JP2002022592A

JP2002022592A - 洩れ検査用ドリフト補正係数生成方法・洩れ検査におけるドリフト補正値算出方法・洩れ検査装置

Info

Publication number: JP2002022592A
Application number: JP2000206431A
Authority: JP
Inventors: Akio Furuse; 昭男古瀬
Original assignee: Cosmo Instruments Co Ltd
Current assignee: Cosmo Instruments Co Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークの温度が大きく変動しても常に正しいド
リフト補正を行うことができるドリフト補正方法を提案
する。【解決手段】第１治具１と被検査体との間の第１温度
差、第２治具と被検査体との間の第２温度差を測定する
温度センサを設け、洩れの無い被検査体を用いて第１温
度差及び第２温度差が異なる状態のそれぞれにおいて、
被検査体に印加した気体圧のドリフト値を測定し、その
ドリフト値から第１温度差および第２温度差のそれぞれ
に対応するドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を求め、このドリ
フト補正係数によりドリフト補正値を算出するドリフト
補正方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は各種の容器等の洩
れの有無を検査する洩れ検査に用いる洩れ検査用ドリフ
ト補正係数生成方法・洩れ検査におけるドリフト補正値
算出方法・これらの方法を利用して動作する洩れ検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】洩れ検査装置では被検査体に加圧した空
気を封入し、その空気圧の変化を測定して洩れの有無を
判定している。然しながら、空気は被検査体の温度、或
いは被検査体に接触する治具等の温度の影響を受け、洩
れが無いのに洩れの有るような圧力変動（これをドリフ
トと称している）を来し、洩れの有無の判定を難しいも
のとしている。

【０００３】このため、本出願人は従来より各種の洩れ
検査装置及びこの洩れ検査装置のドリフト補正に関して
種々の提案（例えば特願平１１−２４２６６０号）を行
ってきた。過去において提案したドリフト補正方法はド
リフトの発生原因を被検査体に加圧して印加した気体の
温度変化（加圧・印加時の断熱変化等）が主な発生原因
と見て、被検査体に印加した空気の圧力変化からドリフ
ト補正係数を導き出す手法を採っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来より提案している
ドリフト補正方法によれば校正モードにおいてドリフト
補正係数を求めた条件の範囲内に限れば適性にドリフト
補正がはたらくのであるが、その条件範囲から外れる
と、正しくドリフト補正が行われなくなる欠点がある。
つまり、環境の変化に対して安定に動作するドリフト補
正方法が未だに確立されていないのが現状である。

【０００５】この発明の目的は環境の変化に対して安定
してドリフト補正を行うことができる洩れ検査用ドリフ
ト補正係数生成方法・洩れ検査におけるドリフト補正値
算出方法・これらの方法を利用して動作する洩れ検査装
置を提案するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明では洩れ検査装
置において、熱エネルギーの移動量がもっとも大きい部
分は被検査体と、この被検査体の開口部分を密封するた
めの治具との間であることを突き止め、この部分の温度
差を測定し、この温度差がある場合とない場合にどれ程
のドリフト量が発生するかを予め測定し、この測定値か
らドリフト補正係数を求めるドリフト補正係数生成方法
を提案するものである。

【０００７】つまり、この発明の請求項１では第１治具
及び第２治具によって被検査体を挟み付け被検査体の開
口部を閉塞し、被検査に気体圧を印加し、この気体圧の
変化を計測して被検査体に洩れがあるか否かを検査する
洩れ検査装置において、第１治具と被検査体との間の第
１温度差及び第２治具と被検査体との間の第２温度差を
測定する温度測定手段を設け、洩れのない被検査体を用
いて第１温度差及び第２温度差が異なる状態のそれぞれ
において被検査体に印加した気体圧の温度ドリフト値を
測定し、そのドリフト値から第１温度差及び第２温度差
のそれぞれに対応したドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を求め
ることを特徴とした洩れ検査用ドリフト補正係数生成方
法を提案する。

【０００８】この発明の請求項２では、被検査体に洩れ
があるか否かを検査する場合は被検査体と第１治具及び
被検査体と第２治具間の各第１温度差及び第２温度差を
各被検査体毎に測定し、この測定された第１温度差及び
第２温度差にドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を乗算して各検
査時におけるドリフト補正値Ｔａｘ＝ａ_T1X・Ｋ₁＋ａ
_T2X・Ｋ₂を求めることを特徴とする洩れ検査におけるド
リフト補正値算出方法を提案する。

