氦质谱真空检漏仪的旁路逆扩散法
阅读：760发布：2020-05-13
专利汇可以提供氦质谱真空检漏仪的旁路逆扩散法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种氦质谱 真空 检漏仪的旁路逆扩散方法，当使用双口型检漏仪或三口型检漏仪时，打开旁路真空 阀 (5)，其中使用双口型检漏仪时，打开 前级真空 阀(4)、第二口阀(6)和旁路真空阀(5)，使用三口型检漏仪时，打开前级真空阀(4)、第三口阀(7)和旁路真空阀(5)，关闭第二口阀(6)。，下面是氦质谱真空检漏仪的旁路逆扩散法专利的具体信息内容。
氦质谱真空检漏仪的旁路逆扩散法
技术领域
本发明涉及一种氦质谱真空检漏仪的旁路逆扩散法。 背景技术
早期的氦质谱真空检漏仪的工作原理是：将检漏气体氦（He)从旁路真空系统通过微调 针阀直接进入质谱分析器。该方法的缺点是进入的检漏气体氦（He)、氮（N2)和氧（02) 对质谱离子源的污染严重，容易将加热的灯丝烧断。上世纪70年代初期，美国瓦利安（Varian) 公司推出一种新型产品，该产品的工作机理是：利用检漏气体He原子比空气分子N2和02 的分子量小（He原子量4， N2的分子量28， 02的分子量32)，容易扩散的特点，检漏气体从 高真空泵（油扩散泵或涡轮分子泵）的下抽气口进入，利用He原子的逆扩散效应， 一部分 He原子从下口逆扩散到达质谱检测器，其过程对质谱离子源的影响很小。以后，国际上很多 真空检漏仪制造厂家相继采用该原理生产的氦质谱真空检漏仪，都称为逆扩散型氦质谱检漏 仪。
为了提高检测灵敏度，以后改进的高真空涡轮分子泵或油扩散泵，在泵体中间多开第2 个抽气口或第3个抽气口，称为双口或三口的逆扩散型氦质谱检漏仪。样品从旁路真空阀进 入，检测灵敏度较低；从第二口阀进入，灵敏度较高；从第三口阀进入，灵敏度最高。从第 三口阀进入的气体不能太大，目前更多的仪器只用双口的逆扩散型氦质谱检漏仪。
常规仪器的使用方法是：当粗检时（低灵敏度），开前级真空阔和旁路真空阀，检漏气体 从前级真空阀和旁路真空阀进入，然后逆扩散到达质谱分析器；当精检时（高灵敏度），先关 闭旁路真空阀，然后开前级真空阀和第二口阔，检漏气体从第二口阀逆扩散到达质谱分析器; 若检漏最高灵敏度时，采用的检漏仪有两个中间口，先关闭旁路真空阀和第二口阀，然后开 前级真空阔和第二口阀。 发明内容
附图1是双口型检漏仪的示意图，例如德国莱宝真空公司LEYBOLD Vacuum的产品型号LS35，该真空泵包括质谱分析器l、高真空泵2、机器泵3、前级真空阀4、旁路真空阀5、 第二口阀6、旁路真空系统7和进样口 8。
本发明提出一种提高灵敏度的新方法：在需检测灵敏度为10"pa.m"s级时，采用双口型 氦质谱检漏仪，除前级真空阀4和第二口阀6打开以外，同时把旁路真空阀5也打开，采用 这种方法比打开前级真空阀和第二口阀、关闭旁路真空阀的方法在获得的灵敏度有很大提高。 我们在使用德国莱宝（Leybold)公司35L/S高真空双口型分子泵时，验证了采用新方法获得 的灵敏度比常规方法提高了 3倍以上，其测量结果具有重复性，并且系统真空度和噪声没有 明显的影响。本方法已经连续测试了2个多月，证明该方法具有新的使用价值。
附图2是三口型检漏仪的示意图，例如德国普发真空公司PFEIFFER Vacuum的产品型号 TMH071,该真空泵包括质谱分析器l、高真空泵2、机器泵3、前级真空阔4、旁路真空阀5、 第二口阀6、第三口阀7、旁路真空系统8和进样口9。
本发明一种提高灵敏度的新方法，在需检测灵敏度达10"pa.mVs级时，采用三口型氦质 谱检漏仪，同时开前级真空阀4、旁路真空阀5和第三口阀7，关闭第二口阀6。这样检漏仪 的检测灵敏度提高了 3倍以上，并且对系统的真空度和噪声没有明显的影响。
新方法的机理解释是：在分子泵内部，泵下口的气体压强最高，分子密度最大，但He 原子相对于空气分子N2和02的浓度比与进样口的浓度比基本上是相同的。旁路真空阔打开 以后，泵下口的气体一方面被机械泵抽走，另一部分逆扩散经旁路真空阀到达第二口阀，由 于He原子质量比空气分子量小，He原子的逆扩散效率比空气分子大，因此在第二口阀附近 的He原子相对于空气分子的浓度比进样口大，类似于分子泵内部的逆扩散过程，经第二口 阀后再逆扩散到质谱分析器的比例就更高，这就说明，同时打开旁路真空阔的灵敏度比常规 的方法更高，而对系统的真空度影响不明显。
