1、,真空技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn),真空歷史知識,水,水銀,1 std. atm = 14.69 psia = 760 Torr =10.3m水柱,10.3米,30 英寸,760 mm,什么是真空?,壓強是衡量真空的標準 壓強是指作用在單位面積上的力 p = F/A,1mbar = 100 Pa 1 Torr = 133 Pa,我們所講的真空是指壓力低于一個大氣壓的空間,氣體被抽走后的空間,1 Pa =,1 N,m2,壓力等價,1標準大氣壓 =,0 14.7 29.9 760 760 760,000 101,325 1.013 1013,表壓力 (psig) 磅/平方英寸 (psia) 英寸水銀柱 毫米水銀柱

2、 Torr 微米水銀柱 Pa bar mbar,物質(zhì)的四種狀態(tài),原子間相對固定 晶格狀 運動能力低,固體,分子間束縛較弱 分子間沒有固定位置 距離仍然較近,液體,分子間距離較大 分子間互相碰撞機會較少,氣體,等離子,“離化” 氣體是指至少一個電子能自由運動不受原子或分子束縛。 具有星云狀中性氣體外形或放射離子束。,物質(zhì)狀態(tài),LIQUID,SOLID,GAS,蒸發(fā),升華,凝結(jié),固化,結(jié)晶,融化,固體 液體 氣體,等離子體,真空的應(yīng)用,低分子密度 避免大氣作用 燈 熔接 燒結(jié) 包裝 檢漏 避免阻塞或 干燥 驅(qū)散氣體 除氣 注入 減少能量轉(zhuǎn)移 隔熱 絕緣 空間模擬,條件 應(yīng)用,氣體 符號 體積百分比

3、 PPM 氮氣 N2 78.08 780800 氧氣 O2 20.95 209500 氬氣 Ar 0.93 9300 二氧化碳 CO2 0.03 300 氖氣 Ne 0.0018 1 氦氣 He 0.0005 5 氪氣 Kr 0.0001 1 氫氣 H2 0.00005 0.5 氙氣 Xe 0.0000087 0.087 總 99.9924587 99924.587,殘氣質(zhì)譜,H2,He,C,CH2,H2O,N2 and CO,O2,Ar,CO2,大氣成分,大氣由各種可凝和不可凝氣體組成. 組成總壓力的各種獨立氣體的壓力成為分壓. 在大氣環(huán)境中，我們會發(fā)現(xiàn)：,1013*(5e-4) % 氦氣分

4、壓 !,氦氣在空氣中的濃度為 5 ppm,什么是分壓?,真空范圍,759 - 1 x 10 -3 Torr 1013 - 1 x 10 -3 mbar 1 x 105 - 1.33 x 10-1 Pa, 1 x 10 -8 Torr 1x10 -8 mbar 1.33 x 10-6 Pa,1 x 10 -3 - 1 x 10 -8 Torr 1x10-3 mbar- 1x10-8 mbar 1.33 x 10-1 - 1.33 x 10-6 Pa,粗真空,高真空,超高真空,真空范圍,粗真空,高真空,超高真空,真空范圍,真空范圍,mbar,Pa,氣流,for air,流動特征,標準,汌流,真空技

5、術(shù)中比較少見 發(fā)生在真空泵啟動瞬間（接近大氣壓時),粘滯流,在氣體混合狀態(tài)下，不同氣體互相影響著一起流動。 氣體在管軸方向流動速率最大,分子流,在氣體混合狀態(tài)下，各種氣體獨自流動，不影響其他氣體（沒有相互作用）,對于所有氣體,對于空氣,粘滯流和分子流,粘滯流 (分子間的動力傳輸),分子流 (分子獨立運動),總氣載,氣載,出氣,泄漏,虛漏,真實泄漏,反流,擴散,滲透,真空側(cè),大氣側(cè),滲透,大原子,吸附/釋放,擴散,器壁,定義,出氣 (吸附作用): 當系統(tǒng)表面暴露于大氣時吸附的氣體在工作過程中釋放到真空環(huán)境中。 擴散:當系統(tǒng)表面暴露于大氣或抽氣初期進入到器壁內(nèi)部的氣體在工作過程中釋放到真空環(huán)境.

