JP2007500352A - 漏れ検出装置 - Google Patents

Abstract

対向流の原理による漏れ検出装置（１０）が高圧真空ポンプ（２２）を有しており、この高圧真空ポンプ（２２）の入口（２１）は質量分析計（２４）に接続されている。さらにまた真空ポンプ（２０）が設けられており、この真空ポンプ（２０）の入口（２１）は、前記高圧真空ポンプ（２２）の出口（２３）に及び漏れ検出装置の入口（１２）に接続されている。また、漏れ検出装置の入口（１２）と高圧真空ポンプ（２２）の中間入口（２８）との間の接続導管（３０）が設けられている。該接続導管（３０）の途中に、コンダクタンスに関連して調節可能な第１の弁（３２）が配置されている。大きい内径を有する弁は高価であり、これに対して、小さい内径を有する弁は、完全に開放された場合でも有効な抵抗を有している。本発明によれば、調節可能な第１の弁（３２）に対して平行に配置された第２の弁（３４）が接続導管（３０）の途中に設けられている。これによって接続導管（３０）内の２つの弁（３２，３４）のために、比較的小さい内径を有する安価な弁を使用することができる。この場合、２つの開放された弁（３２，３４）の全コンダクタンスは著しく大きくなる。

Description

本発明は、対向流の原理による漏れ検出装置に関する。

このような形式の漏れ検出装置は、ＷＯ９６／２４８２８（国際公開第９６／２４８２８号明細書）により公知である。このような形式の漏れ検出装置においては、漏れ検出装置の感度若しくは検出限界が調節される。このために、入口が質量分析計に接続されていて、出口が予備真空ポンプに接続されている高圧真空ポンプが、中間入口を備えており、この中間入口が接続導管を介して漏れ検出装置の入口に接続されている。接続導管内に、コンダクタンス（Leitwert；流力）に関連して調節可能な弁が設けられている。調節可能な弁は調節可能な絞りとして用いられ、これに対して漏れ検出装置の入口における圧力は、質量分析計内の絞られていない接続導管が高い内圧、つまり質量分析計が作業しない高い内圧を生ぜしめる程度に高い。費用の理由により、弁の内径はできるだけ小さい直径に制限されている。しかしながらこれによって完全に開放された弁においても、吸込み能力を低下させるような重大な絞り作用を得ることになる。

本発明の課題は、吸込み能力が改善されるような安価な漏れ検出装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば請求項１に記載した特徴によって解決される。

本発明による漏れ検出装置は、接続導管の途中に、調節可能な第１の弁に対して平行に配置された第２の弁が設けられている。この第２の弁によって、接続導管内のすべての開放された弁の全コンダクタンスが著しく増大せしめられるので、小さい内径を有する比較的安価な弁でも良好な全コンダクタンスが実現され得る。このような形式で大きい内径ひいては高いコンダクタンスを有する、非常に高価な幾つかの弁を使用することは避けられる。２つの弁は互いに平行に配置されており、つまり高圧真空ポンプのいくつかの中間入口と漏れ検出装置の入口との間の単独の接続導管内で互いに平行に位置している。

予備真空ポンプとしての乾式ポンプ例えばダイヤフラムポンプを備えた漏れ検出装置においては、漏れ検出装置の入口に接続された検査室が予備真空ポンプによってまず、約１０ｍｂａｒ〜５ｍｂａｒに排気される。この圧力範囲に達するか若しくはこの圧力範囲を下回ると直ちに、調節可能な第１の弁がゆっくりと開放せしめられる。調節可能な弁の制御は、入口圧力に関連して、つまり漏れ検出装置の入口に存在する圧力に関連して行われる。調節可能な第１の弁が完全に開放されないことによって、高圧真空ポンプの中間入口における最大許容圧力を著しく上回る予備真空圧力値において既に、測定が開始される。何故ならば調節可能な第１の弁は絞りとして働くからである。この絞り作用によって高圧真空ポンプの中間入口において、質量分析計内でも最大許容圧力を下回ったままで、質量分析計が既に測定を開始できる程度に低い圧力が生ぜしめられる。接続導管内における調節可能な弁のコンダクタンスは、できるだけ高く、しかしながら質量分析計内の最大許容圧力を越えない程度に調節される。予備真空圧力の値が所定の限界値を下回ると直ちに、調節可能な弁は完全に開放せしめられ、第２の弁は同様に完全に開放せしめられる。これによって、接続導管内の２つの弁の全コンダクタンスは著しく高くなるので、高圧真空ポンプの吸込み能力を完全に利用することができる。

