一、靈敏度與ZUI小可檢漏率的關(guān)系

對于一般儀器來說，靈敏度是ZUI主要的性能指標(biāo)之一。所謂靈敏度就是儀器輸出變化除以導(dǎo)致這個變化的輸入量。對于氦質(zhì)譜檢漏儀來說，輸出變化即為輸出指示（儀表或數(shù)碼顯示器）值的變化，而導(dǎo)致這個輸出指示變化的是漏孔的漏率。在確定氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度時，常將一已知的漏率的標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏出的氦氣送入儀器，測出儀器的輸出指示的變化值，那么

但是，在比較兩臺檢漏儀的性能時，關(guān)心的是它們能夠檢出的ZUI小漏孔漏率，即ZUI小可檢漏率。哪一臺的ZUI小可檢漏率小，它的靈敏度就高。由于ZUI小可檢漏率除了與儀器靈敏度直接有關(guān)外，還取決于儀器的ZUI小可檢信號，而ZUI小可檢信號又取決于儀器的本底噪聲和漂移，所以ZUI小檢漏率與儀器靈敏度及ZUI小可檢信號（本底噪聲+漂移）的關(guān)系為

由此可以看出，氦質(zhì)譜檢漏儀的ZUI小可檢漏率與靈敏度是不能等同的。但靈敏度越高，本底噪聲和漂移越小，ZUI小可檢漏率就越??；在相同的本底噪聲和漂移下靈敏度越高，其ZUI小可檢漏率就越小。

二、儀器ZUI小可檢漏率

當(dāng)儀器處于ZUI佳工作條件下，以一個大氣壓的純氦氣作示漏氣體進(jìn)行動態(tài)檢漏時所能檢出的ZUI小的漏孔漏率，稱為儀器ZUI小可檢漏率，用Qmin表示。

1、所謂ZUI佳工作條件，ZUI指被檢件出氣和漏都小，它與檢漏儀連接后不會影響檢漏儀質(zhì)譜室的正常工作，因此不需加輔助泵。同時，檢漏儀的參量也調(diào)整在ZUI佳工作狀態(tài)，這時檢漏儀能發(fā)揮其ZUI佳性能。

2、所謂動態(tài)檢漏，ZUI指檢漏時，檢漏儀的真空系統(tǒng)仍在對質(zhì)譜室進(jìn)行抽氣，且儀器的反應(yīng)時間不大于3s的情況。

3、所謂ZUI小可檢，是指檢漏儀輸出儀表上可以觀察出來的ZUI微小的指示變化，即ZUI小可檢信號。這個ZUI小可檢信號主要受無規(guī)律起伏變化的儀器的本底噪聲和漂移所限制。本底噪聲是由于儀器各參數(shù)的不穩(wěn)定引起的，例如電源電壓變化、真空度變化、發(fā)射電流變化、加速電壓變化、放大倍數(shù)變化、外界電磁場干擾等都會引起輸出儀表的不穩(wěn)定擺動。漂移被認(rèn)為是由于電子學(xué)上的原因引起的。如果漏入的氦氣產(chǎn)生的輸出指示的變化小于噪聲和漂移之和，就很難判斷究竟是漏氣信號還是噪聲和漂移指示，因而噪聲和漂移值也就成為能否判斷出漏氣信號的關(guān)鍵值。

4、所謂漏孔漏率，是指溫度為23±7℃，壓差為105Pa下對氦（或?qū)諝猓┑穆┞省?

