CN107850507B - 传感器单元及气密性检查装置 - Google Patents

Abstract

在真空室(14)内容纳检查对象的锂离子电池(11)。在真空室(14)的上部连接有初始排气配管(47)和检查排气配管(51)。经由初始排气配管(47)对真空室(14)内进行初始排气而降低至检查压力(Pe)。之后，经由检查排气配管(51)进行检查排气。在检查排气配管(51)的中途连接有传感器单元(16)。穿过检查排气配管(51)的排气气体从流入口向传感器单元(16)的内部流入，通过设置于内部的喷嘴朝向气体传感器的传感面垂直地流动。排气气体穿过气体传感器的内部而从排出口向传感器单元(16)的外部排出。

Description

传感器单元及气密性检查装置

技术领域

本发明涉及传感器单元及气密性检查装置。

背景技术

作为便携式电子设备的电源，广泛利用锂离子电池。锂离子电池具有在密封容器内除了封入有正极、负极、隔膜之外还封入有包含有机溶剂的电解液。当锂离子电池的容器的密封不完全时，电解液从其不完全的部位泄露。因此，对于锂离子电池，实施基于气密性检查装置的检查。

专利文献1记载的气密性检查装置包括：划分为第一收纳部和第二收纳部的双层式的收纳容器；吸出第二收纳部内的气体而进行减压的吸引装置；在第一收纳部和第二收纳部的第一连通口设置的气体截止阀；及在第二连通口设置的传感器单元(气体检测单元)。在该气密性检查装置中，在进行气密性的检查时，在第一收纳部配置锂离子电池，以使气体截止阀开放的状态对第二收纳部进行减压后，使气体截止阀关闭。由此，使第一收纳部内的气体经由传感器单元而向第二收纳部流动，此时由传感器单元检测气体中是否含有基于从气密性不完全的锂离子电池产生的有机溶剂导致的溶剂气体。传感器单元由半导体式的气体传感器和在中空的内部保持有气体传感器的圆筒形状的保持器构成，在保持器的周面设置有排气孔。由此，从配置于第一收纳部侧的保持器的一端向保持器内流入的气体以朝向排气孔的方式在气体传感器的前面弯曲，经由排气孔向第二收纳部流动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第5050139号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，锂离子电池中的电解液泄露的原因为对密封容器封闭时的焊接失误引起的针孔(pin hole)或对层压材料进行热压时产生的针孔。当在焊接部分中附着有异物或电解液的情况下直接进行焊接加工时，容易产生针孔。在层压材料的情况下，也有时原本就在层压外装材料上存在针孔。针孔的尺寸各不相同，小的针孔也存在直径为3μm以下的情况，期望具有能够检测这样较小的针孔的检测精度的传感器单元。

本发明是为了解决上述课题而作出的，其目的在于提供能够提高对于气密性的检测精度的传感器单元及使用了该传感器单元的气密性检查装置。

用于解决课题的技术手段

本发明的传感器单元包括：检测气体状的检测对象物质的传感器部；和在内部保持传感器部的保持部，传感器部包括：元件，与检测对象物质发生反应；及壳体，在该壳体内部配置有元件，并且在该壳体一面设置有第一开口，在与一面相反一侧的另一面设置有第二开口，保持部包括：流入口，向保持部的内部导入气体；供给口，配置于接近一面的位置，使导入到保持部的内部的气体向一面侧穿过；中空部，使穿过了壳体的内部的气体从第二开口流入；环状或C字状的第一流路，在中空部的周向上形成；多个第二流路，在中空部的周向上以预定的间隔设置，将中空部与第一流路连接；及排出口，在与第二流路不同的位置处与第一流路连接，将保持部的内部的气体排出。

本发明的气密性检查装置包括：上述传感器单元；真空室，容纳检查对象物；及检查排气部，具有连接于真空室的检查排气配管，通过检查排气配管而从真空室进行检查排气，传感器单元连接于检查排气配管的中途，经由流入口而向保持部的内部导入从真空室排气的排气气体。

发明效果

根据本发明，通过将使导入到保持部的内部的气体穿过的供给口做成接近传感器部的传感面的状态，由此有效地向传感器部的内部导入气体，因此能够以较高的检测精度检测气体中包含的检测对象物质。

附图说明

图1是表示实施了本发明的气密性检查装置的结构的说明图。

图2是表示传感器单元的外观的立体图。

图3是表示传感器单元中使用的气体传感器的结构的局部剖视图。

图4是表示气体传感器的等效电路的电路图。

图5是表示传感器单元的结构的剖视图。

图6是表示第一模式下的传感器单元内的排气气体的流动的说明图。

图7是表示第二模式下的传感器单元内的排气气体的流动的说明图。

图8是检查气密性的时序图。

具体实施方式

图1表示本发明的实施方式的气密性检查装置(以下，简称为检查装置)10。在该例中，检查装置10以作为二次电池的锂离子电池11为检查对象物进行气密性检查。锂离子电池11在容器内作为电解液封入有例如碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)等有机溶剂，当容器的密封不完全时，电解液从其不完全的部位泄露。在检查装置10中，检查时，根据从密封不完全的部位漏出的电解液蒸发而成的溶剂气体的有无，判断是否确保了锂离子电池11的气密性。

检查装置10由真空室14、配管部15、传感器单元16、洁净棚(Clean booth)17、真空泵18、控制部19等构成。在基于该检查装置10的检查中，在真空室14内容纳锂离子电池11之后，进行将真空室14内的室内压力Pc降低至预定的检查压力Pe的初始排气和初始排气后的检查排气。

