JP2643440B2 - 漏洩検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、漏洩検査装置、特に液中浸漬試験を介して
漏洩を検出する自動装置に関する。

（従来の技術） 「耐漏洩性」に対する基準を満足させる必要のある諸
要素が多く作られている。耐漏洩性と称しても、漏洩が
完全に無いものはありえないので相対的な用語である。
漏れを少なくするためにアツプするコストと、その寿命
にわたつて当該ユニツトが機能することの重要性との間
で妥協する必要がある。耐漏洩性とは通常の作動状況に
おいて許容される実用的な漏洩のことである。

ある程度の耐漏洩性を要する要素としては、例えば、
燃料タンク、ラジエータ、燃料系の要素、水ポンプ、冷
凍用要素、ヒータの芯、トルクコンバータ、油圧および
空気圧要素等を含む。許容される漏洩は、収容すべき流
体の種類即ちガスあるいは液体かにより、かつ中味が加
圧されるか否かによつて使用する要素によつて変わる。

工業的に、数種類の漏洩検出法が一般的に用いられて
いる。それぞれの方法は独自の利点、限度および感度範
囲がある。その結果、必ずしも全ての方法が各々の用途
に対して有用ではない。漏洩検出法を正確に選択するこ
とにより、漏洩検査の費用、感度および信頼性を適正化
する。

液中浸漬試験は、漏洩を検出するために使用される最
も古い方法の１つである。液中浸漬試験は、非試験要素
内から液体の外側へガスの流れを発生させる漏洩部の差
圧に基づいて実施される。。試験される部分はガスで加
圧され、次いで一般的に水である液状媒体中に浸漬され
る。加圧された要素から逃げるガスが液中で１ないしそ
れ以上の泡を発生させ、該泡は次いで水の表面まで上昇
する。試験される要素は、泡の介在について液状の試験
媒体を検査している間液中に留まるようにされる。泡の
位置が漏れの個所を示し、泡の数や大きさを用いて漏れ
の速度を推測することができる。

液中浸漬法は数々の利点を有し、その利点には他の方
法に比して設備費が低いこと、漏洩個所を検出できるこ
と、工場の床上で用いても十分耐久性のある設備を容易
に作ることができること、および１個の試験装置を用い
て種々の寸法や形状の要素を試験できることを含む。

液中浸漬試験に係わる主要な欠点は、漏れているガス
の泡を調べるために作業者が水を目で検査する必要があ
ることである。このため試験にわずらしさがあり、調査
結果では、漏洩を正確に識別する作業者の能力は典型的
な８時間交替の途中で低下することを示している。

（発明が解決しようとする課題） 従つて、本発明の目的は、試験中の要素から漏れてい
るガスの介在を検出する自動手段を含む液中浸漬漏洩検
査装置を提供することである。

本発明の利点は、低コストの液中浸漬試験装置に、本
試験装置のコストを著しく上げることなく漏洩検出精度
を上げる自動検出手段を備えることができることであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明による漏洩検出手段は、試験すべき要素を液中
試験媒体、典型的には水に浸漬させるタンクを採用して
いる。本試験装置並びに被試験要素に対して適応しうる
限りはその他の液体を用いてもよい。泡の自動識別は、
例えばclairex CL−703L光電池のような、光電検出器を
用いて達成される。被試験要素の面全体を網羅するため
に、液中を上昇している泡を、光電池の下を通る所定の
軌道に沿つて導くようプラスチツク製の誘導装置が用い
られる。

前記誘導装置は例えばアクリルのような透明なプラス
チツク材で構成され、その下側に、アクリル製パネルを
長手方向に延びる複数の隆起と溝とを有するよう計画し
ている。前記パネルは、試験されている要素の上方で液
中に位置され、前記要素から上昇する泡がアクリルパネ
ルと衝突して、該パネルの下側の溝の１個まで上方に運
動し、かつ前記溝に沿つてアクリルパネルの上方に傾斜
した端部まで移動するように、その長さでわたつて傾斜
している。光電池はパネルの上端における各溝の上方に
位置している。

光電池の使用数は２乃至３個から、試験している要素
全体を網羅するには50個までの範囲としうる。光電池の
数を増すことにより、各検出器により試験されている対
応面積が低減し、漏れを局部的に検査し精度を向上させ
る。

