JP2009544956A - 漏れ検出器 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】本発明は、プレ真空供給ポンプ(20)、ガス検出器(18)及び流れセンサ(26)を有する漏れ検出器(10)に関する。本発明では、バッファボリューム(22)及びリストリクタ(24)が供給ポンプ(20)と流れセンサ(26)との間に配置されている。これにより、流れセンサ(26)は供給ポンプによって引き起こされる圧力の急上昇から保護される。

Description

本発明は、プレ真空供給ポンプ、ガス検出器及び流れセンサを備えた漏れ検出器に関する。
漏れ探知装置とも呼ばれる漏れ検出器は、試験ガスを含む試験品目を詳細に調べるために用いられる。ガス漏れが存在すれば、試験ガスは試験品目から外部へ流れる。試験ガスはガス検出器又はガスセンサによって検出され、報告される。プレ真空供給ポンプは、試験品目の近傍からガスを連続して搬送し、前記ガスをガス検出器へ供給する機能を有する。
ガスの経路には、ガスの流量を検出する流れセンサが、供給ポンプの上流又は下流に配置されている。流れセンサは、一方では、制御機能及び監視機能を行なうべく作用する、つまり、搬送経路が塞がれてはいないか、供給ポンプが障害なく作動しているか否かを夫々制御すべく作用する。他方では流れセンサは、流量を検出すべく作用し、試験ガスが存在する場合には、搬送されたガス中の試験ガスの濃度を検出すべく、又は漏れ速度を検出すべく作用する。
実施により、流れセンサは、頻繁に損傷を受けやすい比較的脆弱な構成要素であることが明らかになった。
米国特許第６０１４８９２号明細書
上記を考慮して、本発明は、損傷から更に一層保護される流れセンサを備えた漏れ検出器を提供することを目的とする。
本発明によれば、前記目的は請求項１に定義された特徴によって達成される。
本発明の漏れ検出器には、ガスバッファボリューム及びガスリストリクタが供給ポンプと流れセンサとの間に配置されている。供給ポンプと流れセンサとの間のバッファボリューム及びリストリクタの設備によって、供給ポンプの圧力の急上昇が流れセンサへの途中で減衰され滑らかにされる。供給ポンプの圧力の急上昇は、供給ポンプのスイッチオン及びスイッチオフの際引き起こされるが、特にガスが不連続に搬送されるべく設計された容量ポンプの場合には、搬送処理の間に特に供給ポンプによって引き起こされる。
圧力の急速な上昇に関して、流れセンサは、低域通過を形成するバッファボリューム及びリストリクタの設備によって供給ポンプから分離されている。それにより、流れセンサは、簡易且つ安価な方法で流れセンサの損傷の主要因から保護される。
好ましくは、バッファボリュームは、リストリクタ側から見て、ポンプ側に配置されている。言い換えれば、バッファボリュームは、流れの方向に見たとき、バッファボリューム、リストリクタ及び流れセンサの設備が供給ポンプの上流に位置付けられているか下流に位置付けられているかに関係なく、常にリストリクタと供給ポンプとの間に位置付けられている。この構成についてのみ、バッファボリューム及びリストリクタは供給ポンプに対して低域通過として機能することが可能である。
好ましくは、流れセンサは供給ポンプの出口側に配置されている。このようにして、流れセンサと探知開口部との間に、バッファボリューム及びリストリクタに加えて供給ポンプが配置されているので、探知開口部を介して外部から漏れ検出器に導入された圧力の急上昇も、流れセンサから隔離することができる。
バッファボリュームの体積は、供給ポンプのポンピングボリュームの少なくとも３倍の大きさであることが好ましい。この設備は、操作されたとき、相当する圧力の急上昇を引き起こす不連続搬送タイプの供給ポンプに基づいている。特に好ましい実施形態によれば、供給ポンプは不連続搬送専用の容量ポンプとして形成されている。例えば膜式ポンプである容量ポンプは、丈夫で安価であることに加えて簡易な構造であるので、漏れ検出器の供給ポンプとしての適用に好ましい。
バッファボリュームを供給ポンプのポンピングボリュームの少なくとも３倍の寸法とすることにより、供給ポンプによって引き起こされた圧力の急上昇は大部分が弱められることが保障されるので、流れセンサは、操作中に供給ポンプによって引き起こされた圧力の急上昇から十分保護され得る。
リストリクタでの圧力降下が、100 mbar未満であることが好ましく、70mbar未満であることが更に好ましい。このようにして、ストローク周波数を有する供給ポンプによって引き起こされる圧力の急上昇は、バッファボリューム及びリストリクタを備える設備によって確実に取り除かれる。供給ポンプのストローク周波数は、容量ポンプとして構成された供給ポンプでは、ポンピングボリュームが単位時間当たりに搬送される周波数として定義される。単一のポンピングボリュームが駆動軸の一回転当たりに搬送される場合、又は複数の直列に接続されているポンピングボリュームが搬送される場合、ストローク周波数は供給ポンプの回転周波数と同一である。しかしながら、供給ポンプが並列に接続された複数のポンピングボリュームを含む場合には、ストローク周波数は、供給ポンプの回転周波数の対応する倍数となる。
好ましい実施形態によれば、バッファボリューム及びリストリクタの少なくとも１つの更なる設備が設けられている。前記バッファボリューム／リストリクタの設備は、第１バッファボリューム／リストリクタの設備に直接隣接して位置付けられ得るが、第１の設備から離しても位置付けられ得る。第２バッファボリューム／リストリクタの設備を設けることにより、前記二つのバッファボリューム／リストリクタの設備を備える全体の設備のフィルタパラメータが、必要条件に更に一層適合され得る。流れセンサが探知開口部と供給ポンプとの間に配置される場合、第１バッファボリューム／リストリクタの設備が供給ポンプと流れセンサとの間に配置されている一方、第２バッファボリューム／リストリクタの設備は探知開口部と流れセンサとの間に位置付けられ得る。それにより、この流れセンサの配置を考慮すると、後者の構成は両側に向かって圧力の急上昇から保護される。
流れセンサはマイクロメカニカル流れセンサであることが好ましい。更に、流れセンサは熱流センサであってもよい。マイクロメカニカル流れセンサは、特に熱流センサとして設計された場合、比較的安価で正確である。しかしながら、マイクロメカニカル流れセンサは圧力の急上昇に対して非常に脆弱である。バッファボリューム／リストリクタの設備を用いることにより、マイクロメカニカル熱流センサによって引き起こされる漏れ検出器の信頼性が低下することなく、マイクロメカニカル熱流センサを利用することが可能になる。
漏れ検出器の概略図である。
本発明の実施形態が、図面を参照して以下に更に詳細に説明される。
図には、ハンドピース（handpiece ）12、吸込みライン14及び検出ユニット16から実質上構成されている漏れ検出器10が示されている。検出ユニット16は、直列に配置されたガス検出器18、供給ポンプ20、バッファボリューム22、リストリクタ24、更に流れセンサ26を含む。
前記ハンドピース12は、探知プローブとも呼ばれ、先端部にはガスの吸込み口のための探知開口部28を備えている。可撓性管として形成されている吸込みライン14を介して吸込まれたガスはガス検出器18に流れ、ガス検出器は、試験ガスが存在する場合には、例えば吸込まれたガス中のヘリウムのような試験ガスを検出すべく作用する。ガス検出器18は、例えば質量分析計として構成され得る。
供給ポンプ20は、容量ポンプとして、例えば膜式ポンプとして形成されたプレ真空供給ポンプである。容量ポンプは、本来ポンプ室の開閉の間に圧力の急上昇を引き起こす。供給ポンプ20は、約150cm3/sの体積流量を生み出す。供給ポンプ20は、前記バッファボリューム22へと続き、バッファボリュームは、供給ポンプ20のポンピングボリュームの少なくとも３倍の体積を有する。供給ポンプ20の体積は、例えば10cm3 であり得る。次にバッファボリューム22の体積は、例えば50cm3 であり得る。バッファボリュームの下流にはリストリクタ24が配置され、リストリクタでは、100 mbar未満の圧力降下が行われ、好ましくは70mbar未満の圧力降下が行われる。
リストリクタ24は、最後に流れセンサ26へと続き、流れセンサはマイクロメカニカル熱流センサとして構成される。このタイプの流れセンサは、例えば供給ポンプ20のスイッチオン及びスイッチオフの際だけでなく、供給ポンプ20のポンピングボリュームが開閉される毎に引き起こされる圧力の急上昇に対して脆弱である。
流れセンサ26は、供給ポンプの制御機能、ガス搬送路全体の塞がりの検出、及びガスの流量の定量化のために設けられており、ガスの流量の前記定量化により、試験ガスの濃度、及び試験ガスの存在が検出された場合には漏れ速度を夫々検出することが可能になる。
バッファボリューム22及びリストリクタ24の設備21の限界周波数は、供給ポンプ20のストローク周波数の半分より小さい。これは、ストローク周波数に関する供給ポンプの十分な減衰を確実に提供するためである。
流れセンサの下流では、ガスが排出装置によって検出ユニット16から出る。
本実施形態での流れセンサ26は、供給ポンプ20の出口側に配置されている。しかしながら、原則として、流れセンサ26は、供給ポンプ20の入口側にも配置され得る。後者の場合であれば、供給ポンプ20によって引き起こされた圧力の急上昇が、流れセンサに送られるかもしれないことを防止するために、バッファボリューム及びリストリクタの相当する設備が、供給ポンプと流れセンサとの間に位置付けられる必要があり、その設備ではバッファボリュームは、リストリクタ側から見て、常に供給ポンプ側に配置されている。

