JP2011069834A - Helium leak detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、封止検査や密閉検査など、気密容器や配管等においてリーク(漏れ)の有無を検査する密閉検査に使用されるヘリウムリークデテクタに関する。 The present invention relates to a helium leak detector used for a sealing inspection for inspecting the presence or absence of leakage (leakage) in an airtight container or piping such as a sealing inspection or a sealing inspection.
封止検査や密閉検査を行う手段としてヘリウムボンビング法によるヘリウムリークデテクタがある。このヘリウムリークデテクタとして、高真空ポンプを逆拡散したヘリウムのみを分析管に導く逆拡散リークテスト方式が知られている。この逆拡散リークテスト方式では、分析管へ必要最小限のヘリウム導入によってリークテストを行うことができ、分析管のバックグラウンド値を迅速に低下させることが見込まれるため、リークテストのタクトタイムを短縮することができる。 There is a helium leak detector by a helium bombing method as means for performing sealing inspection and sealing inspection. As this helium leak detector, a reverse diffusion leak test method is known in which only helium reversely diffused by a high vacuum pump is guided to an analysis tube. In this reverse diffusion leak test method, the leak test can be performed by introducing the minimum amount of helium into the analysis tube, and the background value of the analysis tube is expected to decrease rapidly, reducing the tact time of the leak test. can do.
図8は、この逆拡散リークテスト方式によるヘリウムリークデテクタの一構成例を示す図である。このヘリウムリークデテクタは、分析管3に接続した高真空ポンプ7(例えば、ターボ分子ポンプTMP)の排気口と、被試験体Wから変換ヘリウムリークを導入し得るよい構成したテストチャンバ10とを、フォアバルブFV、粗引きバルブRVを介して共通の粗引きポンプ2(例えば、油回転真空ポンプRP)に接続する。この構成において、はじめに、フォアバルブFVを開き、粗引きバルブRVを閉じた状態で、粗引きポンプ2によって分析管3を排気し、所定のバックグラウンド値を得た後、その後、フォアバルブFVを閉じ、粗引きバルブRVを開いてテストチャンバ10を粗引きすることによってヘリウムリークを誘導し、最後に両バルブRV,FVを開としてテストモードに移行し、リークしたヘリウムを高真空ポンプ7を逆拡散させて分析管3に導入し、被試験体Wからのヘリウムリーク量を間接的に測定する。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the helium leak detector based on the reverse diffusion leak test method. This helium leak detector includes an exhaust port of a high vacuum pump 7 (for example, a turbo molecular pump TMP) connected to the
上記したヘリウムリークデテクタは、粗引き中は高真空ポンプ7の排気口側が真空封じ切り状態となるため、分析管3が周囲の残留ヘリウムを拾ってバックグラウンド値が上昇し、分析管3が汚染されることが懸念される。
In the above-described helium leak detector, the exhaust port side of the
そこで、この問題を解決する構成として、高真空ポンプの排気側にバックポンプを接続することによって、粗引きポンプとバックポンプとによって分析管とテストチャンバとを並列排気する構成が提案されている。この構成によれば、分析管のバックグラウンド値の上昇を回避することができ、さらに、バックポンプの排気速度を粗引きポンプの排気速度よりも小さく設定することで、粗引きモードからテストモードに切り替わった際の排気速度の変化を無視し得る範囲に抑え、これによって測定値の応答時間が延びることを防ぐことができる。(特許文献1参照) Therefore, as a configuration for solving this problem, a configuration has been proposed in which a back pump is connected to the exhaust side of the high vacuum pump, and the analysis tube and the test chamber are exhausted in parallel by the roughing pump and the back pump. According to this configuration, an increase in the background value of the analysis tube can be avoided, and further, the rough pumping mode is changed to the test mode by setting the pumping speed of the back pump to be smaller than the pumping speed of the roughing pump. The change in the exhaust speed at the time of switching can be suppressed within a negligible range, thereby preventing an increase in the response time of the measured value. (See Patent Document 1)
