【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力変化に伴って形状変形を生じる試験体のリークテスト方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、試験体のリークテスト（漏洩試験）を行うに際しては、例えば、ヘリウムリークディテクタに接続される排気ポートを備えた気密チャンバ内にヘリウムを封入した試験体を収納し、気密チャンバ内を排気して所定の真空圧にすることで試験体の内部と外部との間に差圧を生じせしめ、生じた差圧に基づいて試験体から漏洩したヘリウムをヘリウムリークディテクタに導いて検知する。図１にヘリウムリークディテクタの一例（逆拡散式のもの）の基本構成図を示す。符号１で示される装置の中核をなす真空排気系は、高真空ポンプ１ｂの吸気口に分析管１ａを接続し、排気口にフォアラインバルブ１ｅを介してフォアポンプ１ｃを接続したフォアラインを備え、テストポート１ｇには気密チャンバの排気ポート（図略）が接続される。初期起動を行ってフォアラインを高真空とした後のリークテスト時には、フォアラインバルブ１ｅを閉止してから粗引き／テストバルブ１ｆを開口して気密チャンバ内の粗引きを行う。テストポート１ｇの圧力を監視する真空計１ｄにてその圧力が十分に減圧されていることを確認してからフォアラインバルブ１ｅを開口すると、気密チャンバ内の試験体から漏洩したヘリウムは、フォアラインに導かれて高真空ポンプ１ｂ内を排気口から吸気口に向かって逆拡散し、分析管１ａにて検出される。なお、図１において、符号２は装置に関する情報表示や操作を行うための表示／操作部、符号３は各部の電源オンオフと入力された信号の演算処理を行う電源／処理部、符号４はヘリウムイオン電流の増幅を行うＤＣアンプ、符号５は高真空ポンプのモータ制御を行う高真空ポンプ電源である。高真空ポンプ１ｂとしては、例えば、ヘリウム分子が高速回転するロータのタービンブレードから運動量を与えられて排気口へ移動することによってポンプ作用が行われるターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）が使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
合成樹脂製の医療用容器や食品パッケージなどのような圧力変化に伴って形状変形を生じる試験体のリークテストを行う場合、気密チャンバ内に試験体を収容した状態で気密チャンバ内を排気して減圧すると、それに伴って試験体は次第に膨張し、最終的には膨張破裂してしまう。従って、このような試験体のリークテストを行うに際しては、試験体が膨張破裂するといった事態が起こらないように真空圧の調整などの点において特別の配慮を行う必要がある。
そこで本発明は、合成樹脂製の医療用容器や食品パッケージなどのような圧力変化に伴って形状変形を生じる試験体のリークテストを簡便に行う方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の点に鑑みてなされた本発明のリークテスト方法は、請求項１記載の通り、圧力変化に伴って形状変形を生じる試験体にヘリウムを封入し、この試験体をヘリウムリークディテクタに接続される排気ポートを備えた気密チャンバ内に収容した後、気密チャンバ内を排気して減圧にする過程において、試験体が膨張してある大きさに達した後はそれ以上の試験体の膨張を阻止することで試験体の内部と外部との間に差圧を生じせしめ、生じた差圧に基づいて試験体から漏洩したヘリウムをヘリウムリークディテクタに導いて検知することを特徴とする。
また、請求項２記載のリークテスト方法は、請求項１記載のリークテスト方法において、気密チャンバの容積を、試験体が膨張破裂する前に気密チャンバ内壁から押圧される容積とすることで、試験体のある大きさを超える膨張を阻止することを特徴とする。
また、請求項３記載のリークテスト方法は、請求項２記載のリークテスト方法において、気密チャンバ内壁の表面に試験体から漏洩したヘリウムの排気流路となる凸凹加工を施すことを特徴とする。
また、請求項４記載のリークテスト方法は、請求項１記載のリークテスト方法において、試験体を、試験体が膨張破裂する前にその内壁から押圧される容積を有するヘリウム通気性ケージに収容することで、試験体のある大きさを超える膨張を阻止することを特徴とする。
また、請求項５記載のリークテスト方法は、請求項１記載のリークテスト方法において、試験体の内部と外部との間に差圧を生じせしめた後、いったん排気を停止して気密チャンバ内に試験体から漏洩したヘリウムを蓄積せしめ、ある時間経過後に気密チャンバ内を再び排気して蓄積されたヘリウムをヘリウムリークディテクタに導いて検知することを特徴とする。
また、本発明の気密チャンバは、請求項６記載の通り、ヘリウムリークディテクタに接続される排気ポートを備えた気密チャンバであって、その内壁の表面に試験体から漏洩したヘリウムの排気流路となる凸凹加工が施されたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のリークテスト方法は、圧力変化に伴って形状変形を生じる試験体にヘリウムを封入し、この試験体をヘリウムリークディテクタに接続される排気ポートを備えた気密チャンバ内に収容した後、気密チャンバ内を排気して減圧にする過程において、試験体が膨張してある大きさに達した後はそれ以上の試験体の膨張を阻止することで試験体の内部と外部との間に差圧を生じせしめ、生じた差圧に基づいて試験体から漏洩したヘリウムをヘリウムリークディテクタに導いて検知することを特徴とするものである。本発明のリークテスト方法によれば、気密チャンバ内で試験体を膨張破裂させることなく、試験体から漏洩したヘリウムを簡易に検知することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明のリークテスト方法について、必要に応じて図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の記載に何ら限定して解釈されるものではない。
【０００７】
本発明のリークテスト方法において、気密チャンバ内で試験体のある大きさを超える膨張を阻止する手段としては、例えば、気密チャンバの容積を、試験体が膨張破裂する前に気密チャンバ内壁から押圧される容積とする方法が挙げられる。この方法を採用する場合、気密チャンバ内壁の表面に試験体から漏洩したヘリウムの排気流路となる凸凹加工を施すか、気密チャンバ内壁に金網部材などを取り付けて試験体から漏洩したヘリウムの排気流路を確保することが望ましい。気密チャンバ内壁の表面が平滑である場合には、試験体が膨張してそこに密着してしまうと、気密チャンバ内に漏洩したヘリウムを排気ポートから効率よくヘリウムリークディテクタに導くことができない恐れがあるからである。
【０００８】
気密チャンバ内壁の表面への凸凹加工は、試験体から漏洩したヘリウムの排気流路となるものであれば、その形状や程度は特段限定されるものではなく、具体的な方法としては、表面を網目状に加工したり、表面にガラスビーズを打ち付けることによるＧＢＢ（ガラスビーズブラスト）加工したりする方法などが挙げられる。
【０００９】