コンピユータを含めてもよいし、含めなくてもよいが
電気回路を用いて光電池が検出した泡の数を計数するこ
とができ、かつ計数した泡の数が所定数を上廻ると、故
障信号が発生し、漏れを発生している要素を指示するこ
とができる。

本装置は、大きな漏洩や、10^-4cc/秒の漏れ速度を有
する極めて小さい漏れまで検出できる。泡を試験する要
素の表面に保持している表面張力を克服するに十分多き
い泡が形成できるように感度を増すようにつれて、試験
時間も増す必要がある。

本発明のその他の目的、特徴および利点については、
添付図面と関連して以下の説明および特許請求の範囲を
検討すれば明らかとなる。

（実施例） 図面を参照すれば、第１図に自動液中浸漬漏洩検査装
置10が示されている。前記漏洩検査装置は、16で示すレ
ベルまでの量の水を入れる液体溜めタンク12を含む。

前記水溜めタンク12の上方にはケージ状試験具18が位
置され、該試験具は、この場合は燃料タンクである要素
20を水溜めタンク12内の水へ入れたり、出したりするよ
う上下させるために使用される。前記試験具18は、その
上に燃料タンクが位置する基部指示部材21と、垂直のフ
レーム部材22と、上部横部材23とを含む。前記横部材23
から上方にサポートシリンダ24が延びており、該シリン
ダは試験具18を水へ出入れするよう上下さるために使用
させる。

前記上部横部材23の下方には中間横部材25が位置さ
れ、該横部材は燃料タンクの上面に開放している燃料送
入口をシールするようシリンダ26を支持する。燃料タン
クの燃料充てん用首部開口をシールするために別のシリ
ンダ（図示せず）が用いられている。さらに、試験を行
つている間基部材21に対して燃料タンクを保持するため
に１個以上の他のシリンダが必要とされる。シリンダ26
は、燃料挿入口をシールすることの他に、燃料タンクが
一旦水中に浸漬させると該タンクの内部へ圧力を加える
導管を含む。試験すべき要素20は、試験具18が第１図に
示すように持ち上げられた位置にあると基部材21上に手
動あるいは自動のいずれかにより位置させることができ
る。

また中間横部材25から支持ブラケツト28が下方へ延び
ており、該ブラケツトは水平方向に対して傾斜したアク
リルパネル30を支持する。以下詳細に説明するように、
アクリルパネル30の上端に位置した複数の光電池の中の
１個を通つて燃料タンクから上昇する気泡を偏向させる
ために前記パネルが使用される。前記パイル30は、燃料
タンクの隣接継目の一部のみを漏洩試験する位置におい
て示されている。別のパネル30と光電池とが燃料タンク
20の他の領域上に位置され、燃料タンクの別の部分の漏
洩試験を行うことができる。

第２図は第１図の矢印２の方向から視た図であつて、
パネル30の上端38の詳細を示す。アクリルパネル30の底
面は、各隆起と溝との間で延びる平坦な傾斜面36を有す
る複数の均等隔置の隆起32と溝34とを形成する波形とさ
れている。前記隆起は相互から約5.08センチ（２イン
チ）離されている。前記溝34において、前記面36は角部
を鋭くするのでなく、約0.635センチ（1/4インチ）の半
径を有する湾曲部を形成する。隣接する面36の間の角度
は約135度である。水中でのパネル30の傾斜角度は約20
−30度である。前記パネル30の角度は泡が溝34において
上昇し続けできるようにするに大きい必要がある。しか
しながら、この角度が増加するにつれて、タンク12の深
さもパネル30を完全にタンク中で浸漬できるように増加
させる必要がある。

パネル30の底面が泡がパネルに付着しないような適当
な面に仕上げる必要がある。前記面は、パネルが水から
出されると「湿る」即ち水の膜を形成できることが必要
である。「湿ら」なり面は、水の膜とは逆に面に水滴を
形成させる。滑らかなアクリルパネルでは「湿ら」な
い。気泡が滑らかなパネルと接触すると、泡は、該泡と
滑らかな面との間の全ての水に置き代わり、そのため泡
の表面張力により泡をパネルに保持し、上昇するのを阻
止する。