【０００９】この発明の請求項３では、被検査体の開口
部を閉塞する第１治具及び第２治具と、第１治具と被検
査体との間及び第２治具と被検査体との間の第１温度差
ａ_T1X及び第２温度差ａ_T2Xを測定する温度測定手段と、
この温度測定手段で測定した第１温度差ａ_T1X及び第２
温度差ａ_T2Xのそれぞれにドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を
乗算し、ドリフト補正値Ｔａｘ＝ａ_T1X・Ｋ₁＋ａ _T2X・
Ｋ₂を算出する演算手段と、被検査体に印加した気体の
圧力変化を測定する圧力変化測定手段と、この圧力変化
測定手段が測定した圧力変化値からドリフト補正値Ｔａ
ｘを減算し、その差の値を算出する減算手段と、この減
算手段の減算結果が所定値より大きいか否かを比較し、
大きい場合を洩れ有り、小さい場合を洩れ無しと判定す
る判定手段と、によって構成した洩れ検査装置を提案す
る。

【００１０】

【作用】この発明の洩れ検査用ドリフト補正係数生成方
法によれば被検査体において熱エネルギが多量に移動す
る部分の温度差に着目したから、この温度差がドリフト
発生現象の理由の説明によく一致し、これがために再現
性が良く、環境の変化に対して正確なドリフト補正を施
すことが可能なドリフト補正係数及びドリフト補正値を
得ることができる。

【００１１】従って、このドリフト補正係数及びドリフ
ト補正値を利用して動作する洩れ検査装置は環境の変化
に対しても安定に動作し、信頼性の高い洩れ検査装置を
提供することができる利点が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１にこの発明による洩れ検査装
置の一実施例を示す。この洩れ検査装置によればこの発
明による洩れ検査用のドリフト補正係数生成方法を実行
することができる。またこのドリフト補正係数生成方法
で生成したドリフト補正係数により洩れ検査時に必要な
ドリフト補正値を算出する動作も実行することができ
る。図中Ｗは被検査体（以下ワークと称す）を示すワー
クＷは基台となる第１治具１の上に載置され、オーリン
グのようなシール部材ＣＣで気密を保持される。ワーク
Ｗの上部側の開口には第２治具２が搭載され、ワークＷ
の上部側の開口部を閉塞する。この場合も第２治具２に
装着されたシール部材ＣＣで気密を保持して閉塞する。

【００１３】ワークＷは例えばエンジンのシリンダブロ
ック或いはガス器具の部品等各種の製品が適用される。
エンジンのシリンダブロックのように形状が大きい場合
は中子１４を挿入し、ワークＷ内の内容積を可及的に小
さくするように配慮される。第２治具２には空気の注入
口２Ａが設けられ、この注入口２Ａに配管１５が連通さ
れる。配管１５には圧力計１６と、電磁弁１７と、３方
電磁弁１８と、調圧弁１９を通じて空圧源２０が接続さ
れる。調圧弁１９を調整して圧力計２１の指示に従って
ワークＷに印加する空気圧を設定する。

【００１４】３方電磁弁１８をａ−ｂ間を開放状態に制
御し、電磁弁１７を開くことによりワークＷに空気圧を
印加することができる。ワークＷに空気圧を印加した後
で電磁弁１７を閉じることにより、ワークＷに空気圧を
密封することができる。この密封した空気圧を圧力計１
６で測定することにより所定の時間に渡って一定値を維
持すれば洩れなしと判定することができる。然し乍ら一
般的にはワークＷと第１治具１及び第２治具２の温度に
対応して空気圧が変動（ドリフト）し、あたかも洩れが
有るかの如く挙動する場合が一般的である。

