质谱检测装置和质谱检漏仪的制作方法

专利2023-01-04  96



1.本发明涉及分析仪器设备领域,具体涉及一种质谱检测装置及使用所述质谱检测装置的质谱检漏仪。


背景技术:

2.质谱检漏仪是一种通过检测是否有目标气体进入质谱检测装置进而判断被检器件是否密封的分析仪器。具体的,在被检器件内充入目标气体,在被检器件的外部密封处使用质谱检漏仪抽气。若被检器件密封性不佳,则目标气体会由漏孔进入检漏仪。进入检漏仪的目标气体在经过分子泵时,一部分在气流和分子泵结构的影响下被排出,一部分最终到达质谱检测装置被检测。
3.目前,质谱检漏仪不仅用于检查某些大型密封容器,如导弹弹体、弹头、气罐、油罐等的密封性,也大量用于小型部件,如集成电路、密封继电器、各类传感器、心脏起博器等密闭性的检查。由于这些部件自身体积小,加之焊接技术提高,在漏孔微小的情况下,到达质谱检测装置的目标气体量非常少,难以准确检测到。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本说明书的目的在于提供一种能够提升检测精度的质谱检测装置及使用该质谱检测装置的质谱检漏仪。
5.为了实现上述目的,本说明书提供了一种质谱检测装置,包括具有检测腔的第一壳体,所述壳体具有气体入口和气体出口,所述气体入口用于气体流入所述检测腔,所述气体出口用于连接分子泵,以使所述分子泵驱动所述检测腔中的气体从所述气体出口流出所述检测腔。
6.本说明书还提供了一种质谱检漏仪,包括上述质谱检测装置和分子泵,所述分子泵与所述质谱检测装置的气体出口配接。
7.本说明书还提供了一种质谱检漏仪,包括具有中空腔的壳体;其中,沿重力方向,所述中空腔分为检测腔和设备容纳腔;所述壳体形成所述检测腔的侧壁形成有气体入口;所述壳体形成所述设备容纳腔的侧壁形成有排气口;设置于所述检测腔内的离子源、放大器和内置磁场;设置于所述设备容纳腔中的抽气设备,所述抽气设备向所述检测腔中的气体施加向着所述排气口流动的力。
8.本说明书实施例一种质谱检漏仪与现有技术相比,其有益效果在于:通过在质谱检测装置的壳体设有气体入口,使气体直接进入质谱检测装置,到达离子源,减少了经过质谱检漏仪其他部件时目标气体的损失,达到了提高检漏仪检测精度的要求。
附图说明
9.图1所示为利用本说明书一实施例提供的质谱检测装置的示意图。
10.图2所示为利用本说明书一实施例提供的质谱检测装置和质谱检漏仪的示意图。
11.图3所示为利用本说明书一实施例提供的质谱检测装置和质谱检漏仪的示意图。
12.图4所示为利用本说明书一实施例提供的质谱检测装置和质谱检漏仪的示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
14.请参阅图1和图2。在本说明书提供一种质谱检测装置100。所述质谱检测装置100可以包括具有检测腔114的第一壳体106,所述壳体具有气体入口108和气体出口112,所述气体入口108用于气体流入所述检测腔114,所述气体出口112用于连接分子泵200,以使所述分子泵200驱动所述检测腔114中的气体从所述气体出口112流出所述检测腔114。
15.所述第一壳体106可以用于为质谱检测装置100整体结构提供支撑。所述第一壳体106的内部可以整体上中空设置。所述中空可以是一种物理上未被固体占用的空间结构。也可以理解为,检测腔114为质谱检测装置100的部件提供了容纳空间,提供安装质谱检测装置部件的结构。所述第一壳体106围绕检测腔114的部分构成了第一壳体106的侧壁。
16.在一些实施方式中,所述第一壳体106的所述检测腔114设置有离子源110;所述气体入口108贯穿所述第一壳体106形成第一贯穿方向,提供一个与所述第一贯穿方向垂直的基准面,所述气体入口108在所述基准面的投影,与所述离子源110在所述基准面的投影至少部分重叠。所述基准面不是质谱检测装置100本身具有的平面,而是以第一贯穿方向作为基准,与重力方向平行,构建的一个理想平面。所述气体入口108在所述基准面的投影可以指气体入口108距离所述基准面最近的轮廓边缘,所述离子源110在所述基准面的投影可以指离子源110距离所述基准面最近的轮廓边缘,所述投影至少部分重叠可以为所述气体入口108和所述离子源110的投影之间为完全覆盖,完全一致,部分投影占有相同位置的关系。所述离子源110可以包括可发射电子的灯丝,所述灯丝发射出来的电子和进入的气体相互碰撞使气体电离成正离子。由气体入口108流入的气体可以直接进入质谱检测装置100的离子源110,减少了经过质谱检漏仪其他部件时目标气体的损失。
17.在一些实施方式中,所述第一贯穿方向与重力方向趋于垂直。便于气体流通,提高检测速率。
