Wat is de detectiegrens van lektesters met massaspectrometers?

De kleinste detecteerbare leksnelheid wordt bepaald door het natuurlijke achtergrondniveau van het te detecteren testgas.

Zelfs wanneer de inlaat van de lekdetector gesloten is, zal testgas in de massaspectrometer terechtkomen en daar worden gedetecteerd als de elektronische middelen hiervoor toereikend zijn.

Het in de massaspectrometer gegenereerde achtergrondsignaal bepaalt het detectieniveau van de lekdetector.

Het hoogvacuümpompsysteem dat wordt gebruikt om de massaspectrometer te evacueren, bestaat gewoonlijk uit een turbomoleculaire pomp en een draaischuifpomp met olieafdichting. Net als elke vloeistof heeft de olie in de draaischuifpomp het vermogen om gassen op te lossen totdat er een evenwicht is bereikt tussen het gas dat in de olie is opgelost en het gas buiten de olie.

Wanneer de pomp is opgewarmd, vertegenwoordigt deze evenwichtstoestand de detectielimiet voor de lekdetector.

Het is echter mogelijk dat testgas niet alleen via de inlaat in de lekdetector terechtkomt. Door een onjuiste installatie of onjuiste behandeling van het testgas kan er testgas via de ontluchtings- en/of gasballastklep in de lekdetector terechtkomen.

Dit leidt onvermijdelijk tot een hogere testgasconcentratie in de olie en de elastomeerafdichtingen en dus tot een verhoogd achtergrondsignaal.

Conclusie: hoe meer testgas in de olie aanwezig is, hoe hoger het achtergrondsignaal van de lekdetector.

Bij de tegenwoordig gebruikelijke installatie van de lektester (zie afb. 7 hieronder), gasballastklep en ontluchtingsklep zijn aangesloten op verse lucht. De uitlaat van de lekdetector moet – indien mogelijk – naar buiten worden geleid naar de ruimte waar de lektest plaatsvindt. Een verhoogd achtergrondsignaal kan worden verlaagd

opnieuw door de gasballastklep te openen en gas toe te voeren dat vrij is van het testgas (bijv. verse lucht). Het helium dat in de olie is opgeslagen, wordt zo goed als uitgespoeld. Aangezien het effect altijd alleen van invloed is op het deel van de olie dat zich in het pomplichaam bevindt, moet de spoelprocedure worden voortgezet totdat de volledige olietoevoer van de pomp meerdere keren is gerecirculeerd. Deze periode bedraagt gewoonlijk 20 tot 30 minuten.

In het geval van zogenaamde 'droge lekdetectoren', die lekdetectoren zijn zonder oliedichte vacuümpompen, bestaat het probleem van gasopslag in de olie niet. Drooglekdetectoren moeten echter nog steeds worden gespoeld met gas dat vrij is van testgas, aangezien testgas zich na verloop van tijd ook in deze apparaten ophoopt.

Om de gebruiker te besparen dat hij altijd het achtergrondniveau in het oog moet houden en om de bediening van de lekdetector te vereenvoudigen, is de zogenaamde zwevende nulpuntonderdrukking geïntegreerd in de automatische bedieningsconcepten van alle Leybold lekdetectoren. Hierbij geldt:

achtergrondniveau gemeten na het sluiten van de inlaatklep wordt opgeslagen en vervolgens automatisch afgetrokken van de volgende metingen wanneer de klep vervolgens weer wordt geopend. Alleen bij een relatief hoog drempelniveau geeft het displaypaneel een overeenkomstige waarschuwing weer.

Onafhankelijk van de onderdrukking van het zwevende nulpunt bieden Leybold-lekdetectoren de mogelijkheid om het nulpunt handmatig te verschuiven. Hier wordt de weergave voor de lekdetector op dat moment op nul gezet, zodat alleen de toename van de leksnelheid vanaf dat moment wordt weergegeven. Dit dient alleen om de beoordeling van een weergave te vergemakkelijken, maar kan de nauwkeurigheid ervan natuurlijk niet beïnvloeden.

Bovenstaande illustreert de nulpuntonderdrukking:

• Grafiek links: het signaal is duidelijk groter dan de achtergrond.
• Middengrafiek: de achtergrond is aanzienlijk gestegen, het signaal is nauwelijks waarneembaar.
• Grafiek rechts: de achtergrond wordt elektrisch onderdrukt, het signaal is weer duidelijk herkenbaar.