氦氣檢測儀熱用導(dǎo)原理的適用工況和場景

氦氣檢測儀基于熱導(dǎo)原理的應(yīng)用場景和工況選擇，主要取決于其檢測原理的優(yōu)勢和局限性。

一、適用工況與場景

1. 氦氣純度分析與工業(yè)氣體監(jiān)測

• 場景：

• 氦氣生產(chǎn)、純化、灌裝過程中的純度檢測（如高純氦氣≥99.999%）。工業(yè)氣體混合氣中氦氣濃度的在線監(jiān)測（如He/Ar、He/N?混氣）。

• 原因：

• 熱導(dǎo)法對高濃度氦氣（尤其是與其他氣體熱導(dǎo)率差異大時）響應(yīng)線性好，精度可達(dá)±1% FS。無需樣品預(yù)處理，直接測量氣流的熱導(dǎo)率化。

2. 氦氣泄漏檢測（中高濃度泄漏）

• 場景：

• 管道、閥門、儲罐的密封性檢測（如半導(dǎo)體廠、低溫工程、核磁共振設(shè)備）。真空系統(tǒng)初檢：在氦質(zhì)譜檢漏儀（MSLD）前，先用TCD快定位大漏點

• 原因：

• 熱導(dǎo)儀響應(yīng)快（秒級），適合快速掃描泄漏區(qū)域。可檢測1%~100%體積濃度的泄漏（但對ppm級微量漏不敏感）。

3. 封閉或半封閉環(huán)境氦氣監(jiān)測

• 場景：

• 氦氣填充環(huán)境（如氣球充氣間、潛水呼吸氣調(diào)配室）的安全監(jiān)測。實驗室或工業(yè)設(shè)備中氦氣積累預(yù)警（防止窒息風(fēng)險）。

• 原因：

• 氦氣密度低，易在密閉空間頂部聚集，熱導(dǎo)探頭可定點安裝監(jiān)測。

4. 過程控制與自動化系統(tǒng)

• 場景：

• 氦氣流量控制反饋（如焊接保護(hù)氣、氣相色譜載氣系統(tǒng)）。

氦氣回收裝置中的濃度實時調(diào)控。

• 原因：

• 熱導(dǎo)傳感器輸出信號穩(wěn)定，可直接接入PLC或DCS系統(tǒng)。

二、不適用或需謹(jǐn)慎使用的場景

1. 超低濃度泄漏檢測（<100ppm）

• 原因：

• 熱導(dǎo)法的靈敏度有限，無法檢測微量泄漏（需改用氦質(zhì)譜檢漏儀）。

2. 背景氣體熱導(dǎo)率接近氦氣的環(huán)境

• 示例：含氫氣（H?）或氖氣（Ne）的混合氣（二者熱導(dǎo)率與氦氣接近）。

• 解決方案：

• 需配合色譜分離或使用多傳感器融合技術(shù)。

3. 高溫、高腐蝕性或粉塵環(huán)境

• 限制：熱導(dǎo)傳感器易受污染或高溫?fù)p壞（通常工作溫度<50°C）。

• 改進(jìn)措施：加裝過濾裝置或選用氣體預(yù)處理裝置。

4. 壓力劇烈波動的工況

• 原因：熱導(dǎo)率受氣體壓力影響，需壓力補(bǔ)償或校準(zhǔn)。

三、典型行業(yè)應(yīng)用案例

1. 半導(dǎo)體制造業(yè)：監(jiān)測晶圓加工設(shè)備中氦氣保護(hù)氣的純度，防止工藝污染。

2. 醫(yī)療與科研：MRI超導(dǎo)磁體冷卻系統(tǒng)的氦氣泄漏初檢。

3. 能源與航天：火箭燃料儲罐氦氣加壓系統(tǒng)的密封性檢查。

4. 食品包裝：氦氣混合氣（如He/N?）包裝食品時的比例控制。

四、選型關(guān)鍵參數(shù)

• 量程：0~100% He（常規(guī)）或定制低量程（如0~10%）。

• 響應(yīng)時間：T90＜5秒（快速檢漏需求）。

• 防護(hù)等級：IP65（工業(yè)防塵防水）。

• 兼容氣體：避免H?、Ne等高干擾背景氣。

總結(jié)

熱導(dǎo)式氦氣檢測儀在中高濃度、快速響應(yīng)、工業(yè)在線監(jiān)測場景中具有不可替代的優(yōu)勢，但在微量泄漏或復(fù)雜氣體環(huán)境中需結(jié)合其他技術(shù)（如質(zhì)譜法）。實際應(yīng)用中需根據(jù)工況的濃度范圍、背景氣體、環(huán)境條件綜合選擇。