多种气体检漏仪ECOTEC Ⅱ拆解
Arutoria 2021-8-23原创 核技术与仪器拆机鉴赏
关键词
质谱检漏仪分子泵残余气体分析仪

ECOTEC Ⅱ是inficon公司在两千零几年生产销售的一款多种气体吸枪检漏仪,基于一台四级杆质谱QMS200工作,主要用于氦气及多种冷媒气体检漏。现已被inficon生产的新产品ECOTEC E3000取代,而其中的四级杆质谱仪也从QMS换成了Transpector E3000

外观

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经典的inficon蓝白配色,操作面板十分简单

打开外壳

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上方右侧的卧置白色三棱柱是四级杆质谱电源,四级杆探头通过CF35法兰与左侧的质谱室相连,质谱室正下方通过DN63 ISO-k法兰连接分子泵,分子泵通过一些管路与位于四级杆质谱电源下方的隔膜泵相连,隔膜泵旁侧竖直立着的板子是分子泵的控制器

由于ECOTEC Ⅱ的真空系统稍有些复杂,用实物图不便于观察,楼主简单画了一下真空系统的示意图

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气体从吸枪进入,通过过滤器进入质谱室的低真空端,这个小空间可以视为一个三通流量分配器,由一根金属毛细管与质谱室的高真空端相连接。这样,进入分配器的气体只会有一小部分通过毛细管被高真空的质谱室吸走,而大部分则被下方的隔膜泵第二级抽走。

在分配器与第二级隔膜泵之间的这条管路上设有微型flowmeter,型号为AWM2100V,用于检测吸枪的流量,此时通过毛细管进入质谱室这一部分的气体流量将被忽略不计。

Screenshot_20210823-110855_Baidu.jpg Screenshot_20210823-111828_Gallery.jpg

上图为安装在PCB上的flowmeter(左一)

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图为三通流量分配器,左右两侧分别通过快拧头与吸枪、隔膜泵第二级相连,正中央的小孔即与高真空质谱室相连接的金属毛细管

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图为从高真空质谱室端观察金属毛细管

气体分子进入高真空质谱室后会被四级杆探头前端的EI离子源电离,变为正离子后通过四级杆质量选择器进行质量筛选,最后进入faraday detector,形成频率-离子流曲线

拔出并取下四级杆探头

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质谱室与分子泵

20201016_124812.jpg

通过四级杆连接口观察质谱室内部

20210717_140847.jpg

这里inficon可能考虑到维修时需进行四级杆探头的快拆,而且以这个真空系统工作的真空度并不需要使用CF法兰,就将以CF35接口的四级杆探头通过viton O-ring与质谱室相连,两侧由两枚螺栓固定。至于为什么质谱探头使用了CF法兰与整套系统如此不匹配,这个问题放到后面去讨论

质谱室上另设有一放气阀,在维修前端毛细管时可以向质谱室内放气破坏掉真空

20210716_233006.jpg

通过四级杆质谱的气体被抽入下方的分子泵,通过排气口排向隔膜泵的第一级,再与从流量分配器过来的气体共同汇入隔膜泵第二级,排出

从分子泵抽入隔膜泵第一级的这个气体负载可防止水蒸气积累在隔膜泵中,如果不使用这种接法会在隔膜泵的气管中发现明显的水蒸气凝结

Screenshot_20210823-005724.jpg

在分子泵排气口的另一条支路上设有一块微型差压式压力传感器,型号为SCX15AN,用于前级真空的压力测量

Screenshot_20210823-110806_Baidu.jpg

下图为安装在PCB上的压力传感器(右一)

Screenshot_20210823-111828_Gallery.jpg

拆下隔膜泵

20201018_091650.jpg

隔膜泵这里选用了pfeiffer的MVP015-2,抽速0.5m³/h 极限真空350pa 体积小巧且轻便,广泛的应用于pfeiffer的质谱产品和hicube泵组中

拆下分子泵(右一)

20201229_181200.jpg

分子泵这里选用了pfeiffer的TPD022,从外观来看是与TXX系列同期的产品,体积与pfeiffer其他DN63口径的泵相同。TPD022是专门为质谱设备内置而设计的一款抽速较低的分子泵,对氮气抽速仅18L/s,极限真空2E-7mbar

20201018_013408.jpg

TPD022只有一层叶片,其余部分皆为桶状牵引级,这样的设计即使在相对高的前级压强下,也可以让质谱室中保持着较高的真空度

拆下分子泵控制器

20201018_010532.jpg

控制器为pfeiffer TCP035,这款控制器只有一块板子,输入28-36v电压即可驱动分子泵

20210115_222259.jpg

经过简单的改装,一套简易的分子泵组即可轻松组建

20210115_221353.jpg

取出四级杆质谱

20210813_200316.jpg

可以看到从四级杆探头到电源再到变压器,都可以从ECOTEC Ⅱ中拆出,如果配合软件和一根RS232串口线,就是一整套RGA

Screenshot_20201017-120826_WeChat.jpg

图为该四级杆质谱仪的32位控制软件

因此不难想象,inficon ECOTEC Ⅱ内置的四级杆质谱仪就是一台商品化的RGA  QMS200,这也解释了为什么四级杆探头使用了与质谱室的氟胶圈密封并不是十分的匹配的CF35法兰。这一台ECOTEC Ⅱ所使用的QMS200标注着inficon和balzers,更早的产品则只在机身绘制了balzers的logo。当然,现在QMS200的技术是属于pfeiffer公司的,甚至成为了pfeiffer当前RGA产品QMG220的原型

四级杆探头可以从电源主体上拆下

20210813_202448.jpg

探头细节

20210204_152659.jpg 20210204_152644.jpg

由于本次拆解是拆ECOTEC Ⅱ,不是拆QMS200,所以拆解到这里就结束了




[修改于 3 个月前 - 2021-08-23 12:33:12]

虎哥
3个月8天前 修改于 3个月8天前
1楼

嘿嘿,无独有偶

表局也买了几个

拆成一堆,你一堆,我一堆

其实就是要里面的RGA

20210823_140836.jpg

20210823_140816.jpg

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收破烂是做科研的必备技巧😂

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Arutoria作者
3个月8天前 修改于 3个月8天前
2楼
引用虎哥发表于1楼的内容
嘿嘿,无独有偶表局也买了几个拆成一堆,你一堆,我一堆其实就是要里面的RGA收破烂是做科研的必备技巧�...

拆解ECOTEC Ⅱ确实是一种以较低成本获取RGA的方法,而且INFICON给QMS200/422配套的软件还相对易找,有了仪器端又有了软件端,这样可以轻松的组建一台残余气体分析仪

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