JP2016105086A - 質量分析によって透過を測定するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】材料を通るガスの透過を測定する方法を提供する。【解決手段】ａ）第１のチャンバ１１に、材料Ｆを通る透過を決定しようとしているガスに対応する標的ガスを含む標的ガス流が供給される、透過エンクロージャ１０にガスを供給するステップ、及び、同時に、基準ガスを含む校正流で測定エンクロージャ２０にガスを供給するステップ；ｂ）ガスを供給するステップの間、測定エンクロージャ２０で、時点ｔに存在する基準ガス及び透過により材料Ｆを通過した後の第２のチャンバ１２から生じている時点ｔに存在する標的ガスを測定するステップ；ｃ）時点ｔに存在する基準ガスの測定を基準ガス校正流と比較することによって、時点ｔの補正係数を計算するステップ；及びｄ）時点ｔの補正係数によって補正された時点ｔに存在する標的ガスの測定から、前記ガスに対する材料の透過を決定するステップ、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、ガス透過の分野に、より具体的には、固体材料を通るガス透過を測定するための装置及び方法に関する。

例えば、パッケージング又は電子装置のような、特定の用途のための材料の選択は、これらの材料を通る特定のガスの透過の検討を必要とする。透過は、材料でのガス吸収ステップにしたがって、材料を通るこのガスの拡散によって、及び材料の他の側でのガスの脱離によって、ガスに材料を通過させるメカニズムを意味する。例えば、選択されることになる材料を通る、酸素又はスチーム（すなわち、水蒸気）に対するガス透過測定は、最も普及している。

例えば、農業食品パッケージング向け材料の場合、材料を通る一般のガス、より具体的には酸素及びスチームの透過の検討が重要である。これらのガスに対する透過性の必要なレベルは極めて低く、透過の検討はしたがって、かなりの感度を有する透過を測定するための装置を必要とする。

この問題に答えて、透過を測定するための多くの装置が、ガスを追跡するための様々な原理に基づいて、開発されており、それぞれ欠点を有している。

特に、透過流を測定するための装置が開発されており、高真空の測定エンクロージャを有し、透過が検討されることになるバリアフィルムが、２つのチャンバの間の接合部分に置かれる。バリアフィルムに対する上流チャンバは、制御された圧力の標的とするガス、例えばスチーム又は酸素で満たされる。真空が、下流チャンバに適用され、例えば質量分析器のような、検査されることになるサンプルを通る透過によって拡散した標的とするガスを検出することができる測定装置と結合される。上流チャンバに存在するガスは、透過プロセスによって下流チャンバの中に送られ、フィルムの透過の測定は、下流側の所定位置にセットされた検出手段によって送られた流れを検出することにある。流れの検出は、標的ガスの質量に対応する電離電流を測定することにある。測定値は次に、基準サンプル又は標的ガスの制御された流れを発生させる基準校正リークを使用することによって、単位表面当たりの送られるガス流Ｊ（ｔ）（ｇｍ^−２ｄ^−１）に変換される。

このような装置で行われる測定の感度を向上させるために、材料を通る透過を決定しようとしているガスに対して、このガスの同位体ガス、すなわち、異なる質量数を有する、を使用することが提案された。したがって、例えば、測定エンクロージャにおいて分析器として質量分析器を使用することによって、数桁程度透過の検出閾値を減らすことが可能である。実際、これらの要素の天然同位体存在度は非常に低いので、これらの種によるエンクロージャの汚染は、ますます重要でない。

特許文献１は、上述の原理を再び取り上げている透過を測定するための装置を記載し、さらに、幾つかの異なるガスに対する透過測定を同時に実行する利点を有し、これは、良好な感度で測定値を得られる可能性を与え、材料の選択をより迅速にする。

測定手段としての質量分析器の使用は、それが多種のガスの測定を可能にするとともに、標的ガスとしての同位体の使用が、高いバリア形成材料を測定するための大きな十分な測定感度にアクセスする可能性を与えるので、実際、良く適合している。質量分析器は、それらの質量を測定することによって、目的の分子の検出及び識別を可能にする分析手段である。動的な真空状況に置かれたエンクロージャでは、質量分析器は、残留ガスの圧力の測定を可能にする。透過測定の場合、サンプルの透過流は、透過値である安定値までの標的ガスの残留圧力の増加によって表される。質量分析器からの信号は、サンプルを通る透過を決定しようとしている標的ガスに対応する目的の質量の（任意選択で増幅された）電離電流に対応する。例えば、質量４はヘリウムに対して測定され、質量１８は水に対して測定され、さらに質量２０は重水に対して測定される。