6、滲透:在工作過程中氣體從大氣側(cè)通過原子滲透透過器壁進入到真空環(huán)境中。 泄漏:在工作過程中氣體通過系統(tǒng)漏孔進入真空環(huán)境中。,烘烤出氣,時間 (任意單位),材料滲透,滲透是氣體通過固體材料的一種能力。 材料對不同的氣體種類有不同的滲透率。 例如: 鋼鐵對于高碳量氣體有更高的滲透性；銅對所有的氣體都有較低的滲透性，鋁對于氫氣有較低的滲透性。 聚合體對所有氣體都有可滲透性。,真空系統(tǒng)的連接: KF 法蘭,KF 法蘭的組裝,真空系統(tǒng)的連接: 金屬密封,完全密封,真空系統(tǒng)連接: ISO法蘭,流導(dǎo),術(shù)語 “流導(dǎo)”被認為是系統(tǒng)的組成部分，它是氣流阻值的倒數(shù)。 流導(dǎo)指單位時間的體積。 (l/s),注意: 以上條

7、件是清潔,干燥,抽速穩(wěn)定.,Where: t = 時間（秒） V = 容積（升） S = 抽氣速度 l/s P1 = 起始壓力 mbar P2 = 最終壓力 mbar,t,=,V,S,* 2.3 * log,P,1,P,2,抽氣時間的計算,抽氣時間的計算 (粘滯流）,帶有氟橡膠圈的鐘罩； 使用NW16，長100cm管道連接SH-100粗抽泵； 轉(zhuǎn)接頭 KF40- KF16 ，4 cm 長； 波紋管 NW16 ， 100 cm 長，NW16閥門；法蘭口 ISO 63，15 cm長；鐘罩25 x 25 cm 計算從一個大氣壓達到最終壓力 2 x 10-1 mbar所需的時間。,真空泵的相應(yīng)指標,抽

8、氣量 = Q (mbar l/s or torr l/s) 被真空泵從一點傳送到另外一點的氣體數(shù)量. 它取決于壓力.,極限壓力 = 泵所能達到的最低壓力。,壓縮比 = K= P0 / Pi 排氣口壓力 (P0)和進氣口壓力的比率 (Pi).,抽氣速度 = S (l/s) 單位時間內(nèi)的氣體容積,P0,Pi,粗抽泵,油封式旋片泵,油封式旋片泵,瓦里安旋片泵,雙級旋片泵的工作原理,氣鎮(zhèn),排氣口,內(nèi)部調(diào)壓閥,級間通道,入口,第一級,第二級,渦卷式干泵,干式 (真空泵部分無油.) 較高的抽氣速度 尺寸緊湊 極限壓力低 mtorr,渦卷式干泵,抽氣過程,渦片間的密封部分,渦卷技術(shù) 雙級設(shè)計,第一級渦卷 通

9、過渦卷形成3個抽氣腔 入口有較高抽速 全級都在真空狀態(tài)中工作,第二級渦卷 單腔抽氣,渦卷干泵,第一級3腔抽氣渦卷,第二級單腔抽氣渦卷,渦卷技術(shù),從大氣到約550 mbar 旁通閥打開 第二級被旁通，所有氣體在第一級被壓縮后不經(jīng)過第二級直接被排出。 允許泵體在高壓狀態(tài)下成為大排量泵，因此泵的工作效率更高。,渦卷技術(shù),從約550 mbar 到極限 旁通閥關(guān)閉 所有氣體被壓縮后均被傳送到第二級繼續(xù)壓縮，然后被排出;,隔膜泵,隔膜泵工作原理,隔膜泵工作原理,隔膜泵的基本結(jié)構(gòu)比較簡單 (圖1). 彈性隔膜 (1) 夾具用于壓緊泵頭(2)和腔體 (3)； 隔膜從腔體內(nèi)部隔離出傳輸腔 (7)。 隔膜通過隔膜

10、螺栓（6）連接并緊固在連桿（4）上。 連桿的擺動驅(qū)使隔膜上下運動。當隔膜向下運動時通過入口閥門（8）吸入氣體，當隔膜向上運動時通過出口壓力閥（9）排出氣體。,隔膜泵的工作原理,1 保護蓋 2 閥門 3 蓋子 4 隔膜盤 5 隔膜 6 隔膜支撐盤 7 連桿 8 異性盤,羅茨增壓泵,進氣,排氣,進氣口,排氣口,羅茨增壓泵,高真空/超高真空中使用的粗抽泵,從真空室中取出大部分空氣。 為高真空泵保持適合的排氣口壓力和提供合適的進氣口啟動壓力。,粗抽泵注意事項,油泵需要防止返油； 正確的系統(tǒng)設(shè)計需要考慮防止粉塵污染； 干泵需要安置VPI閥；,低真空,高真空,1,壓力(Torr),粗抽泵的工作范圍,粗抽泵