真空室14设置于洁净棚17内。在检查时，该真空室14的内部气体经由配管部15并通过真空泵18作为排气气体被吸出而该真空室14成为真空。真空室14的检查压力Pe为例如5kPa～20kPa左右。因此，使真空室14除了由不锈钢等金属构成之外，也能够通过形成为调节真空室14的尺寸、增强强度的结构而由丙烯酸材料和O型环的组合等构成，在实现降低成本及轻量化方面是有利的。在真空室14设置有门21，打开该门21而进行锂离子电池11相对于真空室14的出入。标号21a为对门21进行开闭时的把手。用于检查的真空容器仅为真空室14，无需多个真空容器，成为有利于部件件数的降低、制造成本的降低的结构。

在该真空室14的底面的上方，例如多张板式加热器22隔开适当的间隔而配置。为了使溶剂气体的产生活性化，板式加热器22将锂离子电池11加温成适当的温度。另外，在板式加热器22的下侧，在与真空室14的底部之间，设置有由马达23驱动的风扇24。该风扇24在检查时进行旋转。由此，防止溶剂气体在真空室14的下部滞留。

在真空室14的侧面，设置有大气开放阀26和压力计27。大气开放阀26由控制部19控制开闭。大气开放阀26在检查时关闭，在使真空室14内返回大气压时开放。在大气开放阀26连接有过滤器28，在使大气开放阀26开放时，洁净棚17内的空气经由过滤器28向真空室14内流入。由此，防止真空室14、传感器单元16等的内部的污染。压力计27对室内压力Pc进行测定并进行显示，并且向控制部19传送测定值。

真空室14的上部内周面14a倒向真空室14的内侧而倾斜。另外，在真空室14的处于最高的位置的顶部面，设置有初始排气口31和检查排气口32。通过使上部内周面14a倾斜，防止溶剂气体在真空室14的上部滞留，使得溶剂气体朝向检查排气口32顺畅地流动。上部内周面14a的倾斜角度优选为15°以上的倾斜度。

配管部15具有：在初始排气和检查排气中共用的共用配管系统34；与共用配管系统34一起构成初始排气部而进行初始排气的初始排气系统35；和与共用配管系统34一起构成检查排气部而进行检查排气的检查排气系统36。共用配管系统34具有共用配管41、带逆止阀的泵用阀42、压力计43、调压阀44、调流阀45和过滤器46。共用配管41的一端连接于真空泵18，在共用配管41的另一端侧分别连接有初始排气系统35及检查排气系统36。利用真空泵18，经由共用配管41而进行基于初始排气系统35或检查排气系统36的真空室14的排气。

泵用阀42由控制部19控制开闭。该泵用阀42是用于防止在真空泵18停止时空气穿过共用配管41而向真空室14流入的阀，与真空泵18的动作同步地开闭。即，在检查时，在真空泵18工作时开放，在真空泵18停止时关闭。

压力计43对共用配管41的配管内压力Pt进行测定并进行显示，并且向控制部19传送测定值。在共用配管41的比泵用阀42靠下游侧(真空泵18侧)连接有调压阀44。在该调压阀44的与共用配管41相反的一侧，按顺序连接有调流阀45和过滤器46。该调压阀44在检查排气中以由压力计43测定的配管内压力Pt与由压力计27测定的室内压力Pc之差成为恒定的方式由控制部19控制开闭。由此，防止由于真空泵18的连续的工作而配管内压力Pt与室内压力Pc相比变得过低而配管内压力Pt与室内压力Pc之差变大，避免在检查排气时向传感器单元16流动的排气气体的流量较大地变动。

初始排气系统35具有：一端连接于初始排气口31且另一端连接于共用配管41的初始排气配管47；和设置于该初始排气配管47的初始排气用气体传感器48及初始排气阀49。初始排气用气体传感器48设置于初始排气配管47的比初始排气阀49靠下游侧(共用配管41侧)。初始排气阀49由控制部19控制开闭，在初始排气时开放，在检查排气期间关闭。由此，仅在初始排气期间使来自真空室14内的排气气体向初始排气配管47流动，而对真空室14进行减压。作为初始排气用气体传感器48，例如使用半导体式气体传感器，向控制部19输出与气体浓度对应的输出电压Va。来自初始排气用气体传感器48的输出电压Va用于锂离子电池11的气密性的判定。由此，在初期检测出例如锂离子电池11的气密性较大地损坏的情况。

检查排气系统36具有：一端连接于检查排气口32且另一端连接于共用配管41的检查排气配管51；和设置于该检查排气配管51的一对调流阀52a、52b、流量计53及检查排气阀54。在检查排气配管51，检查排气阀54、调流阀52a、流量计53、调流阀52b以该顺序从检查排气配管51的上游侧(检查排气口32侧)起进行设置。另外，在检查排气配管51的中途，具体地在检查排气阀54的下游侧，在流量计53与调流阀52b之间的检查排气配管51的位置，连接有传感器单元16。

检查排气阀54由控制部19控制开闭，仅在检查排气期间开放。由此，仅在检查排气期间使来自真空室14的排气气体穿过检查排气配管51而向传感器单元16流动。利用在传感器单元16的前后设置的调流阀52a、52b，调整向传感器单元16流动的排气气体的流量。在根据锂离子电池11的大小而改变了真空室14的容量的情况下，需要调整向传感器单元16流动的排气的流量，由于在该检查装置10中在传感器单元16的上游侧和下游侧设置有调流阀52a、52b，因此通过这些阀，能够调整其流量。另外，能够仅设置调流阀52a、52b的一方来调节流量，也能够通过调整真空泵18的吸引力来进行流量的微调整。

流量计53对检查排气配管51内的流量、即在传感器单元16流动的排气气体的流量进行测定并进行显示，并且向控制部19传送测定值。由此，能够以数值方式管理对传感器单元16的流量调整，能够提高流量调整的再现性，并且也提高检查条件的可靠性。

