氦质谱检漏仪使用说明 (1)

1、氦质谱检漏仪使用说明氦质谱检漏仪使用说明一、 检漏仪及其真空系统的组成VARIAN959-50检漏仪检漏漏率范围从1X10-3（毫升/秒）到2X10-10（毫升/秒）（相当于30年漏1毫升），它主要由质谱管、高真空泵、热偶规管、一系列按钮控制的阀、测试接口、真空和漏率指示，以及电路板等部分组成，其真空系统结构为（分子泵型），如图1：图1 检漏仪真空系统结构图（分子泵型）检漏仪开启后，V1、V2、V6阀打开，测试口与质谱管保持真空连接。如果按下“VENT”键，放气阀V3打开，V1关闭，测试口处于大气状态，同时V2打开，使分子泵、质谱管和机械泵连通。分子泵运行时，质谱管真空度要达到2X10-4TO

2、RR以上，才能给离子源灯丝加热。二、 检漏仪工作原理图2 检漏仪工作原理图如果被检系统有微小漏孔，在小孔周围喷氦气时，总有部分氦原子会通过漏孔进入检漏仪接口，通过其真空系统扩散到质谱管。质谱管是检漏仪核心组成部分，参见上图2，在电场和磁场作用下，灯丝发射电子使气体电离，电离后带正电的离子通过聚焦和孔集中后，进入分析磁场（磁场强度为2340高斯），由于受洛仑磁力作用，离子会发生偏转，其它外界条件相同的情况下，偏转半径由带电粒子电量与质量之比即荷质比决定，荷质比小的离子偏转半径小，荷质比大的粒子偏转半径大，只有氦离子才能通过抑制小孔到达收集极，信号经放大后，检漏仪报警。三、控制和指示器功能说明：序

3、号控制、指示器功能1Vent Start Hold 和Test按钮检漏仪开关时，控制各个阀的动作顺序2Pressure(压力指示)显示测试口压力，单位millitorr3Leak rate(漏率指示)显示漏率，单位std cc/sec(标准立方厘米每秒)，超过或低于测量量程，分别由上下端两个发光二极管（LED）“over”和“under”显示。随“range”和“Hi-Lo Sensitivity”档位选择不同，×10-指数窗口将显示4、5、6、7、8或9作指数4Range（量程选择）量程选择共四个档位。旋钮上端圆孤指示从左到右，由最小漏率（最高灵敏度）到最大漏率（最低灵敏度）5Ze

4、ro（调零）电位器调节零点6FIL(灯丝指示)质谱管灯丝发射后绿色LED显示灯亮，表示检漏仪处于测试状态7Hivac ok （真空度ok）系统真空度达到要求后，绿色LED指示灯亮8Main power(主电源)检漏仪总电源控制9Focus(聚焦)调节聚焦电位10ION（离子源控制）调节离子腔室电压，电位器可转10圈11Residual background(残余本底)二位选择开关，检测真空系统残余本底，通常打在Run（运行）位置，如果要测氦本底，则打至check(检测)位置。12Coarse zero (粗调)漏率显示粗调13Fil. Selector(灯丝选择)二位开关选择灯丝1或灯丝2 1

5、4Fil. OnOff （灯丝开关）开关离子源灯丝15EMIS （发射控制）通过改变灯丝电流来调节离子源电子发射16AUDIO（声音调节）调节检漏仪板警声音17CAL.（校准控制）校准电位器，使漏率读数和标准漏孔一致18Hi-Low SENSITITY（高低灵敏度选择）二位开关选择高低灵敏度高灵敏度=10-9-10-6CC/SEC低灵敏度=10-8-10-5CC/SEC19可调磁铁调节离子源电流，得到最大灵敏度四、开机操作步骤（对分子泵检漏仪）1) 将待检设备和检漏仪接口接好确保不漏；2) 开前级机械泵电源；3) 打开右边小门，合上主电源开关，所有指示灯暂亮起，等到“TRURBO READY”