18.在一些实施方式中,所述第一壳体106的所述检测腔114设置有放大器104,所述离子源110位于所述放大器104与所述气体入口108之间。所述放大器104可以包括接收目标离子的接收装置、将接收到的目标离子转化为电信号的转化装置和放大所述电信号的放大装置。所述气体入口108到所述离子源110的距离相对于所述气体入口108到所述放大器104较近,由所述气体入口108流入的气体可以直接进入所述质谱检测装置100的所述离子源110,减少目标气体的损失。
19.在一些实施方式中,所述第一壳体106的所述检测腔114设置有内置磁场102,沿着重力方向,所述内置磁场102位于所述离子源110、所述放大器104和所述气体入口108上方。所述内置磁场既可以由磁铁和磁铁调节组件产生,又可由具有可变电压的电场产生。在洛伦兹力的作用下,离子在磁场内产生偏转,形成圆弧形轨道。所述内置磁场102可以通过改
变作用力改变进入内置磁场102的离子的偏转轨迹,使目标气体离子到达所述放大器104而被检测。
20.在一些实施方式中,所述气体入口108的面积大于50平方毫米。
21.在一些实施方式中,沿着重力方向,所述第一壳体106具有底壁,所述气体出口112设置在所述底壁上,所述第一壳体106在检测腔114的底部的部分构成了所述底壁。所述内置磁场102位于所述分子泵200上方,所述分子泵200工作时驱动所述检测腔114中的气体从所述气体出口112流出所述检测腔114,减少了对所述内置磁场102中离子的影响。
22.在一些实施方式中,所述气体出口112的尺寸面积大于800平方毫米。
23.请参阅图3,在一些实施方式中,所述第一壳体106具有延伸方向趋于与重力方向平行的侧壁,所述气体出口112设置在所述第一壳体106的侧壁上。为了减少所述分子泵200对气流的影响,特别的,所述离子源110位于所述放大器104与所述气体入口108之间。由气体入口108流入的质谱检测装置100的气体从所述第一壳体106的侧壁上的所述气体出口112流出。
24.在一些实施方式中,所述分子泵200与所述质谱检测装置100的气体出口112配接。所述配接可以指对通过所述气体出口112连接的所述第一壳体106和所述第二壳体202的相连部分,其材料成分、密度和制作工艺相近,相连部分形状尺寸相近,相连部分密封性良好。
25.请参阅图4。在一些实施方式中,所述质谱检测仪包括具有中空腔203的第三壳体300;其中,沿重力方向,所述中空腔203分为检测腔114和设备容纳腔214;所述第三壳体300形成所述检测腔114的侧壁形成有气体入口108;所述第三壳体300形成所述设备容纳腔214的侧壁形成有排气口212;设置于所述检测腔114内的离子源110、放大器104和内置磁场102,设置于所述设备容纳腔214中的抽气设备,所述抽气设备向所述检测腔114中的气体施加向着所述排气口212流动的力。
26.在一些实施方式中,所述第三壳体300可以包括第一壳体106和第二壳体202。所述第三壳体300上可以包括可开关的障蔽装置。具体的,在第一壳体106的范围内设置上第一开关116,在第二壳体202的范围内设置第二开关216。所述第一开关116和第二开关216可在组装、维修质谱检漏仪时提供方便。
27.所述中空腔203可以是一种物理上未被固体占用的空间结构。也可以理解为,所述中空腔203为气体流通提供了一种贯通的通道。由所述气体入口108流入的气体可以在检测完成后被所述抽气设备由所述气体出口112抽出,可以将所述质谱检测仪的内部气体维持在稀薄状态。
28.所述抽气设备可为单独驱动设备,也可以为组合驱动设备。具体的,所述组合驱动设备可由第一驱动设备204和第二驱动设备208组合。较佳的,第一驱动设备204为涡轮真空泵,第二驱动设备208为拖动真空泵。
29.由气体入口108进入的混合气体流入检测腔114,由于环境气体相对分子质量较大,目标气体的相对分子质量较小,因此沿着重力方向,环境气体位于混合气体下方,目标气体位于混合气体上方。在抽气设备施加向着所述排气口流动的力的作用下,环境气体更容易被抽走,目标气体更容易进入离子源,提高检测精度。
30.所述混合气体可以为目标气体和环境气体混合而成。具体的,例如需要检测被检器件的密封性,则被检器件处于某一环境中,该环境中含有环境气体。检测时需先在被检器
件内充一些目标气体,检漏仪的检漏口可以在被检器件的焊缝或接头疑似漏点抽气。当被检器件有漏孔时,质谱检漏仪可以将环境气体和由漏孔漏出的目标气体一起抽入仪器中,形成混合气体。所述目标气体为相对分子质量较小,性质稳定的气体,相应的质谱检测装置100可以检测到。具体的,例如,氦气或氢气。所述环境气体为被检物体存在的环境中的气体。具体的,例如,空气。
