Varian VS氦质谱检漏仪简介

AgilentTechnologiesLeakDetector安捷伦科技氦质谱检漏仪1.Inthe1930s,TheVarianbrothersinventedthe“klystron”,apowerfulradiovacuumtubecentraltoradartechnology.1.1937年，瓦里安兄弟发明了一种名为Klystron的主要用于雷达技术的功能强大的无线电真空管。2.TheyestablishedVarianAssociates,Inc.inapril20,1948.2.1948年4月20日，瓦里安兄弟创建了瓦里安公司。3.Inthe1950s,therewasgreaterneedforhigh-qualityvacuumtubes.VarianinventedtheelectronicvacuumpumpVacIon(seephoto).3.在50年代，为了生产高质量真空管，瓦里安发明了离子真空泵VacIon。MILESTONES重要历史事件MILESTONES

重要历史事件在1961

年Varian取得了

ConFlat®Flanges的专利,成为一种工业真空法兰的标准.在1965

年Varian(M.H.Hablanian)取得了全新的扩散泵专利,使其达到顶级的抽速性能.在1972年,Varian引入了逆流概念,Contra-Flow™,带来了检漏仪技术的革命性变化.在

1992

年Varian在分子泵领域取得了复合泵

MacroTorr的专利在1998

年Varian获得了TriScroll™

的专利.

制造工厂概况

TORINO

意大利都灵

LEXINGTON

美国莱克星敦

TOTALFACILITIES

厂房:

13.288sq.m 9.300sq.m

22.588sq.mEMPLOYEES员工: 400

350

750FIELD

其他地区员工： 150TOTAL

共计: 900ISO9001CERTIFIED通过ISO9001认证

ScrollPumps干式涡卷泵RotaryVanePumps旋片泵DiffusionPumps扩散泵TurboPumps分子泵IonPumps离子泵LeakDetectors检漏仪Instruments真空计ValvesandComponents阀门和真空元件Varian真空产品中国科学院物理所中国科学院兰州近代物理研究所中国科学院高能物理研究所中国科学院上海光机所中国原子能科学研究院中国科学院合肥等离子体研究所核工业理化工程研究院华北光电技术研究所清华大学华东师范大学复旦大学上海交通大学等等（排名不分先后）检漏技术原理简介检漏的目的检漏的基本目的是为了防止工作气体或液体从产品中泄漏出来以及不需要的气体或液体进入密封产品，在密封产品上寻找漏孔的位置和测量漏孔的大小密封产品泄漏的气体产品或行业

化工业空调制造业液压变矩器食品包装集成电路心脏起搏器漏1cc时间~0.5second~28hours~10minutesmintohours~3years~30years漏率范围10-1to110-510-3to10-410-2to10-610-7to10-910-9原因SafetyLossofrefrigerantLossofliquidRetentionofCO2,BacteriaOxidationBacteria,Attackbybodyfluids各行业对检漏技术的需要半导体质流控制集成电路真空系统气路储气罐液晶显示电力学灯泡管到变压器发电厂断流器汽车安全气囊油箱压缩机油路密封碰撞能量吸收器ABS阀门散热器集流箱传感器机油冷却器航空液压仓陀螺仪燃料箱导弹医学心脏起搏器导管血液过滤器密封包装航天发动机天线食品包装55加仑原油储藏桶手表密封检漏应用1stdcc=1ccatatmosphericpressureand0oC

Sizeofleakinstdcc/sec1=1.0x1000.1=1.0x10-10.01=1.0x10-20.001=1.0x10-30.0001=1.0x10-40.00001=1.0x10-50.000001=1.0x10-60.0000001=1.0x10-70.00000001=1.0x10-80.000000001=1.0x10-90.0000000001=1.0x10-100.00000000001=1.0x10-110.000000000001=1.0x10-121stdccofheliumleakingevery:1sec~1

sec10sec~10

sec100sec~100

sec1,000sec~17

minutes10,000sec~2.7

hours100,000sec~1.15

days1,000,000sec~11.5

days10,000,000sec~115

days100,000,000sec~3.2

years1,000,000,000sec~32

years10,000,000,000sec~320

years100,000,000,000sec~3,200

years1,000,000,000,000sec~32,000

years漏率比较Decay(压降法)Bubble(冒泡法)Sniffing(吸枪法)Accumulation(累积法)“Hard”Vacuum(真空法)Other主要检漏方法.如何进行选择？检漏方法冒泡法压降法卤素吸枪法氦质谱检漏仪10210110010-110-210-410-510-610-710-8漏率大小atm.cc/sec.10-910-3大致可检漏率范围不同检漏方法的适用范围比较10-1010-1110-12为什么用氦气检漏？He是一种标准元素，原子质量数为4。空气中He的本底浓度非常低，使得He质谱计的本底噪声信号小，因此He作为检漏工作气体成分在实际应用中是非常理想的。

