JP2926943B2 - 漏れ試験方法および装置 - Google Patents

漏れ試験方法および装置

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JP2926943B2 JP24544090A JP24544090A JP2926943B2 JP 2926943 B2 JP2926943 B2 JP 2926943B2 JP 24544090 A JP24544090 A JP 24544090A JP 24544090 A JP24544090 A JP 24544090A JP 2926943 B2 JP2926943 B2 JP 2926943B2
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【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は燃料タンク,エアコンディショナー用コンデ
ンサーなどの容器の漏れ試験に適用される試験方法、お
よび、この試験に使用される試験装置に関するものであ
る。
【従来の技術】
従来、容器の漏れ試験にあっては、被試験物たる容器
にプローブガスを収容して試験装置の外周容器内に置
き、外周容器内を真空排気するに伴って排気中に漏れ出
たプローブガスの量を測定することが行われている。 また上記試験における排気中のプローブガスの量を測
定する方法として、 フロン化合物、H2、SF6などをプローブガスとして用
いて、その漏れをガスセンサに検知させる方式。 Heのようなガスをプローブガスとして用いて、その漏
れを四重極質量分析計、電磁界偏向質量分析計などの質
量分析型He検出器に検知させる方式。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各方式には下記のような欠点があ
った。 の方式 プローブガスとしてフロン化合物ガスを用いる方式は
環境破壊の問題があり、フロンガス以外の他のハロゲン
ガスにあっては、機器にハロゲン腐食が発生する。 又、一般にプローブガスを用いる漏洩試験では多量の
排気中に含まれる微量のプローブガスを測定するもので
あり、また、ガスセンサが漏れに反応するまでにある程
度に時間が必要であって、時定数が大きくならざるを得
ず、高速応答性に欠ける。 ハロゲンガス以外のプローブガスを用いる場合であっ
ても、ガスセンサの経時的な劣化や特性変化を避けるた
め、定期的な校正や取替を行わねばならない。 の方式 質量分離型の検出器は、検出に際して10-3〜10-4Paも
の高真空を必要とするため、特別な高真空装置を用いね
ばならず、また、検出に必要な高真空状態を実現するた
め、ある程度の立ち上げ時間が必要とされる。 また、被試験物に漏れを生じさせるために必要な真空
度は、被試験物から漏れ出たプローブガスを検知するた
めに必要な真空度より圧力が高いため、真空排気のため
の経路を分岐して高真空のHe検出器へ導入しなければな
らず、分岐した流量比率分だけ感度が低くなる。また、
検出のための高真空系の真空度を維持するため、ガス導
入のための分岐経路に細い管を用い、あるいは、リーク
バルブ等を用いてコンダクタンス(気体の通りやすさ)
を小さくして差圧をつけねばならず、時定数が大きくな
って高速応答性に欠ける。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、プローブ
ガスの使用範囲が広く、高速応答性に優れ、さらには、
高い真空を必要としない漏れ試験を可能とすることを目
的とするものである。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、 請求項1記載の発明は、 少なくともプローブガスを含む気体が封入された被試
験物を外周容器に収納し、被試験物の周囲を真空排気
し、外周容器内部と真空排気手段を結ぶ流路中の気体を
発光分光し、その発光スペクトルを分析することにより
前記気体中に含まれるプローブガスの量を測定し、この
測定結果から被試験物の漏れの有無を判定するようにし
たものである。 また請求項2記載の発明は、 少なくともプローブガスを含む気体が封入された被試
験物を収容する外周容器と、該外周容器内部を真空排気
する手段と、該外周容器内部と真空排気手段を結ぶ真空
排気路と、該真空排気路の途中に設けられて内部の気体
の成分元素を励起発光させる手段と、前記気体が発光し
た光線を分光する手段と、前記分光された光線を分析す
る手段と前記真空排気路の圧力を測定する圧力計と、該
圧力計の測定値と前記分析手段の分析結果とから漏れ量
を演算する演算部とから構成したものである。
【作用】
上記構成であると、真空排気経路中で排気ガスを直接
発光分光分析するから、低真空下(真空排気途中の数百
Pa程度)でもプローブガスの有無および量を検出するこ
とができる。
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 符号2は被試験物(容器)4を収容する外周容器であ
って、上下2つの部材6・8に分割可能な構造とされ、