【００１５】このため、この発明では第１治具１とワー
クＷとの間の温度差、第２治具２とワークＷとの間の温
度差を測定する温度センサ３と４を設け、この温度セン
サ３と４で検出したワークＷの温度と第１治具１との間
の温度差を第１温度差測定器５で測定し、第２治具２と
ワークＷとの間の温度差を第２温度差測定器６で測定す
る構造を設けた点と、さらに、これらの第１温度差測定
器５と第２温度差測定器６で測定した各温度差と圧力計
１６で測定した圧力変化値ａ₁、ａ₂とによってドリフト
補正係数Ｋ₁とＫ₂を生成するドリフト補正係数生成手段
７を設けた点と、このドリフト補正係数生成手段７で生
成したドリフト補正係数Ｋ₁とＫ₂によって、各ワーク毎
にドリフト補正値Ｔａｘを求めるドリフト値演算手段８
を設けた構成とした点に特徴を有するものである。これ
らドリフト補正係数生成手段７とドリフト値演算手段
８、減算手段９、判定手段１０はコンピュータシステム
１１によって構成される。

【００１６】温度センサ３と４の一例を図２に示す。図
２では第１治具１側に装着した温度センサ３の構造を示
す。第１治具１のワークＷと接触する面に穴Ｈを形成
し、この穴Ｈの内部にセンサホルダ１３を装着する。セ
ンサホルダ１３は軸心に貫通孔１３Ａを有し、この貫通
孔１３Ａの両端に温度センサＳ１、Ｓ２を装着して支持
させる。温度センサＳ１、Ｓ２は貫通孔１３Ａの両端に
露出して配置し、温度センサＳ１は第１治具１に接触し
て第１治具１の温度を測定する。またセンサＳ２は貫通
孔１３Ａの上端側に露出して配置される。これらセンサ
Ｓ１とＳ２は貫通孔１３Ａの内部で樹脂材或いは接着剤
等でセンサホルダ１３に固定される。またセンサホルダ
１３も接着剤等で穴Ｈ内に固定される。

【００１７】温度センサＳ２は第１治具１の表面と面一
に配置され、その上にワークＷを搭載すると、ワークＷ
がセンサＳ２に接触し、ワークＷの温度を測定する。
尚、センサＳ２の表面には保護のための銅のような熱伝
導率の高い材質の金属板等を配置し、この金属板を介し
てワークＷに接触するように構成することもできる。第
２治具２側にも同様の構造で温度センサ４を配置する。
尚、図２では温度センサ３と４が第１治具１と第２治具
２に埋め込まれ、これら温度センサ３と４により第１治
具１とワークＷとの間の温度差及び第２治具２とワーク
Ｗとの間の温度差を測定したが、図３に示すように接触
式の温度センサ３３、３４、４４によってそれぞれ独立
して第１治具１と第２治具２の温度及びワークＷの温度
をそれぞれ測定し、これらの温度差を第１温度差測定器
５と第２温度差測定器６で求めるように構成することも
できるまた、この場合、ワークＷの温度は上下方向のほ
ぼ中央位置の温度を測定し、この中央位置の温度をワー
クＷの温度として取り込むように構成した場合を示す。
このように構成しても、図２の場合とほぼ同等の温度補
正を施すことができる。

【００１８】この発明によるドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂
は次式で求められる。

【００１９】

【数１】

【００２０】ａ_T1：第１治具１の温度が常温θ_T01であ
るときのワークＷの温度θ_T10との温度差θ_T01−θ_T10 ａ_T12：第２治具１の温度が常温θ_T02であるときのワー
クＷの温度θ_T10 との温度差θ_T02−θ_T10 ａ_T2：第１治具１の温度が常温以外の温度θ_T1である
ときのワークＷの温度θ_T0との温度差θ_T1−θ_T0 ａ_T22：第２治具２の温度が常温以外の温度θ_T22である
ときのワークＷの温度θ_T0との温度差θ_T22−θ_T0 ａ₁：第１治具１とワークＷとの温度差がａ_T1、第２
治具２とワークＷとの温度差がａ_T12における圧力変化
測定値、ａ₂：第１治具１とワークＷとの温度差がａ_T2、第２
治具２とワークＷとの温度差がａ_T22における圧力変化
測定値、で求めることができる。ドリフト補正係数Ｋ₁とＫ₂の式
の導出方法については後に説明する。