図9は、上記ヘリウムリークデテクタの一構成例を説明するための図である。図9において、分析管3に接続される高真空ポンプ7と、この高真空ポンプ7の排気口を第1のラインL1を通じて排気するバックポンプ1(RP1)と、被試験体Wからヘリウムリークを誘導するテストチャンバ10と、このテストチャンバ10を第2の排気ラインL2を通じて排気する粗引きポンプ2(RP2)とを備え、これらの各ポンプによって分析管3及びテストチャンバ10を並列排気し、第1、第2の排気ラインを連通させ、テストチャンバ10から高真空ポンプ5を逆拡散して分析管3に回り込んだヘリウムリーク量を測定する。
FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration example of the helium leak detector. In FIG. 9, a
図10は、上記のヘリウムリークデテクタの動作手順を示したフローである。テスト待機の過程において、フォアバルブFVのみを開いて、バックポンプ1により第1のラインL1を通じて高真空ポンプ7の排気口を排気し、高真空ポンプ7はバックポンプ1にバックアップされながら稼働して、分析管3内を真空排気する(S11)。
FIG. 10 is a flow showing the operation procedure of the above helium leak detector. In the process of waiting for the test, only the forevalve FV is opened, the exhaust port of the
次に、分析管3で所定のバックグラウンド値が得られた後、粗引バルブRVのみを開に切り替えて粗引きを開始する。これによって、第1の排気ラインの排気と並行して、粗引きポンプ2による第2の排気ラインL2を通じたテストチャンバ10の排気が開始される。このとき、被試験体Wからヘリウムガスがリークした場合には、リークしたヘリウムガスは第2の排気ラインL2に流れ出す(S12)。
Next, after a predetermined background value is obtained in the
所定時間が経過した後、バイパスバルブBVのみを開に切り替えてテストモードに移行する。このテストモードでは、第2の排気ラインL2と第1の排気ラインが連通し、第2の排気ラインL2内のヘリウムガスの一部は中間経路LMを通って第1の排気ラインL1に回り込み、さらに、その一部が高真空ポンプ7を逆拡散して分析管3内に達する。分析管3の測定値から、ヘリウムガスのリーク量を測定する(S13)。バイパスバルブBV、粗引きバルブRVを閉じ、リークバルブLVを開いて、テストチャンバ10内を大気開放(ベント)する(S14)。
After a predetermined time elapses, only the bypass valve BV is switched to open and the test mode is entered. In this test mode, the second exhaust line L2 and the first exhaust line communicate with each other, and a part of the helium gas in the second exhaust line L2 passes through the intermediate path LM to the first exhaust line L1, Further, a part of the reverse diffusion of the
大気開放後は、再びリークバルブLVを閉じてS11のテスト待機の状態に戻し、テストチャンバ10内の被試験体Wを入れ替え、次の測定を行う(S15)。
After the release to the atmosphere, the leak valve LV is closed again to return to the test standby state of S11, the test object W in the
上記した、ヘリウムリークデテクタにおいて、バックポンプとして、油回転真空ポンプ、ダイヤフラム真空ポンプ、あるいはスクロールポンプ等のように、到達圧力の近傍において、排気速度が減衰して小さくなるものを用いた場合には、粗引きポンプによってテストチャンバを排気した後に得られる到達圧力によっては、バックポンプの排気速度があまりに小さくなりすぎ、分析管にヘリウムガスが到達する時間が長引き、目的とする応答時間の短縮が図れないという問題がある。 In the above-described helium leak detector, when a back pump, such as an oil rotary vacuum pump, a diaphragm vacuum pump, or a scroll pump, is used that has a reduced exhaust speed in the vicinity of the ultimate pressure. Depending on the ultimate pressure obtained after evacuating the test chamber with the roughing pump, the pumping speed of the back pump becomes too small, the time for helium gas to reach the analysis tube is prolonged, and the intended response time can be shortened. There is no problem.
そこで、本発明は上記課題を解決して、粗引きモードからテストモードに切り替わった際の排気速度の変化を抑え、測定値の応答時間の延びを防止することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to solve the above-described problems, to suppress a change in the exhaust speed when switching from the roughing mode to the test mode, and to prevent an increase in the response time of the measured value.
