JP2005098920A

JP2005098920A - 漏れ試験装置

Info

Publication number: JP2005098920A
Application number: JP2003335084A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Tanaka; 啓一郎田中
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】
膜状材料の漏れ試験時の測定感度を増加させ、プローブガスの消費量および漏れ試験時間を低減する。
【解決手段】
上部容器２４、上部メッシュ２５、上部ガスケット２６、下部ガスケット２７、下部メッシュ２８、下部容器２９からなる試験容器６Ｎの分割部分に被試験フィルム１４を挿入し、分割部分を密着し真空気密を保ち、上部容器２４にＨｅガスを加圧し、下部容器２９をリークデテクタ１１で真空排気し、真空法による漏洩試験を行う構造を設けるとともに、Ｈｅ配管４を真空ポンプ２２で真空排気可能な構造を設けた漏れ試験装置により、従来のスニファ法に比較して漏れ試験時の測定感度を増加し、Ｈｅガスの消費量および漏れ試験時間を低減することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルムまたはシート等の膜状材料を漏洩または透過するプローブガスをリークデテクタによって検出する漏れ試験装置に関する。なお以下、漏洩と透過を一括して漏洩と記載する。

従来よりフィルムまたはシート等の膜状材料を漏洩するプローブガスを検出する方法として、膜状材料を壁面の一部または全部とする気密容器の内方にプローブガスを吹き付けまたは加圧し、膜状材料から気密容器の外方に漏洩するプローブガスを吸引器（以下スニファプローブ）で吸引しリークデテクタで検知する、いわゆるスニファ法が行われている（たとえば特許文献１および特許文献２参照。）。

以下、図３によって従来の漏れ試験装置の構成と作動を説明する。図３（ａ）において１はプローブガスとなるヘリウム（以下Ｈｅ）ガスが封入されたＨｅボンベである。Ｈｅボンベ１からのＨｅガスはバルブ２およびＨｅ配管４を介して試験容器６Ａを加圧する。なお、Ｈｅ配管４の試験容器６Ａへの接続部分には可撓配管４Ｓを設けている。これは図３（ｂ）に示すように被試験フィルム１４の交換のために上部容器１２を上昇・下降させる必要性があるためである。Ｈｅガスの圧力は圧力計３で監視される。バルブ５は必要に応じてＨｅ配管４内のガスを大気側に放出するために設けられる。

図３（ｂ）は試験容器６Ａの詳細な構造を示している。試験容器６Ａは上部容器１２、ガスケット１３、被試験フィルム１４、メッシュ１５、下部容器１６Ａから構成される。下部容器１６Ａには窒素配管７へ接続するための開口が２か所設けられている。メッシュ１５は被試験フィルム１４と下部容器１６Ａの空間に嵌挿され、加圧時の被試験フィルム１４の変形を防止し且つ被試験フィルム１４を漏洩する気体は通過させるように、上下方向に通気可能な網目構造を有する。

窒素配管７はスニファプローブ９が挿入されたプローブ挿入容器８に接続される。スニファプローブ９は可撓性のある吸引配管１０を介してＨｅリークデテクタ１１の吸気口に接続され、プローブ挿入容器８内の大気圧近傍のガスはＨｅリークデテクタ１１に向けて吸引される。

漏れ試験に際してはまず準備としてＨｅボンベ１の減圧弁（図示せず）、バルブ２およびバルブ５を開き、Ｈｅ配管４内のガスをバルブ５に向けて洗い流すとともに、Ｈｅガスに置換する。つぎに上部容器１２、ガスケット１３、被試験フィルム１４、下部容器１６Ａを密着させ上部容器１２内を気密に保持し、バルブ５を閉じ、適量のＨｅガスを試験容器６Ａの上部容器１２内に導き、加圧圧力を圧力計３で監視しつつ被試験フィルム１４の上側を加圧する。この際、加圧による被試験フィルムの下方への変形はメッシュ１５により防止される。もし被試験フィルム１４に漏洩があれば、下部容器１６Ａ内のＨｅガス濃度が時間とともに次第に増加する。