【００２１】ドリフト補正係数生成手段７は第１温度差
測定器５と第２温度差測定器６が測定した温度差ａ_T1、
ａ_T12、ａ_T2、ａ_T22と、圧力変化測定値ａ₁、ａ₂を取り
込んでドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を生成する。ドリフト
補正係数Ｋ₁とＫ₂が求められることにより、検査モード
に入ることができる。検査モードでは各ワークＷに空気
圧を印加し、電磁弁１７を閉じて空気圧を密封すると同
時に各ワークＷ毎に第１治具１とワークＷとの温度差ａ
_T1と第２治具２とワークＷとの間の温度差ａ_T12を測定
するドリフト値演算手段８はこの温度差ａ_T1とａ_T12に
おけるドリフト補正値ＴａｘをＴａｘ＝Ｋ₁・ａ_T1＋Ｋ₂・ａ_T12 により算出する。

【００２２】これと同時に圧力計１６の圧力変化値ａ₀₁
を取り込み、減算手段９でＡ＝ａ₀₁−Ｔａｘを求める。
判定手段１０Ａの値が設定値Ｃより大きいか否かを比較
し、Ａ＞Ｃであれば洩れ有り、Ａ＜Ｃであれば洩れ無し
と判定し、その判定結果を表示器１２に表示する。図４
に洩れの無いワークＷを用いてドリフト補正係数Ｋ₁、
Ｋ₂を求め、このドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を使ってド
リフト補正した実測例を示す。この実測値から明らかな
ように、ドリフト補正値Ｔａｘは測定値ａとよく一致
し、ドリフト補正が正しくはたらいていることが解る。

【００２３】図５はワークＷの変形例を示す。図５に示
すワークＷは開口部が一面のみの例を示す。この場合
も、第１治具１はワークＷと接触するため、この接触部
分で熱エネルギーが移動するから、図１に示したワーク
Ｗと同様に第１治具１とワークＷとの間の温度差第２治
具２とワークＷとの間の温度差を測定し、ドリフト補正
係数Ｋ₁、Ｋ₂を求めることによりドリフト補正を行うこ
とができる。図６は差圧式の洩れ検査装置にこの発明を
適用した場合を示す。この場合、マスタタンクＭＳは必
ずしもワークＷの内容積と同じ内容積である必要がな
く、マスタタンクＭＳとワークＷとの間の差圧変化を差
圧計１６Ａで測定し、その差圧変化値ａ_T1、ａ_T12、ａ
_T2、ａ_T22とによってドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を求め
ればよい。

【００２４】以上によりこの発明の実施例の説明を終了
する。以下では上述したドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を求
めるための数式の導出過程を説明する。（I）ワークに気体（空気）を封入して洩れ量を計算
する式について

【００２５】

【数２】

【００２６】Ｑ（ｍＬ／ｓ）：ワークの洩れ穴を通して
大気圧Ｐ₀に洩れる単位時間当たりの気体の体積Ｐ₀：大気の圧力Ｖｅ：等価内容積（テスタとワークの空隙内容積を
含む総等価内容積） ΔＰ：洩れ検出時における発生差圧Ｔ₃ ：洩れ検出時間（１）式はボイルの法則Ｐ・Ｖ＝ｃｏｎｓｔ．から導
かれた式である。（II）分子運動論から理想方程式の導出熱力学では、いわゆる理想気体の状態方程式ＰＶ＝Ｒ
Ｔ（１ｍｏｌ当り）を基礎にしているが、この理論は、
温度、圧力、体積というマクロ的な平衡状態にある物理
量の経験則を表わしている。従って、なぜ状態方程式が
このような形に表わせるか説明していない。

【００２７】また、熱平衡状態を扱っているため、ワー
クに封入された気体分子がどのようにして安定するか説
明できない。気体の温度安定もまた、分子運動論から説
明ができる。まず気体の状態方程式と分子運動論の関係
を調べてみる。ここで扱う気体は単純化のため、理想気
体と仮定し、気体分子の相互作用は弾性衝突とみなし、
分子間力は充分小さく無視できるものとする。図７に示
す一方の長さがＬの立方体中にＮ個の分子が熱平衡状態
にあるとすれば、分子が壁面と弾性衝突を繰り返すこと
による圧力は（圧力とは単位時間に単位面積に及ぼす力
であり、力とは単位時間当たりの運動量変化であるか
ら）

