JP2023077364A - Leak inspection device and leak inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空部を有する被検査体(容器や管路等)の漏れを検査するリーク検査装置およびリーク検査方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a leak inspection apparatus and a leak inspection method for inspecting leaks in an inspected object (container, pipeline, etc.) having a hollow portion.
従来、中空部を有する容器や管路等の被検査体の漏れを検査する場合、被検査体に空気等の気体を所定の検査圧力(たとえば、400kPa~500kPa)に加圧導入した後、これを封止し、その後の圧力変化から漏れ量を測定することが行われる。検査の合否は、測定した漏れ量と、予め定めた閾値(基準漏れ量)とを比較して判定される(たとえば、特許文献1、2参照)。
Conventionally, when inspecting for leaks in an object to be inspected such as a container having a hollow portion or a pipeline, gas such as air is pressurized into the object to be inspected to a predetermined inspection pressure (for example, 400 kPa to 500 kPa), and then this pressure is applied. is sealed and the leak rate is measured from the subsequent pressure change. The pass/fail of the inspection is determined by comparing the measured leak amount with a predetermined threshold value (reference leak amount) (see
ところで、気体の漏れ量は、例えば[Pa・m3/s]のような単位で表される。1Pa・m3/sは、漏れ量が、漏れた先の圧力条件が1Paの状態で1秒間に1m3であることを意味している。ボイルの法則より、気体は体積と圧力の積で表されるからである。漏れ量は、[mL/min]のような単位で表されることもあるが、これは漏れた先の圧力条件が大気圧であることを省略したものであり、正確には[atm・mL/min]のような単位で表される。 By the way, the amount of gas leakage is expressed in units such as [Pa·m 3 /s], for example. 1 Pa·m 3 /s means that the leak rate is 1 m 3 per second under the condition that the pressure condition of the leak destination is 1 Pa. This is because, according to Boyle's law, gas is represented by the product of volume and pressure. The leak rate is sometimes expressed in units such as [mL/min], but this omits the fact that the pressure condition at the point of leakage is atmospheric pressure. /min].
また、漏れ量は、漏れる元の圧力が漏れる先の圧力より高ければ高いほど多くなる。 In addition, the leak rate increases as the pressure at the source of the leak is higher than the pressure at which it leaks.
このように、漏れ量を論ずる場合、漏れる元の圧力条件、又は漏れる元と漏れる先の圧力差を考慮する必要があり、たとえば、同じ被検査体について漏れ量を測定した場合であっても、測定される漏れ量は、漏れた先の圧力条件(通常、大気圧)と漏れる元の圧力条件(検査圧力:漏れ量測定時の被検査体の内圧)に依存して変動することになる。 In this way, when discussing the amount of leakage, it is necessary to consider the pressure conditions at the source of the leak or the pressure difference between the source and the destination of the leak. The measured leak rate fluctuates depending on the pressure condition of the leak destination (usually atmospheric pressure) and the original pressure condition of the leak (inspection pressure: internal pressure of the object to be inspected when measuring the leak rate).
しかしながら、従来の漏れ検査では、検査圧力の許容範囲を、たとえば、400kPa~500kPaとしているにもかかわらず、合否の判定において測定値の漏れ量と比較される基準漏れ量を、予め定めた固定値としていたので、誤判定の生じることがあった。 However, in the conventional leak test, the allowable range of the test pressure is, for example, 400 kPa to 500 kPa. As a result, erroneous judgment may occur.
図19は、検査圧力と、漏れ量と、基準漏れ量に基づく合否判定との関係の一例を示している。検査圧力の許容範囲は400kPa~500kPa、基準漏れ量は検査圧力に係らず固定値の11.2mL/min、とされている。測定された漏れ量が基準漏れ量超過であれば不良品(漏れあり)と判定され、測定された漏れ量が基準漏れ量以下であれば合格品と判定される。 FIG. 19 shows an example of the relationship between the inspection pressure, the leakage amount, and the acceptance/rejection determination based on the reference leakage amount. The allowable range of inspection pressure is 400kPa to 500kPa, and the standard leak rate is a fixed value of 11.2mL/min regardless of the inspection pressure. If the measured leakage amount exceeds the reference leakage amount, the product is determined to be defective (with leakage), and if the measured leakage amount is equal to or less than the reference leakage amount, the product is determined to be acceptable.
グラフAは、最大許容漏れ量サンプルである被検査体aについての検査圧力と漏れ量の関係を示している。検査圧力450kPaでの被検査体aの漏れ量は11.2mL/minとなっている。グラフBは、被検査体aより漏れ量の多い被検査体b(不良品の例)についての検査圧力と漏れ量の関係を示し、グラフCは被検査体aより漏れ量の少ない被検査体c(良品の例)についての検査圧力と漏れ量の関係を示している。 Graph A shows the relationship between the test pressure and the leak rate for the test object a, which is the maximum allowable leak rate sample. The leak rate of the test object a at a test pressure of 450 kPa is 11.2 mL/min. Graph B shows the relationship between inspection pressure and leakage amount for object b (an example of a defective product), which leaks more than object a, and graph C shows the object to be inspected, which leaks less than object a. It shows the relationship between the inspection pressure and the leak amount for c (an example of a non-defective product).
たとえば、不良品の被検査体bの漏れ量を検査圧力450kPaで測定すると、測定値の漏れ量は基準漏れ量11.2mL/minより多いため、被検査体bは不良品と判定される。しかし、被検査体bの漏れ量を、たとえば、検査圧力410kPaで測定すると、測定値の漏れ量が基準漏れ量11.2mL/minより少なくなるため、被検査体bは良品と誤判定されてしまう。図中の斜線の施された領域E1は、測定時の検査圧力が低いために不良品が良品(合格)と誤判定される領域である。 For example, when the leak rate of the defective product b to be inspected is measured at an inspection pressure of 450 kPa, the measured leak amount is greater than the standard leak rate of 11.2 mL/min, so the inspected product b is determined to be defective. However, if the leak rate of test object b is measured at, for example, a test pressure of 410 kPa, the leak rate of the measured value will be less than the standard leak rate of 11.2 mL/min, so test object b will be erroneously judged as a non-defective product. . A hatched area E1 in the figure is an area in which a defective product is erroneously judged as a non-defective product (acceptable) due to a low inspection pressure during measurement.
また、良品である被検査体cの漏れ量を検査圧力450kPaで測定すると、測定値の漏れ量は基準漏れ量11.2mL/minより少ないため、被検査体cは良品と判定される。しかし、被検査体cの漏れ量を、たとえば、検査圧力480kPaで測定すると、測定値の漏れ量が基準漏れ量11.2mL/minより多くなるため、被検査体cは不良品と誤判定されてしまう。図中の斜線の施された領域E2は、測定時の検査圧力が高いために良品が不良品(不合格)と誤判定される領域である。 In addition, when the leak rate of the non-defective product c is measured at a test pressure of 450 kPa, the measured leak rate is less than the standard leak rate of 11.2 mL/min. However, if the leak rate of test object c is measured at a test pressure of 480 kPa, for example, the leak rate of the measured value is greater than the standard leak rate of 11.2 mL/min. put away. A shaded area E2 in the figure is an area where a non-defective product is erroneously determined as a defective product (rejected) due to high inspection pressure during measurement.
このように、検査圧力が許容範囲(たとえば、400kPa~500kPa)にあれば検査可能としているにもかかわらず、合否の判定で測定値と比較される基準漏れ量を予め定めた固定値とする場合には、誤判定の生じるおそれがあった。 In this way, even though inspection is possible if the inspection pressure is within the allowable range (for example, 400 kPa to 500 kPa), the reference leak rate to be compared with the measured value in the judgment of pass/fail is set to a predetermined fixed value. There was a risk of misjudgment.
なお、本願発明者は、以下のような理由により、漏れ量を測定する時の検査圧力を正確に一定値(たとえば正確に450kPa)にして検査することが難しい点を見出した。 For the following reasons, the inventors of the present application have found that it is difficult to set the inspection pressure to an exactly constant value (for example, exactly 450 kPa) when measuring the amount of leakage.
(理由1)リーク検査装置が指示する所定の圧力(たとえば、450kPa)に気体を正確に加圧導入することは困難であるため、たとえば、被検査体内の圧力が400kPa~500kPa等の許容範囲に収まれば検査可能とされていた。 (Reason 1) Since it is difficult to pressurize and introduce the gas accurately to the specified pressure (for example, 450kPa) indicated by the leak inspection device, It was said that if it was settled, it could be inspected.
(理由2)被検査体内に気体を加圧導入して封止した後、予め定めた時間(整定期間)を待ってから漏れ量の測定が行われる場合、整定期間の長さを一律にしても、漏れの大小に依存して、整定期間中の圧力降下が変動する(たとえば、漏れ量が少ない場合、漏れ量が多い場合に比べて、整定期間における圧力降下が少なくなる)。このため、たとえ、加圧導入後の封止時に正確に目標の検査圧力に加圧できたとしても、整定期間後の測定時における圧力条件は漏れ量に依存して異なってくる。 (Reason 2) If gas is pressurized and sealed into the object to be inspected, and then the amount of leakage is measured after waiting for a predetermined time (settling period), the length of the settling period should be uniform. Also, the pressure drop during the settling period fluctuates depending on the magnitude of the leak (for example, when the leak rate is small, the pressure drop during the settling period is smaller than when the leak rate is large). Therefore, even if the target inspection pressure can be accurately pressurized at the time of sealing after pressurization introduction, the pressure conditions at the time of measurement after the settling period differ depending on the leak amount.
(理由3)整定期間の長短によっても漏れる元の圧力条件は異なってくる。すなわち、漏れ量が同じでも、整定期間の長短により、測定開始時の漏れる元の圧力条件(例えば被検査体内部の圧力条件)が異なってくる。すなわち、整定期間が長ければ長いほど、その間に漏れに起因する圧力降下が発生し、整定期間が長く圧力降下が大きかったものと、整定期間が短く圧力降下が小さかったものでは、圧力条件は異なってくる。 (Reason 3) The original pressure conditions for leakage also differ depending on the length of the settling period. That is, even if the amount of leakage is the same, the original pressure condition of the leak at the start of measurement (for example, the pressure condition inside the object to be inspected) differs depending on the length of the settling period. In other words, the longer the settling period is, the more pressure drop occurs due to leakage during that period. come.
(理由4)被検査体内に気体を加圧導入して封止した後、整定期間の経過を待ってから漏れ量の測定が行われる場合において、漏れが大きいと、壁面を通して熱が逃げるのではなく、熱自体を含む気体が直接、被検査体の外に放出される点と、被検査体内の圧力が下がる(断熱膨張に近い状態となる事で温度が低下して圧力が下がる)点とに起因して、漏れる元の圧力条件(一律の整定期間が経過した後の被検査体内の圧力)が異なってくる。すなわち、漏れの大小で、温度変化に起因する圧力収束時間(時定数)が異なってくる事に起因して、さらに温度が下がる時間も異なるので、漏れる元の圧力が下がる時間も異なってくる。 (Reason 4) When gas is pressurized and sealed in the object to be inspected, and the amount of leakage is measured after waiting for the settling period to elapse, if the leakage is large, heat may escape through the wall surface. The gas containing the heat itself is released directly outside the object to be inspected, and the pressure inside the object to be inspected decreases (becomes in a state close to adiabatic expansion, which reduces the temperature and pressure). , the original pressure conditions for leakage (the pressure inside the test subject after a uniform settling period has elapsed) differ. That is, the pressure convergence time (time constant) due to the temperature change differs depending on the size of the leak, and the time for the temperature to drop also differs, so the time for the original leak pressure to drop also differs.
漏れ量の測定では、ワークに気体を加圧導入して封止した後の圧力降下(差圧ΔP[Pa])が測定されるが、[mL/min]や[Pa・m3/s]を単位とする値で設定された基準の漏れ量と比較するためには、測定値の差圧を[mL/min]や[Pa・m3/s]を単位とする漏れ量に変換する必要がある。 In measuring the amount of leakage, the pressure drop (differential pressure ΔP [Pa]) after gas is pressurized and sealed in the workpiece is measured. In order to compare with the standard leak rate set in units of , it is necessary to convert the measured differential pressure to a leak rate in units of [mL/min] or [Pa・m 3 /s]. There is
漏れ量として測定した差圧ΔP[Pa]を漏れ量Q[mL/min]に換算する式は、
Q[mL/min] = ΔP[Pa]×Vw[mL]×60/( T[s]×Patm[Pa]) …式A
T[s]:ΔPの測定時間、Vw:漏れ元の体積
であり、差圧ΔP[Pa]を漏れ量Q[mL/min]に変換するには、漏れ元の体積Vw[mL]が必要になる。また、漏れ量Q[mL/min]は、漏れ元の体積Vw[mL]に比例して変化する。
The formula for converting the differential pressure ΔP [Pa] measured as the leak rate to the leak rate Q [mL/min] is
Q[mL/min] = ΔP[Pa]×Vw[mL]×60/(T[s]×Patm[Pa]) …Formula A
T[s]: Measurement time of ΔP, Vw: Leak source volume. To convert differential pressure ΔP [Pa] to leak rate Q [mL/min], leak source volume Vw [mL] is required. become. Also, the leak amount Q [mL/min] changes in proportion to the leak source volume Vw [mL].
同様に、差圧ΔP[Pa]を漏れ量Q‘L [Pa・m3/s] に換算する式は、
Q‘L [Pa・m3/s] = ΔP[Pa]×VW[mL]/( T[s]×1000000) 式B
であり、漏れ量Q‘L [Pa・m3/s]は、漏れ元の体積Vw[mL]に比例して変化する。したがって、漏れ検査の合否を漏れ量[mL/min](もしくは[Pa・m3/s])で判断するには、漏れ元の体積を考慮する必要がある。また、漏れ元が柔体の場合、検査時の圧力に依存して漏れ元の体積が変化する。
Similarly, the formula for converting the differential pressure ΔP [Pa] to the leak rate Q' L [Pa・m 3 /s] is
Q' L [Pa・m 3 /s] = ΔP [Pa] x V W [mL]/( T [s] x 1000000) Formula B
, and the leak amount Q′ L [Pa·m 3 /s] changes in proportion to the volume Vw [mL] of the leak source. Therefore, it is necessary to consider the volume of the leak source in order to determine whether or not the leak test is passed based on the leak rate [mL/min] (or [Pa·m 3 /s]). Further, when the leak source is a soft body, the volume of the leak source changes depending on the pressure at the time of inspection.
たとえば、一般的にペットボトルは手に持つと柔らかく、少し凹む。このペットボトルのような柔体に空気圧をかけると、極めて低圧の場合には、柔らかいペットボトルであっても変形することなく、内圧が優先的に上昇する。しかし、少し圧力が上がってくると、手に持つと少しへこむがごとく、ペットボトルが変形し膨らんで行く(そのかわり圧力は上がり難くなる)。さらに圧力を上げると、ぱんぱんに張って大きくなった状態でペットボトルの変形が停止し(体積変化が少なくなり)、もっぱら圧力のみが優先的に上昇し、やがてペットボトルは破裂する。 For example, plastic bottles are generally soft and slightly concave when held in the hand. When air pressure is applied to a soft body such as a PET bottle, if the pressure is extremely low, even a soft PET bottle does not deform and the internal pressure rises preferentially. However, when the pressure rises a little, the PET bottle deforms and swells as if it were slightly dented when held in the hand (on the contrary, the pressure becomes difficult to rise). If the pressure is further increased, the deformation of the PET bottle will stop in the expanded state (the change in volume will decrease), and only the pressure will preferentially increase, and eventually the PET bottle will burst.
剛体の漏れを測定するのではなく、このような柔体の漏れを測定する場合には、仮想等価体積等(仮想体積又は仮想内容積又は等価体積又は等価内容積)を用いて測定を行うことになるが、測定時の圧力に依存して仮想等価体積が変化するので、それを加味して、測定値の差圧ΔP[Pa])を[mL/min]や[Pa・m3/s]を単位とする漏れ量に変換する必要がある。しかも見た目はほとんど変わっていないにも関わらず、仮想等価体積等が数倍の値を用いないとならないことも多々ある。 When measuring the leakage of such a soft body instead of measuring the leakage of a rigid body, the virtual equivalent volume, etc. (virtual volume or virtual internal volume or equivalent volume or equivalent internal volume) shall be used for measurement. However, the virtual equivalent volume changes depending on the pressure at the time of measurement. ] must be converted to a leak rate. In addition, it is often the case that the virtual equivalent volume or the like must be several times the value even though the appearance is almost unchanged.
さらに、被検査体(ワーク・マスター)が剛体の場合、漏れ測定時の圧力に係らず、漏れ元の体積は一定であるという概念を一掃しなければならない事実を、本願発明者は見出した。 Furthermore, the inventors of the present application have discovered the fact that, if the object to be inspected (work master) is a rigid body, the concept that the volume of the leak source is constant regardless of the pressure during leak measurement must be eliminated.
すなわち、漏れ量測定時に気体が加圧導入されて封止される閉空間には、被検査体の中空部の他に、検査装置内の配管、検査装置と被検査体とを結ぶ配管、さらには、被検査体と配管とを接続する治具や、貫通型の被検査体の場合はその他端側を閉塞する治具などもあり、この部分に柔体(たとえば、ナイロンチューブ、ポリウレタンチューブ等製の配管や開閉弁等のゴム製弁座など)があれば、封止された閉空間内の体積が圧力に応じて変化してしまう。そのため、被検査体が剛体であったとしても、これら柔体部分の影響を考慮に入れる必要がある。以下は、本願発明者がこの点を発見するに至った実験結果の一例である。 In other words, in the closed space where gas is pressurized and sealed when measuring the amount of leakage, in addition to the hollow part of the object to be inspected, there are pipes in the inspection device, pipes connecting the inspection device and the object to be inspected, and further There are also jigs that connect the test object and piping, and jigs that close the other end side in the case of a penetrating test object. If there is a pipe made of steel or a valve seat made of rubber such as an on-off valve, the volume in the sealed closed space changes according to the pressure. Therefore, even if the object to be inspected is a rigid body, it is necessary to take into consideration the influence of these soft body parts. The following is an example of experimental results that led the inventors of the present application to discover this point.
図20は、被検査体であるステンレス管(剛体)の一端にナイロンチューブ0.9mを介してリーク検査装置に接続し、他端は治具にて閉塞して漏れ量を測定した実験の結果を示している。400[kPa]~460[kPa]までは、ハーゲンポワズイユの法則を用いた直管モデルの漏れ量と実験値はほぼ一致するが、460[kPa]~500[kPa]の間は少しズレが目立つ。 Fig. 20 shows the results of an experiment in which one end of a stainless steel tube (rigid body) to be inspected was connected to a leak tester via a 0.9 m nylon tube, and the other end was closed with a jig to measure the leak rate. showing. From 400[kPa] to 460[kPa], the leak rate of the straight pipe model using Hagen-Poiseuille's law is almost the same as the experimental value, but between 460[kPa] and 500[kPa] there is a slight difference. stand out.
ズレの原因は以下と推定する。
・推定原因(1):検査装置内の配管や開閉弁等のゴム製弁座が、460[kPa]~500[kPa]間では、400[kPa]に対して少し体積が異なってきた。
・推定原因(2):0.9mのナイロンチューブが、460[kPa]~500[kPa]の間では、400[kPa]に対して少し体積が異なってきた。
The cause of the discrepancy is presumed to be as follows.
・Probable cause (1): The volume of rubber valve seats such as pipes and on-off valves in the inspection equipment is slightly different from 400 [kPa] between 460 [kPa] and 500 [kPa].
・Probable cause (2): The volume of the 0.9 m nylon tube is slightly different from 400 [kPa] between 460 [kPa] and 500 [kPa].
図21は、被検査体であるステンレス管(剛体)の一端にポリウレタンチューブ5.0mを介してリーク検査装置に接続し、他端は治具にて閉塞して漏れ量を測定した実験の結果を示している。400[kPa]~410[kPa]までは、ハーゲンポワズイユの法則を用いた直管モデルの漏れ量と実験値はほぼ一致するが、410[kPa]~500[kPa]の間は少しズレが目立つ。 Fig. 21 shows the results of an experiment in which one end of a stainless steel tube (rigid body) to be inspected was connected to a leak tester via a 5.0m polyurethane tube, and the other end was closed with a jig to measure the leak rate. showing. From 400[kPa] to 410[kPa], the leak rate of the straight pipe model using Hagen-Poiseuille's law is almost the same as the experimental value, but between 410[kPa] and 500[kPa] there is a slight difference. stand out.
検査装置内の配管や開閉弁等のゴム製弁座は、図20と同じなので、図20と図21とが大きく異なる原因は以下の推定原因(3)と考えられる。
・推定原因(3):0.9mのナイロンチューブに対して、ナイロンチューブより柔らかい5.0mのポリウレタンチューブの方が、体積変化が大きい。
Since the pipes in the inspection device and the rubber valve seats of the on-off valves are the same as in FIG. 20, the reason for the large difference between FIG. 20 and FIG. 21 is presumed cause (3) below.
・Probable cause (3): A 5.0 m polyurethane tube, which is softer than a nylon tube, has a larger volume change than a 0.9 m nylon tube.
図22は、被検査体である銅管(剛体)の一端にポリウレタンチューブ2.0mを介してリーク検査装置に接続し、被検査体は途中で6本に分岐し、分岐先の6か所の他端は治具にて閉塞して漏れ量を測定した実験の結果を示している。図20、図21に対して、ハーゲンポワズイユの法則を用いた直管モデルの漏れ量と実験値とには大きな差が生じている。その原因は以下と推定される。 In FIG. 22, one end of a copper pipe (rigid body), which is an object to be inspected, is connected to a leak inspection device through a polyurethane tube of 2.0 m. The other end is closed with a jig and shows the results of an experiment in which the amount of leakage was measured. 20 and 21, there is a large difference between the leakage amount of the straight pipe model using Hagen-Poiseuille's law and the experimental value. The reason for this is presumed to be as follows.
・推定原因(4):図21と同じポリウレタンチューブを用いて、その長さを短く(5.0m→2.0m)してリーク検査装置に接続したにもかかわらず、大きく差が生じた。この原因は、閉塞に用いた治具(他端側のみならず一端側も含めた7つの治具)が原因と考えられる。 ・Probable cause (4): A large difference occurred even though the same polyurethane tube as in Fig. 21 was used, but the length was shortened (5.0 m → 2.0 m) and connected to the leak test device. The cause of this is considered to be the jigs (seven jigs including not only the other end side but also the one end side) used for closing.
このように、被検査体が剛体でも、他の部分(配管や開閉弁等)に柔体(たとえば、ナイロンチューブ、ポリウレタンチューブ)が使用されるため、これら柔体部分の体積変化の影響を考慮に入れる必要がある。 In this way, even if the object to be inspected is a rigid body, soft bodies (for example, nylon tubes, polyurethane tubes, etc.) are used for other parts (pipes, on-off valves, etc.). must be put in
従来測定器は、精度を高め、正確な測定値を求めることを目的としてきたが、本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、漏れ量測定時の圧力条件の違いにかかわらず漏れに関する被検査体の良否を正しく判定することのできるリーク検査方法およびリーク検査装置を提供することを目的としている。 Conventional measuring instruments have been aimed at improving accuracy and obtaining accurate measured values. It is an object of the present invention to provide a leak inspection method and a leak inspection apparatus capable of correctly judging the quality of an object to be inspected regarding leakage.
