Масс-спектрометрический течеискатель Советский патент 1980 года по МПК G01M3/00 

(54) МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ

Изобретение относится к испытател ной технике и, в частности, к массспектрометическим методам контроля герметичности. Известно устройство, содержащее масс-спектрометрическую камеру, вакуумный насос, вакуумметр и выморажи вающую ловушку i. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является масс-спектрометрический течеискатель, содержащий датчик, камеру для размещения датчика, вакуумный насос, вакуумметры, вымораживающую ловушку и электронную систему с широкодиапазонньвл стабилизатором напряжения 2. Недостатком известных устройств является то, что с их помогцыо можно регистрировать утечки только гелия, что сужает функциональные возможности устройства. Также в течение работы течеискателя возможен уход величины ускоряющего напряжения от номинального значения, что вносит погреш ность в измерения. Кроме того, гелий попадая в камеру масс-спектрометра, имеет большое количество примесей, что также ведет к снижению функцио.нальныхвозможностей устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей с одновременной стабилизацией ускоряющего напряжения, а также подача в камеру массспектрометра пробного газа с наименьшим количеством примесей. Цель достигается тем, что течеискатель снабжен электростатическим цилиндрическим конденсатором с углом , фокусирования, равнымК. широкодиапазонный стабилизатор напряжения электронной системы выполнен с рядом стабилитронов, соответствующих различным пробным газам. Кроме того, течеискатель снабжен диффузионным насосом, работаквдим с криоэлементами в режиме, рассчитанном по эмпирической формуле. W.-m ., о.11м, .«А ДО АИФ. где температура кипения криЬжид кости, используемой в течеискателе;Т.А - температура кипения жидкого Wo азота; днф. - номинальная мощность нагревателя диффузионного насоса Ofif. -«ощность нагревателя допол нительного диффуэношюго насоса} М - масса пробного газа, На чертежа представлена блок-схем масс-спектрометрического течеискател Теченскатель содержит датчик 1, размещенный в камере 2, образованной криоэлементами из сплошного криоэкра на 3, заполненного криоагентом, вымо .ражнвающая ловушка 4, вакуумный насос 5 низкого вакуума, вакуумметр 6, калиброванную течь 7, д1- ффузнонний-н сос О, дополнительный диффузионный н сЪс 9, работающий совместно с ловушк В режиме, рассчитанном по формуле, В камере 2 установлен электростатиче кий цилиндрический конденсатор 10, обладающий фокусирующими свойствами. Ускоряющее ;-;апряжение в камере 2 стабилизируется широкодиапазонным стабилизатором 11 ускоряющего напряжекия. Блок 12 задает соотнои.еиие ме ду ус соряющим напряжением и напряжением, подавае 1Ы-М на конденсатор. В камере 2 размещены источник 13 ионизации, магнитный сепаратор l-l и коллектор 15, выходной сигнал которого и -|дуцируется блоком 16 измерения ионного тока, Течеискатель работает следующим образом. Анализируег кй поток газа поступае в выморшхивающую ловуику 4, из которой откачивается дополнительным диффузионныгч насосом 9. Соотношен1-:е температуры кипения криоагента, заливаемого в ловуыку 4, и мощности подогревателя дополнительного ддиффузионного насоса Э в целях обеспечения максимальной чувствительности по определенному пробному газу подбираете таким образоМр чтобы обеспечить минимальную поглотительную способнос по данному газу при достаточно высокой поглотительной способности по др гим газам, при этом экспер1;ментальнь путем установлено, что услови выполняются при .ШФ Vr-° Лис,. ьолыиая часть газового потока., не содержащая пробный газ, поглощается в вымораживающей ловушке 4 и откачивается дополнительным диффузионным насосом 9, а затем насосом 5 низкого вакуума. В камере 2 молекулы поступив шего газа ионизируются в источнике 13 ионизации и под в-оздействием ускоряющего напряжения поступают в магнитный сепаратор 14, где происходит разделение ионов по энергиям. Так как величина радиуса траектории двр1же ния ионов газов с массой больше обуславливает непостоянную изб фатель ность масс-спектрометрической камеры, то в нее установлен электростатический цилиндрический конденсатор 10, обеспечива1эщий фокусировку потоков ионов пробного газа в фокальную линию ширина которой пропорциональна где с/, угол раскоходения пучка ионов при зыходе из кстсчника 13 ионизации, СсЬокусированный конденсатором 10 поток иоков пробного газа поступает на коллектор 14,, усиливается к индуцируется блоком 16 измере ия ионного тока. ЫирокодиапазонныГ стабилизатор ускоряющего напряжения, выполненный с рядом стабилитроновр выбранных таким образом, что для перехода с одного пробного газа на другой достаточно переключиться на соответствующий стабилитрон, величина напряжения стабили- зации которого равна ускоряющему напряжению, соответствующему данному газу. Использование течеискателя позволяет снизить технологическую себестоимость испытания путем снижения расхода гелия и сокрая.ения цикла испытаний, а так«е повысить их надежность и исклю- ;ить отрицательное воздействие на проверяемую аппаратуру,. Формула изобретения 1. .асс-спектрометрический течеискатель, содержащ.ий датчик, Kaiviepy Д.КЯ размещения датчика, вакуумный насос, закуум1-летрь, вымораживающую лов т;;1ку и злектрон1- у10 систему с широ;содиапазонным саабилизатором напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей с одновременной стабилизацией ускоряющего напряжения, он снабжен электростатическим цилиндрическим конденсатором с углом. фокусировки, равным| ; %. а широкодиапазонг 1;й стабилизатор напряжения электронной систем1Ы выполнен с рядом стабилитронов, соотвесстзующих различным пробным газам. 2„ Течеискатель по п,1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью подачи в камеру масс-спектрориетра пробного газа с наименьшим количеством примесей, он снабжен диффузионным насосом, работающим с криоэлеентами в режиме, рассчитанном по эмпирической формуле .Ж. Т Hij .Диф. температура кипения криожидкости,, используемой в течеискателе; температура кипения жидкого азота;

номинальная мощность нагревателя диффузионного насоса;

мощность нагревателя дополнительного ди.ффуэионного насоса;

масса пробного газа.

Источннки ннформации, принятые во внимание при экспертизе

13 W

/ / /