CN114624319B - 一种基于热解析-四极质谱测量原理定量获取材料中ppm级氢同位素含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料中氢同位素测量技术领域，尤其涉及一种基于热解析‑四极质谱测量原理定量获取材料中ppm级氢同位素含量的方法。本发明提供的测量方法：得到待测样品释放出的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号‑时间关系曲线后，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线获得待测样品中氢同位素或氦同位素的含量。本发明提供的测量方法通过构建的气体质谱信号和漏率的线性关系曲线，将热脱附谱即真空加热提取和质谱测量相结合，能够实现不同材料中的ppm量级氢同位素或氦同位素的准确测量。

Description

一种基于热解析-四极质谱测量原理定量获取材料中ppm级氢 同位素含量的方法
技术领域
本发明属于材料中氢同位素测量技术领域，尤其涉及一种基于热解析- 四极质谱测量原理定量获取材料中ppm级氢同位素含量的方法。
背景技术
随着石油、天然气等化石能源用量的日益增加及其储量的不断减少，能源问题受到越来越广泛的关注。在众多新能源中，氢能和受控核聚变能源是解决人类能源问题。这两种新型能源体系均广泛涉及到氢同位素的生产、储存、运输和使用。然而，作为比较轻的气体元素，氢同位素(H、D、T)及氦同位素(3He和4He)极易在与其相接触的包容结构材料中扩散和滞留。进入材料中的氢同位素或氦同位素，即使是ppm 量级(百万分之一)也可能会带来材料的氢脆失效风险，从而导致重大安全事故和经济损失。因此，材料中ppm级氢同位素含量准确测量非常重要。
然而，通常的光谱、色谱分析方法，难以满足材料中ppm量级氢同位素或氦同位素的测量分析需求。而基于热导或红外原理的定氢仪虽然可以实现对材料中ppm量级氢同位素或氦同位素的测量，但不能对氢同位素中氘进行定量分析；且测量过程影响因素较多，特别是受含氢固体标样的品质影响大，测量结果准确性差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于热解析-四极质谱测量原理定量获取材料中ppm级氢同位素含量的方法，本发明提供的一种气体质谱信号和漏率的线性关系曲线的构建方法，能够准确构建气体质谱信号和漏率的线性关系曲线，从而能够实现不同材料中ppm量级氢同位素或氦同位素的准确测量。
本发明提供了一种气体质谱信号和漏率的线性关系曲线的构建方法，包括使用一个漏孔的第一构建方法或使用多个不同漏率漏孔的第二构建方法，所述第一构建方法包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入不同恒定压力条件下的气体，检测所述漏孔的下游气体的质谱信号，所述恒定压力条件的个数≥3，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
或包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入恒定压力条件下的气体，检测不同时间间隔内所述漏孔的下游气体的质谱信号，将质谱信号对时间积分，所述不同时间间隔的个数≥3，对不同时间间隔的漏率×时间条件下的质谱信号时间积分值进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
所述第二构建方法包括以下步骤：
每一个漏孔设置一条气体支路，所述多个漏孔为至少具有3个漏率的漏孔，多条气体支路并联；
在每一个支路上漏孔的上游通入恒定压力气体，检测每一个支路上漏孔下游的气体的质谱信号，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线。
本发明提供了一种氢同位素或氦同位素的测量方法，包括以下步骤：
将待测样品真空持续加热升温热脱附，对释放出的气体进行质谱检测，得到待测样品释放出的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号- 时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点释放速率，对时间积分后，获得待测样品中氢同位素或氦同位素的含量；
所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线按照上述技术方案所述构建方法获得。
本发明提供了一种氢同位素或氦同位素在材料中扩散和/或滞留的特征参数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
在不同恒定温度条件下，在膜片材料的上游通入氢同位素或氦同位素，氢同位素或氦同位素渗透通过膜片材料，检测材料的下游氢同位素或氦同位素的质谱信号，得到不同恒定温度条件下膜片材料渗透的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号-时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点漏率，对时间积分后，获得不同恒定温度条件下膜片材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量；所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线按照上述技术方案所述构建方法获得；
由不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量计算获得不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的扩散和滞留行为的特征参数，所述特征参数包括渗透率、扩散系数、溶解度、渗透率对应的激活能、扩散系数对应的激活能和溶解度对应的激活能。
本发明提供了一种用于气体质谱检测的供气***，包括：
漏孔，所述漏孔设置于气体支路上，所述气体支路的一端与位于漏孔上游的第一主管道连通，所述气体支路的另一端与位于漏孔下游的第二主管道连通，所述第二主管道用于连通质谱的真空腔室H；
供气/抽气部件Q；所述供气/抽气部件Q与所述第一主管道连通。
优选的，所述漏孔为3个不同漏率的漏孔，分别为第一漏孔D、第二漏孔E和第三漏孔F；对应所述漏孔并联设置有第一气体支路、第二气体支路和第三气体支路，
位于所述第一漏孔D上游的第一气体支路上设置有第七阀门V7和第三压力传感器G6，所述第一压力传感器G6靠近所述第一漏孔D，位于所述第一漏孔D下游的第一气体支路上设置有第十二阀门V12；
位于所述第二漏孔E上游的第二气体支路上设置有第八阀门V8和第四压力传感器G7，所述第四压力传感器G7靠近所述第二漏孔E，位于所述第二漏孔E下游的第二气体支路上设置有第十三阀门V13；
位于所述第三漏孔F上游的第三气体支路上设置有第九阀门V9和第五压力传感器G8，所述第五压力传感器G8靠近所述第三漏孔F，位于所述第三漏孔F下游的第三气体支路上设置有第十四阀门V14。