如上那样，传感器单元16、初始排气阀49、初始排气用气体传感器48、调流阀52a、52b、流量计53、检查排气阀54以及共用配管系统34的各设备均配置在真空室14外。因此，这些各设备的调节、维护容易，并且无需形成为能够在真空内使用的规格，有利于低成本化。另外，无需将对这些各设备、连接这些的配管进行容纳的空间设置于真空室14内，与此相应地能够实现真空室14的小型化，另外通过该小型化，能够在短时间内将室内压力Pc降低成检查压力Pe。特别是，通过将传感器单元16连接于检查排气配管51的中途而配置在真空室14外，不形成为复杂的配管，能够将调流阀52a、52b、流量计53等检查排气系统36的设备配置在真空室14外。

传感器单元16将溶剂气体作为气体状的检测对象物质进行检测。如在后文详述的那样，该传感器单元16是使用半导体式的气体传感器61(参照图3)作为传感器部的单元，形成为适于检测微量的溶剂气体的结构，能够以高精度检测由尺寸较小的针孔等引起的不完全的气密性。传感器单元16向控制部19输出与排气气体中包含的溶剂气体的浓度对应的输出电压Vb。来自传感器单元16的输出电压Vb用于锂离子电池11的气密性的判定。排气气体中包含的溶剂气体的量越多，输出电压Vb的电压值越高。

控制部19统一地控制检查装置10。对于上述的各调流阀45、52a、52b，也能够由控制部19控制。另外，控制部19根据输出电压Va、Vb的变化(在该例中为电压的上升幅度)达到预定量这一情况，判定为排气气体中含有溶剂气体、即锂离子电池11的气密性不完全。在该例中，将从初始排气的开始至检查排气的结束为止的期间划分为T0期间～T4期间这5个期间，对应每个期间设定容许上升电压幅(ΔV0～ΔV4)。在从输出电压Va、Vb的基准电压上升的上升幅度超过容许上升电压幅时，控制部19判定为锂离子电池11的气密性不完全。另外，期间数能够任意地设定。

在该例中，将初始排气的期间设为T0期间，将检查排气的期间划分为T1期间～T4期间。T1期间～T4期间的各期间长度既可以彼此相同，也可以彼此不同。另外，也可以将初始排气划分为多个期间。在T0期间，参照输出电压Va，在T1期间～T4期间参照输出电压Vb，由此判定锂离子电池11的气密性是否不完全。T0期间的基准电压设为T0期间(初始排气)开始时的输出电压Va，T1期间的基准电压设为T1期间(检查排气)开始时的输出电压Vb。在T2期间～T4期间，基准电压设为从T1期间至其期间开始时为止得到的最小的输出电压Vb。例如，在T3期间，将从T1期间至T3期间开始时为止得到的最小的输出电压Vb、即T1期间和T2期间得到的输出电压Vb中最小的输出电压Vb设为T3期间的基准电压。

控制部19在任一期间在判定为锂离子电池11的气密性不完全的情况下，将气密性不完全这一情况显示于显示面板62b，并在该时间点结束检查。由此，能够在真空室14内的溶剂气体的浓度低的阶段中置换真空室14内的气体，能够在短时间内向下一检查过渡。另外，也可以在判定为气密性不完全的情况下，选择不结束检查而使检查继续的设定。

在控制部19连接有操作面板62。该操作面板62包括各种操作键62a和显示面板62b。通过对操作键62a进行操作，能够进行例如各调流阀45、52a、52b的设定值、由调压阀44控制的配管内压力Pt与室内压力Pc之差的大小、容许上升电压幅等的各种设定。在显示面板62b显示所设定的各种设定值、室内压力Pc、配管内压力Pt、初始排气用气体传感器48、传感器单元16的输出电压Va、Vb等。另外，在显示面板62b显示检查结果。该显示面板62b作为产生各种警报的报警部，对于例如锂离子电池11的气密性不完全的情况、真空室14的气密性不完全的情况、洁净棚17内的空气的溶剂气体超过预定浓度的情况等，将其内容作为警报进行显示。另外，警报不限于基于表示的方式。

上述真空室14、传感器单元16、控制部19、初始排气配管47的一部分、初始排气用气体传感器48、初始排气阀49、检查排气配管51的一部分、调流阀52a、52b、流量计53、检查排气阀54配置于洁净棚17内。洁净棚17将设置有上述设备的内部空间从外部进行分离。在该洁净棚17的顶部设置有过滤风扇单元17a，从空调单元64供给的温度、湿度设为恒定的干燥空气经由该过滤风扇单元17a而向洁净棚17的内部供给。洁净棚17内通过来自空调单元64的干燥空气的供给而形成为正压，防止从外部流入污染的空气。在过滤风扇单元17a设置有风扇、对粉尘等灰尘进行过滤的HEPA过滤器及吸附溶剂物质的活性炭过滤器。

检查装置10通过如上所述将其主要部分配置于洁净棚17内，消除由温度、湿度或空气中包含的溶剂气体的影响引起的检查结果的误差，提高检查结果的可靠性。在洁净棚17设置有对其内部的空气进行监视的气体传感器65，在洁净棚17内的空气中的溶剂气体超过预定浓度的情况下，控制部19将其内容显示于显示面板62b并产生警报。另外，也可以使用气体传感器65，检测洁净棚17内的空气中的溶剂气体的浓度，将其溶剂气体的浓度量从传感器单元16、初始排气用气体传感器48的检测结果进行抵消运算，以进行锂离子电池11的气密性的判断。

上述控制部19包括接口电路(未图示)，能够经由该接口电路而与外部的PC66连接。在PC66安装有专用软件，能够记录由检查装置10检测的检查结果或各种设定值、压力变化或流量变化等。

在图2中，传感器单元16在形成为圆筒形状的保持部71内置有前述的气体传感器61。在保持部71的上表面，设置有在保持器内部连接于气体传感器61的连接器72。气体传感器61经由该连接器72而与控制部19电连接。作为连接器72，为了将保持器内部设为气密而使用气密连接器。

