VarianVS氦质谱检漏仪简介.ppt

,Agilent TechnologiesLeak Detector安捷伦科技 氦质谱检漏仪,1.In the 1930s,The Varian brothers invented the“klystron”,a powerful radio vacuum tube central to radar technology.1.1937年，瓦里安兄弟发明了一种名为Klystron的主要用于雷达技术的功能强大的无线电真空管。2.They established Varian Associates,Inc.in april 20,1948.2.1948年4月20日，瓦里安兄弟创建了瓦里安公司。3.In the 1950s,there was greater need for high-quality vacuum tubes.Varian invented the electronic vacuum pump VacIon(see photo).3.在50年代，为了生产高质量真空管，瓦里安发明了离子真空泵VacIon。,MILESTONES 重要历史事件,MILESTONES 重要历史事件,在1961 年Varian 取得了 ConFlat Flanges的专利,成为一种工业真空法兰的标准.,在1965 年Varian(M.H.Hablanian)取得了全新的扩散泵专利,使其达到顶级的抽速性能.,在1972年,Varian引入了逆流概念,Contra-Flow,带来了检漏仪技术的革命性变化.,在 1992 年Varian在分子泵领域取得了复合泵 MacroTorr的专利,在1998 年Varian获得了TriScroll 的专利.,制造工厂概况,TORINO 意大利都灵 LEXINGTON 美国莱克星敦 TOTALFACILITIES 厂房:EMPLOYEES 员工:400350750FIELD 其他地区员工：150TOTAL 共计:900ISO 9001 CERTIFIED通过ISO9001认证,Scroll Pumps干式涡卷泵Rotary Vane Pumps旋片泵Diffusion Pumps扩散泵Turbo Pumps分子泵,Ion Pumps离子泵Leak Detectors检漏仪Instruments真空计Valves and Components阀门和真空元件,Varian真空产品,中国科学院物理所中国科学院兰州近代物理研究所中国科学院高能物理研究所中国科学院上海光机所中国原子能科学研究院中国科学院合肥等离子体研究所核工业理化工程研究院华北光电技术研究所清华大学华东师范大学复旦大学上海交通大学等等,（排名不分先后）,检漏技术原理简介,检漏的目的,检漏的基本目的是为了防止工作气体或液体从产品中泄漏出来以及不需要的气体或液体进入密封产品，在密封产品上寻找漏孔的位置和测量漏孔的大小,密封产品,泄漏的气体,漏1cc时间 0.5second 28 hours 10 minutesmin to hours 3 years 30 years,漏率范围10-1 to 110-510-3 to 10-410-2 to 10-610-7 to 10-910-9,各行业对检漏技术的需要,电力学灯泡管到变压器发电厂断流器,检漏应用,漏率比较,Decay(压降法)Bubble(冒泡法)Sniffing(吸枪法)Accumulation(累积法)“Hard”Vacuum(真空法)Other,主要检漏方法.如何进行选择？,检漏方法,冒泡法,压降法,卤素吸枪法,氦质谱检漏仪,102,101,100,10-1,10-2,10-4,10-5,10-6,10-7,10-8,漏率大小 atm.cc/sec.,10-9,10-3,大致可检漏率范围,不同检漏方法的适用范围比较,10-10,10-11,10-12,为什么用氦气检漏？,He是一种标准元素，原子质量数为4。空气中He的本底浓度非常低，使得He质谱计的本底噪声信号小，因此He作为检漏工作气体成分在实际应用中是非常理想的。无论在哪里，He气的获得都不是件很困难的事情。无毒。非可燃性气体。惰性气体，不易发生化学反应。氦气可以存储在各种尺寸的圆筒容器内，并且最高纯度能够满足最为苛刻的医用要求。满足无损检测要求,为什么使用He作为检漏物质？