氦质谱检漏仪使用说明1.docx
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氦质谱检漏仪使用说明1
氦质谱检漏仪使用说明
检漏仪及其真空系统的组成
VARIAN959-50检漏仪检漏漏率范围从1X103(毫升/秒)到
2X1O-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:
检漏仪开启后,VI、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2X10-4TORR以上,才能给离子源灯
丝加热。
检漏仪工作原理
TUNCTOiZ'MUHUAKAATI
row*
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:
Leakrate(漏率指示)
显示漏率,单位stdcc/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”禾口Hi-LoSensitivity”档位选择不
同,X10-指数窗口将显示4、5、
6、7、8或9作指数
4
Range(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)
5
Zero(调零)
电位器调节零点
6
FIL(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
7
Hivacok(真空度ok)
系统真空度达到要求后,绿色
LED指示灯亮
8
Mainpower(主电源)
检漏仪总电源控制
9
Focus(聚焦)
调节聚焦电位
10
ION(离子源控制)
调节离子腔室电压,电位器可
转10圈
11
Residualbackground(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。
12
Coarsezero(粗调)
漏率显示粗调
13
Fil.Selector(灯丝选择)
二位开关选择灯丝1或灯丝2
14
Fil.On-Off(灯丝开关)
开关离子源灯丝
15
EMIS(发射控制)
通过改变灯丝电流来调节离子源电子发射
16
AUDIO(声音调节)
调节检漏仪板警声音
仃
CAL.(校准控制)
校准电位器,使漏率读数和标
准漏孔一致
18
高灵敏度=1O-9-1O-6CC/SEC
Hi-LowSENSITITY(高低二位开关选择高低灵敏度灵敏度选择)
低灵敏度=1O-8-1O-5CC/SEC
四、开机操作步骤(对分子泵检漏仪)
3)
打开右边小门,合上主电源开关,所有指示灯暂亮起,等到
“TRURBOreadY”指示灯亮;
4)
“HIVACKOK”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;
6)
当测试口压力降到绿色指示段(100millitorr)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);
8)被检系统喷氧检漏;
五、关机步骤
以上操作使分子泵隔离大气,质谱管保持真空状态六、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2X10-10cc/sec到10X104cc/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:
①质谱管调零;②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RESIDUALBACKGROUND开关打至RUN
位置,按正常开机步骤打开检漏仪;
4)
当测试口压力降压lOOmillitorr时,TEST灯亮,测试口和质谱管
保持真空连通;
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OVERSCAL指示灯亮;
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COARSEZERO粗调);
显示数值在1-9之间;
到漏率读数稳定;
11)关闭标准漏孔,记录零点读数。
校准
2)
要校准检漏仪,或更灵敏地栓到更小的漏孔,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;
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。
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“0”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
7)
小心谨慎把离子源(5)和法兰帽(4)分开,记下“0”圈(6)
型号并更换之;
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“0”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)的四个螺栓(12),更换“0”
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“0”圈
(2)。
九、清洗质谱管
注意
用干净、无纤维屑的布擦拭新的“0”型密封圈,千万不要用
水或其它溶剂清洗“0”圈,否则将使“0”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,Aleonox粉末清
洗剂会对铝配件产生损害。
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;
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;
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DetailA);2)更换“0”圈(6),并用干净布将“0”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:
行;
管的侧壁垂直,用4只螺丝将法兰(13)上紧;
5)
更换“0”圈
(2),并清洗“0”圈
(2)和密封面,一手持质谱
管,用4只螺丝
(1)将方形KF法兰上紧,确保真空密封;
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。
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;
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FreonTF或FreonTMC),液面高度应在不锈钢封套的边缘以
下15-20mm,千万不能将氟里昂加得过多,否则会损坏分子泵的
轴承;
4)轻轻地上下摇动分子泵,以去除分子泵刀口和叶片表面的污染物;
5)将分子泵从容器中取出,倒掉容器中的氟里昂;
6)重复步骤3-4,反复几次,每次均使用干净的氟里昂;
7)将分子泵翻过来,放在干净的表面让其自然干燥;
8)完全干燥后,将分子泵装回到系统上。
1^一、电路部分调节内容
1)
调节发射电流;
2)
栓查离子源电压;
3)
热偶规TC1校准;
4)
漏率显示放大调节;
5)
残佘本底检测。