在保持部71的周面设置有流入口73，在与该流入口73相反的一侧的周面的局部分别设置有第一排出口74(参照图5)和第二排出口75(参照图5)。该传感器单元16中，作为使用方式，存在使用第一排出口74的第一模式、使用第二排出口75的第二模式，选择性地使用第一排出口74和第二排出口75。第一排出口74和第二排出口75中的进行使用的排出口连接检查排气配管51，不使用的排出口利用例如螺丝等以气密方式堵塞。

在流入口73连接有检查排气口32侧的检查排气配管51，在检查排气时，来自真空室14内的排气气体从流入口73向保持部71的保持器内部导入。在保持器内部形成有供排气气体流动的各种流路，排气气体穿过该流路而从第一排出口74或第二排出口75排出。在该流路的中途设置有气体传感器61。

图3表示传感器单元16中使用的气体传感器61的一例。气体传感器61在中空的壳体76的内部配置有基板77a，该基板77a中设置有与溶剂气体发生反应的气敏元件61a及加热器61b(均参照图4)。气敏元件61a利用例如氧化锡(SnO₂)制作。在该例中，在壳体76的传感面(上表面)76a和底面76b(靠端子77b侧的面)设置有由金属网78覆盖的开口79a、79b，使用排气气体能够通过壳体76内的结构。在该例中，开口79a、79b为第一、第二开口。作为排气气体能够通过壳体76内的气体传感器61，也可以使用除了在底面76b之外还在例如壳体76的周面设置有第二开口的结构。

如图4中示出等效电路那样，气体传感器61将可变电阻VR与气敏元件61a串联连接，将该可变电阻VR的两端电压设为输出电压Vb。气体传感器61中，当溶剂气体的量增加时，内部电阻、即气敏元件61a的电阻降低，输出电压Vb上升。输出电压Vb通过改变可变电阻VR的电阻值而能够进行校准。另外，开关SW通常与可变电阻VR连接，在检查气体传感器61的劣化状态时，与固定电阻R连接。当劣化进展时，气体传感器61存在内部电阻变小的倾向。通过取得在使清洁的环境下或预定成分的气体作为排气气体向气体传感器61流动时得到的固定电阻R的两端电压(输出电压Vb)，能够得知气体传感器61的劣化状态。例如，在由设置于洁净棚17的气体传感器65测定的洁净棚17内的空气中的溶剂气体的浓度为恒定的基准范围内时，能够视为处于清洁的环境下。

如图5所示，保持部71由保持器基体81、传感器保持器82、传感器按压部83、连接器保持器84、前述的连接器72等构成。保持器基体81为有底的圆筒形状，形成有将其周壁贯通的流入口73和第二排出口75。传感器保持器82具有小径部82a和大径部82b，该大径部82b形成于该小径部82a的上部且外径比小径部82a的外径大。小径部82a和大径部82b均为圆筒形状。小径部82a的外径与保持器基体81的内径相同，传感器保持器82以小径部82a嵌合于保持器基体81内的状态进行组装。大径部82b的外径与保持器基体81的外径相同，大径部82b中形成有将其周壁贯通的第一排出口74。

在小径部82a的下端面，在周向上形成有槽，由该槽和保持器基体81的底部形成环状的流路R1。另外，在小径部82a的周壁形成有L字状的流路R2，该流路R2的一端与上述槽相连且另一端与流入口73相连。而且，在小径部82a的周面，在周向上形成有槽，由该槽和保持器基体81的内周面形成流路R3。流路R3在流路R2的部分被切断，为C字状。第二排出口75在保持器基体81的内周面进行开口，且与流路R3相连。

小径部82a的中空的内部成为气体传感器61的安装孔86。在该例中使用的气体传感器61中，壳体76的底面76b侧的直径比传感面76a侧的直径大。因此，使通过减小安装孔86的下端侧的内径而形成的肩部与气体传感器61的壳体76卡合，由此以例如传感面76a与安装孔86的下端面一致的方式对气体传感器61进行定位。安装孔86内的气体传感器61经由圆环(donut)形状的海绵垫88a、按压板88b而利用传感器按压部83的下端部对其底面76b进行按压。由此，不堵塞传感面76a侧的开口79a及底面76b侧的开口79b而将气体传感器61固定于保持部71。另外，避免在气体传感器61的壳体76与小径部82a之间产生间隙，避免排气气体穿过气体传感器61的周围而向中空部87逃离。

传感器按压部83具有小径部83a和大径部83b，该大径部83b形成于该小径部83a的上部且外径比小径部83a的外径大。小径部83a和大径部83b均为圆筒形状。小径部83a的外径与传感器保持器82的大径部82b的内径相同，使小径部83a嵌合于传感器保持器82的大径部82b内，传感器按压部83组装于传感器保持器82。

在小径部83a的外周面，在周向上形成有槽，由该槽和传感器保持器82的大径部82b的内周面形成环状的流路R4。第一排出口74在传感器保持器82的内周面开有口，且与流路R4相连。

在大径部83b的上部组装有连接器保持器84，在该连接器保持器84组装有连接器72，与安装孔86连通的传感器按压部83的中空部87以气密方式闭合。中空部87中配置将连接器72与气体传感器61的端子77b连接的配线。另外，该中空部87在气体传感器61的底面76b侧通过与作为第二开口的开口79b直接连接而与气体传感器61的内部连通，也作为使通过了气体传感器61内的排气气体穿过的流路而利用。如此，中空部87构成为使穿过了气体传感器61的壳体76内部的气体流入。