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。 The gist of the present invention for achieving this object lies in the following inventions.
[1]中空部を有する被検査体の漏れの有無を検査するリーク検査方法であって、
前記被検査体に気体を加圧導入した後に封止した状態で前記被検査体からの漏れ量である検出漏れ量を測定する漏れ量測定ステップと、
前記測定を行った時の前記被検査体の内圧を示す第1の検査圧力を測定する検査圧力測定ステップと、
基準の検査圧力と、前記被検査体の内圧を前記基準の検査圧力として前記測定を行った場合の前記被検査体からの漏れ量の最大許容値を示す基準漏れ量とを取得する基準値取得ステップと、
前記検出漏れ量と前記基準漏れ量とが、前記基準の検査圧力と前記第1の検査圧力とが同一の圧力である場合の値となるように、前記検出漏れ量と前記基準漏れ量のうちの少なくとも一方を換算する換算ステップと、
を有する
ことを特徴とするリーク検査方法。
[1] A leak inspection method for inspecting the presence or absence of leakage in an object to be inspected having a hollow portion,
A leakage amount measuring step of measuring a detected leakage amount, which is an amount of leakage from the object to be inspected, in a sealed state after gas is pressurized and introduced into the object to be inspected;
an inspection pressure measuring step of measuring a first inspection pressure indicating the internal pressure of the object to be inspected when the measurement is performed;
Acquisition of a reference value for obtaining a reference inspection pressure and a reference leakage amount indicating a maximum allowable amount of leakage from the object to be inspected when the measurement is performed using the internal pressure of the object to be inspected as the reference inspection pressure a step;
out of the detected leakage amount and the reference leakage amount so that the detected leakage amount and the reference leakage amount have values when the reference inspection pressure and the first inspection pressure are the same pressure a conversion step of converting at least one of
A leak inspection method, comprising:
上記発明および下記[8]の発明では、測定で得た検出漏れ量と基準漏れ量とが、基準の検査圧力と測定時の検査圧力とが同一の圧力である場合の値となるように、検出漏れ量と基準漏れ量のうちの少なくとも一方を換算する。この換算により、基準の検査圧力と異なる圧力で被検査体の漏れ量の測定が行われた場合であっても、同じ圧力条件下での値に統一することができる。「同一の圧力」は、基準の検査圧力、あるいは第1の検査圧力のほか、別途の第3の圧力としてもよい。圧力を基準の検査圧力に統一する場合は検出漏れ量を換算し、圧力を第1の検査圧力に統一する場合は基準漏れ量を換算し、圧力を第3の圧力に統一する場合は、検出漏れ量と基準漏れ量の双方を換算すればよい。 In the above invention and the invention of [8] below, the detected leakage amount obtained by measurement and the reference leakage amount are values when the reference inspection pressure and the inspection pressure at the time of measurement are the same. At least one of the detected leak amount and the reference leak amount is converted. By this conversion, even if the leakage amount of the object to be inspected is measured at a pressure different from the reference inspection pressure, it is possible to unify the value under the same pressure condition. The "same pressure" may be the reference inspection pressure, the first inspection pressure, or a separate third pressure. When unifying the pressure to the standard inspection pressure, convert the detected leak rate. When unifying the pressure to the first inspection pressure, convert the reference leak amount. When unifying the pressure to the third pressure, detect Both the leakage amount and the reference leakage amount should be converted.
[2]前記被検査体の中空部を含む前記封止された閉空間の内圧による体積変化を取得する体積変化取得ステップ
をさらに有する
ことを特徴とする[1]に記載のリーク検査方法。
[2] The leak inspection method according to [1], further comprising a volume change acquiring step of acquiring a volume change due to internal pressure of the sealed closed space including the hollow portion of the test object.
上記発明および下記[9]の発明では、測定した差圧[Pa]を[mL/min]を単位とする漏れ量に変換する演算では、漏れ元の体積が必要になると共に、柔体の場合、漏れ元の体積は漏れ元の内圧によって変化するので、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の内圧による体積変化を取得する。 In the above invention and the invention of [9] below, the calculation to convert the measured differential pressure [Pa] to the leak rate in units of [mL/min] requires the volume of the leak source, and in the case of a soft body, , the volume of the leak source changes with the internal pressure of the leak source, so the volume change due to the internal pressure of the sealed closed space including the hollow portion of the object to be inspected is obtained.
[3]換算ステップでは、前記被検査体の中空部を含む前記封止された閉空間の体積が該閉空間の内圧に依存して変化することを加味して、前記換算する
ことを特徴とする[1]または[2]に記載のリーク検査方法。
[3] In the conversion step, the conversion is performed taking into consideration that the volume of the sealed closed space including the hollow portion of the object to be inspected varies depending on the internal pressure of the closed space. The leak inspection method according to [1] or [2].
上記発明および下記[10]の発明では、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の体積が該閉空間の内圧に依存して変化することを加味して換算することで、換算がより正確になる。 In the above invention and the following invention [10], the volume of the sealed closed space including the hollow part of the test object changes depending on the internal pressure of the closed space. becomes more accurate.
[4]前記換算後の前記検出漏れ量と前記基準漏れ量とを比較して、前記被検査体の漏れの有無を判定する判定ステップをさらに有する
ことを特徴とする[1]乃至[3]のいずれか1つに記載のリーク検査方法。
[4] characterized by further comprising a determination step of comparing the detected leak amount after conversion with the reference leak amount to determine presence/absence of leakage from the object to be inspected. The leak inspection method according to any one of.
[5]前記漏れ量測定ステップでは、中空部を有する漏れの無い基準体と前記被検査体とに気体を同圧に加圧導入した後、前記基準体と前記被検査体のそれぞれを独立した閉空間として封止した状態で計測した前記被検査体の内圧と前記基準体の内圧との差圧に基づいて、前記被検査体からの漏れ量を取得する
ことを特徴とする[1]乃至[4]のいずれか1つに記載のリーク検査方法。
[5] In the leak amount measuring step, gas is pressurized to the same pressure into a leak-free reference body having a hollow portion and the object to be inspected, and then the reference object and the object to be inspected are separated from each other. [1] to [1], wherein the amount of leakage from the object to be inspected is obtained based on the differential pressure between the internal pressure of the object to be inspected and the internal pressure of the reference object, which is measured in a sealed closed space. The leak inspection method according to any one of [4].
上記発明および下記[12]の発明では、同圧に加圧した被検査体の内圧と基準体の内圧との差圧を測定するので、高圧下で精度の高い測定が可能となる。 In the above invention and the following invention [12], since the differential pressure between the internal pressure of the object to be inspected and the internal pressure of the reference object pressurized to the same pressure is measured, highly accurate measurement can be performed under high pressure.
[6]前記第1の検査圧力の測定時と前記検出漏れ量の測定時とにずれがある場合に、測定された第1の検査圧力を、前記検出漏れ量の測定時の値となるように補正する検査圧力補正ステップをさらに有する
ことを特徴とする[1]乃至[5]のいずれか1つに記載のリーク検査方法。
[6] If there is a difference between the measurement of the first inspection pressure and the measurement of the detected leak amount, the measured first inspection pressure is adjusted to the value at the time of measurement of the detected leak amount. The leak inspection method according to any one of [1] to [5], further comprising an inspection pressure correction step of correcting to .
上記発明および下記[13]の発明では、検査圧力の測定時を、検出漏れ量の測定期間の開始時と終了時の中央時とすることが好ましいが、たとえば、検査圧力の測定時を、検出漏れ量の測定期間の開始時とする場合、あるいは、封止後、圧力降下がある程度落ち着く整定期間の経過を待って漏れを測定する場合に、検出漏れ量の測定開始前の整定期間中とする場合、さらには、封止後に被検査体の内圧を測定するための圧力計が設けられていないような場合には、加圧導入完了後で封止前とする場合など、検査圧力の測定時と検出漏れ量の測定時とにずれがある場合に、そのずれたタイミングで測定された第1の検査圧力を、検出漏れ量の測定時の値となるように補正する。 In the above invention and the invention [13] below, it is preferable that the time of measuring the inspection pressure is set to the middle time between the start and the end of the measurement period of the detected leak amount. When starting the measurement period of the leak rate, or when measuring the leak after waiting for the settling period to settle down to some extent after sealing, set it during the settling period before the start of the measurement of the detected leak rate. In addition, when there is no pressure gauge for measuring the internal pressure of the test object after sealing, when the test pressure is measured after the introduction of pressurization is completed before sealing. If there is a deviation between the measurement of the detected leakage amount and the measurement of the detected leakage amount, the first test pressure measured at the time of the deviation is corrected so as to be the value at the time of measurement of the detected leakage amount.
[7]前記検査圧力補正ステップでは、前記検出漏れ量を加味して前記補正を行う
ことを特徴とする[6]に記載のリーク検査方法。
[7] The leak inspection method according to [6], wherein in the inspection pressure correction step, the correction is performed in consideration of the detected leak amount.
上記発明および下記[14]の発明では、漏れ量の大小に応じて、封止後の圧力降下に差が生じるので、漏れ量の測定時と時間的にずれたタイミングで測定された第1の検査圧力を、漏れ量を加味して補正する(漏れ量に応じて補正量を増減させる)。 In the above invention and the invention [14] below, the pressure drop after sealing differs depending on the amount of leakage. The inspection pressure is corrected in consideration of the amount of leakage (the amount of correction is increased or decreased according to the amount of leakage).
[8]中空部を有する被検査体の漏れの有無を検査するリーク検査装置であって、
前記被検査体に気体を加圧導入した後に封止した状態で前記被検査体からの漏れ量である検出漏れ量を測定する漏れ量測定部と、
前記測定を行った時の前記被検査体の内圧を示す第1の検査圧力を測定する検査圧力測定部と、
基準の検査圧力と、前記被検査体の内圧を前記基準の検査圧力として前記測定を行った場合の前記被検査体からの漏れ量の最大許容値を示す基準漏れ量とを取得する基準値取得部と、
前記検出漏れ量と前記基準漏れ量とが、前記基準の検査圧力と前記第1の検査圧力とが同一の圧力である場合の値となるように、前記検出漏れ量と前記基準漏れ量のうちの少なくとも一方を換算する換算部と、
を有する
ことを特徴とするリーク検査装置。
[8] A leak inspection device for inspecting the presence or absence of leaks in an object to be inspected having a hollow part,
a leakage amount measuring unit that measures a detected leakage amount, which is an amount of leakage from the object to be inspected, in a sealed state after gas is pressurized and introduced into the object to be inspected;
an inspection pressure measuring unit that measures a first inspection pressure that indicates the internal pressure of the object to be inspected when the measurement is performed;
Acquisition of a reference value for obtaining a reference inspection pressure and a reference leakage amount indicating a maximum allowable amount of leakage from the object to be inspected when the measurement is performed using the internal pressure of the object to be inspected as the reference inspection pressure Department and
out of the detected leakage amount and the reference leakage amount so that the detected leakage amount and the reference leakage amount have values when the reference inspection pressure and the first inspection pressure are the same pressure a conversion unit that converts at least one of
A leak inspection device comprising:
[9]前記被検査体の中空部を含む前記封止された閉空間の内圧による体積変化を取得する体積変化取得部をさらに有する
ことを特徴とする[8]に記載のリーク検査装置。
[9] The leak test apparatus according to [8], further comprising a volume change acquiring unit that acquires a volume change due to an internal pressure of the sealed closed space including the hollow part of the object to be inspected.
[10]前記換算部は、前記被検査体の中空部を含む前記封止された閉空間の体積が該閉空間の内圧に依存して変化することを加味して、前記換算する
ことを特徴とする[8]または[9]に記載のリーク検査装置。
[10] The conversion unit performs the conversion taking into account that the volume of the sealed closed space including the hollow part of the test object changes depending on the internal pressure of the closed space. The leak inspection device according to [8] or [9].
[11]前記換算後の前記検出漏れ量と前記基準漏れ量とを比較して、前記被検査体の漏れの有無を判定する判定部をさらに有する
ことを特徴とする[8]乃至[10]のいずれか1つに記載のリーク検査装置。
[11] The method further comprises a determination unit that compares the detected leakage amount after conversion with the reference leakage amount to determine whether or not there is leakage in the object to be inspected. [8] to [10] The leak inspection device according to any one of.
[12]前記漏れ量測定部は、中空部を有する漏れの無い基準体と前記被検査体とに気体を同圧に加圧導入した後、前記基準体と前記被検査体のそれぞれを独立した閉空間として封止した状態で計測した前記被検査体の内圧と前記基準体の内圧との差圧に基づいて、前記被検査体からの漏れ量を取得する
ことを特徴とする[8]乃至[11]のいずれか1つに記載のリーク検査装置。
[12] The leak rate measuring unit pressurizes and introduces gas into a leak-free reference body having a hollow portion and the test object at the same pressure, and then separates the reference body and the test object from each other. The amount of leakage from the test object is obtained based on the differential pressure between the internal pressure of the test object and the internal pressure of the reference object, which is measured in a sealed closed space. The leak inspection device according to any one of [11].
[13]前記検査圧力測定部は、前記第1の検査圧力の測定時と前記検出漏れ量の測定時とにずれがある場合に、測定された第1の検査圧力を、前記検出漏れ量の測定時の値となるように補正する
ことを特徴とする[8]乃至[12]のいずれか1つに記載のリーク検査装置。
[13] When there is a difference between the measurement of the first inspection pressure and the measurement of the detected leak amount, the inspection pressure measurement unit measures the measured first inspection pressure as the detected leakage amount. The leak inspection device according to any one of [8] to [12], wherein correction is performed so as to obtain a value at the time of measurement.
[14]前記検査圧力測定部は、前記検出漏れ量を加味して前記補正を行う
ことを特徴とする[13]に記載のリーク検査装置。
[14] The leak inspection device according to [13], wherein the inspection pressure measuring unit performs the correction in consideration of the detected leak amount.
本発明に係るリーク検査方法およびリーク検査装置によれば、漏れ量測定時の圧力条件の違いにかかわらず漏れに関する被検査体の良否を正しく判定することができる。 According to the leak inspection method and the leak inspection apparatus according to the present invention, it is possible to correctly determine the quality of an object to be inspected regarding leakage regardless of the difference in pressure conditions when measuring the amount of leakage.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
図1は、本発明に係るリーク検査装置10の概略構成と検査の流れを示している。以下、圧力はすべてゲージ圧とする。リーク検査装置10は、中空部を有する被検査体(例えば、熱交換器等の管路、貯湯タンク等の容器)の漏れを検査する装置である。中空部を有する被検査体をワークとする。またワークと同形状、同材料で構成された容器等であって漏れのないことが確認されているものをマスタとする。ワークとマスタは同じ力学的および熱力学的パラメータを持った異なる容器等である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
なお、ワークとマスタを同じ力学的および熱力学的パラメータを持った異なる容器とすると、ワークが大きい場合にはマスタも大きくなり、結果、検査装置の設置場所として広いスペースを要することとなるので、マスタを小型とし、マスタがワークと同じサイズを使用した場合と等価となるように変換係数を使用して対応してもよい。 If the workpiece and the master are different containers with the same dynamic and thermodynamic parameters, the larger the workpiece, the larger the master. The size of the master may be reduced, and conversion coefficients may be used so as to be equivalent to the case where the size of the master is the same as that of the workpiece.
リーク検査装置10は、加圧源接続口11と、ワーク接続口12と、マスタ接続口13を備えている、リーク検査装置10は内部の管路として、加圧源接続口11に一端が接続された第1配管21を有し、該第1配管21は途中で二手に分岐して第2配管22と第3配管23となり、第2配管22の他端はワーク接続口12に、第3配管23の他端はマスタ接続口13にそれぞれ接続されている。
The
第1配管21には第1開閉弁31が介挿されている。第2配管22には、第1配管21との分岐箇所からワーク接続口12に向かう並び順で、第2開閉弁32、第1圧力計41、第3開閉弁33が設けてある。また第3配管23には、第1配管21との分岐箇所からマスタ接続口13に向かう並び順で、第4開閉弁34、第2圧力計42、第5開閉弁35が設けてある。
A first on-off
第2開閉弁32と第3開閉弁33との間の第2配管22と、第4開閉弁34と第5開閉弁35の間の第3配管23との間には、差圧計43が接続されている。また、第1開閉弁31と第4開閉弁34との間の所定箇所で第3配管23から排気管24が分岐しており、該排気管24の途中に排気弁38が設けてある。排気管24の終端は排気ポートとなっており大気開放されている。
A
リーク検査装置10は、検査の流れの制御、測定、および測定結果に基づく漏れ判定等を行う検査処理部50を有する。検査処理部50は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を主要部とする回路であり、ROMに格納されたプログラムに従ってCPUが処理を実行することで、リーク検査装置10における検査動作の制御、測定および判定が行われる。
The
検査処理部50は、漏れ量測定部51、検査圧力測定部52、基準値取得部53、換算部54、判定部55、体積変化取得部56の各機能を備えている。漏れ量測定部51は、被検査体に気体を加圧導入した後に封止した状態で該被検査体からの漏れ量である検出漏れ量を測定する機能を果たす。ここでは漏れ量測定部51は、差圧計43を用いて、測定期間開始時のワークの内圧とマスタの内圧との差圧と、測定期間終了時のワークの内圧とマスタの内圧との差圧との差を、漏れ量に対応する差圧として検出する。
The
検査圧力測定部52は、漏れ量測定部51が漏れ量の測定を行った時の被検査体の内圧を示す第1の検査圧力を測定する機能を果たす。
The inspection
基準値取得部53は、基準の検査圧力と、被検査体の内圧を基準の検査圧力として漏れ量の測定を行った場合の被検査体からの漏れ量の最大許容値を示す基準漏れ量とを取得する機能を果たす。たとえば、管理者等により基準の検査圧力、および基準漏れ量の入力を受けて記憶する。
The reference
換算部54は、検出漏れ量と基準漏れ量とが、基準の検査圧力と第1の検査圧力とが同一の圧力である場合の値となるように、検出漏れ量と基準漏れ量のうちの少なくとも一方を換算する機能を果たす。「同一の圧力」は、基準の検査圧力、あるいは第1の検査圧力のほか、別途の第3の圧力としてもよい。圧力を基準の検査圧力に統一する場合は検出漏れ量を基準の検査圧力下での値に換算し、圧力を第1の検査圧力に統一する場合は基準漏れ量を第1の検査圧力下での値に換算し、圧力を別途の第3の圧力に統一する場合は、検出漏れ量と基準漏れ量の双方を第3の圧力下での値に換算すればよい。
The
ここでは、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の体積が該閉空間の内圧に依存して変化することを加味して前述の換算を行う。漏れ量として検出された差圧ΔP[Pa]を漏れ量Q[mL/min]に変換する際には、式Aに示したように、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の体積Vwが関係する。そして、柔体を含む閉空間の体積Vwは該閉空間内の圧力に依存して変化するので、換算部54はこれを加味して前述の換算を行う。なお、リーク検査装置10は、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の体積が該閉空間の内圧に依存して変化することを加味しないで換算する場合にも対応している。なお、この体積には、リーク検査装置内の差圧を計測する差圧計のダイヤフラム、検査装置から検査対象までの配管や検査対象を密閉する治具等を含み、検査対象のみの体積に限らない。
Here, the aforementioned conversion is performed taking into consideration that the volume of the sealed closed space including the hollow portion of the object to be inspected changes depending on the internal pressure of the closed space. When converting the differential pressure ΔP [Pa] detected as the leak rate to the leak rate Q [mL/min], as shown in Equation A, the sealed closed space including the hollow part of the test object is related to the volume Vw of Since the volume Vw of the closed space containing the soft body changes depending on the pressure in the closed space, the converting
判定部55は、換算後の検出漏れ量と基準漏れ量とを比較して、被検査体の漏れの有無を判定する機能を果たす。
The
体積変化取得部56は、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の内圧による体積変化を取得する。たとえば、検査圧力の許容範囲内の複数点の圧力での漏れ量[mL/min]の設定を受ける。たとえば、12.96[mL/min at500kPa])、9.69[mL/min at402kPa]、11.03[mL/min at450kPa]のうちの少なくとも2点の設定入力を受ける。そして、これらに基づいて内圧による体積変化の影響を加味した換算を行うための係数の演算等を行う。
The volume
リーク検査装置10のワーク接続口12には、ワーク61が接続される。この例では、ワーク61は入口と出口を有する貫通型の容器等(たとえば、給湯器の熱交換器)である。ワーク61の入口はワーク接続口12に接続され、出口には第6開閉弁36が接続されている。第6開閉弁36を開くとワーク61の出口は大気に通じて大気開放となる。
A
マスタ接続口13には、マスタ62が接続される。この例では、マスタ62は、ワーク61と同様に入口と出口を有する貫通型の容器等である。マスタ62の入口はマスタ接続口13に接続され、出口には第7開閉弁37が接続されている。第7開閉弁37を開くとマスタ62の出口は大気に通じて大気開放となる。
A
ワーク61は、製造から検査終了まで以下のような工程を経る。なお、マスタ62は、マスタ接続口13に接続された状態に維持される。リーク検査装置10は、次々と新たなワーク61を検査する。ワーク61は、ロー付け工程を経て製造(P1)された後、籠台車上に集積されて10分ほど放置され、環境温度+10℃程度に落ち着く(P2)。その後、大気を送風する等温化ファンユニット6に載せて数分間、大気を当てて冷却する(P3)。その後、リーク検査装置10に取り付けられて検査が行われる(P4)。検査が終了するとリーク検査装置10から取り外されて次工程に送られる(P5)。
The
リーク検査装置10の加圧源接続口11には、電空レギュレータ2を介して加圧気体の供給源3が接続される。また、電空レギュレータ2と加圧源接続口11との間の配管には圧力計5が接続される。加圧気体の供給源3は、例えば屋外に設置されており、電空レギュレータ2に至るまでの配管の途中で、加圧気体を動力とする各種の機械等(例えばエアーツール等)にも加圧気体を供給するようになっている。
A
たとえば、加圧気体の供給源3は、加圧気体を作る空気圧縮機(コンプレッサー、小型の場合は通称ベビコン)と、コンプレッサーからの加圧空気を一時的に貯めるタンク(圧力変動をなるべく抑えるバッファー用空気タンク)と、タンクに設けられた圧力センサーで構成される。
For example, the pressurized
加圧気体が使われるとタンク内に貯められた加圧空気が減る。加圧気体の供給源3は、圧力センサーで検出される圧力が予め設定された下限値に達すると、コンプレッサーを起動させて加圧空気をタンクに送り込み(ベビコントローラ)、圧力センサーで検出される圧力が予め設定された上限値に達すると、コンプレッサーを停止させる。この結果、供給源3のタンクから供給される加圧気体の圧力は所定範囲で変動を繰り返すことになる。また、コンプレッサーの能力を超えて加圧気体が使われると、予め設定された下限値以下で供給源3からの加圧気体が送られてくる場合もある。なお、必要に応じてアフタークーラ、ドライヤー等が追加される場合がある。
When pressurized gas is used, the stored pressurized air in the tank is reduced. When the pressure detected by the pressure sensor reaches a preset lower limit, the pressurized
電空レギュレータ2は、下流側が設定圧力となるように制御する機能を果たす(実際には供給源3から送られて来る以上に加圧することはできないので、管理者が供給圧を見ながら、供給圧以下の所定の範囲を設定することで、設定圧力となるように制御される)。詳細には、電空レギュレータ2の設定値は、リーク検査装置10の検査処理部50から送られてくる。この設定値は、例えば500kPa±40kPaのような設定範囲を、利用者がリーク検査装置10に入力し、電空レギュレータ2はこの500kPaという設定に基づいて、元圧の変化にリアルタイムで反応・修正しながら、下流側の圧力が設定値(たとえば、500kPa)となるように制御を続ける。
The electro-
リーク検査装置10がワーク61へ気体を加圧導入している期間中、電空レギュレータ2は前述の制御を続けており、リーク検査装置10の検査処理部50は、ワーク61への気体の加圧導入を開始してから所定時間(たとえば、10秒)が経過した時点で第1開閉弁31を閉じる。そして、タイムアップ時(第1開閉弁31を閉じたとき)の第1圧力計41の圧力が所定の許容範囲(たとえば、500kPa±40kPa)にあれば、正常に加圧されたとして判断して漏れ量の検査工程に進み、許容範囲になければ加圧エラーと判断する。たとえば、許容範囲が500kPa±40kPaであれば、タイムアップ時の圧力が480kPaであっても530kPaであっても、その圧力で漏れ量の検査工程に進むことになる。
While the
なお、以下のような理由で、タイムアップ時の圧力が設定値(たとえば500kPa)からずれることがある。すなわち、供給源3から電空レギュレータ2に至るまでの配管から分岐して接続されている、加圧気体を動力とする他の機械等が、想定外に多量の加圧気体を、リーク検査装置10が被検査体への気体の加圧導入を行っている期間の終了寸前に使用すると、電空レギュレータ2は供給源3から供給される加圧気体の急激な圧力低下に対して制御が間に合わなくなり、タイムアップ時の圧力が設定値より下がってしまうといった現象が生じる。例えば500kPaにコントロールしていたものが、第1開閉弁31を閉じる寸前に470kPaに下がってしまう場合がある。
For the following reasons, the pressure may deviate from the set value (for example, 500 kPa) when the time is up. That is, another machine or the like powered by pressurized gas, which is branched from the pipe from the
図2は、リーク検査装置10が行う検査処理の流れを示す流れ図である。リーク検査装置10は、基準の検査圧力(Ptest)と、ワーク(被検査体)の内圧を基準の検査圧力にして漏れ量の測定を行った場合の該ワークからの漏れ量の最大許容値を示す基準漏れ量(Qref)との入力設定を、たとえば漏洩検査の管理者等から受ける(ステップS100:基準値認識工程)。ここでは、基準漏れ量(Qref)は、[mL/min]を単位とする値で設定される。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of inspection processing performed by the
基準の検査圧力(Ptest[kPa])と基準漏れ量(Qref[mL/min])はペアの関係にあり、これらをどのように設定すれば良いかについては、たとえば、リーク検査装置10の取り扱い説明書等へ記載することで管理者に知らしめる。 The reference test pressure (Ptest [kPa]) and the reference leak rate (Qref [mL/min]) are in a pair relationship. The administrator will be notified by describing it in the manual or the like.