窒素配管７の左方からは適量の窒素ガスを供給し、下部容器１６Ａを経由してプローブ挿入容器８に導いて後、大気側に排出する。プローブ挿入容器８内の大気圧近傍のガスはスニファプローブ９からＨｅリークデテクタ１１に向けて適量が吸引され、窒素ガスの中にＨｅガスが含まれていればＨｅリークデテクタ１１にその濃度に依存する指示が示され、被試験フィルム１４の漏洩が検出される。漏れ試験の終了後は試験容器６Ａの上部容器１２を上方に移動し、被試験フィルム１４の交換を行う。

図４（ａ）および図４（ｂ）は従来のスニファ法の他の構成を示している。以下、図３に示す構成と異なる構造および作動について説明する。図４（ｂ）において試験容器６Ｂの一部を構成する下部容器１６Ｂの下部は大気側に開放されており、開放部にスニファプローブ９が直接挿入される。もし被試験フィルム１４に漏洩があれば、下部容器１６Ｂ内のＨｅガス濃度が時間とともに次第に増加する。下部容器１６Ｂの下部の大気はスニファプローブ９からＨｅリークデテクタ１１に向けて適量が吸引され、下部の大気の中にＨｅガスが含まれていればＨｅリークデテクタ１１にその濃度に依存する指示が示され、被試験フィルム１４の漏洩が検出される。

特開２００２−５７７７号公報（第１頁、第１図）特開平１１−１５３５０７号公報（第１頁、第１図）

従来のリークテスト装置の構造は以上のとおりであるが、この構造では漏洩量の測定感度が低下し、Ｈｅガスの使用量および漏れ試験時間が増加する。すなわち図３に示すように、下部容器１６Ａに漏洩または透過してくるＨｅガスは窒素ガスによって濃度が低下した状態でプローブ挿入容器８を通過し、さらにその一部のみがスニファプローブ９で吸引されるため、漏洩するＨｅガスのごく一部が有効に利用されるにすぎない。また下部容器１６Ａ内のＨｅガス濃度は大気圧近傍のゆっくりした気体拡散速度に依存して次第に増加し、加圧開始からＨｅ濃度が飽和するまでに時間がかかり、応答速度が遅く漏れ試験終了までの時間が増大する。

また図４に示すように、下部容器１６Ｂに漏洩してくるＨｅガスは大気とともにその一部のみがスニファプローブ９で吸引されるため、図３に示す構成の場合と同じく、Ｈｅガスのごく一部が有効に利用されるにすぎない。また下部容器１６Ｂ内のＨｅガス濃度が飽和するのに加圧開始から時間がかかり、応答速度が遅く漏れ試験終了までの時間が増大する。また図３または図４に示す構成のいずれにおいても、漏れ試験に先立ち、被試験フィルム１４の交換時にＨｅ配管４内に混入した大気などのＨｅガス以外のガスを洗い流しＨｅガスに置換する必要があり、この置換行程で大量のＨｅガスが消費される。

またこの置換行程でＨｅ配管４内のガスの全量をＨｅに置換することは配管内の気流のよどみ等があるため困難で、これも測定感度低下および測定時間増大の一因になっていた。さらに、スニファ法においては被試験フィルム１４を漏洩するＨｅガスの漏洩量はＨｅガス圧と大気圧との差圧に依存するため、測定感度を上げるためには加圧の圧力を増大させることになり、Ｈｅガスの消費量が増大する。また大気圧分のＨｅガスは漏洩に役に立たず、毎回無駄に消費される。本発明はこのような問題点を解決する手段を提供することを目的とする。

本発明が提供する漏れ試験装置は上記課題を解決するために、互いに接合しあう側に試験室を形成する凹部が形成された２個の試験用治具の間に試験される膜状材料を挟持させ、一方の試験室に供給配管を介してプローブガスを供給して加圧し、他方の試験室に漏洩してくるプローブガスを検出することにより膜状材料の漏れ試験を行う装置において、前記他方の試験室にリークデテクタを接続し、漏洩したプローブガスをこのリークデテクタにて検出する。すなわち、他方の試験室にリークデテクタを直接接続する構成により、真空法により漏れ試験が行われる。