优选的，所述第一主管道上靠进所述供气/抽气部件Q的一端设置第一阀门V1，所述第一主管道上位于所述第一阀门V1和所述气体支路之间的第一主管道上连通第一管道支路、第二管道支路、第三管道支路和第四管道支路；所述第一管道支路的一端通过第二阀门V2与所述第一主管道连通，所述第一管道支路的另一端与标准储气容器A连通；所述第二管道支路的一端通过第三阀门V3与所述第一主管道连通，所述第二管道支路的另一端与第一薄膜电容规G1连通；所述第三管道支路的一端通过第四阀门V4与所述第一主管道连通，所述第三管道支路的另一端与第一压力传感器G2连通；所述第四管道支路的一端通过第五阀门V5与所述第一主管道连通，所述第四管道支路的另一端与第二压力传感器G3连通。
优选的，还包括热脱附部件B，所述热脱附部件B替换所述漏孔中的任意一个或还包括并联的第四气体支路，所述热脱附部件B的出气口与第四气体支路的进气端连通；当所述热脱附部件B的出气口与第二气体支路的进气端连通时，所述第四气体支路的出气端与所述第二主管道连通；所述第四气体支路的进气端还与所述第一主管道连通。
优选的，所述第四气体支路的进气端与所述第一主管道连通的管道上靠近所述第四气体支路的一端设置有第十阀门V10，所述第四气体支路与所述第二主管道连通的一端设置第十五阀门V15。
优选的，还包括渗透部件C，所述渗透部件C替换所述漏孔中的任意一个或还包括并联的第五气体支路，所述渗透部件C设置于第五气体支路上；当所述渗透部件设置于第五气体支路上时，所述第五气体支路的进气端与所述第一主管道连通，所述第五气体支路的出气端与所述第二主管道连通；位于所述渗透部件C上游的第五气体支路上设置有第六阀门V6，位于所述渗透部件C下游的第五气体支路上设置有第十一阀门V11。
本发明提供了一种气体质谱信号和漏率的线性关系曲线的构建方法，包括使用一个漏孔的第一构建方法或使用多个不同漏率漏孔的第二构建方法，所述第一构建方法包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入不同恒定压力条件下的气体，检测所述漏孔的下游气体的质谱信号，所述恒定压力条件的个数≥3，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；或包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入恒定压力条件下的气体，检测不同时间间隔内所述漏孔的下游气体的质谱信号，将质谱信号对时间积分，所述不同时间间隔的个数≥3，对不同时间间隔的漏率×时间条件下的质谱信号时间积分值进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；所述第二构建方法包括以下步骤：每一个漏孔设置一条气体支路，所述多个漏孔为至少具有3个漏率的漏孔，多条气体支路并联；在每一个支路上漏孔的上游通入恒定压力气体，检测每一个支路上漏孔下游的气体的质谱信号，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线。本发明提供的构建方法能够简单快速且准确的构建气体质谱信号和漏率的线性关系曲线。本发明提供的构建方法采用多个漏率不同的漏孔组成并联气体支路，能够实现多支路不同气体、不同气体气压条件下气体质谱信号和漏率的线性关系曲线的构建，提高气体质谱信号和漏率的线性关系曲线构建的准确度。
本发明提供了一种氢同位素或氦同位素的测量方法，包括以下步骤：将待测样品真空持续加热升温热脱附，对释放出的气体进行质谱检测，得到待测样品释放出的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号-时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点释放速率，对时间积分后，获得待测样品中氢同位素或氦同位素的含量；所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线按照上述技术方案所述构建方法获得。本发明提供的测量方法通过上述技术方案构建的气体质谱信号和漏率的线性关系曲线，将热脱附谱即真空加热提取和质谱测量相结合，能够实现不同材料中的ppm量级氢同位素或氦同位素的准确测量。
本发明提供了一种氢同位素或氦同位素在材料中扩散和/或滞留的特征参数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：在不同恒定温度条件下，在膜片材料的上游通入氢同位素或氦同位素，氢同位素或氦同位素渗透通过膜片材料，检测材料的下游氢同位素或氦同位素的质谱信号，得到不同恒定温度条件下膜片样品渗透的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号-时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点漏率，对时间积分后，获得不同恒定温度条件下膜片材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量；所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线按照上述技术方案所述构建方法获得；由不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量计算获得不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的扩散和滞留行为的特征参数，所述特征参数包括渗透率、扩散系数、溶解度、渗透率对应的激活能、扩散系数对应的激活能和溶解度对应的激活能。本发明提供的测量方法通过上述技术方案构建的气体质谱信号和漏率的线性关系曲线，将氢同位素或氦同位素在材料中的渗透行和质谱测量相结合，能够实现不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的扩散和滞留行为的特征参数的准确测量。
本发明提供一种用于气体质谱检测的供气***，包括：漏孔，所述漏孔设置于气体支路上，所述气体支路的一端与位于漏孔上游的第一主管道连通，所述气体支路的另一端与位于漏孔下游的第二主管道连通，所述第二主管道用于连通质谱的真空腔室H；供气/抽气部件Q；所述供气/抽气部件Q 与所述第一主管道连通。本发明提供的供气***与质谱检测仪联用时，能够利用质谱灵敏度高、可轻易分辨氢同位素的优势，测量材料中ppm量级氢同位素。本发明提供的用于气体质谱检测的供气***一套多功能***，除了可实现上述功能如漏孔漏率的标定、质谱离子流信号校准外，还可实现材料中氢同位素扩散、滞留行为特性参数的测量，特别是可实现对限于不锈钢、钨及锆铌合金等材料中释放的ppm量级氢同位素气体进行定量测量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的测试***示意图；