しかし、与えられた質量に対する質量分析器の電離電流は、これがエンクロージャにおける分圧の実際の変化に対応することなしに、時間とともに変化し得ることが確かめられた。この観察は、基準材料（例えば、管理された状態で保管されたポリエステルフィルム）とともにヘリウムガスに対する透過測定を実行することによって確立された。測定はその後、透過の安定した状態における質量４の電離電流に対応する。図１は、厳密に同一の条件（温度、上流ヘリウム圧力、基準サンプル）下で実行されたこのような測定のセットを示す。図１では、基準材料のヘリウムの透過の測定に対する調整カードが示されている。異なる測定の間の電離電流の著しい変動性が見られる一方、測定は同一のはずである。

この変動性は、装置を較正するために及び測定値を互いに比較することができるように、任意の一連の測定の前に、基準に系統的な制御を強いる。校正のためのこれらのステップは、検査されることになるサンプルの透過の測定の前及び／又は後に行われる。例えば、基準フィルムを使用すること又は、測定エンクロージャにおいて制御された量の標的ガスを送り、したがって質量分析器の校正を可能にする校正されたリークを使用することが可能である。特許文献２は、このようなものとして透過測定の前に校正が実行される方法の例を示し、この校正は例えば、その中で標的ガスが高度に希釈されている、すなわち、非常に小さい量の中に存在する、ガスの混合物の流れを使って行われ得る。これらの校正ステップはしかしながら、それらが既に非常に長い透過測定の期間を著しく延ばすので、問題である。さらに、それらは、透過測定の間に生じ得る質量分析器からの信号の異なる修正の微細な補正を許さないので、それらは完全に満足ではない。

ＵＳ６，６２４，６２１ ＵＳ２０１０／０２２３９７９

したがって、本発明の目的は、前述の欠点の少なくとも１つを解決する可能性を与える透過を測定するための改良された方法及び関連する装置を提案することである。

より具体的には、本発明の目的は、通常の測定時間を延ばすことなく、信頼性が有り且つ正確な透過測定を提供することの可能性を与える、透過を測定するための改良された方法及び関連する装置を提案することである。

この目的を達成するために、第１のチャンバ及び第２のチャンバを有する透過エンクロージャに配置される材料（Ｍ）を通るガス透過を測定するための方法が提案され、第１のチャンバは材料（Ｍ）によって第２のチャンバから隔てられ、第２のチャンバは測定エンクロージャと流体連通し、方法は以下のステップを有する：
ａ）透過エンクロージャにガスを供給するステップであって、その間に第１のチャンバが材料（Ｍ）を通る透過を決定しようとしているガスに対応する少なくとも１つの標的ガスを含む標的ガス流を供給される、ステップ、及び、同時に、少なくとも１つの基準ガスを含む少なくとも１つの校正流で測定エンクロージャにガスを供給するステップであって、基準ガスは標的ガスと異なる；
ｂ）ガスを供給するステップの間、測定エンクロージャにおいて、ある時点（ｔ）において存在する基準ガス及び透過により材料（Ｍ）を通過した後の第２のチャンバから生じている同じ時点（ｔ）において存在する標的ガスを測定するステップ；
ｃ）時点（ｔ）において存在する基準ガスの測定を基準ガスの校正流を比較することによって、時点（ｔ）における補正係数を計算するステップ；及び
ｄ）時点（ｔ）における補正係数によって補正された時点（ｔ）において存在する標的ガスの測定から、前記ガスに対する材料（Ｍ）の透過を決定するステップ。

単独又は組み合わせを取られる、この方法の好適であるが非限定的な態様は、以下の通りである：
− それぞれの測定エンクロージャに存在するガスを測定すること及び補正係数を計算することのステップｂ）及びｃ）は、ガスを供給するステップａ）の間に時間とともに数回実行され、ガスに対する材料（Ｍ）の透過を計算する前記ステップｄ）は、標的ガスの異なる測定から時間とともに実行され、標的ガスのそれぞれの測定は、対応する補正係数によって補正される。

