Varian VS氦質譜檢漏儀簡介

AgilentTechnologiesLeakDetector安捷倫科技氦質譜檢漏儀1.Inthe1930s,TheVarianbrothersinventedthe“klystron”,apowerfulradiovacuumtubecentraltoradartechnology.1.1937年，瓦里安兄弟發(fā)明了一種名為Klystron的主要用于雷達技術的功能強大的無線電真空管。2.TheyestablishedVarianAssociates,Inc.inapril20,1948.2.1948年4月20日，瓦里安兄弟創(chuàng)建了瓦里安公司。3.Inthe1950s,therewasgreaterneedforhigh-qualityvacuumtubes.VarianinventedtheelectronicvacuumpumpVacIon(seephoto).3.在50年代，為了生產高質量真空管，瓦里安發(fā)明了離子真空泵VacIon。MILESTONES重要歷史事件MILESTONES

重要歷史事件在1961

年Varian取得了

ConFlat?Flanges的專利,成為一種工業(yè)真空法蘭的標準.在1965

年Varian(M.H.Hablanian)取得了全新的擴散泵專利,使其達到頂級的抽速性能.在1972年,Varian引入了逆流概念,Contra-Flow?,帶來了檢漏儀技術的革命性變化.在

1992

年Varian在分子泵領域取得了復合泵

MacroTorr的專利在1998

年Varian獲得了TriScroll?

的專利.

制造工廠概況

TORINO

意大利都靈

LEXINGTON

美國萊克星敦

TOTALFACILITIES

廠房:

13.288sq.m 9.300sq.m

22.588sq.mEMPLOYEES員工: 400

350

750FIELD

其他地區(qū)員工： 150TOTAL

共計: 900ISO9001CERTIFIED通過ISO9001認證

ScrollPumps干式渦卷泵RotaryVanePumps旋片泵DiffusionPumps擴散泵TurboPumps分子泵IonPumps離子泵LeakDetectors檢漏儀Instruments真空計ValvesandComponents閥門和真空元件Varian真空產品中國科學院物理所中國科學院蘭州近代物理研究所中國科學院高能物理研究所中國科學院上海光機所中國原子能科學研究院中國科學院合肥等離子體研究所核工業(yè)理化工程研究院華北光電技術研究所清華大學華東師范大學復旦大學上海交通大學等等（排名不分先后）檢漏技術原理簡介檢漏的目的檢漏的基本目的是為了防止工作氣體或液體從產品中泄漏出來以及不需要的氣體或液體進入密封產品，在密封產品上尋找漏孔的位置和測量漏孔的大小密封產品泄漏的氣體產品或行業(yè)

化工業(yè)空調制造業(yè)液壓變矩器食品包裝集成電路心臟起搏器漏1cc時間~0.5second~28hours~10minutesmintohours~3years~30years漏率范圍10-1to110-510-3to10-410-2to10-610-7to10-910-9原因SafetyLossofrefrigerantLossofliquidRetentionofCO2,BacteriaOxidationBacteria,Attackbybodyfluids各行業(yè)對檢漏技術的需要半導體質流控制集成電路真空系統(tǒng)氣路儲氣罐液晶顯示電力學燈泡管到變壓器發(fā)電廠斷流器汽車安全氣囊油箱壓縮機油路密封碰撞能量吸收器ABS閥門散熱器集流箱傳感器機油冷卻器航空液壓倉陀螺儀燃料箱導彈醫(yī)學心臟起搏器導管血液過濾器密封包裝航天發(fā)動機天線食品包裝55加侖原油儲藏桶手表密封檢漏應用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漏率比較Decay(壓降法)Bubble(冒泡法)Sniffing(吸槍法)Accumulation(累積法)“Hard”Vacuum(真空法)Other主要檢漏方法.如何進行選擇？檢漏方法冒泡法壓降法鹵素吸槍法氦質譜檢漏儀10210110010-110-210-410-510-610-710-8漏率大小atm.cc/sec.10-910-3大致可檢漏率范圍不同檢漏方法的適用范圍比較10-1010-1110-12為什么用氦氣檢漏？He是一種標準元素，原子質量數(shù)為4?？諝庵蠬e的本底濃度非常低，使得He質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)生化學反應。

氦氣可以存儲在各種尺寸的圓筒容器內，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使用He作為檢漏物質？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殘余氣體分析譜212141828430324044H2HeCCH2H2ON2andCOO2ArCO2環(huán)境空氣的成分構成氣體滲透表面出氣內漏實漏虛漏擴散真空泵氣體反流(油,He)真空系統(tǒng)的氣載組成Pressure(mTorr)Time(min)3020100515251020303540Outgassing+RealLeakRealLeak實漏+虛漏條件下的壓升曲線實漏孔的來源

