محلل الهيليوم

جهاز تحليل الهيليوم هو أداة تستخدم لتحديد وجود وتركيز الهيليوم في خليط من الغازات.

يُستخدم محلل الهيليوم عادةً في التطبيقات التالية:

• الغوص التقني: في الغوص التقني حيث يتم استخدام مخاليط غاز التنفس المعروفة باسم تريميكس والتي تتكون من الأكسجين والهيليوم والنيتروجين ، من الضروري معرفة نسبة الهيليوم في الخليط لحساب جداول تخفيف الضغط بشكل موثوق للغوص باستخدام هذا الخليط.

• الكشف عن التسرب: تُستخدم أجهزة تحليل غاز الهيليوم للكشف عن تسرب الهيليوم من الأنظمة المضغوطة، وتحديد التسربات المجهرية في غرف التفريغ، والمعدات المبردة، وخطوط الأنابيب.

• تصنيع أشباه الموصلات: يكشف تحليل الهيليوم فائق النقاء عن الشوائب التي تصل إلى أجزاء في المليار أثناء تصنيع الرقائق، مما يضمن جودة المنتج.

قد تعتمد الأجهزة المحمولة لتحليل محتوى الهيليوم في مخاليط غازات التنفس على مستشعر التوصيل الحراري ( مقياس التوصيل الحراري ). تتميز هذه المستشعرات بثباتها العالي وعدم حاجتها للصيانة، فضلاً عن موثوقيتها ودقتها العالية. ^{[ 1 ]}

يتألف محلل الهيليوم الحراري النموذجي من حجرتين، تحتوي كل منهما على مستشعر توصيل حراري متطابق. إحدى الحجرتين محكمة الإغلاق ومملوءة بالهيليوم النقي كغاز مرجعي، بينما تستقبل الأخرى غاز العينة. يقيس النظام الفرق في التوصيل الحراري بين الغاز المرجعي وغاز العينة، ويحوله إلى قيمة تركيز بواسطة الدوائر الإلكترونية في الجهاز. يتميز النظام بثباته الذاتي، وعند إجراء تعويض دقيق لدرجة الحرارة، يصبح النظام دقيقًا بما يكفي لتحليل غازات التنفس . تتراوح دقة النظام ودقة العرض عادةً ضمن 0.1%، وتُعتبر الدقة في حدود 1% كافية لمعظم خوارزميات تخفيف الضغط . ^{[ 1 ]}

تتشابه الموصلية الحرارية للنيتروجين والأكسجين إلى حد كبير، بينما تختلف موصلية الهيليوم اختلافًا كبيرًا، لذا فإن نسبة الأكسجين إلى النيتروجين في الخليط غير مهمة نسبيًا، ولا تحتاج إلى تعويض. وهذا يسمح بقراءة مباشرة لنسبة الهيليوم باستخدام هذه الأجهزة. مع ذلك، ولزيادة الدقة والتعويض عن الحساسية المتبادلة للأكسجين، تتضمن بعض الأجهزة خلية أكسجين ، وفي هذه الحالة يمكنها عمومًا إجراء تحليل كامل للهيليوم والأكسجين في الخليط في آن واحد. ^{[ 2 ]}

يمكن أيضًا تحديد محتوى الهيليوم بناءً على قياس سرعة الصوت في خليط الغازات المُحلل. ^{[ 3 ]} تعتمد سرعة الصوت على خليط الغازات ودرجة حرارته؛ في تحليل خليط ثلاثي، يمكن وصف سرعة الصوت بدالة غير خطية لدرجة الحرارة ومحتوى الأكسجين ومحتوى الهيليوم، وبالتالي يمكن تحديد محتوى الهيليوم بقياس سرعة الصوت عبر الخليط، ودرجة حرارته، ومحتوى الأكسجين فيه .

• مزج الغازات §  تحليل الغازات

• الوسائط المتعلقة بمحلل الهيليوم على ويكيميديا ​​كومنز