− 基準ガスは、標的ガスに対する中性ガスである。

− 基準ガスの校正流は、幾つかの異なる基準ガスを含み、ステップｂ）は、時点（ｔ）において測定エンクロージャに存在する異なる基準ガスの同時測定を含み、ステップｃ）では、幾つかの補正係数は、対応する基準ガスの校正流との時点（ｔ）において存在する各基準ガスの比較から、時点（ｔ）において計算される。

− ステップｄ）において、時点（ｔ）における測定が時点（ｔ）において存在する標的ガスの測定の強度に最も近い基準ガスに対応する補正係数を選択する。

− 標的ガス流は、材料（Ｍ）を通る透過を決定しようとしている幾つかのガスに対応する、幾つかの異なる標的ガスを含み、前記ステップｂ）は、時点（ｔ）における測定エンクロージャに存在する異なる標的ガスの同時測定を含む。

− 基準ガスの校正流は、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）、クリプトン（Ｋｒ）、及びネオン（Ｎｅ）から選択される少なくとも１つのガスを含む。

− 標的ガス流は、材料（Ｍ）を通る透過を決定しようとしているガスの少なくとも１つの同位体ガスを含む。

− 標的ガス流は、以下の中から選択される少なくとも１つのガスを含む：
・ヘリウム（Ｈｅ）；
・酸素（Ｏ_２）；
・スチーム（すなわち、水蒸気）に対する透過を測定するための酸化重水素（Ｄ_２Ｏ）；
・スチーム（すなわち、水蒸気）に対する透過を測定するための酸化重水素の同位体（Ｄ_２ ^１８Ｏ_２）；
・酸素（０_２）に対する材料（Ｍ）の透過を測定するための酸素１８（^１８Ｏ_２）；
・酸素（０_２）に対する材料（Ｍ）の透過を測定するための酸素１７（^１７Ｏ_２）；
・又は、これらの組み合わせ。

− ステップｂ）において、質量分析器が測定エンクロージャに存在するガスを測定するために使用され、質量分析器は、異なる質量を有するそれぞれの検出されたガスに対して、電離電流として測定信号を送出し、基準ガスに対する電離電流の値が、基準ガス校正流の値との比較によって他の検出されたガスの電離電流の値を補正するために使用される。

− 方法は、スチーム（すなわち、水蒸気）に対する透過を測定するために使用される。

透過を測定するこの方法を適用するように特別に適合された透過を測定するための装置もまた提案される。

特に、材料を通るガスの透過を測定するための装置が、提案した方法を適用するために提案され：
− 材料によって分離される第１のチャンバ及び第２のチャンバを有する透過エンクロージャと、
− 第２のチャンバ及び透過により材料を通過した後に第２のチャンバから生じる測定チャンバに存在するガスを分析するための分析器と流体連通する測定エンクロージャと、を有し、
さらに、一方では基準ガスソースと他方では測定エンクロージャと結合される、測定エンクロージャに基準ガス流を連続的に供給するようにガスを供給するための少なくとも１つのラインを有することを特徴とする。

この装置の好適であるが非限定的な態様によれば、供給ラインはさらに、基準ガスソースと測定エンクロージャとの間に配置されるバルブを有し、バルブは、測定エンクロージャに入る基準ガス流を調整するように構成される。

本発明の他の特徴及び利点はさらに、単に説明的且つ非限定的であるとともに添付図面を参照して読まれるべきである、以下の記載から明らかになるであろう。
既に述べた、先行技術の測定装置の質量分析器での基準サンプルのヘリウム測定を調整するためのカードのグラフである。 同じポリエステルフィルムに連続的に行われた２つの測定に関する質量４（ヘリウム）の電離電流を示すグラフである。 同じポリエステルフィルムに連続的に行われた２つの測定に関する質量２０（水）の電離電流を示すグラフである。 本発明による透過を測定するための装置を示すブロック図である。

発明者は、意外にも、同じ分圧に対する、質量分析器の測定変動が、測定される質量に、比例して依存しないことを発見した。

幾つかの透過測定が、ポリエステルの同じフィルムに実際に実行され、この結果は図２及び３の曲線に示されている。

より具体的には、ヘリウム（Ｈｅ）に対する透過の第１の測定が、例えば特許文献１に記載されたもののような、質量分析器を使用する従来の透過装置でポリエステルフィルムに最初に実行された。この測定の結果は、時間に亘る質量３の電離電流の経時変化を示す図２の曲線Ｃ１_Ｈｅに示されている。このヘリウムに対する透過の第１の測定は、水（Ｈ_２Ｏ）に対する透過の第１の測定によって即座に続けられ、この測定の結果は、時間に亘る質量２０の電離電流の変化を示す図３の曲線Ｃ１_Ｈ２０に示されている。