在上述传感器保持器82的小径部82a的周壁，形成有将流路R3与流路R5相连的多个流路R6。各流路R6在小径部82a的周向上以适当的间隔设置，但在与第二排出口75不同的位置处连接于流路R3。另外，在传感器按压部83的小径部83a的周壁，形成有将中空部87与流路R4相连的多个流路R7。各流路R7在小径部83a的周向上以适当的间隔设置，但在与第一排出口74不同的位置处连接于流路R4。流路R6、R7在该例中分别设置有4个。而且，在传感器保持器82和传感器按压部83的周壁，形成有将中空部87与各流路R6相连的多个流路R8。保持部71的周向上的流路R6及流路R8的位置相对于流路R7错开，流路R8避开流路R7而形成。因此，流路R7与流路R8未直接相连。

通气板按压部90为大致圆锥台形状，配置于保持器基体81内的底部的中央。该通气板按压部90通过凸缘部90a由肩部按压而被定位固定，通气板按压部90在下部的周缘形成有该凸缘部90a，在传感器保持器82的下端设置有该肩部。在通气板按压部90的外周面与传感器保持器82的小径部82a的内周面之间，形成有绕一周通气板按压部90外周的流路R5。

由在通气板按压部90的下表面形成的圆锥状的凹部和保持器基体81的底部形成圆锥空间部S1。在风板按压部90的上部形成有例如几mm直径的贯通孔H1，在凸缘部90a形成有将流路R1与圆锥空间部S1相连的贯通孔H2。贯通孔H2在凸缘部90a的周向上以适当的间隔设置有例如4个。圆锥空间部S1、贯通孔H1向后述的喷嘴N1顺畅地供给排气气体。

作为供给部的通气板91夹持于通气板按压部90的上表面与传感器保持器82之间。在通气板按压部90与通气板91之间夹入有O型环。通气板91具有圆盘部91a和在该圆盘部91a的周围设置的肋部91b。

圆盘部91a在其中心形成有作为供给口的喷嘴N1，在周围形成有多个贯通孔H3。喷嘴N1在圆盘部91a的上表面开有口，使排气气体向传感面76a侧穿过，使排气气体朝向传感面76a流动。肋部91b以向气体传感器61侧突出的方式设置。该肋部91b与安装孔86的下端面抵接。由此，通气板91以作为相对面的圆盘部91a的上表面隔开预定的间隔而与气体传感器61的传感面76a相对的方式被保持。由此，在传感面76a与圆盘部91a的上表面之间形成间隙S2，并且形成为使喷嘴N1与传感面76a接近的状态。

喷嘴N1设置于与气体传感器61的传感面76a的中心相对的位置，使排气气体朝向传感面76a垂直地流动。如此，将喷嘴N1保持于与传感面76a接近的位置，使来自喷嘴N1的排气气体朝向传感面76a流动，从而将排气气体有效地向气体传感器61的壳体76内导入而提高检测精度。另外，在该例中，如后述的那样，通过使排气气体在壳体76内通过，将排气气体更有效地向壳体76内导入而进一步提高检测精度。

另外，喷嘴N1与传感面76a之间的间隔优选为1mm以下，特别优选为0.5mm以下。另外，喷嘴N1与传感面76a之间的间隔也可以为0mm，即圆盘部91a的上表面与传感面76a紧贴。另外，优选以排气气体与设置于传感面76a的开口79a触碰的方式确定喷嘴N1的位置。在该例中，在传感面76a的中央设置有开口79a，在与该开口79a相对的位置设置有喷嘴N1。

喷嘴N1形成为其内径从通气板按压部90侧朝向气体传感器61侧渐减的所谓的喷嘴形状的供给口。在该例中，喷嘴N1的前端(气体传感器61侧)的直径成为0.2mm。由此，使朝向传感面76a流动的排气气体的流量汇聚。另外，供给口的形状不限定于上述的形状，也可以是朝向气体传感器61侧而直径渐增的喷嘴形状或直径恒定的孔状。

如上所述，传感器单元16存在使用第一排出口74的第一模式和使用第二排出口75的第二模式。在第一模式中，如图6中示意性地表示的那样，设为利用螺丝等将第二排出口75和各流路R8堵塞的状态。在该第一模式中，从流入口73流入的排气气体如以箭头表示其流动的那样，经由流路R2、流路R1、各贯通孔H2、圆锥空间部S1、贯通孔H1而向喷嘴N1供给。如此向设置于流路中途的喷嘴N1供给的排气气体从该喷嘴N1经由间隙S2而朝向气体传感器61的传感面76a，以垂直于该传感面76a的方式流动。朝向传感面76a流动的排气气体穿过气体传感器61的内部而向中空部87逃离。向中空部87逃离的排气气体从各流路R7向流路R4流动，从该流路R4向第一排出口74流动而排出。

在第一模式中，穿过了气体传感器61的内部的排气气体到达第一排出口74为止的路径、即中空部87、流路R7、R4为第一排出流路。在该第一排出流路中，将中空部87未直接与第一排出口74连接，而是经由如上所述地设置的多个流路R7和环状的流路R4而连接，由此使气体传感器61内的排气气体的流动稳定，抑制检测精度的误差。

在第二模式中，如图7中示意性地表示的那样，设为利用螺丝等将第一排出口74堵塞的状态。在该第二模式中，从流入口73流入的排气气体也向喷嘴N1供给，朝向气体传感器61的传感面76a，以垂直于该传感面76a的方式流动。到达该传感面76a为止的排气气体流动的路径与第一模式的情况相同。在第二模式中，朝向传感面76a流动的一部分排气气体的穿过气体传感器61的内部而向中空部87逃离，从中空部87穿过各流路R8而向各流路R6流动。另外，剩余的排气气体在间隙S2内沿着传感面76a流动，向贯通孔H3、流路R5、各流路R6流动。向流路R6流入的排气气体经由流路R3从第二排出口75排出。