オイルシールされた予備真空ポンプにおいて、漏れ検出装置の入口が約１ｍｂａｒになるまで排気され、またこの圧力を下回ると、調節可能な第１の弁がまず開放され、次いで接続導管の途中に設けられた第２の弁が開放される。これによって早期に高感度の測定が可能である。漏れ検出装置の入口においてできるだけ大きい吸込み能力を提供するために、１０^−２の圧力以上になると２つの平行な弁が完全に開放せしめられる。

第１の調節可能な弁に対して平行な第２の弁を設けることによって、これらの弁の開放状態でより高いコンダクタンスが実現される。この場合、同時に、安価に提供可能な比較的小さい導管直径若しくは導管横断面を有する弁を使用することができる。

有利な実施態様によれば、第２の弁が、完全に開放された状態と完全に閉鎖された状態との間で切換えられる切換弁である。第２の弁は全弁装置のコンダクタンスを高めるために用いられる。従って第２の弁においては調節弁を省くことができ、安価な切換弁を使用することができる。

有利には、調節可能な第１の弁は無段階に調節可能である。これによって第１の弁は無段階に圧力比に適合させることができる。

有利な実施態様によれば、第１及び第２の弁の内径はそれぞれ１３ｍｍよりも小さい。１３ｍｍよりも小さい内径を有する弁は比較的安価であるので、このような形式で、接続導管内における弁装置全体は、相応に大きい内径を備えた単独の弁として安価に実現可能である。

有利な形式で、調整モジュールを備えた調整装置が設けられており、該調整モジュールが、調節可能な第１の弁の開放を制御し、ガス流を前記調節可能な第１の弁によって調整させるようになっている。ガス流を接続導管によって高圧真空ポンプの中間入口内に調整させることによって、感度を高めることができる。何故ならば、このような調整によってすべての信号から有効信号がフィルタリングされるからである。この調整は、調節可能な第１の弁によって、第２の弁の開放された状態又は閉鎖された状態で行うことができる。

以下に図面を用いて本発明の実施例を詳しく説明する。図面には、対向流の原理による漏れ検出装置の１実施例が示されている。

図面には漏れ検出装置１０が示されており、この漏れ検出装置１０は、漏れ検出装置の入口１２を有していて、この入口１２に、検査体１６が収容された検査室１４が接続されている。検査体１６はテストガス例えばヘリウムを含有しており、少量のヘリウムも漏れ検出装置１０によって検出される。

漏れ検出装置１０は主に、予備真空ポンプ２０と高圧真空ポンプ２２と質量分析計２４とから形成されており、これらはガス導管によって互いに直列に接続されている。さらにまた、漏れ検出装置の入口１２と予備真空ポンプ２０の入口２１との間、並びに漏れ検出装置の入口１２と高圧真空ポンプ２２の中間入口２８との間に接続導管３０が設けられている。接続導管３０の途中に２つの弁、つまりそのコンダクタンスに関連して無段階に調節可能な第１の弁３２と、この第１の弁３２に対して平行な、切換弁として構成された第２の弁３４とが配置されている。迂回導管２６内に迂回導管の遮断弁３８が設けられ、また呼び真空ポンプの入口２１と高圧真空ポンプの出口２３との間の導管２５内に高圧真空ポンプの遮断弁４０が設けられている。圧力を規定するために漏れ検出装置の入口１２に検査室圧力の測定装置４２が設けられていて、高圧真空ポンプ２２の出口２３に予備真空圧力の測定装置４４が設けられている。漏れ検出装置１０を制御及び調整するために調整装置４６が設けられており、この調整装置４６は特に調整モジュール４８と弁制御モジュール５０とを有している。高圧真空ポンプ２２はターボ分子ポンプであるが、別の構造の摩擦真空ポンプとして構成されていてもよい。

予備真空ポンプ２０は乾式ポンプ例えばダイヤフラムポンプとして構成されているが、オイルシールされた予備真空ポンプとして構成されていてもよい。

調節可能な第１の弁３２は、６ｍｍの内径を有する無段階に制御可能な比例弁である。第２の弁３４は切換弁であって、完全に開放した状態と完全に閉じた状態との間で切換可能であって、同様に６ｍｍの内径を有している。予備真空圧力の測定装置４４と検査室圧力の測定装置４２とは、相応の信号ラインによって調整装置４６に接続されている。

