МАГНИТНЫЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ ДЛЯ ТЕЧЕИСКАТЕЛЕЙ

Розанов Л. Н.
195251, Санкт-Петербург, СПбГПУ, Политехническая, 29
E-mail: roz@vacuum.ru

Магниторазрядный масс-спектрометрический анализатор является основным инструментом высокочувствительного контроля герметичности технических объектов. Его сравнительная простота, высокая чувствительность при анализе легких газов, удовлетворительные метрологические характеристики делают его наиболее удобным для применения в промышленности.

Основные характеристики анализатора: разрешающая способность, приведенная чувствительность, ток эмиссии, постоянная чувствительности, суммарное значение шума и дрейфа, порог чувствительности по давлению вместе с характеристикой течеискателя: эффективной быстротой откачки позволяют рассчитать основной параметр контроля герметичности - порог чувствительности по потоку.

Во всех отечественных масс-спектрометрических течеискателях используется анализатор 3.399.143, разработанный более 20 лет тому назад. За время эксплуатации в нем замечен ряд недостатков: нестабильность выходного сигнала, эффект «зануления», отставание от мирового уровня по порогу чувствительности, масс-габаритным характеристикам и интерфейсу пользователя.

Для устранения указанных недостатков были разработаны несколько конструкций анализаторов, отличающихся от стандартного режимами работы и конструкцией отдельных узлов. Модернизация коснулась таких элементов анализатора как источник ионов, устройство разделения ионов по массам, магнитная система, усилитель ионного тока и аппаратура вывода результатов измерения.

В анализаторе «Унивак-1» была изменена конструкция нировского источника ионов с целью возбуждения осциляции электронов в камере ионизации. Исследованы два магнита: один с отражателем электронов, второй с дополнительной сеткой между катодом и ионизатором. За счет увеличения длины пути электронов в камере ионизации удалось улучшить чувствительность для первого макета. Приведенная чувствительность составила 2*10-2 Па-1, что в 5 раз лучше, чем у стандартного ионизатора. Для второго макета приведенная чувствительность равна 3,4*10-2 Па-1, что в 9 раз лучше, чем у стандартного ионизатора. В этом же анализаторе пименена новая конструкция катода на керамическом основании.

В анализаторе «Унивак-2», с целью повышения стабильности eго характеристик, нировский ионный источник заменен на электростатический, работа которого слабо зависит от величины и направления магнитного поля. Было испытано два макета: со стенками камеры ионизатора, изготовленными из сеточного полотна и с трехэлектродной камерой ионизации. Была показана возможность использования электростатических источников без магнитного поля в анализаторах, без ухудшения его основных характеристик.

В анализаторе «Унивак-2» с целью улучшения массо-габаритных характеристик была установлена внутрикамерная магнитная система. Были получены такие же стандартного анализатора характеристики при уменьшении на порядок массы магнитной системы.

Во всех анализаторах применялась новая система измерения ионного тока на интегрирующих конденсаторах с выводом результатов измерений на дисплей контроллера и персональный компьютер. Разработаны программы для анализа результатов измерений, позволяющие обеспечить графический вывод на экран монитора зависимости выходного сигнала, шума и дрейфа от времени измерения.

Предыдущая.......... На главную страницу.............Следующая