両部材6・8の間には、シール材10が設けられてこれら
の間を封止するようになっている。 前記外周容器2の上部には、真空排気路12が設けられ
ている。この真空排気路12は、ロータリーポンプなどの
真空ポンプ14に接続されており、この真空ポンプ14へ向
かう流路の途中には、プラズマ発光器16が設けられてい
る。このプラズマ発光器16は、例えば誘導コイルによる
高圧放電を利用する方式(いわゆるガイスラー管)、あ
るいはグロー放電方式(HF〜VHF,UHF領域を用いること
ができ、間欠放電、連続放電のいずれでもよい)により
放電するようになっている。またプラズマ放電器16が放
出したエネルギを真空排気路12内の気体が受けて気体の
成分元素が励起し、発光する。この光線は、スリット18
を介して分光器20へ入射することにより分光され、光電
子増倍管スペクトル検出器(フォトマルチプライヤー)
22のスキャンニングに伴って各波長に対応した光線のレ
ベルの電気信号が順次出力されるようになっている。さ
らに、前記スペクトル検出器22の測定データたる信号
は、緩衝増幅器24によって所定のレベルまで増幅されて
スペクトルメモリ26に一旦記憶されるようになってい
る。そしてスペクトル検出器22の出力信号は、第2図に
示すように、気体の種類に対応する波長(特性スペクト
ル線)により強度が異なった特性を漏っている。なお前
記分光器22は、プリズム、回折格子、干渉計などの各方
式が採用され、また、スペクトルには、赤外領域、可視
領域、紫外領域のいずれの光線を用いてもよい。また、
スペクトルメモリ26に記憶されたスペクトルデータが存
在比演算器36に供給される。 この存在比演算部36において、スペクトルデータか
ら、排気ガス中のプローブガス存在量と参照ガス存在量
の比すなわち存在比を演算算出する。存在比データは、
漏れ量演算部34に供給される。 一方、前記真空排気路12内の圧力は、圧力計28により
測定されて電気信号に変換されるようになっている。こ
の圧力計28の出力たる圧力データは、発光制御部30に供
給されており、この発光制御部30は、前記プラズマ放電
器16を駆動する高周波プラズマ電源32を前記圧力データ
によって制御するようになっている。すなわち発光制御
部32は、真空排気路12内部が所定の圧力になることによ
り、高周波プラズマ電源32を作動させてプラズマ放電器
16を駆動し、放電を開始させる。 また、放電中は放電が安定化するように、高周波プラ
ズマ電源の電圧を制御する。 また前記圧力データは漏れ量演算部34にも供給されて
いる。さらに、漏れ量演算部34には、真空ポンプ14の排
気速度、真空排気路12のコンダクタンスなどの定数が予
め入力設定されている。前記定数は、真空ポンプ14の容
量および真空排気路12の形状、長さによって決まるもの
である。この漏れ量演算部34において、前記存在比デー
タと前記圧力データおよび真空ポンプ14の排気速度,真
空排気路12のコンダクタンスなどの定数から漏れ量を演
算するようになっている。すなわち、発光分光分析によ
って得られるプローブガスと圧力データおよび真空ポン
プ14の排気速度、真空排気路12のコンダクタンスなどの
定数に基づいて被試験物4から漏れの出て来たプローブ
ガスの流量が演算算出されるようになっている。 また漏れ量演算部34の演算結果としての漏れ量データ
は、判定回路38に供給されており、この判定回路は、設
定手段40によって適宜の値に設定されたしきい値(電
圧)と前記漏れ量データとを比較して、G(漏れ量が基
準値以下)、あるいは、NG(漏れ量が基準値を超える)
のいずれかの判断信号を出力するようになっている。 一方、前記外周容器2内の被試験物4は、給排気路42
に接続されている。この給排気路42は、既知の組成のプ
ローブガスを貯留するタンク44に接続されており、その
途中には、被試験物4へプローブガスを供給するコンプ
レッサ46と、被試験物4からタンク4へプローブガスを
戻す回収ポンプ48とが並列に設けられている。さらに、
前記コンプレッサ46の両側には電磁弁50・52が設けら
れ、また、前記ポンプ48の両側には電磁弁54・56設けら
れており、これらの切換によって、前記給排気路42が前
記コンプレッサ44を経由する流れ、または回収ポンプ48
を経由する流れに択一的に切換られるようになってい
る。また前記給排気路42には電磁弁58が設けられて、該
給排気路42を任意に大気開放することができるようにな
っている。 なお符号60は外周容器2と真空排気路12との間を開閉
する電磁弁、符号62は真空ポンプ12の吐出空気からオイ
ルミスト分を除去するトラップである。 以上のように構成された漏れ試験装置にあっては、次
のような順序で漏れ試験が行われる。 電磁弁54・56・58を閉じ、50・52を開いてコンプレッ
サ44を駆動すると、被試験物4内にタンク44からプロー
ブガスが注入される。 必要量のプローブガスを注入することにより被試験物
4内を所定の圧力とした後、電磁弁50・52を閉じる。 電磁弁60を開いて真空ポンプ14を作動させると、外周
