一、基本原理

氦质谱检漏（Helium Mass Spectrometry Leak Detection）是一种高灵敏度的气体泄漏检测方法，利用氦气（He）作为示踪气体，通过质谱仪检测氦分子信号来定位和量化泄漏点。其核心原理包括：

1. 示踪气体特性：氦气分子小（直径约0.26nm）、惰性强、无毒，易穿透微小漏孔，且在空气中本底浓度低（约5ppm），检测干扰小。
2. 质谱分析：氦气进入质谱仪后电离为He⁺离子，通过磁场分离并检测其质荷比（m/z=4），灵敏度可达10⁻¹² Pa·m³/s（相当于年漏率小于1克氦气）。

二、应用场景

1. 高真空设备：半导体芯片制造腔体、粒子加速器、空间模拟舱等。
2. 密封系统：航天器燃料管路、核反应堆冷却系统、锂电池封装。
3. 工业部件：空调/制冷系统、汽车油箱、医疗器械（如透析机）。

三、检测步骤与操作规范

1. 检测前准备

• 设备校准：使用标准漏孔（如1×10⁻⁷ Pa·m³/s）校准质谱仪，确保量程覆盖目标漏率。
• 系统抽真空：将待测件接入真空系统，预抽至≤10⁻⁴ Pa，降低本底氦气干扰。
• 示踪气体注入：
  • 喷吹法：向可疑区域喷氦气（压力0.1-0.2MPa），实时监测质谱信号。
  • 氦罩法：将待测件置于充氦环境中（氦浓度50%-80%），检测氦气渗入速率。

2. 泄漏定位与定量

• 信号响应时间：根据质谱仪信号峰值延迟时间（通常1-10秒）判断漏孔位置。
• 漏率计算：依据信号强度与标准漏孔比对，计算实际漏率（公式：Q=Q₀×(S/S₀)，Q₀为标准漏率，S/S₀为信号比）。

3. 数据分析与报告

• 漏点标记：记录漏点坐标、漏率及对应部件（如焊缝、密封圈、阀门）。
• 验收标准：根据行业规范判定是否合格（如半导体设备要求漏率≤1×10⁻¹⁰ Pa·m³/s）。

四、技术优势

1. 超高灵敏度：可检测微米级漏孔（直径≥1μm），远超气泡法（灵敏度~10⁻⁴ Pa·m³/s）。
2. 快速定位：实时响应，适用于复杂系统的多点泄漏排查。
3. 无损检测：不破坏被测件结构，适用于精密仪器和已封装产品。

五、注意事项

1. 环境控制：检测区域需避风，防止氦气扩散干扰；避免使用含氦气源（如气瓶泄漏）。
2. 设备维护：定期清洁质谱仪离子源，防止油污或颗粒物污染。
3. 安全防护：高浓度氦气可能导致缺氧，操作时需通风或佩戴氧气监测仪。

六、典型应用案例

案例1：航天器燃料管路检漏

• 问题：某卫星燃料阀门口疑似泄漏，传统方法无法定位。
• 解决方案：采用喷吹法对焊缝逐点检测，发现一处1×10⁻⁹ Pa·m³/s漏孔，经焊接修复后通过复检。
• 结果：系统漏率降至5×10⁻¹¹ Pa·m³/s，满足航天级密封标准。

案例2：半导体晶圆反应腔检漏

• 问题：CVD腔体真空度异常，晶圆表面出现污染。
• 解决方案：氦罩法检测发现腔门密封圈老化，更换后漏率从3×10⁻⁸降至5×10⁻¹¹ Pa·m³/s。
• 结果：晶圆良品率提升15%，设备停机时间减少70%。

氦质谱检漏技术通过精准的示踪气体分析与高灵敏度检测，为高要求密封系统提供了可靠的泄漏诊断方案，广泛应用于尖端制造与科研领域。

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书

证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS认可

实验室认可证书

证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

ISO认证

质量管理体系认证证书

证书编号：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日

关于我们

部分仪器

合作客户