JP2817498B2 - 漏れ検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラジェ−タ、ヒータ、
コンデンサ、エバポレータなどの中空被試験品の漏れを
検査する漏れ検査装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の中空被試験品の漏れ検査装置を説明
すると、まず中空被試験品を真空室の中に入れた後、中
空被試験品の内部にトレースガスを充填する。次に真空
室から排気し、真空室中のトレースガス濃度を質量分析
計などのガスセンサで測定して中空被試験品の漏れを調
べる。

【０００３】しかしながら、上記した漏れ検査装置は、
環境温度その他、装置各部の微妙な変化により測定値が
影響を受けるので、従来では作業者が一定時間毎（例え
ば４時間毎）に中空被試験品の試験を中断して、中空被
試験品の代わりに中空被試験品の漏れ基準値と同等の漏
れ量を有するマスターリークと呼ばれる基準漏れ品を真
空室に入れ、このマスターリークから真空室への漏れを
ガスセンサで測定し、得た漏れ測定値（今回値）と前回
のマスターリークの漏れ測定値（前回値）とを比較し、
比較結果に応じて感度校正及び漏れ検査装置の良否のチ
ェックを行なっている。

【０００４】このマスターリーク漏れ量の測定の順序
は、真空室を大気に開放し、マスターリークを真空室に
挿入し、マスターリークを真空室内のトレースガス封入
チューブ（中空被試験品の内部にトレースガスを充填す
るための配管）に接続してマスターリーク内部へトレー
スガスを充填し、真空室を密閉し、真空室を所定の真空
圧まで掃引し、漏れ測定を行い、真空室を大気に開放
し、マスターリークをトレースガス封入チューブから分
離し、マスターリークを真空室から取り出す一連の工程
からなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た漏れ検査装置の感度校正又は装置良否チェックのため
のマスターリーク漏れ量の測定においては、マスターリ
ークを保管場所から取り出して真空室に挿入し、通常は
上記トレースガス封入チューブに接続してマスターリー
ク内部にトレースガスを充填し、測定後、上記チューブ
からマスターリークを取り外し、真空室から取り出して
再び保管場所に保管するという一連の作業を必要とする
が、マスターリークは破損し易く汚れを嫌う精密部品で
ありその取扱いが作業者に大きな負担となっていた。

【０００６】また、マスターリークはフィルタは備える
ものの極めて小さい漏れ孔を有する部品であるので、こ
れら作業中及び保管中においてフィルタを透過して漏れ
孔付近に塵や結露が付着すると、マスターリークの漏れ
量が変動してしまうという不具合があった。なお、強力
なフィルタをマスターリークに装着することによりその
漏れ孔への塵の到達を妨害することができるが、余りに
強力な（目の細かい）フィルタの採用はマスターリーク
の漏れ量に影響を与えるとともに、その汚れの進行が加
速されるので頻繁なフィルタ交換が必要となるという新
たな不具合を生じた。

【０００７】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
であり、感度校正などに用いるマスターリークの汚損を
防止するとともにその取扱いにおける作業者の負担軽減
が可能な漏れ検査装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の漏れ検査装置
は、内部に所定圧力のトレースガスが注入される中空被
試験品を収容する真空室と、該真空室を所定の真空圧ま
で掃引する真空室排気ポンプと、前記真空室中のトレー
スガスを検出するガスセンサと、供給されるトレースガ
スを定期的に所定の漏れ流量でリークさせるマスターリ
ークと、前記マスターリークから前記真空室にトレース
ガスを供給する配管に設けられた第一のバルブと、トレ
ースガス供給源から前記マスターリークにトレースガス
を供給する配管に設けられた第二のバルブと、前記マス
ターリークから排気する配管に設けられた第三のバルブ
と、を備え、前記マスターリーク内の残留トレースガス
は、前記第一のバルブの開放前に前記第二のバルブが閉
じられた状態で前記第三のバルブを通じて掃引され、前
記真空室は、前記第一のバルブの開放前に前記真空室排
気ポンプにより予め所定の真空圧まで掃引されることを
特徴としている。

【０００９】

【作用】この漏れ検査装置の感度校正及び装置良否チェ
ックのためのマスターリーク漏れ量の測定は、真空室排
気ポンプにより真空室を所定の真空圧まで掃引した後、
トレースガス供給源からマスターリークにより真空室へ
トレースガスを定流量で所定時間リークさせ、ガスセン
サにより真空室のトレースガス濃度を測定することによ
りなされる。