ヘリウム（Ｈｅ）に対する透過の第２の測定及びその後の水（Ｈ_２Ｏ）に対する透過の第２の測定はその後行われ、これらの測定の結果はそれぞれ、図２の曲線Ｃ２_Ｈｅ及び図３の曲線Ｃ２_Ｈ２Ｏに示されている。

以下の表１は、上述の測定のそれぞれに対する安定化した条件下での電離電流の値を示す。

第１と第２の測定との間で測定される電離電流の低下がヘリウム及び水に関して実質的に同じであることが観測されている。これは、質量分析器の測定変動が、同じ分圧に対して、比例して、測定される質量に依存しないことを裏付ける。

したがって、本発明によれば、透過測定の間、基準ガスの校正リークの使用が提案され、サンプルの標的ガスの透過測定と同時の連続的な方法でのこのガスの測定が提案される。

基準ガスのこのような校正リークは好ましくは、ガス分析器が透過によってサンプルを横切ったガスを分析するために使用される測定チャンバに直接接続され、この分析器は好ましくは質量分析器である。

定義により一定である較正リークの測定で分析器によって確かめられる変動は、したがって、このタイプの装置の使用の間に観測される変動に関連する。

したがって、補正係数が、容易に計算され得るとともに、測定装置に起因する変動が中和されるように、標的ガスの透過の測定に伝えられ得る。

透過測定のために、材料（Ｍ）を通る透過を決定しようとしているガスに対応する標的ガスが使用される。したがって、標的ガスとして、材料（Ｍ）を通る透過を決定しようとしている特定のガスを使用することができる。好ましくは、使用される標的ガスは、材料（Ｍ）を通る透過を決定しようとしているガスの同位体ガス、すなわち、異なる質量数を有する種である。したがって、例えば、測定エンクロージャにおいて分析器として質量分析器を使用することによって、数桁透過の検出閾値を下げることができる。実際、これの要素の天然同位体存在度は非常に低く、これらの種によるチャンバの汚染はますます重要でない。

好ましくは、校正ガス流のために使用される基準ガスは、標的ガスに対して中性であるガスが選択される。標的ガスに対する中性ガスは、前記標的ガスと一緒に存在することが前記標的ガスの測定に影響を及ぼさないガスとして定義される。

好ましくは、質量分析器による電離中、測定エンクロージャの中に発生しない中性ガスが使用され、質量は選択された標的ガスの質量に対応する。

基準ガスとして、例えば、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）、クリプトン（Ｋｒ）、及び／又はネオン（Ｎｅ）の流れの使用が可能である。

アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）、クリプトン（Ｋｒ）、及び／又はネオン（Ｎｅ）は、それらが、一般的に測定される大抵の標的ガスに対して、特にヘリウム（Ｈｅ）、酸素（Ｏ_２）及び／又はスチーム（すなわち、水蒸気）に対する透過を測定するための酸化重水素（Ｄ_２Ｏ）対して、中性ガスのように振る舞うので、実際特に有利である。それらはまた、酸素１８（^１８Ｏ_２）及び／又は酸素１７（^１７Ｏ_２）が酸素（Ｏ_２）に対する材料（Ｍ）の透過を測定するための同位体ガスとして使用されるとき、又はさらに重同位体（Ｄ_２ ^１８Ｏ_２）のような酸化重水素の同位体に対して、中性ガスのように振る舞う。

校正中性ガスリークの使用は、以下の追加的な利点とともに、質量分析器の使用の間の固有の変動を補正する可能性を与える。

基準ガス校正流は、ガスの透過の全測定の間に連続的に測定される。したがって、これは、透過測定のリアルタイム補正を可能にし、このリアルタイム補正は、例えば、数週間続き得る水に対する透過の測定のような、長期間続く、及び測定の前又は後の一回限りの校正が概して十分ではない、透過測定において特に有利である。