本発明は、分析管に接続される第1の排気ラインに、テストモード時における到達圧力の近傍の圧力において安定した排気速度を有する高真空ポンプを接続することによって、粗引きモードからテストモードに切り替わった際の排気速度の変化を抑え、これによって測定値の応答時間の延びを防止する。 The present invention switches from the roughing mode to the test mode by connecting a high vacuum pump having a stable exhaust speed at a pressure in the vicinity of the ultimate pressure in the test mode to the first exhaust line connected to the analysis tube. The change in the exhaust speed at the time of switching is suppressed, thereby preventing an increase in the response time of the measured value.
本発明のヘリウムリークデテクタは、分析管に接続される第1の高真空ポンプと、この第1の高真空ポンプの排気口を排気する第2の高真空ポンプと、この第2の高真空ポンプの排気口を第1の排気ラインを通じて排気するバックポンプと、被試験体からヘリウムリークを誘導するテストチャンバと、このテストチャンバを第2の排気ラインを通じて排気する粗引きポンプと、第1の高真空ポンプと第2の高真空ポンプとの接続端と第2の排気ラインとの連通を切り替え自在とするテストバルブとを備える。 The helium leak detector of the present invention includes a first high vacuum pump connected to the analysis tube, a second high vacuum pump for exhausting the exhaust port of the first high vacuum pump, and the second high vacuum pump. A back pump for exhausting the exhaust port through the first exhaust line, a test chamber for inducing helium leak from the DUT, a roughing pump for exhausting the test chamber through the second exhaust line, and a first high pump A test valve is provided that allows the communication between the connection end of the vacuum pump and the second high vacuum pump and the second exhaust line to be switched.
これら各ポンプをテストバルブを閉じた状態で駆動することによって、分析管及びテストチャンバを並列排気した後、テストバルブを開いて第1の高真空ポンプの排気口と第2の排気ラインを連通させ、テストチャンバから第1の高真空ポンプを逆拡散して分析管に回り込んだヘリウムリーク量を測定する。 By driving each of these pumps with the test valve closed, the analysis tube and the test chamber are exhausted in parallel, and then the test valve is opened to connect the exhaust port of the first high vacuum pump and the second exhaust line. Then, the amount of helium leaked around the analysis tube by back diffusion of the first high vacuum pump from the test chamber is measured.
テストモード時において、粗引きポンプの排気速度が大きすぎる場合には、第1の排気ラインから分析管に回り込むヘリウムが回り込む速度が鈍り、分析管において測定値に安定するまでの応答時間が長引く。また、逆に、粗引きポンプの排気速度が小さすぎる場合には、第1の排気ラインから分析管に回り込むヘリウム量が過多になり、この場合にも定値に安定するまでに長い時間を要する。 In the test mode, when the exhaust speed of the roughing pump is too high, the speed at which helium that enters the analysis tube from the first exhaust line decreases, and the response time until the measured value is stabilized in the analysis tube is prolonged. On the other hand, when the exhaust speed of the roughing pump is too low, the amount of helium flowing from the first exhaust line to the analysis tube becomes excessive, and in this case as well, it takes a long time to stabilize at a constant value.
そこで、第2の高真空ポンプの排気速度を粗引きポンプの排気速度よりも小さく設定する。なお、この排気速度は、第1の排気ラインから分析管に回り込むヘリウム量が過多にならない程度とする。 Therefore, the exhaust speed of the second high vacuum pump is set smaller than the exhaust speed of the roughing pump. The exhaust speed is set so that the amount of helium flowing from the first exhaust line to the analysis tube is not excessive.
また、上記課題の項で示したように、テストモード時に到達圧力の近傍となった場合において、分析管に接続する高真空ポンプを排気するバックポンプの排気速度が小さくなり過ぎると、分析管にヘリウムガスが到達する時間が長引くことになる。 Also, as shown in the above problem section, when the exhaust pressure of the back pump that exhausts the high vacuum pump connected to the analysis tube becomes too low in the vicinity of the ultimate pressure in the test mode, The time for helium gas to reach will be prolonged.