たとえば、電空レギュレータ2に対して設定する圧力範囲が、500kPa+40kPa~500kPa-30kPaの場合に、基準の検査圧力を、±の基準とされた500kPaとするか、中央値の505kPaの値とするか等の決め事を定めておけばよい。リーク検査装置10は、その決め事に基づいて、設定された圧力範囲から基準の検査圧力(Ptest)を認識すればよい。あるいは、リーク検査装置10に基準の検査圧力(Ptest)の設定値を直接入力するようにしても良い。
For example, if the pressure range set for the electro-
次に、後述の漏洩検査工程で形成される、ワーク内部を含む封止された閉空間の内圧と体積変化との関係を示す情報を取得する(ステップS101、体積変化取得工程)。ここでは、漏れのある所定のワーク内部を含む封止された閉空間の内圧とその内圧での漏れ量(単位は[mL/min])とのペアを、複数の内圧(好ましくは、検査圧力の許容範囲の複数の内圧)について取得する。 Next, information indicating the relationship between the internal pressure and the volume change of the sealed closed space including the inside of the work, which is formed in the leakage inspection process described later, is acquired (step S101, volume change acquisition process). Here, a pair of the internal pressure of a sealed closed space containing the inside of a predetermined leaky work and the amount of leakage at that internal pressure (unit is [mL/min]) is defined by multiple internal pressures (preferably inspection pressure Tolerance for multiple internal pressures).
たとえば、402kPaと402kPaでの漏れ量9.69[mL/min]のペア、450kPaと450kPaでの漏れ量11.03[mL/min]のペア、500kPaと500kPaでの漏れ量12.96[mL/min]のペア、の入力を受ける。少なくとも2つの内圧について入力されればよい。そして、これらに基づいて内圧による体積変化の影響を加味して換算するための係数等を求める。 For example, a pair of leak rate 9.69 [mL/min] at 402 kPa and 402 kPa, a pair of leak rate 11.03 [mL/min] at 450 kPa and 450 kPa, a pair of leak rate 12.96 [mL/min] at 500 kPa and 500 kPa, receive the input of It suffices to input at least two internal pressures. Then, based on these, coefficients and the like for conversion taking into account the effect of volume change due to internal pressure are obtained.
リーク検査装置10は、第1開閉弁31を除くすべての開閉弁32~38を開き、この状態で、作業者により、ワーク61およびマスタ62が大気開放の状態で図1に示すようにリーク検査装置10に接続される(ステップS102)。
The
リーク検査装置10は、その後、排気弁38を閉じ、この状態で第1開閉弁31を所定時間(20~30秒)開いてから閉じる制御を行うことでワーク61およびマスタ62内を掃気(プレパージ)する(ステップS103)。掃気流量は、例えば大気圧換算で50~100リットル位である。
After that, the
その後、第6開閉弁36、第7開閉弁37を閉じ、さらに第2開閉弁32、第4開閉弁34を閉じて、ワーク61とマスタ62をそれぞれ、大気開放の状態から封止した独立の閉空間にする(ステップS104)。
After that, the sixth on-off
その後、所定時間にわたって放置しているときのワーク61側の閉空間とマスタ62側の閉空間との差圧を差圧計43で測定する温度補償用測定工程を実施する(ステップS105)。温度補償用測定工程で測定された差圧の変化量(温度補償用測定工程の開始時の差圧(ワーク61側の閉空間とマスタ62側の閉空間との差圧)と終了時の差圧(ワーク61側の閉空間とマスタ62側の閉空間との差圧)との差分)をΔPt1とし、温度補償用測定工程での測定時間をTaとする。
After that, a temperature compensating measuring step is performed in which the
次に、漏洩検査工程を行う。漏洩検査工程では、まず、加圧気体の供給源3からワーク61とマスタ62に気体を加圧導入して所定の検査圧力(例えば500kPa±40kPaのような設定範囲内)まで加圧する(ステップS106:加圧ステップ)。具体的には、第2開閉弁32と第4開閉弁34を開いてワーク61とマスタ62とを連通した後、第1開閉弁31を開いて供給源3から気体をワーク61とマスタ62に加圧導入し、加圧導入が完了したら第1開閉弁31を閉じる。
Next, a leak inspection process is performed. In the leak inspection process, first, gas is pressurized from the pressurized
ここでは、前述したように、電空レギュレータ2で圧力制御(たとえば、設定値の500kPaとなるように制御)しながら気体の加圧導入を実施し、加圧導入の開始から所定時間(たとえば、10秒)が経過したら、その時の圧力状況にかかわらず(例えば500kPa±40kPaといった設定範囲から外れていても)、第1開閉弁31を閉じるように制御する。
Here, as described above, gas is pressurized while the pressure is controlled by the electro-pneumatic regulator 2 (for example, controlled to a set value of 500 kPa). 10 seconds) has passed, regardless of the pressure situation at that time (even if it is out of the set range of 500 kPa±40 kPa, for example), the first on-off
加圧導入完了後の封止時(第1開閉弁31を閉じた時)の圧力Pt(第1圧力計41の示す圧力)が設定範囲(例えば500kPa±40kPa)から外れている場合は、その時点で検査エラーとし、設定範囲内にあれば、さらに第2開閉弁32、第4開閉弁34を閉じて、ワーク61とマスタ62をそれぞれ、加圧された独立の閉空間にする(ステップS106)。
If the pressure Pt (the pressure indicated by the first pressure gauge 41) at the time of sealing (when the first on-off
その後、温度変化(圧力変化)がある程度落ち着くまでの整定期間の経過を待ち、その後の測定期間に、ワーク61側の閉空間とマスタ62側の閉空間との差圧の変化を差圧計43で測定する(ステップS107:測定ステップ)。漏洩検査工程で測定された差圧の変化量(漏洩検査工程の測定開始時の差圧と漏洩検査工程の測定終了時の差圧との差分)をΔPrとし、漏洩検査工程の測定ステップでの測定期間の長さ(時間)をTrとする。
After that, wait for a settling period until the temperature change (pressure change) settles down to some extent, and during the subsequent measurement period, the
また、検査処理部50は、差圧ΔPrを測定したときのワーク61の内圧を第1圧力計41で測定し、これを検査圧力として記録する(ステップS108〉。たとえば、測定期間の開始時と終了時の中央時における内圧、あるいは、測定期間の開始時における内圧、を第1圧力計41で測定し、これを検査圧力として記録する。測定時のワーク61の内圧(検査圧力)をPtwとする。
Also, the
なお、漏れが大きい場合には、温度変化(温度変化に起因する圧力変化)が落ち着いても、漏れに起因する圧力変化が落ち着く(漏れによって内圧が下降し、この下降によって漏れ自体が少なくなる)までにさらに時間がかかり、温度変化が落ち着くまでの時間と圧力変化が落ち着くまでの時間に差が生じる。また、漏れが大きい場合には、壁面を通して熱が逃げるのではなく、熱自体を含む空気が直接ワーク外に放出される点と、ワーク内の圧力が下がる事(断熱膨張に近い状態となる事で温度低下が進むこと)とに起因して、温度が落ち着くのが、圧力変化が落ち着くより、早い傾向がみられる。したがって、漏れの大小により、整定期間における圧力降下に差が生じる、すなわち、漏れの大小により圧力降下が落ち着くまでの時間(圧力降下に係る時定数)に差が生じる。 If the leak is large, even if the temperature change (the pressure change caused by the temperature change) settles down, the pressure change caused by the leak settles down (the internal pressure drops due to the leak, and this drop reduces the leak itself). It takes more time until the temperature change settles down, and there is a difference between the time it takes for the temperature change to settle down and the time it takes for the pressure change to settle down. Also, if there is a large amount of leakage, instead of escaping heat through the wall surface, the air containing the heat itself is released directly to the outside of the work, and the pressure inside the work drops (a state close to adiabatic expansion). ), there is a tendency for the temperature to settle down earlier than the pressure change to settle down. Therefore, the pressure drop during the settling period differs depending on the size of the leak, that is, the time required for the pressure drop to settle down (time constant related to the pressure drop) varies depending on the size of the leak.
次に、ワーク61と、マスタ62を減圧して大気開放する(ステップS109:減圧ステップ)。詳細には、第2開閉弁32と第4開閉弁34を開いてワーク61とマスタ62を連通させてから排気弁38を開いて減圧して大気開放する。このとき、第6開閉弁36、第7開閉弁37をさらに開放してもよい。その後、作業者は、ワーク61を交換して次のワークの検査準備を進める。
Next, the
次に、検査処理部50は、温度補償用測定工程で得た差圧ΔPt1(温度補償用測定工程の開始時の差圧と終了時の差圧との差分)から、測定時の検査圧力に対応する温度補償値PH1を、下記式で導出する(ステップS110)。
PH1[Pa]=ΔPt1[Pa]×(Tr[s]/Ta[s])×((Ptw[Pa]+Patm[Pa])/Patm[Pa]) …式1
ここで、Taは温度補償用測定工程での測定時間[s]、Trは漏れ量の測定期間[s]、Ptwは漏れ量測定時のワークの内圧[Pa]、Patmは大気圧(101325[Pa])、である。
Next, the
PH1[Pa]=ΔPt1[Pa]×(Tr[s]/Ta[s])×((Ptw[Pa]+Patm[Pa])/Patm[Pa]) …
where, Ta is the measurement time in the temperature compensation measurement process [s], Tr is the leakage rate measurement period [s], Ptw is the workpiece internal pressure at the time of leakage rate measurement [Pa], and Patm is the atmospheric pressure (101325 [ Pa]).
さらに、PH1[Pa]を[mL/min]を単位とする漏れ量による温度補償値H1[mL/min]に下記式で変換する。
H1[mL/min] = PH1[Pa]×Vw[mL]×60/(Tr[s]×Patm[Pa]) …式2
この式で使用するVwは、ステップS107で漏れ量を測定したときのワークを含む封止された閉空間の、内圧Ptwにおける仮想等価体積(Vw at Ptw)である。参考として、閉空間全体を剛体とする場合のVwは各種の周知の方法で求める。例えば、ワークに水を入れて重さを計る。計測器~ワーク間の配管体積はノギスで直径を計り、メジャーで長さを計ることで、配管内円柱体積を求める。そしてこれらを加算する。又は、ワークと並列に既知の容積(例えば1000ml)を接続し、バルブ開閉前後の圧力(圧力計41)の値から容積を逆算する。バルブ開閉前の圧力に対して開閉後の圧力が1/2ならば、ボイルの法則に基づく逆算により、ワーク側の閉空間の体積は1000mlとなる。
Furthermore, PH1 [Pa] is converted into a temperature compensation value H1 [mL/min] based on the leak rate in units of [mL/min] using the following formula.
H1[mL/min] = PH1[Pa]×Vw[mL]×60/(Tr[s]×Patm[Pa]) …
Vw used in this formula is the virtual equivalent volume (Vw at Ptw) of the sealed closed space containing the work when the leakage amount is measured in step S107 at the internal pressure Ptw. For reference, Vw when the entire closed space is assumed to be a rigid body is obtained by various well-known methods. For example, pour water into the work and measure the weight. The volume of the pipe between the measuring instrument and the work is measured with a vernier caliper, and the length is measured with a tape measure to obtain the cylindrical volume inside the pipe. and add them together. Alternatively, a known volume (for example, 1000 ml) is connected in parallel with the workpiece, and the volume is back-calculated from the pressure (pressure gauge 41) values before and after opening and closing the valve. If the pressure after opening and closing the valve is 1/2 of the pressure before opening and closing the valve, the volume of the closed space on the work side is 1000 ml by back calculation based on Boyle's law.
次に、検査処理部15は、ステップS107で測定した漏れ量を示す差圧ΔPrを、[mL/min]を単位とする漏れ量Qr[mL/min]に下記式で変換する。
Qr[mL/min] = ΔPr[Pa]×Vw[mL]×60/(Tr×Patm[Pa]) …式3
この式で使用するVwも、ステップS107で漏れ量を測定したときのワークを含む封止された閉空間の、内圧Ptwにおける仮想等価体積(Vw at Ptw)である。そして、検出漏れ量(Qr[mL/min])を温度補償値H1で補正し(ステップS111)、これをさらに、測定時のワークの内圧(検査圧力)が基準の検査圧力であった場合の値に換算した換算漏れ量Qsを求める(ステップS112:換算工程)。
Next, the inspection processing unit 15 converts the differential pressure ΔPr indicating the leak rate measured in step S107 into a leak rate Qr [mL/min] in units of [mL/min] using the following formula.
Qr[mL/min] = ΔPr[Pa]×Vw[mL]×60/(Tr×Patm[Pa]) …
Vw used in this equation is also the virtual equivalent volume (Vw at Ptw) of the sealed closed space containing the work when the leakage amount is measured in step S107 at the internal pressure Ptw. Then, the detected leakage amount (Qr [mL/min]) is corrected with the temperature compensation value H1 (step S111), and this is further corrected when the internal pressure (inspection pressure) of the work at the time of measurement is the reference inspection pressure. A converted leakage amount Qs converted into a value is obtained (step S112: conversion step).
なお、被検査体の中空部を含む封止された閉空間(閉じた第2開閉弁32と閉じた第6開閉弁36との間の閉空間(ワーク61の中空部を含む))の体積が該閉空間の内圧に依存して変化するものとして換算を行う。この体積変化を加味した換算を行うために下記式では、δ1:寄与率、δ2:オフセット値 を使用する。
In addition, the volume of the sealed closed space including the hollow part of the object to be inspected (the closed space between the closed second on-off
換算式の一例を以下に示す。これはハーゲンポアズイユの直管モデルを用いた場合の換算式に、δ1:寄与率、δ2:オフセット値 を適用したものである。
Qs=
δ1×(Qr-H1)×((Ptest×1000+Patm)2-Patm2)/((Ptw×1000+Patm)2-Patm2)-ΔPOS+δ2 ・・・・式4
Qs[mL/min]:換算漏れ量、Qr[mL/min]:検出漏れ量、H1[mL/min]:温度補償値、ΔPOS[Pa]:判定値オフセット値、Ptest[kPa]:基準の検査圧力、Patm:101325[Pa]、Ptw[kPa]:漏れ量測定時のワーク内圧、
温度補償を行わない場合はH1をゼロ「0」とすればよい。オフセット値は、たとえば、季節によって多少変動することへ対応するためのものであり、無くてもよい。但し、後述で示すように、管理者が入力した漏れの有る被検査体情報、漏れ量、又は基準の漏れ量を換算する部分について、オフセット値を利用して対応するようにしても良い。
An example of the conversion formula is shown below. This is obtained by applying δ1: contribution rate and δ2: offset value to the conversion formula when using the Hagen-Poiseuille straight pipe model.
Qs=
δ1×(Qr-H1)×((Ptest×1000+Patm) 2- Patm2 )/((Ptw×1000+Patm) 2 - Patm2)-ΔPOS+δ2 Equation 4
Qs [mL/min]: Converted leak rate, Qr [mL/min]: Detected leak rate, H1 [mL/min]: Temperature compensation value, ΔPOS [Pa]: Judgment value offset value, Ptest [kPa]: Standard Inspection pressure, Patm: 101325 [Pa], Ptw [kPa]: Work internal pressure when measuring leak rate,
If temperature compensation is not performed, H1 should be set to zero (0). The offset value is, for example, for dealing with seasonal variations, and may be omitted. However, as will be described later, an offset value may be used to convert the leaky test object information, leak amount, or reference leak amount input by the administrator.
δ1はグラフの傾きを変更する係数であり、δ1による傾きの変更によって基準の検査圧力での換算漏れ量が、基準の漏れ量からずれた分の補正(基準の検査圧力での換算漏れ量が基準の漏れ量と一致するように)をδ2で行っている。 δ1 is a coefficient that changes the slope of the graph, and the change in slope caused by δ1 corrects the deviation of the converted leak rate at the standard inspection pressure from the standard leak rate (the converted leak rate at the standard inspection pressure is ) is performed at δ2 so that it matches the standard leakage amount.
なお、δ1=1、δ2=0、とすれば、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の体積が該閉空間の内圧に依存して変化しないものとする場合(閉空間全体を剛体とする場合(すなわち、ハーゲンポアズイユの直管モデルに対応)の式となる。 If δ1 = 1 and δ2 = 0, then the volume of the sealed closed space including the hollow portion of the test object does not change depending on the internal pressure of the closed space (the entire closed space is a rigid body (that is, corresponds to Hagen-Poiseuille's straight pipe model).
漏れ量測定時のワークの内圧は、発明が解決しようとする課題の項に示した(理由1)~(理由4)などに起因して変動すると共に、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の壁面の一部でも柔体(たとえば、ナイロンチューブ、ポリウレタンチューブ等製の配管や開閉弁等のゴム製弁座など)を含む場合には、該閉空間(漏れ元)の体積がその内圧によって変化する。そして、差圧ΔP[Pa]を漏れ量Q[mL/min]に変換する式Aには漏れ元の体積が含まれる。 The internal pressure of the workpiece when measuring the leakage amount fluctuates due to (reason 1) to (reason 4) shown in the section of the problem to be solved by the invention, and the sealing including the hollow part of the object to be inspected If even part of the wall surface of the enclosed closed space contains a soft body (for example, piping made of nylon tubes, polyurethane tubes, etc., rubber valve seats such as on-off valves, etc.), the volume of the closed space (leakage source) changes with its internal pressure. Equation A for converting the differential pressure ΔP [Pa] to the leak amount Q [mL/min] includes the volume of the leak source.
そのため、基準の検査圧力で測定した場合の最大許容漏れ量である基準漏れ量(Qref[mL/min])と、基準の検査圧力と異なる圧力下で測定された検出漏れ量(Qr[mL/min]あるいはQrを温度補償値H1で補正した値)とを比較しても、ワークの漏れに係る良否を正しく判定することはできない。そこで、漏れ元の内圧による漏れ元の体積変化を含めて、検出漏れ量と基準漏れ量とが同じ圧力条件下の値となるようにステップS112で、前述の式4による換算を行っている。 Therefore, the standard leak rate (Qref [mL/min]), which is the maximum allowable leak rate when measured at the standard inspection pressure, and the detected leak rate (Qr [mL/min]) measured under pressures different from the standard inspection pressure. min] or a value obtained by correcting Qr with the temperature compensation value H1), it is not possible to correctly determine the quality of work leakage. Therefore, in step S112, the conversion is performed according to Equation 4 so that the detected leak amount and the reference leak amount are values under the same pressure condition, including the volume change of the leak source due to the internal pressure of the leak source.
検査処理部50は、換算後の漏れ量である換算漏れ量Qs[mL/min]が、基準漏れ量Qref[mL/min]より大きいか否かを判定する(ステップS113)。換算漏れ量Qs[mL/min]が、基準漏れ量Qref[mL/min]より大きい場合は(ステップS113;Yes)、漏れ有りと判定して(ステップS114)、本処理を終了する。換算漏れ量Qs[mL/min]が基準漏れ量Qref[mL/min]以下ならば(ステップS113;No)、漏れなしと判定して(ステップS115)、本処理を終了する。
The
なお、漏れ量は、[mL/min]を単位とするものであっても [Pa・m3/s]を単位とするものであってもよい。差圧ΔP[Pa]は、前述の式Bにより漏れ量Q[Pa・m3/s]に変換される。 The leak rate may be measured in units of [mL/min] or [Pa·m 3 /s]. The differential pressure ΔP [Pa] is converted into the leakage amount Q [Pa·m 3 /s] by the above-described formula B.