【００２８】

【数３】ただし、添字ｉは分子番号、Ｖ＝Ｌ³は体積、また

【００２９】

【数４】

【００３０】Ｕは気体の内部エネルギー、εは分子の平
均エネルギー従って、（２）式は

【００３１】

【数５】理想気体の状態方程式ＰＶ＝ＲＴ（１ｍｏｌ当たり）と
比較すると

【００３２】

【数６】

【００３３】Ｋはボルツマン定数（５）式は、気体の温度は分子の平均運動エネルギーの
みの関数であることを示している。この式を導くため
に、分子が熱平衡にあると仮定した。平衡状態とは、時
間的変化がないことであるが、分子運動論で考えれば、
気体分子が壁面と衝突によるエネルギーの授受がバラン
スして、一定の速度分布になること、気体分子の運動エ
ネルギーの総和が変わらないこと、つまり気体分子の平
均速度が変わらないことを意味している。

【００３４】では、加圧直後はどうなるだろうか？ワー
クＷの温度と同じ常温の気体圧を加えると、加圧された
ワークＷの気体密度は大きくなり、ジュール・トムソン
効果によって、ポテンシャルエネルギーの一部が運動エ
ネルギーに変わるため、瞬間的に内部温度が高くなる
（この考察は後で述べる）。この状態は、気体の速度分
布も広がり、平均温度も上昇し、周囲（ワーク内面、中
子、シール治具表面）と熱交換を行い、定常状態（安定
状態）の温度と速度分布に戻る過程を取る。（III）ワークに気体圧を印加することによるワーク
内の気体の温度変化非常に内容積が大きいタンク（温度Ｔ₀、圧力Ｐ₁）か
ら、内容積Ｖ₀の小さいタンク（最初は温度Ｔ₀、圧力Ｐ
₀）に気体圧を供給したら、小さいタンクの温度はどの
ように変化するだろうか？この過程はジュール・トムソ
ン効果に従って、気体分子のポテンシャルエネルギーと
運動エネルギーの変換が行われ、Ｐ₁＞Ｐ₀であれば、小
さいタンク（ワーク）の圧力は上昇し、やがて₁にな
り、タンク内部の気体の温度も上昇してＴ₀からＴ_Xに上
昇するだろう。

【００３５】この過程をわかりやすく図に描いたらどう
なるだろうか？物理法則を説明するだけだからこの過程
を図８のように大胆に仮定したらどうだろうか。小さい
タンクに気体が断熱的に加圧された状態は、図８のよう
な模型を組み立てても同じであろう。図８では、外力が
加わらない限り絶対に太い矢印で示す方向には変化しな
いが、実際のタンクに圧力が供給される過程では圧力差
があり、小さいタンク（ワーク）に気体圧が供給される
のである。それゆえに、図８においても外部から力が加
わって圧縮されたと考えることもできる。

【００３６】しかし、この過程は絶対真空では成立しな
い。絶対真空はいわば特異点に相当するからである。こ
こで、小さいタンク（ワーク）の初期圧力をＰ₀、初期
温度をＴ₀とする。図８のように断熱加圧されたときの
内部温度がＴ_Xに変化したとする。この関係は断熱圧縮
の式がそのまま利用できるから

【００３７】

【数７】

【００３８】

【数８】

【００３９】ここで、ｋは気体の比熱比であり、ｋ＝Ｃ
_P／Ｃ_v、空気の場合はｋ＝１．４である。（IV）断熱圧縮により上昇した気体温度が冷却してい
く過程ワーク内の気体の温度は（７）式に従い、温度上昇する
が、気体の熱容量はワークの熱容量に比べ遥かに小さい
ため、この冷却の過程におけるワークの温度変化よりも
気体の温度変化の方が遥かに大きく、短時間リークテス
トの過程においては、気体の温度変化による圧力変化を
計測することになる。

【００４０】我々は、温度が高いワークにおいて、加
圧、安定時間を充分かけたリークテストではワークに洩
れが無ければ圧力変化は極めて小さくなることを経験し
ている。短時間リークテストでは、断熱圧縮によって上
昇した気体の温度がワークの表面温度に等しくなってい
く過程での洩れ計測であり、この過程はニュートンの冷
却の法則に従う。

