设计了特殊 结构的模具和通用模具。 关键词：氦质谱 电真空器件 检漏台 模具 0 前言 真空气密性是影响影响微波管性能及寿命的主要因素之一，因此真空检漏是大功率微波管制作 工艺中可靠性保障的重要工序 [1] 。真空检漏的目的是：判断被检测的工件，是否达到密封性的要求； 当被检件的漏率不符合密封性的要求时，测出漏率的大小；确定被检工件的漏空的位置，并做出标 识。 电真空器件的气密性检测主要采用氦质谱检漏的方法。氦质谱检测技术以其灵敏 度高、速度快、 使用安全、适用范围广以及可以量化漏点的漏率等特点，在航空、航天、汽车和电真空行业得到了 广泛的应用，与其他诸多传统检漏方法相比，氦质谱检漏具有不可比拟的技术优越性 [2-3] 。目前， 鲜有文献对电真空器件氦质谱检漏技术中检漏平台和模具设计进行报道。因此，本文根据电真空器 件不同的外部尺寸和内部结构的特点，设计了氦质谱检漏仪匹配的检漏平台和辅助检漏平台，及特 殊结构的多孔检漏盘模具和通用模具。 1 氦质谱检漏仪的结构和工作原理 所用氦质谱检漏仪为：法国 Alcatel 阿尔卡特ASM192T2 氦质谱检漏仪，主要由质谱室、真空系 统组件和电气部分组成，内置标准漏孔，可以在任何时候对仪器进行校正，如图 1 所示。 此检漏仪是180 磁偏转型的质谱分析计，其基本原理是根据离子在磁场中运动时，不同质荷比 的离子具有不同的偏转半径来实现不同种类离子的分离。检漏工作时先打开粗抽泵放气阀5，粗抽泵 6和6对检漏接口抽真空，当入气口的压力处于600 Pa与30 Pa之间时，分子泵排气阀7打开，分子泵8 对质普室抽真空，真空度进一步提高，当入气口压力位于2 Pa ~30 Pa时，粗抽阀4打开，粗抽拖动式 分子泵16工作，粗抽泵放气阀5关闭。若真空度不再提高，则为大漏模式，测量范围为0.01~110-9 Pam3/s 。若真空度进一步提高，入气口的压力小于2 Pa时，细检阀12打开，此时属于高灵敏度检测 -5 - 12 模式，氦气将逆着分子泵的抽气方向进入质谱室中被检测出来，测量范围为310 ~ 110 Pam3/s ， ASM192T2检漏仪的离子源采用双灯丝自动备份切换。 检漏仪工作过程是以微电脑为核心的电气系统控制，具体性能技术参数如下： -12 3 （1）最小可检漏率：110 Pam /s; -2 3 -12 3 （2 ）可检漏率范围：110 Pam /s ~110 Pam /s; （3 ）启动时间：不大于 4.5 min; （4 ）反应时间：小于 0.5 秒 反应时间是当被检件开始喷氦时，漏率信号不会马上在检漏仪上反应出来，这中间会有一段反 应时间。此时间是由被检件的容积 V 、检漏仪对氦气的抽速 S 来计算，公式为： 94 中国真空学会质谱分析和检漏专业委员会第十七届年会 中国计量测试学会真空计量专业委员会第十二届年会 T V / S （1） 式中，T 是检漏仪反应时间，即达到最大漏率的 63%所需要的时间，s；V 为被检件的容积，L ； S 为检漏仪对氦气的抽速，L/s 。 14 a