当铂加热到850~950℃时,将产生正离子发射,而在卤素气体的催化作用下,这种正离子发射将急剧增长。利用这种卤素效应而设计的检漏仪器称为卤素检漏仪。这种仪器可分为内探头式和外探头式两种。
内探头式卤素检漏仪的探测头与检漏仪主体是分开的。检漏时,将探测头固定在抽真空的被检件内部的适当位置上,检漏系统抽好真空以后,在被检件外部需要检漏的位置喷吹卤素气体。如有漏孔,卤素气体便通过漏孔向真空系统内渗入,固定在被检件内部的探测头就能感应到并传递给检漏仪,通过输出表指示出来。
外探头式卤素检漏仪的探测头与检漏仪主体一般也是分开的,但在探测头的后面安装了一个抽气风扇。检漏时,被检容器内充入高于大气压的卤素气体,若有漏孔,卤素气体便从孔内漏出。在容器外表面用探测头探测,检漏仪便有漏气指示。在环境条件较好时,这种方法的灵敏度约为10-5~10-6Pa·m3/s。外探头式卤素检漏仪原理图如图9.5-1所示。
图9.5-1 外探头式卤素检漏仪原理图
1—吸嘴 2—外壳 3—风扇
f—铂加热器 A—铂阳极 K—不锈钢阴极(www.xing528.com)
卤素检漏仪的敏感元件实际上是一支间热式二极管,灯丝在大气中将阳极加热到850~950℃,阴极对阳极处于约250V的直流负电压。当微量的卤素气体被吸入探头以后,在通过红热的阳极时,使阳极的离子发射急剧上升,阴极接收到的离子流经放大后,同时由指针式仪表和扬声器的“嘎嘎……”声指示出来。
卤素是指含有氟、氯、溴、碘的卤化物,卤素检漏仪可用来检测上述卤化物的存在。由于氟利昂12(F-12,分子式为CCL2F2)无毒、不可燃、蒸气压高、检漏灵敏度高,所以在卤素检漏中应用最多。
卤素检漏仪灵敏度与检测环境的浓度关系密切。一般来说,它对低浓度(<1ppm)的卤素气体的反应是线性的;对中等浓度(1~100ppm)的反应是指数的;而当浓度很高(>1000ppm)时,则检漏仪会出现饱和或者中毒现象。所以在校准和测量漏率时,应在低浓度范围进行。仪器长时间在卤素气体中工作,灵敏度将会降低,同时会出现指示不稳定和不准确的现象,必须在清洁的空气中工作一段时间才可能恢复正常。如仍无效,那么就必须清洗或更换敏感元件。
能够使卤素检漏仪阳极离子发射急剧上升的,不单单是我们选用的卤素示踪气体,环境中存在的其他气体也可能使卤素检漏仪产生反应(比如香烟的烟雾就会有反应)。这样就使得检漏仪的噪声很大、输出信号不稳定、灵敏度降低。
在进行卤素检漏时,一定要在消除大漏之后,方可利用卤素检漏仪进行检漏,以免仪器产生“中毒”现象。当探测到漏孔后,应马上移开探头,待仪表回到零位后再重复探测。
卤素检漏是一种比较落后的检漏方法,与氦质谱检漏相比,灵敏度要低得多。它的定量也比较困难、误差大,容易中毒,灵敏度不稳定,数据重复性也差。另外,因为氟利昂对大气臭氧层有破坏作用,在国内外已被规定为禁止使用的物质。因为存在这些问题,所以目前使用卤素检漏的很少。我们在选择检漏方法时,不宜将卤素检漏作为首选方案。但是,对于某些特殊产品,其内部灌注的工作介质就是氟利昂。在这种情况下,就只能使用卤素检漏。
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