JP2015534088A

JP2015534088A - 漏れ検出器

Info

Publication number: JP2015534088A
Application number: JP2015541157A
Authority: JP
Inventors: ネルス，ラルフ
Original assignee: Inficon GmbH Deutschland
Current assignee: Inficon GmbH Deutschland
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-11-26
Also published as: EP2917714A1; DE102012220483A1; CN104884923A; WO2014072470A1; US20150308916A1

Abstract

検査対象を収容する試験室（１０）と試験室に接続された試験ガスセンサ（２０）とを備え、検査対象から漏れる試験ガスを検出するため漏れ検出器。試験ガスセンサ（２０）がガス運搬用部品と共に加圧新鮮空気が流れる容器（３０）内に配置され、前記容器に侵入するいかなる試験ガスも周囲に排出される。【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象を収容するための試験室とガス運搬用部品を介して試験室に接続された試験ガスセンサを備え、検査対象から漏れる試験ガスを検出するため漏れ検出器に関する。

漏れ検出器は、検出可能な試験ガスを用いて検査対象（例えば容器又は管路）が気密であるか否かを判断するように作動する。様々なガスを検出することができる質量分析計が、試験ガスセンサとしてしばしば用いられる。しかしながら、質量分析器が作動するには、適切な高真空を必要とする。したがって、質量分析器は、非常に複雑な真空ポンプ装置を必要とする。質量分析器の使用に代わるものとして、特に、試験ガスだけに反応して、試験ガスの分圧を測定するガス選択試験ガスセンサを用いることができる。この種の試験ガスセンサの一例はワイズセンサ（Wise-Sensor）である。このセンサは、試験ガスとしてのヘリウム又は水素だけに浸透性を有する加熱された石英窓（quartz window）を含む。圧力測定器（特に冷陰極装置）は、石英窓を通して試験ガスが侵入する閉じた中空空間に配置される。試験ガス（ヘリウム）以外のガスが中空空間に入らないので、圧力センサの測定信号はセンサ表面のヘリウム濃度を示す。

試験ガスセンサに起こる問題は、検出すべきガス（試験ガス）に過剰に作用されることによってセンサが汚染されるということである。汚染が増加すると、センサは試験ガスに無反応になり有意義な結果が得られない。

臭気で識別できず空間中に浮いた試験ガス雲が、漏れ検出試験が実施される環境に存在することもある。試験ガスを富化した工業環境では、試験ガスセンサは、漏れ検出器のバルブ及びホース接続部において、不可避の漏洩及び透過によって悪影響を受け、正確な測定値がもはや可能ではない。

文献DE 10 2010 007 417 A1（Inficon社）には漏れ検出器が記載される。この漏れ検出器は、試験ガスセンサの外側に、汚染されていない洗浄ガスを充填した貯蔵器を備える。貯蔵器は、待機モード中に試験ガスセンサの試験ガス濃度が閾値を超えると試験ガスセンサに接続される。その結果、試験ガスセンサの一時的な洗浄だけ（信頼性は高くないが）と試験ガスセンサのノンストップ作動を達成できる。

本発明によって解決する課題は、汚染された環境において確実に使用できる試験ガスセンサを生み出すことである。

本発明によれば、試験ガスセンサは、ガス運搬用部品と共に加圧新鮮空気が流れる容器内に配置され、容器に侵入するいかなる試験ガスも周囲に排出される。

無塵室で利用される方法と同様に、容器中に過圧を生じさせる。それによって、周囲空気が容器に侵入するのを防止する。容器は、常に周囲に対して密封されている必要があるが、封止部に高い品質は要求されない。封止部は、主に、外部の大気の影響が容器の内部に作用しないように容器の内部の新鮮空気の過圧を維持するために用いる。新鮮空気は外気を意味することを意図する。外気は、試験室及び容器から隔てた位置で吸入される。通常、試験室及び容器は工場の建物に配置される。そして、工場の建物の空気は、試験ガス（ヘリウム）によって気づかずに汚染されることがある。従って、新鮮空気は、同じ建物内で吸入せず、むしろ外側から外気として吸入する。

ガス運搬用部品は、弁、ホース、フィルタ及び同様の部品であってよい。漏洩はこれらの部品で生じうる。試験ガスとしてしばしば使われるヘリウムは、非常に「薄い」ガスであり、非常に小さな間隙に侵入することを考慮すべきである。試験ガスセンサ及びガス運搬用部品から漏洩する試験ガスは新鮮空気による容器の恒久的な洗浄によって排出されるので、新鮮空気雰囲気が容器において恒久的に維持される。

好ましくはワイズセンサ又はEP 1295117 B1に記載される石英窓センサが、試験ガスセンサとして用いられる。このようなセンサは特定の試験ガスに対する浸透性を有する選択的ダイアフラムと、ダイアフラムの背後の圧力センサを含む。質量分析器の例のような高真空が不要であるという効果を有する。

本発明の好ましい実施形態によれば、試験ガスセンサにガスを供給するための基準管路（Referenzleitung）は、容器に配置された入口を有する。汚染されていないガスが基準管路を通して吸入される。この場合、基準管路を容器の外に配管する必要はない。