11、對照,優(yōu)點,類型,缺點,低極限壓力,低成本,壽命長,旋片泵,返油,會有污染臟污合成油,高容量,低成本,滑閥泵,需要安全閥,噪音大,震動大,清潔,低“干燥”極限壓力,渦卷干泵,小氣體容易逃逸,只能在清潔環(huán)境使用,安靜,易維護,隔膜泵,抽速小,極限壓力較高,需要頻繁維護,無返油,低極限壓力,爪式干泵,價格較貴,需要頻繁維護,需要吹掃保護氣體,高真空泵,油擴散泵,油擴散泵,擴散泵的基本工作原理 基本設(shè)計,冷帽,多級噴射塔,熱保護開關(guān),加油和排油口,油槽（鍋爐）,進氣口,柱狀 水冷泵體,排氣口,擋板,前級管道,噴嘴,電源接口,加熱器,瓦里安噴射塔,油滴擋板 分餾管 防飛濺擋板 噴嘴,第一級,第二級,第

12、四級,第三級,壓力穩(wěn)定 低返油,更高前級壓力耐受能力 更高的排氣容量 保護: 機械泵氣流,擴散泵的基本工作原理-分餾塔,小泵通常有3-4級，大泵通常有4-6級； 加熱器提供泵油蒸發(fā)的能量并維持泵體內(nèi)壓力；(通常 1-2 Torr) 當泵油蒸發(fā)后，整個分餾塔將充滿油蒸氣； 分餾塔由柱狀和錐形狀組件構(gòu)成，形成噴嘴； 第一級噴射環(huán)具有最高的抽氣速度，最后一級噴射環(huán)（噴嘴）具有最大的壓縮比；,擴散泵的基本工作原理 分餾塔,這種通道結(jié)構(gòu)可以確保純度最高，飽和蒸氣壓最低的那部分泵油進入到分餾塔中心；,擴散泵的基本工作原理 分餾塔,油蒸氣在水冷泵壁上冷凝成液體，在重力作用下沿著泵壁重新流回油槽內(nèi)； 噴射塔下

13、面開有小狹縫，能讓冷凝后的泵油返回油槽內(nèi)； 空氣/水冷帶走了幾乎全部來自油槽中的熱量； 冷凝后的泵油再蒸發(fā)又將消耗加熱器的功率。,泵壁外圍的水冷管,噴射塔壁,氣體分子,擴散泵的基本工作原理 動力傳送,油蒸氣分子,擴散泵的基本工作原理 前級管道設(shè)計,前級擋板,前級擋板可確保泵油能完全冷凝； 前級管道的中間部分能保留足夠的熱量，可以將仍然殘留在冷凝泵油內(nèi)部的氣體在流回油槽前蒸發(fā)出來。,殘留氣體,擴散泵的基本工作原理- 最大前級耐受壓力,當前級壓力超過擴散泵的最高前級耐受壓力時，抽氣功能將失效，將導(dǎo)致泵油返擴散。,前級壓力過高,冷阱,典型的擴散泵系統(tǒng),Chamber,高真空閥,渦輪分子泵,瓦里安的分

14、子泵家族,轉(zhuǎn)子,拖動級定子,軸承,散熱片,拖動級轉(zhuǎn)子,定子,電機,排氣口,入口,渦輪拖動復(fù)合分子泵,渦輪分子泵,渦輪級的工作原理,轉(zhuǎn)子的葉片,定子,轉(zhuǎn)子的葉片,分子的熱運動,分子拖動級的工作原理,渦輪拖動復(fù)合分子泵,拖動級原理,冷凍泵,冷凍泵,壓縮機,冷凍泵,增強模塊,第二級 冷凍板,再生吹起管,遠控溫度傳感器,第一級 罐子,壓力調(diào)節(jié)閥,第一級 前擋板,泵體,高真空工作范圍,高真空泵對照,類型,缺點,超高真空泵,鈦升華泵-Titanium Sublimation Pump,鈦升華泵,鈦升華泵原理,Ti,N2,He,O2,H2,H2O,CH4,鈦升華泵由鈦蒸發(fā)源和冷表面組成，升華出的鈦原子沉積在