6、指示灯亮；4) “HIVACK OK”指示灯亮后，将“FIL”开关打到ON，灯丝指示灯亮，必要时多次重复这一步骤直到灯丝指示稳定；5) 按下START键；6) 当测试口压力降到绿色指示段（100 millitorr）时，TEST指示灯亮，三分钟后，如果测试口真空度降到绿色指示段，HOLO指示灯亮，压力降到100milltor以下后，HOLO指示灯灭，（如果真空度达不到要求，HOLD指示将在三分钟内发亮）；7) 检漏仪会自动上一步，直到测试口压力降到100毫以下；8) 被检系统喷氧检漏；五、关机步骤1) 按下VENT键；2) 关掉检漏仪主电源；3) 关机械泵主电源；以上操作使分子泵隔离大气，质谱

7、管保持真空状态六、检漏仪调零和校准在检漏之前，检漏议质谱应调到对氦反应灵敏，这需要用到标准漏孔。有两种形式的标准漏孔，一种自带氦气，另一种根据毛细原理需要使用者自带氦源。1 灵敏度漏率显示条指示氦漏率从2×10-10cc/sec到10×10-4cc/sec，由红色发光二极管指示。对分子泵型检漏仪，灵敏度开关打到HI时，指示漏率范围从10-9cc/sec到10-6cc/sec，灵敏度开关打到LO时，指示漏率范围从10-8cc/sec到10-5cc/sec，漏率范围的选择取决于SENTITIVITY开关档位的选择（HI或LO），旋钮RAMGE决定漏率数量级。漏率显示上下端分别有

8、OVER和UNDER发光二极管，如果漏率没有显示，下端UNDER发光二极管发亮，漏率指示应调整，使显示栏部分发光（没有氦或漏孔存在），如果上端OVER发光二极管亮，则应选择高数量级漏率。2 用自带氦气漏孔调整标准漏孔通常有两种功能：质谱管调零；检漏仪校准。这二种功能经常同时使用。用自带氦室标准漏孔调零质谱管程序如下：1) 按下VENT按钮，将RESIDUAL BACK GROUND开关打至RUN位置，按正常开机步骤打开检漏仪；2) 将标准漏孔接上检漏仪测试口并拧紧；3) 按下START按钮，能听到机械泵短暂排气声；4) 当测试口压力降压100millitorr时，TEST灯亮，测试口和质谱管保

9、持真空连通；5) 观察漏率指示，可能比标准漏孔指示低，必要时调整RANGE开关得到最大读数，但不能使OVER SCAL指示灯亮；6) 关闭标准漏孔，漏率指示会下降；7) 必要时调整2ERO微调旋钮，得到一个零点漏率读数（有时也可用COARSE ZERO粗调）；8) 重新打开标准漏孔观察漏率读数，必要时调整RANGE旋钮，使显示数值在1-9之间；9) 轻微调整FDCUS和ION旋钮，使漏率显示为最大峰值；10) 某一部分调节可能影响其它参数，因此有必安重复第69步，直到漏率读数稳定；11) 关闭标准漏孔，记录零点读数。3 校准1) 完成调零操作步骤；2) 要校准检漏仪，或更灵敏地栓到更小的漏孔，

10、需进一步调节漏率指示。在这种情况下，打开标准漏孔（供氦）调节CAL旋钮，直到漏率读数和标准漏孔一致；3) 关闭标准漏孔，重新记录零点数值；4) 重复第一步和第二步；5) 按下VENT按钮，拆下标准漏孔。七、离子源更换更换离子源需拆开质谱管，换完之后要重新调整检漏仪。图3 离子源及质谱管的拆装示意图1) 按质谱管拆卸要求拆下质谱管，并拆下离子源；2) 更换“O”圈，将新离子源定位销放在导向孔中间；3) 平行柠紧质谱管螺栓（1-8）；4) 将法兰帽（4、9、13）上的4个螺丝上紧、上平，接好质谱腔室；5) 打开栓漏仪，重新调整，校准检漏仪。八、拆卸质谱管1) 揭开检漏仪上端盖板；2) 松开前级放大

11、器和离子源；3) 松开质谱管KF法兰卡子；4) 轻轻摇动质谱管给真空系统放气；5) 把质谱管放在干净、无磁场的工作台上；6) 松开离子源法兰帽（4）四个螺栓（3）；7) 小心谨慎把离子源（5）和法兰帽（4）分开，记下“O”圈（6）型号并更换之；8) 从离子源腔室小心拆开出口狭缝板（7）；注意以下步骤必须仔细记录离子源出口狭缝的位置，安装时必须精确保证其原位。9) 松开前级放大器（10）法兰帽（9）的四个螺栓（8）；10) 小心分开前级放大器（10）和法兰帽（9），记录“O”圈（11）型号并更换；11) 把前级放大器（10）放在干净布或无静电餐巾纸上；12) 松开磁偏转装置（14）法兰帽（13）