さらに、この校正中性ガスリークの使用は、（標的ガスの絶対測定を行うための初期校正に限られる）標的ガス校正リークを使用する校正に頼ることを避ける可能性を与え、標的ガスでの測定エンクロージャの汚染を限定し、したがって、検出感度にとって好ましい。実際、測定エンクロージャにおける初期バックグラウンドノイズはこのように強く低減される又は完全に抑制されさえする。

これはまた、標的ガス校正リークが、一組のバルブ及び付随する手順によって、管理されなければならず、これが測定を過度に混乱させるとともに測定感度をかなり制限するので質量分析器と永久的に接触することができないので、測定手順を単純にする。

最終的に、校正中性ガスリークの使用は、単純な校正解決法が存在しない水のようなガスに対する校正を可能にする。実際、水に関して、校正は一般的に、水に対して既知の透過を持つ基準材料を測定することによって達成される（測定は、サンプル及び水大気を所定位置にセットするための期間を考慮せずに少なくとも数時間続く）。測定の間の永久的な校正中性ガスリークの使用は、水に対する任意の特定の校正を排除する可能性を与える。

好適な実施形態によれば、幾つかの異なる基準ガスが同時に使用され、この基準ガスの流れは、測定エンクロージャの入口において較正される。

したがって、信号の強度に応じて、標的ガスの信号とは異なる、補正係数が適用され得る。選択される補正係数は、好ましくは、補正の瞬間における標的ガスの測定に対する強度（電離電流）に最も近い校正リークの測定によって定められたものである。

異なる強度を持つ校正リークの使用は、全測定範囲の分析器の起こり得る変動を制御する可能性を与える。したがって、全測定範囲に亘る信号の線形性を制御することが可能である。

使用される基準ガスは、標的ガスに対して中性であるとともに、（上述された中性性の定義にしたがって）互いに対しても中性である。

好適な実施形態では、幾つかの基準リークの使用のための手段は、リークのタンクのガスのそれぞれの分圧によって決定される各ガスのリーク強度を持つ幾つかのガスを含む単一のリーク（すなわち、単一のタンク）の使用である。この後者の手段は、中性リークのために単一のタンクを使用することによって取付けることを単純化する可能性を与える。

中性リークの強度に関する最も広い可能性があるスペクトルをカバーするための他の手段は、リークの強度を変化させる可能性を与えるリークの出力において流れを変化させるための装置（例えば、制御され得るバルブ）の使用である。後者の場合、測定は、それぞれの関連する流量に関してリークを安定化させるために必要な時間のために、一回限りの測定である。

透過を測定するための提案された方法を適用するために使用され得る透過率計が図４に示される。材料Ｍを通るガスの透過のプロセスは、フィルムＦとして一般的に試される、材料Ｍの両側の、透過ガスとも呼ばれる、このガスの分圧の差に基づく。

透過率計は、材料ＭのフィルムＦによって隔てられる第１のチャンバ１１及び第２のチャンバ１２を有する透過エンクロージャ１０を有する。装置の上流に位置する第１のチャンバ１１と装置の下流に位置する第２のチャンバ１２との間の透過ガスの分圧の差を調べるために、上流圧力に比べて、ゼロ又は無視できる下流分圧を確保することが重要である。透過ガスで決定される上流圧力を持つ、制御雰囲気が、試験されることになるフィルムより上に生成される。フィルムの下、高真空が維持される第２のチャンバ１２は、上流圧力に対して、ゼロ、又は無視できる下流圧力条件を確保する可能性を与える。

フィルムＦの過度な変形を防ぐために、透過エンクロージャ１０は好ましくは、多孔質金属フリットのような、支持手段１３を有する。フィルムＦはしたがって、第１のチャンバ１１と第２のチャンバ１２との間に配置されるとともに、ガスの透過を可能にするように形成される、この支持手段１３に載る。

フィルムＦから下流に、第２のチャンバ１２に接続される、分析手段が設けられ、透過ガスの下流分圧を追跡するように適合される。測定装置の分析手段は、第２のチャンバ１２と流体連通する測定チャンバ２０を有する。好ましくは、測定エンクロージャ２０は、第２のチャンバ１２に、必要であれば、測定チャンバ２０を第２のチャンバ１２から分離する可能性を与えるバルブ３１を介して、接続される。この測定エンクロージャ２０は、一次ポンプ２３及び二次ポンプ２２を有するポンプシステムによって真空に設定され、この一次ポンプ及び二次ポンプは優先的に互いに対して直列に設置される。測定エンクロージャ及びポンプシステムは、バルブ３２を介して接続される。