また、基準の検査圧力における基準漏れ量Qref[mL/min]を、測定時の検査圧力における漏れ量に以下の換算式で換算して、測定値の漏れ量(Qr、または温度補償有の場合は(Qr-H1))と比較してもよい。
換算後の基準の漏れ量=
δ1×(Qref)×((Ptw×1000+Patm)2-Patm2)/((Ptest×1000+Patm)2-Patm2)-ΔPOS+δ2
In addition, the reference leak rate Qref [mL/min] at the standard test pressure is converted to the leak rate at the test pressure at the time of measurement using the following conversion formula, and the measured value leak rate (Qr, or with temperature compensation may be compared with (Qr-H1)).
Standard leak rate after conversion =
δ1×(Qref)×((Ptw×1000+Patm) 2 - Patm2 )/((Ptest×1000+Patm) 2 - Patm2 )-ΔPOS+δ2
漏れ量による比較では、基準漏れ量の単位として[mL/min]や[Pa・m3/s]が使用されることが多く、基準漏れ量のベースとなる期間(時間)は[min]であったり[s]であったりするが、比較に当たっては、換算漏れ量と基準の漏れ量のベースとなる期間が同じであればよい。たとえば、換算漏れ量の時間と基準漏れ量の時間の両方を、[min]や[s]以外の[h]や[24h]等の同一時間に統一して比較してもよい。 When comparing leak rates, [mL/min] and [Pa・m 3 /s] are often used as the units for the standard leak rate, and the period (time) that is the base of the standard leak rate is [min]. It may be [s] or [s], but in the comparison, it is sufficient if the period on which the converted leakage amount and the reference leakage amount are based are the same. For example, both the time of the converted leakage amount and the time of the reference leakage amount may be unified to the same time such as [h] or [24h] other than [min] or [s] and compared.
次に、式4のδ1、δ2、の決定方法の一例を示す。
漏れ量は以下の式5で表される。
漏れ量=(πd4/128Lμ)×((P12-P22)/2P2)・・・式5
基準漏れ量を11.03[mL/min at450kPa]とした場合、漏れ量が11.03[mL/min at450kPa]のときに式5を満足する、dとLの任意の組み合わせを定める。ここでは、L:1[mm]としてdを定める。
Next, an example of a method for determining .delta.1 and .delta.2 in Equation 4 will be shown.
The amount of leakage is represented by
Leakage = ( πd4 /128Lμ) x (( P12 - P22 )/2P2)
If the standard leak rate is 11.03 [mL/min at 450 kPa], determine any combination of d and L that satisfies
具体的には式5の各値は次のようになる。
漏れ量:11.03[mL/min]=1.83833×10-7[m3/s]、
π:3.141592、
μ(空気の粘性係数20℃、空気(Pa・s)):0.0000181[Pa・s]、
P1:450[kPa G]=551325[Pa[ANR]]、
P2: 0[kPaG]=101325[Pa[ANR]]、
であり、
Lを1[mm]=1/1000[m]とすると、dは0.017448819[mm]=0.017448819/1000[m]、となる。
Lとdには相関関係があり、一方を変えると他方も変わり、この組み合わせは無限にあるが、式5で求まる漏れ量は全て同じとなるので、L又はdのどちらか一方を任意の値として良い。
Specifically, each value of
Leakage rate: 11.03 [mL/min] = 1.83833 x 10 -7 [m 3 /s],
π: 3.141592,
μ (viscosity coefficient of
P1: 450[kPa G]=551325[Pa[ANR]],
P2: 0[kPaG]=101325[Pa[ANR]],
and
If L is 1 [mm] = 1/1000 [m], then d is 0.017448819 [mm] = 0.017448819/1000 [m].
There is a correlation between L and d, and if one is changed, the other is also changed. There are an infinite number of combinations, but the leak rate determined by
dとLを上記の値とした式5において、P1を変えることで、その圧力P1における漏れ量を求めることができる。11.03[mL/min at450kPa]の漏れ量を示す孔は、圧力が変わると図3のグラフ91に示すような漏れ量を示す。これは、圧力による体積変化を考慮しない場合に対応する。
By changing P1 in
基準漏れ量11.03[mL/min at450kPa]となる柔体(リーク検査装置10において被検査体の中空部を含む封止された閉空間)について、圧力を変えて測定した漏れ量が、たとえば、12.96[mL/min at500kPa]、9.69[mL/min at402kPa]であったとする。 For a soft body (a sealed closed space including the hollow part of the object to be inspected in the leak test device 10) with a reference leak rate of 11.03 [mL/min at 450 kPa], the leak rate measured by changing the pressure is, for example, 12.96. [mL/min at 500 kPa] and 9.69 [mL/min at 402 kPa].
上記の3ヶ所を式4に代入すると、
ΔQs=
δ1×(12.96)×(((450)+101.325)2-101.3252)/((500+101.325)2-101.3252)+ δ2
=δ1×(9.69)×(((450)+101.325)2-101.3252)/((402+101.325)2-101.3252)+ δ2
=δ1×(11.03)×(((450)+101.325)2-101.3252)/((450+101.325)2-101.3252)+ δ2
上記の内の少なくとも2つの式を解くと、例えば、δ1=0.8、δ2=2.207、を得られる。
Substituting the above three points into Equation 4, we get
ΔQs=
δ1×(12.96)×(((450)+101.325) 2 -101.325 2 )/((500+101.325) 2 -101.325 2 )+ δ2
= δ1×(9.69)×(((450)+101.325) 2 -101.325 2 )/((402+101.325) 2 -101.325 2 )+ δ2
= δ1×(11.03)×(((450)+101.325) 2 -101.325 2 )/((450+101.325) 2 -101.325 2 )+ δ2
Solving at least two of the above equations gives, for example, .delta.1=0.8 and .delta.2=2.207.
すなわち、δ1=0.8、δ2=2.207、とすると 上記3つ式は以下となる。
10.87419943[mL/min at450kPa]
=0.8×(12.96)×(((450)+101.325)2-101.3252)/((500+101.325)2-101.3252)+ 2.207 式4a
11.57348215[mL/min at450kPa]
=0.8×(9.69)×(((450)+101.325)2-101.3252)/((402+101.325)2-101.3252)+ 2.207 …式4b
11.031[mL/min at450kPa]
=0.8×(11.03)×(((450)+101.325)2-101.3252)/((450+101.325)2-101.3252)+ 2.207 …式4c
点12.96[mL/min at500kPa]を通る線(式4aのグラフ)は、10.87419943[mL/min at450kPa]の点を通り、点9.69[mL/min at402kPa]を通る線(式4bのグラフ)は、11.57348215[mL/min at450kPa]の点を通る、というように少しずれがある。
That is, if δ1=0.8 and δ2=2.207, the above three equations are as follows.
10.87419943 [mL/min at 450kPa]
=0.8×(12.96)×(((450)+101.325) 2 -101.325 2 )/((500+101.325) 2 -101.325 2 )+ 2.207 Equation 4a
11.57348215 [mL/min at 450kPa]
=0.8×(9.69)×(((450)+101.325) 2 -101.325 2 )/((402+101.325) 2 -101.325 2 )+ 2.207 Equation 4b
11.031[mL/min at 450kPa]
=0.8×(11.03)×(((450)+101.325) 2 -101.325 2 )/((450+101.325) 2 -101.325 2 )+ 2.207 Equation 4c
The line passing through the point 12.96 [mL/min at 500 kPa] (graph of Formula 4a) passes through the point of 10.87419943 [mL/min at 450 kPa], and the line passing through the point 9.69 [mL/min at 402 kPa] (graph of Formula 4b) is There is a slight deviation, such as passing through the point of 11.57348215 [mL/min at450kPa].
11.031[mL/min at450kPa]を通る線の式、すなわち、式4cに対応する以下の式、
ΔQs=0.8×(11.03)×(((450)+101.325)2-101.3252)/((Ptw+101.325)2-101.3252)+ 2.207
において、Ptwをたとえば、380~520[kPa]のように変化させて得られるグラフ92を図3に示す。この場合、12.96[mL/min at500kPa]、9.69[mL/min at402kPa]、11.03[mL/min at450kPa]の近くを通る曲線が得られる。
The equation for the line through 11.031 [mL/min at 450 kPa], i.e. the following equation corresponding to Equation 4c:
ΔQs=0.8×(11.03)×(((450)+101.325) 2 -101.325 2 )/((Ptw+101.325) 2 -101.325 2 )+ 2.207
3 shows a
たとえば、図2のステップS111で求めた検査圧力下での漏れ量(Qr-H1)と、グラフ92に従って基準の漏れ量を検査圧力下での漏れ量に換算した漏れ量(換算後の基準の漏れ量)とを比較して、漏れあり/なし、の判定を行うようにしてもよい。 For example, the leak rate (Qr-H1) under the inspection pressure obtained in step S111 in FIG. The amount of leakage) may be compared to determine whether there is leakage.
換算式の他の一例を以下に示す。この式は、換算結果が実測値と近似するように適宜に設定したものである。 Another example of the conversion formula is shown below. This formula is appropriately set so that the conversion result approximates the actual measurement value.
Q[mL/min]=δ2+δ1×(Ptw-δ3)×δ2×((101.325+Ptw)2-101.3252)/((101.325+δ3)2-101.3252)・・・・式6
補正係数δ1:0.00238242345067852
δ2:402[kPa]の時に9.69[mL/min]漏れるので、「9.69」[mL/min]
δ3:9.69[mL/min]漏れる時に402[kPa]なので、「402」[kPa]
たとえば、12.96[mL/min at500kPa]であるから、この条件を満たすように、補正係数δ1を求めると、補正係数δ1:0.00238242345067852 を得る。
Q[mL/min]=δ2+δ1×(Ptw-δ3)×δ2×((101.325+Ptw) 2 -101.325 2 )/((101.325+δ3) 2 -101.325 2 )
Correction coefficient δ1: 0.00238242345067852
9.69 [mL/min] leaks at δ2:402 [kPa], so "9.69" [mL/min]
δ3: 402 [kPa] when leaking 9.69 [mL/min], so "402" [kPa]
For example, since it is 12.96 [mL/min at 500 kPa], if the correction coefficient δ1 is calculated so as to satisfy this condition, the correction coefficient δ1 is 0.00238242345067852.
また、たとえば、11.03[mL/min at450kPa]であるから、この条件を満たすように、補正係数δ1を求めると、補正係数δ1:0.00238438860741623 を得る。式6は、たとえば、9.69[mL/min at402kPa]を基準とした式であるので、漏れ検査の管理者が基準とする漏れの有る柔体で実測した12.96[mL/min at500kPa]や、予め定めた基準値である11.03[mL/min at450kPa]を基準とした式として補正係数δ1を求めても良い。
Also, for example, since it is 11.03 [mL/min at 450 kPa], if the correction coefficient δ1 is calculated so as to satisfy this condition, the correction coefficient δ1 is 0.00238438860741623.
δ1、δ2、δ3は実測値、又は予め定めた基準値の中から任意の、少なくとも2つの値から求めることができる。式6を用いると、12.96[mL/min at500kPa]、9.69[mL/min at402kPa]、11.03[mL/min at450kPa]、とほぼ同値となる曲線が得られる。この曲線を、各圧力下での基準の漏れ量(基準値)[mL/min]として、測定値の漏れ量[mL/min]と比較しても良い。11.03[mL/min at450kPa]となる補正係数δ1の式6に対応するグラフ93を図3に示す。実測値とかなり近似する。
.delta.1, .delta.2, and .delta.3 can be obtained from at least two arbitrary values selected from measured values or predetermined reference values. Using
換算式は、数点のサンプル点からそれらを通る近似曲線を自動的に作成するプログラムを利用して作成されてもよい。たとえば、9.69[mL/min at402kPa]、11.03[mL/min at450kPa]、12.96[mL/min at500kPa]を通る近似曲線の式をプログラムに自動的に作成させ、これを換算式に適用してもよい。 The conversion formula may be created using a program that automatically creates an approximate curve passing through several sample points. For example, you can let the program automatically create an approximate curve that passes through 9.69[mL/min at402kPa], 11.03[mL/min at450kPa], and 12.96[mL/min at500kPa], and apply this to the conversion formula. .
次に、測定値の漏れ量Qr(測定時の圧力とペア)の方を、予め定める基準値とペアの圧力下(基準の検査圧力)での値となるように補正して、予め定める基準値と比較する例を示す。下記の例は差圧ΔPs[Pa]を[mL/min]に換算してグラフ化したもので、かつ、漏れ量を示す関数を、圧力(x)に関係する部分をf(x)とし、圧力(x)に関係のない部分をbとしてf(x)+b とした場合の例を示す。bは、x=0の時にy軸との交点(シフト)である。 Next, the leakage amount Qr of the measured value (paired with the pressure at the time of measurement) is corrected so that it becomes a value under the predetermined reference value and paired pressure (reference inspection pressure), and the predetermined reference Here's an example of comparing with a value. In the example below, the differential pressure ΔPs [Pa] is converted to [mL/min] and graphed. An example of f(x)+b is shown where b is the portion unrelated to the pressure (x). b is the intersection (shift) with the y-axis when x=0.
1.近似曲線を自動的に作成するプログラムに漏れ量Qrと測定時の圧力の値を複数組入力して近似曲線を求めさせ、その近似曲線の式を表示させる。2組の入力であれば線形(一次関数)しか求めることができないが、3組以上の入力があれば多項式(複次関数)を求めることができる。
2.表示された近似曲線の式が、y=f(x)+b、例えばf(x)=0.001xであったとする。
3.予め定めた基準値が、例えば45[mL/min at450kPa]であったとすると、換算前の漏れ量Qr(ペアとなる測定時の検査圧力はPrとする)を、予め定める基準値とペアとなる圧力下(at 450kPa)での値に換算する式は、換算漏れ量Qs[mL/min at450kPa] =換算前の漏れ量Qr [mL/min]-(f(Pr[Pa])+b)+(f(基準圧力450000[Pa])+b)
となる。
1. Enter multiple pairs of values of leak rate Qr and pressure at the time of measurement into a program that automatically creates an approximate curve to obtain an approximate curve, and display the equation of the approximate curve. If there are two pairs of inputs, only a linear function (linear function) can be obtained, but if there are three or more pairs of inputs, a polynomial (complex function) can be obtained.
2. Assume that the displayed approximate curve formula is y=f(x)+b, for example, f(x)=0.001x.
3. If the predetermined reference value is, for example, 45 [mL/min at 450 kPa], the leakage amount Qr before conversion (the inspection pressure at the time of paired measurement is Pr) is paired with the predetermined reference value. The formula for converting to a value under pressure (at 450kPa) is: Converted leak rate Qs [mL/min at 450kPa] = Leakage rate before conversion Qr [mL/min] - (f (Pr [Pa]) + b) + ( f (reference pressure 450000 [Pa]) + b)
becomes.
換算前の漏れ量Qrが、たとえば50.0[mL/min at500kPa]であった場合に、これを450kPaでの値に換算すると、換算漏れ量Qs[mL/min at450kPa]= 換算前の漏れ量50[mL/min at500kPa]-(f(Pr:500000[Pa])+b)+(f(基準圧力:450000[Pa])+b)が得られる。
上述の換算例はf(x)=0.001x のように一次関数とした例だが、f(x)が複次関数であっても同様に求められる。
この得られたQs[mL/min at450kPa]の方を、予め定める基準値(45[mL/min at450kPa])と比較しても良い。
For example, if the leak rate Qr before conversion was 50.0 [mL/min at 500 kPa], converting this to a value at 450 kPa, the converted leak rate Qs [mL/min at 450 kPa] = Leak rate before conversion 50 [ mL/min at 500 kPa] - (f (Pr: 500000 [Pa]) + b) + (f (reference pressure: 450000 [Pa]) + b) is obtained.
The above conversion example is an example of a linear function such as f(x)=0.001x, but f(x) can be obtained in the same way even if it is a complex function.
This obtained Qs [mL/min at 450 kPa] may be compared with a predetermined reference value (45 [mL/min at 450 kPa]).
次に、最低限2点(漏れ量と検査圧力のペアを1つの点とする)から、仮想等価体積Vwの影響を求め、その影響を反映させて漏れ量を圧力補正する方法について説明する。この方法では、後述する図7の流量計73や予め定めた基準値と同じ漏れ量を示す被検査体(基準漏れ量サンプル)を用いなくて良く、たとえば、発注元からの図面指定で最大漏れ量を指定されている場合や、理論値から最大漏れ量を設定する場合などに対応可能となる。
Next, a method of obtaining the effect of the virtual equivalent volume Vw from at least two points (a pair of the leak amount and the test pressure is regarded as one point) and correcting the leak amount by reflecting the effect will be described. In this method, there is no need to use the
まず、仮想等価体積Vwを所定値として、予め定めた基準値が10[mL/min]at500[kPa]であった場合には、式5にこれを代入して、10[mL/min]at500[kPa]を通過する穴径d-管長Lの組み合わせを求め、後述する図8のグラフ95の様な検査圧力が変化した場合の理論漏れ量を求める。ここでは説明を簡素化する為に、本来は図23に示すようなグラフだが、これを一次関数として図4に示す。
First, if the virtual equivalent volume Vw is a predetermined value, and the predetermined reference value is 10 [mL/min] at500 [kPa], substitute this into
次に、漏れサンプルの漏れ量を2点以上測定する。この漏れサンプルは、予め定めた基準値と同じ漏れ量を示す基準漏れ量サンプルでなくて良い。測定した2点が、例えば6.4[mL/min]at400[kPa]、9.6[mL/min]at600[kPa]であった場合には、一次関数の場合には図5のような形となる。図5のグラフは8.0[mL/min]at500[kPa]を通過するが、図4のように、10[mL/min]at500[kPa]を通過していないし、傾きも異なる。理由は下記3点がある。 Next, the leak amount of the leak sample is measured at two or more points. This leak sample does not have to be a reference leak amount sample that indicates the same leak amount as the predetermined reference value. If the two measured points are, for example, 6.4 [mL/min] at 400 [kPa] and 9.6 [mL/min] at 600 [kPa], the linear function will have the form shown in FIG. The graph in FIG. 5 passes 8.0 [mL/min] at 500 [kPa], but does not pass 10 [mL/min] at 500 [kPa] as in FIG. 4, and the slope is also different. There are three reasons for this.
1点目:漏れサンプルに開いている孔径(実際には、孔径dと孔の長さLのペア)と予め定めた基準値の漏れ量(漏れ量at検査圧力)を示すワーク(基準漏れ量サンプル)に開いていたと想定される孔径(実際には、孔径と孔の長さのペア)が異なる。
2点目:所定値として仮に定めた500[kPa]での仮想等価体積Vwが実際と異なる。
3点目:検査圧力別の仮想等価体積Vw[mL] が異なる。
1st point: work (standard leak rate The pore sizes (actually pore size and pore length pairs) that were supposed to be open in the sample) differ.
Second point: The virtual equivalent volume Vw at 500 [kPa] temporarily determined as the predetermined value is different from the actual one.
Third point: The virtual equivalent volume Vw [mL] differs for each test pressure.
1点目で、孔の長さを固定した場合には、孔径が大きいほど漏れ量が大きく、図4のグラフは上下方向(漏れ量)方向にシフトし、傾きは変わらない。よって、式4のδ2で補正可能である。図23は、孔の長さが同じで孔径が異なる複数のサンプルについて、検査圧力と漏れ量との関係を対数グラフで示したものである。孔径が変わるとグラフが上下に並行移動していることが分かる。一次関数に簡略化した図4のグラフにおいても同様となる。 First, when the length of the hole is fixed, the larger the hole diameter, the larger the leak rate, so the graph in FIG. Therefore, it can be corrected by δ2 of Equation 4. FIG. 23 is a logarithmic graph showing the relationship between the test pressure and the leak rate for a plurality of samples having the same pore length and different pore diameters. It can be seen that the graph shifts vertically as the pore diameter changes. The same applies to the graph of FIG. 4, which is simplified to a linear function.
2点目の仮想等価体積Vwは、式3から明らかなようにVwが大きいほど漏れ量が大きく、図4のグラフは上下方向(漏れ量)方向にシフトし、傾きは変わらない、よって、式4のδ2で補正可能である。
The virtual equivalent volume Vw of the second point is, as is clear from
3点目の検査圧力別の仮想等価体積Vw[mL]が異なる場合には、図4のグラフの傾きが変わる。たとえば、450kPa時の体積を基準とすれば、450kPaを中心として圧力の増減に応じて漏れ量が変わるので、450kPaの箇所を中心にグラフの傾きが変わり、それに伴い切片も変わる。よって式4のδ1およびδ2で補正可能である。 When the third virtual equivalent volume Vw [mL] for each inspection pressure differs, the slope of the graph in FIG. 4 changes. For example, if the volume at 450 kPa is used as a reference, the leakage rate changes depending on the increase or decrease in pressure around 450 kPa, so the slope of the graph changes around 450 kPa, and the intercept changes accordingly. Therefore, it can be corrected by .delta.1 and .delta.2 in Equation (4).
そこで、傾きが図5のグラフと同じとなるδ1と、高さが同じ(基準値の10[mL/min]at500[kPa]を通る)となるδ2を求めると、予め定めた基準の検査圧力(漏れ量at検査圧力)とは異なる検査圧力で漏れ量を測定した場合であっても、基準の検査圧力での漏れ量を推定できる図6を得ることが出来る。 Therefore, when δ1 where the slope is the same as the graph in FIG. 5 and δ2 where the height is the same (passing through the reference value of 10 [mL/min] at 500 [kPa]), the predetermined reference inspection pressure Even if the leak rate is measured at a test pressure different from (leakage rate at test pressure), it is possible to obtain FIG. 6 in which the leak rate at the reference test pressure can be estimated.
漏れに関するワークの合格・不合格の判定には、測定値の漏れ量を、基準の漏れ量とペアの検査圧力下での値に換算して基準の漏れ量と比較する方法Aと、基準の漏れ量を、測定値の漏れ量とペアの検査圧力下での値に換算した換算基準値と測定値の漏れ量とを比較する方法Bとがある。図6は、方法Bで比較するための換算基準値として使用できる。また、δ1、δ2と式4があれば、漏れ量(Qr-H1)を、予め定めた基準値の漏れ量(漏れ量at検査圧力)とペアの圧力(基準の検査圧力)下での漏れ量(換算漏れ量Qs)に換算できるので、方法Aにより、固定の基準値と比較することができる。 To determine whether a workpiece is acceptable or unacceptable regarding leakage, method A is used to convert the measured leak rate into a value under test pressure paired with the standard leak rate and compare it with the standard leak rate. There is a method B in which the measured leak rate is compared with a conversion reference value obtained by converting the measured leak rate into a value under the test pressure of the pair. FIG. 6 can be used as a conversion reference value for comparison in Method B. Also, if there are δ1, δ2 and Equation 4, the leakage rate (Qr-H1) is the leakage rate under the predetermined reference value leakage rate (leakage rate at inspection pressure) and the paired pressure (reference inspection pressure) Since it can be converted into a quantity (converted leakage quantity Qs), it can be compared with a fixed reference value by method A.