无论在哪里，He气的获得都不是件很困难的事情。

无毒。

非可燃性气体。

惰性气体，不易发生化学反应。

氦气可以存储在各种尺寸的圆筒容器内，并且最高纯度能够满足最为苛刻的医用要求。满足无损检测要求为什么使用He作为检漏物质？GASSymbol%ByVolumePPMNitrogen

N2

78.08

780800Oxygen

O2

20.95

209500Argon

Ar

0.93

9300CarbonDioxide

CO2

0.03

300Neon

Ne

0.0018

1HeliumHe0.00055Krypton

Kr

0.0001

1Hydrogen

H2

0.00005

0.5Xenon

Xe

0.0000087

0.087

Total

99.9924587

999924.587残余气体分析谱212141828430324044H2HeCCH2H2ON2andCOO2ArCO2环境空气的成分构成气体渗透表面出气内漏实漏虚漏扩散真空泵气体反流(油,He)真空系统的气载组成Pressure(mTorr)Time(min)3020100515251020303540Outgassing+RealLeakRealLeak实漏+虚漏条件下的压升曲线实漏孔的来源

有缺陷的接缝或密封,包括:

焊缝

铜焊点

焊接点

玻璃到金属密封 O型圈和垫圈

材料的缺陷Responsetimeisdefinedasthetimetoreach63%ofthesignal.Where:t=Time(seconds)V=Volume(liters)S=Heliumpumping(l/s)Example1:V=50litersS=0.2liters/sec.Example2:V=50litersS=5liters/sec.S

123692145781011t63

=Vt63==250seconds500.2=10secondst63=505响应时间Fullvalue63%LeakAppears响应时间响应时间Disappearingbecauseofinsufficienttimeorconcentration!Disappearancetimeisthetimerequiredfortheleakdetectortorecovertoitsdesiredsensitivityafterbeingexposedtoaspecificleakrate.

td=Disappearancetimeinseconds.V=Volumeinliters.S=Heliumpumpingspeedinl/s.Q=Leakrateinatm.cc/sec.Qm=Smallestdetectableleak.Example1:

Example2:V=50liters V=50litersS=4.4liters/second S=0.2liters/secondQ=1x10-4atm.cc/sec. Q=1x10-4atm.cc/sec.Qm=1x10-8atm.cc/sec. Qm=1x10-8atm.cc/sec.Vtd=S*2.3*logmQQtd=504.4*2.3*log1*10-41*10-8=105

Sec.td=500.2*2.3*log1*10-41*10-8=2300

Sec.清除时间对氦质谱检漏仪的要求高灵敏度(ShortAppearancetime)占用空间小可移动性/便携性洁净的无油系统Semiconductortestingoperationconditionsrequireveryhighsensitivityandoutstanding“ZERO”capabilitiestoguaranteeafast“appearance”timesandtomeetthetightnessrequirements.高抽速真空泵Inordertoachievefast“appearance”time,whentestinglargecomponentswithouttheneedofauxiliarypumps,mostleakdetectorarrangementsaretobegeareduptoprovideforalargeheliumpumpcapability.Ascontaminationistobeminimized,modernheliumleakdetectionarrangementshavetoprovideforhydrocarbonfreeoperation(toincludeallappliedpumps).Astheleakdetectorsaretobeusedonmultiplesystems,mobility/portabilityisanimportantfactorLeakdetectorsusedintheservicecorridorshavetomeetspecificmaximumdimensionstobemovedaroundefficiently.快速的响应时间和清除时间ToassureproperoperationandefficiencyduringgrossleaksandfineleakdetectionVarian

检漏仪型号VSPRVSMD959PHD-4L990-DLD检漏模块吸枪检漏法对各种内部压力高的系统进行检漏（如气体输运管或者高压容器）对真空流导较差或者内部可能存在饱和蒸汽压较高（如水循环冷却管道等）的系统进行检漏常用氦质谱检漏法喷吹检漏法