図２（ａ）は、ヘリウムを封入した合成樹脂製の医療用容器や食品パッケージなどのような圧力変化に伴って形状変形を生じる試験体Ｗを収容した気密チャンバ１１の排気ポート１２をヘリウムリークディテクタ１のテストポート１ｇに接続し、粗引き／テストバルブ１ｆを介して気密チャンバ１１内の排気を開始する前の概念図である。図略のフォアラインバルブを閉止してから粗引き／テストバルブ１ｆを開口して気密チャンバ１１内の粗引きを開始すると、試験体Ｗは次第に膨張する。気密チャンバ１１の容積を、試験体Ｗが膨張破裂する前に気密チャンバ内壁から押圧される容積とすれば、試験体Ｗは、ある大きさに達した後は気密チャンバ内壁からの押圧によりそれ以上の膨張が阻止されることでその容積が一定になる。その結果、試験体Ｗの内部と外部との間に差圧が生じ、生じた差圧に基づいて試験体Ｗの内部からヘリウムが気密チャンバ１１内に漏洩する。この時点において、図略のフォアラインバルブを開口すれば、気密チャンバ内壁の表面には凹凸加工が施されており、よって、気密チャンバ１１内に漏洩したヘリウムを排気ポート１２から効率よくヘリウムリークディテクタ１に導くことができる（図２（ｂ））。
【００１０】
上記の方法は、気密チャンバ内へのヘリウムの漏洩が極微量であっても、その検知を確実に行うことができる点において望ましい。即ち、試験体の膨張が気密チャンバ内壁からの押圧により阻止された状態（図２（ｂ）の状態）においては、気密チャンバ内の残余スペースが僅かであるので、ヘリウムの漏洩が極微量であっても、このスペースにおける漏洩したヘリウムの濃度が高くなるからである。
【００１１】
また、試験体の内部と外部との間に差圧を生じせしめた後、いったん排気を停止して気密チャンバ内に試験体から漏洩したヘリウムを蓄積せしめ、ある時間経過後に気密チャンバ内を再び排気して蓄積されたヘリウムをヘリウムリークディテクタに導いて検知するようにすれば、例えば、試験体が有するピンホールが微細なもの（直径１μｍ以下のようなもの）であるが故に、単位時間あたりの試験体からのヘリウムの漏洩が極微量であっても、高濃度のヘリウムをヘリウムリークディテクタに導くことができるので、より精度の高い測定が可能となる。
【００１２】
気密チャンバ内で、試験体のある大きさを超える膨張を阻止するその他の手段としては、試験体を、試験体が膨張破裂する前にその内壁から押圧される容積を有するヘリウム通気性ケージに収容する方法が挙げられる。図３に示したように、この方法によれば、気密チャンバ２１の容積が試験体Ｗの容積との関係において、試験体が膨張破裂する前に気密チャンバ内壁から押圧されず、よって試験体が膨張破裂してしまうような容積であっても、ケージ２３の大きさを適切に選択することで試験体の内部と外部との間に差圧を生じせしめ、生じた差圧に基づいて試験体から漏洩したヘリウムをヘリウムリークディテクタに導いて検知することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、合成樹脂製の医療用容器や食品パッケージなどのような圧力変化に伴って形状変形を生じる試験体のリークテストを簡便に行う方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヘリウムリークディテクタの一例の基本構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における気密チャンバ内の試験体の挙動を示す説明図である。
【図３】本発明のその他の実施形態における気密チャンバ内の説明図である。
【符号の説明】
１ ヘリウムリークディテクタ
１ａ 分析管
１ｂ 高真空ポンプ
１ｃ フォアポンプ
１ｄ 真空計
１ｅ フォアラインバルブ
１ｆ 粗引き／テストバルブ
１ｇ テストポート
２ 表示／操作部
３ 電源／処理部
４ ＤＣアンプ
５ 高真空ポンプ電源
１１，２１ 気密チャンバ
１２，２２ 排気ポート
２３ ヘリウム通気性ケージ
Ｗ 試験体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for testing a leak of a test body that undergoes shape deformation due to a pressure change.
[0002]
[Prior art]
Generally, when performing a leak test (leak test) of a specimen, for example, a helium-enclosed specimen is housed in an airtight chamber having an exhaust port connected to a helium leak detector, and the airtight chamber is evacuated. By applying a predetermined vacuum pressure, a differential pressure is generated between the inside and the outside of the test body, and helium leaking from the test body is guided to the helium leak detector based on the generated differential pressure and detected. FIG. 1 shows a basic configuration diagram of an example of a helium leak detector (a reverse diffusion type). The vacuum evacuation system which is the core of the apparatus denoted by reference numeral 1 has a foreline in which an analysis pipe 1a is connected to an intake port of a high vacuum pump 1b, and a fore pump 1c is connected to an exhaust port via a foreline valve 1e. The test port 1g is connected to an exhaust port (not shown) of the airtight chamber. At the time of the leak test after the initial startup is performed and the foreline is set to a high vacuum, the foreline valve 1e is closed, and then the roughing / test valve 1f is opened to perform roughing in the airtight chamber. When the foreline valve 1e is opened after confirming that the pressure is sufficiently reduced by the vacuum gauge 1d for monitoring the pressure of the test port 1g, the helium leaking from the test piece in the airtight chamber is removed from the foreline. And diffuses back through the high vacuum pump 1b from the exhaust port to the intake port, and is detected by the analysis tube 1a. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a display / operation unit for displaying and operating information on the apparatus, reference numeral 3 denotes a power supply / processing unit for performing power on / off of each unit and arithmetic processing of input signals, and reference numeral 4 denotes helium. Reference numeral 5 denotes a high vacuum pump power supply for controlling the motor of the high vacuum pump. As the high vacuum pump 1b, for example, a turbo molecular pump (TMP) in which a helium molecule is given a momentum from a turbine blade of a rotor rotating at a high speed and moves to an exhaust port to perform a pumping action is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When performing a leak test on a specimen such as a medical container made of synthetic resin or a food package that undergoes shape deformation due to a change in pressure, the interior of the hermetic chamber is evacuated while the specimen is housed in the hermetic chamber. When the pressure is reduced, the specimen gradually expands, and eventually expands and bursts. Therefore, when performing a leak test of such a test piece, it is necessary to give special consideration to the adjustment of the vacuum pressure and the like so that the test piece does not expand and burst.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for easily performing a leak test of a test body that undergoes shape deformation due to a pressure change, such as a medical container made of synthetic resin or a food package.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the leak test method of the present invention made in view of the above points, as described in claim 1, helium is sealed in a test body that undergoes shape deformation due to pressure change, and this test body is connected to a helium leak detector. In the process of evacuating the hermetic chamber and reducing the pressure in the hermetic chamber after having been housed in a hermetic chamber equipped with an exhaust port, after the specimen has expanded to a certain size, further expansion of the specimen is prevented. This causes a differential pressure between the inside and the outside of the test body, and the helium leaking from the test body is guided to the helium leak detector based on the generated differential pressure and detected.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a leak test method according to the first aspect, wherein the volume of the airtight chamber is a volume pressed from the inner wall of the airtight chamber before the test body expands and bursts. It is characterized by preventing the body from expanding beyond a certain size.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the leak test method according to the second aspect, wherein the surface of the inner wall of the hermetic chamber is subjected to an uneven processing to be an exhaust flow path of helium leaked from the test piece.