パネル30が必ず「湿る」ようにするために、底面は80
グリツトのサンドペーパを用いてらせん状に研磨する
か、あるいは7kg/cm²（100psi）で220−240グリツトの
サンドを用いて微細なサンドブラストを行うことにより
仕上げる。その結果出来た面はつや消しガラスに似てい
る。しかしながら前記面が粗すぎると泡の運動が阻害さ
れうる。

アクリルパネル30の上端38の近くで各溝34の上方に光
電池40が位置している。光電池40はアクリルパネル30の
上面の小さい孔に位置している。光電池40の上方の光電
池保持プレート42は光電池を適所に保持し、かつねじ44
によりプレキシガラスに固定される。光電池カバー46は
保持プレート42の上面に取り付けられている。光電池カ
バー46はプレキシガラスのチユーブであつて、そこを通
して導線48と50とが光電池40まで延びる。前記導線は、
光電池カバー46の内部を充てんするRTVゴム等の合成材
で包囲されている。

光電池40のすぐ下方のアクリルパネル30の下方に、金
属板製の電球ブラケツト52が延びている。ブラケツト52
はねじ53によりパネル30の側部に取り付けられている。
各光電池のすぐ下方にはブラケツト52に固定されたソケ
ツトに入つた電球54が位置している。前記電球54は白熱
灯あるいは発光ダイオードでよい。前記電球は、光電池
による泡の検出を助けるべく光電池40へ導かれる光線を
提供するために使用される。ブラケツト52の下方にはプ
レキシガラスから作られた電線導管56が延びている。電
球54用の電線58は導管56を通して担持され、前記導管56
もその中で電線58を包囲するRTV.コンパウンドで充てん
されている。

電球54および光電池40への電気接続は全て耐水性であ
る。光電池はガラス中で液密シールされている。導線4
8,50よおび58は全て耐水電気コネクタ60に接続されてい
る。コネクタ60の方は漏洩検査装置の制御回路に接続さ
れている。

パネル30の上端の側面図が第３図に示されている。

被試験要素20から漏える気泡は、それがパネル30の底
側と接触する水中を上昇する。一旦気泡がパネル30と接
触すると、溝34に達するまで面36に沿つて上昇する。一
旦溝34へ入ると気泡はパネル30の上端38に達するまで溝
を通して上昇し続け、該上端から気泡は水面まで上昇す
る。気泡が溝34を通つて上昇するにつれて光電池40と電
池54との間を通り、光電池に向かつて導かれた光線を遮
断し、そのため気泡は光電池40により検出される。

光電池を作動させる電気回路の概略図が第４図に示さ
れている。光電池により発生する電気信号はまず増幅器
70により増幅される。増幅された信号は次いで単安定マ
ルチバイブレータ72を付勢し、該バイブレータは光電池
40により検出された気泡に応答して1/2秒の調時された
パルスを発生する。マルチバイブレータ72からの調時さ
れたパルスは1/2秒以上の時間プログラム比でき、10進
カウンタ74を作動させる。前記10進カウンタにより計数
されたパルスの数が所定値を上廻ると、アラームリレー
が付勢し、試験中の要素に漏洩のあつたことを示す。各
光電値40に対して増幅器とマルチバイブレータとが設け
られ、各マルチバイブレータにより発生したパルスは検
出された気泡の全数を計数するために単一の10進カウン
タへ送られる。

漏洩試験に要する複雑さに応じて、パルスの幅を計数
するために10進カウンタの代りにコンピユータを用いる
ことができる。コンピユータを用いることの利点の１つ
は、付着した泡と称せられるが、被試験要素が浸漬され
るにつれて、該要素の外面に形成される可能性のある任
意の泡と、漏洩を示す泡との間の区別が出来ることであ
る。例えば、被試験要素から上昇する５個の泡が漏洩を
示すものと想定する。10進カウンタは５個の泡が一旦計
数されると漏洩を指示する。しかしながら、10進カウン
タは付着した泡と漏洩の泡との間の区別ができない。

付着した泡は被試験要素の表面の任意の位置から上昇
する。他方漏れによる泡は被試験要素の表面の同じ個所
で形成される。漏洩からの泡は単一の光電池40または２
個あるいは３個の隣接の光電池により検出される。水中
での小さい流れによつて、同じ漏れから発生する泡が異
なつた光電池により検出されるようにすることがある。