在第二模式中，穿过了气体传感器61的内部的排气气体到达第二排出口75为止的路径、即中空部87、流路R8、R6、R3为第一排出流路。另外，从间隙S2到达第二排出口75为止的路径、即贯通孔H3、流路R5、R6、R3为第二排出流路。在该例中，间隙S2为使未穿过气体传感器61的内部的一部分排气气体放泄的放泄流路。在该第二模式下的第一排出流路中，仍使中空部87未直接与第二排出口75连接，而是经由如上所述地设置的多个流路R8、R6和环状的流路R3而连接，由此使气体传感器61内的排气气体的流动稳定，抑制检测精度的误差。

上述的第一、第二模式均使来自喷嘴N1的排气气体通过气体传感器61的内部，更有效地进行排气气体向气体传感器61的内部的导入而提高检测精度。即，通过使排气气体通过气体传感器61的内部，未使排气气体在气体传感器61的内部滞留，根据在检查排气配管51流动的排气气体中的溶剂气体的气体浓度而使输出电压Vb变化，即使在溶剂气体的泄露少且溶剂气体的气体浓度低的情况下，也能够检测出该情况。

第一模式是使来自喷嘴N1的全部的排气气体通过气体传感器61的内部的模式，是通过向气体传感器61的内部供给全部的排气气体，使溶剂气体向气体传感器61的内部的供给量增多，从而使气体传感器61的反应量增多的模式。例如，该第一模式适于作为锂离子电池11的电解液使用对于气体传感器61的反应性低的溶剂作为主要成分的情况。

另一方面，第二模式为使来自喷嘴N1的一部分排气气体向气体传感器61的内部流动的模式，适于作为锂离子电池11的电解液使用对于气体传感器61的反应性较高的溶剂作为主要成分的情况、需要减轻由通过气体传感器61的内部的排气气体引起的气敏元件61a的温度降低的情况。

另外，上述传感器单元16的结构为一例，不限定于该结构。例如，在该实施方式中，将供给部作为1个通气板91来设置，但也可以将供给部与保持部71的其他部件一体地设置。另外，传感器单元16为能够选择第一模式和第二模式的结构，但也可以设为仅与任一方的模式对应的结构。

如上所述，传感器单元16连接在真空室14的检查排气管51的中途，配置于真空室14外，因此能够容易地进行第一、第二模式的切换。

接着，说明上述结构的作用。在实施锂离子电池11的气密性的检查之前，将传感器单元16设定为第一模式、第二模式中的任一模式，在与设定的模式对应的排出口连接检查排气配管51。

例如，在设为第一模式的情况下，如图6所示，堵塞第二排出口75，并且堵塞各流路R8。另外，将下游侧(调流阀52b侧)的检查排气配管51与第一排出口74连接。

接着，将作为检查对象的锂离子电池11设置于真空室14内。首先，打开内部设为大气压的状态的真空室14的门21，在真空室14内容纳锂离子电池11。之后，使真空室14的门21关闭后，对操作面板62进行操作而作出开始检查的指示。

当作出开始检查的指示时，控制部19确认大气开放阀26、泵用阀42、调压阀44、初始排气阀49、检查排气阀54均关闭后，将气体传感器48、61设为工作状态。接着，如图8所示，控制部19使真空泵18工作(开启)。接着，由控制部19使泵用阀42和初始排气阀49开放。由此，真空室14内的气体作为排气气体穿过初始排气口31、初始排气配管47而被吸出，进行初始排气，室内压力Pc逐渐降低。

在进行该初始排气的T0期间，由控制部19参照初始排气用气体传感器48的输出电压Va。在初始排气开始时，控制部19取得该初始排气开始时的输出电压Va作为基准电压。之后，每当从初始排气用气体传感器48获得输出电压Va，就求算输出电压Va相对于基准电压的上升幅度，对所求出的上升幅度与容许上升电压幅ΔV0进行比较。在输出电压Va的上升幅度成为容许上升电压幅ΔV0以上的情况下，控制部19将该情况作为锂离子电池11的气密性不完全而显示于显示面板62b并发出警报，并且将检查中断结束。另一方面，在输出电压Va的上升幅度比容许上升电压幅ΔV0小的情况下，控制部19使初始排气继续。其中，仅对容纳有锂离子电池11的真空室14进行初始排气即可，因此与以往的双层式的检查装置相比，可以使初始排气所需的时间较短，作为结果，有利于检查时间的短时间化。

另外，在初始排气中，控制部19监视由压力计27测定的室内压力Pc。并且，当该室内压力Pc达到检查压力Pe时，控制部19使初始排气阀49关闭而结束初始排气，并且使检查排气阀54开放而开始检查排气。另外，以室内压力Pc与由压力计43测定的配管内压力Pt之差成为恒定的方式开始调压阀44的开闭控制。另外，在从初始排气的开始经过预定的设定时间而室内压力Pc也未达到检查压力Pe的情况下，控制部19将该情况作为真空室14的气密性存在问题而显示于显示面板62b并发出警报。

通过检查排气阀54的开放，真空室14内的气体作为排气气体被从检查排气口32向检查排气配管51吸出，经由检查排气阀54、调流阀52a、传感器单元16、调流阀52b而朝向共用配管41流动。

如上所述，在检查排气中，排气气体向传感器单元16流动，该排气气体从流入口73向传感器单元16的内部流入。所流入的排气气体经由流路R2、流路R1、各贯通孔H2而向圆锥空间部S1流入。向圆锥空间部S1流入的排气气体进一步从圆锥空间部S1的上部的贯通孔H1向喷嘴N1供给，由该喷嘴N1使流量汇聚而放出。所放出的排气气体经由间隙S2而朝向气体传感器61的传感面76a流动。此时，来自喷嘴N1的排气气体向传感面76a垂直地流动，透过设置于传感面76a的金属网78而向壳体7内流入。并且，通过底面76b侧的金属网78而向中空部87逃离。排气气体从中空部87经由流路R7、R4而从第一排出口74排出。