本発明のヘリウムリークデテクタは、第1の高真空ポンプの排気口にバックポンプを接続する構成に代えて、第1の高真空ポンプとバックポンプとの間に第2の高真空ポンプを設け、第1の高真空ポンプと第2の高真空ポンプとの接続端と第2の排気ラインとをテストバルブを介して連通を切り替え自在に接続する構成とすることによって、テストモード時における分析管側の排気速度を、従来のバックポンプに代えて第2の高真空ポンプに依存する構成とし、さらに、この第2の高真空ポンプとして、テストモード時における到達圧力の近傍圧において排気速度の変動率の小さく、一定の排気速度を得ることができるような、例えばドラッグポンプを用いることによって、粗引きモードからテストモードに切り替わった際の排気速度の変化を小さく抑えると共に、テストモードに切り替えた後において、分析管側の系統の排気速度を、測定時の到達圧力に依存して減衰させることなくほぼ一定とすることができ、これによって、応答時間を、到達圧力に依存することなく短縮することができる。 The helium leak detector of the present invention is provided with a second high vacuum pump between the first high vacuum pump and the back pump, instead of connecting the back pump to the exhaust port of the first high vacuum pump. By connecting the connection end of the first high vacuum pump and the second high vacuum pump and the second exhaust line so that the communication can be switched through the test valve, the analysis tube side in the test mode can be switched. The pumping speed of the pump is dependent on the second high vacuum pump instead of the conventional back pump. Further, the second high vacuum pump has a pumping speed fluctuation rate at a pressure close to the ultimate pressure in the test mode. Change in pumping speed when switching from roughing mode to test mode by using a drag pump, for example, which can obtain a small and constant pumping speed After switching to the test mode, the exhaust speed of the system on the analysis tube side can be made almost constant without being attenuated depending on the ultimate pressure at the time of measurement. It can be shortened without depending on the ultimate pressure.
また、第1の高真空ポンプとバックポンプとの間に設ける第2の高真空ポンプとしてドラッグポンプを用いた場合には、ドラッグポンプが備える高圧縮性能によって、バックポンプ内部に蓄積されたヘリウムガスが排気口側に残留した場合であっても、吸気口側に現れる経るヘリウムガスが少なくなるため、バックポンプからターボ分子ポンプを逆拡散して分析管に導入されるヘリウムガスの逆拡散量を低減させることができる。 Further, when a drag pump is used as the second high vacuum pump provided between the first high vacuum pump and the back pump, helium gas accumulated in the back pump is obtained due to the high compression performance of the drag pump. Even if the gas remains on the exhaust port side, the amount of helium gas that appears on the intake port side is reduced, so the back diffusion amount of the helium gas introduced into the analysis tube by back diffusion of the turbo molecular pump is reduced. Can be reduced.
本発明によれば、粗引きモードからテストモードに切り替わった際の排気速度の変化を抑え、測定値の応答時間の延びを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a change in the exhaust speed when switching from the roughing mode to the test mode, and to prevent an increase in the response time of the measurement value.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明のヘリウムリークデテクタの構成を説明するための概略図である。図1において、ヘリウムリークデテクタは、分析管3に吸気口4aを接続する第1の高真空ポンプ4と、この第1の高真空ポンプ4の排気口4bを排気する第2の高真空ポンプ5と、この第2の高真空ポンプ5の排気口5bを第1の排気ラインL1を通じて排気するバックポンプ1(RP1)と、被試験体Wからヘリウムリークを誘導するテストチャンバ10と、このテストチャンバ10を第2の排気ラインL2を通じて排気する粗引きポンプ2(RP2)と、第1の高真空ポンプ4と第2の高真空ポンプ5との接続端(あるいは、第1の高真空ポンプ4の排気口4b又は第2の高真空ポンプ5の吸気口5a)と第2の排気ラインL2との連通を切り替え自在とするテストバルブTVとを備える。
FIG. 1 is a schematic view for explaining the configuration of the helium leak detector of the present invention. In FIG. 1, the helium leak detector includes a first
また、第1の排気ラインL1において、テストチャンバ10と粗引きポンプ2との間には粗引きバルブRVが設けられ、第2の排気ラインL2において、第2の高真空ポンプ5の排気口5bとバックポンプ1の吸気口1aとの間にはフォアバルブFVが設けられる。また、テストチャンバ10とテストバルブTVとの間には、リークバルブLVが設けられ、リークバルブLVとテストバルブFVの接続点と、フォアバルブFVとバックポンプ1の吸気口1aの接続点との間にはバイパスバルブBVが設けられる。また、テストバルブTVの第2の排気ラインL2側のラインには、粗引きモード等で到達した圧力を測定する等のためにピラニ真空計6(PM1)が設けられる。
Further, in the first exhaust line L1, a roughing valve RV is provided between the
この構成において、テストバルブTVとリークバルブLVとバイパスバルブBVの接続点は、分析管3にヘリウムを取り込むサンプル点となる。
In this configuration, the connection point of the test valve TV, the leak valve LV, and the bypass valve BV is a sample point for taking helium into the
ここで、バックポンプ1(RP1)及び粗引きポンプ2(RP2)は、油回転真空ポンプ、ダイヤフラム真空ポンプ、あるいはスクロールポンプを用いることができ、第1の高真空ポンプはターボ分子ポンプあるいはドラッグポンプを用い、第2の高真空ポンプはドラッグポンプを用いることができる。 Here, as the back pump 1 (RP1) and the roughing pump 2 (RP2), an oil rotary vacuum pump, a diaphragm vacuum pump, or a scroll pump can be used, and the first high vacuum pump is a turbo molecular pump or a drag pump. The second high vacuum pump can be a drag pump.