其中，Q为供气/抽气部件，V1为第一阀门，V2为第二阀门，A为标准储气容器，V3为第三阀门，G1为第一薄膜电容规，V4为第四阀门，G2为第一压力传感气，V5为第五阀门，G3为第二压力传感气，V6为第六阀门， C为渗透部件，V7为第七阀门，G6为第三压力传感气，D为第一漏孔，V8 为第八阀门，G7为第四压力传感气，E为第二漏孔，V9为第九阀门，G8 为第五压力传感气，F为第三漏孔，V10为第十阀门，V11为第十一阀门， V12为第十二阀门，V13为第十三阀门，V14为第十四阀门，V15为第十五阀门，B为热脱附部件，G4为第二薄膜电容规，G为质谱，G5为全量程复合规，H为质谱真空腔室，V16为第十六阀门，I为真空泵组；
图2为本发明实施例1中的D2和实施例2中的He和不同压力条件下漏孔漏率的测量数据和拟合曲线图；
图3为本发明实施例1中的D2和实施例2中的He不同漏率条件下质谱信号的测量数据和拟合曲线图；
图4为本发明实施例1待测样品中的D2的热脱附镨的质谱信号随时间的变化曲线图；
图5为本发明实施例4膜片材料中的HD、D2和校准D2的渗透的质谱信号随温度的变化曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种气体质谱信号和漏率的线性关系曲线的构建方法，包括使用一个漏孔的第一构建方法或使用多个不同漏率漏孔的第二构建方法，所述第一构建方法包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入不同恒定压力条件下的气体，检测所述漏孔的下游气体的质谱信号，所述恒定压力条件的个数≥3，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
或包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入恒定压力条件下的气体，检测不同时间间隔内所述漏孔的下游气体的质谱信号，将质谱信号对时间积分，所述不同时间间隔的个数≥3，对不同时间间隔的漏率×时间条件下的质谱信号时间积分值进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
所述第二构建方法包括以下步骤：
每一个漏孔设置一条气体支路，所述多个漏孔为至少具有3个漏率的漏孔，多条气体支路并联；
在每一个支路上漏孔的上游通入恒定压力气体，检测每一个支路上漏孔下游的气体的质谱信号，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线。
在本发明中，所述漏孔优选为标准漏孔。
本发明对所述漏孔的来源没有没有特殊要求，采用市售产品即可。
在本发明中，当建立氦同位素气体质谱信号和漏率的线性关系曲线时，由于所述氦同位素的不同漏孔的漏率已知，无需进行漏率标定。
在本发明中，当建立氢同位素气体气体质谱信号和漏率的线性关系曲线时，在建立氢同位素气体质谱信号和漏率的线性关系曲线之前，本发明优选包括标定所述氢同位素的漏率。
在本发明中，所述氢同位素漏率的标定方法优选包括以下步骤：
在所述漏孔的上游通入不同恒定压力条件的氢同位素气体，采用定容法标定不同恒定压力条件下氢同位素气体的漏率，建立氢同位素气体不同恒定压力条件下的漏率标定曲线。
在本发明在进行所述氢同位素气体漏率的标定之前，优选采用体积膨胀法分别标定所述漏孔下游的管道和真空腔室的体积，本发明对所述体积膨胀法的具体实施过程没有特殊要求。
本发明采用多支路并联管道的多个漏孔建立气体质谱信号和漏率的线性关系曲线，能够实现多支漏孔在不同氢同位素气体和不同恒定气压下漏率的标定和校准。
本发明提供了一种氢同位素或氦同位素的测量方法，包括以下步骤：
将待测样品真空持续加热升温热脱附，对释放出的气体进行质谱检测，得到待测样品释放出的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号- 时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点释放速率，对时间积分后，获得待测样品中氢同位素或氦同位素的含量；
所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线按照上述技术方案所述构建方法获得。
在本发明中，所述待测样品优选为不锈钢、钨或锆铌合金。
本发明优选对待测样品进行前处理，在本发明中，所述前处理优选包括：依次进行水洗和干燥，本发明对所述水洗和干燥的具体实施方式没有特殊要求。
本发明提供了一种氢同位素或氦同位素在材料中扩散和/或滞留的特征参数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
在不同恒定温度条件下，在膜片材料的上游通入氢同位素或氦同位素，氢同位素或氦同位素渗透通过膜片材料，检测材料的下游氢同位素或氦同位素的质谱信号，得到不同恒定温度条件下样品渗透的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号-时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点漏率，对时间积分后，获得不同恒定温度条件下膜片材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量；所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线按照上述技术方案所述构建方法获得；
由不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量计算获得不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的扩散和滞留行为的特征参数，所述特征参数包括渗透率、扩散系数、溶解度、渗透率对应的激活能、扩散系数对应的激活能和溶解度对应的激活能。
在本发明中，所述渗透测试用材料的形状优选为膜片状。
在本发明中，所述膜片材料优选通过真空连接径向密封(VCR密封) 在渗透部件中后与质谱真空强势用管道连通。
在本发明中，由不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量计算获得不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的扩散和滞留行为的特征参数的方法优选为：得到不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量后，代入基于菲克定律的渗透通量公式中，得到所述不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的扩散和滞留行为的特征参数，所述渗透通量公式一般具有如式1所示的形式：
所述式1中，J为渗透通量(单位为：mol·s-1)，φ为渗透率(单位为： mol·m-1·s-1·Pa-n)、D为扩散系数(单位为：m2·s-1)、S为溶解度(单位为： mol·m-3·Pa-n)，σ为材料的有效渗透面积(单位为：m2)，d为材料的厚度(单位为：m)，Pin(单位为：Pa)、Pout(单位为：Pa)分别为材料的上下游侧压力，n 为压力指数(取值范围一般为1/2≤n≤1)。