容器2内の圧力が徐々に低下する。また発光制御部30
は、圧力計28からの圧力データに基づき、真空排気路12
内部の圧力が所定の圧力になった時点で、高周波プラズ
マ電源32を作動させ、プラズマ放電器16を駆動する。プ
ラズマ放電器16が、放電すると真空排気路12内部の気体
が励起し、発光する。フォトマルチプライヤーで発光ス
ペクトル全帯域の波長をスキャンニングすることにより
排気の組成成分とスペクトルの強度を知ることができ
る。そして、測定された排気の各成分のスペクトル強度
は、緩衝増幅器24で増幅されスペクトルメモリ26にスペ
クトルデータとして記憶される。 存在比演算部36でスペクトルデータからプローブガス
と参照ガスの存在比を演算算出する。そして、漏れ量演
算部34が存在比データと圧力データと真空ポンプの排気
速度と排気路のコンダクタンスとから漏れ量を演算算出
する。これにより、判定回路38で漏れ量がしきい値設定
手段40で設定したしきい値以下であるか否かについての
GまたはNGの判定信号を出力する。 判定が終わると、真空ポンプ14を停止させ、電磁弁50
・52を閉じ、さらに、電磁弁54・56を開放してポンプ48
を駆動することにより、容器4内のプローブガスをタン
ク44に回収する。なお、プローブガスとして安価なN2
スを用いる場合には、タンク44への回収を省略してもよ
い。 外周容器2を分割して被試験物4を取り出すと、試験
が終了する。 なお、上記実施例では被試験物4の内部を一定の圧力
として試験を行うようにしたが、被試験物4内の圧力を
変化させながら同様の試験を行って、前記圧力変化に同
期した発光分光分析結果の検知により漏れを判定するよ
うにしてもよい。 すなわち、コンプレッサー46を駆動することによって
被試験物4内に周期的な圧力変化を与える一方、ロック
インアンプを用いて、スペクトル検出器22の出力(スキ
ャンニングを停止させて特定ガスの特性スペクトル線の
みを取り出す)の前記周期的圧力変化に同期した交流成
分を抽出することにより、特定ガスの特性スペクトル成
分の交流成分を抽出して漏れ量を判定することができ
る。
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本願発明は、プローブ
ガスを含む気体が封入された被試験物を外周容器に収納
し、被試験物の周囲を真空排気し、外周容器内部と真空
排気手段を結ぶ流路中の気体を発光分光し、その発光ス
ペクトルを分析することにより前記気体中のプローブガ
スの有無または量を介して被試験物の漏れの有無を判定
するものであるから、被試験物周囲の圧力が低下して被
試験物内のプローブガスが真空排気中に流出した場合
に、排気流路中の発光気体の分光分析により、その流出
の度合を直ちに判定することができ、したがって、 a.発光分光分析は、プローブガスの種類を問わないか
ら、プローブガスとして種々のものを利用することがで
きる。 b.真空排気そのものを発光分光分析して測定しているか
ら、真空度のいかんを問わず、被試験物内のプローブガ
スの排気中への漏れを直ちに分光分析結果に反映させる
ことができ、したがって、高速応答性に優れている。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図はブロッ
ク図、第2図はスペクトル検出器の出力波形図である。 2……外周容器、4……被試験物(容器)、12……真空
排気路、14……真空ポンプ、16……プラズマ放電器、18
……スリット、20……分光器、22……光電子増倍管スペ
クトル検出器(フォトマルチプライヤー)、24……緩衝
増幅器、26……スペクトルメモリ、28……圧力計、30…
…発光制御部、32……高周波プラズマ電源、34……漏れ
量演算部、36……存在比演算部、38……判定回路、40…
…しきい値設定手段。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくともプローブガスを含む気体が封入
    された被試験物を外周容器に収納し、被試験物の周囲を
    真空排気し、外周容器内部と真空排気手段を結ぶ流路中
    の気体を発光分光し、その発光スペクトルを分析するこ
    とにより前記気体中に含まれるプローブガスの量を測定
    し、この測定結果から被試験物の漏れの有無を判定する
    ことを特徴とする漏れ試験方法。
  2. 【請求項2】少なくともプローブガスを含む気体が封入
    された被試験物を収容する外周容器と、該外周容器内部
    を真空排気する手段と、該外周容器内部と真空排気手段
    を結ぶ真空排気路と、該真空排気路の途中に設けられて
    内部の気体の成分元素を励起発光させる手段と、前記気
    体が発光した光線を分光する手段と、前記分光された光
    線を分析する手段と前記真空排気路の圧力を測定する圧
    力計と、該圧力計の測定値と前記分析手段の分析結果と
    から漏れ量を演算する演算部とからなることを特徴とす
    る漏れ試験装置。
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