これら各ポンプ1,2,4,5により分析管3及びテストチャンバ10を並列排気した後、テストバルブTVを開いて第2の排気ラインL2と第1の高真空ポンプ4の排気口4bとを連通させ、テストチャンバ10から第1の高真空ポンプ4を逆拡散して分析管3に回り込んだヘリウムリーク量を、分析管3によって測定する。
After the
本発明のヘリウムリークデテクタによる測定は、予めテストチャンバ10内にヘリウムを充填した被試験体Wをセットしておき、粗引きモードにおいて、第2の排気ラインL2に被試験体Wからリークしたヘリウムを誘導し、次に、テストモードにおいて、第2の排気ラインL2を第1の高真空ポンプ4の排気口4bに連通させ、第2の排気ラインL2から第1の高真空ポンプ4を逆拡散して分析管3に達したヘリウムの量を測定することで行う。
In the measurement by the helium leak detector of the present invention, the test object W filled with helium is set in the
上記した構成において、第2の高真空ポンプの排気速度を粗引きポンプの排気速度よりも小さく設定する。例えば、一例として、第2の高真空ポンプとして排気速度が1L/secの規格のドラッグポンプを用い、粗引きポンプとして排気速度が18L/sec(大気圧での排気速度)の真空ポンプを用いる。 In the above-described configuration, the exhaust speed of the second high vacuum pump is set smaller than the exhaust speed of the roughing pump. For example, as a second high vacuum pump, a standard drag pump having an exhaust speed of 1 L / sec is used, and a vacuum pump having an exhaust speed of 18 L / sec (exhaust speed at atmospheric pressure) is used as a roughing pump.
以下、上記した構成のヘリウムリークデテクタのリークテストの動作手順について、図2のフロー図、図3〜図6の動作図、及び図7の圧力に対する排気速度特性図を用いて説明する。なお、図3〜図6中において、太線は排気中のライン部分を示している。 Hereinafter, the operation procedure of the leak test of the helium leak detector having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. 2, the operation diagrams of FIGS. 3 to 6, and the exhaust velocity characteristic diagram with respect to the pressure of FIG. In FIG. 3 to FIG. 6, a thick line indicates a line portion during exhaust.