本发明提供了一种获取材料中氢同位素扩散、滞留行为特性参数相对客观、可靠的方法。
本发明提供了一种用于气体质谱检测的供气***，包括：
漏孔，所述漏孔设置于气体支路上，所述气体支路的一端与位于漏孔上游的第一主管道连通，所述气体支路的另一端与位于漏孔下游的第二主管道连通，所述第二主管道用于连通质谱的真空腔室H；
供气/抽气部件Q；所述供气/抽气部件Q与所述第一主管道连通。
本发明提供的供气***包括供气/抽气部件Q，在本发明中，所述所述供气/抽气部件Q与所述第一主管道连通。
在本发明的具体实施例中，所述供气/抽气部件Q有真空泵和供气***组成。
在本发明中，所述所述供气/抽气部件Q用于对供气***抽真空、提供同位素气体、或用于供气***检漏及体积标定的惰性气体，所述同位素气体优选包括氢同位素气体或氦同位素气体。
在本发明中，所述第一主管道上靠进所述供气/抽气部件Q的一端设置第一阀门V1。
在本发明中，所述第一阀门优选为高压全金属阀门，所述第一阀门V1 的耐压不低于10MPa，所述第一阀门V1用于控制气体的流动。
在本发明中，所述第一主管道上位于所述第一阀门V1和所述气体支路之间的第一主管道上连通第一管道支路、第二管道支路、第三管道支路和第四管道支路；所述第一管道支路的一端通过第二阀门V2与所述第一主管道连通，所述第一管道支路的另一端与标准储气容器A连通。
在本发明中，所述第二阀门V2优选为高压全金属阀门，所述第二阀门 V2的耐压不低于10MPa，所述第二阀门V2用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述标准储气容器A的容积已知，所述标准储气容器A 用做标准容积对***的其他部分进行容积标定，以及临时存储反应气。
在本发明中，所述第二管道支路的一端通过第三阀门V3与所述第一主管道连通，所述第二管道支路的另一端与第一薄膜电容规G1连通。
在本发明中，所述第三阀门V3优选为高压全金属阀门，所述第三阀门 V3的耐压不低于10MPa，所述第三阀门V3用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述第一薄膜电容规G1通过数据线连接到计算机，用于测定及监测***的真空状态变化。
在本发明中，所述第三管道支路的一端通过第四阀门V4与所述第一主管道连通，所述第三管道支路的另一端与第一压力传感器G2连通。
在本发明中，所述第四阀门V4优选为高压全金属阀门，所述第四阀门V4的耐压不低于10MPa，所述第四阀门V4用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述第一压力传感器G2通过数据线连接到计算机，用于测定及监测***的气体压力值。
在本发明中，所述第四管道支路的一端通过第五阀门(V5)与所述第一主管道连通，所述第四管道支路的另一端与第二压力传感器G3连通。
在本发明中，所述第五阀门V5优选为高压全金属阀门，所述第五阀门 V5的耐压不低于10MPa，所述第五阀门V5用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述第二压力传感器G3通过数据线连接到计算机，用于测定及监测***的气体压力值。
被本发明提供的供气***包括：漏孔，所述漏孔设置于气体支路上，所述气体支路的一端与位于漏孔上游的第一主管道连通，所述气体支路的另一端与位于漏孔下游的第二主管道连通，所述第二主管道用于连通质谱的真空腔室H。
在本发明中，所述第二主管道的内径优选不小于16mm。
在本发明中，所述第二主管道优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，所述第二主管道优选配有加热带，可随时进行烘烤除气。
在本发明中，所述漏孔为3个不同漏率的漏孔，分别为第一漏孔D、第二漏孔E和第三漏孔F；对应所述漏孔并联设置有第一气体支路、第二气体支路和第三气体支路。
在本发明中，对于同一种同位素气体，本发明优选采用多支不同漏率的漏孔，例如第一漏孔D、第二漏孔E和第三漏孔F来构建漏率与离子流信号的关系，建立定标曲线。
在本发明中，位于所述第一漏孔D上游的第一气体支路上设置有第七阀门V7和第三压力传感器G6，所述第一压力传感器G6靠近所述第一漏孔D，位于所述第一漏孔D下游的第一气体支路上设置有第十二阀门V12。
在本发明中，所述第七阀门V7优选为高压全金属阀门，所述第七阀门 V7的耐压不低于10MPa，所述第七阀门V7用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述第三压力传感器G6的量程优选为-0.1～5bar，用于实时监测第一漏孔D上游侧压力变化；压力变化超过初始压力5％时，需补充气体维持初始压力，以确保漏孔漏率稳定。
在本发明中，所述第十二阀门V12优选为全金属超高真空角阀，用于隔断低真空和超高真空部分，使得超高真空更容易获得和维持。
在本发明中，位于所述第十二阀门V12和第二主管道之间的第一气体支路的内径优选不小于16mm。
在本发明中，位于所述第十二阀门V12和第二主管道之间的第一气体支路优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，位于所述第十二阀门V12和第二主管道之间的第一气体支路优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
在本发明中，位于所述第二漏孔E上游的第二气体支路上设置有第八阀门V8和第四压力传感器G7，所述第四压力传感器G7靠近所述第二漏孔E，位于所述第二漏孔E下游的第二气体支路上设置有第十三阀门V13。
在本发明中，所述第八阀门V8优选为高压全金属阀门，所述第八阀门 V8的耐压不低于10MPa，所述第八阀门V8用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述第四压力传感器G7的量程优选为-0.1～5bar，用于实时监测第二漏孔D上游侧压力变化；压力变化超过初始压力5％时，需补充气体维持初始压力，以确保漏孔漏率稳定。
在本发明中，所述第十三阀门V13优选为全金属超高真空角阀，用于隔断低真空和超高真空部分，使得超高真空更容易获得和维持。
在本发明中，位于所述第十三阀门V13和第二主管道之间的第二气体支路的内径优选不小于16mm。
在本发明中，位于所述第十三阀门V13和第二主管道之间的第二气体支路优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，位于所述第十三阀门V13和第二主管道之间的第二气体支路优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
在本发明中，位于所述第三漏孔F上游的第三气体支路上设置有第九阀门V9和第五压力传感器G8，所述第五压力传感器G8靠近所述第三漏孔F，位于所述第三漏孔F下游的第三气体支路上设置有第十四阀门V14。