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a leak test method according to the first aspect, wherein the test piece is housed in a helium permeable cage having a volume pressed from an inner wall of the test piece before the test piece expands and bursts. In this way, expansion of the test piece exceeding a certain size is prevented.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the leak test method according to the first aspect, wherein after a differential pressure is generated between the inside and the outside of the test piece, the exhaust is temporarily stopped and the inside of the airtight chamber is stopped. The method is characterized in that helium leaking from the test body is accumulated, and after a certain period of time, the inside of the airtight chamber is exhausted again, and the accumulated helium is guided to a helium leak detector for detection.
Further, the hermetic chamber of the present invention is an hermetic chamber provided with an exhaust port connected to a helium leak detector, as described in claim 6, and has an exhaust passage for helium leaked from a test body on a surface of an inner wall thereof. It is characterized by having been subjected to irregular processing.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the leak test method of the present invention, helium is sealed in a test specimen that undergoes shape deformation due to pressure change, and the test specimen is accommodated in an airtight chamber having an exhaust port connected to a helium leak detector. In the process of evacuating the chamber and reducing the pressure, after the specimen has expanded to a certain size, the further expansion of the specimen is prevented, so that the differential pressure between the inside and the outside of the specimen is reduced. And detects helium leaking from the test body by guiding it to a helium leak detector based on the generated differential pressure. According to the leak test method of the present invention, helium leaking from a test body can be easily detected without expanding and bursting the test body in an airtight chamber.
[0006]
【Example】
Hereinafter, the leak test method of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary. Note that the present invention is not construed as being limited to the following description.
[0007]
In the leak test method of the present invention, as a means for preventing the specimen from expanding beyond a certain size in the hermetic chamber, for example, the volume of the hermetic chamber is pressed from the inner wall of the hermetic chamber before the specimen expands and bursts. Volume. When this method is adopted, the surface of the inner wall of the hermetic chamber is subjected to uneven processing to be an exhaust passage for helium leaked from the test piece, or a wire mesh member or the like is attached to the inner wall of the hermetic chamber to exhaust the helium leaked from the test piece. It is desirable to secure a road. If the surface of the inner wall of the hermetic chamber is smooth and the test specimen expands and comes into close contact therewith, helium leaking into the hermetic chamber may not be efficiently guided to the helium leak detector from the exhaust port. Because there is.