図3はテスト待機の状態を示している。テスト待機の過程において、フォアバルブFVのみを開いて、バックポンプ1により第1の排気ラインL1及び第2の高真空ポンプ5を通じて、第1の高真空ポンプ4の排気口4bを排気する。このとき、第1の高真空ポンプ4は、主にバックポンプ1にバックアップされながら稼働し、分析管3内を真空排気する。このテスト待機の圧力状態では、ドラッグポンプ等の第2の高真空ポンプ5は十分な排気速度が得られないため、主にバックポンプ1が第1の高真空ポンプ4の排気をバックアップする(S1:テスト待機)。
FIG. 3 shows a test standby state. In the process of waiting for the test, only the fore valve FV is opened, and the
次に、分析管3で所定のバックグラウンド値が得られた後、粗引バルブRVのみを開に切り替えて粗引きを開始する。なお、この間、第1の高真空ポンプ4、第2の高真空ポンプ5、及びバックポンプ1の駆動によって、テスト待機状態は維持されている。図4は粗引きの状態を示している。
Next, after a predetermined background value is obtained in the
これによって、第1の排気ラインの排気と並行して、粗引きポンプ2による第2の排気ラインL2を通じたテストチャンバ10の排気が開始される。
As a result, the exhaust of the
排気の進行に伴って、被試験体Wに亀裂やピンホール等のリーク箇所が存在する場合には、拡散性に富むヘリウムがそのリーク箇所を通じてテストチャンバ10内にリークし、テストチャンバ10内にリークしたヘリウムは、第2の排気ラインL2内に流れ出す(S2:粗引き)。
As the exhaust gas advances, if there is a leak location such as a crack or a pinhole in the test object W, helium rich in diffusibility leaks into the
所定時間が経過した後、テストバルブTVのみを開に切り替えてテストモードに移行する。図5はテストモードの状態を示している。このテストモードでは、第2の排気ラインL2と第1の高真空ポンプ4の排気口4bが連通し、第2の排気ラインL2内のヘリウムガスの一部は高真空ポンプ4を逆拡散して分析管3内に達する。これによって、サンプル点Aのガスは分析管3に導入される。分析管3は、導入されたガスからヘリウムを検出し、ヘリウムガスのリーク量を測定する。
After a predetermined time has elapsed, only the test valve TV is switched to open and the test mode is entered. FIG. 5 shows the state of the test mode. In this test mode, the second exhaust line L2 and the
また、第2の排気ラインL2内のガスの一部は、第2の高真空ポンプ5を通って第1の排気ラインL1に回り込み、バックポンプ1を通して排気される(S3:テスト)。
Further, a part of the gas in the second exhaust line L2 passes through the second
次に、テストバルブTV、粗引きバルブRVを閉じ、リークバルブLVを開いて、テストチャンバ10内をリークバルブLVから大気開放(ベント)する。図6はベント動作の状態を示している(S4:ベント)。
Next, the test valve TV and the roughing valve RV are closed, the leak valve LV is opened, and the inside of the
大気開放した後は、再びリークバルブLVを閉じてS1のテスト待機の状態に戻し、テストチャンバ10内の被試験体Wを入れ替えた後、テスト待機として、次の測定を行う(S5:テスト待機)。
After the release to the atmosphere, the leak valve LV is closed again to return to the test standby state of S1, the test object W in the
上記したように、テストチャンバ10と分析管3とを並行排気することによって、テストチャンバ10の排気中に第1の高真空ポンプ4の排気口4bを真空封じ切り状態にすることがなく、分析管3が周辺の残留ヘリウムを拾うことによるバックグラウンド値の上昇や分析管の汚染といった問題を回避することができる。
As described above, by evacuating the
また、第2の高真空ポンプ5の排気速度を、粗引きポンプ2の排気速度よりも小さく設定することによって、粗引き状態からテスト状態に切り替わった際に、排気速度の変化を無視できる範囲内に抑制することができ、テスト開始から測定値が安定するまでの時間(応答時間)が延びるという問題を回避することができる。
Further, by setting the pumping speed of the second
また、上記構成のヘリウムリークデテクタは、第1の高真空ポンプ4の排気口4bにバックポンプ1を接続する構成に代えて、第1の高真空ポンプ4とバックポンプ1との間に第2の高真空ポンプ5を設け、第1の高真空ポンプ4の排気口4bと第2の高真空ポンプ5の吸気口5aとの接続端と、第2の排気ラインL2とをテストバルブTVを介して連通を切り替え自在に接続する構成とすることによって、テストモード時における分析管3側の排気速度を、従来のバックポンプ1に依存せず、第2の高真空ポンプ5に依存する構成とする。
In addition, the helium leak detector having the above-described configuration has a second configuration between the first
さらに、この第2の高真空ポンプ5として、テストモード時における到達圧力の近傍圧において排気速度の変動率が小さく、一定の排気速度を得ることができるような、例えばドラッグポンプを用いることによって、粗引きモードからテストモードに切り替わった際の排気速度の変化を小さく抑えると共に、テストモードに切り替えた後において、分析管3側の系統の排気速度を、測定時の到達圧力に依存して減衰させることなくほぼ一定とすることができ、これによって、応答時間を、到達圧力に依存することなく短縮することができる。
Furthermore, as the second
図7に示す圧力に対する排気速度の特性図において、粗引きモードでは、テストチャンバ10側の第1の排気ラインL2は粗引きポンプ2(RP2)によって排気され、分析管3側の第2の排気ラインL1はバックポンプ1(RP1)によって排気される。
In the characteristic chart of the exhaust velocity with respect to the pressure shown in FIG. 7, in the roughing mode, the first exhaust line L2 on the
ここで、テストチャンバの排気圧がP1(例えば、10Pa)のときに、テストバルブTVを開いて粗引きモードからテストモードに切り替える。 Here, when the exhaust pressure of the test chamber is P1 (for example, 10 Pa), the test valve TV is opened to switch from the roughing mode to the test mode.