在本发明中，所述第九阀门V9优选为高压全金属阀门，所述第九阀门V9的耐压不低于10MPa，所述第九阀门V9用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述第五压力传感器G8的量程优选为-0.1～5bar，用于实时监测第三漏孔D上游侧压力变化；压力变化超过初始压力5％时，需补充气体维持初始压力，以确保漏孔漏率稳定。
在本发明中，所述第十四阀门V14优选为全金属超高真空角阀，用于隔断低真空和超高真空部分，使得超高真空更容易获得和维持。
在本发明中，位于所述第十四阀门V14和第二主管道之间的第三气体支路的内径优选不小于16mm。
在本发明中，位于所述第十四阀门V14和第二主管道之间的第三气体支路优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，位于所述第十四阀门V14和第二主管道之间的第三气体支路优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
本发明提供的供气***还包括热脱附部件B，所述热脱附部件B替换所述漏孔中的任意一个或还包括并联的第四气体支路，所述热脱附部件B的出气口与第四气体支路的进气端连通；当所述热脱附部件B的出气口与第二气体支路的进气端连通时，所述第四气体支路的出气端与所述第二主管道连通；所述第四气体支路的进气端还与所述第一主管道连通。
在本发明中，所述第四气体支路和侧管的内径优选不小于16mm。
在本发明中，所述第四气体支路和侧管优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，所述第四气体支路优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
在本发明中，所述第四气体支路的进气端与所述第一主管道连通的管道上靠近所述第四气体支路的一端设置有第十阀门V10，所述第四气体支路与所述第二主管道连通的一端设置第十五阀门V15。
在本发明中，所述第十阀门V10优选为全金属超高真空角阀，用于隔断低真空和超高真空部分，使得超高真空更容易获得和维持。
在本发明中，所述第十五阀门V15优选为全金属超高真空角阀，用于隔断低真空和超高真空部分，使得超高真空更容易获得和维持。
在本发明中，热脱附部件B优选含加热及控温装置。
在本发明中，所述热脱附部件B优选采用放气量少的CF法兰焊接石英管，样品放在石英管中，石英管通过CF法兰通过铜垫圈加刀口的方式接入第二气体支路中。
本发明优选采用电磁感应加热的局部加热方式对位于热脱附部件B中的待测样品所在石英管的局部位置进行加热；加热样品使脱附的氢同位素气体，经过质谱G得到相应的离子流信号。
本发明提供的供气***优选还包括渗透部件C，所述渗透部件C替换所述漏孔中的任意一个或还包括并联的第五气体支路，所述渗透部件C设置于第五气体支路上；当所述渗透部件设置于第五气体支路上时，所述第五气体支路的进气端与所述第一主管道连通，所述第五气体支路的出气端与所述第二主管道连通；位于所述渗透部件C上游的第五气体支路上设置有第六阀门 V6，位于所述渗透部件C下游的第五气体支路上设置有第十一阀门V11。
在本发明中，所述渗透部件C优选含加热及控温装置。
在本发明中，本发明优选将需测试的材料膜片通过真空连接径向密封 (VCR，Vacuum Coupling Radius Seal)方式封装在所述渗透部件C中，在所述渗透部件C上游侧通入一定量的氢同位素气体，测定渗透部件C下游侧的氢同位素质谱质谱信号并采用漏孔进行标定，经过适当的数学处理即可得到氢同位素在材料中的渗透率、扩散系数、溶解度及各自对应激活能等特征数据；是一种获取材料中氢同位素扩散、滞留行为特性参数相对客观、可靠的方法。
在本发明中，所述第六阀门V6优选为高压全金属阀门，所述第六阀门 V6的耐压不低于10MPa，所述第六阀门V6用于控制气体的流动和流道的选择。
在本发明中，所述第十一阀门V11优选为全金属超高真空角阀，用于隔断低真空和超高真空部分，使得超高真空更容易获得和维持。
在本发明中，位于所述第十一阀门V11和第二主管道之间的第五气体支路的内径优选不小于16mm。
在本发明中，位于所述第十一阀门V11和第二主管道之间的第五气体支路优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，位于所述第十一阀门V11和第二主管道之间的第五气体支路优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
本发明提供的供气***所述第二主管道用于连通质谱的真空腔室H。
在本发明中，所述真空腔室H设置有质谱探头G。
在本发明中，所述质谱优选为四极质谱。
在本发明中，所述质谱用于采集流经超真空腔室H中的气体的离子流信号。
在本发明中，所述真空腔室H设置有第二薄膜电容规G4和全量程复合规G5，所述第二薄膜电容规G4和全量程复合规G5与所述真空腔室H连通。
在本发明中，所述第二薄膜电容规G4用于监测真空腔室H的真空状态变化。
在本发明中，所述全量程复合规G5用于测量真空腔室H的真空。
在本发明中，所述全量程复合规G5测量范围优选为10-8Pa～1atm。
在本发明中，所述第二薄膜电容规G4和真空腔室H连通的管道的内径优选不小于16mm。
在本发明中，所述第二薄膜电容规G4和真空腔室H连通的管道优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，所述第二薄膜电容规G4和真空腔室H连通的管道优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
在本发明中，所述全量程复合规G5和真空腔室H连通的管道的内径优选不小于16mm。
在本发明中，所述全量程复合规G5和真空腔室H连通的管道优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，全量程复合规G5和真空腔室H连通的管道优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
在本发明中，所述真空腔室H与真空泵组I连通。
在本发明中，所述真空泵组I用于控制真空腔室抽空与静态真空保持。
在本发明中，所述真空泵组I和真空腔室H连通的管道上设置有第十六阀门V16。
在本发明中，所述第十六阀门V16优选为超高真空插板阀。
在本发明中，所述第十六阀门V16用于隔开抽空泵组I和真空腔室H，控制真空腔室抽空与静态真空保持。
在本发明中，所述真空泵组I和真空腔室H连通的管道的内径优选不小于16mm。
在本发明中，所述真空泵组I和真空腔室H连通的管道的管道优选为内抛光不锈钢管。
在本发明中，所述真空泵组I和真空腔室H连通的管道优选为配有加热带，可随时进行烘烤除气。
本发明采用如图1所示所述的供气***对氢同位素漏率的标定方法优选包括以下步骤
1)打开阀门V1～V5、V10、V15、V16抽空***后，再关闭各阀门；
2)打开V1、V2、V4，向已知容积的标准储气容器A中充入一定量的惰性气体，例如氩气；