,GAS Symbol%By Volume PPMNitrogen N2 78.08 780800Oxygen O2 20.95 209500Argon Ar 0.93 9300Carbon Dioxide CO2 0.03 300Neon Ne 0.0018 1Helium He 0.0005 5Krypton Kr 0.0001 1Hydrogen H2 0.00005 0.5Xenon Xe 0.0000087 0.087 Total 99.9924587 999924.587,残余气体分析谱,H2,He,C,CH2,H2O,N2 and CO,O2,Ar,CO2,环境空气的成分构成,真空泵,真空系统的气载组成,Pressure(mTorr),Time(min),30,20,10,0,5,15,25,10,20,30,35,40,Outgassing+Real Leak,Real Leak,实漏+虚漏条件下的压升曲线,实漏孔的来源,有缺陷的接缝或密封,包括:焊缝 铜焊点焊接点玻璃到金属密封O 型圈和垫圈材料的缺陷,Response time is defined as the time to reach 63%of the signal.,Where:t=Time(seconds)V=Volume(liters)S=Helium pumping(l/s),Example 1:V=50 liters S=0.2 liters/sec.Example 2:V=50 liters S=5 liters/sec.,S,响应时间,响应时间,响应时间,Disappearance time is the time required for the leak detector to recover to its desired sensitivity after being exposed to a specific leak rate.,td=Disappearance time in seconds.V=Volume in liters.S=Helium pumping speed in l/s.Q=Leak rate in atm.cc/sec.Qm=Smallest detectable leak.,Example 1:Example 2:V=50 liters V=50 liters S=4.4 liters/second S=0.2 liters/second Q=1 x 10-4 atm.cc/sec.Q=1 x 10-4 atm.cc/sec.Qm=1 x 10-8 atm.cc/sec.Qm=1 x 10-8 atm.cc/sec.,清除时间,对氦质谱检漏仪的要求,高灵敏度(Short Appearance time),占用空间小,可移动性/便携性,洁净的无油系统,Semiconductor testing operation conditions require very high sensitivity and outstanding“ZERO”capabilities to guarantee a fast“appearance”times and to meet the tightness requirements.,高抽速真空泵,In order to achieve fast“appearance”time,when testing large components without the need of auxiliary pumps,most leak detector arrangements are to be geared up to provide for a large helium pump capability.,As contamination is to be minimized,modern helium leak detection arrangements have to provide for hydrocarbon free operation(to include all applied pumps).,As the leak detectors are to be used on multiple systems,mobility/portability is an important factor,Leak detectors used in the service corridors have to meet specific maximum dimensions to be moved around efficiently.,快速的响应时间和清除时间,To assure proper operation and efficiency during gross leaks and fine leak detection,Varian 检漏仪型号,VSPR,VSMD,959,PHD-4,L990-DLD,检漏模块,吸枪检漏法对各种内部压力高的系统进行检漏（如气体输运管或者高压容器）对真空流导较差或者内部可能存在饱和蒸汽压较高（如水循环冷却管道等）的系统进行检漏,常用氦质谱检漏法,喷吹检漏法真空系统检漏对能够承受一个大气压腔体内外压差的被检件进行检漏,系统总漏率测量（定量）内真空检测/内充氦检测可承受15 psi（约103kpa）内外压差的密封真空器件（例如汽车安全气囊系统的储气装置）备压检漏小型密封器件（例如IC模块）累积法检漏不能承受超过1个大气压内外压差的密封容器（例如汽车油箱等）对于使用内充氦法而言体积太大的真空系统上的待检部件,常用氦质谱检漏法,He,SPRAYPROBE,真空检漏法-外部喷氦,避免误判漏孔的位置在静止空气环境下，自上而下对系统进行喷吹。