三、有效ZUI小可檢漏率

有效ZUI小可檢漏率有時亦稱檢漏系統(tǒng)ZUI小可檢漏率。所謂有效ZUI小可檢漏率是指檢漏儀用某種方法進(jìn)行檢漏時，儀器及選用的檢漏系統(tǒng)有具體檢漏工作狀態(tài)下，當(dāng)純示漏氣體通過被檢件上的漏孔時，該檢漏儀所能檢出的被檢件上的ZUI小漏孔漏率，用Qemin表示。

儀器的ZUI小可檢漏率Qmin由儀器本身的性能決定。而有效ZUI小可檢漏率Qemin不僅與儀器性能有關(guān)，還與所采用的檢漏方法和檢漏系統(tǒng)有關(guān)，它反映了在具體檢漏條件下檢漏儀器性能的發(fā)揮程度。一般地說，有效ZUI小可檢漏率大于儀器的ZUI小可檢漏率。

四、儀器ZUI小可檢分壓力分?jǐn)?shù)

儀器ZUI小可檢體積分?jǐn)?shù)比是指質(zhì)譜室處于工作壓力下，儀器可檢出的大氣中的ZUI小分壓力分?jǐn)?shù)變化，以γmin表示，即

式中In——儀器的ZUI小可檢信號，單位為檢漏儀輸出指示單位；

Δγ——大氣中氦分壓力分?jǐn)?shù)的增ZUI；

ΔI+——大氣中氦分壓力分?jǐn)?shù)的增量Δγ在儀器上產(chǎn)生的輸出變化值，單位同In。

五、儀器ZUI小可檢漏率的校準(zhǔn)

將一支漏率為Qo的滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔接在檢漏儀的檢漏口（或檢漏儀專門設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)漏孔位置），將檢漏儀調(diào)整在ZUI靈敏檔位且工作在ZUI佳工作狀態(tài)下。關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)漏孔閥，讀出儀器輸出指示的本底I0并測試出儀器ZUI小可檢信號In。打開標(biāo)準(zhǔn)漏孔閥，待儀器輸出指示穩(wěn)定后讀出輸出指示的穩(wěn)定值I，那么儀器的ZUI小可檢漏率Qmin便可以下式算出

式中 Qmin——儀器ZUI小可檢漏率，單位為Pa·m3/s；

In——ZUI小可檢信號，單位為檢漏儀輸出指示單位；

I——由漏孔產(chǎn)生的輸出指示值，單位同In；

I0——本底，單位同In。

儀器ZUI小可檢信號的測試方法如下。

1、本底噪聲In的測試

將檢漏儀輸出連接到記錄儀上，并使記錄儀的滿量程對應(yīng)于檢漏儀輸出指示的滿量程，記錄儀的零點(diǎn)對應(yīng)于檢漏儀輸出指示的零點(diǎn)。關(guān)標(biāo)準(zhǔn)漏孔閥，3min后用記錄儀記錄整機(jī)本底噪聲曲線20min。然后依時間等分為20段，作出每段的近似直線，測定每段曲線相對于近似直線的ZUI大絕對偏差。把20個ZUI大偏差的平均值乘2，作為噪聲值In1。在測試過程中，偶爾出現(xiàn)一次大的脈沖，可以略去不計。

2、漂移的測試

在上述噪聲曲線每段的近似直線上，測出有ZUI大斜率的某段（1min段）的以分刻度值表示的漂移值，作為漂移值In2。如果該值小于記錄儀滿刻度2%的分刻度值，則在20min周期內(nèi)，測定輸出總變化值，除以20作為漂移值。

ZUI小可檢信號等于1min內(nèi)噪聲和漂移絕對值之種，即

In=In1+In2

如果其和小于儀器ZUI靈敏檔刻度2%的分刻度，將滿刻度2%的分刻度作為ZUI小可檢信號。

六、有效ZUI小可檢漏率的校準(zhǔn)

實(shí)際檢漏量，可能采用比較復(fù)雜的檢漏系統(tǒng)，如圖10所示。此時，在被檢件的合適位置裝一支漏率為Q0的滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔，檢漏儀和檢漏系統(tǒng)調(diào)整在檢漏狀態(tài)下，關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)漏孔閥，讀出檢漏儀輸出指示的本底I0，并測試出ZUI小可檢信號值In。打開標(biāo)準(zhǔn)漏孔，待儀器輸出指示穩(wěn)定后讀出檢漏儀輸出指示的穩(wěn)定值I。那么，有效ZUI小可檢漏率Qemin可由下式算出

式中 Qemin——有效ZUI小可檢漏率，單位為Pa·m3/s;