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早期的氦质谱真空检漏仪的工作原理是：将检漏气体氦（He)从旁路真空系统通过微调 针阀直接进入质谱分析器。该方法的缺点是进入的检漏气体氦（He)、氮（N2)和氧（02) 对质谱离子源的污染严重，容易将加热的灯丝烧断。上世纪70年代初期，美国瓦利安（Varian) 公司推出一种新型产品，该产品的工作机理是：利用检漏气体He原子比空气分子N2和02 的分子量小（He原子量4， N2的分子量28， 02的分子量32)，容易扩散的特点，检漏气体从 高真空泵（油扩散泵或涡轮分子泵）的下抽气口进入，利用He原子的逆扩散效应， 一部分 He原子从下口逆扩散到达质谱检测器，其过程对质谱离子源的影响很小。以后，国际上很多 真空检漏仪制造厂家相继采用该原理生产的氦质谱真空检漏仪，都称为逆扩散型氦质谱检漏 仪。
为了提高检测灵敏度，以后改进的高真空涡轮分子泵或油扩散泵，在泵体中间多开第2 个抽气口或第3个抽气口，称为双口或三口的逆扩散型氦质谱检漏仪。样品从旁路真空阀进 入，检测灵敏度较低；从第二口阀进入，灵敏度较高；从第三口阀进入，灵敏度最高。从第 三口阀进入的气体不能太大，目前更多的仪器只用双口的逆扩散型氦质谱检漏仪。
常规仪器的使用方法是：当粗检时（低灵敏度），开前级真空阔和旁路真空阀，检漏气体 从前级真空阀和旁路真空阀进入，然后逆扩散到达质谱分析器；当精检时（高灵敏度），先关 闭旁路真空阀，然后开前级真空阀和第二口阔，检漏气体从第二口阀逆扩散到达质谱分析器; 若检漏最高灵敏度时，采用的检漏仪有两个中间口，先关闭旁路真空阀和第二口阀，然后开 前级真空阔和第二口阀。 发明内容
附图1是双口型检漏仪的示意图，例如德国莱宝真空公司LEYBOLD Vacuum的产品型号LS35，该真空泵包括质谱分析器l、高真空泵2、机器泵3、前级真空阀4、旁路真空阀5、 第二口阀6、旁路真空系统7和进样口 8。
本发明提出一种提高灵敏度的新方法：在需检测灵敏度为10"pa.m"s级时，采用双口型 氦质谱检漏仪，除前级真空阀4和第二口阀6打开以外，同时把旁路真空阀5也打开，采用 这种方法比打开前级真空阀和第二口阀、关闭旁路真空阀的方法在获得的灵敏度有很大提高。 我们在使用德国莱宝（Leybold)公司35L/S高真空双口型分子泵时，验证了采用新方法获得 的灵敏度比常规方法提高了 3倍以上，其测量结果具有重复性，并且系统真空度和噪声没有 明显的影响。本方法已经连续测试了2个多月，证明该方法具有新的使用价值。
附图2是三口型检漏仪的示意图，例如德国普发真空公司PFEIFFER Vacuum的产品型号 TMH071,该真空泵包括质谱分析器l、高真空泵2、机器泵3、前级真空阔4、旁路真空阀5、 第二口阀6、第三口阀7、旁路真空系统8和进样口9。
本发明一种提高灵敏度的新方法，在需检测灵敏度达10"pa.mVs级时，采用三口型氦质 谱检漏仪，同时开前级真空阀4、旁路真空阀5和第三口阀7，关闭第二口阀6。这样检漏仪 的检测灵敏度提高了 3倍以上，并且对系统的真空度和噪声没有明显的影响。
新方法的机理解释是：在分子泵内部，泵下口的气体压强最高，分子密度最大，但He 原子相对于空气分子N2和02的浓度比与进样口的浓度比基本上是相同的。旁路真空阔打开 以后，泵下口的气体一方面被机械泵抽走，另一部分逆扩散经旁路真空阀到达第二口阀，由 于He原子质量比空气分子量小，He原子的逆扩散效率比空气分子大，因此在第二口阀附近 的He原子相对于空气分子的浓度比进样口大，类似于分子泵内部的逆扩散过程，经第二口 阀后再逆扩散到质谱分析器的比例就更高，这就说明，同时打开旁路真空阔的灵敏度比常规 的方法更高，而对系统的真空度影响不明显。
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