最低限2点から仮想等価体積Vwの影響を求め、漏れ量を圧力補正する方法の具体例を、以下に、2例示す。 Two specific examples of the method of obtaining the influence of the virtual equivalent volume Vw from at least two points and correcting the leakage amount by pressure are shown below.
(具体例1)
最低限2点から漏れ量を圧力補正する、ハーゲンポワズイユの式(グラフ)に代わる方法について説明する。説明の簡素化を図るために、一次関数で近似するものとする。測定値の漏れ量Qr(測定時の圧力とペア)の方を、予め定める基準値とペアの圧力下(基準の検査圧力)での値となるように補正して、予め定める基準値と比較する例を示す。
(Specific example 1)
A method that replaces the Hagen-Poiseuille formula (graph) for pressure correction of the leakage amount from at least two points will be described. For simplification of explanation, it is assumed to be approximated by a linear function. The measured value leakage Qr (paired with the pressure at the time of measurement) is corrected to be the value under the predetermined reference value and paired pressure (reference inspection pressure), and compared with the predetermined reference value. Here is an example of
下記の例は差圧ΔPs[Pa]を[mL/min]に換算してグラフ化したもので、かつ、漏れ量を示すf(x)は、y=0.08×(x)×10-3-0 とした場合の例を示す。式4のδ1(傾き)に相当するものが0.08であり、x=0の時にy軸との交点(シフト)であるδ2に相当するものが0である。
In the example below, the differential pressure ΔPs [Pa] is converted to [mL/min] and graphed . An example with 0 is shown. 0.08 corresponds to .delta.1 (slope) in
1.測定値の漏れ量Qr(測定時の圧力とペア)を管理者に測定してもらう。この時に使用してもらうワークが予め定める基準値(基準の検査圧力とペア)と同じ漏れ量(測定時の圧力と基準の検査圧力を同じとした漏れ量が同じ値)を示せば良いが、基準値を理論量で求める場合には、同じ漏れ量を示すことはないので、その場合を例示する。 1. Ask the manager to measure the leak rate Qr of the measured value (paired with the pressure at the time of measurement). At this time, the work to be used should show the same leak rate as the predetermined reference value (paired with the reference inspection pressure) (the same value for the leakage amount when the pressure at the time of measurement and the reference inspection pressure are the same). When the reference value is obtained by the theoretical amount, the same leakage amount is never shown, so that case is illustrated.
まず、漏れ量Qr(測定時の圧力とペア)の値を用いて、近似曲線を自動的に作成するプログラムに近似曲線を求めさせ、その近似曲線の式を表示させる。
2.表示された近似曲線の式は、y=0. 08×(x)×10-3-0であったとする。
3.予め定めた基準値は、45[mL/min at450kPa]なので、上記式に×=450を代入すると、36[mL/min at450kPa]が得られ、45[mL/min at450kPa]とは9[mL/min at450kPa]の差が生じている。この差は管理者に測定してもらったワークが予め定める基準値と同じ漏れ量を示していなかった差(漏れ出る孔の直径が異なる差)なので、もし基準値と同じ漏れ量を示すワークを用いて、管理者に測定してもらった場合の近似曲線の式を求めると、f(x)は、y=0.08×(x)×10-3+9 となる(式5の孔の直径を変えると、後述のやや弓なりの形状は同じとなり、今例示する一次関数では傾きに相当する部分が例えば略同じとなり、孔の直径差は上下方向にほぼシフトするだけなので、上下方向のシフト量は9となる)。
First, using the value of the leak amount Qr (paired with the pressure at the time of measurement), a program that automatically creates an approximate curve is used to obtain an approximate curve, and the equation of the approximate curve is displayed.
2. Assume that the displayed approximate curve formula is y=0.08×(x)×10 −3 −0.
3. The predetermined reference value is 45 [mL/min at450kPa], so if you substitute x = 450 into the above formula, 36 [mL/min at450kPa] is obtained, and 45 [mL/min at450kPa] is 9 [mL/ min at450kPa]. This difference is a difference (difference in the diameter of the leaking hole) that the work measured by the manager did not show the same leakage amount as the predetermined reference value, so if the work that shows the same leakage amount as the reference value , f(x) is y = 0.08 x (x) x 10 -3 + 9 (changing the diameter of the hole in Equation 5). , the slightly arched shape described later is the same, and in the linear function illustrated now, the part corresponding to the slope is almost the same, and the difference in the diameter of the hole is only shifted in the vertical direction, so the vertical shift amount is 9 becomes).
換算前の漏れ量Qrが、たとえば50.0[mL/min at500kPa]であった場合に、これを450kPaでの値に換算すると、49[mL/min at450kPa]= 0.08×(500)×10-3+9が得られる。この得られた49[mL/min at450kPa]を、予め定める基準値(45[mL/min at450kPa])と比較しても良い。 For example, if the leak rate Qr before conversion was 50.0 [mL/min at 500 kPa], converting it to a value at 450 kPa yields 49 [mL/min at 450 kPa] = 0.08 x (500) x 10 -3 + 9 is obtained. This obtained 49 [mL/min at 450 kPa] may be compared with a predetermined reference value (45 [mL/min at 450 kPa]).
ちなみに、予め定めた基準値が45[mL/min at450kPa]の場合、ハーゲンポワズイユの法則を用いた理論値(図3のδ1=1の場合を示すグラフ91に相当)を、例えば一次関数でf(x):y=0.1×(x)とすると、y=0.08×(x)×10-3+9 は図3のグラフ92に相当し、式4のδ1は、実測値から求められる係数/理論値の係数なのでδ1=0.8 δ2=9となる。 By the way, when the predetermined reference value is 45 [mL/min at 450 kPa], the theoretical value using Hagen-Poiseuille's law (corresponding to graph 91 showing the case of δ1 = 1 in FIG. 3), for example, is a linear function f(x): y=0.1×(x), y=0.08×(x)×10 −3 +9 corresponds to graph 92 in FIG. /Because it is a theoretical value coefficient, δ1=0.8 δ2=9.
(具体例2)
ハーゲンポワズイユの式を用いれば、管理者による事前に行う1点の測定のみで、漏れ量を圧力補正(漏れ量を、例えば予め定める基準値とペアとなる圧力下での値に換算)することができる。しかし、以下の3つの問題があるので2点以上の事前測定が必要となる。
(Specific example 2)
If the Hagen-Poiseuille formula is used, the leak rate can be corrected for pressure (e.g., the leak rate is converted to a value under pressure that pairs with a predetermined reference value) by measuring only one point in advance by the administrator. can do. However, due to the following three problems, two or more preliminary measurements are required.
その1:被検査体(ワーク)の中空部を含む封止された閉空間の体積が圧力で変わらない場合には、事前の測定なしに、ハーゲンポワズイユの式を用いて漏れ量を圧力補正(漏れ量を、例えば予め定める基準値とペアとなる圧力下での値に換算)することが出来るが、大抵の場合、閉空間の体積が圧力で変わるので、ハーゲンポワズイユの式の傾きとは違う傾きとなってしまう(仮想等価体積Vwが圧力で変わる為に、例えば式4のδ1のような変数を新たに求める必要がある)。 Part 1: If the volume of the sealed closed space including the hollow part of the test object (workpiece) does not change with pressure, use the Hagen-Poiseuille formula to calculate the leak rate under pressure without prior measurement. It is possible to correct (for example, the leakage amount is converted to a value under pressure that is paired with a predetermined reference value), but in most cases, the volume of the closed space changes with the pressure, so the Hagen-Poiseuille formula It becomes a slope different from the slope (since the virtual equivalent volume Vw changes with pressure, it is necessary to newly obtain a variable such as δ1 in Equation 4, for example).
その2:管理者による測定に使用する漏れの有る被検査体(ワーク:予め定めた漏れ限度サンプル)が、予め定める基準値(漏れ量と圧力とペア)と同じ値を示すとは限らない。 Part 2: A leaky inspected object (workpiece: predetermined leak limit sample) used for measurement by an administrator does not necessarily show the same value as a predetermined reference value (a pair of leak amount and pressure).
その3:漏れ量を示すf(x)+bとして一次関数を求めるのには、最低限2点の測定が必要である。やや弓なりに湾曲するハーゲンポワズイユの式を応用した式6でも同じく2点の測定が必要である。
Part 3: In order to obtain a linear function as f(x)+b, which indicates the amount of leakage, it is necessary to measure at least two points. In the case of
上述のように、少なくとも2点の設定入力を受ければ、傾き(例えば式4のδ1)を求めることが出来、漏れ量を圧力補正する式やグラフを作成することが出来るが、予め定めた漏れ限度サンプルが予め定める基準値(漏れ量と測定時の圧力とペア)と同じ値を示すとは限らない問題(上記その2を参照)に関しては、例えば、少なくとも2点の設定入力を受けて作られた式に予め定める基準値の圧力を入力して漏れ量を求め、予め定める基準値の漏れ量との差をオフセット(例えば式4のδ2)を用いて対応すればよい。
As described above, if at least two setting inputs are received, the slope (for example, δ1 in Equation 4) can be obtained, and an equation or graph for pressure correction of the leak rate can be created. Regarding the problem that the limit sample does not necessarily indicate the same value as the predetermined reference value (leak rate and pressure at the time of measurement pair) (see
次に、被検査体の中空部を含む封止された閉空間(閉空間全体を柔体とする場合)の圧力別の体積Vw(仮想等価体積)を求め、この体積Vwを式Aに適用して、差圧[Pa]を漏れ量[mL/min]に変換する場合について説明する。 Next, find the volume Vw (virtual equivalent volume) for each pressure of the sealed closed space including the hollow part of the test object (when the entire closed space is assumed to be a soft body), and apply this volume Vw to the formula A. Then, the case of converting the differential pressure [Pa] to the leak rate [mL/min] will be described.
図7は、図1のリーク検査装置10に、仮想等価体積を求めるために可変バルブ71、72および流量計73を追加したものを示している。配管の材質、長さ等はマスター側とワーク側で同一であり、可変バルブ71、可変バルブ72の両方が閉の場合には、これから求める仮想等価体積は同じである。
FIG. 7 shows the
仮想等価体積は以下のステップ1~8で求める。なお、マスター側にある点線部分は3方分岐管(第1配管21が第2配管22と第3配管23の分岐する箇所)、分岐管~可変バルブ72までの配管(第3配管23)、可変バルブ72の入口から可変バルブ72内の閉止部分までの体積(仮想等価体積)を示す。
The virtual equivalent volume is obtained in steps 1-8 below. The dotted lines on the master side are the three-way branch pipe (where the
<ステップ1>
可変バルブ71、可変バルブ72の両方を閉とし、漏れ量が0[mL]であることを確認する。
<
Close both the
<ステップ2>
リーク検査装置10に、体積(仮想等価体積)の仮の値を入力する。例えば526.8 [mL]を仮入力する。
<
A temporary value of volume (virtual equivalent volume) is input to the
<ステップ3>
ワーク側に加圧(例えば450[kPa])し、流量計73を見ながら、予め定めた基準値(漏れ量例えば10[mL/min]at450[kPa])近くとなるように、可変バルブ71を操作して、バルブ開度を固定する。
<
Pressurize the work side (e.g. 450 [kPa]), and while watching the
<ステップ4>
ワーク側はステップ3で固定した可変バルブ71の開度を維持し、マスター側は可変バルブ72を閉とし、仮入力した526.8[mL]での漏れ量Aと流量計73で測定した漏れ量Bの両方を測定する。漏れ量Aは差圧計43で測定した差圧値を、体積として仮入力した526.8[mL]を適用して式Aで[mL/min]に変換したものである。
<Step 4>
On the work side, the opening of the
例えば、3回の平均値がリーク検査装置側は8.929865517[mL/min]、流量計73は9.326666667[mL/min]であった場合には、450[kPa]での仮想等価体積は、仮入力の仮想等価体積×(流量計73の漏れ量/リーク検査装置側の漏れ量) で求めることができるから、
550.20851[mL](=526.8[mL]×9.326666667[mL/min]/8.929865517[mL/min])が得られる。
For example, if the average value of three times is 8.929865517 [mL/min] on the leak inspection device side and 9.326666667 [mL/min] on the
550.20851 [mL] (= 526.8 [mL] x 9.326666667 [mL/min] / 8.929865517 [mL/min]) is obtained.
<ステップ5>
前述した式5(漏れ量=(πd4/128Lμ)×((P12-P22)/2P2)・・式5)を用いて450[kPa]の時に9.326666667[mL/min]の漏れ量を示す孔の関係を求める。ここでは、孔の長さL:1[mm]として、孔の直径dを定める。
<
Using the above formula 5 (leakage rate = (πd 4 /128Lμ) x ((P1 2 -P2 2 ) / 2P2) … formula 5), the leak rate of 9.326666667 [mL/min] at 450 [kPa] Find the relationship of the holes shown. Here, the diameter d of the hole is determined with the length L of the hole being 1 [mm].
漏れ量:9.326666667[mL/min]=1.55454×10-7[m3/s]、
π:3.141592
μ(空気の粘性係数20℃、空気(Pa・s)):0.0000181[Pa・s]、
P1:450[kPa G] =551325[ Pa[ANR] ]
P2: 0[kPa G] =101325[ Pa[ANR] ]、
L:1[mm]=1/1000
とすると、d:孔の直径は16.7706417982308[μ]=16.7706417982308/1000000[m]、となる。
Leakage rate: 9.326666667 [mL/min] = 1.55454 x 10 -7 [m 3 /s],
Pi: 3.141592
μ (viscosity coefficient of
P1: 450[kPa G] =551325[Pa[ANR]]
P2: 0[kPaG]=101325[Pa[ANR]],
L: 1 [mm] = 1/1000
Then, d: the diameter of the hole is 16.7706417982308[μ]=16.7706417982308/1000000[m].
孔の長さと孔の直径のどちらか一方を仮固定すると他方が求まり、どのような組み合わせでも、孔に印加する圧力[kPa]を決めれば漏れ量[mL/min]が求まるので、式5のd、Lを上記の値として、圧力P2と漏れ量との関係を示すグラフを作成すると、図8のグラフ95のようになる。
If one of the hole length and hole diameter is temporarily fixed, the other can be obtained, and regardless of the combination, if the pressure [kPa] applied to the hole is determined, the leak rate [mL/min] can be obtained. A graph showing the relationship between the pressure P2 and the leak amount with the above values of d and L is as shown in the
図8のグラフ95は前述した
式A(Q[mL/min] = ΔP[Pa]×Vw[mL]×60/(Tdet×Patm[Pa]) …式A)のΔP[Pa]のみ圧力補正したものであり、Vw[mL]は試験圧力(450[kPa])下の値のまま変化せず固定値としたものである。
<ステップ6>
ステップ4と同様に例えば検査圧力範囲の上限(400[kPa])と下限(500[kPa])で、漏れ量がどの程度変化するのかを流量計73で測定する。図8のグラフ96は流量計73で測定された値をプロットしたもので、式AのΔP[Pa]とVw[mL]の両方を圧力補正したものと同値となる。
<
As in step 4, the
<ステップ7>
図8のグラフ95とグラフ96の差が、式AのVw[mL]が圧力補正されるか否かによって生じる差である。例えば450[kPa]での仮想等価体積は550.20851[mL]であったが、グラフ95とグラフ96の比較からも判るように400[kPa]での仮想等価体積は450[kPa]の時よりも少し多くしないと流量計83での測定値と一致せず、500[kPa]での仮想等価体積は450[kPa]の時よりも少し少なくしないと流量計83での測定値と一致しない。
<
The difference between
具体的には、仮想等価体積は
558.3393406[mL]at400[kPa]=550.20851[mL]×1.014777726倍(後述のk=1.014777726)
550.20851[mL]at 450[kPa] =550.20851[mL]×1倍(後述のk=1)
543.2902174[mL]at 500[kPa]==550.20851[mL]×0.987426053倍(後述のk=0.987426053)
となる。
Specifically, the virtual equivalent volume is
558.3393406[mL]at400[kPa]=550.20851[mL]×1.014777726 times (k=1.014777726 described later)
550.20851[mL] at 450[kPa] =550.20851[mL]×1 (k=1 described later)
543.2902174[mL] at 500[kPa]==550.20851[mL]×0.987426053 times (k=0.987426053 described later)
becomes.
<ステップ8>
仮想等価体積は、k×Vw [mL]で表され、kは検査圧力別の係数値であることから、上記3点の仮想等価体積から、検査圧力とkの関係を示す近似式を作成する。例えば1次関数式、2次関数式等(例えば=(( 4×10-7)×(検査圧力2)) -( 0.0007×検査圧力) + 1.214)を設定することで、実際の検査圧力でのkを求めて、実際の検査圧力での仮想等価体積を求める。
<
The virtual equivalent volume is expressed by k×Vw [mL], and since k is the coefficient value for each test pressure, create an approximate expression showing the relationship between the test pressure and k from the virtual equivalent volume of the above three points. . For example, by setting a linear function expression, a quadratic function expression, etc. (e.g. =((4×10 -7 )×(inspection pressure 2 )) -( 0.0007×inspection pressure) + 1.214), the actual inspection pressure to find the virtual equivalent volume at the actual test pressure.
なお、ステップ4で行った検査圧力(上限(400[kPa])と下限(500[kPa])とするの)ではなく、ステップ3の450[kPa]と他点(例えば500[kPa])のように2つの異なる圧力での漏れ量がどの程度変化するのかを測定すれば、少なくとも2点での測定で仮想等価体積を求める(推定する)ことができる。
In addition, instead of the inspection pressure (upper limit (400 [kPa]) and lower limit (500 [kPa])) performed in step 4, 450 [kPa] in
圧力別のKの値を示すグラフは、図9に示すように、測定系の各種の条件で異なることが分かる。よって、実際に漏れ検査に使用するリーク検査装置に対応するものを使用する必要がある。図9は、図20~図22にかかわる実験の予備段階の試験で得た結果である。 As shown in FIG. 9, it can be seen that the graph showing the K value for each pressure varies under various conditions of the measurement system. Therefore, it is necessary to use the one corresponding to the leak inspection device actually used for leak inspection. FIG. 9 shows the results obtained in preliminary tests of the experiments involving FIGS. 20-22.
図2のステップS106の漏洩検査工程で測定した差圧ΔPr[Pa]から漏れ量[mL/min]を求める場合の換算は以下のようになる。 The conversion when obtaining the leak amount [mL/min] from the differential pressure ΔPr [Pa] measured in the leak inspection step of step S106 in FIG. 2 is as follows.
温度補償値は、PH1=ΔPt1(Tr/Ta)×((Ptw+Patm)/Patm) を用いる。まず、ハーゲンポアズイユの直管モデルを用いて、測定値の差圧ΔPr[Pa]を、温度補償ありで、基準の検査圧力下での差圧(換算差圧ΔPs[Pa])に下記式7で変換する。
Use PH1=ΔPt1(Tr/Ta)×((Ptw+Patm)/Patm) as the temperature compensation value. First, using the Hagen-Poiseuille straight pipe model, the differential pressure ΔPr [Pa] of the measured value is converted to the differential pressure (converted differential pressure ΔPs [Pa]) under the standard inspection pressure with temperature compensation in the following
ΔPs=(ΔPr-PH1)×((Ptest×1000+Patm)2-Patm2)/((Ptw×1000+Patm)2-Patm2)-ΔPOS ・・・・式7
ΔPs[Pa]:換算差圧値、ΔPr[Pa]:検出差圧値、PH1[Pa]:温度補償値、ΔPOS[Pa]:判定値オフセット値、Ptest[kPa]:基準の検査圧力、Patm:101325[Pa]、Ptw[漏れ量測定時のワーク内圧[kPa]
次に、ΔPsを漏れ量ΔQs[mL/min]に変換する。このとき、前述の係数値kを使用する。
ΔPs=(ΔPr-PH1)×((Ptest×1000+Patm) 2- Patm2 )/((Ptw×1000+Patm) 2 - Patm2)-
ΔPs[Pa]: Converted differential pressure value, ΔPr[Pa]: Detected differential pressure value, PH1[Pa]: Temperature compensation value, ΔPOS[Pa]: Judgment value offset value, Ptest[kPa]: Standard inspection pressure, Patm : 101325 [Pa], Ptw [workpiece internal pressure when measuring leak rate [kPa]
Next, ΔPs is converted into a leakage amount ΔQs [mL/min]. At this time, the aforementioned coefficient value k is used.
Qs[mL/min] = ΔPs[Pa]×kVw[mL]×60/(Tdet×Patm[Pa]) …式8
kはPtw[漏れ量測定時のワーク内圧[kPa]での値、たとえば、ステップ8で求めた検査圧力とkの関係を示す近似式を用いて、Ptwにおけるkを求める。Vwは、Ptest[kPa]:基準の検査圧力、における仮想等価体積である。
Qs[mL/min] = ΔPs[Pa]×kVw[mL]×60/(Tdet×Patm[Pa]) …
k is a value at Ptw [workpiece internal pressure [kPa] at the time of leakage measurement], for example, using an approximation formula showing the relationship between the inspection pressure obtained in
図7の可変バルブ72に記した点線部分は3方分岐管、分岐管~可変バルブ72までの配管、可変バルブ72の入口から可変バルブ72内の閉止部分までの体積(仮想等価体積)を示すことは先に述べたが、マスタ接続口13とマスタ62との配管を少し長め(例えば20cm長め)として直結(3方分岐管、分岐管~可変バルブ72までの配管、可変バルブ72を設けずに直結)し、直結前の例えば10[mL/min]at450[kPa] 近くの9.326666667[mL/min]と同じ計測値を示すまで配管を少しずつ短くしていく。
The dotted line portion marked on the
例えば10cm長めのところで同じ計測値を示したならば、点線部分の450[kPa]での仮想等価体積と同等の配管長さ(例えば10cm)を得ることができる。工場等実際の漏れ測定では点線部分の仮想等価体積測定用部材は仮想等価体積を求めた後なので、不要であり、例えば10cm長めの配管とすれば、コストダウンを計ることが出来る。 For example, if the same measured value is shown at 10 cm longer, the pipe length (eg, 10 cm) equivalent to the virtual equivalent volume at 450 [kPa] of the dotted line can be obtained. In the actual leak measurement at the factory, etc., the virtual equivalent volume measurement member indicated by the dotted line is not necessary because the virtual equivalent volume is obtained after the virtual equivalent volume is calculated.