さらに、分析手段は、真空の測定エンクロージャ２０に置かれるとともに、ポンプ２２及び２３によって吸い上げられる前に第２のチャンバ１２から生じるガスをできる限り最良の感度で分析できるように配置された、残留ガスの分析器２１を有する。分析器２１は、例えば、直列に配置されるドライ一次ポンプ２３及びターボポンプ２２によって排気される測定エンクロージャ２０に設置された質量分析器であり得る。より良い感度のために、分析器は、第２のチャンバ１２とポンプ２２及び２３との間のガス流の経路に配置される。圧力ゲージ２４もまた、測定エンクロージャ２０内に行き渡る全圧を測定するために設けられ得る。

使用される質量分析器２１は、低圧でのみ動作することができ、したがって、（最大でほぼ１０^−４ｔｏｒｒ程度の）二次真空の測定エンクロージャ２０を必要とする。その結果として、測定エンクロージャ２０は、サンプルフィルムＦを通る透過によるガスの移動の間、ポンプ２２及び２３で常に排気される。したがって、サンプルを横切ったガスのそれぞれの分圧は、透過流が排気される流れと等しくなるときにそれが安定化するまで、増加する。質量分析器２１は、測定される種の原子の電離から生じる電流である信号を送り、この信号はこの種の分圧に比例する。この信号は、電離電流と呼ばれる。排気が効率的且つサンプルの透過が低いとき、安定圧力もまた非常に低いので、サンプルフィルムＦの下流面の圧力は時間に亘って疑似ゼロのままであると見なされ得る。サンプルフィルムＦを通る透過物質の流れはしたがって、永続的な状態が達成されるとき、追跡される透過物質の分圧に比例する。極めて低い透過流に関して、バルブ３２を閉じることは、分析手段２１によって設定される全圧限界での、すなわち、上流圧力に対する無視できる下流圧力の基準を守る可能性を与えるほぼ１０^−４ｔｏｒｒ程度の全圧限界での、累積的な測定を可能にする。

それによって計算された透過流から、サンプルフィルムＦの厚さを考慮することによって、関連するガスに対する材料Ｍの透過性をそこから推論することが可能である。

測定装置のガス供給手段は、それを介して標的ガス流が透過エンクロージャ１０の第１のチャンバ１１の中に注入され得る主ガス供給ライン２５を有する。標的ガスの流れは、材料Ｍを通る透過を測定しようとしている１又は複数のガスを含む。

例えば、供給ラインが、標的ガス流の中に注入されることになるガスを選択する可能性を与えるバルブ（３３、３４、３５）を介して幾つかのガスソース（１、２、３）と結合されて提供されてもよい。

標的ガスの中に注入される圧力の測定は一般的に、透過エンクロージャ１０の第１のチャンバに直接設置された圧力を制御するための手段２６で行われる。

提案された透過装置は、測定エンクロージャ（２０）の中への基準ガスの流れの連続的な注入を可能にする追加ガス供給ライン（２７）を有する特殊性を有する。

この追加ガス供給ライン（２７）はしたがって、測定エンクロージャ（２０）に基準ガス流を連続的に供給するために、一方では基準ガスのソース（４）と、そして他方では測定エンクロージャ（２０）と結合される。

特定の実施形態によれば、追加ガス供給ライン（２７）はさらに、測定エンクロージャ（２０）に入る基準ガス流の流量の調整を可能にするバルブ（３６）を有する。このようなバルブ（３６）は、任意であるが、同じ基準ガスからの異なる流量の幾つかの流れを発生させることが望まれるとき、特に有利であり得る。

追加ガス供給ライン（２７）を透過エンクロージャ（１０）の第２のチャンバ（１２）に直接結合することは可能であるが、上述のようにそれを測定エンクロージャ（２０）に直接結合することが好ましく、それは、これが、特に起こり得るパージの間に、第２のチャンバ（１２）を適切に分離することができる可能性を与えるとともに、分析器（２１）での基準ガスの測定をバランスさせるための時間もまた、追加ガス供給ライン（２７）が測定エンクロージャ（２０）に直接接続されるとき速くなるからである。

