Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 77 приводится упрощенная схема одного из типов, м а ос - сп ектром етр о®. И он ы .возникают в точке Е при столкновениях молекул газл с электронами, источником которых обычно является вольфрамовый катод. (Можно использовать и другие типы источников электронов.) Ионы выходят из щелей по прямым линиям и проходят через*, экран В. После прохождения промежутка между магнитными полюсными наконечниками М траектория движения ионов искривляется. Некоторые ионы проходят через второй экран В\ попадают в щель коллектора 5 и затем на коллектор ионов С. Более тяжелые ионы, траектория которых искажается меньше, не достигают экрана и вследствие этого попадают на стенки камеры. Воздействие магнитного поля на более легкие ионы приводит к тем же самым результатам вследствие чрезмерного искривления траектории. Снаружи коллектор ионов присоединяют к усилителю и соответствующему прибору для воспроизведения сигнала.
Принципиальная схема масс-спектрометра используется в вакуумном течеискании (см. стр. 86—88). В этом случае все условия поддерживаются постоянными соответствующей настройкой, делающей прибор чувствительным только для одного элемента. Обычно используется гелий по следующим причинам.
1. Содержание гелия в атмосфере очень мало (1:200000 частей* воздуха), поэтому его фоновый «шум» пренебрежимо мал или вообще отсутствует |[Л. 2].
2. Атом гелия достаточно мал, чтобы проникнуть в очень маленькие течи.
3. Гелий инертен, невосплахменяем и нетоксичен.
Предлагаемый метод испытания приборов на вакуумные течи в виде блок-схемы изображен на рис. 78. Дроссельный вентиль V3 закрыт до начала процесса течеискания, однако откачивающая система Р2, РЗ работает постоянно, а вентиль V4 открыт. Охлаждаемую ловушку СТ
Рис. 78. Установка для обнаружения течеп посредством масс-спектрометра.
220
с
Уплотнение
\__
I^==?§F*2bz2
>----rr?WgZZZ
Рис. 79. Калиброванная гелиевая течь для юстировки масс-спектрометра.
заполняют жидким азотом, а затем подвергаемый испытанию прибор Г подсоединяют к системе предварительной откачки (слева от пунктирнон линии). Предохранительный вентиль V2 закрывают, вентиль VI открывают, и начинает работать форвакуумный насос Р1. При отсутствии больших течей (стр. 86) эту систему откачивают до того момента, как манометр G1 (например, манометр термопарного типа) укажет достаточно низкое давление, чтобы можно было открыть дроссельный вентиль V3, не опасаясь загрязнения источника электронов. Соединение систем предварительной откачки и масс-спектрометра осуществляется таигановым вакуумным трубопроводом или металлическим шлангом сильфонного типа. Вентиль V3 открывают медленно во избежание резкого проникновения воздуха. Манометр G2 (ионизационный манометр с холодным катодом конструкции Филипса или Пеннинта, стр. 290) на масс-спектрометрической системе обычно указывает более низкое давление, чем манометр G7, вследствие его близости к охлаждаемой ловушке и диффузионному насосу РЗ.
Если положение подозреваемых малых течей неизвестно, то испытуемый прибор покрывают подогнанным пластмассовым мешком, который затем заполняют баллонным гелием с давлением лишь несколько выше атмосферного. Присутствие течи фиксируется масс-спектрометром вследствие его чувствительности к одному гелию. Если течь очень мала, то перед реакцией -прибора должно пройти несколько минут. Масс-спектрометрический индикатор оборудуется многопозициопным шунтом. Эю позволяет оценить относительный размер течи (если последняя существует), причем при относительно больших течах переключение диапазонов не требуется.
После обнаружения течи пластмассовый мешок удаляют и гелий небольшими дозами подают во все места, где подозревается наличие течи, например сварные нивы, спаи и другие соединения. Пробник перемещают вдоль 'поверхности очень медленно. Всегда следует иметь в виду, что гелий легче воздуха, поэтому поиски течи следует начинать с 'верха прибора.
Чувствительность хорошего масс-опектрометрического течеис-кателя должна составлять 10~12 л/сек; кроме того, прибор должен быть оборудован схе-
мой для получения звукового сигнала, 'высота которого возрастает с увеличением количества гелия, попадающего в систему через
течь. Такая схема позволяет оператору не наблюдать за измерительным прибором. В систему помещают также калиброванную течь CL [Л. 3], как показано на рис. 79, для того чтобы время от времени можно было контролировать калибровку масс-спектрометра. Простая стандартная течь из стекла изображена на рис. 79. Трубку откачивают и
заполняют гелием с атмосферным давлением. Стенки малой трубки настолько тонки, что атомы гелия могут медленно диффундировать сквозь них.
0 Ш)
Рис 80. Схема установки для промышленного течеискания.
1 — вакуумный манометр 2 — многорожковая витка, 3— к течеискателю
221
Прежде чем удалить прибор с испытательного стенда, откачивают источник электронов и усилитель; вёнтиль V3 закрывают и выключают форвакуумный насос Р1. Открыв предохранительный вентиль V2, впускают воздух в форвакуумную часть системы; после этого можно удалить сосуд Т.