如上所述，根据在气体传感器61的内部透过的排气气体中包含的浓度，气体传感器61的输出电压Vb发生变化。该气体传感器61的输出电压Vb在该检查排气中由控制部19参照。

然而，在检查排气之前进行的初始排气中，大量的排气气体流动，在该大量的排气气体向传感器单元16流动的情况下，由气体传感器61内部的加热器61b加热的气敏元件61a的温度变得不稳定，输出电压Vb变得不稳定。因此，无法在完成初始排气之后紧接着进行基于传感器单元16的溶剂气体的检测，成为使检查时间延长的原因。但是，在该例中，如上所述，利用与设置有传感器单元16的检查排气配管51另行设置的初始排气配管47来进行初始排气，因此能够在完成初始排气之后紧接着开始基于传感器单元16的溶剂气体的检测。

在检查排气的最初的T1期间，控制部19将检查排气开始时的输出电压Vb作为基准电压，每当从气体传感器61获得输出电压Vb，就求算输出电压Vb相对于基准电压的上升幅度，对该上升幅度与T1期间用的容许上升电压幅ΔV1进行比较。例如，在该比较中，在输出电压Vb的上升幅度比容许上升电压幅ΔV1小的情况下，控制部19使检查继续。

当检查继续且T1期间结束而成为T2期间时，控制部19将T1期间中获得的最低的输出电压Vb作为新的基准电压，与T1期间同样地，每当从气体传感器61获得输出电压Vb，就求算输出电压Vb相对于基准电压的上升幅度，对该上升幅度与T2期间用的容许上升电压幅ΔV2进行比较。在该比较中，在输出电压Vb的上升幅度比容许上升电压幅ΔV2小的情况下，检查继续。当T2期间结束而成为T3期间时，将通过T1期间和T2期间而获得的最低的输出电压Vb作为新的基准电压，同样地对输出电压Vb的上升幅度与T3期间用的容许上升电压幅ΔV3进行比较。而且，在T3期间的下一T4期间，将通过从T1期间到T3期间而获得的最低的输出电压Vb作为新的基准电压，对输出电压Vb的上升幅度与T4期间用的容许上升电压幅ΔV4进行比较。

在T1期间～T4期间的任一期间中，如果输出电压Vb相对于基准电压的上升幅度比对应每个期间的容许上升电压幅小，则将该情况作为锂离子电池11的气密性不存在问题而进行报告并结束检查。在结束检查时，控制部19使泵用阀42关闭，另外使调压阀44开放，并且使真空泵18停止(关闭)。另外，使初始排气阀49、大气开放阀26开放。通过大气开放阀26的开放，洁净棚17内的空气经由过滤器28、大气开放阀26而向真空室14内流入，室内压力Pc上升至大气压。控制部19在由压力计27测定的室内压力Pc成为大气压的阶段使大气开放阀26、初始排气阀49、检查排气阀54关闭。

当如上所述通过大气开放阀26的开放而洁净棚17内的空气向真空室14内流入时，伴随于此，在初始排气配管47、检查排气配管51产生急促的气体的流动，因此在气体传感器48、61发生温度变化，输出电压Va、Vb发生变动。因此，控制部19在使大气开放阀26关闭之后等待气体传感器48、61的输出电压Va、Vb稳定，成为下一检查的待机状态。由于由过滤风扇单元17a净化后的洁净棚17内的空气向真空室14内导入，因此能够不受洁净棚17外的空气包含的溶剂气体的影响而开始下一检查。

另一方面，在检查排气中的T1期间～T4期间中的任一期间中，在输出电压Vb相对于基准电压的上升量成为对应每个期间的容许上升电压以上的情况下，控制部19判定为检查中的锂离子电池11的气密性存在问题。并且，将检查中的锂离子电池11的气密性不完全这一内容显示于显示面板62b，并在该时间点结束检查。

如上所述，在传感器单元16中，即使排气气体中包含的溶剂气体为微量，也使排气气体通过气体传感器61的内部，因此更有效地向气敏元件61a供给包含溶剂气体的排气气体，因此气体传感器61的输出电压Vb上升得较大。因此，即使锂离子电池11的气密性以极小的针孔为起因且漏出的溶剂气体为微量，也能够检测出锂离子电池11的气密性不完全。即，获得较高的检测精度。

另一方面，在例如作为锂离子电池11的电解液使用对于气体传感器61的反应性较高的溶剂作为主要成分的情况下，将传感器单元16设定为第二模式。在该情况下，堵塞第一排出口74。在各流路R8堵塞的情况下解除该情况。并且，将下游侧的检查排气配管51与第二排出口75连接。之后，以与第一模式的情况同样的步骤进行气密性的检查。

在将传感器单元16设为第二模式的情况下，从流入口73向传感器单元16的内部流入的排气气体以与第一模式的情况同样的路径向喷嘴N1供给，从该喷嘴N1朝向传感面76a垂直地流动。并且，一部分排气气体透过设置于传感面76a的金属网78而向壳体76内流入，透过底面76b侧的金属网78而向中空部87逃离，从中空部87经由流路R8、R6、R3而从第二排出口75排出。剩余的排气气体在间隙S2内沿着传感面76a流动，经由贯通孔H3、流路R5、R6、R3而从第二排出口75排出。

在第二模式中，在气体传感器61的内部通过的排气气体的流量小，但排气气体中包含的溶剂气体的反应性高，因此气体传感器61的输出电压Vb上升得较大。因此，在该情况下，也能够以较高的检测精度检测出锂离子电池11的气密性不完全的情况。