真空系统检漏对能够承受一个大气压腔体内外压差的被检件进行检漏系统总漏率测量（定量）内真空检测/内充氦检测可承受15psi（约103kpa）内外压差的密封真空器件（例如汽车安全气囊系统的储气装置）备压检漏小型密封器件（例如IC模块）累积法检漏不能承受超过1个大气压内外压差的密封容器（例如汽车油箱等）对于使用内充氦法而言体积太大的真空系统上的待检部件常用氦质谱检漏法He

SPRAYPROBEVacuum真空检漏法-外部喷氦避免误判漏孔的位置在静止空气环境下，自上而下对系统进行喷吹。

在流动空气环境下工作，需考虑以下因素：自下风口至上风口方向检测

进行精细测试工作时需使用遮挡物以阻挡风的影响

使用适当物品（如橡胶手套等）将被测的位置与周围的其他部件隔离开来使用隔离罩将被测位置罩起来与周围隔离，并向隔离罩内通入氦气喷吹检漏技术精确测量漏孔的漏率喷吹检漏技术将漏孔位置的空气置换为100%He喷吹氦气的时间应达到系统响应时间的4倍以上，系统响应时间t=V/S，V是真空腔体的容积，S为真空泵对He的抽气速度如果系统当中还有并联的粗抽泵使用，需要知道并联泵之间的分流比HePressurizedwithHe吸枪检漏法Vacuum2备压检漏法HePressureHe10:00:00BombTime,

T步骤1:将内容容积体积为V的被检件至于密闭腔体内，通入备压压强为P的示漏气体，通气时间为T。备压压强,P无漏件有漏件示漏气体密封被检件的内部容积体积为V密封被检件备压检漏法(1)步骤2:将备压后的被检密封件放入与检漏仪抽气口相连的测试腔体中，在经过最大释放等待时间t后测量He的分压变化。通过这种外真空方法得到显示漏率数值S。

被检件的真实漏率与检漏仪显示漏率S、内部容积V、备压压强P、备压时间T和测试等待时间t相关。0:00:00等待时间,t显示漏率,S备压检漏法(2)Qb=Heliumdetectorreadinginatm.cc/sec.Sb=Detectorheliumpumpingspeedinliters/sec.Sa=Heliumpumpingspeedinliters/sec.ofauxilarypump.Qt=Heliumleakratetobedetected.

Example:

Assume:Sb=0.6liters/sec. Sa=2.5liters/sec. Qt=1x10-8mbar.l/sQb

=SbSb+Sa*QtQb=0.60.6+2.5*(1*10-8)=2*10-9

mbar.l/sSbSaVacuumChamberQt分流条件下的漏率计算测试分流损失在腔的远处放置一个标准漏孔测试漏率读数比较读数值可标准漏孔的实际值分流测试系统框图专用粗抽泵被测腔检漏仪检漏仪的粗抽泵标准漏孔氦气流注意事项对于大多数要求测试灵敏度<10-7std.cc/sec的真空系统和部件检漏工作而言，正确理解检漏操作的各个步骤是有必要的。如果使用抽速不匹配的真空泵对一个大的真空容器进行检漏，操作者必需意识到外接喷枪所提供的精细He气流是不能提供足够强的He质谱信号并获得正确结果的！警告！！！优化的设计，使VS系列检漏仪更适用于恶劣的工业环境快速清氦，提高生产效率维护成本低符合CE,UL和CSA标准检漏仪的应用工业应用真空炉工业镀膜电子束焊接设备检漏仪的应用电力行业冷凝器热交换器蒸汽循环系统地下管线检漏仪的应用高能物理加速器同步辐射光源束线其他检漏仪的应用半导体的应用工艺设备气路管道气体传输设备检漏仪的应用

汽车配件电子器件制冷器件封装器件医疗&植入器件小型电子元器件检漏仪的应用基础研究微电子实验室装制表面分析系统空间模拟装置检漏仪的应用瓦里安新型VS系列检漏仪产品介绍