Claims (10)

  1. プレ真空供給ポンプ(20)、ガス検出器(18)及び流れセンサ(26)を備えた漏れ検出器(10)において、
    バッファボリューム(22)及びリストリクタ(24)が、前記供給ポンプ(20)と前記流れセンサ(26)との間に配置されていることを特徴とする漏れ検出器。
  2. 前記バッファボリューム(22)は、前記リストリクタ(24)側から見て、前記供給ポンプ側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の漏れ検出器(10)。
  3. 前記流れセンサ(26)は、前記供給ポンプ(20)の出口側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の漏れ検出器(10)。
  4. 前記バッファボリューム(22)の体積が、前記供給ポンプ(20)のポンピングボリュームの少なくとも３倍の大きさであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の漏れ検出器(10)。
  5. 前記バッファボリューム(22)及びリストリクタ(24)の設備(21)の限界周波数が、前記供給ポンプ(20)のストローク周波数の半分より小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の漏れ検出器(10)。
  6. 前記リストリクタ(24)での圧力降下が、100 mbar未満であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の漏れ検出器(10)。
  7. バッファボリューム及びリストリクタの少なくとも一つの更なる設備が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の漏れ検出器(10)。
  8. 前記供給ポンプ(20)は容量ポンプであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の漏れ検出器(10)。
  9. 前記流れセンサ(26)は、マイクロメカニカル流れセンサであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の漏れ検出器(10)。
  10. 前記流れセンサ(26)は、熱流センサであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の漏れ検出器(10)。
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