10進カウンタの代りにコンピユータを用いれば、各光
電池をモニタして、10進カウンタを用いて、全ての光電
池により検出された泡の数を単に総計するのでなく各光
電池により検出された泡の数を検出することができる。

コンピユータをプログラム化して、パネル30において
隣接する溝34上に位置した１組が２から３個の光電池か
ら検出された気泡を加算することができる。１組の光電
池に対する全体の泡の数が例えば５である所定数を越え
ると、これは漏洩であることを示し、アラームが付勢さ
れて、試験されている要素をはねる。

表Ｉにおいて、前記光電池の組を配列する態様並びに
各組で計数された気泡に対するシナリオの一例が示され
ている。この例においては、10個の溝34と光電池40とを
有する１個のパネルを用いて被試験要素を試験する。１
組３個の隣接する光電池が８組形成されている。第１の
組は光電池１、２および３よりなる。第２の組は光電池
２、３および４からなる。前記組は、パネルの縁部の電
池を除いて、各電池が３つの異なつた組には入つている
点でオーバラツプしている。 表 Ｉ 組番号 光 電 池 泡 の 数 １ 1,2,3 1 ２ 2,3,4 3 ３ 3,4,5 5 不合格 ４ 4,5,6 4 ５ 5,6,7 3 ６ 6,7,8 1 ７ 7,8,9 1 ８ 8,9,10 1 この例においては、第３の組の光電池により計数され
た泡の数は所定数の５に達したので、漏洩が支持され、
不合格信号が発生する。このように、本装置は被試験要
素の面での任意の発生源から発生する５個の泡と、概ね
同じ個所から発生する５個の泡との間を区別できる。水
タンク内の流れにより同じ個所から発生した泡を同じ溝
に対向した隣接の溝まで導かれるようにするので、各々
の隣接する溝で計数された泡を組み合わせる必要がああ
る。

またコンピユータを用いてある時間にわたり試験した
数個の被試験要素における漏洩個所を記録することが可
能で、その記憶は前記要素の製作過程での欠陥を検出す
るために使用できる。またコンピユータにより、試験ず
み要素の数、合格−不合格比率、位置毎の漏洩の頻度に
関するデータ並びにその他のデータを発生させることが
可能である。

付着した泡と漏洩による泡との間を区別するためにコ
ンピユータの代りに多数の10進カウンタを利用している
代替的な電気回路を第５図に示す。第５図においては、
前述した３個に対して、２個の隣接した光電池により組
を形成している。単安定マルチバイブレータ72の各々の
出力は２個の10進カウンタへ送られる。例えば、マルチ
バイブレータ72bからの出力はカウンタ101と102とへ送
られ、マルチバイブレータ72cからの出力はカウンタ102
および103へ送られる。

このように、光電池40bと40cとにより検出される泡は
カウンタ102により計数され、光電池40cと40dとにより
検出される泡はカウンタ103により係数される。ダイオ
ード111−114を、２個の隣接するカウンタ以上のカウン
タが単一の泡を計数しないよう阻止するために用いてい
る。この例においては各組における光電池の数は２個で
あるが、前記組はマルチバイブレータから追加のカウン
タまで導線を追加することにより２個以上の光電池で形
成してもよい。

このように、コンピユータを要することなく付着した
泡と漏洩による泡との区別が達成される。コンピユータ
と異なり、第５図に示す回路は、前述のようにデータ収
集は行わない。

作動時、被試験要素はまず、例えば燃料充てんパイプ
の開口やタンク20の燃料送り開口をシールするように開
口をシールし、次いで該要素を加圧することにより試験
される。被試験要素は試験具に保持され、次いで試験具
はタンク12の水中に浸漬させる。パネル30を備えたブラ
ケツト28はタンク20の上方で試験具により水中で支持さ
れる。