3)关闭阀门V2，通过供气/抽气部件Q端抽空***后，关闭阀门V1；
4)依次打开阀门V2、V10、V15，通过体积膨胀法，依次标定管路及真空质谱腔室H容积；
5)完成容积标定后，打开阀门V1、V3～V5、V7、V12、V16抽空管路、质谱真空腔室H及第一漏孔D上下游部分；
6)关闭阀门V16，向漏孔中充入一定压力的氢同位素气体后，关闭阀门V1，通过第二薄膜电容规G4和全量程复合规G5实时采集通过第一漏孔 D下游侧进入质谱腔室的气体压力，根据标定的容积，计算该环境温度和该压力下第一漏孔D的漏率。
7)重复上述步骤4)～5)，获得第二漏孔E和第三F在不同压力下的氢同位素漏率数据，完成漏孔的漏率标定过程。
本发明利用已知氢同位素漏率的漏孔对质谱采集的氢同位素信号进行标定获得定标曲线的多点校准方法：对于同一种氢同位素或氦同位素气体，采用多支不同漏率的漏孔(第一漏孔D、第二漏孔E和第三漏孔F)来构建漏率与离子流信号的关系，建立定标曲线。在本发明，当采用一条支路建立定标曲线时，本发明优选用不同时间段内漏孔流入真空质谱腔室H的实际气量 (漏率×时间)与对应离子流信号随时间的积分来构建气量与离子流信号积分关系的多点校准方法。
本发明利用图1所示的供气***建立氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线的方法为：
1)开启阀门V16，真空质谱腔室H通过真空泵组I一直维持超高真空状态；开启四极质谱G，并稳定一段时间后，获得本底氢同位素信号；
2)在第一漏孔D充入一定压力的氢同位素气体(该压力下的对应漏率已知)，关闭阀门V7，打开阀门V12，待质谱信号稳定后，获得该漏率对应的氢同位素离子流信号，关闭阀门V12；
3)重复步骤2)，获得已知氢同位素漏率第二漏孔E和第三漏孔F对应的质谱离子流信号；
4)根据不同漏率对应的离子流信号，建立氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线。
本发明针对待测材料中ppm级氢同位素或氦同位素含量的测定采用真空加热提取质谱法。在本发明中，所述热脱附谱方法优选为，采用附图1所示的热脱附部件B加热待测样品使脱附的氢同位素或氦同位素气体，经过质谱G得到相应的离子流信号，采用标准漏孔第一漏孔D、第二漏孔E和第三漏孔F)校准离子流信号，从而实现定量分析。
在本发明中，为了降低样品加热过程中样品管氢本底的影响，本发明供气***中的热脱附部件B采用放气量少的CF法兰焊接石英管，待测样品放在石英管中，石英管通过CF法兰通过铜垫圈加刀口的方式接入***管道中；同时，本发明采用电磁感应加热等局部加热方式对样品所在石英管的局部位置进行加热的方案，能够进一步降低加热过程中石英管自身放氢带来的氢本底影响，以提高测量结果的准确性。
在本发明中，采用图1所示的供气***测量所述待测材料中ppm级氢同位素或氦同位素含量的测定的基本方法为：
1)阀门V16及抽空泵组(I)始终开启，以确保质谱腔室始终处于高真空状态；
2)关闭阀门V10和V15，将清洗干燥后的样品放置在石英管末端，远离法兰侧；
3)打开阀门V1、V3、V10，通过供气/抽气部件Q端将石英管抽真空至 10Pa以下；
4)关闭阀门V10，打开阀门V15，通过真空泵组I继续抽至高真空；
5)打开质谱G，采集真空质朴腔室室温时的质谱信号；
6)启动感应加热装置，通过样品管加热样品使其中氢同位素气体释放出来，通过质谱采集样品释放的氢同位素气体信号；
7)通过漏率标定质谱信号获得标准曲线，计算样品中氢同位素释放量。
本发明优选还包括采用图1所示的供气***测量材料中氢同位素或氦同位素的扩散、滞留行为特性参数。在本发明中，本发明优选将需测试的膜片材料通过VCR密封方式封装在图1中的渗透部件C中，在膜片材料上游侧通入一定量的氢同位素或氦同位素气体，测定膜片材料下游侧的氢同位素质谱质谱信号并采用漏孔进行标定，经过适当的数学处理即可得到氢同位素在材料中的渗透率、扩散系数、溶解度及各自对应激活能等特征数据。本发明提供的供气***和测量方法是一种获取材料中氢同位素扩散、滞留行为特性参数相对客观、可靠的方法。如图1所示，本发明提供的供气***确保了漏孔下游侧气体的流经路线与渗透工装中样品释放气体的流经路线一致，因而确保了测试数据的可靠性。在本发明中，材料中氢同位素渗透测试的具体方法为：
1)阀门V16及抽空泵组I始终开启，以确保质谱腔室始终处于高真空状态；
2)将清洗干燥后的材料膜片接入渗透工装；
3)打开阀门V1、V3、V5、V6和V11，抽空渗透工装中膜片的上下游测；
4)打开质谱，通过供气/抽气部件Q段引入一定量惰性气体，通过质谱检测该惰性气体的离子流信号与本底相比是否有显著上升，如无明显变化，则表明膜片密封性完好；
5)抽空膜片上游侧惰性气体后，引入一定压力的氢同位素气体，采集不同温度下膜片下游侧渗透过来的氢同位素质谱信号；
6)通过漏率校准质谱信号，获得膜片材料的氢同位素渗透特征参数。
本发明通的测量方法和供气***具有如下有益效果：
1.本发明围绕氢能及核能材料中ppm量氢同位素或氦同位素含量的准确测量需求，采用多支漏孔与热脱附工装和渗透工装的并行布局方案，一确保了漏孔下游侧气体的流经路线与热脱附工装或渗透工装中样品释放气体的流经路线一致，二确保了可实现多支漏孔在不同氢同位素气体和不同气压下漏率的标定和校准。
2.本发明采用多支不同漏率的漏孔来构建气体漏率与质谱对应离子流信号的关系，建立定标曲线。特别地，对于同一漏率的情形，本发明提出了，采用不同时间段内漏孔流入质谱腔室的实际气量(漏率×时间)与对应离子流信号随时间的积分来构建气量与离子流信号积分关系的多点校准方法。
3.本发明采取了一系列措施，降低了样品加热过程中样品管氢本底的影响，具体包括：1)热脱附工装采用放气量少的CF法兰焊接石英管，样品放在石英管中，石英管通过CF法兰通过铜垫圈加刀口的方式接入***管道中；2)采用电磁感应加热等局部加热方式对样品所在石英管的局部位置进行加热的方案，以进一步降低加热过程中石英管自身放氢带来的氢本底影响，提高测量结果的准确性。
4.本发明设计的***是一套多功能***，既可以实现对不同漏孔漏率的标定、质谱离子流信号校准，又可以可以实现对材料中氢同位素扩散、滞留行为特性参数的测量，特别是可以实现对材料中释放的ppm量级氢同位素气体进行定量分析，因而，在氢能及核能材料领域具有重要的应用。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
第一：采用如图1所示的供气***对D2漏率的标定方法为：
1)打开阀门V1～V5、V10、V15、V16抽空***后，再关闭各阀门；
2)打开V1、V2、V4，向已知容积的标准储气容器A中充入一定量的惰性气体，例如氩气；
3)关闭阀门V2，通过供气/抽气部件Q端抽空***后，关闭阀门V1；
4)依次打开阀门V2、V10、V15，通过体积膨胀法，依次标定管路及真空质谱腔室H容积；
5)完成容积标定后，打开阀门V1、V3～V5、V7、V12、V16抽空管路、质谱真空腔室H及第一漏孔D上下游部分；
