檢漏技術在真空領域占有非常重要的地位，它關系到真空設備的各項真空指標，如何快速精準地找到漏點關系到企業的生產效率與經營成本。氦質譜檢漏儀是第二次世界大戰期間快速發展起來的一種高精度檢漏儀，其靈敏度高達10^-15Pa·m³/s。當今常見的氦質譜檢漏儀靈敏度在10^-9~10^-13Pa·m³/s。

一、氦質譜檢漏儀是如何工作的？

氦質譜檢漏儀由離子源、分析器、接收器、真空系統、電子線路及其他電氣部分組成。為了方便解釋氦質譜檢漏儀是如何工作的，我們以磁偏轉型的氦質譜檢漏儀為例進行說明。

圖1表示氦質譜檢漏儀的原理圖，在質譜室的離子源N內，氣體被電離成離子。在電場作用下離子聚焦成束，并以一定的速度經由縫隙S₁進入磁分析器，在均勻磁場的作用下，具有一定速度的離子束，將按圓形軌跡運動。調節加速電壓U使氦離子束M₂恰能通過縫隙S₂到達收集極K而形成離子流。利用弱電流量測設備，使之在輸出儀表與音響裝置上反映出來。而其他不同于M₂的離子束（如圖中M₁，M₃）則以不同的偏轉半徑而被分開。

  圖1  檢漏儀原理圖

二、噴吹法檢漏

1. 噴吹法檢漏的原理

噴吹法檢漏是利用輔助真空泵或檢漏儀對被檢產品內部密封室抽真空，然后在被檢產品外表面噴吹氦氣，當被檢產品表面有漏孔時，氦氣就會通過漏孔進入被檢產品內部，再進入氦質譜檢漏儀，檢漏儀會報警并顯示當前漏率值。

2.噴吹法檢漏的優缺點

優點：

1.檢測靈敏度高；

2.定位準確；

3.對大容器或復雜結構產品的檢漏可靠性高。

缺點：

1.漏率檢測只能在一個大氣壓差內；

2.不能準確反映帶壓被檢產品的真實泄漏狀態。

三、真空檢漏的具體方法

為了方便說明真空檢漏方法，我們以真空爐為例進行真空檢漏。真空爐主要由機械泵、羅茨泵、擴散泵、前級管路、爐體等幾部分組成，如圖2所示。真空爐的生產中常見問題是極限壓力合格，而升壓率不合格，或者是兩者都不合格，比較少見的是升壓率合格但極限壓力不合格。

 圖2  真空爐示意圖

（1）極限壓力合格，升壓率不合格

極限壓力合格說明設備沒有明顯漏點，且真空系統的抽氣性能正常。升壓率不合格，主要原因是從粗抽閥到爐體有一些較小的漏點，通常在1×10^-9~9.9×10^-4Pa·m³/s之間。檢漏步驟為：

1.用力按壓氣袋從粗抽閥開始向爐體方向噴吹氦氣，遍針頭移動的速度可以快些，對設備的全部焊口、法蘭連接、動密封、熱電偶連接等處進行全面檢漏，在焊口不規整及法蘭連接縫隙不均勻處將噴吹移動速度放緩并進行細致檢查。

2.不按壓氣袋，用針頭緩慢地對可疑位置進行檢查，漏孔會吸入針頭中存有的少量氦氣，觀測檢漏儀屏幕漏率值噴吹過程中的變化，找到漏率且上升的點即是漏點。

3.向各個加熱電極、爐體水套等通水腔體內噴吹氦氣檢查泄漏情況。若檢漏多遍后升壓率仍不合格，可以用塑料布、膠帶對可疑的焊口、法蘭連接處、熱電偶、電極等處進行包裹罩封，然后向罩中噴入氦氣，觀察檢漏儀的漏率變化，如果緩慢上升，說明被包裹的位置存在漏點。

（2）極限壓力不合格，升壓率合格

這種情況原因通常出現在粗抽閥到機械泵部分的各個連接管路的焊口及法蘭連接或真空泵本身性能。檢漏步驟為：

1.檢查機械泵與羅茨泵連接的波紋管法蘭，很容易由于波紋管法蘭膠圈沒壓好或波紋管焊口損壞造成漏氣，由于機械泵運轉的振動較大，法蘭螺栓容易松動，波紋管焊口長時間受振動也會導致裂紋造成漏氣。

2.檢查壓差閥或放氣閥進氣口及機械泵、羅茨泵、擴散泵的外殼是否漏氣。放氣閥的電源被忘接或閥的磁感應線圈被燒壞導致閥無法正常關閉也會導致漏氣。

3.若步驟1和2均未檢出漏點，就要考慮各個真空泵性能的問題，首要檢查機械泵油、羅茨泵油是否缺少，如果泵油缺少會大大降低泵的抽氣性能，其次檢查機械泵的閥片，通過向機械泵排氣口噴吹氦氣來檢測其閥片的密封性。擴散泵油或擴散泵加熱器異常也會造成極限壓力不合格。還應檢查真空計是否準確以及真空系統設計是否滿足技術要求。

（3）極限壓力、升壓率都不合格

這種情況通常存在大于等于9.9×10^-4Pa·m³/s的較大漏點，檢漏步驟為：

1.用內徑0.5mm左右的針頭從機械泵到爐體快速的噴吹一遍，會很快發現漏點，這時發現的漏點都較大，然后應立即焊接處理或用封泥封堵，一旦封堵成功，真空度和檢漏儀靈敏度會明顯提高。

2.第二遍檢漏，進行第二遍檢漏時速度要較遍慢些，重點檢查表面不規整的焊口、法蘭接縫處、動密封處、熱電偶密封、電極、線圈、水套、各種膠圈處等部位。具體步驟與極限壓力不合格、升壓率合格的檢漏方法相同。

綜上三種問題，通過外部檢漏通常都會解決，但在多遍檢漏后問題若是仍然存在，我們就應該考慮是否存在內部漏點。筆者發現，內漏大多來源于各種充氣閥。若要驗證，可以在閥門保持關閉的狀態下，將閥門的保護氣體一端法蘭打開一縫隙，充入氦氣檢查是否漏氣，若不漏氣，再將閥門連接好后立即充入保護氣體到管路中，如果這時檢漏儀漏率值上升，那么就可以確定充氣閥泄漏是真空指標不合格的原因。

原文發表于《真空》雜志2019年第1期，本文有所刪減。