【００１０】なお、感度校正及び装置良否チェックは、
従来同様に人手により又は自動データ処理装置により測
定値の今回値をその前回値や所定の基準値と比較して実
施できる。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の漏れ検査装
置は、トレースガスを定流量でリークさせるマスターリ
ークを配管及びバルブを通じてトレースガス供給源と真
空室との間に設けているので、感度校正などに用いるマ
スターリークの汚損を防止するとともにその取扱いにお
ける作業者の負担の格段の軽減が可能になるという優れ
た効果を奏することができる。また、マスターリークや
その近傍配管に残留するトレースガスを第三のバルブを
通じて真空室を経由することなく排気した後、第一のバ
ルブを開けてマスターリークを通じて真空室にトレース
ガスを供給するので、マスターリーク内部やその近傍配
管に残留するトレースガスが第一のバルブを開けた直後
に真空室に多量に流入して一時的に真空室のトレースガ
ス濃度が急上昇することがなく、第一のバルブ開放後、
校正時における真空室のトレースガス濃度測定を迅速か
つ正確に行うことができる。更に、真空室が、第一のバ
ルブの開放前に真空室排気ポンプにより予め所定の真空
圧まで掃引されるので、第一のバルブ開放前に真空室内
に残留するトレースガスを排気することができ、第一の
バルブ開放後、校正時における真空室のトレースガス濃
度測定を迅速かつ正確に行うことができる。

【００１２】

【実施例】本発明の漏れ検査装置の一実施例を図面を参
照して説明する。図１は一部配管図を示し、図２はマス
ターリークの平面図を示し、図３はマスターリークの断
面図を示す。この漏れ検査装置は図１に示すように、６
台のテストチャンバー部（図１ではそのＮｏ．１テスト
チャンバー部のみを示す）Ａと、各テストチャンバー部
Ａに圧力調整弁６を通じてトレースガス（ここではヘリ
ウムガス）を供給するトレースガスボンベ（本発明でい
うトレースガス供給源）７と、各テストチャンバー部Ａ
から排気するマスターリーク排気ポンプ９及び真空室排
気ポンプ１２、１３と、各テストチャンバー部Ａ内の真
空室１中のトレースガス濃度（漏れ量）を測定する質量
分析計（本発明でいうガスセンサ）５とを備えている。

【００１３】以下、各テストチャンバー部Ａの構成は同
一であるので、Ｎｏ．１テストチャンバー部の構成を説
明する。真空室１は一端開口の金属缶体とこの金属缶体
の開口を開閉する扉とからなり、この扉の閉鎖により真
空室１は外部から気密とされる。真空室１の天井部には
トレースガス封入チューブ１６の先端部が突出してお
り、トレースガス封入チューブ１６はトレースガス封入
バルブ１５を通じて圧力調整弁６の出口に接続されてい
る。また真空室１は、縦続接続された真空室排気ポンプ
１２、１３に真空室排気バルブ１０を通じて接続されて
おり、更に真空室１はテストバルブ１１を通じて質量分
析計５に接続されている。

【００１４】トレースガスボンベ７には高圧ヘリウムガ
スが充填されており、この高圧ヘリウムガスは圧力調整
弁６で減圧されて各バルブ１５に送られる。質量分析計
５はヘリウムを選択的に検出するガスセンサであって、
導入した被測定ガスをイオン化して静電加速、磁界偏向
して成分ガスの質量差による偏向程度により特定のイオ
ンを電極に集めるものであって、周知であるのでその詳
細説明は省略する。

【００１５】本発明の特徴部分を以下に説明する。圧力
調整弁６はトレースガス供給バルブ４を通じてマスター
リーク２の吸入口に接続され、マスターリーク２の漏出
口は校正バルブ３を通じて真空室１の天井部に接続され
ている。またマスターリーク２はトレースガス掃引バル
ブ８を通じてマスターリーク排気ポンプ９に接続されて
いる。

【００１６】マスターリーク２の詳細を図２及び図３に
より説明する。マスターリーク２は外部ハウジング２０
及び内部ハウジング３０を有し、外部ハウジング２０
は、底板２３、穴板２４、中板２５、穴板２６及び天板
２７を順番に積み重ねて長ボルト２８で締結して構成さ
れている。底板２３及び中板２５で上下区画される穴板
２４の内部空間Ｓ１はマスターリークの上流側空間とな
っており、同様に中板２５及び天板２７で上下区画され
る穴板２６の内部空間Ｓ２はマスターリークの下流側空
間となっている。天板２７に貫設された円孔には下端開
口の円缶状ケース２８の下端部が嵌入、溶接され、上記
円孔により円缶状ケース２８の内部は内部空間Ｓ２と連
通している。