15、表面上形成新鮮的鈦膜并捕獲空間中的氣體分子。,鈦源,鈦球,迷你型 鈦球源,加熱器,鈦球源,迷你型 鈦球源,3根燈絲,鈦燈絲,鈦升華泵,用于使系統(tǒng)真空達到更高的水平 在很低的壓強下對于所有可吸附性氣體都具有相當高的抽氣速度，尤其是對于UHV系統(tǒng)至關(guān)重要的H2 對惰性氣體和甲烷的抽速為零 當工作壓強高于10-7mbar時壽命有限，因此通常與離子泵配合使用，由離子泵將工作壓強抽至很低的狀態(tài) 配合使用的離子泵通常要求對惰性氣體具有較好的抽氣效果，因此通常使用Starcell或Noble Diode類型,鈦升華泵抽速,表面溫度,H2N2O2COCO2H2O,20OC 3.1 4.6 9.3 9.3 7.

16、8 3.1 -196OC10.110.110.8 10.8 9.3 14.0,對各種氣體的抽氣主要發(fā)生在升華后的鈦表面 (升/每平方厘米每秒),離子泵,離子泵,陰極,陽極,氫離子,高能原子掩埋,被反射中性粒子,陰極內(nèi)部擴散和分裂,表面分裂,離子泵工作原理,正交電場與磁場 B 1000 高斯 V 3 to 7 KV,潘寧蜂窩,主要抽氣機理,放電 發(fā)生在正交的電場(E) 和磁場 (B)內(nèi) 離子轟擊 陰極 (Ti) 化學(xué)反應(yīng)薄膜沉積 (鈦濺射) 在陽極上 氣體被吸附在鈦膜上 (化學(xué)吸收作用) 或被埋藏在鈦陰極中,陽極,陰極,中性氣體分子,陽極,陰極,電子,磁鐵,離子泵工作機理,electrons,e

17、lectrons,Ion bombardment,Sputtered titanium,Buried molecules,電子發(fā)射源,電子,電子,離子 轟擊,陰極,陽極,被埋藏分子,被濺射鈦,工 作 原 理,SPUTTERING,離子表面相互作用,離子注入 能量傳送到原子晶格 連鎖撞擊 部分能量返回表面 撞擊靶一個以上原子被激發(fā),化學(xué)吸收,分子表面相互作用,從氣態(tài)到固態(tài) 抽氣效能: 氣體收集 收集器材料 (Ti, Ta, Zr) 可收集氣體 (H2, O2, N2, CO2),工 作 原 理,電子 中性氣體分子 氣體離子 陰極- 鈦 磁力線,磁鐵,陽極,陰極,陽極,陰極,控制單元,二極和三極示

18、意圖,離子泵特性,使用壽命與壓力成反比; 抽速和性能逐漸減小 (到達壽命終點). 高壓接頭或絕緣元件會被鍍上膜層. 泵內(nèi)部會堆積碎片. 氣載過高 (通過 rate-of-rise 測試進行校驗).,離子泵對于不同氣體的性能,復(fù)合離子泵,離子泵最主要由于抽取稀有氣體; Starcell ( 或Noble Diode) 可被使用 二級復(fù)合離子泵是最好的選擇.,鈦升華冷板,鈦升華泵燈絲,鈦升華泵控制器,150, 300, or 500 l/s pumps,復(fù)合離子 鈦升華泵,真空規(guī),熱傳導(dǎo)規(guī),熱偶規(guī) 5 torr to 1 x 10-3 torr,熱交換規(guī) 大氣 to 1 x 10-3 torr,熱

19、偶規(guī)結(jié)構(gòu),熱偶規(guī)測量結(jié)構(gòu),熱電偶,燈絲,真空接口,規(guī)管外殼,控制器,工作原理,不同真空度下恒定電流通過導(dǎo)體時所產(chǎn)生的熱量不同， 熱偶規(guī)利用此原理，通過測量溫度的變化來指示真空度。,熱傳導(dǎo)規(guī),被加熱燈絲 (約 120 C) “冷”管 “熱” 分子 “冷”分子 電極,電容薄膜真空規(guī),熱燈絲離子規(guī),工作范圍: 1 x 10-2 torr 到 1 x10-10 torr,柵極,離子收集極,柱狀電子收集極,絲狀離子收集極,熱電子發(fā)射極,氣體離子,放大器,壓力表,離子規(guī)工作原理,燈絲提供電子源 電子形成一個可測量可控制的發(fā)射電流 柵極加速電子使之撞擊氣體分子 電子與氣體分子的碰撞，將氣體分子電離成氣體離子