【００４１】ニュートンの冷却の法則によれば、「物体
が放射によって失う熱量は、その物体と周囲との温度差
に比例する。」（理化学辞典による）断熱過程では、加圧された気体の温度上昇と、ワーク内
面の温度差に比例する熱量が、ニュートンの冷却の法則
によって温度上昇した内部気体からワーク内面に熱量移
動が生じる。ニュートンの冷却の法則をワーク内気体温
度に適用すれば、「ワーク内面温度Θ°の中に温度θ°
（平均温度）の気体があると、気体が微小時間ｄｔに得
る熱量ｄｑは、微小時間ｄｔ及び温度差（Θ−θ）に比
例する」熱量ｄｑを得て気体の温度がｄθだけ上昇するとすれ
ば、Ｃｄθ＝ｄｑ（Ｃ：気体の熱容量）がｄｔ及び（Θ
−θ）に比例するので

【００４２】

【数９】従って

【００４３】

【数１０】

【００４４】ｈ：比例定数（ワーク内表面積、形状、寸
法に関する定数。）Ｋ：比例定数（９）式によれば気体の温度変化は、比例定数ｋを介し
て、ワーク内温度と気体温度差に等しい関係を表わして
いる。気体の場合、熱量を伝達するのが同じ気体なの
で、気体の温度が変わることにより、ｋ値も変化する。
しかし、ここでは式の単純化のためｋは一定とする。
（９）式から

【００４５】

【数１１】

【００４６】（１０）式を積分するとｌｎ（Θ−θ）＝−ｋｔ＋Ｃ₁ ｔ＝０のときθ＝θ°とすると、積分定数Ｃ₁はＣ₁＝ｌ
ｎ（Θ−θ₀）より

【００４７】

【数１２】

【００４８】ボイルシャルルの法則より、ＰＶθ＝Ｒで
あるから

【００４９】

【数１３】ワーク内圧変化は（２７）式を時間ｔで微分することで
あるから

【００５０】

【数１４】

【００５１】（V）気体の断熱変化とワークの洩れが
重なるとき（１３）式は、洩れが無いときのワーク内圧変化を表わ
す式であるが、洩れによる圧力変化をｄｐ／ｄｔ＝Ｃ₀
とし、Ｒｋ（Θ−θ₀）／Ｖ＝Ａとおけば（１３）式は

【００５２】

【数１５】

【００５３】（１４）式より、内圧の時間微分は、右辺
の第１項にワーク温度のよる減衰項と第２項に、洩れに
よる一定項で表わされることを示している。（１４）式
を差分形（一定の検出時間による内圧変化）で表せば、
Ｔ₁時間の差圧変化は

【００５４】

【数１６】

【００５５】（１５）式の右辺第１項は一定時間Ｔ₁に
おけるワーク温度による圧力変化成分、第２項は検査時
間Ｔ₁に比例して増加する洩れ成分を表している。（VI）ワーク温度とシール治具温度が異なるときの熱
量移動による内圧への影響実験によれば、ある安定時間において、大部分のワーク
は断熱変化による圧力変化は、ワーク温度にはあまり関
係なく一定の圧力変化になる（長い時間をかければ当然
圧力変化はなくなるが）時間が存在する。この原因は、
ワークが冷たいとワーク内圧力変化特性において、初期
の圧力変化も大きいが減衰する傾向も大きいという理由
からである。

【００５６】しかし、ワーク温度とシール治具温度が異
なる場合は、共に熱量と熱伝達が大きいので、気体によ
るリークテストの精度を悪くする最大の原因はこの温度
の違い、つまり、ワークとシール治具の接触による熱量
の移動が大きいことによる。例として、ワークの熱的安
定が早く、従って断熱変化の影響が早く終息する場合に
ついて検討してみよう。この場合は、封入された気体は
速やかにワーク温度になるが、最初、ワークはシール治
具温度よりも高く（または低く）、シール治具温度は変
わらないがワークとシール治具間に接触面を通して熱エ
ネルギーの移動が行われ、ワーク温度は次第に治具温度
になっていく。

【００５７】同様に、ワーク温度はワーク内気体温度と
同じであるから（１４）式、あるいは（１５）式がその
まま成立する。ワークとシール治具の温度差によるワー
ク内圧変化への影響は、熱量の移動が大きい、すなわち
内圧変化に与える影響が大きいことと、ワークの熱容量
が大きいため減衰に時間が非常にかかることである。実
際のリークテストにおいては、ワークの温度影響が、シ
ール治具にも影響を与え、シール治具の温度を常に一定
に保つことを難しくさせている。ワークとシール治具温
度が異なる複合的な影響があるときの温度補正はこの発
明によって開発された新しい補正技術である。