接続導管３０内に設けられた２つの遮断弁３８，４０並びに２つの弁３２，３４は、相応の制御ラインを介して調整装置４６に接続されている。

漏れ検出装置１０によって漏れ検出を実施するために、テストガスとしてのヘリウムを含有する検査体１５を備えた検査室１４は、漏れ検出装置の入口１２に接続されている。高圧真空ポンプの遮断弁４０も、また接続導管３０内に配置された２つの弁３２，３４も、最初は閉鎖されており、これに対して迂回導管の遮断弁３８は開放されている。予備真空ポンプ２０はスイッチオンされ、迂回導管２６を介して検査室１４を排気する。検査室圧力の測定装置４２が５ｍｂａｒ以下の圧力を確認すると直ちに、高圧真空ポンプの遮断弁４０が開放されるので、検査ガスが対向流の原理で高圧真空ポンプ２２を通って検出器及び質量分析計２４に達し、ここで検出されるようになっている。迂回導管の遮断弁３８は閉鎖される。

５ｍｂａｒの検査室圧力を下回る圧力になると、調整装置４６及び弁制御モジュール５０によって、そのコンダクタンスに関連して調節可能な第１の弁３２がゆっくりと開放せしめられる。第１の弁３２はそれぞれ、高圧真空ポンプ２２の中間入口２８のガス圧が、質量分析計２４内にまだ十分に低い圧力が確認されている圧力値を下回っている間だけ開放せしめられる。検査室圧力がさらに低下すると、第１の弁３２はさらに開放せしめられ、それによって第１の弁３２のコンダクタンスが大きくなる。検査室圧力が中間入口２８における最大許容圧力に達すると直ちに、第１の弁３２は完全に開放せしめられ、第２の弁３４は同様に開放せしめられる。第２の弁３４が開放せしめられると、接続導管３０の２つの弁３２，３４から成る弁装置の全コンダクタンスが直ちに著しく増大せしめられるので、高圧真空ポンプ２２の吸込み能力は、完全に開放された弁３２，３４によって低下せしめられることはない。

接続導管３０内の２つの弁３２，３４の調整及び開放は、調整装置４６によって、検査室圧力に関連して自動的に行われる。

測定感度を高めるために、弁制御モジュール５０は調整モジュール４８によって次のように制御される。つまり第１の調節可能な弁３２のコンダクタンスが第２の弁３４の開放された状態又は閉鎖された状態において一定の周波数で調整せしめられるように制御される。質量分析計２４によって発信された測定信号は、調整装置４６によって相応にフィルタリングされるので、有効信号だけが評価のために提供される。

本発明の１実施例による漏れ検出装置の概略図である。

Claims (7)

1. 対向流の原理による漏れ検出装置（１０）であって、高圧真空ポンプ（２２）と予備真空ポンプ（２０）とが設けられており、高圧真空ポンプ（２２）の入口（２１）が質量分析計（２４）に接続されていて、予備真空ポンプ（２０）の入口（２１）が前記高圧真空ポンプ（２２）の出口（２３）に及び漏れ検出装置の入口（１２）に接続されており、漏れ検出装置の入口（１２）と高圧真空ポンプ（２２）の中間入口（２８）との間に接続導管（３０）が設けられており、該接続導管（３０）内に、コンダクタンスに関連して調節可能な第１の弁（３２）が設けられている形式のものにおいて、
   接続導管（３０）の途中に、調節可能な第１の弁（３２）に対して平行に配置された第２の弁（３４）が設けられていることを特徴とする、漏れ検出装置。
2. 第２の弁（３４）が、完全に開放された状態又は完全に閉鎖された状態で切換えられる切換弁である、請求項１記載の漏れ検出装置。
3. 調節可能な第１の弁（３２）のコンダクタンスが無段階に調節可能である、請求項１又は２記載の漏れ検出装置。
4. 弁（３２，３４）の内径が１３ｍｍよりも小さい、請求項１から３までのいずれか１項記載の漏れ検出装置。
5. 予備真空ポンプ（２０）がオイルシールされたポンプである、請求項１から４までのいずれか１項記載の漏れ検出装置。
6. 予備真空ポンプ（２０）が乾式ポンプである、請求項１から４までのいずれか１項記載の漏れ検出装置。
7. 調整モジュール（４８）を備えた調整装置（４６）が設けられており、該調整モジュール（４８）が、調節可能な第１の弁（３２）の開放を制御し、ガス流を前記調節可能な第１の弁（２３）によって調整させる、請求項１から６までのいずれか１項記載の漏れ検出装置。

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