ところで、例えば、図20と図21の差は、0.9mのナイロンチューブに対して、ナイロンチューブより柔らかい5.0mのポリウレタンチューブを使用した点のみである。加圧の程度(400[kPa]の時や500[kPa]の時などの加圧圧力の違いの程度)でチューブが膨らんでいるとは思うが、チューブは略均一に作られていると考えられるから、部分的な変形を特定することは不可能である。 By the way, for example, the only difference between FIG. 20 and FIG. 21 is that a 5.0 m polyurethane tube, which is softer than the nylon tube, is used for the 0.9 m nylon tube. I think that the tube swells depending on the degree of pressurization (the degree of pressure difference, such as when it is 400 [kPa] or 500 [kPa]), but I think that the tube is made almost uniformly. It is impossible to specify a partial deformation because
また、実体積に対して仮想等価体積Vwが例えば300%(図9のk=3.0の場合)位になれば、例えば変形を、変位センサを用いて0.1mm以上の差として捉えることができるが、見た目では実体積とほぼ変わらないことを鑑みると、kが±0.1のような程度の変形では変位センサで捉えることは不可能であり、従来は、被検査体が剛体であれば、体積変化は無いと考えられていた。 Also, if the virtual equivalent volume Vw becomes, for example, about 300% of the actual volume (in the case of k=3.0 in FIG. 9), deformation can be detected as a difference of 0.1 mm or more using a displacement sensor. In view of the fact that the volume is almost the same as the actual volume, it is impossible for a displacement sensor to detect a deformation with k of ±0.1. was thought not to exist.
本願発明は、被検査体が剛体であっても検査系の一部にでも柔体(たとえば、ナイロンチューブ、ポリウレタンチューブ等製の配管や開閉弁等のゴム製弁座など)があれば、封止された閉空間内の体積が圧力に応じて変化することを見出したからこそ至ることができた発明である。 Even if the object to be inspected is a rigid body, if a part of the inspection system has a soft body (for example, piping made of nylon tubes, polyurethane tubes, rubber valve seats such as on-off valves, etc.), sealing can be performed. This invention was made possible only by discovering that the volume in a closed closed space changes according to the pressure.
次に、少なくとも2点での測定で仮想等価体積を求める(推定する)ことができることを詳述する。 Next, it will be described in detail that the virtual equivalent volume can be obtained (estimated) by measuring at least two points.
図20のような場合だと検査圧力範囲の400~460kPaの範囲は、δ1を「1」、H1を「0」、ΔPOSとδ2を「0」とした式4を用いて、任意の1点のみで計算できる、ハーゲンポワズイユの直管モデルと実際の漏れが大変よく一致している。検査圧力の許容範囲を3σ(標準偏差99.7%)とした場合の2σ(標準偏差95.4%)に相当する2点を管理者に測定してもらった場合を想定すると、この2点は、ほぼハーゲンポワズイユの直管モデル上に位置し、この結果から検査圧力範囲の全範囲で予め定めた基準値に基づく判定で誤判定が生じないことが判る。 In the case of FIG. 20, the inspection pressure range of 400 to 460 kPa can be obtained at any one point using Equation 4 with δ1 set to “1”, H1 set to “0”, and ΔPOS and δ2 set to “0”. The agreement between Hagen-Poiseuille's straight pipe model and the actual leakage is very good. Assuming that the administrator measures two points corresponding to 2σ (standard deviation 95.4%) when the allowable range of inspection pressure is 3σ (standard deviation 99.7%), these two points are almost Hagen It is located on the straight pipe model of Poiseuille, and it can be seen from this result that erroneous judgment does not occur in the judgment based on the predetermined reference value over the entire inspection pressure range.
すなわち、漏れの有るワークを用いた任意の2点の計測を用い、図20のような条件だと、検査圧力範囲の全範囲で、被検査体の中空部を含む封止された閉空間の体積Vwは圧力によって変化しない剛体として良いことが判る(仮想等価体積は圧力を変えても変化しないと言い直すことも出来る)。 That is, under the conditions as shown in FIG. 20, under the conditions as shown in FIG. It can be seen that the volume Vw can be a rigid body that does not change with pressure (it can be restated that the virtual equivalent volume does not change even if the pressure is changed).
さらに測定点を増やせば、例えば460~470 kPa当たりで例えばナイロンチューブ等の変形が始まり(図20のみではなく、図9の変曲点Aも参照)、例えば460kPaの場合には剛体として設定した体積Vwを0.998倍、470kPaの場合には0.996倍、480kPaの場合には0.993倍、490kPaの場合には0.990倍、500kPaの場合には0.986倍のように、検査圧力範囲の区間の一部を、閉空間全体を柔体として漏れを求め、残りの区間(例えば400[kPa]~460[kPa])を、閉空間全体を剛体として漏れを求めることで(剛体から柔体となる変曲点を求めることで)、判定精度を高めることができる。但し、適切な2点のみの測定では、例えば500 kPa近い測定では漏れ換算誤差が大きくなる。 By further increasing the number of measurement points, for example, the nylon tube begins to deform around 460 to 470 kPa (see not only Fig. 20 but also inflection point A in Fig. 9), and for example, at 460 kPa, it is set as a rigid body. A part of the inspection pressure range section is multiplied by 0.998 times the volume Vw, 0.996 times for 470kPa, 0.993 times for 480kPa, 0.990 times for 490kPa, and 0.986 times for 500kPa. , the entire closed space is assumed to be a flexible body, and the remaining section (for example, 400 [kPa] to 460 [kPa]) is assumed to be a rigid body. ), the accuracy of determination can be improved. However, when measuring only two appropriate points, for example, when measuring near 500 kPa, the leakage conversion error becomes large.
図21のような場合だと検査圧力範囲の400[kPa]~410[kPa]までは、ハーゲンポワズイユの法則を用いた直管モデルの漏れ量と実験値はほぼ一致するが、410[kPa]~500[kPa]の間は少しズレが目立つ。例えば410~420 kPa当たりで例えばポリウレタン等の変形が始まっていると考えられる。2σ(標準偏差95.4%)に相当する2点を管理者に測定してもらうと、今度は検査圧力範囲の全範囲で閉空間の体積Vwが圧力によって変化する柔体としないと誤判定が生じることが判る(例えば2点からkを求め仮想等価体積を求めることができるが、あくまでkは2点間の平均でしかないので換算誤差が大きくなる。)。 In the case shown in Fig. 21, the leakage amount of the straight pipe model using Hagen-Poiseuille's law and the experimental value almost match up to the inspection pressure range of 400 [kPa] to 410 [kPa], but 410 [kPa] Between kPa] and 500[kPa], a slight deviation is conspicuous. For example, it is considered that polyurethane or the like begins to deform around 410 to 420 kPa. When the administrator measures two points corresponding to 2σ (standard deviation 95.4%), an erroneous judgment will occur unless the volume Vw of the closed space changes with pressure over the entire inspection pressure range. (For example, k can be obtained from two points to obtain a virtual equivalent volume, but since k is only the average between two points, the conversion error becomes large.).
さらに測定点を増やせば、各圧力範囲別の式4ではδ1や仮想等価体積を求める(k×Vw [mL])圧力別のKの値を求めることができ、検査圧力範囲の区間の一部(例えば400[kPa]~410[kPa])を、閉空間全体を剛体とし、残りの区間(例えば410[kPa]~500[kPa])を、柔体閉空間全体を柔体として漏れを求めることで判定精度を高めることができる。但し、適切な2点のみの測定では、あくまで2点間の平均のKの値しか求めることができないので、例えば400 kPa近い測定では漏れ換算誤差が大きくなる。 By further increasing the number of measurement points, it is possible to obtain δ1 and the virtual equivalent volume (k × Vw [mL]) in Equation 4 for each pressure range, and the value of K for each pressure can be obtained. (For example, 400[kPa] to 410[kPa]) is the entire closed space as a rigid body, and the remaining section (for example, 410[kPa] to 500[kPa]) is a soft body. By doing so, it is possible to improve the determination accuracy. However, since only the average value of K between two points can be determined by measuring only two appropriate points, the leakage conversion error becomes large, for example, when measuring near 400 kPa.
図22のような場合だと検査圧力範囲の全範囲で、ハーゲンポワズイユの法則を用いた直管モデルの漏れ量と実験値は一致しない。従ってかなり低い圧力(例えば200 kPa)で治具等の変形が始まっていると考えられる。また、例えば410~420 kPa当たりで例えばポリウレタン等の追加の変形が始まっていると考えられる。従って測定点を増やせば、仮想等価体積が途中で変わる変曲点を求めることもでき、漏れを求める上での判定精度を高めることができる。但し2点のみの測定では、あくまで2点間の平均のKの値しか求めることができないので、変曲点をその区間に含むか否かでも漏れ換算誤差が大きくなる。 In the case shown in FIG. 22, the leakage amount of the straight pipe model using Hagen-Poiseuille's law does not match the experimental value over the entire inspection pressure range. Therefore, it is considered that deformation of jigs and the like starts at a considerably low pressure (for example, 200 kPa). Further, it is believed that additional deformation of polyurethane, for example, begins around 410 to 420 kPa, for example. Therefore, by increasing the number of measurement points, it is possible to obtain an inflection point at which the virtual equivalent volume changes in the middle, thereby improving the judgment accuracy in obtaining leakage. However, since only the average value of K between two points can be obtained by measuring only two points, the leakage conversion error increases depending on whether the section includes an inflection point or not.
上述のように、管理者に、漏れのあるワークについて少なくとも2点の測定を依頼し、リーク検査装置10に入力することを想定しているが、検査圧力範囲の全範囲や、例えば検査圧力範囲外も含めて、多点での測定を自動化し、自動で換算を行うのに必要なデータ(閉空間の内圧とその内圧での漏れ量とのペア)を収集するようにしても良い。
As described above, it is assumed that the administrator is requested to measure at least two points of a leaky workpiece and inputs the results to the
図10は、図19に示した被検査体b(不良品)、被検査体c(良品)の各検査圧力における漏れ量を、基準の検査圧力(450kPa)で漏れ量を測定した場合の値となるように前述の式4で換算した結果を示している。この例では、基準漏れ量11.2mL/minとペアを成す基準の検査圧力を450kPaとする。 Fig. 10 shows the values obtained when the leakage amount at each inspection pressure for the object to be inspected b (defective product) and the object to be inspected c (good product) shown in Fig. 19 is measured at the standard inspection pressure (450 kPa). The result of conversion using the above-described formula 4 is shown. In this example, the reference inspection pressure paired with the reference leak rate of 11.2 mL/min is 450 kPa.
図10のグラフB2は、図19の被検査体bに係るやや弓なりに湾曲したグラフBを本発明に係る換算(封止された閉空間の体積が該閉空間内の圧力によって変化することを加味した換算)を施したグラフであり、図10のグラフC2は、図19の被検査体cに係るやや弓なりに湾曲したグラフCを本発明に係る換算(封止された閉空間の体積が該閉空間内の圧力によって変化することを加味した換算)を施したグラフである、グラフB2、C2はいずれも検査圧力の許容範囲内についてのみ示してある。 Graph B2 in FIG. 10 is obtained by converting graph B, which is slightly bowed and curved in FIG. The graph C2 in FIG. 10 is a graph obtained by converting the curved graph C of the object to be inspected c in FIG. Graphs B2 and C2, which are graphs obtained by conversion taking into account changes due to the pressure in the closed space, are shown only within the allowable range of the inspection pressure.
グラフB2、C2に示されるように、換算後の被検査体bの漏れ量および換算後の被検査体cの漏れ量は、検査圧力にかかわらず、それぞれ略一定の値になっている。したがって、検査圧力の許容範囲(この例では400kPa~500kPa)内のどの圧力で測定が行われたとしても、換算後の漏れ量と固定値の基準漏れ量11.2mL/minとの比較により、被検査体(ワーク)の漏れの良否を正しく判定することができる。 As shown in the graphs B2 and C2, the converted leakage amount of the object to be inspected b and the converted leakage amount of the object to be inspected c are substantially constant values regardless of the inspection pressure. Therefore, even if the measurement is performed at any pressure within the allowable range of inspection pressure (400 kPa to 500 kPa in this example), by comparing the leak rate after conversion with the fixed reference leak rate of 11.2 mL/min, the It is possible to correctly determine the quality of leaks in the inspection object (workpiece).
不良品である被検査体bの場合、たとえば、基準の検査圧力450kPaより低い410kPaの検査圧力で測定した検出漏れ量(グラフBの410kPaでの値)と、基準漏れ量11.2mL/minを比較すると、検出漏れ量が基準漏れ量より少ないので良品と誤判定される。しかし、本発明に係る換算を行って得た漏れ量(換算漏れ量)と基準漏れ量との比較では、換算漏れ量(グラフB2の410kPaでの値)は基準漏れ量より多くなり、不良品であると正しく判定される。 In the case of inspected object b, which is a defective product, for example, compare the detected leak rate (value at 410 kPa in graph B) measured at a test pressure of 410 kPa, which is lower than the standard test pressure of 450 kPa, and the standard leak rate of 11.2 mL/min. Then, since the amount of detected leakage is smaller than the reference amount of leakage, it is erroneously determined as a non-defective product. However, when comparing the leakage amount (converted leakage amount) obtained by performing the conversion according to the present invention with the reference leakage amount, the converted leakage amount (value at 410 kPa in graph B2) is larger than the reference leakage amount, and the product is defective. is correctly determined.
良品である被検査体cの場合、たとえば、基準の検査圧力450kPaより高い490kPaの検査圧力で測定した検出漏れ量(グラフCの490kPaでの値)と基準漏れ量11.2mL/minとを比較すると、検出漏れ量が基準漏れ量より多いので不良品と誤判定される。しかし、本発明に係る換算を行って得た換算漏れ量(グラフC2の490kPaでの値)と基準漏れ量との比較では、換算漏れ量が基準漏れ量より少なくなり、良品であると正しく判定される。 In the case of the non-defective product c, for example, when the detected leak rate (value at 490 kPa in graph C) measured at a test pressure of 490 kPa, which is higher than the standard test pressure of 450 kPa, is compared with the standard leak rate of 11.2 mL/min. , the amount of detected leakage is larger than the reference amount of leakage, so it is erroneously determined as a defective product. However, when comparing the converted leak rate (the value at 490 kPa in graph C2) obtained by performing the conversion according to the present invention with the standard leak rate, the converted leak rate was smaller than the standard leak rate, and the product was correctly determined to be non-defective. be done.
図11は、図2の流れ図に従って漏れ検査を行った場合のワーク61、マスタ62の内圧等の変化状況を模式的に示すグラフである。ワーク61の内圧は、第1圧力計41で測定されたものを示し、ワーク61とマスタ62との差圧は、差圧計43で測定されたものを示している。マスタ62の内圧は、第2圧力計42で測定されたものを示すべきだが、グラフ81より漏れ量の少ないグラフ82よりもさらに上にグラフ82と略同じような曲線として描かれる(図示省略)。
FIG. 11 is a graph schematically showing how the internal pressure of the
理論上は、「差圧計43の測定値」=「第1圧力計41の測定値」-「第2圧力計42の測定値」であるので、差圧計43は不要なのだが、高精度に差圧を測定する必要があるので、別途専用の差圧計43を設けている。
Theoretically, "measured value of
図11には、グラフの一部(漏れ測定期間におけるワーク内圧の変化)を拡大して示してある。圧力の変化は誇張して示してある。拡大表示しない場合には図17のようになる。 FIG. 11 shows an enlarged part of the graph (change in work internal pressure during the leak measurement period). The change in pressure is shown exaggerated. When the display is not enlarged, it becomes as shown in FIG.
図11に示すように、図2のステップS104でワークとマスタをそれぞれ大気開放の状態から封止して独立の閉空間にすると(時刻t0)、ワーク自体が持っている熱により、ワークの内圧は、一旦、上昇し、その後、放熱により緩やかに低下する。ステップS104の温度補償用測定工程では、図11の期間Taにおける圧力低下がΔPt1として測定される。 As shown in FIG. 11, in step S104 of FIG. 2, when the workpiece and the master are each sealed from the state of being open to the atmosphere and made into independent closed spaces (time t0), the internal pressure of the workpiece due to the heat of the workpiece itself rises once and then gently decreases due to heat dissipation. In the temperature compensating measurement step of step S104, the pressure drop during the period Ta in FIG. 11 is measured as ΔPt1.
ワーク61は製造後(例えば溶接終了後)の所定時間後に検査される場合があるので、圧力低下が測定されやすく、他方マスタは周囲温度と同じ場合が多いので、この間の圧力変化は測定されない。従って、第1圧力計41で測定される圧力低下と同じ値が、差圧計43でもΔPt1として測定される。
Since the
その後、ステップS106の漏洩検査工程の加圧ステップ(図11のt3~t4の期間)において、ワークに気体が加圧導入されることで、ワークの内圧はPtまで上昇する。第1開閉弁31の封止後は、温度低下と漏れとに起因してワークの内圧は次第に降下する。封止後、整定期間(図11のt4~t5の期間)の経過をまつ間に内圧の降下は次第に落ち着く。整定期間経過後の測定期間(Tdet;t5~t6)に漏れ量は測定される。漏れ量は、測定期間の開始時(t5)のワークの内圧とマスタの内圧との差圧ΔP1(差圧計43で計測)と、測定期間の終了時(t6)のワークの内圧とマスタの内圧との差圧ΔP2(差圧計43で計測)との差が、検出差圧ΔPrとして測定される(ΔPr=(ΔP2-ΔP1))。
After that, in the pressurization step of the leakage inspection process of step S106 (time period t3 to t4 in FIG. 11), gas is pressurized and introduced into the work, so that the internal pressure of the work rises to Pt. After the first on-off
通常、ワークに気体が加圧導入されてから第1開閉弁31の封止にいたるまで、所定の期間を設ける。また、マスタは漏れがないので温度低下にのみ起因してワークの内圧は次第に降下する。
Usually, a predetermined period is provided from when the gas is pressurized into the workpiece until the first on-off
図11のグラフ81は漏れの多い不良品のワークW1に関するものであり(例えば図10の被検査体bに相当するものであり)、グラフ82は漏れの少ない良品のワークW2に関するものである(例えば図10の被検査体cに相当するものである)。時刻t4までワークW1とワークW2の第1圧力計41で測定される内圧は同じ変化となっている。加圧導入完了時の圧力Ptは、漏れの多い不良品のワークW1、漏れの少ない良品のワークW2共に同圧であるが、整定期間中の圧力降下は、漏れの少ないワークW2より漏れの多いワークW1の方が大きい。そのため、測定期間開始時(t5)のワークの内圧は漏れの多いワークW1の方が低圧になる。
A
この結果、漏れの無いマスタ62との差圧(差圧計43で測定される差圧)は、漏れの少ないワークW2より漏れの多いワークW1の方が大きくなる。但し、図中は拡大表示されているので、差圧計43で測定される差圧(例えばΔPt1)や第1圧力計41で測定された整定期間中の圧力降下は、極めて小さい。これを拡大表示を行わないと図17のような表示となる。
本発明による換算では、測定時のワークの内圧(検査圧力)が低いほど大きな倍率が適用される。これは例えば、式4のPtestがワークW1とワークW2で同じであるのに対しPtwがワークW1<ワークW2である事に起因し、漏れが少なくPtwが大きいほど、式4によるΔPr[Pa](検出差圧値)に乗じられる換算倍率は小さくなる。よって、漏れの少ないワークW2に適用される倍率より漏れ量の多いワークW1に適用される倍率の方が大きくなる。
As a result, the differential pressure (differential pressure measured by the differential pressure gauge 43) with respect to the
In the conversion according to the present invention, a larger magnification is applied as the internal pressure (inspection pressure) of the work at the time of measurement is lower. This is because, for example, Ptest in Equation 4 is the same for work W1 and work W2, whereas Ptw is work W1 < work W2. The conversion factor multiplied by (detected differential pressure value) becomes smaller. Therefore, the magnification applied to the work W1 with a large amount of leakage is larger than the magnification applied to the work W2 with a small amount of leakage.
図11の例において、第1圧力計41で測定されたt5でのPtからの圧力降下分ΔP1と、t6でのPtからの圧力降下分ΔP2との差圧(ΔP2-ΔP1)は、漏れの多いワークW1>漏れの少ないワークW2となり、また、マスタ62との差は差圧計43を用いて測定され、ΔP1、ΔP2から引かれるマスタ62の差圧(ΔPm=マスタ62のΔP2-ΔP1)は同じなので、漏れの多いワークW1の検出差圧をΔPr1、漏れの少ないワークW2の検出差圧をΔPr2とすると、この2者もまた ΔPr1 > ΔPr2 の関係にある。
In the example of FIG. 11, the differential pressure (ΔP2-ΔP1) between the pressure drop ΔP1 from Pt at t5 measured by the
検出差圧であるΔPr1を、[mL/min]を単位とする漏れ量に変換したものを検出漏れ量Qr1[mL/min]、検出差圧であるΔPr2を、[mL/min]を単位とする漏れ量に変換したものを検出漏れ量Qr2[mL/min]とする。 Detected differential pressure ΔPr1 is converted to leak rate in units of [mL/min] as detected leak rate Qr1 [mL/min], and detected differential pressure ΔPr2 is converted in units of [mL/min]. Detected leak rate Qr2 [mL/min]
図12は、図11のワークW1、W2について、検出漏れ量[mL/min]と、温度補償なしの場合の換算漏れ量[mL/min]と、温度補償ありの場合の換算漏れ量を示している。この例での、漏れの多いワークW1は、第1圧力計41で測定される内圧は低いが、差圧計43で測定されるマスタ62との差圧(検出差圧ΔPr1)は大きく、かつ、Ptwが小さいがために本発明による換算は大きな倍率が適用される。この結果、例えば漏れ量Qr1 [mL/min]に変換する前の差圧ΔPは大きい値を示す。漏れの少ないワークW2は、第1圧力計41で測定される内圧は高いが、差圧計43で測定されるマスタ62との差圧(検出差圧ΔPr2)は小さく、かつ、Ptwが大きいがために本発明による換算は小さな倍率が適用される。この結果、例えば漏れ量Qr2[mL/min]に変換する前の差圧ΔPは小さい値を示す。
Fig. 12 shows the detected leak rate [mL/min], the converted leak rate without temperature compensation [mL/min], and the converted leak rate with temperature compensation for works W1 and W2 in Fig. 11. ing. In this example, the leaky workpiece W1 has a low internal pressure measured by the
温度補償なしの場合の換算漏れ量は、漏れの多いワークW1については、検出漏れ量Qr1を高倍率して得た値であり、漏れの少ないワークW2については、検出漏れ量Qr2を低倍率して得た値である。温度補償なしの場合、漏れの少ないワークW2については、本来合格であるにもかかわらず不合格となっている。この現象は、ワークが例えば溶接終了後、マスタと同じ温度となるまで十分な冷却を行わずに、熱を持っている状態で検査したために不合格となっている状態を示すもので、もし、十分な冷却を行なっていれば、温度補償なしの換算値は温度補償ありの換算値と同値となり、漏れの少ないワークW2については、合格となる。 The converted leakage amount without temperature compensation is a value obtained by multiplying the detected leakage amount Qr1 for workpiece W1, which leaks much, and by multiplying the detected leakage amount Qr2 for workpiece W2, which leaks little. This is the value obtained by In the case of no temperature compensation, the workpiece W2, which leaks little, is rejected although it should have been accepted. This phenomenon indicates that, for example, after the welding is completed, the workpiece is not sufficiently cooled down to the same temperature as the master, and the inspection is performed while the workpiece is still hot. If sufficient cooling is performed, the converted value without temperature compensation will be the same as the converted value with temperature compensation, and work W2 with little leakage will pass.