在流动空气环境下工作，需考虑以下因素：自下风口至上风口方向检测 进行精细测试工作时需使用遮挡物以阻挡风的影响 使用适当物品（如橡胶手套等）将被测的位置与周围的其他部件隔离开来使用隔离罩将被测位置罩起来与周围隔离，并向隔离罩内通入氦气,喷吹检漏技术,精确测量漏孔的漏率,喷吹检漏技术,将漏孔位置的空气置换为100%He喷吹氦气的时间应达到系统响应时间的4倍以上，系统响应时间t=V/S，V是真空腔体的容积，S为真空泵对He的抽气速度如果系统当中还有并联的粗抽泵使用，需要知道并联泵之间的分流比,He,PressurizedwithHe,吸枪检漏法,Vacuum,备压检漏法,步骤 1:将内容容积体积为V的被检件至于密闭腔体内，通入备压压强为P的示漏气体，通气时间为T。,备压检漏法(1),步骤 2:将备压后的被检密封件放入与检漏仪抽气口相连的测试腔体中，在经过最大释放等待时间t后测量He的分压变化。通过这种外真空方法得到显示漏率数值S。被检件的真实漏率与检漏仪显示漏率S、内部容积V、备压压强P、备压时间T和测试等待时间t相关。,备压检漏法(2),Qb=Helium detector reading in atm.cc/sec.Sb=Detector helium pumping speed in liters/sec.Sa=Helium pumping speed in liters/sec.of auxilary pump.Qt=Helium leak rate to be detected.Example:Assume:Sb=0.6 liters/sec.Sa=2.5 liters/sec.Qt=1 x 10-8 mbar.l/s,Qb,=,*(1*10-8),=2*10-9 mbar.l/s,Sb,Sa,VacuumChamber,Qt,分流条件下的漏率计算,测试分流损失在腔的远处放置一个标准漏孔测试漏率读数比较读数值可标准漏孔的实际值,分流测试系统框图,专用粗抽泵,被测腔,检漏仪,检漏仪的粗抽泵,标准漏孔,氦气流,注意事项,对于大多数要求测试灵敏度 10-7 std.cc/sec的真空系统和部件检漏工作而言，正确理解检漏操作的各个步骤是有必要的。,如果使用抽速不匹配的真空泵对一个大的真空容器进行检漏，操作者必需意识到外接喷枪所提供的精细He气流是不能提供足够强的He质谱信号并获得正确结果的！,警告！,优化的设计，使VS系列检漏仪更适用于恶劣的工业环境快速清氦，提高生产效率维护成本低符合CE,UL和CSA标准,检漏仪的应用,工业应用真空炉工业镀膜电子束焊接设备,检漏仪的应用,电力行业 冷凝器 热交换器 蒸汽循环系统 地下管线,检漏仪的应用,高能物理 加速器 同步辐射光源束线 其他,检漏仪的应用,半导体的应用 工艺设备 气路管道 气体传输设备,检漏仪的应用,汽车配件 电子器件 制冷器件 封装器件 医疗&植入器件 小型电子元器件,检漏仪的应用,基础研究 微电子 实验室装制 表面分析系统 空间模拟装置,检漏仪的应用,瓦里安新型VS系列检漏仪产品介绍,可选中文操作界面归零及自动归零功能系统测试时，分流设定无线遥控器（100米）检漏数据记录专用软件,VS 新型检漏仪的主要优势,VS检漏仪的主要性能,1，最小可测漏率：510-12 Atm.cc/sec（=510-13 Pa.m3/sec）；2，启测压强（最大前级耐压）：10 Torr(=1330 Pa)；3,双键操作，全中文操作界面，大屏幕彩色触摸屏；4，校准和操作方式：全自动,带温度自动补偿；5，反应时间：0.5 sec；6，单位选择：atm cc/sec、mbar l/sec、Torr l/sec、Pa m3/sec；7，背景扣除能力：每次下压2.5个量级，具有自动记忆功能；8，检漏仪前级泵抽速：11.6 m3/hour（3.2 liter/sec）。9，7种语言可以选择，包括中文,操作简便,只有两个操作按键测试放气,VS检漏仪的操作界面,高分辨率彩色触摸屏,彩色触摸屏反应灵敏宽视角 130,中文操作界面,独有的“Auto Zero Zero”功能自动补偿检漏仪内真空泵对He本底浓度的自然清空避免了对小漏孔可能出现的漏检,Zero Zero 功能保证了氦检漏具有非常高的灵敏度,本底追踪功能,随着时间推移系统的自然氦本底也在逐渐减低，当零点低于“Under”时，小漏可能会被漏检。为避免这一现象的出现 VS配备unique ZERO ZERO功能，每50 ms 进行一次零点调整。