Por que os detectores de vazamento por espectrometria de massa de hélio escolhem o hélio como gás traçador?

Por que o hélio foi escolhido como gás traçador?

Requisitos para gases traçadores:

1. Inofensivo: não pode causar poluição, danos ou riscos à segurança do corpo humano, do meio ambiente, da parte inspecionada, do detector de vazamento;
2. Gás leve e inerte, pode penetrar em pequenas rachaduras;
3. Propriedades químicas estáveis, sem reação química ou inflamável e explosivo;
4. É melhor atender aos requisitos de sensibilidade de detecção de vazamento apenas com o mínimo de gás possível no ar.

Tipo de gás traçador

1. Gás hidrogênio H2
2. Hélio 3 (gás isótopo de hélio)
3. Hélio 4 (He4)

Atualmente, a grande maioria dos detectores de vazamento de espectrômetro de massa de hélio do mundo usa hélio como gás traçador, geralmente a detecção de vazamento usa hélio He como gás traçador, mas também usa hidrogênio H2 como gás traçador. Hidrogênio e hélio são gases traçadores ideais: o conteúdo de ar é pequeno, a massa é leve, a velocidade é rápida e a distância de deslocamento linear é longa nas mesmas condições. No uso real, também é relativamente fácil de obter e pode ser usado em grandes quantidades. No entanto, o hidrogênio tem certos problemas de segurança em uso, então a maioria da detecção de vazamento real usa hélio.

O hélio é geralmente escolhido como gás traçador no detector de vazamento de espectrometria de massa de hélio fotoelétrico Bowie, principalmente pelos seguintes motivos:

1. O conteúdo de hélio no ar e o gás residual do sistema de vácuo é muito pequeno (cerca de 5,2 ppm no ar), e também é muito pequeno no gás de saída do material, então a pressão de fundo é pequena e a corrente de fundo de saída é pequena. Como o fundo é pequeno, a flutuação do fundo é causada por alguns motivos, ou seja, o ruído de fundo é pequeno, então a pequena taxa de vazamento pode ser refletida. Alta sensibilidade.
2. O hélio tem uma massa pequena (massa molecular relativa é 4) e é fácil de passar por furos de vazamento. Dessa forma, o hélio tem uma taxa de vazamento maior do que outros gases, exceto o hidrogênio, através do mesmo furo de vazamento, que é fácil de encontrar e tem alta sensibilidade.
3. O hélio é um gás inerte, não reage com a parede da peça inspecionada, não polui a peça inspecionada e é seguro para uso.
4. Em ambos os lados do hélio estão o hidrogênio (razão massa-carga de 2) e o átomo de carbono duplamente carregado (razão massa-carga de 6), ambos os quais diferem muito do hélio. Dessa forma, seu raio de deflexão no analisador também é grande e fácil de separar. Ao calibrar para encontrar o pico de hélio, não é fácil ser interferido por outros íons, então reduz a exigência de precisão de fabricação do analisador e é fácil de processar. Ao mesmo tempo, a lacuna entre o eletrodo de saída do analisador e o polo acelerador da fonte de íons também pode ser ampliada para permitir que mais íons de hélio passem e melhorem a sensibilidade do instrumento.
5. O hélio não é facilmente adsorvido na parte testada e no sistema de vácuo, de modo que um furo de vazamento pode ser detectado para fazer o sinal de hélio desaparecer rapidamente, a fim de continuar a detecção de vazamento, melhorando a eficiência de detecção de vazamento do instrumento.