【００５８】（１４）式も（１５）式も内容は同じなの
で、簡単に表現される（１４）式の微分式にて、ワーク
と治具の影響を考察してみよう。治具とワークの熱量移
動も内部気体圧力には圧力の減衰として影響を与えるか
ら（ここでは温度ドリフトの影響のみを考察しており、
洩れは無いものとする）

【００５９】

【数１７】

【００６０】右辺第４項Ａ₃ｅ―^k3tは、例えばワークを
取り巻く気体の影響、または側面のシール治具の影響と
しても考えられるが、ここでの議論では影響が極めて小
さいとみなし、無視する。

【００６１】

【数１８】

【００６２】Θ_T0：ワークの計測初期温度 θ₀：内部気体の計測初期温度 Θ_T1：下部シール治具計測初期温度 Θ_T2：上部シール治具計測初期温度ｋ₀：気体の熱容量とワークの形状、材質、寸法に関係
する比例定数ｋ₁：ワークの熱容量と下部治具接触面積、材質、形状
に関する比例定数ｋ₂：ワークの熱容量と上部治具接触面積、材質、形状
に関係する比例定数（１６）式は、ニュートンの冷却の式から導かれる、治
具温度の影響を考慮した一般式である。（１６）式の右
辺の第１項は、ワークと内部気体の断熱変化の減衰項を
表し、第２項は下部シール治具とワークによる内部気体
に及ぼす減衰項を表し、第３項は上部シール治具とワー
クによる内部気体に及ぼす減衰項を表している。

【００６３】計測の初期において、すなわちｔ＝０では
（１６）式は簡単になり

【００６４】

【数１９】

【００６５】ワーク、治具とも常温では（１７）式は一
定の値になるか（ある安定時間においてワーク温度には
関係なく圧力変化値が一定になる時間が存在する）、ほ
ぼゼロになるだろう。すなわちＡ₀、Ａ₁、Ａ₂＝０ここ
での議論は常温状態では（１７）式は零とする。ｔ＝０
おいて、（１６）式は（１７）式のように単純になり、
ワーク温度と治具温度の減衰特性は穏やかなものである
から、大部分のワークにおいて検出時間をある程度とっ
ても式の上ではｔ＝０としても問題はない。またＲ／Ｖ
＝ｃｏｎｓｔ．であるから

【００６６】

【数２０】

【００６７】下部シール治具、上部シール治具とも常温
で、このときのそれぞれの温度を下部シール治具温度：ΘＴ₀₁ 上部シール治具温度：ΘＴ₀₂ ワーク温度：ΘＴ₁₀

【００６８】

【数２１】

【００６９】

【数２２】

【００７０】上記条件における（１７）式の結果がａ₁
だったとしよう。すると（１７）式はａ₁＝Ｋ₁・ａ_T1＋Ｋ₂・ａ_T12…………………（１８）あるワーク温度において、治具温度も上昇し、定常な流
れの状態にあるとき下部シール治具温度：Θ_T1 上部シール治具温度：Θ_T22 ワーク温度：Θ_T0

【００７１】

【数２３】

【００７２】（１７）式の結果がａ₂だったとしよう。
すると（１７）式はａ２＝Ｋ₁・ａ_T2＋Ｋ₂・ａ_T22…………………（２１）（１８）、（１９）式より

【００７３】

【数２４】

【００７４】（１７）式の結果が任意の温度のワークに
対し、Ｔａｘ、Ｋ₁に対応するワークと下部シール治具
の温度差をａ_T1X、またＫ₂に対応するワークと上部シー
ル治具の温度差をａ_T2Xと表せば

【００７５】

【数２５】

【００７６】（２４）式において、ａ_T1Xとａ_T2Xが等し
くかつ校正時のデータ採取においてａ _T12／ａ_T1＝１の
条件において、式は簡単になり

【００７７】

【数２６】ａ_T1＝ａ_T12のみが等しいときは

【００７８】

【数２７】

【００７９】（２５）、（２６）式は（２４）式の特殊
解でもあるが、最初の比例定数Ｋを求めるときに条件を
明確にしておけば、特殊解を得ることは容易である。ク
ランプシール治具による温度影響を補正するためには、
先ず、クランプシール治具が常温であるところへ、温度
の比較的高い洩れも無いワークでデータを採取し、次
に、ワークが流れている定常状態（ワーク温度が上昇、
治具温度上昇）において同様に洩れのないワークでデー
タを採取することにより、Ｋ₁、Ｋ₂というドリフト補正
係数が求まれば、任意のワーク温度、治具温度における
温度ドリフト量を求めることが可能となる。