試験具を水中に降下させた後、試験を開始する前に約
８秒の時間遅れが経過しうるようにされている。この時
間の遅れは、試験具が浸漬されるにつれて形成された付
着泡が水面まで上昇できるようにするものである。この
８秒の遅れの間、コンピユータは自動的にシステムチエ
ツクを行い、各光電池40が機能しているか検出できる。
この自動チエツクを行うために、電球54がオフにされ、
次いでオンにされて各光電池からパルスを発生させる。
１個以上の光電池が適正に機能していないとすれば、適
当なインジケータが付勢し、試験作業は停止される。自
動チエツクを実行し、８秒間の遅れを待つた後、漏れ試
験が開始され、各光電池40の下方の空間を泡の介在に関
して探索する。

試験の長さは、漏洩試験の要求される感度によつて変
わる。許容感度が小さい程、行うべき試験は長くなる。
漏洩が小さい程、被試験要素からガスが漏れ、泡を被試
験要素の外面に保持しようとする表面張力を上廻るに十
分な大きさの泡を形成し、該泡が水面まで上昇できるよ
うにするに必要な時間が長くなる。一旦試験が完了する
と、試験具18がタンク12から外され、被試験要素を外
し、合格した要素あるいは不合格の要素に適した個所へ
移送するよう該要素に近接できるようにする。

漏洩による泡の発生速度は、水面の上方でタンクに部
分的に真空を発生させることにより大きく増加しうる。
このため試験を実施するに要する時間を低減させる。第
６図は真空と共に用いるよう備えたタンクを示す。

タンクカバープレート90がボルト88により上部横部材
23に取り付けられている。シール92がプレート90の下面
にその周りで取り付けられている。シール92は、試験具
が完全にタンク12に降下させられるとタンク12の上面を
シールする。一旦シールされると、約38.1センチ（15イ
ンチ）Hgの部分的な真空が、導管96を介してタンクの内
部に接続された真空ポンプによりタンク内で発生する。

次いで、試験が前述のように実行される。真空により
泡の発生速度を増加させることにより所定の漏洩速度の
検出に必要な時間を低減させる。

液中浸漬漏洩検査装置内での泡検出を自動化すること
により、液中浸漬試験の主要な欠点、即ち作業者の主観
性が排除される。しかしながら、例えば低コスト、耐久
性並びに１個以上の被試験要素に対する適合性のような
利点は、依然として自動漏洩検出に対しても保たれる。

本発明は、図示しかつ前述したものと正確に同じ構造
あるいは方法に限定されるのではなく、特許請求の範囲
に記載の本発明の精神と範囲とから逸脱することなく各
種の変更や修正が可能なる旨理解すべきである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明により泡の介在を自動的に検出するた
めに光電池を採用した浸漬漏洩試験の側面図、 第２図は、光電池を通して泡を導くために使用する分岐
装置の矢印２の方向から視た端面図、 第３図は前記分岐装置の上端の拡大側面図、 第４図は泡を計数し、故障信号を発生させるために用い
る電気回路の概略図、 第５図は、被試験要素が浸漬される際に形成される付着
泡と漏洩による泡とを区別するための、泡を計数する代
替的回路の概略図、および第６図は、タンクがシールさ
れ、水面の上方でタンク内で部分的な真空が発生する、
第１図に示す装置の一部の側面図である。 図において、 10……漏洩検査装置 12……液体溜めタンク 18……試験具 20……被試験要素 21……基部材 28……支持ブラケツト 30……パネル 32……隆起 34……溝 36……傾斜面 40……光電池 54……ライト 70……増幅器 72……マルチバイブレータ 74……10進カウンタ 76……アラームリレー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−57083（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−86081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−148338（ＪＰ，Ａ) 特公 昭29−6800（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭58−5238（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許3581101（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液中に浸漬された際に、流体収容のチャン
   バの一部分から上昇するガスの泡を検出することによっ
   て少なくとも前記一部分における漏洩を検査する装置に
   おいて、 前記チャンバの上方の前記液中に大体において水平に方
   向づけられ、少なくとも一つの所定の細長い部分を通る
   前記泡を偏向させる細長いパネルと、 集中した光束を前記所定の細長い部分の各々に沿って投
   射する光照射源と、 前記光照射源に対向して前記所定の細長い部分の各々に
   隣接して配置されて前記光束を受け取る手段であって、
   この手段の各々は、前記光束が前記所定の細長い部分を
   通過する泡によってさえぎられる際に信号を発生するよ
   うになっているような手段と、 前記信号の数の計数する手段とを含む 漏洩検査装置。