氦质谱检漏仪发展于20世纪40年代,历经半个多世纪的应用和发展,取得了辉煌的成果,从航空航天、军事工业、科学工程、核工业到轻工、医疗、仪器仪表、汽车、制冷,可以说是无处不在。真空检漏就其发展来说有两个方面,即一方面是检漏仪器本身,另一方面是检漏工艺技术的发展。我国的检漏仪器制造开始于60年代初期,当时的中科院科仪厂等十几家单位走仿制的道路,有单聚焦和双聚集,普通型和超高灵敏度型等各式检漏仪,60至70年代是我国仪器发展的鼎盛时期,真空检漏科技人员队伍不断扩大,在应用实践中发展和完善各种检漏仪器设备和检漏工艺及技术,极大地推动了我国检漏事业的发展。
1 目前检漏的发展方向
(1) 仪器小型化
国内工业水平的不断进步及基础元器件质量和加工水平的提高,为仪器的小型化创造了条件。
(2) 仪器的自动化和智能化
在90年代仪器自动化设计的基础上,开发具有自主知识产权的智能化、高质量的仪器、软件是中文的,技术条件是规范的,仪器自动化系统较为完善的检漏仪器。
(3) 仪器高性能和多用途
高性能主要体现为仪器的高灵敏度、可靠性、重复性和较快的响应时间和清除时间,教宽的漏率范围和显示以及结构的模块设计。
2 现阶段检漏仪的主要产品
(1) ZQJ230D型检漏仪
230D检漏仪的真空泵以抽速150L/s的分子泵替代扩散泵,不需要液氮和冷却水,方便实用,可以达到快速启动,从通电、机械泵工作到进入检漏状态一般为7~8min,减少了污染和氦本底。前级机械泵兼做预抽泵,使结构紧凑,漏率直读和发光带显示,醒目直观,分子泵的抽速设全速和半速两档,适用于高灵敏度和大抽速的工业应用检大漏和对被抽件快速抽气的需求。230D型检漏仪采用逆扩散原理设计结构。这种技术利用分子泵对不同分子量的气体有着不同的压缩比的特点,氦气经反向扩散进入分子泵到达质谱室,被电离、偏转到接收器,接受检测,利用这种技术可以使质谱室保持较高的真空度,非常适合普通工业的应用。
(2) ZQJ230E型检漏仪
ZQJ230E设计原理同230D型,主要是在配置上有所改进,增加了的4L预抽泵,使分子泵的前级独立,与抽工件的预抽泵分开,保证了工件的预抽不受限制,同时可使被测工件的容积增大,使漏率较大的大漏工件的检漏成为可能,增加了PLC控制,仪器的自动化程度和检测速度提高,节约检漏时间,同时可根据检漏的需要增加“分流—节流”的高压工作模块,使其在10000Pa的高压下也能实施检漏,并随着工件被抽真空度的变化,检漏仪自动转入高灵敏度检漏模式,是一种检漏效率很高的检漏仪。
(3) ZQJ291系列智能检漏仪
该型检漏仪包括291,291S,291K三种机型,综合230D、230E的主机和真空系统配置的优点,逆扩散方式检漏,291S是小型化设计,配置进口的机械泵和分子泵,291K是宽量程、小型化的。它扩大了检漏范围和压强及自动化功能。主要包括:自动寻找氦峰、自动凋零、自动校准、自动转换和自动显示故障信息等,可以打印输出被检产品序号,日期饿检漏结果等数据,并可选配与计算机通讯接口。仪器操作面板由液晶屏、键盘、微型打印机、红色发光排组成。中文对话式菜单可进行各种操作和显示相关信息,如漏率的线性与数标尺选择,循环检测,吸枪检漏,报废点音频,报警设置,三级密码设置等,是国产仪器中zui高性能的一种。
(4) 检漏辅助设备
为充分发挥检漏仪的功能,提高检漏效率,检漏仪已可以设计配套多种检漏辅助设备,如多工位检漏排气台,氟油半导体器件粗检平台,充气回收检漏系统等,完善了检漏工作,提高了检测率和效率等。这些检漏工程已经在核工业、电子工业、汽车空调、制冷工程等获得了广泛的应用。
3 工业应用方向
在实践中,传统的正向常规检漏在工业密封检漏中遇到了挑战,因为正向检漏要求工件处在高真空状态,而在工业密封检漏中往往做不到,根本无法进行检漏。我们在仪器制造生产的各型检漏仪都适合工业应用的非常规的逆扩散、高压强、宽量程仪器并适配检漏需要的各种辅助工件、夹具等,使检漏顺利进行。随着使用检漏仪应用领域的不断扩大,遇到各种检漏任务,我们进行各种辅助设计和仪器改造,为用户解决了不少检漏的难题。如我们为平顶山高压开关厂、西高瓷厂避雷器车间、宝光电工厂发射管车间设计的排气检漏工程取得了良好的经济效益,使平顶山高压开关从此断绝了爆炸事故,提高了避雷器的检漏速度,同时降低发射管的废品率。
因此,经过多年来的努力,在电力产品中的SF6高压开关、高压避雷器、电力电容器和密封变压器;电子工业中的电子管、晶体管、半导体集成电路,密封继电器,真空开关管,制冷和低温工业中的蒸发器、冷凝器、压缩机、温控器、换热管、毛细膨胀管、冷凝管路、液氮容器、低温储槽、真空保温容器、太阳散热管;航空航天工业中的发动机、燃料仓、姿态调整器、油箱;以及核工业、仪表等等都已采用氦质谱检漏,显示出氦检漏的重要性和不可替代性,为国家建设做出了贡献。