[0008]
The shape and degree of the irregularity processing on the surface of the inner wall of the airtight chamber is not particularly limited as long as it becomes an exhaust flow path of helium leaked from the test piece. A method of processing into a mesh or a method of performing GBB (glass bead blast) processing by striking glass beads on the surface is exemplified.
[0009]
FIG. 2A shows a helium leak through an exhaust port 12 of an airtight chamber 11 containing a specimen W that undergoes a shape deformation due to a change in pressure, such as a medical container made of synthetic resin or a food package in which helium is sealed. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a state before the exhaust port in the hermetic chamber 11 is connected to a test port 1g of the detector 1 and is started via a roughing / test valve 1f. When the foreline valve (not shown) is closed and the roughing / test valve 1f is opened to start roughing in the hermetic chamber 11, the test piece W gradually expands. Assuming that the volume of the airtight chamber 11 is a volume pressed from the inner wall of the airtight chamber before the test object W expands and ruptures, after the test object W reaches a certain size, the test object W is further pressed by the inner wall of the airtight chamber. Is prevented from expanding, so that its volume becomes constant. As a result, a pressure difference is generated between the inside and the outside of the test piece W, and helium leaks from the inside of the test piece W into the airtight chamber 11 based on the generated pressure difference. At this time, if the foreline valve (not shown) is opened, the surface of the inner wall of the hermetic chamber has been subjected to unevenness processing, so that the helium leaking into the hermetic chamber 11 can be efficiently discharged from the exhaust port 12 through the helium leak detector. 1 (FIG. 2B).
[0010]
The above method is desirable in that even if the leakage of helium into the hermetic chamber is extremely small, it can be reliably detected. That is, in the state where the expansion of the test body is prevented by the pressing from the inner wall of the airtight chamber (the state of FIG. 2B), the residual space in the airtight chamber is small, and the leakage of helium is extremely small. However, this is because the concentration of the leaked helium in this space increases.
[0011]
In addition, after a differential pressure is generated between the inside and the outside of the test piece, the exhaust is stopped once, helium leaking from the test piece is accumulated in the airtight chamber, and the air inside the airtight chamber is exhausted again after a certain time has elapsed. If the accumulated helium is guided to the helium leak detector for detection, for example, since the pinhole of the specimen is minute (such as a diameter of 1 μm or less), the per unit time Even if the leakage of helium from the test specimen is very small, high-concentration helium can be guided to the helium leak detector, so that more accurate measurement can be performed.
[0012]
Other means of preventing expansion of a specimen beyond a certain size in an airtight chamber include placing the specimen in a helium permeable cage having a volume that is pressed from its inner wall before the specimen expands and bursts. Method. As shown in FIG. 3, according to this method, the volume of the airtight chamber 21 is not pressed from the inner wall of the airtight chamber before the expansion and rupture of the test object in relation to the volume of the test object W; Even if the volume is such that it can expand and rupture, by appropriately selecting the size of the cage 23, a differential pressure is generated between the inside and the outside of the test specimen, and the test specimen is determined based on the generated differential pressure. Helium leaked from the helium leak detector can be detected.
[0013]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of easily performing the leak test of the test body which produces a shape deformation | transformation with a pressure change, such as a medical container and a food package made of a synthetic resin, is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an example of a helium leak detector.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a behavior of a test object in an airtight chamber according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the inside of an airtight chamber according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 helium leak detector 1a analysis tube 1b high vacuum pump 1c fore pump 1d vacuum gauge 1e foreline valve 1f roughing / test valve 1g test port 2 display / operation unit 3 power supply / processing unit 4 DC amplifier 5 high vacuum pump power supply 11, 21 Airtight chamber 12, 22 Exhaust port 23 Helium permeable cage W specimen