有缺陷的接縫或密封,包括:

焊縫

銅焊點

焊接點

玻璃到金屬密封 O型圈和墊圈

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響應時間Fullvalue63%LeakAppears響應時間響應時間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.清除時間對氦質譜檢漏儀的要求高靈敏度(ShortAppearancetime)占用空間小可移動性/便攜性潔凈的無油系統(tǒng)Semiconductortestingoperationconditionsrequireveryhighsensitivityandoutstanding“ZERO”capabilitiestoguaranteeafast“appearance”timesandtomeetthetightnessrequirements.高抽速真空泵Inordertoachievefast“appearance”time,whentestinglargecomponentswithouttheneedofauxiliarypumps,mostleakdetectorarrangementsaretobegeareduptoprovideforalargeheliumpumpcapability.Ascontaminationistobeminimized,modernheliumleakdetectionarrangementshavetoprovideforhydrocarbonfreeoperation(toincludeallappliedpumps).Astheleakdetectorsaretobeusedonmultiplesystems,mobility/portabilityisanimportantfactorLeakdetectorsusedintheservicecorridorshavetomeetspecificmaximumdimensionstobemovedaroundefficiently.快速的響應時間和清除時間ToassureproperoperationandefficiencyduringgrossleaksandfineleakdetectionVarian

檢漏儀型號VSPRVSMD959PHD-4L990-DLD檢漏模塊吸槍檢漏法對各種內部壓力高的系統(tǒng)進行檢漏（如氣體輸運管或者高壓容器）對真空流導較差或者內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)進行檢漏常用氦質譜檢漏法噴吹檢漏法

真空系統(tǒng)檢漏對能夠承受一個大氣壓腔體內外壓差的被檢件進行檢漏系統(tǒng)總漏率測量（定量）內真空檢測/內充氦檢測可承受15psi（約103kpa）內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個大氣壓內外壓差的密封容器（例如汽車油箱等）對于使用內充氦法而言體積太大的真空系統(tǒng)上的待檢部件常用氦質譜檢漏法He

SPRAYPROBEVacuum真空檢漏法-外部噴氦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：自下風口至上風口方向檢測

進行精細測試工作時需使用遮擋物以阻擋風的影響

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使用隔離罩將被測位置罩起來與周圍隔離，并向隔離罩內通入氦氣噴吹檢漏技術精確測量漏孔的漏率噴吹檢漏技術將漏孔位置的空氣置換為100%He噴吹氦氣的時間應達到系統(tǒng)響應時間的4倍以上，系統(tǒng)響應時間t=V/S，V是真空腔體的容積，S為真空泵對He的抽氣速度如果系統(tǒng)當中還有并聯(lián)的粗抽泵使用，需要知道并聯(lián)泵之間的分流比HePressurizedwithHe吸槍檢漏法Vacuum2備壓檢漏法HePressureHe10:00:00BombTime,

T步驟1:將內容容積體積為V的被檢件至于密閉腔體內，通入備壓壓強為P的示漏氣體，通氣時間為T。備壓壓強,P無漏件有漏件示漏氣體密封被檢件的內部容積體積為V密封被檢件備壓檢漏法(1)步驟2:將備壓后的被檢密封件放入與檢漏儀抽氣口相連的測試腔體中，在經過最大釋放等待時間t后測量He的分壓變化。通過這種外真空方法得到顯示漏率數(shù)值S。

被檢件的真實漏率與檢漏儀顯示漏率S、內部容積V、備壓壓強P、備壓時間T和測試等待時間t相關。0:00:00等待時間,t顯示漏率,S備壓檢漏法(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分流條件下的漏率計算測試分流損失在腔的遠處放置一個標準漏孔測試漏率讀數(shù)比較讀數(shù)值可標準漏孔的實際值分流測試系統(tǒng)框圖專用粗抽泵被測腔檢漏儀檢漏儀的粗抽泵標準漏孔氦氣流注意事項對于大多數(shù)要求測試靈敏度<10-7std.cc/sec的真空系統(tǒng)和部件檢漏工作而言，正確理解檢漏操作的各個步驟是有必要的。如果使用抽速不匹配的真空泵對一個大的真空容器進行檢漏，操作者必需意識到外接噴槍所提供的精細He氣流是不能提供足夠強的He質譜信號并獲得正確結果的！警告?。。?yōu)化的設計，使VS系列檢漏儀更適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境快速清氦，提高生產效率維護成本低符合CE,UL和CSA標準檢漏儀的應用工業(yè)應用真空爐工業(yè)鍍膜電子束焊接設備檢漏儀的應用電力行業(yè)冷凝器熱交換器蒸汽循環(huán)系統(tǒng)地下管線檢漏儀的應用高能物理加速器同步輻射光源束線其他檢漏儀的應用半導體的應用工藝設備氣路管道氣體傳輸設備檢漏儀的應用