31.进入检测腔114的混合气体在电离和检测时会产生热量,因此为了保护设备,应控制进入检测腔114的目标气体量。具体的,沿重力方向,可以在所述第三壳体300形成所述检测腔114的侧壁设置气体入口108、第二开口210,第一开口206和排气口212。
32.目标气体经过分子泵200时会因为叶轮和气流的阻碍产生损失,则目标气体经过分子泵200的路程越短,损失越小。所述第一开口206和所述第二开口210可以分别设置在所述设备容纳腔214侧壁的不同位置可为被检器件提供多种精度的检测选择。
33.沿重力方向,所述气体入口108、第一开口206,第二开口210和排气口212可以依次设置于第三容纳腔的侧壁上。具体的,所述气体入口108位于检测腔114范围的侧壁上,所述第一开口206位于第一驱动设备204范围的侧壁上,第二开口210位于第二检测设备范围的侧壁上,排气口212位于设备第二检测设备下方的侧壁上。
34.所述目标气体相对分子质量小,在所述抽气设备工作时,所述目标气体可以从排气口212进入抽气设备,再进入质谱检测装置100。因此,为了保护设备,对被检器件的密封情况未知时,可以先使用排气口212为气流进入口,若质谱检测装置100无反应,可以切换所述第二开口210为气流进入口,若质谱检测装置100无反应,可以切换所述第一开口206为气流进入口,若质谱检测装置100依然无反应,可以切换所述气体入口108为气流进入口。
35.在一些实施方式中,所述质谱检漏仪可以为氦质谱检漏仪或氢质谱检漏仪。具体的,当目标气体为氦气且质谱检测装置为氦质谱检测装置时,所述质谱检漏仪为氦质谱检漏仪,当目标气体为氢气且质谱检测装置为氢质谱检测装置时,所述质谱检漏仪为氢质谱检漏仪。
36.以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种质谱检测装置,其特征在于,所述质谱检测装置包括具有检测腔的第一壳体,所述第一壳体具有气体入口和气体出口,所述气体入口用于气体流入所述检测腔,所述气体出口用于连接分子泵,以使所述分子泵驱动所述检测腔中的气体从所述气体出口流出所述检测腔。2.根据权利要求1所述的质谱检测装置,其特征在于,所述第一壳体的所述检测腔设置有离子源和放大器;其中,所述离子源位于所述放大器与所述气体入口之间;所述气体入口贯穿所述第一壳体形成第一贯穿方向,提供一个与所述第一贯穿方向垂直的基准面,所述气体入口在所述基准面的投影,与所述离子源在所述基准面的投影至少部分重叠。3.根据权利要求2所述的质谱检测装置,其特征在于,所述第一贯穿方向与重力方向趋于垂直。4.根据权利要求1所述的质谱检测装置,其特征在于,所述第一壳体的所述检测腔设置有内置磁场、离子源和放大器,沿着重力方向,所述内置磁场位于所述离子源、所述放大器和所述气体入口上方。5.根据权利要求1所述的质谱检测装置,其特征在于,所述气体入口的面积大于50平方毫米。6.根据权利要求1所述的质谱检测装置,其特征在于,沿着重力方向,所述第一壳体具有底壁,所述气体出口设置在所述底壁上。7.根据权利要求6所述的质谱检测装置,其特征在于,所述气体出口的面积大于800平方毫米。8.根据权利要求1所述的质谱检测装置,其特征在于,所述第一壳体具有延伸方向趋于与重力方向平行的侧壁,所述气体出口设置在所述第一壳体的侧壁上。9.一种质谱检漏仪,其特征在于,包括分子泵和如权利要求1至8中任一所述的质谱检测装置,所述分子泵与所述质谱检测装置的气体出口配接。10.一种质谱检测仪,其特征在于,所述质谱检测仪包括:具有中空腔的第三壳体;其中,沿重力方向,所述中空腔分为检测腔和设备容纳腔;所述第三壳体形成所述检测腔的侧壁形成有气体入口;所述第三壳体形成所述设备容纳腔的侧壁形成有排气口;设置于所述检测腔内的离子源、放大器和内置磁场;设置于所述设备容纳腔中的抽气设备,所述抽气设备向所述检测腔中的气体施加向着所述排气口流动的力。

技术总结
本说明书实施方式提供一种质谱检测装置及质谱检漏仪,其涉及检测设备领域。所述质谱检测装置包括:具有检测腔的第一壳体,所述壳体具有气体入口和气体出口,所述气体入口用于气体流入所述检测腔,所述气体出口用于连接分子泵,以使所述分子泵驱动所述检测腔中的气体从所述气体出口流出所述检测腔。所述质谱检漏仪,包括所述分子泵与所述质谱检测装置的气体出口配接。进入质谱检漏仪的气体由气体入口直接进入质谱检测装置,减少了经过质谱检漏仪其他部件时目标气体的损失,提高了质谱检漏仪的精度。精度。精度。


技术研发人员:郝猛 李赏
受保护的技术使用者:北京中科科仪股份有限公司
技术研发日:2022.06.13
技术公布日:2022/11/1
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