透過率計の提案された構成は限定されるものではなく、他の配置が考慮され得ることが留意されるべきである。特に、幾つかの異なる校正リークを発生させることができるように、測定エンクロージャに接続される幾つかの追加ガス供給ラインの提供がなされ得る。

Claims (11)

1. 第１のチャンバ及び第２のチャンバを有する透過エンクロージャに配置される材料を通るガス透過を測定するための方法であって、前記第１のチャンバは前記材料によって前記第２のチャンバから隔てられ、前記第２のチャンバは測定エンクロージャと流体連通し、前記方法は：
   ａ）前記透過エンクロージャにガスを供給するステップであって、その間に前記第１のチャンバが前記材料を通る透過を決定しようとしているガスに対応する少なくとも１つの標的ガスを含む標的ガス流を供給される、ステップ、及び、同時に、少なくとも１つの基準ガスを含む少なくとも１つの校正流で前記測定エンクロージャにガスを供給するステップであって、前記基準ガスは前記標的ガスと異なり；
   ｂ）前記ガスを供給するステップの間、前記測定エンクロージャにおいて、ある時点において存在する前記基準ガス及び透過により前記材料を通過した後の前記第２のチャンバから生じている同じ前記時点において存在する前記標的ガスを測定するステップ；
   ｃ）前記時点において存在する前記基準ガスの測定を前記基準ガスの前記校正流と比較することによって、前記時点における補正係数を計算するステップ；及び
   ｄ）前記時点における補正係数によって補正された前記時点において存在する前記標的ガスの測定から、前記ガスに対する前記材料の透過を決定するステップ；を含む、
   方法。
2. 前記測定エンクロージャに存在する前記ガスを測定する及び前記補正係数を計算する前記ステップｂ）及びｃ）は、前記ガスを供給する前記ステップａ）の間に時間とともに数回実行され、前記ガスに対する前記材料の前記透過を計算する前記ステップｄ）は、前記標的ガスの異なる測定から時間とともに実行され、前記標的ガスのそれぞれの測定は、対応する前記補正係数によって補正される、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記基準ガスは、前記標的ガスに対する中性ガスである、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記基準ガスの前記校正流は、幾つかの異なる前記基準ガスを含み、前記ステップｂ）は、前記時点において前記測定エンクロージャに存在する前記異なる基準ガスの同時測定を含み、前記ステップｃ）では、幾つかの前記補正係数は、対応する前記基準ガスの前記校正流との前記時点において存在する各前記基準ガスの比較から、前記時点において計算される、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ステップｄ）において、前記時点における前記測定が前記時点において存在する前記標的ガスの前記測定の強度に最も近い前記基準ガスに対応する前記補正係数が選択される、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記標的ガス流は、前記材料を通る前記透過を決定しようとしている幾つかのガスに対応する、幾つかの異なる標的ガスを含み、前記ステップｂ）は、前記時点における前記測定エンクロージャに存在する異なる前記標的ガスの同時測定を含む、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記基準ガスの前記校正流は、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）、クリプトン（Ｋｒ）、及びネオン（Ｎｅ）から選択される少なくとも１つのガスを含む、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記標的ガス流は、前記材料を通る前記透過を決定しようとしている前記ガスの少なくとも１つの同位体ガスを含む、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記標的ガス流は、
   ・ヘリウム（Ｈｅ）；
   ・酸素（Ｏ_２）；
   ・水蒸気に対する透過を測定するための酸化重水素（Ｄ_２Ｏ）；
   ・水蒸気に対する透過を測定するための酸化重水素の同位体（Ｄ_２ ^１８Ｏ_２）；
   ・酸素（０_２）に対する前記材料の透過を測定するための酸素１８（^１８Ｏ_２）；
   ・酸素（０_２）に対する前記材料の透過を測定するための酸素１７（^１７Ｏ_２）；
   ・又は、これらの組み合わせ；
   の中から選択される少なくとも１つのガスを含む、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記ステップｂ）において、質量分析器が前記測定エンクロージャに存在する前記ガスを測定するために使用され、前記質量分析器は、異なる質量を有するそれぞれの検出されたガスに対して、電離電流として測定信号を送出し、前記基準ガスに対する前記電離電流の値が、前記基準ガスの前記校正流の値との比較によって他の検出されたガスの電離電流の値を補正するために使用される、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 水蒸気に対する透過を測定するために使用される、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
    

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