【００１７】また、中板２５の中央部にも上下に貫通孔
が穿設されており、この貫通孔に内部ハウジング３０が
立設されている。内部ハウジング３０は、フィルタ抑え
筒３１、フィルタ３２、下筒３３、リーク部３４、上筒
３５、フィルタ３６、フィルタ抑え筒３７を順番に重ね
て構成されている。すなわち、中板２５の上記貫通孔に
は下筒３３の下端部が螺入されており、下筒３３の下端
開口にはフィルタ３２が挿入された後、フィルタ抑え筒
３１が螺入されている。リーク部３４は下筒３３の上端
に載置された後、上筒３５の下端部が下筒３３の上端部
に螺着され、リーク部３４は下筒３３と上筒３５とによ
り挟持される。上筒３５の上端開口にはフィルタ３６が
挿入された後、フィルタ抑え筒３７が螺入されている。

【００１８】リーク部３４は下筒３３と上筒３５とによ
り挟持されるとともに中央に上下に貫通する中央孔（図
示せず）を有するベース３４ａと、ベース３４ａの中央
部から下方に伸びる先細のガラスチューブ３４ｂとから
なり、ガラスチューブ３４ｂの上端部はベース３４ａに
ハーメチックシールされている。更に図２に示すよう
に、内部空間Ｓ１はバルブ４及びバルブ５の出口に配管
接続され、内部空間Ｓ２はバルブ３の出口に配管接続さ
れている。ガラスチューブ３４ｂの下端の微小孔（図示
せず）がこのマスターリーク２の漏れ量を決定する。

【００１９】このマスターリークでは、トレースガスボ
ンベ７から、バルブ４、内部空間Ｓ１、フィルタ３２、
ガラスチューブ３４ｂ、フィルタ３６、内部空間Ｓ２、
バルブ３を通じて真空室１にトレースガスが定流量で漏
れ出る。また、バルブ３、４閉、バルブ５開としてマス
ターリーク排気ポンプ９を運転すると、マスターリーク
２内部のトレースガスは排気ポンプ９により外部に排出
される。

【００２０】以下、この漏れ検査装置による中空被試験
品の漏れ試験の手順を説明する。なお、真空室排気ポン
プ１２、１３及びマスターリーク排気ポンプ９は常時運
転しているものとする。まず中空被試験品１４を真空室
１内に入れ、中空被試験品１４のガス注入部（図示せ
ず）をトレースガス封入チュ−ブ１６に接続する。次に
真空室１の扉を閉め、バルブ１０を開いて真空室１内を
真空排気する。また、バルブ１５を開いて中空被試験品
１４内へトレースガスを封入する。なお、中空被試験品
１４によってはその内部にトレースガスを封入してから
真空室１内へ投入する場合もある。

【００２１】その結果、中空被試験品１４に漏れがあれ
ば、トレースガスが真空室１内に漏出するので、バルブ
１１を開けるとトレースガスが質量分析計５へ導入さ
れ、質量分析計５の検出イオン電流を所定時間積分する
ことによりその漏れ量が計測される。なおバルブ１１は
測定に必要な時間だけ開くようになっている。このよう
な漏れ検査装置は、質量分析計５や真空系の微妙な変化
により測定感度が変動するので、以下に説明するマスタ
ーリーク漏れ量の測定を行い、この測定結果に基づいて
装置の性能確認と感度校正とを４時間毎に行う。

【００２２】以下、このマスターリーク漏れ量の測定に
ついて説明する。なお、このマスターリーク漏れ量の測
定前にはバルブ３、４、１０、１１、１５は閉じ、バル
ブ８は開いておく。まず測定済みの中空被試験品１４を
真空室１から取り出して扉を閉鎖した後、バルブ１０を
開けて真空室１を基準圧まで排気してバルブ１０を閉
じ、次に、バルブ３、４を開き、バルブ８を閉じると、
ボンベ７からマスターリーク２を通じてトレースガスが
真空室１へ基準のタイミング、一定漏れ量で導入され
る。そこでバルブ１１を開いて質量分析計５によりトレ
ースガスの漏れ量を測定する。

【００２３】この測定後、バルブ３、４、１０、１１、
１５を閉じ、バルブ８は開き、かつ図示しないバルブに
より真空室１に大気を導入し、扉を開いて次の中空被試
験品１４を受け入れる。質量分析計５から出力されたマ
スターリーク漏れ量の今回値は不図示のデータ処理装置
により一定の許容範囲内にあるかどうかを調べ、その範
囲内にあればこのデータ処理装置は装置作動良好と判断
してその後の測定を許可し、もし範囲外であれば警報を
発報してその後の測定を中断させる。また、デ−タ処理
装置はマスターリーク漏れ量の前回値（４時間前に測
定）と今回値とを比較し、その比率を今後の測定値に掛
けることにより感度校正を行う。