,背景扣除自然零点追踪功能,VS检漏仪的创新功能-自动零点跟踪,2,1,Leak Rate Display(std cc/sec),Leak measurement in the presence of actual 8.0E-9 std cc/sec leak,displays background+actual leak,10-9,10-7,10-8,8.0E-9 Actual Leak,displays actual leak,2.0E-8 Background,10-7,10-8,10-9,2.8E-8 std cc/sec,8.0E-9 std cc/sec,2.0E-8 Background,关于氦本底的零点信号,Qb=被检测到的对氦的漏率atm.cc/sec.Sb=检漏仪对氦的抽速 liters/sec.Sa=粗抽系统对氦的抽速 liters/sec.Qt=.在真空室实际氦的漏率 例子:假设:Sb=0.6 liters/sec.Sa=2.5 liters/sec.Qt=1 x 10-8 mbar.l/s,Qb,=,*(1*10-8),=2*10-9 mbar.l/s,分流效应,Sb,Sa,真空室,Qt,VS检漏仪的创新功能-自动分流比,最小可检灵敏度:5X10-13Pa.M3/S灵敏度覆盖范围：12个量级,高灵敏度检漏仪,VS新型检漏仪产品的性能,多种语言操作界面,中文韩语日本语法语德语西班牙语英语,多种漏率，压强单位的显示方式,可选漏率单位：Atm.cc/s,Mbar.l/s,Pa.m3/s,Torr.l/s Cubic-ft/yr可选压强单位：Torr,Mbar,Pa,全新的质谱技术!135 电离偏转(自然聚焦点)质量数为3的离子状态的水蒸气可从氦信号中分离出来消除离化的炭对质谱室的污染金属密封结构,VS检漏仪质谱室结构原理图,VS 质谱室性能,出色的质谱分离效果,新的电子线路及信号处理设计可稳定获得 5e-13 MDL电路板靠近质谱室的安装方式可实现去掉电缆线 从而减小电路噪音：新 A/D 转换技术可实现:监测到小的氦信号确保好的信噪比 产生稳定信号扩大动态范围改良的RC 检测线路可实现：快速响应和快速清除。专业的软件监测到氦气信号并自动优化系统的响应和稳定性,清氦&反应时间,大通导组合阀体分子泵泵口及中间级同时参与抽气可实现快速清氦和快速响应响应时间：0.5秒,标准漏孔组件,新型内置标准漏孔,远程无线遥控装置带来更便利的应用体会通过无线装置实现对VS系列检漏仪的操作控制与数据监控r,黑白液晶显示屏以柱状图以及数字两种方式显示漏率读数 可选对数或线性显示 遥控系统自动匹配检漏仪设定的显示单位,VS检漏仪远程无线遥控装置,检漏仪设置面板,远程无线遥控装置技术规格,室内环境下工作距离可达100米 可使用4节AA电池或直流电源供电 具有音频报警功能（扬声器或耳机）信号强度指示 在一定工作范围内可同时控制多台VS检漏仪 英文操作界面 电池电量指示,输入/输出端口,DB25S female connector See Appendix C of VS User Manual(Rev B)for detailed information.(2)USB A type and(1)USB B type connector(currently non-functional),Leak Test Data Wizard数据分析软件,采用干式涡旋泵的全无油VSMD30,外形尺寸,VS系列各型号产品详细配置,Comprehensive Service and Support plans 全面服务和支持方案。Exchange units stock in the North America,Europe,Japan,Korea,and Greater China 在北美、欧洲、日本、韩国和大中华区有交换件的库存。The Fastest Delivery to Customer Site 以最快速度发到客户处。Customized Service Plans to meet OEMs needs 根据OEM的要求可定制服务方案。,GLOBAL AFTER SALES SUPPORT全球售后服务,SERVICE 服务,售后服务与技术支持,专业的技术团队,备品备件的库存,On site training,备品备件库存1、在上海、北京均有Spare parts作库存，当低于安全库存时，系统自动补足，确保客户检漏仪正常运行；有4台VS demo机，可给客户使用2、如果遇到几率非常小的事情，比如配件无库存，国外工厂交货期2-4周,On site training:1、装机时提供现场操作及检漏技术培训。可提供设备维护培训。2、根据客户要求可提供现场真空技术及检漏应用再次培训,售后服务与技术支持,应用,服务&技术支持程序检漏仪培训程序操作培训维修培训现场培训世界范围的技术培训,Varian售后服务与技术支持,