汽車配件電子器件制冷器件封裝器件醫(yī)療&植入器件小型電子元器件檢漏儀的應用基礎研究微電子實驗室裝制表面分析系統(tǒng)空間模擬裝置檢漏儀的應用瓦里安新型VS系列檢漏儀產品介紹

可選中文操作界面歸零及自動歸零功能系統(tǒng)測試時，分流設定無線遙控器（100米）檢漏數(shù)據記錄專用軟件VS新型檢漏儀的主要優(yōu)勢VS檢漏儀的主要性能1，最小可測漏率：5×10-12Atm.cc/sec（=5×10-13Pa.m3/sec）；2，啟測壓強（最大前級耐壓）：10Torr(=1330Pa)；3,雙鍵操作，全中文操作界面，大屏幕彩色觸摸屏；

4，校準和操作方式：全自動,帶溫度自動補償；5，反應時間：<0.5sec；6，單位選擇：atmcc/sec、mbarl/sec、Torrl/sec、Pam3/sec；7，背景扣除能力：每次下壓2.5個量級，具有自動記憶功能；8，檢漏儀前級泵抽速：11.6m3/hour（＝3.2liter/sec）。9，7種語言可以選擇，包括中文

操作簡便只有兩個操作按鍵測試放氣VS檢漏儀的操作界面高分辨率彩色觸摸屏彩色觸摸屏反應靈敏寬視角130o中文操作界面獨有的“AutoZero<Zero”功能自動補償檢漏儀內真空泵對He本底濃度的自然清空避免了對小漏孔可能出現(xiàn)的漏檢Zero<Zero功能保證了氦檢漏具有非常高的靈敏度本底追蹤功能

隨著時間推移系統(tǒng)的自然氦本底也在逐漸減低，當零點低于“Under”時，小漏可能會被漏檢。為避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)VS配備uniqueZERO<ZERO功能，每50ms進行一次零點調整。背景扣除自然零點追蹤功能VS檢漏儀的創(chuàng)新功能-自動零點跟蹤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關于氦本底的零點信號Qb=被檢測到的對氦的漏率atm.cc/sec.Sb=檢漏儀對氦的抽速liters/sec.Sa=粗抽系統(tǒng)對氦的抽速liters/sec..Qt=.在真空室實際氦的漏率

例子:

假設: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分流效應SbSa真空室QtVS檢漏儀的創(chuàng)新功能-自動分流比

最小可檢靈敏度:5X10-13Pa.M3/S靈敏度覆蓋范圍：12個量級高靈敏度檢漏儀VS新型檢漏儀產品的性能多種語言操作界面中文韓語日本語法語德語西班牙語英語多種漏率，

壓強單位的顯示方式可選漏率單位：

Atm.cc/s,Mbar.l/s,Pa.m3/s,Torr.l/sCubic-ft/yr可選壓強單位：Torr,Mbar,Pa全新的質譜技術!135o電離偏轉(自然聚焦點)質量數(shù)為3的離子狀態(tài)的水蒸氣可從氦信號中分離出來消除離化的炭對質譜室的污染金屬密封結構VS檢漏儀質譜室結構原理圖VS質譜室性能出色的質譜分離效果新的電子線路及信號處理設計可穩(wěn)定獲得<5e-13MDL電路板靠近質譜室的安裝方式可實現(xiàn)去掉電纜線從而減小電路噪音：新A/D轉換技術可實現(xiàn):監(jiān)測到小的氦信號確保好的信噪比產生穩(wěn)定信號擴大動態(tài)范圍改良的RC檢測線路可實現(xiàn)：

快速響應和快速清除。

專業(yè)的軟件監(jiān)測到氦氣信號并自動優(yōu)化系統(tǒng)的響應和穩(wěn)定性清氦&反應時間大通導組合閥體分子泵泵口及中間級同時參與抽氣可實現(xiàn)快速清氦和快速響應響應時間：<0.5秒標準漏孔組件新型內置標準漏孔遠程無線遙控裝置帶來更便利的應用體會通過無線裝置實現(xiàn)對VS系列檢漏儀的操作控制與數(shù)據監(jiān)控r黑白液晶顯示屏以柱狀圖以及數(shù)字兩種方式顯示漏率讀數(shù)

可選對數(shù)或線性顯示

遙控系統(tǒng)自動匹配檢漏儀設定的顯示單位VS檢漏儀遠程無線遙控裝置

檢漏儀設置面板遠程無線遙控裝置技術規(guī)格

室內環(huán)境下工作距離可達100米

可使用4節(jié)AA電池或直流電源供電

具