氦質(zhì)譜檢漏儀的型號(hào)較多，但基本結(jié)構(gòu)大同小異。它主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)及電氣部分組成。

（1）質(zhì)譜室

不同類型的氦質(zhì)譜檢漏儀的質(zhì)譜室結(jié)構(gòu)大同小異，都是由離子源、分析器和收集器三部分組成，它們放在一個(gè)抽成高真空的質(zhì)譜室外殼中，如圖2所示。

圖2 質(zhì)譜室

1）離子源

離子源的作用是使氣體分子電離，形成一束具有一定能量的離子。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。它由燈絲（陰極）、離化室及離子加速極組成。

燈絲在真空中通電加熱后發(fā)射電子，在離化室與燈絲之間的電場(chǎng)的作用下，電子加速穿過離化室頂部狹縫進(jìn)入離化室，在離化室中與氣體分子發(fā)生多次碰撞后損失能量，最后打到分子電離形成正離子，正離子在離化室與加速極之間的電原U（即離子加速電壓）作用下，相繼穿過離化室正面的矩形狹縫和加速極的矩形狹縫，由于加速電場(chǎng)對(duì)離子做的功轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子的動(dòng)能，便形成具有一定能量的離子束。由于離子是由中性氣體分子失去Z個(gè)帶負(fù)電荷e的電子而形成的，所以離子電荷為正的Ze。由于各種氣體的離子均受同一電場(chǎng)的加速，當(dāng)它們的電荷量相等時(shí)，它們的能量相等，但由于質(zhì)荷比不同，故運(yùn)動(dòng)速度也就不同。

圖3 離子源示意圖

2）分析器

分析器作用是使不同質(zhì)荷比的離子按不同軌跡運(yùn)動(dòng)，從而將它們彼此分開，僅使氦離子通過其出口隙縫。分析器由一個(gè)外加均勻磁場(chǎng)及一個(gè)出口電極組成，如圖4所示。磁場(chǎng)方向與離子束入射方向垂直。

由離子源出來的離子束射入它垂直的磁通密度為B的均勻磁場(chǎng)分析器中后，由于分析場(chǎng)中電場(chǎng)為零，所以離子僅受磁場(chǎng)的洛倫茲力作用而作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。偏轉(zhuǎn)半徑R與質(zhì)荷比M/Ze有關(guān)，當(dāng)B及U一定時(shí)，相同質(zhì)荷比的離子具有相同的運(yùn)動(dòng)半徑，不同質(zhì)荷比的離子將以不同的半徑偏轉(zhuǎn)而彼此分開。質(zhì)荷比小的偏轉(zhuǎn)半徑小，質(zhì)荷比大的偏轉(zhuǎn)半徑大。在偏轉(zhuǎn)180°處，用一分析器出口電極將其他離子擋住，而使氦離子軌道對(duì)準(zhǔn)出口電極上的狹縫，氦離子穿過狹縫到達(dá)離子收集極形成氦離子流。

圖4 分析器

3）收集極

收集極是對(duì)準(zhǔn)出口電極狹縫安裝的，其作用是收集穿過出口電極狹縫的氦離子并通過一個(gè)電阻輸入到小電流放大器進(jìn)行離子流的放大和測(cè)量。由于氦離子一般只有10-13~10-12A，要使小電流放大器第一極輸入信號(hào)電壓足夠大，則輸入電阻必需很大（一般高于1010歐），第一級(jí)放大用的靜電計(jì)管必須要高度絕緣，所以把高阻及靜電計(jì)管放在高真空的質(zhì)譜室中。

（2）真空系統(tǒng)

儀器的真空系統(tǒng)提供質(zhì)譜正常工作所需要的真空條件，不同型號(hào)的檢漏儀其真空系統(tǒng)有較大的差別。圖5為常見的普通型氦質(zhì)譜檢漏儀真空系統(tǒng)。

圖5 普通型氦質(zhì)譜檢漏儀

真空系統(tǒng)一般包括：

1）主泵。一般用擴(kuò)散泵或渦輪分子泵。極限壓力小于5×10-1Pa，其抽速應(yīng)與氣載匹配。

2）前級(jí)真空泵。一般采用旋片式機(jī)械真空泵，在以分子示為主泵的系統(tǒng)中，也有采用薄膜泵或干泵的。極限壓力小于1×10-1Pa，抽速與主泵匹配。

3）預(yù)抽真空泵。一般與前級(jí)真空泵共同一個(gè)泵，也有專用預(yù)抽真空泵的。預(yù)抽真空泵一般采用旋片式機(jī)械真空泵，其抽速視被檢件大小而定，因此預(yù)抽真空泵大都由用戶自配。

4）冷阱。分子泵型真空系統(tǒng)一般不加冷阱。擴(kuò)散泵型真空系統(tǒng)的冷阱加在質(zhì)譜室、檢漏口與擴(kuò)散泵之間，使三者被冷阱隔離，如圖5所示。冷阱加入液氮后便可阻止擴(kuò)散泵的油蒸氣和被檢件來的水蒸氣進(jìn)入質(zhì)譜室，保持質(zhì)譜室的清潔，并幫助擴(kuò)散泵迅速獲得較高真空。

5）檢漏閥。按在質(zhì)譜室和被檢件之間的管道上。有些儀器采用節(jié)流閥，控制流入質(zhì)譜室的氣體流量。

6）真空規(guī)。一般采用冷陰極磁控放電真室規(guī)來測(cè)量質(zhì)譜室中的壓力。也有用電阻規(guī)或熱偶規(guī)測(cè)量被檢件的預(yù)抽壓力和系統(tǒng)的前級(jí)壓力的。

7）標(biāo)準(zhǔn)漏孔。一般儀器內(nèi)都附有標(biāo)準(zhǔn)漏孔（大多為薄膜滲氦型），用它來校準(zhǔn)儀器的最小可檢漏率和對(duì)儀器輸出指示進(jìn)行定標(biāo)。

（3）電氣部分

除了主機(jī)供電部件和主機(jī)控制部件，還有幾組主要電路：

1）離子源電源。為離子源提供加速、聚焦、拒斥電壓。

2）發(fā)射電流穩(wěn)定電路。穩(wěn)定和調(diào)節(jié)發(fā)射電流。

3）離子流放大器和音響報(bào)警器。將離子流進(jìn)行放大并將輸出信號(hào)送入輸出儀表或顯示器和音響報(bào)警器。

4）真空測(cè)量電路。一般用熱偶計(jì)測(cè)量低真空，用冷陰極磁控入電真空計(jì)測(cè)量高真室。

5）燈絲保護(hù)電路。當(dāng)質(zhì)譜室正常工作壓力被破壞后，立即切斷燈絲供電回路，以保護(hù)燈絲。

6）其他電路。不同型號(hào)的檢漏儀所具有的功能不盡相同，所以電路也有不少差加，這在各自的說明書中都有說明，這里不同贅述。