20、 氣體離子被柵極截獲并直接飛向中心收集極 收集極產(chǎn)生離子流并輸送到電流表上 離子流和發(fā)射電流與氣壓成正比；,UHV 離子規(guī)（裸規(guī)）,工作范圍: 1 x 10-3 torr 到2 x 10-11 torr,冷陰極規(guī),接地陽極,陰極 -2kV,磁鐵,工作范圍: 1 x 10-2 torr 到 1 x10-11 torr,N,S,+,-,-,+,氣體分子 正離子 電子,冷陰極規(guī),冷陰極規(guī)工作原理,冷陰極類型 陽極與陰極之間加高壓 (+3KVDC) 地線發(fā)射引起電子離開陰極表面 +3KV高壓將電子加速飛向陽極 電子加速飛向陽極的過程中撞擊氣體分子 電子與氣體撞擊將氣體分子電離成氣體離子 氣體離子被陰極

21、吸收 通過電流表測量電子和離子電流 電流與氣體壓力成正比,寬量程從 1 x 10-2 到 1 x 10-9 mbar 牢固, 快速, 廉價, 易維護 測量誤差 30 - 50% 氣體種類取決于 (修正系數(shù)),冷陰極規(guī),規(guī)管的測量范圍,10,3,10,-8,10,-11,10,-10,10,-9,10,-7,10,-6,10,-5,10,-4,10,-3,10,-2,10,-1,10,0,10,1,10,2,熱偶規(guī),皮拉尼,UHV 離子規(guī),冷陰極規(guī),薄膜規(guī),熱陰極規(guī)（BA）,壓力 (torr),超高真空,高真空,粗真空,大氣,Bourdon,RGA,超高真空規(guī)的選擇,首先需要在熱陰極或冷陰極之間

22、選擇 以下情況請選擇冷陰極: 絕對不能有燈絲 燈絲會發(fā)光，放氣和多余電子 需要較高的物理強度 對于壓力的改變需要響應(yīng)速度快 不容許從燈絲中放氣 不容許有燈絲發(fā)熱 不希望用很長的電纜去操作熱燈絲規(guī) 真空壓力測量不需要太高的精度，特別是全天測量時。,超高真空規(guī)的選擇,首先需要在熱陰極或冷陰極之間選擇 以下情況請選擇熱燈絲規(guī): 需要較高的測量精度 可以適應(yīng)燈絲出氣和發(fā)光 對于壓力的變化不需要太快的反應(yīng)速度 可以適應(yīng)燈絲發(fā)熱 可以接受使用長電纜來操作熱燈絲規(guī),超高真空規(guī)的選擇,一旦你已經(jīng)決定冷陰極規(guī)可以滿足你的要求，那么下一步就會比較簡單 我們只有一種. 超高真空冷陰極規(guī) 你需要做的就是去決定選擇一種

23、可烘烤或不可烘烤的電纜。,超高真空規(guī)的選擇,一旦你已經(jīng)決定冷陰極規(guī)可以滿足你的要求，那么，你需要精選那一種？ 第1步: 決定x射線限定 X射線是一種干擾偏移電流，即使氣壓已經(jīng)絕對為零，但是收集極上依然存在著電流； 例如: x射線本底 = 2x10-11Torr 真實壓力為 2x10-11Torr ，此時真空規(guī)將顯示 4x10-11Torr,超高真空規(guī)的選擇,Step 1: 決定X射線限定,超高真空規(guī)的選擇,Step 2: 選擇燈絲 選擇鎢絲的目的: 費用最低 長時穩(wěn)定性最好 氫氣或鹵素氣體為工作氣體 選擇釷銥燈絲的目的: 功耗最低 出氣最少 工作氣體為氧氣,超高真空規(guī)的選擇,第3步: 選擇規(guī)管