温度補償ありの場合の換算漏れ量は、温度補償なしの場合の換算漏れ量からさらに、それぞれの倍率で補正後の温度補償値H1を減算した値である。漏れの多いワークW1については、図10の被検査体bを示すグラフBと空気圧450kPaとの交点、すなわちグラフB2との交点に相当する。これを温度補償ありを示す図18ではb点として示す。漏れの少ないワークW2については、図10の被検査体cを示すグラフCと空気圧450kPaとの交点、すなわちグラフC2との交点に相当する。これを図18ではc点として示す。 The converted leak amount with temperature compensation is a value obtained by subtracting the corrected temperature compensation value H1 by each magnification from the converted leak amount without temperature compensation. For the work W1 with a large amount of leakage, this corresponds to the intersection of the graph B showing the object to be inspected b in FIG. 10 and the air pressure of 450 kPa, that is, the intersection of the graph B2. This is shown as point b in FIG. 18 showing temperature compensation. For the work W2 with little leakage, it corresponds to the intersection of the graph C showing the object to be inspected c in FIG. 10 and the air pressure of 450 kPa, that is, the intersection of the graph C2. This is shown as point c in FIG.
漏れの多いワークW1は元々、不合格品であるため、換算漏れ量と基準値(基準の漏れ量)との比較においても不合格品となる。漏れの少ないワークW2は元々、合格品であるため、換算漏れ量値と基準値との比較においても合格品となる(図12の温度補償ありの換算値を参照)。 Since the work W1 with a large amount of leakage is originally a rejected product, it is also rejected when comparing the converted leakage amount with the reference value (reference leakage amount). Since the workpiece W2 with little leakage is originally an acceptable product, it is also an acceptable product when comparing the converted leakage amount value with the reference value (see the converted values with temperature compensation in FIG. 12).
図13は、図11に、加圧導入完了時の圧力が図11の圧力Ptより許容範囲内で低めとなった場合(例えば図10、図18における空気圧420kPa強のような場合)における漏れの比較的多い(ワークW1の漏れ量と基準値との例えば中間の漏れ量を示す)ワークW1’の内圧の変化を示すグラフ83、加圧導入完了時の圧力が圧力Ptより許容範囲内で高めとなった場合(例えば図10、図18における空気圧480kPa弱のような場合)における漏れの比較的少ない(ワークW2の漏れ量と基準値との例えば中間の漏れ量を示す)ワークW2’の内圧の変化を示すグラフ84を加えて示したものである。
FIG. 13 shows the leakage when the pressure at the completion of pressurization introduction is lower than the pressure Pt in FIG. A
圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’の封止後(t4以降)の圧力降下は、グラフ83が示すように緩やかであり、圧力Ptの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’に係るグラフ82(Pt:450kPaでの測定点 図18では c点)の封止後の圧力降下に近い(c点と同じ圧力降下を示す 図18では c’点)。そして、図13の例では、圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’の検出差圧ΔPr3は、圧力Ptの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’の検出差圧ΔPr2と同じになっている(図18のc点とc’点は同じ漏れ量を示す)。
The pressure drop after sealing (after t4) of the workpiece W1', which has a relatively large amount of leakage measured at the inspection pressure lower than the pressure Pt, is gentle as shown in the
一方、圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’の封止後(t4以降)の圧力降下は、グラフ84とグラフ81を対比すれば分かるように、圧力Ptの検査圧力で測定した漏れの多いワークW1に係るグラフ81(Pt:450kPaでの測定点 図18では b点)の封止後の圧力降下に近いb点と同じ圧力降下を示す 図18では b’点)。そして、図13の例では、圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’の検出漏れ量ΔPr4は、圧力Ptの検査圧力で測定した漏れの多いワークW1の検出差圧ΔPr1と同じになっている(図18のb点とb’点は同じ漏れ量を示す)。
On the other hand, the pressure drop after sealing (after t4) of the workpiece W2' with relatively little leakage measured at an inspection pressure higher than the pressure Pt is the pressure Pt, as can be seen by comparing the
したがって、本発明の換算を行わずに基準値と比較すると、圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’を良品と誤判定し、圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’を不良品と誤判定することになる。 Therefore, when comparing with the reference value without performing the conversion of the present invention, the work W1' with relatively large leakage measured at the inspection pressure lower than the pressure Pt is erroneously determined as a non-defective product, and is measured at the inspection pressure higher than the pressure Pt. The workpiece W2', which has a relatively small amount of leakage, is erroneously determined as a defective product.
図14は、図13の圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’、および圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’のそれぞれについて、検出漏れ量と、温度補償なしの場合の換算漏れ量と、温度補償ありの場合の換算漏れ量を示している。圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’の検出差圧ΔPr3を、[mL/min]を単位とする漏れ量に変換したものを検出漏れ量Qr3[mL/min]、圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’の検出差圧をΔPr4を、[mL/min]を単位とする漏れ量に変換したものを検出漏れ量Qr4[mL/min]とする。 FIG. 14 shows detection results for a work W1' with a relatively large amount of leakage measured at an inspection pressure lower than the pressure Pt in FIG. 13, and a work W2' with a relatively small amount of leakage measured at an inspection pressure higher than the pressure Pt. The leakage amount, the converted leakage amount without temperature compensation, and the converted leakage amount with temperature compensation are shown. Detected leak rate Qr3 [mL/min] is obtained by converting the detected differential pressure ΔPr3 of work W1', which has a relatively large amount of leak, measured at an inspection pressure lower than pressure Pt into a leak rate in units of [mL/min]. , ΔPr4 is the detected differential pressure of work W2' with relatively little leakage measured at an inspection pressure higher than the pressure Pt, and the detected leak amount Qr4 [mL/ min].
ここでは、圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’については、検出漏れ量Qr3および温度補償値H1がそれぞれ超高倍率に換算され、圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’については、検出漏れ量Qr4、温度補償値H1がそれぞれ超低倍率に換算される。 Here, for the work W1' with relatively large leaks measured at an inspection pressure lower than the pressure Pt, the detected leakage amount Qr3 and the temperature compensation value H1 are each converted into an ultra-high magnification, and at an inspection pressure higher than the pressure Pt For the measured work W2' with relatively little leakage, the detected leak amount Qr4 and the temperature compensation value H1 are each converted into an ultra-low magnification.
温度補償なしの場合の換算漏れ量は、圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’については、検出漏れ量Qr3を超高倍率して得た値であり、圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2’については、検出漏れ量Qr4を超低倍率して得た値である。温度補償なしの場合、漏れの比較的少ないワークW2’については、本来合格であるにもかかわらず不合格となっている。この現象は、ワークが例えば溶接終了後、マスタと同じ温度となるまで十分な冷却を行わずに、熱を持っている状態で検査したために不合格となっている状態を示すもので、もし、十分な冷却を行なっていれば、温度補償なしの換算値は温度補償ありの換算値と同値となり、漏れの比較的少ないワークW2’については、合格となる。 The converted leak rate without temperature compensation is a value obtained by multiplying the detected leak rate Qr3 by a very high factor for the work W1', which has a relatively large amount of leak, and was measured at an inspection pressure lower than the pressure Pt. For the workpiece W2' with relatively little leakage measured at a higher inspection pressure, the value is obtained by multiplying the detected leakage amount Qr4 by a very low magnification. In the case of no temperature compensation, the workpiece W2', which leaks relatively little, is rejected even though it should have been accepted. This phenomenon indicates that, for example, after the welding is completed, the workpiece is not sufficiently cooled down to the same temperature as the master, and the inspection is performed while the workpiece is still hot. If sufficient cooling is performed, the converted value without temperature compensation will be the same as the converted value with temperature compensation, and work W2' with relatively little leakage will pass.
温度補償ありの場合の換算漏れ量は、温度補償なしの場合の換算漏れ量からさらに、それぞれの倍率で補正後の温度補償値H1を減算した値である。すなわち、圧力Ptより低めの検査圧力で測定した漏れの比較的多いワークW1’の温度補償ありの場合の換算漏れ量は、検出漏れ量ΔQr3を超高倍率した値からさらに温度補償値H1の超高倍率を減算して得た値である(Pt:450kPaに換算すると 図18では c”点)。圧力Ptより高めの検査圧力で測定した漏れの比較的少ないワークW2‘の温度補償ありの場合の換算漏れ量は、検出漏れ量ΔQr4を超低倍率した値から温度補償値H1の超低倍率を減算して得た値である(Pt:450kPaに換算すると 図18では b”点)。 The converted leak amount with temperature compensation is a value obtained by subtracting the corrected temperature compensation value H1 by each magnification from the converted leak amount without temperature compensation. That is, the converted leakage amount in the case of temperature compensation for workpiece W1', which has a relatively large amount of leakage measured at an inspection pressure lower than pressure Pt, is the value obtained by multiplying the detected leakage amount ΔQr3 by a very high factor, and then exceeding the temperature compensation value H1. This is the value obtained by subtracting the high magnification (point c" in Fig. 18 when converted to Pt: 450 kPa). With temperature compensation for work W2' with relatively little leakage measured at an inspection pressure higher than pressure Pt is a value obtained by subtracting the extremely low magnification of the temperature compensation value H1 from the value obtained by multiplying the detected leakage amount ΔQr4 by the extremely low magnification (point b″ in FIG. 18 when converted to Pt: 450 kPa).
低い検査圧力で漏れ量の測定が行われたために、漏れの比較的多いワークW1’の漏れ量(検出漏れ量)が少なく測定された場合でも、本発明に係る換算を行うことで、
漏れの多い比較的ワークW1’の換算漏れ量 > 基準値
となり、ワークW1’は不良品と判定される。
Even if the leakage amount (detected leakage amount) of the work W1′, which has a relatively large amount of leakage, is measured to be small because the leakage amount was measured at a low inspection pressure, the conversion according to the present invention can be performed.
The converted leak amount of the work W1' which leaks relatively much>the reference value, and the work W1' is determined as a defective product.
また、高い検査圧力で漏れ量の測定が行われたために、漏れの比較的少ないワークW2’の漏れ量(検出漏れ量)が多く測定された場合でも、本発明に係る換算を行うことで、
漏れの比較的少ないワークW2’の換算漏れ量 < 基準値
となり、ワークW2’は良品と判定される。
In addition, even if a large amount of leakage (detected leakage amount) is measured for the workpiece W2', which has a relatively small amount of leakage, because the leakage amount was measured at a high inspection pressure, the conversion according to the present invention can be performed.
The converted leakage amount of the work W2' with relatively little leakage <reference value, and the work W2' is determined to be a non-defective product.
次に、ワークの漏れに起因する圧力変動、およびワークの漏れに起因する時間変動(圧力降下が落ち着くまでの時間)について説明する。漏れの大小にかかわりなく温度変化(温度変化に起因する圧力変化)が安定するまでの整定期間(時間)は、あまり差がない。しかし、漏れが多いとその漏れに起因するワークの内圧が大きく下降し、その下降が落ち着くまでの期間の長さは漏れの大小に依存する。そこで、圧力降下(漏れに起因する圧力変化)が落ち着くまで待ってから、漏れ量(差圧ΔPr)を測定することが好ましい。しかし、それを行うには、長い検査時間を要し、検査効率が低下する(多数のワークを効率よく検査できない)。 Next, pressure fluctuations due to work leakage and time fluctuations (time until pressure drop settles down) due to work leakage will be described. There is not much difference in the settling period (time) until the temperature change (pressure change caused by the temperature change) stabilizes regardless of the magnitude of the leak. However, when there is a large amount of leakage, the internal pressure of the work due to the leakage drops greatly, and the length of time until the drop settles depends on the size of the leak. Therefore, it is preferable to measure the leak amount (differential pressure ΔPr) after waiting until the pressure drop (pressure change caused by the leak) settles down. However, doing so requires a long inspection time and lowers inspection efficiency (a large number of workpieces cannot be inspected efficiently).
本発明に係るリーク検査装置10では、測定される漏れ量が測定時のワークの内圧(検査圧力)に依存して変化することに着目し、測定された漏れ量を、基準の検査圧力の下で測定した場合の値に換算する。すなわち、漏れが少なく圧力変化が安定している時に測定された検出差圧ΔPrであっても、漏れが多く圧力変化が安定していない時に測定された検出差圧ΔPrであっても、これらを基準の検査圧力下で測定した場合の換算漏れ量ΔQs[mL/min]に換算(検査圧力によって体積が変化することも加味して換算)して漏れ量を判定するので、漏れに起因する圧力変化が落ち着くまで待つことなく、漏れに起因する圧力変化が落ち着く前に漏れ量の測定を行うことができる。
The
詳述すると、漏れ量が大きい場合には、漏れ量が少ない場合に比べて、整定期間における圧力降下が大きくなるので測定時のワークの内圧(検査圧力)が低くなり、漏れ量は少なく測定されるが、本発明に係るリーク検査装置10では、許容範囲内のどの圧力条件で漏れ量(差圧)が測定されたとしても、測定された漏れ量(差圧)を基準の検査圧力で測定した場合の漏れ量に換算(漏れ量ΔQs[mL/min]に換算する場合は圧力による体積変化も加味して換算)するので、測定時の検査圧力にかかわらず、一定の判断基準で漏れ量を判定することができる。
In detail, when the leak rate is large, the pressure drop during the settling period is greater than when the leak rate is small, so the internal pressure of the workpiece (inspection pressure) at the time of measurement becomes lower, and the leak rate is less measured. However, in the
次に、漏れ量が大きい場合には、測定時のワークの内圧(検査圧力)が低くなり、漏れ量は少なく測定されるのであれば、基準漏れ量(最大許容漏れ量)を少なめの値とすれば、本願と同等の効果を得られると思われるかもしれないが、そうではない点を説明する。ここでは、被検査体が携帯用ポットである場合の例を用いて同等で無い点を詳述する。例えば350cc、600 cc、1000 cc、の外観形状が全く同じで長さのみ異なる3種類のポットの漏れ検査を、水没試験で行う場合と、リーク検査装置10のように気体を加圧導入して漏れ量を測定する場合について考える。
Next, if the leak rate is large, the internal pressure of the workpiece (inspection pressure) at the time of measurement will be low. If so, it may be thought that the same effect as the present application can be obtained, but this is not the case. Here, the unequal points will be described in detail using an example in which the object to be inspected is a portable pot. For example, three types of pots, 350 cc, 600 cc, and 1000 cc, which have exactly the same external shape and differ only in length, are tested for leaks by a submersion test and by pressurizing gas as in the
水没試験は周知のように、被検査体に空気圧をかけて水没させ、孔が開いている部分から気泡が漏れ出る様子を目視確認する試験法であり、気泡の発生量は、空気圧 - 表面張力、に略比例し、例え孔があっても(ヘリウムディテクターやエアリークテスターで漏れ量が検出されても)孔の周長に比例する表面張力に打ち勝つだけの空気圧をかけなければ、気泡が漏れ出ることはなく、合格となる。そして、表面張力というデメリットがある分、ポットが壊れない限界空気圧を用いて検査を行って、孔が無いことを確認することができる。 As is well known, the water submersion test is a test method in which air pressure is applied to the test object to submerge it in water, and the appearance of air bubbles leaking out from the part where the holes are open is visually confirmed. , and even if there is a hole (even if the amount of leakage is detected by a helium detector or air leak tester), if air pressure is not applied to overcome the surface tension proportional to the circumference of the hole, air bubbles will leak out. It does not matter, it is passed. Since there is a demerit of surface tension, the inspection can be performed using the limit air pressure at which the pot does not break, and it can be confirmed that there are no holes.
つまり、ポットが壊れない限界空気圧を印加するポットの水没試験では、いずれのサイズのポットでも同一の基準を用いている。すなわちポットの容積は勘案されない。表面張力はヤング・ラプラスの式から求められ、水中にある半径Rの気泡は、孔の半径と略同等であるから、ポットの水没試験では、いずれのサイズのポットでも孔の半径が所定値以下なら合格、所定値以上なら不合格という基準であると換言できる。 In other words, in the submersion test of the pot, which applies the limit air pressure at which the pot does not break, the same standard is used for pots of any size. That is, the volume of the pot is not taken into account. Surface tension is obtained from the Young-Laplace equation, and since a bubble of radius R in water is approximately the same as the radius of the hole, in the pot submersion test, the radius of the hole is less than the specified value in pots of any size. In other words, it is a criterion of acceptance if the value is equal to or greater than the predetermined value, and rejection if the value is equal to or greater than the predetermined value.
ところが、気体を被検査体に加圧導入した後、封止して漏れ量を測定するエアリークテスターの場合、例えば、350cc、600 cc、1000ccの各サイズに同じ空気圧を印加しても、同じ直径の孔があいていた場合、圧力降下は350ccの方が大きく、1000ccの方が小さい。この事は、漏れ量が大きい場合には、測定時のワークの内圧(検査圧力)が低くなり、漏れ量は少なく測定されるのと同様の現象である。したがって、エアリークテスターで漏れ量を検出する場合には、350ccの方が少なく漏れ量が求められ、1000ccの方が漏れ量は多めに出る。換言すれば、ポットの容積を無視、又は、同じとする同一の検査基準を用いて水没試験を行うことができたポットのようなものを、通常のエアリークテスターに切り替えると、同一の検査基準を用いて検査することができず、混合検査においては、検査毎に基準を入れ替える事となり、検査が煩雑となる。 However, in the case of an air leak tester that measures the amount of leakage by sealing gas after pressurizing it into the test object, for example, even if the same air pressure is applied to each size of 350cc, 600cc, and 1000cc, the same diameter 350cc had a higher pressure drop and 1000cc had a lower pressure drop. This is the same phenomenon as when the leakage amount is large, the internal pressure of the workpiece (inspection pressure) at the time of measurement becomes low, and the leakage amount is measured to be small. Therefore, when detecting the leak amount with an air leak tester, the leak amount of 350 cc is smaller, and the leak amount of 1000 cc is larger. In other words, if a pot that can be subjected to a water immersion test using the same inspection standard that ignores or makes the pot volume the same is switched to a normal air leak tester, the same inspection standard will be applied. Therefore, in the mixed inspection, the reference is replaced for each inspection, which complicates the inspection.
これに対し、本発明に係るリーク検査装置10やリーク検査方法では、気体を被検査体に加圧導入した後、封止して漏れ量を測定する方法を採用しているが、測定した漏れ量を、測定時のワーク(この例ではポット)の内圧に基づいて、所定の基準の検査圧力で測定した場合の値に換算するので、検査毎に基準を入れ替える事なしに混合検査を行うことができる。
On the other hand, in the
また、本発明が解決しようとする課題の解決策として、検査圧力の許容範囲を狭く設定すれば済む、と考えられるかもしれないが、そうではないことを説明する。 Moreover, it may be thought that setting the allowable range of the inspection pressure to be narrow as a solution to the problem to be solved by the present invention, but this is not the case.
図15は、電空レギュレータ2の設定値500kPa±40 kPa で検査した4271件(拡大図250件)の制御実績を示している。工場の休み時間に電空レギュレータ2に500kPaを設定したが、検査時は他の機器で加圧気体の供給源からの圧縮空気が使われたため、500kPa未満の検査圧力となっている。図中、塗りつぶされた丸印は合格品のワークが検査に合格とされた、もしくは不合格品のワークが検査に不合格した事案を示し、白抜き黒丸は合格品のワークが不合格とされた、もしくは不合格品のワークが合格とされた事案を示している。
FIG. 15 shows control results of 4271 cases (250 cases of enlarged view) inspected at the set value of the electro-
この図から、誤判定は、必ずしも検査圧力が設定値から大きくずれている場合に限らないことが分かる。すなわち、基準の検査圧力で検査した場合の漏れ量が、基準の漏れ量に近いワークの場合、検査圧力が基準の検査圧力から少し異なるだけで、誤判定が生じる可能性がある。これは図19において、検査圧力の許容範囲を、たとえば440kPaから460kPaのように狭くしても、その中に不良品を合格と誤判定する領域E1や良品を不合格と誤判定する領域E2が含まれることからも分かることである。さらに、図15に示すように、加圧導入後の圧力に大きなバラツキがあるので、検査圧力の許容範囲を狭くすると、加圧導入完了時の圧力が許容範囲に入らずエラーになる事象が多々発生し、検査を円滑に行うことができない。このように、検査圧力の許容範囲を狭くしても、本発明の課題は解決されない。 From this figure, it can be seen that an erroneous determination is not necessarily limited to the case where the test pressure greatly deviates from the set value. That is, in the case of a work having a leakage amount close to the reference leakage amount when inspected at the reference inspection pressure, an erroneous determination may occur even if the inspection pressure is slightly different from the reference inspection pressure. This is because, in FIG. 19, even if the allowable range of the inspection pressure is narrowed, for example, from 440 kPa to 460 kPa, there will be an area E1 in which defective products are erroneously determined to be acceptable and an area E2 in which non-defective products are erroneously determined to be unacceptable. It is clear from the fact that it is included. Furthermore, as shown in FIG. 15, there is a large variation in the pressure after pressurization is introduced, so if the allowable range of the inspection pressure is narrowed, the pressure at the completion of pressurization introduction does not fall within the allowable range, and an error often occurs. It occurs, and inspection cannot be performed smoothly. Thus, even if the allowable range of inspection pressure is narrowed, the problem of the present invention is not solved.
ではなぜ図15のような制御実績が生じたのかについて言及しておくと、工場では日々製品が製造され、製造ラインの更新(リーク検査装置10による検査ラインの設置等を含む)は、昼休み、夜間等就業終了後、土日の休日や年末年始等の製造ラインが休止している時など、日々の製造が阻害されない時間帯で行われる。すなわち、供給源3から電空レギュレータ2に至るまでの配管から分岐して接続されている、加圧気体を動力とする他の機械等は動作が行われていない時間帯であり、極めて安定した条件で、リーク検査装置10の設定が行われるから、図15のような実態はいままで管理者に把握されてこなかったのである。
As for why the control results shown in FIG. 15 are produced, products are manufactured every day in the factory, and the update of the production line (including the installation of the inspection line by the leak inspection device 10) is performed during the lunch break, It is carried out at times when daily production is not hindered, such as after work at night, on Saturdays, Sundays, and holidays, and when the production line is not in operation, such as during the year-end and New Year holidays. In other words, it is a time period in which other machines powered by pressurized gas, which are branched from the pipe from the
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configurations are not limited to those shown in the embodiments, and modifications and additions may be made without departing from the scope of the present invention. is also included in the present invention.
実施の形態では、検出漏れ量(検出差圧)を換算漏れ量(換算差圧)に換算するための演算として、ハーゲンポアズイユの直管モデルを使用したが、JIS8762-2に定められるオリフィスの流量式を用いても良いし、例えば、予め定めた漏れ限度サンプルの、少なくとも2点間の検査圧力別の漏れ量から求めた、検査圧力と漏れ量との関係を示す一次関数を使用してもよい。さらに3点以上の圧力別の漏れ量を用いた副次関数としても良い。さらに、これらの関数を複数組み合わせても良い(重み付けをして組み合わせる)。 In the embodiment, the Hagen-Poiseuille straight pipe model was used as the calculation for converting the detected leak rate (detected differential pressure) into the converted leak rate (converted differential pressure). A formula may be used, or, for example, a linear function indicating the relationship between the test pressure and the leak amount obtained from the leak amount for each test pressure between at least two points of a predetermined leak limit sample may be used. good. Furthermore, a secondary function using three or more pressure-dependent leak amounts may be used. Furthermore, a plurality of these functions may be combined (weighted and combined).