6)关闭阀门V16，向漏孔中充入一定压力的氢同位素气体后，关闭阀门V1，通过第二薄膜电容规G4和全量程复合规G5实时采集通过第一漏孔 D下游侧进入质谱腔室的气体压力，根据标定的容积，计算该环境温度和该压力下第一漏孔D的漏率。
7)重复上述步骤4)～5)，获得第二漏孔E和第三F在不同压力下的氢同位素漏率数据，完成漏孔的漏率标定过程，标定曲线如图2所示。
第二：采用图1所示的供气***建D2的质谱信号和漏率的线性关系曲线的方法为：
1)开启阀门V16，真空质谱腔室H通过真空泵组I一直维持超高真空状态；开启四极质谱G，并稳定一段时间后，获得本底氢同位素信号；
2)在第一漏孔D充入一定压力的氢同位素气体(该压力下的对应漏率已知)，关闭阀门V7，打开阀门V12，待质谱信号稳定后，获得该漏率对应的氢同位素离子流信号，关闭阀门V12；
3)重复步骤2)，获得已知氢同位素漏率第二漏孔E和第三漏孔F对应的质谱离子流信号；
4)根据不同漏率对应的离子流信号，建立氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，如图3所示。
第三：采用图1所示的供气***测量所述待测材料中ppm级D2的测定的基本方法为：
1)阀门V16及抽空泵组(I)始终开启，以确保质谱腔室始终处于高真空状态；
2)关闭阀门V10和V15，将清洗干燥后的样品放置在石英管末端，远离法兰侧；
3)打开阀门V1、V3、V10，通过供气/抽气部件Q端将石英管抽真空至 10Pa以下；
4)关闭阀门V10，打开阀门V15，通过真空泵组I继续抽至高真空；
5)打开质谱G，采集真空质朴腔室室温时的质谱信号；
6)启动感应加热装置，通过样品管加热样品使其中氢同位素气体释放出来，通过质谱采集样品释放的氢同位素气体信号，如图4所示；
7)通过漏率标定质谱信号获得标准曲线，积分计算样品中氢同位素释放量，得出对应的D2含量为15.58ppm。
实施例2
第一：采用如图1所示的供气***对He漏率的标定方法为：
1)打开阀门V1～V5、V10、V15、V16抽空***后，再关闭各阀门；
2)打开V1、V2、V4，向已知容积的标准储气容器A中充入一定量的惰性气体，例如氩气；
3)关闭阀门V2，通过供气/抽气部件Q端抽空***后，关闭阀门V1；
4)依次打开阀门V2、V10、V15，通过体积膨胀法，依次标定管路及真空质谱腔室H容积；
5)完成容积标定后，打开阀门V1、V3～V5、V7、V12、V16抽空管路、质谱真空腔室H及第一漏孔D上下游部分；
6)关闭阀门V16，向漏孔中充入一定压力的氢同位素气体后，关闭阀门V1，通过第二薄膜电容规G4和全量程复合规G5实时采集通过第一漏孔 D下游侧进入质谱腔室的气体压力，根据标定的容积，计算该环境温度和该压力下第一漏孔D的漏率。
7)重复上述步骤4)～5)，获得第二漏孔E和第三F在不同压力下的氢同位素漏率数据，完成漏孔的漏率标定过程，标定曲线如图2所示；
第二：采用图1所示的供气***建He的质谱信号和漏率的线性关系曲线的方法为：
1)开启阀门V16，真空质谱腔室H通过真空泵组I一直维持超高真空状态；开启四极质谱G，并稳定一段时间后，获得本底氢同位素信号；
2)在第一漏孔D充入一定压力的氢同位素气体(该压力下的对应漏率已知)，关闭阀门V7，打开阀门V12，待质谱信号稳定后，获得该漏率对应的氢同位素离子流信号，关闭阀门V12；
3)重复步骤2)，获得已知氢同位素漏率第二漏孔E和第三漏孔F对应的质谱离子流信号；
4)根据不同漏率对应的离子流信号，建立氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，如图3所示。
实施例3
第一：采用如图1所示的供气***对D2漏率的标定方法为：
1)打开阀门V1～V5、V10、V15、V16抽空***后，再关闭各阀门；
2)打开V1、V2、V4，向已知容积的标准储气容器A中充入一定量的惰性气体，例如氩气；
3)关闭阀门V2，通过供气/抽气部件Q端抽空***后，关闭阀门V1；
4)依次打开阀门V2、V10、V15，通过体积膨胀法，依次标定管路及真空质谱腔室H容积；
5)完成容积标定后，打开阀门V1、V3～V5、V7、V12、V16抽空管路、质谱真空腔室H及第一漏孔D上下游部分；
6)关闭阀门V16，向漏孔中充入一定压力的氢同位素气体后，关闭阀门V1，通过第二薄膜电容规G4和全量程复合规G5实时采集通过第一漏孔D下游侧进入质谱腔室的气体压力，根据标定的容积，计算该环境温度和该压力下第一漏孔D的漏率。
7)重复上述步骤4)～5)，获得第二漏孔E和第三F在不同压力下的氢同位素漏率数据，完成漏孔的漏率标定过程，标定曲线如图2所示；
第二：采用图1所示的供气***建D2的质谱信号和漏率的线性关系曲线的方法为：
1)开启阀门V16，真空质谱腔室H通过真空泵组I一直维持超高真空状态；开启四极质谱G，并稳定一段时间后，获得本底氢同位素信号；
2)在第一漏孔D充入一定压力的氢同位素气体(该压力下的对应漏率已知)，关闭阀门V7，打开阀门V12，待质谱信号稳定后，获得该漏率对应的氢同位素离子流信号，关闭阀门V12；
3)重复步骤2)，获得已知氢同位素漏率第二漏孔E和第三漏孔F对应的质谱离子流信号；
4)根据不同漏率对应的离子流信号，建立氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，如图3所示。
第三：采用图1所示的供气***测量测量材料中氢同位素或氦同位素的扩散、滞留行为特性参数具体方法为：
1)阀门V16及抽空泵组I始终开启，以确保质谱腔室始终处于高真空状态；
2)将清洗干燥后的膜片材料接入渗透工装；
3)打开阀门V1、V3、V5、V6和V11，抽空渗透工装中膜片的上下游测；
4)打开质谱，通过供气/抽气部件Q段引入一定量惰性气体，通过质谱检测该惰性气体的离子流信号与本底相比是否有显著上升，如无明显变化，则表明膜片密封性完好；
5)抽空膜片上游侧惰性气体后，引入一定压力的氢同位素气体，采集不同温度条件下(650℃、700℃、750℃、800℃、850℃)膜片下游侧渗透过来的氢同位素质谱信号，如图5所示；
6)通过漏率校准质谱信号，获得膜片材料的氢同位素渗透特征参数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种氢同位素或氦同位素的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待测样品真空持续加热升温热脱附，对释放出的气体进行质谱检测，得到待测样品释放出的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号-时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点释放速率，对时间积分后，获得待测样品中氢同位素或氦同位素的含量；
所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线的构建方法包括：使用一个漏孔的第一构建方法或使用多个不同漏率漏孔的第二构建方法，所述第一构建方法包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入不同恒定压力条件下的气体，检测所述漏孔的下游气体的质谱信号，所述恒定压力条件的个数≥3，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