24、類型 此種情況，可選擇裸規(guī): 需要最高的超高真空流導(dǎo)； 不允許發(fā)生玻璃規(guī)管破裂的危險； 需要在烘烤過程中操作真空規(guī)； 此種情況，可選擇帶2.75CFF法蘭玻璃規(guī): 需要最低成本 需要看見燈絲,超高真空規(guī)電纜的選擇,瓦里安提供如下電纜: 對于玻璃熱燈絲規(guī) 只有非烘烤電纜 (PVC) 對于裸規(guī) 非烘烤電纜 (PVC) 可烘烤到250攝氏度電纜 (鐵氟龍) 防輻射/可烘烤200攝氏度(Kapton) 對于冷陰極規(guī) 非烘烤 (PVC) 可烘烤(Teflon),真空規(guī)控制器,傳統(tǒng)箱式 可控制熱偶規(guī)，熱燈絲規(guī)和冷陰極規(guī) MultiGauge “組合” 型 用戶根據(jù)需要現(xiàn)場配置； 允許一次控制11個規(guī)，允許

25、其中3個是高真空規(guī)； Sentorr 成本低 工廠配置 可控制1個高真空規(guī)和兩個低真空規(guī)； 電纜通用,泄漏及 檢漏技術(shù),漏孔是指在容器的器壁，不期望的一個開口、小孔、或者是多孔的結(jié)構(gòu)，使得氣體或液體可以通過它進入或流出。,漏孔的定義,檢漏技術(shù)是用來保證元器件或系統(tǒng)的密閉性可以滿足某種標準的一種方法,檢漏技術(shù),檢漏測試的方法,方法,介質(zhì),漏率范圍,壓力范圍,可定量,壓升法,壓降法,泡沫法,氣泡法,超聲波法,熱傳導(dǎo)法,四極質(zhì)譜,扇形磁場質(zhì)譜 扇形磁場質(zhì)譜,空氣&其它,空氣&其它,空氣&其它,空氣&其它,空氣&其它,空氣&其它,冷媒,氦氣/氫氣,氦氣/氫氣,真空,高壓,高壓,高壓,高壓/低壓 高壓/

26、低壓,高壓,高壓,真空,檢漏方法,冒泡法,壓降法,鹵素吸槍法,氦質(zhì)譜檢漏儀,102,101,100,10-1,10-2,10-4,10-5,10-6,10-7,10-8,漏率大小 atm.cc/sec.,10-9,10-3,大致可檢漏率范圍,10-10,10-11,10-12,對氣密性的理解,理解,漏 率 范 圍,粒子尺寸,現(xiàn)象,水密封,蒸汽密封,細菌密封,燃料和油密封,病毒密封,氣體密封,“絕對” 密封,滴下,出汗,技術(shù)含義,常見的泄漏的實例,每秒鐘泄漏一滴水 1,7x10-1 mbarl/s 法蘭盤與密封圈夾了一根頭發(fā)絲1x10-3 - 5x10-2 mbarl/s 浸沒在水中的自行車輪胎

27、 1x10-2 mbarl/s ( 氣泡測試 ) 汽車輪胎的泄漏 4x10-5 mbarl/s 6個月內(nèi) 1,8 1,6 公斤,檢漏儀與系統(tǒng)的連接處 過去經(jīng)常出問題的元器件 經(jīng)常沿著密封表面運動的密封件 閥門的動密封 旋轉(zhuǎn)部件的動密封 艙門的密封 波紋管軸的密封 真空管道上的柔性連接 螺紋連接處 靜密封，如觀察窗，引線端 焊點（特別是釬焊的焊點）,常見的真實泄漏,在1升的容器內(nèi)，壓力在1秒鐘內(nèi)從1mbar升高到2mbar,那么漏率為：,氣體量,體積,壓力變量,時間變量,1 x 10-1 atm cc/sec. 1 X 1 x 10-2 atm cc/sec. 10 X 1 x 10-3 atm

28、 cc/sec. 100 X 1 x 10-4 atm cc/sec. 1,000 X 1 x 10-5 atm cc/sec. 10,000 X 1 x 10-6 atm cc/sec. 100,000 X 1 x 10-7 atm cc/sec. 1,000,000 X 1 x 10-8 atm cc/sec. 10,000,000 X 1 x 10-9 atm cc/sec. 100,000,000 X 1 x 10-10 atm cc/sec. 1,000,000,000 X 1 x 10-11 atm cc/sec. 10,000,000,000 X,為什么選擇氦氣作為示蹤氣體?,H