また、漏洩検査工程で測定された差圧の変化量(漏洩検査工程での測定開始時の差圧と漏洩検査工程の測定終了時の差圧との差分)であるΔPr[Pa](もしくはΔQr[mL/min])と、これを測定した時のワークの内圧値(検査圧力)とをペアとする場合、検査圧力の測定タイミングは、漏洩検査工程での測定開始時と漏洩検査工程の測定終了時の中央値の時間とすることが好ましい。しかし、他のタイミングで検査圧力が測定されることも許容される。たとえば、測定開始時を検査圧力の測定タイミングとしても良い。 In addition, ΔPr [Pa] (or ΔQr [mL/min]) and the work internal pressure value (inspection pressure) when this is measured, the measurement timing of the inspection pressure is the start of measurement in the leak inspection process and the measurement in the leak inspection process. It is preferably the median time at the end. However, it is permissible for the test pressure to be measured at other times. For example, the measurement start time may be set as the test pressure measurement timing.
検査圧力の測定タイミングを差圧ΔPrの測定開始時とする場合には、図16に示されるように、換算漏れ量と検査圧力との関係を示すグラフは、わずかな下り勾配を示す。本来、換算漏れ量は検査圧力にかかわらず一定値となるべきであるが、検査圧力の許容範囲内において、本来の正しい換算漏れ量との誤差が所定範囲内に収まれば、検査精度として問題がない。 When the measurement timing of the inspection pressure is set at the start of measurement of the differential pressure ΔPr, the graph showing the relationship between the converted leak amount and the inspection pressure shows a slight downward slope as shown in FIG. 16 . Originally, the converted leak rate should be a constant value regardless of the inspection pressure, but if the error from the correct converted leak rate falls within a predetermined range within the allowable range of the inspection pressure, there will be a problem with the inspection accuracy. do not have.
検査圧力の測定タイミングを差圧ΔPrの測定期間の開始時とすれば、差圧ΔPrの測定期間の長短にかかわらず、同じタイミング(測定期間の長短に合わせて検査圧力の測定タイミングを変更すること無く同じタイミング)で検査圧力を取得できるので、簡易な方法で十分な効果を発揮することができる。 If the measurement timing of the test pressure is set at the start of the measurement period of the differential pressure ΔPr, regardless of the length of the measurement period of the differential pressure ΔPr, the same timing (the measurement timing of the test pressure can be changed according to the length of the measurement period). Since the inspection pressure can be acquired at the same timing, a simple method can be sufficiently effective.
このことは、検査圧力の測定タイミングは、漏洩検査工程での測定開始時と漏洩検査工程の測定終了時の中央値の時間から、所定時間離れても良いことを示しており、たとえば、測定開始時より手前であっても良いし、漏洩検査工程の測定終了後より後であっても良いことを示している。測定された漏れ量(検出差圧もしくは検出漏れ量)とペアとなるべき検査圧力を取得できれば良い。 This indicates that the measurement timing of the inspection pressure may be separated by a predetermined time from the median time between the start of measurement in the leak inspection process and the end of measurement in the leak inspection process. This indicates that it may be before the time or after the end of the measurement in the leakage inspection process. It is sufficient if the inspection pressure to be paired with the measured leak amount (detected differential pressure or detected leak amount) can be acquired.
また、検査圧力の測定時と検出漏れ量(検出差圧)の測定時とにずれがある場合に、測定された検査圧力を、検出漏れ量の測定時の値となるように補正してもよい。さらに、検出漏れ量を加味してこの補正を行うとよい。すなわち、検出漏れ量の大小に応じて、検出圧力の補正量を変更するとよい。図11に示したように、封止後の圧力降下は、漏れの大小に依存しており、漏れが少ない場合に比べて、漏れが多い場合の圧力降下が大きい。そこで、検査圧力の測定時と検出漏れ量の測定時(たとえば、漏洩検査工程での測定開始時と測定終了時の中央値の時間)との間における圧力降下量を、漏洩検査工程で測定された検出漏れ量に応じて変更して、上記補正を行うようにすれば、より正確な補正を行うことができる。 Also, if there is a discrepancy between the measurement of the inspection pressure and the amount of detected leakage (detected differential pressure), the measured inspection pressure can be corrected to the value at the time of measurement of the amount of detected leakage. good. Furthermore, it is preferable to perform this correction by adding the amount of detection omission. That is, it is preferable to change the correction amount of the detected pressure according to the magnitude of the detected leakage amount. As shown in FIG. 11, the pressure drop after sealing depends on the size of the leak, with a large leak resulting in a larger pressure drop than a small leak. Therefore, the amount of pressure drop between the measurement of the inspection pressure and the measurement of the detected leak amount (for example, the median time between the start of measurement and the end of measurement in the leak inspection process) is measured in the leak inspection process. If the above correction is performed by changing according to the detected leak amount, more accurate correction can be performed.
さらに、サイズの異なる複数のワークを次々と検査する混合検査を行わない場合には、検出漏れ量(検出差圧)とペアにされる検査圧力の測定タイミングを、ワークへの気体の加圧導入完了後であって封止前(第1開閉弁31を閉じる前)としても良い。たとえば、リーク検査装置を、図1に示すリーク検査装置10に対して第1圧力計41および第2圧力計42を設けない構成とした場合、圧力計5を用いて(例えば圧力計5相当を第1配管21に設け、それを用いて)、上記タイミング(加圧導入完了後の封止前)に検査圧力を取得する。そして、前述したように、取得した検査圧力を、検出漏れ量の測定時の値となるように補正すれば良い。この補正において、検出漏れ量を加味するとさらに良い。
Furthermore, when not performing a mixed inspection in which multiple workpieces of different sizes are inspected one after another, the measurement timing of the inspection pressure paired with the detected leakage amount (detected differential pressure) is set to the pressure introduction of gas to the workpiece. It may be after completion and before sealing (before closing the first on-off valve 31). For example, if the leak inspection apparatus is configured without providing the
また、検査圧力の測定時と検出漏れ量の測定時とにずれがある場合に、測定された検査圧力を検出漏れ量の測定時の値となるように補正することに代えて、漏れの判定に使用される基準漏れ量を補正するようにしてもよい。すなわち、検査圧力の測定時(たとえば、気体の加圧導入完了後で第1開閉弁31を閉じる前)から検出漏れ量の測定時(たとえば、漏洩検査工程における測定開始時と終了時の中央値の時間)までの時間におけるワークからの漏れ量を勘案して、基準漏れ量(最大許容漏れ量)を、本来の値より少なめの値と(例えば手動入力で少なめに設定)してもよい。
In addition, when there is a difference between the measurement of the inspection pressure and the measurement of the detected leakage amount, instead of correcting the measured inspection pressure so that it becomes the value at the time of measurement of the detected leakage amount, the leakage determination You may make it correct|amend the reference|standard leak amount used for. That is, from the time of measurement of the inspection pressure (for example, before closing the first on-off
さらに、最大許容漏れ量を示すワークのサンプルを用いて、第1開閉弁31を閉じてから漏れ量の測定時(漏洩検査工程の測定期間の中央値の時間)までの圧力降下を測定し、その測定結果に基づいて、基準漏れ量(最大許容漏れ量)を、どの程度少なめにすれば良いかを検査処理部50が自動で求めるようにしても良い。なお、この手法は、検出圧力の測定タイミングを、気体の加圧導入完了後で第1開閉弁31を閉じる前とする場合に限らず、第1開閉弁31を閉じた後、たとえば、漏洩検査工程の測定期間の中央値の時間から所定時間前または後、とした場合の補正としても用いることができ、その場合には、最大許容漏れ量を示すサンプルを用いることなく、測定毎に補正することができる。
Furthermore, using a work sample showing the maximum allowable leak rate, the pressure drop from closing the first on-off
また、本発明では、検出漏れ量と基準漏れ量とが同一の圧力条件で測定した場合の値となるように検出漏れ量と基準漏れ量のうちの少なくとも一方を換算すればよく、検出漏れ量を基準の検査圧力で漏れ量を測定した場合の値となるように換算してもよいし、基準漏れ量を、検出圧力で測定した場合の値となるように換算してもよいし、検出漏れ量と基準漏れ量の双方を、検査圧力でも基準の検査圧力でもない第3の圧力で測定した場合の値となるように換算してもよい。いずれの場合においても、これまで説明した各種のバリエーションを取ることができる。 Further, in the present invention, at least one of the detected leakage amount and the reference leakage amount may be converted so that the detected leakage amount and the reference leakage amount are values when measured under the same pressure conditions. may be converted to the value when the leak rate is measured at the standard inspection pressure, or the standard leak rate may be converted to the value when measured at the detection pressure, or the detection Both the leak amount and the reference leak amount may be converted to values when measured at a third pressure that is neither the inspection pressure nor the reference inspection pressure. In either case, the various variations described so far can be taken.
実施の形態では、リーク検査装置10としてワーク61とマスタ62の差圧を測定する例を示したが、ワーク61の圧力を直接測定する構成でも構わない。
In the embodiment, an example of measuring the differential pressure between the workpiece 61 and the
さらに、リーク検査装置10としてワーク61とマスタ62の差圧を測定する際に、漏れを測定する対象物(被検査体)であるワーク61と漏れのないマスタ62の差圧を測定するのではなく、被検査体を両方に接続する、両ワーク方式でも構わない(この場合にはマスタ62ではなくワーク62となり、ワーク61との差圧を測定することとなる)。このような両ワーク方式は、被検査体の漏れ品が極めて少ない場合(例えば5%以下のような場合)に用いられる方式である。従来は、ワーク61の検出漏れ量(検出差圧)を換算漏れ量(換算差圧)に換算するための演算に用いる圧力を例えば第1圧力計41の圧力を参照したが、両ワーク方式で測定される場合には、ワーク61に漏れが無く、ワーク62に漏れが有る場合がある。このような場合には、差圧計43で測定される漏れ量は、マイナス表示となるが、ワーク62の検出漏れ量(検出差圧)を換算漏れ量(換算差圧)に換算するための演算に用いる圧力は例えば第2圧力計42の圧力を参照した方が好ましい。
Furthermore, when measuring the differential pressure between the workpiece 61 and the
すなわちリーク検査装置10としては、漏れのないマスタを用いた従来方式の検査を行っているのか、又は、上記の両ワーク方式で検査しているのかは把握できないので、差圧計43で測定される漏れ量がプラスの場合には(ワーク61に漏れがある場合には)、演算に用いる圧力を例えば第1圧力計41の圧力を参照し、漏れ量がマイナスの場合には(マスタ62又はワーク62に漏れがある場合には)、演算に用いる圧力を例えば第2圧力計42の圧力を参照した方が好ましい。なお、マスタ62又はワーク62に漏れがあっても、第1圧力計41の圧力と第2圧力計42の圧力の値はほぼ同じとして、第1圧力計41の値を用いて演算を行うようにしても良い。また、両ワークである旨を入力できる場合には、マイナス表示を行うのではなく、マスタ62又はワーク62に漏れが有る旨を表示と共に、漏れ量をマイナス表示ではなく、プラス表示としてもかまわない。
That is, since the
本発明は、リーク検査装置に限定されず、リーク検査方法も含まれる。リーク検査方法は、外部のパソコン等で実施される。たとえば、リーク検査装置を検査処理部15の無い構成とし、検査処理部15に相当する機能(本発明に係るリーク検査方法を実施する機能を含む)を外部のパソコン等に担わせる構成としてもよい。 The present invention is not limited to a leak inspection device, but also includes a leak inspection method. The leak inspection method is performed by an external personal computer or the like. For example, the leak inspection apparatus may be configured without the inspection processing unit 15, and the functions corresponding to the inspection processing unit 15 (including the function of executing the leak inspection method according to the present invention) may be performed by an external personal computer or the like. .
従来測定器は、精度を高め、正確な測定値を求めることを目的としてきたが、図19に示すように予め定めた基準値に基づく判定で誤判定が生じるという問題点があった(漏れ量の正確性を高めると判定精度が下がるという問題点があった)。これに対して本願発明は、例えば検査装置を使用するユーザーに対して、漏れの有るワークのサンプル値(漏れ量と圧力をペアとした少なくとも2点以上のサンプル値)を提供してもらい、このサンプル値に基づいて、予め定めた基準値、又は新たに検査するワークの検査値等を補正することで、可能な限り正確な合否判定を行おうとするものである。 Conventional measuring instruments have been aimed at increasing accuracy and obtaining accurate measured values, but as shown in FIG. There was a problem that the accuracy of judgment decreased when the accuracy of was increased). On the other hand, in the present invention, for example, the user using the inspection device is asked to provide sample values of a work with leakage (at least two or more sample values paired with leakage amount and pressure). By correcting a predetermined reference value or an inspection value of a newly inspected work based on the sample value, it is possible to make a pass/fail judgment as accurately as possible.
すなわち、漏れの有るサンプルと新たに検査するワークとは異なる物であるので、当然新たに検査するワークの圧力換算漏れ量(例えば、予め定める基準値とペアとなる圧力下での値に換算した漏れ量)は推定に基づく補正(換算)を経なければならない。従って、従来(の延長線上の方法、例えば、予め定める基準値とペアとなる圧力と同じ圧力として測定した漏れ量)と比して、正確な値を求めることができず、あくまでも推定値の域を出ない不完全なものである(例えば図3のグラフ93に示すように、完全に一致するものを得られるとは限らない)。
That is, since the sample with leakage and the work to be newly inspected are different things, naturally the pressure conversion leakage amount of the work to be newly inspected (for example, converted into a value under pressure paired with a predetermined reference value amount of leakage) must undergo correction (conversion) based on estimation. Therefore, compared to the conventional (extension method, for example, the leakage amount measured as the same pressure as the pressure paired with the predetermined reference value), it is not possible to obtain an accurate value, and it is only an estimated value. (It is not always possible to obtain a perfect match, as shown, for example, in
しかし、従来の計測器での、予め定めた基準値に基づく判定で誤判定が生じるという問題点に対して、少なくとも本願発明は誤判定率を下げることができるものである。計測器を作るメーカーとしては漏れ量を高精度に求め、あくまで合否判定は付属機能としていたが、計測器を工場等で使う作業者は漏れ量を見るのは仕事でなく、良品か不良品かを分けるのが仕事であって、合否判定画面しか見ていない。本願発明は計測器を作るメーカーが拘りがちな測定精度ではなく、ユーザーが欲する合否判定機能の精度を高めようとするものである。 However, the present invention can at least reduce the rate of erroneous determinations, in contrast to the problem of erroneous determinations occurring in determinations based on predetermined reference values in conventional measuring instruments. As a manufacturer of measuring instruments, we demanded high-precision leak volume, and the pass/fail judgment was an accessory function. My job is to separate the two, and I only see the pass/fail judgment screen. The present invention aims to improve the accuracy of the pass/fail judgment function desired by users, rather than the measurement accuracy that manufacturers of measuring instruments tend to be concerned about.
さらに次の利点も有する。例えば、従来は安いポリウレタンチューブ等を使用すると、原因不明の漏れ量誤差が生じるので、ナイロンチューブを使用せざるを得なかったが、本願発明を用いれば、安いポリウレタンチューブを長距離(例えば20m)用いても、補正・換算が行われるので、誤判定を避けられるのみならず、測定精度も向上させることができる等、優位な面も有する。 It also has the following advantages: For example, in the past, if cheap polyurethane tubes or the like were used, an unknown amount of leakage error would occur, so nylon tubes had to be used. Even if it is used, since correction/conversion is performed, not only is it possible to avoid erroneous determination, but it is also possible to improve the measurement accuracy.
2…電空レギュレータ
3…加圧気体の供給源
5…圧力計
6…等温化ファンユニット
10…リーク検査装置
11…加圧源接続口
12…ワーク接続口
13…マスタ接続口
15…検査処理部
21…第1配管
22…第2配管
23…第3配管
24…排気管
31…第1開閉弁
32…第2開閉弁
33…第3開閉弁
34…第4開閉弁
35…第5開閉弁
36…第6開閉弁
37…第7開閉弁
38…排気弁
41…第1圧力計
42…第2圧力計
43…差圧計
50…検査処理部
51…漏れ量測定部
52…検査圧力測定部
53…基準値取得部
54…換算部
55…判定部
56…体積変化取得部
61…ワーク
62…マスタ
71、72…可変バルブ
73…流量計
2
Claims (14)
前記被検査体に気体を加圧導入した後に封止した状態で前記被検査体からの漏れ量である検出漏れ量を測定する漏れ量測定ステップと、
前記測定を行った時の前記被検査体の内圧を示す第1の検査圧力を測定する検査圧力測定ステップと、
基準の検査圧力と、前記被検査体の内圧を前記基準の検査圧力として前記測定を行った場合の前記被検査体からの漏れ量の最大許容値を示す基準漏れ量とを取得する基準値取得ステップと、
前記検出漏れ量と前記基準漏れ量とが、前記基準の検査圧力と前記第1の検査圧力とが同一の圧力である場合の値となるように、前記検出漏れ量と前記基準漏れ量のうちの少なくとも一方を換算する換算ステップと、
を有する
ことを特徴とするリーク検査方法。 A leak inspection method for inspecting the presence or absence of leakage in an object to be inspected having a hollow portion,
A leakage amount measuring step of measuring a detected leakage amount, which is an amount of leakage from the object to be inspected, in a sealed state after gas is pressurized and introduced into the object to be inspected;
an inspection pressure measuring step of measuring a first inspection pressure indicating the internal pressure of the object to be inspected when the measurement is performed;
Acquisition of a reference value for obtaining a reference inspection pressure and a reference leakage amount indicating a maximum allowable amount of leakage from the object to be inspected when the measurement is performed using the internal pressure of the object to be inspected as the reference inspection pressure a step;
out of the detected leakage amount and the reference leakage amount so that the detected leakage amount and the reference leakage amount have values when the reference inspection pressure and the first inspection pressure are the same pressure a conversion step of converting at least one of
A leak inspection method, comprising:
をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載のリーク検査方法。 2. The leak inspection method according to claim 1, further comprising a volume change acquiring step of acquiring a volume change due to an internal pressure of the sealed closed space including the hollow portion of the object to be inspected.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のリーク検査方法。 3. The converting step includes converting the volume of the sealed closed space including the hollow portion of the object to be inspected, taking into consideration that the volume of the sealed closed space varies depending on the internal pressure of the closed space. 3. The leak inspection method according to 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のリーク検査方法。 4. The method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a determination step of comparing the detected leak amount after conversion with the reference leak amount to determine whether or not there is a leak in the object to be inspected. The leak inspection method described in .
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のリーク検査方法。 In the leak amount measuring step, gas is pressurized to the same pressure into a leak-free reference body having a hollow portion and the object to be inspected, and then the reference body and the object to be inspected are set as independent closed spaces. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of leakage from the test object is obtained based on a differential pressure between the internal pressure of the test object measured in a sealed state and the internal pressure of the reference object. or the leak inspection method according to one.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載のリーク検査方法。 When there is a discrepancy between the measurement of the first inspection pressure and the measurement of the detected leakage amount, the measured first inspection pressure is corrected to the value at the time of measurement of the detected leakage amount. The leak inspection method according to any one of claims 1 to 5, further comprising an inspection pressure correction step.
ことを特徴とする請求項6に記載のリーク検査方法。 7. The leak inspection method according to claim 6, wherein, in said inspection pressure correction step, said correction is performed in consideration of said detected leak amount.
前記被検査体に気体を加圧導入した後に封止した状態で前記被検査体からの漏れ量である検出漏れ量を測定する漏れ量測定部と、
前記測定を行った時の前記被検査体の内圧を示す第1の検査圧力を測定する検査圧力測定部と、
基準の検査圧力と、前記被検査体の内圧を前記基準の検査圧力として前記測定を行った場合の前記被検査体からの漏れ量の最大許容値を示す基準漏れ量とを取得する基準値取得部と、
前記検出漏れ量と前記基準漏れ量とが、前記基準の検査圧力と前記第1の検査圧力とが同一の圧力である場合の値となるように、前記検出漏れ量と前記基準漏れ量のうちの少なくとも一方を換算する換算部と、
を有する
ことを特徴とするリーク検査装置。 A leak inspection device for inspecting the presence or absence of leakage in an object to be inspected having a hollow part,
a leakage amount measuring unit that measures a detected leakage amount, which is an amount of leakage from the object to be inspected, in a sealed state after gas is pressurized and introduced into the object to be inspected;
an inspection pressure measuring unit that measures a first inspection pressure that indicates the internal pressure of the object to be inspected when the measurement is performed;
Acquisition of a reference value for obtaining a reference inspection pressure and a reference leakage amount indicating a maximum allowable amount of leakage from the object to be inspected when the measurement is performed using the internal pressure of the object to be inspected as the reference inspection pressure Department and
out of the detected leakage amount and the reference leakage amount so that the detected leakage amount and the reference leakage amount have values when the reference inspection pressure and the first inspection pressure are the same pressure a conversion unit that converts at least one of
A leak inspection device comprising:
ことを特徴とする請求項8に記載のリーク検査装置。 9. The leak test apparatus according to claim 8, further comprising a volume change acquiring unit that acquires a volume change due to an internal pressure of the sealed closed space including the hollow part of the object to be inspected.
ことを特徴とする請求項8または9に記載のリーク検査装置。 The conversion unit performs the conversion taking into account that the volume of the sealed closed space including the hollow part of the object to be inspected changes depending on the internal pressure of the closed space. Item 9. The leak inspection device according to Item 8 or 9.
ことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1つに記載のリーク検査装置。 11. The apparatus according to any one of claims 8 to 10, further comprising a determination unit that compares the detected leakage amount after conversion with the reference leakage amount to determine whether or not there is leakage in the object to be inspected. The leak inspection device according to .
ことを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1つに記載のリーク検査装置。 The leak amount measuring unit pressurizes and introduces gas into a leak-free reference body having a hollow portion and the test object at the same pressure, and then makes the reference body and the test object independent closed spaces. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the amount of leakage from the test object is obtained based on a differential pressure between the internal pressure of the test object measured in a sealed state and the internal pressure of the reference object. or the leak inspection device according to one.
ことを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1つに記載のリーク検査装置。 When there is a difference between the measurement of the first inspection pressure and the measurement of the detected leakage amount, the inspection pressure measurement unit measures the measured first inspection pressure at the time of measurement of the detected leakage amount. 13. The leak inspection device according to any one of claims 8 to 12, wherein correction is performed so as to obtain a value.
ことを特徴とする請求項13に記載のリーク検査装置。 14. The leak test apparatus according to claim 13, wherein the test pressure measurement unit performs the correction by taking into account the detected leak amount.
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