Spektrometr masowy - metoda helowa
Powody wykorzystywania helu do detekcji nieszczelności?
Z wielu powodów hel jest najlepszym wyborem dla detekcji nieszczelności. Oto one:- nietoksyczny
- obojętny i nie skupiony
- zwykle występuje w atmosferze w ilościach śladowych
- relatywnie tani
- dzięki swojej małej masie atomowej z łatwością przepływa nawet przez bardzo małe nieszczelności
- niepalny
- jest dostępny w postaci sprężonej w butlach o różnej wielkości
- jest dostępny w klasie czystości odpowiedniej do zastosowania w medycynie
Wodór (względna masa atomowa 1) jest pojedyńczą cząsteczką mniejszą od helu (względna masa atomowa 4) ale nie jest gazem obojętnym. Jednakże, jest on alternatywą, która może być i jest stosowana, względnie stosuje się mieszankę 95% azotu i 5% gazu formującego wodór. Hel jest lżejszy niż następny gaz obojętny - neon (względna masa atomowa 20), który dodatkowo jest o wiele droższy. W typowych warunkach atmosferycznych, hel występuje w stężeniu tylko 5 ppm (0,0005%).
Inne metody detekcji nieszczelności są często niewystarczające.
Występuje wiele innych metod detekcji nieszczelności ale żadna z nich nie jest tak dokładna (pod względem lokalizacji i w ujęciu ilościowym) jak helowa metoda detekcji nieszczelności.
Występuje wiele innych metod detekcji nieszczelności ale żadna z nich nie jest tak dokładna (pod względem lokalizacji i w ujęciu ilościowym) jak helowa metoda detekcji nieszczelności.
Zasada działania helowego detektora nieszczelności
Detektor nieszczelności ze spektrometrem masowym jest kompletnym systemem do lokalizacji i mierzenia nieszczelności wewnątrz albo na zewnątrz produktu. W metodzie tej stosuje się gaz znakujący - hel, którym wypełnia się produkt podłączony do detektora. Hel przecieka do/z testowanego produktu do detektora gdzie mierzone jest jego ciśnienie cząstkowe i wyświetlane na ekranie.
Zasada działania detektora nieszczelności bazuje na polowym spektrometrze masowym. Analizowane gazy wejściowe (w tym przypadku hel) są jonizowane w próżni. Jony helu są przyspieszane poprzez przyłożone napięcie a następnie oddzielane w polu magnetycznym. Sygnał jonowy, za pomocą specjalnego detektora, jest zamieniany na sygnał elektryczny. Sygnał ten jest przyspieszany i wyświetlany na ekranie w jednostkach detekcji nieszczelności. Mierzony sygnał jest wprost proporcjonalny do stężenia helu i co za tym idzie równy mierzonej nieszczelności.
Kompletny detektor nieszczelności jest systemem złożonym z następujących elementów:
- Helowy detektor nieszczelności ze spektrometrem masowym
- System próżniowy do utrzymania odpowienio niskiego ciśnienia w spektrometrze
- Pompa próżni wstępnej do opróżnienia testowanego produktu
- Zawory kontrolujące poszczególne etapy cyklu pomiarowego, od opróżniania przez test do zapowietrzania
- Elektroniczny system sterowania i pomiaru
- Zródła zasilania dla poszczególnych elementów - zaworów, obwodów, itd.
- Osprzęt, który łączy testowany produkt do detektora