29、e是一種標準元素，原子質(zhì)量數(shù)為4。 空氣中He的本底濃度非常低，使得He質(zhì)譜計的本底噪聲信號小，因此He作為檢漏工作氣體成分在實際應(yīng)用中是非常理想的。 無論在哪里，He氣的獲得都不是件很困難的事情。 無毒。 非可燃性氣體。 惰性氣體，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 氦氣可以存儲在各種尺寸的圓筒容器內(nèi)，并且最高純度能夠滿足最為苛刻的醫(yī)用要求。 滿足無損檢測要求,為什么選擇氦氣作為示蹤氣體?,精確地測量漏率 (噴槍法/真空法) 只有當氦氣加在漏點上的時間大于5倍的時間常數(shù)后，檢漏儀顯示的漏率才等于實際漏率 在漏點處，氦氣必須充分置換空氣，以精確地測量漏率,漏率的精確測量,真空室,逆流法,對真空系統(tǒng)進行檢漏,接

30、地,擋板,+200V VAR.,燈絲,三極板,重離子,中間離子,輕離子,電源,放大器,收集極,電阻,高真空規(guī),接地,磁場,檢漏儀的工作原理,粗檢模式,5,全逆流模式,9,精檢模式,高靈敏度(Short Appearance time),占用空間小,可移動性/便攜性,潔凈的無油系統(tǒng),Semiconductor testing operation conditions require very high sensitivity and outstanding “ZERO” capabilities to guarantee a fast “appearance” times and to meet

31、 the tightness requirements.,高抽速真空泵,In order to achieve fast “appearance” time, when testing large components without the need of auxiliary pumps, most leak detector arrangements are to be geared up to provide for a large helium pump capability.,As contamination is to be minimized, modern helium lea

32、k detection arrangements have to provide for hydrocarbon free operation (to include all applied pumps).,As the leak detectors are to be used on multiple systems, mobility/portability is an important factor,Leak detectors used in the service corridors have to meet specific maximum dimensions to be mo

33、ved around efficiently.,快速的響應(yīng)時間和清除時間,To assure proper operation and efficiency during gross leaks and fine leak detection,對氦氣檢漏儀的要求,VSPR,VSMD,959,PHD-4,瓦里安檢漏儀系列,吸槍檢漏法 對各種內(nèi)部壓力高的系統(tǒng)進行檢漏（如氣體輸運管或者高壓容器） 對真空流導(dǎo)較差或者內(nèi)部可能存在飽和蒸汽壓較高（如水循環(huán)冷卻管道等）的系統(tǒng)進行檢漏,噴氦檢漏法 真空系統(tǒng)檢漏 對能夠承受一個大氣壓腔體內(nèi)外壓差的被檢件進行檢漏,常用氦氣檢漏法,系統(tǒng)總漏率測量（定量） 內(nèi)真空檢

34、測 / 內(nèi)充氦檢測 可承受15 psi（約103kpa）內(nèi)外壓差的密封真空器件（例如汽車安全氣囊系統(tǒng)的儲氣裝置） 備壓檢漏 小型密封器件（例如IC模塊） 累積法檢漏 不能承受超過1個大氣壓內(nèi)外壓差的密封容器（例如汽車油箱等） 對于使用內(nèi)充氦法而言體積太大的真空系統(tǒng)上的待檢部件,常用氦氣檢漏法,真空噴氦法檢漏,確定漏點的檢漏方法,1 噴槍 2 被測容器 3 VS檢漏儀 4 氦氣 5 輔助抽氣系統(tǒng),3,最小可檢漏率 5x10-12 mbarl/s,整體檢漏法-樣品負壓,1 vacuum chamber 2 sample 3 leak detector 4 test gas 5 pumping st

35、age,3,整體檢漏法-樣品充壓,1 vacuum chamber 2 sample 3 leak detector 4 test gas 5 pumping stage,3,正壓法/吸槍法,確定漏點的檢漏 (吸槍法),最低可檢漏率 1x10-7 mbarl/s!,1 吸槍 2 被測容器 3 VS檢漏儀 4 氦氣,He,SPRAY PROBE,真空噴氦法檢漏,避免誤判漏孔的位置 在靜止空氣環(huán)境下，自上而下對系統(tǒng)進行噴吹。 在流動空氣環(huán)境下工作，需考慮以下因素： 自下風(fēng)口至上風(fēng)口方向檢測 進行精細測試工作時需使用遮擋物以阻擋風(fēng)的影響 使用適當物品（如橡膠手套等）將被測的位置與周圍的其他部件隔離開來，或者 使用隔離罩將被測位置罩起來與周圍隔離，并向隔離罩內(nèi)通入氦氣,真