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質譜儀型測漏儀有何偵測限制條件

偵測限制、背景、機油中的氣體儲存 (氣鎮)、浮動零點抑制

最小可偵測的洩漏率由要偵測之氣體的自然背景等級指定。

若電子工具靈敏度夠高,即使測漏儀入口關閉,系統仍可偵測到進入質譜儀的受測氣體。

質譜儀產生的背景訊號將決定測漏儀的偵測等級。

用於對質譜儀抽真空的高真空幫浦系統通常包含渦輪分子幫浦與油封式迴轉葉片幫浦。與每種液體一樣,迴轉葉片幫浦中的密封油能夠溶解氣體,直至機油中溶解氣體與機油外部氣體之間達到平衡為止。

當幫浦升溫時,此平衡狀態即代表測漏儀的偵測限制。

然而,測試氣體不僅經由入口進入測漏儀。不正確安裝或不適當處理測試氣體,均可能使測試氣體透過回壓閥和/或氣鎮閥進入測漏儀內部。

這必然會導致機油與彈性密封件內的測試氣體含量升高,進而造成背景訊號增加。

結論:機油內出現的測試氣體愈多,測漏儀的背景訊號就愈高。

若為時下常見的測漏儀安裝方式 (參見下方圖 7),氣鎮閥與回壓閥會連接至空氣流通處。測漏儀出口應盡可能至少連接至洩漏測試所在的房間之外。升高的背景訊號

可透過開啟氣鎮閥並引入無測試氣體的氣體 (如新鮮空氣) 再度降低。可以說,儲存於機油內的氦氣將被沖走。由於效果一律只會影響出現在幫浦本體中的機油部分,因此必須繼續沖洗程序,直到來自幫浦的所有機油都已再度循環多次為止。這段時間通常為 20 到 30 分鐘。

圖 7:逆流測漏儀的真空圖

圖 7:逆流測漏儀的真空圖

如果是所謂的「乾式測漏儀」,亦即不含油封式真空幫浦的測漏儀,則無機油中含藏氣體的問題。然而,乾式測漏儀仍需使用無測試氣體的氣體沖洗,因為測試氣體會逐漸累積在這些裝置內部。

為了讓使用者免去必須隨時注意背景等級的煩惱,並簡化測漏儀操作起見,於是將所謂的浮動零點抑制功能,整合至所有 Leybold 測漏儀的自動操作概念中。在此,

會儲存在進氣閥關閉之後測量的背景等級,然後再次開啟閥時,會將此值從後續測量中自動扣除。只有在相對較高的閾值等級下,顯示面板才會顯示相應的警告。

與浮動零點抑制無關,Leybold 測漏儀都可以進行手動零點移動。此處顯示的特定時刻的測漏儀將重設為零,以便只會顯示從那時起洩漏率的升高。這只能協助評估顯示,當然無法影響其準確度。

圖 8:零點抑制的範例

圖 8:零點抑制的範例

上圖旨在說明零點抑制:

  • 左側圖表:訊號明顯大於背景。
  • 中間圖表:背景已顯著升高;訊號幾乎無法分辨。
  • 右側圖表:背景透過電控方式抑制;訊號可再次明確識別。

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