本発明の効果として、固体膜状材料の漏れ試験時の測定感度が増加し、プローブガスの消費量および漏れ試験時間が低減される。

互いに接合しあう側に試験室を形成する凹部が形成された２個の試験用治具間に試験される膜状材料を挟持させ、一方の試験室に供給配管を介してプローブガスを供給して加圧し、他方の試験室に漏洩または透過してくるプローブガスを検出することにより膜状材料の漏れ試験を行う装置において、前記他方の試験室にリークデテクタを接続し、漏洩または透過したプローブガスをこのリークデテクタにて検出する。

図１（ｂ）は本発明の実施例１の試験容器６Ｎの構造図である。試験容器６ＮはＨｅ配管４を接続しＨｅを加圧するための内部空間を有する上部容器２４、吸入配管２３を接続し真空排気するための内部空間を有する下部容器２９、上部容器２４および下部容器２９の空間に嵌挿され、加圧および真空排気時の被試験フィルム１４の変形を防止し且つ上下方向のガスを通過させるための網目構造を有する上部メッシュ２５および下部メッシュ２８、上部ガスケット２６および下部ガスケット２７からなる。上部ガスケット２６および下部ガスケット２７はリーク試験時に上部容器２４、被試験フィルム１４、下部容器２９を密着し真空気密を保つために被試験フィルム１４の上下に挿入されている。

図１（ａ）は本発明の漏れ試験装置の系統図である。１はＨｅボンベであり、Ｈｅガスはバルブ２およびＨｅ配管４を介して試験容器６Ｎを加圧する。なお、Ｈｅ配管４の試験容器６Ｎへの接続部分は、上部容器２４を試験の前後に上昇・下降させるため、可撓配管４Ｓを設ける。Ｈｅガスの圧力は圧力計３で監視される。なお、圧力計３は加圧時のＨｅガス圧を監視するが、真空排気時にも破損しない構造のものを使用する。バルブ５は必要な場合にＨｅ配管４内のガスを大気側に放出するために設ける。

Ｈｅ配管４はバルブ２１を介して真空ポンプ２２に接続されている。Ｈｅ加圧に先立ってバルブ５を閉止した状態でＨｅ配管４内のガスを真空ポンプ２２で排気することにより、Ｈｅボンベ１のＨｅガスの純度を低下させることなく、洗い流し行程を必要とせずに高純度のＨｅガスをＨｅ配管４に満たすことができる。前記のように試験容器６Ｎの下部容器２９の内部空間は吸引配管２３に接続され、Ｈｅリークデテクタ１１に直結される。

漏れ試験に際してはまず試験容器６Ｎに被試験フィルム１４を装着し、上部容器２４と下部容器２９を上部ガスケット２６、下部ガスケット２７を介して密着させ上部容器２４内を気密に保持した後、バルブ２およびバルブ５閉、バルブ２１開の状態で真空ポンプ２２によりＨｅ配管４および上部容器２４内を真空排気する。この後バルブ５およびバルブ２１を閉じ、バルブ２を開いてＨｅガスをＨｅ配管４および試験容器６Ｎに導入し、被試験フィルム１４の上側を加圧するとともに、下部容器２９を吸入配管２３を介してＨｅリークデテクタ１１で真空排気し漏れ試験を行う。もし被試験フィルム１４に漏洩があれば、下部容器２９内に漏出したＨｅガスがただちにＨｅリークデテクタ１１で検知される。試験終了後はバルブ５を開き、Ｈｅ配管４内のＨｅガスを大気に開放してから上部容器２４を上昇させ、被試験フィルム１４を交換する。

図２は本発明の実施例２の系統図である。以下実施例１と異なる構造および作動を説明する。Ｈｅ配管４はバルブ３０、配管３２を介して試験容器６Ｎへ接続されている。配管３２はバルブ３３を介してＨｅリークデテクタ１１に接続される。試験容器６Ｎの構造は図１（ｂ）に示す構成と同一であるので図の記載および詳細な説明を省略するが、本実施例２では、図１（ｂ）に示す構成において試験容器６Ｎの下部容器２９に接続されている吸引配管２３に代えて、配管３２が接続されている。

