Масс-спектрометрический течеискатель

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рщ 783611 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2601,79 (21) 2717156/25-28с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовано 30,1130. 6 юллвтекь Ио 44Дата опубликования опмсания 30,1 1,80 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ Цель изобретения - расширение Фун" кциональных возможностей с одновременной стабилизацией ускоряющего напряжения, а также подача в камеру массспектрометра пробного газа с наименьшим количеством примесей.Цель достигается тем, что течеискатель снабжен электростатическим цилиндрическим конденсатором с углом Фокусирования, равнымкф,а широкодиапаэонный стабилизатор найряжения электронной системы выполнен с рядом стабилитронов, соответствующих различным пробным газам,Кроме того, течеискатель снабжен диффузионным насосом, работающим с криоэлементами в режиме, рассчитан-" ном по эмпирической формуле.=;11, идои.диф где Т, щИд.фИзобретение относится к испытательной технике и, в частности, к массспектрометнческим методам контролягерметичности,Известно устройство, содержащее 5масс-спектрометрическую камеру, вакуумный насос, вакуумметр и вымораживающую ловушку 11Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является масс-спектрометрический течеискатель, содержащнйдатчик, камеру для размещения датчика, вакуумный насос, вакуумметры,вымораиивающую ловуцку и электронную 15систему с широкодиапазонным стабилизатором напряжения 2 .Недостатком известных устройствявляется то, что с их помощью мсикнорегистрировать утечки только гелия, ;Щчто сужает Функциональные воэможности устройства, Также в течение работы течеискателя возможен уход величины ускоряющего напряжения от номинального значения, что вносит погреюность в измерения, Кроме того, гелий,попадая в камеру масс"спектрометра,имеет большое количество примесей,что также ведет к снижению функцио,нальных воэможностей устройства. температура кипения крибжидкости, используемой в те" чеискателе;температура кипения жидкого азота;номинальная мощность нагревателя диффузионного насосакий 5 илиндрический конденсатОр 10обеспечивающий йокусировку потоковионов пробного газа в фокальную линию,ше 1 рена которой пропорциональна ОЛ,Где с; - уГОл расхождее 1 ия пучеа ионовпри выходе иэ истсчника 13 иоииэации,Сйокусированеый конденсатором 10поток ионов пробного газа поступаетна коллектор 14, усиливается и индуцируется блоком 1 о измерения ионноготока.Ыирокодиапазонный стабилизатор ускоряющего напряжения, выполненный срядом стабилитронов, выбранных такимобразом, что для перехода с одногоЙробного газа на другой достаточно 5 переключиться на соответствующий стабилитрон, величина напряжения стабилиэации которого равна ускоряющемунапряже 11 ию, соответствующему даннофу ра0 5 спользов ание течеискателя поэволяет снизить технологическую себестоимость испытания пуТем снижениярасхода гелия и сокращения циклаиспытаний, а также повысить их надежность и исключить отрицательноевоздействие на проверяемую аппара.уру формула изобретения ГФ "р,)н цФ н доя.,Ь. Где Тмощность нагревателя допол -нительного диЯЕузионногонасоса;И - масса пробного газа.На чертеже представлена блок-схемамасс-спектрометрического течеискателя,Течеискатель содержит дачик 1, размещенный в камере 2, образованнойкриоэлементами из сплошного криоэкрана 3, заполненного криоагентом, вымо,раживающая ловушка 4, вакуумный насос 5 низкого вакуума, вакуумметр 6,калиброванную течь 7, ди 4545 узионный -насос О, дополнительный ди 445 узионе 1 ый насос 9, работающий совместно с ловушкой в режиме, рассчитанном по формуле В камере 2 установлен электростатический цилиндрический конденсатор 3 О, обладающий 5 окусирую 1 ими свойствами. Ускоряющее напряжение в камере 2 стабилизируется широкодиапазонным стабилизатором 11 ускоряющего напря- женЕЕН. Глое 12 задает соотношен;Ее между усеоряюцим напряжением и напряжением, подаваемым на конденсатор, В камере 2 размещены источник 13:,Еонизации, магнитный сепаратор 14 и коллектор 13 р вееходной сиГнал котороГО индуцируется блоком 1 б езмсрения ионного тока.Течеискатель работает следую Еим образом, дАнализи 11 уемый поток газа 1-.оступает в вымораживающую ловушку 4, иэ которой откачивается дополнительным ди 45- Фузионным насосом 9, Соотношение температуры кипене 51 криоагента, зал:Еваемого в ловуш 1 у 4, и 1 ощности подогревателя дополнительного ди 45 фузион Еого насоса 9 в целях обеспечения максимальной чувствительности по определенному пробному газу подбираетс 51 таким Образом чтобы ОбесесчитьЕО минимальную поглотительную способность по данному газу при достаточно высокой поглотительной способности по дру - Г 11 м Газам при этом экспериментальным путем установлено, что данные услови 5145 ВЫПОЛНЯЮТСЯ ПРИ Т, 51 цел Ф =О 11 мТ а5 ОБольк 1 ая часть газового потока, не содержацая пробный газ, поглощается в вымораживаюцей ловушке 4 и откачивается дополнительным диф 45 узионным насосом 9, а затем насосом 5 низкого вакуума, Г 5 камере 2 молекулы поступив шего газа ионизируются в источнике 13 иониэации и под воздействием ускоряющего напряжения поступают в магнитный сепаратор 14, где происходит разделение ионов по энергиям. Так 1 О как величина радиуса траектории движения иое 1 ов газов с массой больше 4-х обуславливает непостоянную избирательность масс-спектрометрической камеры, то в нее устае 1 овлен электростатичес 1, 14 асс-спектрометрический течеискатель, содержащий датчик,. камеру т;.:я размещения датчика, вакуумный насос, вакуумметры, вымораживающую лову ку и электронную систему с широкодиапазо ным стабилизатором напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей с одновременной стабилиза ией ускоряющего напряжения, он снабжен электростатическим цилиндричес 1 им конденсатором с углам окусиров 5 и, равным 1.,7 а широкодиапазонне;й стабилизатор напряжения элекЕрон: ой системы выполнен с рядом стабилитронов соовестаующих раэлич -пробным Газам.2 Течеискате:Еь по п,1 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью подачи в камеру масс-спектрометра пробного Газа с наименьшим количеством примесей он снабжен диФйузионным насосом, работающим с криоэлементами в режиме, рассчитанном по эм 11 нреческой Аорму 51 е темпера.тура кипеыия крио-,жидкости используемойв течеискателе;температура кипения жидкого азота;ПодписноеР д. 4/5 лиал ППП Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная И,цЕ,. - номинальная мощность нагревателя диффузионного насоса; Ме- мощность нагревателя дополнительного диффузионного насоса;М - масса пробного газа,каз 8529/43 Тираж 1 ВНИИПИ Государственноuо делам иэобретени 113035, Москва, Ж"35, Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лапис В,А., Левина Л.Е, Техннка вакуумных испытаний. М-Л, Госэнергоиздат, 1963, с. 189-191.2. Авторское свидетельство СССРР 615375, кл. С 01 М 3/00, 1978