【００８０】以上によりドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を求
めるための式の導出過程が理解されよう。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
ワークＷで最も熱移動が激しい部分の温度差を測定し、
その温度差からドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を求め、この
ドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を用いてドリフト補正を行う
ドリフト補正方法を採るから、ワークＷの広い温度変化
に対しても正しくドリフト補正を施すことができる。こ
のドリフト補正方法を適用することにより、信頼性の高
い洩れ検査を行うことができる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を説明するためのブロック
図。

【図２】図１に示した実施例に用いた温度センサの一例
を説明するための断面図。

【図３】図２に示した実施例と異なる実施例を説明する
ための図。

【図４】図１に示した実施例を用いてドリフト補正した
実測例を示す図。

【図５】この発明の変形実施例を説明するためのブロッ
ク図。

【図６】この発明の更に他の変形実施例を説明するため
のブロック図。

【図７】この発明のドリフト補正係数を求める説明に供
する図。

【図８】図７と同様の図。

【符号の説明】

１第１治具２第２治具３、４温度センサ５第１温度差測定器６第２温度差測定器７ドリフト補正係数生成手段８ドリフト値演算手段９減算手段１０判定手段１１コンピュータシステムＣＣシール部材１２表示器１３センサホルダ１４中子１５配管１６圧力計１６Ａ差圧計１７、１７Ａ、１７Ｂ電磁弁１８３方電磁弁１９調圧弁２０空圧源２１圧力計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１治具及び第２治具によって被検査体を
挟み付け被検査体の開口部を閉塞し、被検査に気体圧を
密封し、この気体圧の変化を計測して被検査体に洩れが
あるか否かを検査する洩れ検査装置において、上記第１治具と被検査体との間の第１温度差及び第２治
具と被検査体との間の第２温度差を測定する温度センサ
を設け、洩れのない被検査体を用いて上記第１温度差及
び第２温度差が異なる状態のそれぞれにおいて上記被検
査体に印加した気体圧のドリフト値を測定し、そのドリ
フト値から上記第１温度差及び第２温度差のそれぞれに
対応するドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ₂を求めることを特徴
とする洩れ検査用ドリフト補正係数生成方法。
【請求項２】被検査体に洩れがあるか否かを検査する場
合は上記被検査体と第１治具及び被検査体と第２治具間
の各第１温度差及び第２温度差を各被検査体毎に測定
し、この測定された第１温度差及び第２温度差に上記ド
リフト補正係数を乗算して各検査時におけるドリフト補
正値Ｔａｘを求めることを特徴とする洩れ検査における
ドリフト補正値算出方法。
【請求項３】Ａ、被検査体の開口部を閉塞する第１治具
と、Ｂ、被検査体の開口部を閉塞し、被検査体に気体圧を印
加する気体供給管を接続する第２治具と、Ｃ、上記第１治具と被検査体との間及び第２治具と被検
査体との間の第１温度差ａ_T1X及び第２温度差ａ_T2Xを測
定する温度測定手段と、Ｄ、この温度測定手段で測定した第１温度差ａ_T1X及び
第２温度差ａ_T2Xのそれぞれにドリフト補正係数Ｋ₁、Ｋ
₂を乗算し、ドリフト補正値Ｔａｘ＝ａ_T1X・Ｋ₁＋ａ_T2X
・Ｋ₂を算出する演算手段と、Ｅ、上記被検査体に密封した気体の圧力変化を測定する
圧力変化測定手段と、Ｆ、この圧力変化測定手段が測定した圧力変化値から上
記ドリフト補正値Ｔａｘを減算し、その差の値を算出す
る減算手段と、Ｇ、この減算手段の減算結果が所定値より大きいか否か
を比較し、大きい場合を洩れ有り、小さい場合を洩れ無
しと判定する判定手段と、によって構成したことを特徴とする洩れ検査装置。