本実施例２においては、図１（ａ）に示す構成における真空ポンプ２２による排気に代えて、バルブ３０開、バルブ３１閉、バルブ３３開の状態でＨｅ配管４内のガスをＨｅリークデテクタ１１内に真空ポンプ３４を内設しこの真空ポンプ３４によって真空排気した後、バルブ３０を閉じＨｅ配管４にＨｅガスを加圧してリーク試験を行う。またリーク試験の終了後はまずバルブ２を閉、バルブ５を開にしてＨｅ配管４内のガスを大気に開放した後、バルブ５および３３を閉じ、バルブ３０および３１を開き、窒素ガスをＨｅ配管４および配管３２に導入する。この窒素ガス導入によって次回の真空排気の時間を短縮することが出来る。窒素ガスを大気圧まで導入してから、上部容器２４を上昇させ、被試験フィルム１４を交換する。

本発明は上記の実施例１および実施例２に限定されるものではなく、さらに種々の変形実施例を挙げることができる。たとえば試験容器６Ｎにおける上部ガスケット２６および下部ガスケット２７を弾性体のＯリングで代用しても良く、膜が加圧または真空排気に耐える強度を持つ場合などは上部メッシュ２５、下部メッシュ２８の使用を省略することもできる。上部メッシュ２５、下部メッシュ２８は必ずしも網目構造でなくても、多孔質のセラミック材等、被試験フィルム１４の変形を防止するとともに被試験フィルム１４を透過または漏洩する気体を通過させる構造のものであれば良く、本発明は網目構造には限定されない。

また図２に示す窒素ガス導入は簡易化の見地から省略することもできる。さらに図１、図２においては被試験フィルム１４は水平方向に配置され、且つ上部ガスケット２６と同一の大きさに示されているが、本発明は被試験フィルム１４の配置方向には限定されず、また被試験フィルム１４の面積が上部ガスケット２６より大きくても、被試験フィルム１４が長尺フィルムの一部であっても良い。本発明はこれらをすべて包含する。

（ａ）は本発明の実施例１の系統図であり、（ｂ）は実施例１の試験容器の構成を示す図である。は実施例２の系統図である。（ａ）は従来の漏れ試験装置の系統図であり、（ｂ）は試験容器の構成を示す図である。（ａ）は従来の漏れ試験装置の他の例の系統図であり、（ｂ）は試験容器の構成を示す図である。

符号の説明

１Ｈｅボンベ
２バルブ
３圧力計
４Ｈｅ配管
５バルブ
６Ｎ試験容器
１１Ｈｅリークデテクタ
１４被試験フィルム
２１バルブ
２２真空ポンプ
２３吸引配管
２４上部容器
２５上部メッシュ
２６上部ガスケット
２７下部ガスケット
２８下部メッシュ
２９下部容器

Claims

互いに接合しあう側に試験室を形成する凹部が形成された２個の試験用治具を有し、この両試験用治具間に試験される膜状材料を挟持させ、一方の試験室に供給配管を介してプローブガスを供給して加圧し、他方の試験室に漏洩または透過してくるプローブガスを検出することにより膜状材料の漏れ試験を行う装置において、前記他方の試験室にリークデテクタを接続し、漏洩または透過したプローブガスをこのリークデテクタにて検出するようにしたことを特徴とする膜状材料の漏れ試験装置。
互いに接合しあう側に試験室を形成する凹部が形成された２個の試験用治具を有し、この両試験用治具間に試験される膜状材料を挟持させ、一方の試験室に供給配管を介してプローブガスを供給して加圧し、他方の試験室に漏洩または透過してくるプローブガスを検出することにより膜状材料の漏れ試験を行う装置において、前記供給配管に排気配管を接続するとともに、この排気配管に排気路を開閉する開閉弁を介設したことを特徴とする膜状材料の漏れ試験装置。
プローブガスの加圧に先立ち、リークデテクタ内に真空ポンプを内設し、この真空ポンプによって試験室を真空排気することを特徴とする請求項１記載の膜状材料の漏れ試験装置。
漏れ試験装置の配管の一部または全部に、漏れ試験の終了から次回漏れ試験の開始までの期間、プローブガス以外のガスを充填する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の膜状材料の漏れ試験装置。