在上述实施方式中，使用能够使排气气体通过壳体76内部的类型的气体传感器61，但也可以使用不使排气气体通过壳体76内部的类型的气体传感器61。即使在使用这样的气体传感器61的情况下，通过将喷嘴N1的开口保持于接近传感面76a的位置，且使来自喷嘴N1的排气气体朝向传感面76a流动，也能够有效地向气体传感器61的壳体76内导入排气气体，能够提高检测精度。另外，在使用上述保持部71的情况下，间隙S2与第二排出口75由第二排出流路(贯通孔H3、流路R5、R6、R3)相连。而且，不需要将穿过了壳体76内的排气气体向排出口74、75引导的排出流路，因此堵塞各流路R8和第一排出口74。

另外，在对上述检查装置10的检查的可靠性进行评价或调整的情况下，能够将测试用容器容纳于真空室14而进行，该测试用容器中封入与实际检查的锂离子电池11相同的电解质且形成有针孔。在该情况下，为了准确的评价及调整，优选将测试用容器设为与实际检查的锂离子电池11相同的尺寸。

上述检查装置10能够与自动生产线设备对应。在该情况下，例如也能够将洁净棚17或真空室14的开闭做成使用了电磁阀或气缸等的自动开闭机构，或者使锂离子电池11的出入做成自动化。而且，也能够经由接口电路而与周边设备之间进行通信，由此使得协调地动作。

在上述实施方式中，一次进行1个锂离子电池11的检查，但也可以通过在真空室14内容纳多个锂离子电池11，由此一次进行多个锂离子电池11的检查。优选通过将真空室14内划分为多个房间，由此确定或锁定气密性不完全的锂离子电池11。在将真空室14内划分为多个房间的情况下，对应每个房间设置检查排气系统36，对应每个检查排气系统36的检查排气配管51设置传感器单元16。另外，对于初始排气配管47，也可以对应每个房间进行设置，也可以在各部屋中共用。在上述中，对于将锂离子电池作为检查对象物的例子进行了说明，但检查对象物不限定于此。

附图标号说明

10 气密性检查装置

11 锂离子电池

14 真空室

16 传感器单元

17 洁净棚

34 共用配管系统

35 初始排气系统

36 检查排气系统

47 初始排气配管

51 检查排气配管

61 气体传感器

76a 传感面

71 保持部

73 流入口

74 第一排出口

75 第二排出口

N1 喷嘴

Claims (9)

1.一种传感器单元，包括：检测气体状的检测对象物质的传感器部；和在内部保持所述传感器部的保持部，其特征在于，

所述传感器部包括：

元件，与所述检测对象物质发生反应；及

壳体，在所述壳体内部配置有所述元件，并且在所述壳体一面设置有第一开口，在与所述一面相反一侧的另一面设置有第二开口，

所述保持部包括：

流入口，向所述保持部的内部导入气体；

供给口，配置于接近所述一面的位置，使导入到所述保持部的内部的气体向所述一面侧穿过；

中空部，通过与所述传感器部的所述第二开口直接连接而与所述传感器部的内部连通，使穿过了所述传感器部的所述壳体的内部的气体流入；

环状或C字状的第一流路，在所述中空部的周向上形成；

多个第二流路，在所述中空部的周向上以预定的间隔设置，将所述中空部与所述第一流路连接；及

排出口，在与所述第二流路不同的位置处与所述第一流路连接，将所述保持部的内部的气体排出。

2.根据权利要求1所述的传感器单元，其特征在于，

所述供给口为喷嘴形状。

3.根据权利要求1所述的传感器单元，其特征在于，

所述传感器单元包括:

环状的第三流路，与所述流入口相连；及

圆锥空间部，在沿周向隔开预定的间隔的多个部位处与所述第三流路相连，顶部与所述供给口相连。

4.根据权利要求1所述的传感器单元，其特征在于，

所述传感器单元包括：

放泄流路，使穿过了所述供给口的气体的至少一部分沿着所述一面流动；及

排出流路，将所述放泄流路与所述排出口相连。

5.一种气密性检查装置，其特征在于，

包括权利要求1所述的传感器单元；真空室，容纳检查对象物；及检查排气部，具有连接于所述真空室的检查排气配管，通过所述检查排气配管而从所述真空室进行检查排气，

所述传感器单元连接于所述检查排气配管的中途，经由所述流入口而向所述保持部的内部导入从所述真空室排气的排气气体。

6.根据权利要求5所述的气密性检查装置，其特征在于，

所述气密性检查装置包括：

初始排气部，具有连接于所述真空室的初始排气配管，通过所述初始排气配管而从所述真空室进行初始排气；及

控制部，在通过所述初始排气部而使所述真空室内的压力降低至预先设定的检查压力之后，利用所述检查排气部进行检查排气。

7.根据权利要求6所述的气密性检查装置，其特征在于，

所述气密性检查装置包括：

检查排气阀，连接于所述检查排气配管的中途，设置于比所述传感器单元靠上游侧；

初始排气阀，连接于所述初始排气配管的中途；及

大气开放阀，连接于所述真空室，

在所述初始排气时，所述控制部使所述初始排气阀开放，并且使所述检查排气阀和所述大气开放阀关闭，在所述检查排气时，所述控制部使所述检查排气阀开放，并且使所述初始排气阀和所述大气开放阀关闭。

8.根据权利要求7所述的气密性检查装置，其特征在于，

所述气密性检查装置包括初始排气用气体传感器，所述初始排气用气体传感器连接于所述初始排气配管的中途，设置于比所述初始排气阀靠下游侧，

所述控制部仅在所述检查排气时使所述检查排气阀开放，且使用在所述初始排气时来自所述初始排气用气体传感器的输出电压来判定检查对象物的气密性，在判定为气密性不完全的时间点结束检查。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的气密性检查装置，其特征在于，

所述气密性检查装置包括第一调流阀及第二调流阀，所述第一调流阀及所述第二调流阀分别连接于所述检查排气配管的中途，所述第一调流阀设置于比所述传感器单元靠上游侧，所述第二调流阀设置于比所述传感器单元靠下游侧。