Helium-Leck-Detektor - DPS-Vakuum

1.4 Technische
Beschreibung
Der L 200 kann das durch Leckagen einströmende Prüfgas
Helium mittels eines selektiven Massenspektrometers
nachweisen und quantifizieren. Er arbeitet dabei
nach dem Prinzip eines Gegenstromlecksuchers, d.h.
einströmendes Helium diffundiert entgegen der Pumprichtung
der Turbomolekularpumpe in das Massenspektrometer,
während schwere Gase, vor allem Wasserdämpfe,
zurückgehalten werden. Eine Kühlfalle in Verbindung
mit flüssigem Stickstoff ist daher nicht
erforderlich.
Der L 200 besteht im wesentlichen aus folgenden Baugruppen:
- ein 180 ° - Magnet-Massenspektrometer als Nachweissystem.
- ein Hochvakuum-Pumpsystem
- ein Ventilblock zur Steuerung des Gasstroms
- die jeweiligen elektrischen und elektronischen Baugruppen
für elektrische Versorgungen und Signalbeeinflussungen.
Hierzu gehören auch eine abnehmbare
Fernbedienung und ein geräteseitiges Bedienfeld.
1.4.1 Vorvakuumpumpe
Als Vorvakuumpumpe (2/16) im L 200 dient eine Drehschieberpumpe
TRIVAC D 2,5 E.
Die Vorpumpe erzeugt den für den Betrieb der Turbomolekularpumpe
erforderlichen Vordruck.
Im Vakuum-Modus wird außerdem das Testobjekt evakuiert,
während im Schnüffel-Modus der erforderliche
Gasstrom erzeugt wird.
Erläuterungen zur Abb. 1
1 Katode 1
2 Anode
3 Katode 2
4 Verstärker
5 Ionenfänger
6 Abschirmung für Ionenfänger
7 Suppressor
8 Magnetfeld
9 Zwischenblende
10 Extraktorblende
11 Abschirmring
Abb. 1 Schematische Darstellung des Massenspektrometers
TH 10.211/18.01 - 09/03
1.4.2 Turbomolekularpumpe
Im L 200 ist eine TURBOVAC TMP 35 LS eingebaut. Die
Turbomolekularpumpe erzeugt das für den Betrieb des
Massenspektrometers erforderliche Hochvakuum.
Schwere Gase werden durch das hohe Kompressionsvermögen
evakuiert, während das Prüfgas Helium gegen
die Pumprichtung in das Massenspektrometer diffundieren
kann.
Diese Pumpe hat zwei Besonderheiten:
a) Der Turbostufe (hohes Saugvermögen) ist eine
Schraubenstufe mit hoher Kompression vorgeschaltet.
Hierdurch wird der L 200 schon bei hohen Einlaßdrücken
in den Meßbetrieb geschaltet.
b) Die TMP 35 LS hat einen seitlichen Anschluß. Hierdurch
wird im FINE-Modus das hohe Saugvermögen
für den Einlaß des Lecksuchers ausgenutzt. Die Ansprechzeit
des Lecksuchers wird dadurch deutlich
reduziert.
(Ansprechzeit = Volumen des Prüflings / effektives
He-Saugvermögen)
Das Kompressionsvermögen der TMP und das Saugvermögen
der Vorvakuumpumpe bestimmen die Empfindlichkeit
der Anordnung.
1.4.3 Massenspektrometer
Das Massenspektrometer, MS (2/7) besteht im wesentlichen
aus der Ionenquelle, dem magnetischen Trennsystem
und dem Ionenfänger (1/5).
Die Ionenquelle ionisiert neutrale Gasteilchen und erzeugt
daraus einen Ionenstrahl. Die positiv geladenen
Ionen werden aus der Ionenquelle heraus beschleunigt
und gelangen anschließend in das Magnetfeld. Dort werden
sie in eine Kreisbahn abgelenkt, deren Radius vom
Masse/Ladungsverhältnis der Ionen abhängt. Nur die
Heliumionen erfüllen die Trennbedingungen und erreichen
den Ionenfänger, wo sie als Strom vom Elektrometerverstärker
gemessen werden können.
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