可选中文操作界面归零及自动归零功能系统测试时，分流设定无线遥控器（100米）检漏数据记录专用软件VS新型检漏仪的主要优势VS检漏仪的主要性能1，最小可测漏率：5×10-12Atm.cc/sec（=5×10-13Pa.m3/sec）；2，启测压强（最大前级耐压）：10Torr(=1330Pa)；3,双键操作，全中文操作界面，大屏幕彩色触摸屏；

4，校准和操作方式：全自动,带温度自动补偿；5，反应时间：<0.5sec；6，单位选择：atmcc/sec、mbarl/sec、Torrl/sec、Pam3/sec；7，背景扣除能力：每次下压2.5个量级，具有自动记忆功能；8，检漏仪前级泵抽速：11.6m3/hour（＝3.2liter/sec）。9，7种语言可以选择，包括中文

操作简便只有两个操作按键测试放气VS检漏仪的操作界面高分辨率彩色触摸屏彩色触摸屏反应灵敏宽视角130º中文操作界面独有的“AutoZero<Zero”功能自动补偿检漏仪内真空泵对He本底浓度的自然清空避免了对小漏孔可能出现的漏检Zero<Zero功能保证了氦检漏具有非常高的灵敏度本底追踪功能

随着时间推移系统的自然氦本底也在逐渐减低，当零点低于“Under”时，小漏可能会被漏检。为避免这一现象的出现VS配备uniqueZERO<ZERO功能，每50ms进行一次零点调整。背景扣除自然零点追踪功能VS检漏仪的创新功能-自动零点跟踪051015202510+310+110-110+210+010-210-3TestPressure(mbar)10-710-810-610-910-1110-1010-5BackgroundLeakRate(mbar*l/s)Initial“Zero”pointNaturalBackgroundHelium“Clean-up”curveLeakRateFinalZeroPointAutoZeroPoints21LeakRateDisplay

(stdcc/sec)Leakmeasurementinthepresenceofactual8.0E-9stdcc/secleak

displays

background

+

actualleak10-910-710-88.0E-9ActualLeak

displaysactualleak2.0E-8Background10-710-810-92.8E-8stdcc/sec8.0E-9stdcc/sec2.0E-8Background关于氦本底的零点信号Qb=被检测到的对氦的漏率atm.cc/sec.Sb=检漏仪对氦的抽速liters/sec.Sa=粗抽系统对氦的抽速liters/sec..Qt=.在真空室实际氦的漏率

例子:

假设:Sb=0.6liters/sec. Sa=2.5liters/sec. Qt=1x10-8mbar.l/sQb

=SbSb+Sa*QtQb=0.60.6

+

2.5*(1*10-8)

=2*10-9mbar.l/s分流效应SbSa真空室QtVS检漏仪的创新功能-自动分流比

最小可检灵敏度:5X10-13Pa.M3/S灵敏度覆盖范围：12个量级高灵敏度检漏仪VS新型检漏仪产品的性能多种语言操作界面中文韩语日本语法语德语西班牙语英语多种漏率，

压强单位的显示方式可选漏率单位：

Atm.cc/s,Mbar.l/s,Pa.m3/s,Torr.l/sCubic-ft/yr可选压强单位：Torr,Mbar,Pa全新的质谱技术!135º电离偏转(自然聚焦点)质量数为3的离子状态的水蒸气可从氦信号中分离出来消除离化的炭对质谱室的污染金属密封结构VS检漏仪质谱室结构原理图VS质谱室性能出色的质谱分离效果新的电子线路及信号处理设计可稳定获得<5e-13MDL电路板靠近质谱室的安装方式可实现去掉电缆线从而减小电路噪音：新A/D转换技术可实现:监测到小的氦信号确保好的信噪比产生稳定信号扩大动态范围改良的RC检测线路可实现：

快速响应和快速清除。

专业的软件监测到氦气信号并自动优化系统的响应和稳定性清氦&反应时间大通导组合阀体分子泵泵口及中间级同时参与抽气可实现快速清氦和快速响应响应时间：<0.5秒标准漏孔组件新型内置标准漏孔远程无线遥控装置带来更便利的应用体会通过无线装置实现对VS系列检漏仪的操作控制与数据监控r黑白液晶显示屏以柱状图以及数字两种方式显示漏率读数

可选对数或线性显示

遥控系统自动匹配检漏仪设定的显示单位VS检漏仪远程无线遥控装置

检漏仪设置面板远程无线遥控装置技术规格

室内环境下工作距离可达100米

可使用4节AA电池或直流电源供电

具