【００２４】以上によりＮｏ．１テストチャンバー部Ａ
のマスターリーク漏れ量の測定及び感度校正について説
明したが、上記動作は他の５台のテストチャンバー部Ａ
に対しても順番に行う。１台のテストチャンバー部Ａに
対する上記作業は通常の中空被試験品に対する漏れ量測
定作業と同一時間範囲（たとえば２０秒）に充分実施で
きるので、結局全テストチャンバー部Ａに対して２０×
６＝１２０秒でマスターリーク漏れ量の測定作業を終了
することができる。

【００２５】以上述べた実施例では、マスターリーク２
として微小な漏れ穴を有する部品を使用しているが、ガ
ラス壁のガス浸透等によっても一定の漏れ量を得ること
ができ、この場合でもマスターリーク２の汚損を防止す
ることができる。以上説明したように漏れ検査装置は、
トレースガスを定期的に定流量でリークさせるマスター
リーク２をボンベ７と真空室１との間に開閉可能に設け
ているので、マスターリーク２の汚損を防止することが
でき、またマスターリーク２の取扱いが不要となるので
作業者への負担軽減が可能となる。

【００２６】すなわち、本発明のマスターリークの両端
は配管及びバルブを通じてトレースガス供給源及び真空
室との間に接続されており、従来のように真空室外に保
管し、かつ人手により真空室に出し入れする場合に比べ
て格段に汚染されにくい。唯一の汚染源としては、真空
室の扉を開いたときに外部から真空室へ流入する空気中
の塵や水分であるが、真空室に流入した上記空気は扉閉
鎖後、真空室排気ポンプによりただちに排気されるの
で、真空室内に随伴したこれら塵や水分はこの排気気流
により外部に排出されまた直ちに蒸発し、真空室内は殆
どの時間において清潔である。 更に、作業者はマスタ
ーリーク漏れ量の測定に際して、マスターリークの取扱
いが不要となるのでその負担軽減が可能となり、マスタ
ーリークの保管場所も要らないので省スペースも実現で
きる。

【００２７】以下、本実施例の他の効果について説明す
る。 （１）まず、本実施例ではマスターリーク２と真空室１
とをバルブ３を通じて連結し、マスターリーク漏れ量の
測定時にのみバルブ３を開いている。このようにすれ
ば、真空室１を大気開放する期間に、真空室１から汚れ
た外気がマスターリーク２に侵入することが防止でき、
マスターリーク２の詰まりやフィルタ汚損を防止するこ
とができる。

【００２８】（２）次に、本実施例ではマスターリーク
２と真空室１とをバルブ３を通じて連結し、マスターリ
ーク２とボンベ７とをバルブ４を通じて連結し、更にマ
スターリーク２とマスターリーク排気ポンプ９とをバル
ブ８を通じて連結し、マスターリーク漏れ量の測定終了
後は、バルブ３、４を閉じ、バルブ８を開いてマスター
リーク２の内部及びマスターリーク２に連結される配管
中の残存トレースガスを排気している。

【００２９】このようにすれば、次回のマスターリーク
漏れ量の測定に際してマスターリーク２の内部及びマス
ターリーク２に連結される配管中の残存トレースガスが
次回の漏れ量測定値に測定されるという不具合を回避す
ることができ、校正精度を向上することができる。な
お、上記実施例ではバルブ８はマスターリーク２の微小
孔より上流部に設けたが、下流部に設けてもよく、更に
両方に設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の漏れ検査装置の一実施例を示すブロッ
ク図、

【図２】図１のマスターリークの平面図、

【図３】図１のマスターリークの断面図、

【符号の説明】

１は真空室、２はマスターリーク、５は質量分析計（ガ
スセンサ）、７はトレースガスボンベ（トレースガス供
給源）、１４は中空被試験品、１２、１３は真空室排気
ポンプ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01M 3/20 G01M 3/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に所定圧力のトレースガスが注入さ
   れる中空被試験品を収容する真空室と、 該真 空室を所定の真空圧まで掃引する真空室排気ポンプ
   と、 前記真 空室中のトレースガスを検出するガスセンサと、 供給されるトレースガスを定期的に所定の漏れ流量でリ
   ークさせるマスターリークと、 前記マスターリークから前記真空室にトレースガスを供
   給する配管に設けられた第一のバルブと、 トレースガス供給源から前記マスターリークにトレース
   ガスを供給する配管に設けられた第二のバルブと、 前記マスターリークから排気する配管に設けられた第三
   のバルブと、 を備え、 前記マスターリーク内の残留トレースガスは、前記第一
   のバルブの開放前に前記第二のバルブが閉じられた状態
   で前記第三のバルブを通じて掃引され、 前記真空室は、前記第一のバルブの開放前に前記真空室
   排気ポンプにより予め所定の真空圧まで掃引される こと
   を特徴とする漏れ検査装置。