試験ガスセンサは、ガスが試験ガスセンサを通過した後にガスを排出するためのポンプを必要とする。便宜上、このポンプは、容器の外に配置される。容器に介入せずにポンプが交換されることができ、ユーザがポンプを自由に選択することができる点で有利である。

新鮮空気が流れる容器は、新鮮空気入口及び空気出口を含む。好ましくは、周囲に対して容器内の過圧を維持するために、空気出口に絞り弁素子が設けられる。

以下において、図面を参照しつつ本発明の例示的な実施形態を更に詳細に説明する。

本発明による漏れ検出器の模式図である。

漏れ検出器は、検査対象１１を収容するための試験室１０を備える。検査対象１１は、試験ガス（ヘリウム）で充填される中空体である。試験室１０は、外側に対して密封される。洗浄のために一時的に圧縮空気を試験室に導入するために、試験室１０は圧縮空気源１２に接続される。洗浄の後、大気圧は試験室内に行き渡る。試験室内のガスを循環させて混合するための送風機１３が試験室に配置される。検査処理において、検査対象１１は管路１５を介して試験ガス源１４に接続され、検査対象の周囲に対して検査対象の内部に過圧を発生させる。

制御可能なバルブＶ１を含んだ測定ガス管路１８は、試験室１０の外で試験ガスセンサ２０の継手１９まで伸びる。試験ガスセンサは、着脱可能なカバー２２に緊密に接続されたセンサハウジング２１を備える。試験ガスに対する浸透性を有する選択的ダイアフラム２３がセンサハウジング内に配置され、ダイアフラム２３によってダイアフラム２３背後の中空空間が画定される。例えば冷陰極デバイスである圧力測定器２４は、この中空空間内に配置される。測定管路１８を介してセンサハウジング２１に入るガスに試験ガスが存在するか否かを、ダイアフラム２３の背後でチェックする。圧力測定器２４は、対応する測定値を生成し、電子工学２５に供給する。そして、測定値の出力信号は試験ガス濃度を示す。

試験ガスセンサ２０の全体は、付随するガス運搬用部品（例えばバルブ、フィルタ、壁フィードスルー（Wanddurchfuehrungen、ueはuウムラウト）など）を含み、閉じた容器３０内に配置される。この容器は新鮮空気入口３１を有する。加圧新鮮空気は新鮮空気入口３１へ供給される。新鮮空気は、試験ガスによって汚染されうる周囲空気を意味することを意図せず、外側から供給された新鮮空気を意味する。絞り弁装置３３を含む空気出口３２は、新鮮空気入口３１の反対側に壁に配置される。絞り弁装置３３は、容器３０の内部を常に大気圧より高い圧力に維持するという効果を有する。

センサハウジング２１は吸引ポンプ３４に接続している。吸引ポンプ３４は、センサハウジング２１を通して（したがってダイアフラム２３に沿って）検査対象ガスを吸引する。ポンプ３４は、容器３０の外に配置される。従って、ポンプ３４は、自由に選択することができ、容器３０へ介入せずに交換できる。

測定管路１８に加えて、バルブＶ２を含む基準管路２６は、入口１９に接続される。基準管路２６の入口２７は、容器３０の内部に配置される。これは、基準管路に常に新鮮空気が供給されることを確実にする。基準管路は、試験ガスセンサの下地面(Untergrundes)をモニタするために用いる。基準管路は、また、バルブＶ２を開き及び測定管路１８のバルブＶ１を閉じることで、恒久的にセンサを洗浄することを可能にする。

バルブＶ１及びＶ２は、交互に作動する。ある計測手順では、バルブＶ１を開いてバルブＶ２を閉じる。DE 10 2010 007 417 A1に記載されている方法と同様に、不図示の制御装置によってバルブを制御する。

一般に、容器３０は緊密である必要があるが、封止部に比較的高い品質は要求されない。周囲に対する過圧は、周囲からのガスが容器に侵入できないことを確実にする。

漏れ検出器は、ノンストップ作動で機能する。試験ガスを有する周囲空気の汚染は、測定の品質を低下させることはできない。

Claims

検査対象（１１）を収容する試験室（１０）とガス運搬用部品を介して前記試験室に接続された試験ガスセンサ（２０）とを備え、前記検査対象から漏れる試験ガスを検出するため漏れ検出器であって、
前記試験ガスセンサ（２０）が前記ガス運搬用部品と共に加圧新鮮空気が流れる容器内に配置され、前記容器に侵入するいかなる試験ガスも周囲に排出されることを特徴とする漏れ検出器。
前記試験ガスセンサ（２０）へガスを供給する基準管路（２６）が前記容器（３０）に配置された入口（２７）を備えることを特徴とする請求項１に記載の漏れ検出器。
前記ガスが前記試験ガスセンサを通過した後に前記ガスを排出するポンプ（３４）が前記容器（３０）の外側に配置され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。
前記容器（３０）は、新鮮空気入口（３１）と空気出口（３２）を備え、
前記周囲に対する前記容器内の過圧を維持するための絞り弁素子（３３）が前記空気出口（３２）に設けられることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の漏れ検出器。