或包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入恒定压力条件下的气体，检测不同时间间隔内所述漏孔的下游气体的质谱信号，将质谱信号对时间积分，所述不同时间间隔的个数≥3，对不同时间间隔的漏率×时间条件下的质谱信号时间积分值进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
所述第二构建方法包括以下步骤：
每一个漏孔设置一条气体支路，所述多个漏孔为至少具有3个漏率的漏孔，多条气体支路并联；
在每一个支路上漏孔的上游通入恒定压力气体，检测每一个支路上漏孔下游的气体的质谱信号，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线。
2.一种氢同位素或氦同位素在材料中扩散和/或滞留的特征参数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
在不同恒定温度条件下，在膜片材料的上游通入氢同位素或氦同位素，氢同位素或氦同位素渗透通过材料，检测材料的下游氢同位素或氦同位素的质谱信号，得到不同恒定温度条件下膜片材料渗透的氢同位素或氦同位素的质谱信号随时间变化的信号-时间关系曲线，根据氢同位素或氦同位素的质谱信号和漏率的线性关系曲线，得到氢同位素或氦同位素每个时间点漏率，从而可获得不同恒定温度条件下通过材料单位面积的氢同位素或氦同位素的渗透通量；所述氢同位素或氦同位素质谱信号和漏率的线性关系曲线的构建方法包括：使用一个漏孔的第一构建方法或使用多个不同漏率漏孔的第二构建方法，所述第一构建方法包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入不同恒定压力条件下的气体，检测所述漏孔的下游气体的质谱信号，所述恒定压力条件的个数≥3，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
或包括以下步骤：在所述漏孔的上游通入恒定压力条件下的气体，检测不同时间间隔内所述漏孔的下游气体的质谱信号，将质谱信号对时间积分，所述不同时间间隔的个数≥3，对不同时间间隔的漏率×时间条件下的质谱信号时间积分值进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
所述第二构建方法包括以下步骤：
每一个漏孔设置一条气体支路，所述多个漏孔为至少具有3个漏率的漏孔，多条气体支路并联；
在每一个支路上漏孔的上游通入恒定压力气体，检测每一个支路上漏孔下游的气体的质谱信号，得到不同漏率条件下的质谱信号后进行线性拟合，得到所述气体质谱信号和漏率的线性关系曲线；
由不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的渗透通量计算获得不同温度条件下材料的氢同位素或氦同位素的扩散和滞留行为的特征参数，所述特征参数包括渗透率、扩散系数、溶解度、渗透率对应的激活能、扩散系数对应的激活能和溶解度对应的激活能。
3.权利要求1所述的一种氢同位素或氦同位素的测量方法或权利要求2所述的一种氢同位素或氦同位素在材料中扩散和/或滞留的特征参数的测量方法使用的供气***，其特征在于，包括：
漏孔，所述漏孔设置于气体支路上，所述气体支路的一端与位于漏孔上游的第一主管道连通，所述气体支路的另一端与位于漏孔下游的第二主管道连通，所述第二主管道用于连通质谱的真空腔室（H）；所述漏孔为3个不同漏率的漏孔，分别为第一漏孔（D）、第二漏孔（E）和第三漏孔（F）；对应所述漏孔并联设置有第一气体支路、第二气体支路和第三气体支路，
位于所述第一漏孔（D）上游的第一气体支路上设置有第七阀门（V7）和第三压力传感器（G6），所述第三压力传感器（G6）靠近所述第一漏孔（D），位于所述第一漏孔（D）下游的第一气体支路上设置有第十二阀门（V12）；
位于所述第二漏孔（E）上游的第二气体支路上设置有第八阀门（V8）和第四压力传感器（G7），所述第四压力传感器（G7）靠近所述第二漏孔（E），位于所述第二漏孔（E）下游的第二气体支路上设置有第十三阀门（V13）；
位于所述第三漏孔（F）上游的第三气体支路上设置有第九阀门（V9）和第五压力传感器（G8），所述第五压力传感器（G8）靠近所述第三漏孔（F），位于所述第三漏孔（F）下游的第三气体支路上设置有第十四阀门（V14）
供气/抽气部件（Q）；所述供气/抽气部件（Q）与所述第一主管道连通。
4.根据权利要求3所述的供气***，其特征在于，所述第一主管道上靠进所述供气/抽气部件（Q）的一端设置第一阀门（V1），所述第一主管道上位于所述第一阀门（V1）和所述气体支路之间的第一主管道上连通第一管道支路、第二管道支路、第三管道支路和第四管道支路；所述第一管道支路的一端通过第二阀门（V2）与所述第一主管道连通，所述第一管道支路的另一端与标准储气容器（A）连通；所述第二管道支路的一端通过第三阀门（V3）与所述第一主管道连通，所述第二管道支路的另一端与第一薄膜电容规（G1）连通；所述第三管道支路的一端通过第四阀门（V4）与所述第一主管道连通，所述第三管道支路的另一端与第一压力传感器（G2）连通；所述第四管道支路的一端通过第五阀门（V5）与所述第一主管道连通，所述第四管道支路的另一端与第二压力传感器（G3）连通。
5.根据权利要求3所述的供气***，其特征在于，所述供气***还包括热脱附部件（B），所述热脱附部件（B）替换所述漏孔中的任意一个；
或所述供气***还包括热脱附部件（B）以及与第一气体支路、第二气体支路和第三气体支路并联的第四气体支路，所述热脱附部件（B）的出气口与第四气体支路的进气端连通；当所述热脱附部件（B）的出气口与第二气体支路的进气端连通时，所述第四气体支路的出气端与所述第二主管道连通；所述第四气体支路的进气端还与所述第一主管道连通。
6.根据权利要求5所述的供气***，其特征在于，所述第四气体支路的进气端与所述第一主管道连通的管道上靠近所述第四气体支路的一端设置有第十阀门（V10），所述第四气体支路与所述第二主管道连通的一端设置第十五阀门（V15）。
7.根据权利要求3所述的供气***，其特征在于，所述供气***还包括渗透部件（C），所述渗透部件（C）替换所述漏孔中的任意一个；
或所述供气***还包括渗透部件（C）以及与第一气体支路、第二气体支路和第三气体支路并联的第五气体支路，所述渗透部件（C）设置于第五气体支路上；当所述渗透部件设置于第五气体支路上时，所述第五气体支路的进气端与所述第一主管道连通，所述第五气体支路的出气端与所述第二主管道连通；位于所述渗透部件（C）上游的第五气体支路上设置有第六阀门（V6），位于所述渗透部件（C）下游的第五气体支路上设置有第十一阀门（V11）。
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