テストモードにおいて排気が進むに従って圧力が低下すると共に、粗引きポンプ2(RP2)とバックポンプ1(RP1)の排気速度は低下し、約1秒以内で1Paの近傍に到達する。 In the test mode, the pressure decreases as the exhaust proceeds, and the exhaust speeds of the roughing pump 2 (RP2) and the back pump 1 (RP1) decrease and reach the vicinity of 1 Pa within about 1 second.
この段階において、バックポンプ1(RP1)の排気速度は大きく減少する(図中のBで示す)。従来の構成では、第1の高真空ポンプ4はバックポンプ1によってバックアップされているため、このバックポンプ1(RP1)の排気速度が大きく減少した場合には、分析管3に回り込む量が過多となり、測定値が安定するまでに時間を要することになる。これに対して、上記した本発明の構成によれば、第1の高真空ポンプ4とバックポンプ1との間に、到達圧力での排気速度が減衰しない特性を有する第2の高真空ポンプ5を配置することによって、図中のCに示す排気速度を得ることができる。なお、1Pa近傍の圧力における実データでは、第2の高真空ポンプ5(例えば、ドラッグポンプ)の排気速度は、バックポンプ1の排気速度の約4〜5倍である。
At this stage, the exhaust speed of the back pump 1 (RP1) is greatly reduced (indicated by B in the figure). In the conventional configuration, since the first
これによって、テストモード時において分析管側の系の排気速度は、減衰することなく、ほぼ一定を保持することができ、テストモード切り替え時における到達圧力に依存することなく応答時間を短縮することができる。 As a result, the exhaust speed of the system on the analysis tube side in the test mode can be kept almost constant without being attenuated, and the response time can be shortened without depending on the ultimate pressure when the test mode is switched. it can.
排気速度が1L/secの第2の高真空ポンプ(ドラッグポンプ)と、排気速度が18L/sec(大気での排気速度)の粗引きポンプを用いた一構成例において、テストチャンバの排気圧が10Paで切り替えた場合には、測定値が0%から95%に至る迄の応答時間は約1.5秒となる。これに対して、従来構成において、排気速度が0.5L/sec(大気圧での排気速度)のバックポンプを用いた場合には、応答時間は2.0秒となる。 In one configuration example using a second high vacuum pump (drag pump) with an exhaust speed of 1 L / sec and a roughing pump with an exhaust speed of 18 L / sec (exhaust speed in the atmosphere), the exhaust pressure of the test chamber is When switching at 10 Pa, the response time until the measured value reaches from 0% to 95% is about 1.5 seconds. On the other hand, in the conventional configuration, when a back pump having an exhaust speed of 0.5 L / sec (exhaust speed at atmospheric pressure) is used, the response time is 2.0 seconds.
