Übersicht
Der Analysator zur Bestimmung der Heliumkonzentration (in %) auf Basis der Wärmeleitfähigkeit nutzt die hochstabile Technologie der Wärmeleitfähigkeitsdetektion (WLD). Er findet breite Anwendung bei der Kühlung während des Glasfaserziehens, in der Halbleiterfertigung, bei der Heliumrückgewinnung aus supraleitenden Magneten, der Mischung von Atemgasen für die Tiefsee sowie bei der kryogenen Gastrennung. Durch die präzise Online-Messung von Heliumkonzentrationen in binären oder quasi-binären Gemischen (wie He/N2, He/Ar oder He/O2) ermöglicht das Gerät die Steuerung von Gasmischungsverhältnissen und die Überwachung der Reinheit bei der Rückführung, um Verluste dieses knappen und teuren Edelgases zu vermeiden.
Prinzip
Wenn das Probengas in die Wärmeleitfähigkeitszelle eintritt, sorgt ein Thermistor oberhalb der Membran für eine konstante Temperatur. Dadurch bildet sich ober- und unterhalb der Membran ein kleiner Hohlraum, in den das Messgas diffundieren kann. Der durch die Wärmeleitfähigkeit des Probengases verursachte Wärmeverlust wird durch Erwärmung kompensiert. Die zur Aufrechterhaltung der Membrantemperatur benötigte Leistung entspricht der Wärmeleitfähigkeit des Messgases.
Anwendungen
• Glasfaserziehen & Halbleiterfertigung
Kühlkanal beim Glasfaserziehen: Kontinuierliche Überwachung des Heliumanteils in der Kühlatmosphäre während des Ziehprozesses; die hervorragende Wärmeleitfähigkeit des Heliums sorgt dabei für eine gleichmäßige und schnelle Abkühlung des Faser-Mantels, um Strukturfehler zu vermeiden.
Kühlung und Abschirmung der Wafer-Rückseite: Echtzeit-Überwachung der Helium-Mischverhältnisse in elektrostatischen Wafer-Halterungen (E-Chucks) und Prozesskammern zur präzisen Temperaturregelung bei Ätz- und CVD-Verfahren.
• Helium-Rückgewinnung & kryogene Rückgewinnungssysteme
Rückgewinnung von Boil-off-Gas bei supraleitenden Magneten: In-line-Überwachung der Reinheit von zurückgewonnenem gasförmigem Helium aus MRT-Geräten, NMR-Spektrometern und wissenschaftlichen Synchrotronanlagen vor der Aufreinigung und Wiederverflüssigung.
Edelgasgewinnung in Luftzerlegungsanlagen (ASU): Überwachung der Heliumkonzentration in den Trenn- und Destillationskolonnen für Roh-Helium-Neon in kryogenen Luftzerlegungsanlagen zur Optimierung der Rückgewinnungsrate.
• Tiefseetauchen & hyperbare Atemgase
Mischen von Heliox- und Trimix-Gasen: Hochpräzise Online-Überprüfung der Heliumkonzentration in Atemgasgemischen (z. B. He/O₂ und He/N₂/O₂) für das kommerzielle Offshore-Tauchen, technisches Tauchen und hyperbare Therapieanlagen zum Schutz der Gesundheit von Tauchern.
Überwachung der Atmosphäre in Taucherglocken: Echtzeit-Überwachung der Atemgas-Rückführkreisläufe zur Bewertung der Effizienz von CO₂-Absorbern (Scrubbern) und des Bedarfs an Gasnachfüllung.
• Industrielle Schutzgasmischung & Lecksuche
Hochpräzise Überwachung der Schweißatmosphäre: Überprüfung maßgeschneiderter He/Ar-Schutzgasgemische beim automatisierten Roboterschweißen (z. B. Laser- oder GMAW-Schweißen von Aluminium und Edelstahl) zur Gewährleistung von Lichtbogenstabilität und Schweißnahtqualität.
Dichtheitsprüfung industrieller Bauteile: Überwachung der Reinheit des Helium-Trägergases in Kammer-Prüfstationen (für Automobilteile, Lithium-Batteriezellen und HVAC-Kompressoren), um die Kalibrierung der Prüfsysteme zu gewährleisten und Hintergrundkontaminationen zu erkennen.
Messkomponenten und Messbereiche
• He: 0 ~ 10 bis zu 100 Vol.-%
Weitere Informationen finden Sie im Wärmeleitfähigkeitsgasanalysator.