Замена катодов и коллектора электронов в аналитической ячейке 2G гелиевого течеискателя ASM
Катоды аналитической ячейки являются расходными элементами ионного источника. Снижение эмиссии, нестабильное зажигание, повторяющиеся ошибки автокалибровки и ухудшение чувствительности могут указывать на износ катодов, загрязнение ячейки или нарушение взаимного положения катодов и коллектора электронов.
1. Требования безопасности
Аналитическая ячейка чувствительна к загрязнениям, влаге, пыли, следам пальцев и электростатическим разрядам. Нарушение чистоты при сборке приводит к газовыделению, повышенному фону, нестабильной эмиссии и увеличению времени выхода прибора на рабочий режим.
Условия выполнения работ
- Выполняйте работы в чистом сухом помещении.
- Размещайте снятые детали только на чистой безворсовой бумаге.
- Используйте неопудренные нитриловые или виниловые перчатки.
- Не прикасайтесь к катодам, коллектору и уплотнительным поверхностям голыми руками.
- Обдувайте детали сухим фильтрованным воздухом или азотом.
- Сразу закрывайте открытые вакуумные линии и вход предусилителя чистыми заглушками.
- Используйте антистатический браслет и заземленное рабочее место.
2. Разборка аналитической ячейки
Отключение электрических соединений
Снятие фланца
3. Очистка корпуса аналитической ячейки
Снятое уплотнение поместите на чистую защищенную поверхность. При наличии повреждений, трещин, остаточной деформации или загрязнения уплотнение следует заменить.
Внутри корпуса в зоне катодов могут образовываться следы металлизации. При выраженных отложениях выполните локальную очистку мелкозернистым абразивным материалом с зернистостью около P180. Работайте осторожно, не повреждая электрические изоляторы и геометрию корпуса.
- Удалите видимые металлические отложения.
- Полностью удалите абразивные частицы вакуумным способом.
- Очистите обработанную поверхность чистым изопропиловым или этиловым спиртом.
- Очистите фланец и посадочную поверхность уплотнения.
- Просушите детали сухим фильтрованным воздухом или азотом.
4. Демонтаж изношенных катодов и коллектора
Снятие катодов
Для каждого катода выполните следующие операции:
- Отверните механический крепежный винт.
- Ослабьте два винта электрического соединения.
- Осторожно извлеките катод, не деформируя соседние элементы.
Снятие коллектора электронов
Отверните крепежный винт коллектора электронов и снимите коллектор с ионного источника. Проверьте поверхность коллектора, состояние прорези и отсутствие загрязнений.
5. Установка новых компонентов
Предварительная установка коллектора
Предварительная установка катодов
6. Центровка катодов и коллектора электронов
Правильное взаимное положение элементов непосредственно влияет на ток эмиссии, чувствительность, стабильность настройки по массе гелия и успешность автоматической калибровки.
- Витки каждого катода должны располагаться точно напротив прорези коллектора электронов.
- Горизонтальные расстояния X с обеих сторон должны быть одинаковыми.
- Вертикальные расстояния Y с обеих сторон должны быть одинаковыми.
- Катоды не должны соприкасаться с коллектором, корпусом или соседними контактами.
После получения правильной геометрии постепенно затяните крепежные и контактные винты. Во время затяжки контролируйте, чтобы элементы не сместились.
Положение контактных винтов
Все винты электрических соединений должны быть направлены внутрь узла и не должны соприкасаться друг с другом. Проверьте воздушные зазоры и отсутствие контакта с корпусом.
7. Установка уплотнения и сборка фланца
Эластомерное уплотнение
Установите специальное эластомерное уплотнение в посадочное место корпуса. Не используйте уплотнение с трещинами, порезами, остаточной деформацией или загрязненной рабочей поверхностью.
Металлическое уплотнение
При использовании металлического уплотнения его концы должны пересекаться один раз без перекручивания. Место пересечения расположите рядом с одним из шести крепежных отверстий.
Монтаж фланца
- Осторожно опустите фланец в корпус, не касаясь стенок внутренними элементами.
- Установите шесть винтов с шайбами.
- Затягивайте винты по диагональной последовательности в несколько проходов.
- Для эластомерного уплотнения установите окончательный момент 7 Н·м.
- Для металлического уплотнения установите окончательный момент 8 Н·м.
8. Перезапуск и проверка после ремонта
- Подключите два электрических разъема аналитической ячейки.
- Проверьте правильность установки кабелей и отсутствие их натяжения.
- Соберите кожухи течеискателя.
- Запустите прибор и дождитесь получения рабочего давления в анализаторе.
- Включите катод и выполните автоматическую калибровку.
- Проверьте стабильность фона и реакцию на контрольную гелиевую течь.
- Сбросьте сервисный счетчик наработки катодов.
- отсутствие внутренних утечек вокруг фланца аналитической ячейки
- стабильное включение обоих катодов
- устойчивый ток эмиссии
- успешная автоматическая калибровка
- стабильный фоновый сигнал
- подтвержденная чувствительность по эталонной гелиевой течи
9. Возможные неисправности после замены
| Признак | Вероятная причина | Рекомендуемая проверка |
|---|---|---|
| Катод не включается | Крупная внутренняя утечка | Проверить уплотнение, момент затяжки и герметичность фланца обдувом гелием. |
| Катод не включается | Короткое замыкание или неправильное положение контактных винтов | Проверить контакты, изоляторы и электрические соединения разъема J2. |
| Ошибка автокалибровки | Нарушена центровка катодов относительно коллектора | Повторно проверить геометрию, равенство расстояний X и Y. |
| Низкая чувствительность | Смещение катода, загрязнение коллектора или недостаточная эмиссия | Проверить центровку, чистоту ячейки и электрические параметры ионного источника. |
| Высокий внутренний фон | Газовыделение после вскрытия ячейки | Продолжить откачку и прогрев до стабилизации фонового сигнала. |
| Высокий фон из-за утечки | Нарушение герметичности фланца | Выполнить локальный обдув гелием по периметру уплотнения. |
10. Когда требуется профессиональный сервис
Передайте прибор специалистам, если после замены катодов сохраняются следующие признаки:
- катоды не включаются после достижения рабочего давления
- повторяется короткое замыкание цепи эмиссии
- автокалибровка завершается ошибкой
- сигнал остается нестабильным после длительной откачки
- чувствительность существенно ниже штатного значения
- обнаружена внутренняя утечка аналитической ячейки
- имеются повреждения проходных изоляторов, коллектора или корпуса
Материал предназначен для квалифицированного персонала, имеющего опыт обслуживания высоковакуумного оборудования и масс-спектрометрических гелиевых течеискателей.
