上面講過的1800磁偏轉(zhuǎn)型和一級扇形磁場氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度為10^-6Pa. L/s～10^-10Pa·L/s。這種儀器的靈敏度主要受儀器的本底和噪聲所限制。提高靈敏度的關(guān)鍵是需要增加儀器的信號噪聲比。
1959年，彼得斯( Peters)報導(dǎo)了兩級串聯(lián)磁偏轉(zhuǎn)氦質(zhì)譜檢漏儀的研制結(jié)果。他指出，如果只用一個分析器的話，由于工作壓力一般不是很低(多數(shù)為10^-2Pa—10^-3Pa)，被氣體分子散射的離子就較多。加之，從離子源出來的離子能量不均勻以及空間電荷的散焦作用等都會使氦峰附近其它的質(zhì)譜峰加寬，并可能將較小的氦峰淹沒。同時，那些與氦離子動量相同的非氦離子所形成的不穩(wěn)定的虛假峰也疊加在氦的本底峰上，這樣，造成了較大的本底與噪聲，如圖13-31(a)所示。他采用了兩個分析器相串聯(lián)的結(jié)構(gòu)(圖13-32)，由于在中間狹縫S2與鄰近的擋板間有個加速電場，使離子在進入第二分析器前再次被加速，因此那些具有與氦離子動量相同的非氦離子雖然可以通過第一個分析器，但經(jīng)第二次加速進入第二個分析器時，它們的動量就與氦離子不同了。這樣，第二個分析器便把這些非氦離子與氦離子分開了，使原來加寬了的質(zhì)譜峰分成了幾個單獨的峰，所以重疊在氦峰上的虛假峰就被減掉了(如圖13-31(b)所示)，使本底及本底噪聲大為減少。這臺儀器在信噪比為1:1時，靈敏度達到10^-nPa.L/s。
1961年多克托夫(Doctoff)由于應(yīng)用了高效率的軸向離子源和差級抽氣裝置，使得信號大大提高，做出了靈敏度為6.7×10^-1lPa.L/s的儀器。1965年蘭州物理所對改善氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度，提高信噪比做了實驗研究，研制出了靈敏度為6.7×10^-llPa.L/s的儀器。他們采用了雙方向聚焦的非均勻磁場分析器，減小了氦離子的損失。我們知道，常用的均勻磁場分析器只有單方向的角度聚焦，在離子運動平面的垂直方向無聚焦作用，使離子受到一定損失。使用了兩個分析器之后，離子路徑加長了，這一損失也加大了。在一定條件下非均勻磁場具有徑向與軸向兩個方向聚焦的性質(zhì)，可使離子損失大為減少。此外，為了減少本底和噪聲，他們還做了不少努力，如采用氦的反擴散率低于10^-5數(shù)量級的擴散泵，法蘭密封圈用金屬的而不用橡膠的，用熱陰極電離規(guī)代替磁放電規(guī)，并針對機械振動產(chǎn)生的微音效應(yīng)，采取了相應(yīng)的有效措施等。
在高靈敏的氦質(zhì)譜檢漏儀的研制與使用中，要特別注意降低儀器的噪聲。
儀器的噪聲來源，大體上可分為兩種：①離子流接收放大及輸出電路的噪聲;②本底噪聲。離子流的接收放大及輸出電路的噪聲，通過電子線路的改進已能降得很低。就目前的水平來說，已不是限制靈敏度的主要因素了。如果它仍然是限制靈敏度的主要因素的話，還可以用放大信號的辦法來提高信噪比，改善靈敏度。
本底噪聲是由本底峰的不穩(wěn)定造戍的。顯然它與本底的大小及電磁場參數(shù)的穩(wěn)定度有關(guān)，即與下列因素有關(guān)：①離子源中發(fā)射電子流的不穩(wěn)定性，加速電壓、分析器電磁參數(shù)的不穩(wěn)定性;②氦氣在真空系統(tǒng)內(nèi)的吸附和再放出(如真空油脂、人造橡膠、有機絕緣材料都可吸附和再放出氦氣)，電離真空計特別是磁放電真空計對氦氣的記憶效應(yīng)(在被污染了的情況下更為嚴重);③抽氣系統(tǒng)中氦氣的反擴散與對氦氣抽速的不穩(wěn)定性;④檢漏儀本身漏氣和氦氣的滲透;⑤殘余氣體分子對氦離子的散射等。
上述因素對本底噪聲及靈敏度的影響是很大的。例如有一臺靈敏度為10^- l0Pa·L/s的儀器，抽速S= 1L/s，反應(yīng)時間與清除時間r- 3s，若送入流量為10^-4Pa·L/s的氦氣，當讀數(shù)穩(wěn)定之后，停止送氦氣，根據(jù)計算，1min之內(nèi)便可以恢復(fù)到原始的本底與本底噪聲值了，能夠達到10^-10Pa.L/s靈敏度，但實際上往往在半個小時內(nèi)本底及本底噪聲還降不下來，使儀器的靈敏度會大大降低，這說明氦氣記憶效應(yīng)的嚴重影響。