また、大量のヘリウムガスを吸引した後には、そのヘリウムガスはバックポンプに蓄積されることになり、従来構成では、第1の高真空ポンプ(ターボ分子ポンプ)の逆拡散によってヘリウムガスが分析管に達し、測定誤差の要因となるが、本発明の構成にように、第1の高真空ポンプとバックポンプとの間に設ける第2の高真空ポンプとしてドラッグポンプを用いた場合には、ドラッグポンプが備える高圧縮性能によって、バックポンプ内部に蓄積されたヘリウムガスが排気口側に残留した場合であっても、この高真空ポンプの吸気口側に現れるヘリウムガスが少なくなるため、バックポンプから第1の高真空ポンプ(ターボ分子ポンプ)を逆拡散して分析管に導入されるヘリウムガスの逆拡散量を低減させることができる。 In addition, after a large amount of helium gas is sucked, the helium gas is accumulated in the back pump. In the conventional configuration, the helium gas is analyzed by the reverse diffusion of the first high vacuum pump (turbo molecular pump). In the case of using a drag pump as the second high vacuum pump provided between the first high vacuum pump and the back pump as in the configuration of the present invention, the drag is caused. Even if helium gas accumulated in the back pump remains on the exhaust port side due to the high compression performance provided by the pump, the helium gas that appears on the intake port side of this high vacuum pump is reduced. It is possible to reduce the amount of reverse diffusion of helium gas introduced into the analysis tube by reverse diffusion of the first high vacuum pump (turbo molecular pump).
したがって、上記構成のヘリウムリークデテクタによれば、粗引きモードからテストモードに切り替わった際の排気速度の変化を抑えて、測定値の応答時間の延びを防止することができる他に、バックポンプから分析管に導入されるヘリウムガスの逆拡散量を低減させることができる。 Therefore, according to the helium leak detector configured as described above, it is possible to suppress the change in the exhaust speed when switching from the roughing mode to the test mode, and to prevent an increase in the response time of the measured value. The amount of back diffusion of helium gas introduced into the analysis tube can be reduced.
本発明は、気密容器や配管等においてリーク(漏れ)の有無に適用することができる。 The present invention can be applied to the presence or absence of leakage (leakage) in an airtight container or piping.
1…バックポンプ、1a…吸気口、2…粗引きポンプ、2a…吸気口、3…分析管、4…第1の高真空ポンプ、4a…吸気口、4b…排気口、5…第2の高真空ポンプ、5a…吸気口、5b…排気口、6…ピラニ真空計、7…真空ポンプ、10…テストチャンバ、W…被試験体、RV…粗引バルブ、LV…リークバルブ、BV…バイパスバルブ、FV…フォアバルブ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1の高真空ポンプの排気口を排気する第2の高真空ポンプと、
前記第2の高真空ポンプの排気口を第1の排気ラインを通じて排気するバックポンプと、
被試験体からヘリウムリークを誘導するテストチャンバと、
前記テストチャンバを第2の排気ラインを通じて排気する粗引きポンプと、
前記第1の高真空ポンプと前記第2の高真空ポンプとの接続端と前記第2の排気ラインとの連通を切り替え自在とし、非連通時に前記第1の高真空ポンプ、前記第2の高真空ポンプ、前記バックポンプおよび、前記粗引きポンプによって前記分析管及び前記テストチャンバを並列排気する粗引きモードとし、連通時にテストチャンバから前記第1の高真空ポンプを逆拡散して分析管に回り込んだヘリウムリーク量を測定するテストモードに切り替えるテストバルブとを備え、
前記第2の高真空ポンプはドラッグポンプであって、該ドラッグポンプの排気速度は前記粗引きポンプの排気速度よりも小さな排気速度であることを特徴とする、ヘリウムリークデテクタ。 A first high vacuum pump connected to the analysis tube;
A second high vacuum pump for exhausting an exhaust port of the first high vacuum pump;
A back pump for exhausting an exhaust port of said second high vacuum pump through a first exhaust line,
A test chamber for inducing helium leak from the device under test;
A roughing pump for evacuating the test chamber through the second exhaust line,
The first high vacuum pump and the connection end of said second high vacuum pump and freely switch the communication between the second exhaust line, the first high vacuum pump at the time of non-communication, the second A roughing mode in which the analysis tube and the test chamber are evacuated in parallel by the high vacuum pump, the back pump, and the roughing pump, and the first high vacuum pump is back-diffused from the test chamber to the analysis tube during communication. With a test valve that switches to a test mode that measures the amount of helium leak that wraps around,
The helium leak detector according to claim 2, wherein the second high vacuum pump is a drag pump, and an exhaust speed of the drag pump is lower than an exhaust speed of the roughing pump .
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