12、的四个螺栓（12），更换“O”圈（15），放在干净布或无静电餐巾纸上，远离磁场并防止跌落以免改变其磁场特性；13) 标记磁偏转装置接地卡子的位置，轻轻移开，防止弄弯它；14) 千万不要移动质谱管边上两块增强型磁铁（16和17），如不慎使该磁铁裂开或破损，则需重新更换和调整；15) 松开方形KF法兰上的四个螺栓（1），轻轻拿下该法兰和“O”圈（2）。九、清洗质谱管注意用干净、无纤维屑的布擦拭新的“O”型密封圈，千万不要用水或其它溶剂清洗“O”圈，否则将使“O”圈的密封能力下降。千万不要用裸手接触各真空配件。千万不能用Alconox粉末清洗剂清洗铝配件，Alconox粉末清洗剂会对铝配件产生损害。

13、1) 使用柔性研磨料或水砂纸去除质谱管上较硬的沉积物，出口狭缝最好能够更换，否则也必须仔细地研磨和清洁；2) 清洁质谱管的各个内表面，并用甲醇试剂反复冲洗；3) 检查前置放大器，清洁其开孔面，并用甲醇试剂反复冲洗；4) 仔细记下接地卡子的位置，清洁磁偏转装置，用小的硬毛刷清掉套桶上的沉积物，用干净的软布蘸甲醇清洁磁铁；5) 将所有部件在空气中自然风干。十、组装质谱管1) 安装新的出口狭缝板，保证板上的叉接锁紧装置正确对位，使用“一”字螺丝刀调节狭缝方向与质谱管的侧壁呈90°，将狭缝板上的小孔与离子源上的导向孔小心对正（如图3之Detail A）；2) 更换“O” 圈（6），并用干净布

14、将“O”型圈（6）和密封面擦拭干净，装到离子源（5）上，并将离子源装到质谱管的孔洞中：a) 将定位销插到导向孔的中间；b) 将1-8的八只螺栓均匀地上好，确保其与质谱管的侧壁平行；c) 用4只螺丝将法兰（4）上紧；3) 更换“O”圈（11），并清洗“O”圈（11）和密封面，将前置放大器（10）装到质谱管的孔洞中，用4只螺丝将法兰（9）上紧；4) 更换“O”圈（15），并清洗“O”圈（15）和密封面，将磁偏转装置（14）装到质谱管的孔洞中，确保磁铁上的箭头方向与质谱管的侧壁垂直，用4只螺丝将法兰（13）上紧；5) 更换“O”圈（2），并清洗“O”圈（2）和密封面，一手持质谱管，用4只螺丝（1）将

15、方形KF法兰上紧，确保真空密封；6) 连接质谱管与检漏仪的真空系统；7) 将前置放大器和离子源的电器接线接到检漏仪上；8) 打开检漏仪，进行增强型磁铁的调节程序（十），调节氦峰，校准检漏仪。十、增强型磁铁的更换调节程序： 当检漏仪对氦灵敏度降低、或更换离子源后，增强型磁铁应进行调节。1) 确保增强型磁铁上箭头方向和质谱管所标方向一致；2) 固定磁铁；3) 开栓漏仪，至少预热30分钟；4) 把检漏仪打到测试状态，接好标准漏孔，打开阀门，并调零；5) 放松一块磁铁轻微调整，漏率显示对磁铁位置反应相当灵敏，得到漏率峰值信号后，因定磁铁；6) 照以上步骤调整另一块磁铁；7) 盖好检漏仪上盖并校准。十、清洗分子泵1) 准备一个干净的、足够大的（可以容纳整个分子泵，如图4）容器；图4 分子泵清洗示意图2) 将分子泵电源接头拆下来，然后拆卸连接系统与分子泵的高真空法兰；3) 小心地将分子泵倒置于容器中，在容器中添入适量氟里昂液体（推荐Freon TF或Freon TMC），液面高度应在不锈钢封套的边缘以下15-20mm