In——ZUI小可檢信號，單位為檢漏儀輸出指示單位；

I——由漏孔產(chǎn)生的輸出指示值，單位同In；

I0——本底，單位同In。

圖10 有效ZUI小可檢漏率的校準(zhǔn)系統(tǒng)

1-電離規(guī)；2-標(biāo)準(zhǔn)漏孔；3-被檢容器；

4-次級泵；5-輔助泵；6-輔助泵；7-檢漏儀

ZUI小可檢信號In的測試方法與儀器ZUI小可檢漏率中的測試方法一樣。

必須指出的是，如果標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率Q0是指對氦的漏率，那么得到的Qmin或Qemin也是對氦的ZUI小可檢漏率。同樣，如果Q0是對空氣的漏率，那么Qmin或Qemin也是對空氣的漏率。如果采用通道型標(biāo)準(zhǔn)漏孔，其漏紡Q0是在進(jìn)氣端壓力p下校準(zhǔn)出來的，那么在上述校準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)漏孔進(jìn)氣端必須施加的壓力也應(yīng)為p。在漏孔流動狀態(tài)未知的情況下，不能用改變標(biāo)準(zhǔn)漏孔進(jìn)氣端壓力的辦法去改變標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率。要想得到新的進(jìn)氣端壓力下的漏率值，必須通過校準(zhǔn)。

用標(biāo)準(zhǔn)漏孔校準(zhǔn)儀器ZUI小可檢漏率和有效ZUI小可檢漏率時，標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率值應(yīng)為ZUI小可檢漏率值的50倍以上。如果標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率值接近ZUI小可檢漏率值，則標(biāo)準(zhǔn)孔產(chǎn)生的信號與儀器的ZUI小可檢信號值接近，其校準(zhǔn)誤差就會很大。七、儀器ZUI小可檢分壓力分?jǐn)?shù)的校準(zhǔn)校準(zhǔn)系統(tǒng)如圖11所示。其中選用的滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔的氦漏率Q0要接近檢漏儀ZUI小可檢漏率的50倍。校準(zhǔn)步驟如下：

1、開閥1，用檢漏儀的預(yù)抽系統(tǒng)將滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔的出口端抽成真空后，關(guān)閥1。

2、開閥2，讓干噪空氣進(jìn)入流量計。

3、調(diào)節(jié)針閥，使檢漏儀質(zhì)譜室的壓力達(dá)到工作壓力，并通過流量計讀取通過針閥的空氣流量Q，記下此時檢漏儀的本底I0，并測定ZUI小可檢信號In。

4、慢慢打開閥1，記下檢漏儀輸出指示的穩(wěn)定值I。

5、當(dāng)質(zhì)譜室中的氦抽速與空氣抽速之比為n時，此時質(zhì)譜室中氦的分壓力分?jǐn)?shù)變化量Δγ應(yīng)為

因此，儀器的ZUI小可檢分壓力分?jǐn)?shù)可由下式計算：

式中 γmin——儀器ZUI小可檢分壓力分?jǐn)?shù)比；

In——儀器的ZUI小可檢信號，單位為檢漏儀輸出指示單位；

I——由漏孔產(chǎn)生的輸出指示值，單位同In；

I0——本底，單位同In。

Q0——標(biāo)準(zhǔn)漏孔的氦漏率，單位為Pa·m3/s；

Q——空氣流量，單位為Pa·m3/s；

n——質(zhì)譜室的氦抽速與空氣抽速之經(jīng)。

圖11 儀器ZUI小可檢分壓力分?jǐn)?shù)校準(zhǔn)系統(tǒng)

安徽諾益科技氦質(zhì)譜檢漏儀具有啟動時間短，運(yùn)算速度快、檢測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、制冷及相關(guān)配套、汽車制造、動力電池、核工業(yè)、真空系統(tǒng)、生物化學(xué)、環(huán)境保護(hù)、食品發(fā)酵、石油加工、有機(jī)化學(xué)、中西藥物、科學(xué)研究等領(lǐng)域。