JP2957220B2 - 微量漏洩ガス測定法 - Google Patents
微量漏洩ガス測定法Info
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- JP2957220B2 JP2957220B2 JP2040434A JP4043490A JP2957220B2 JP 2957220 B2 JP2957220 B2 JP 2957220B2 JP 2040434 A JP2040434 A JP 2040434A JP 4043490 A JP4043490 A JP 4043490A JP 2957220 B2 JP2957220 B2 JP 2957220B2
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- gas
- helium gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、微量漏洩ガス測定法に係る、特に、原子燃
料体等の漏洩検査対象物から漏洩するヘリウムガス等の
微量漏洩ガス測定法に関する。
料体等の漏洩検査対象物から漏洩するヘリウムガス等の
微量漏洩ガス測定法に関する。
（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 一般に、原子燃料体の内部に封入されたヘリウムガス
の漏洩量を検出する方法として原子燃料体をチャンバー
内に密封し、真空排気後、原子燃料体から漏洩する漏洩
ヘリウムガスを検出器、例えば、質量分析計に導き分析
してヘリウムガス漏洩量を測定することが行われてい
る。
の漏洩量を検出する方法として原子燃料体をチャンバー
内に密封し、真空排気後、原子燃料体から漏洩する漏洩
ヘリウムガスを検出器、例えば、質量分析計に導き分析
してヘリウムガス漏洩量を測定することが行われてい
る。
これを第３図により具体的に示す。チャンバー10内の
気体を開閉弁11を介して所定時間真空ポンプ12により排
気した後開閉弁13を開きチャンバー10内に漏洩する原子
燃料体からのヘリウムガス等の気体を直に真空ポンプ14
により検出器15に導き漏洩したヘリウムガス等の量を検
出する。
気体を開閉弁11を介して所定時間真空ポンプ12により排
気した後開閉弁13を開きチャンバー10内に漏洩する原子
燃料体からのヘリウムガス等の気体を直に真空ポンプ14
により検出器15に導き漏洩したヘリウムガス等の量を検
出する。
この検出したヘリウムガス等の漏洩量は第４図に示す
レコーダチャート上に過渡特性曲線Yqとして描かれ、こ
の過渡特性曲線Yqは時間の経過とともに飽和値Q0に限り
なく近づく。
レコーダチャート上に過渡特性曲線Yqとして描かれ、こ
の過渡特性曲線Yqは時間の経過とともに飽和値Q0に限り
なく近づく。
しかしながら、飽和値Q0になるまでは長時間かかるた
め、この過渡特性曲線Yqがほぼ水平になった時点t1を捕
られ、この値が飽和値QPに相当する値であるとしてヘリ
ウムガス量Qqを求め、これを原子燃料体からのヘリウム
ガスガス漏洩量Ｑとみなしていた。
め、この過渡特性曲線Yqがほぼ水平になった時点t1を捕
られ、この値が飽和値QPに相当する値であるとしてヘリ
ウムガス量Qqを求め、これを原子燃料体からのヘリウム
ガスガス漏洩量Ｑとみなしていた。
この検出方法は単純ではあるがt1に達するまでには相
当の時間がかかってしまうばかりかその測定値について
も飽和値Q0より少ないヘリウムガス量Qqでしかなかっ
た。
当の時間がかかってしまうばかりかその測定値について
も飽和値Q0より少ないヘリウムガス量Qqでしかなかっ
た。
そこで第４図、第５図に示すような過渡特性曲線Yqの
時定数τを求め、この時定数τの時点の測定値を1.59倍
して飽和値Q0を求め、この飽和値Q0を原子燃料体からの
ヘリウムガス漏洩量Q0とする方法を採っていた。
時定数τを求め、この時定数τの時点の測定値を1.59倍
して飽和値Q0を求め、この飽和値Q0を原子燃料体からの
ヘリウムガス漏洩量Q0とする方法を採っていた。
ところで、チャンバー10からのヘリウムガス等の気体
を直接に検出器15に導くとチャンバー10の内壁等に吸蔵
されているヘリウムガスがそのままアウトガスとして断
続的に放出されるのでその過渡特性曲線Yqは第５図に示
すように大きな揺らぎ部P1,P2,P3…を生じる。
を直接に検出器15に導くとチャンバー10の内壁等に吸蔵
されているヘリウムガスがそのままアウトガスとして断
続的に放出されるのでその過渡特性曲線Yqは第５図に示
すように大きな揺らぎ部P1,P2,P3…を生じる。
そのため第５図に示すように時定数τの時点でアウト
ガスが発生すると、その時点のヘリウムガス量Q1を1.59
倍して求めた飽和ヘリウムガス量Q00は後述する（２）
式で示される理論上の過渡特性曲線YSから計算した飽和
値Q0を大きく超えた値となり正確な検出ができないと言
う問題がある。
ガスが発生すると、その時点のヘリウムガス量Q1を1.59
倍して求めた飽和ヘリウムガス量Q00は後述する（２）
式で示される理論上の過渡特性曲線YSから計算した飽和
値Q0を大きく超えた値となり正確な検出ができないと言
う問題がある。
一方、このような直接的な検出方法では過渡特性曲線
Yqがほぼ水平になった時点t1を捕られ、このときのヘリ
ウムガス量Qqを求めても、この時点t1の過渡特性曲線Yq
に揺らぎ部P3…等のバラツキがあるため正確にヘリウム
ガス量Qqを検出することができないと言う問題があっ
た。
Yqがほぼ水平になった時点t1を捕られ、このときのヘリ
ウムガス量Qqを求めても、この時点t1の過渡特性曲線Yq
に揺らぎ部P3…等のバラツキがあるため正確にヘリウム
ガス量Qqを検出することができないと言う問題があっ
た。
そこで、本発明は、チャンバー内壁等に吸蔵されるヘ
リウムがあっても原子燃料体からのヘリウムガス漏洩量
の検出に誤差を生じないようにした微量漏洩ガス測定法
を得ようとするものである。
リウムがあっても原子燃料体からのヘリウムガス漏洩量
の検出に誤差を生じないようにした微量漏洩ガス測定法
を得ようとするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、漏洩検査対象物を入れたチャンバー内の気
体を排気した後、このチャンバーの容積と検出器側の真
空ポンプの排気速度とから定まる時定数の時間だけチャ
ンバーを閉じ、この時定数の時間だけチャンバー内に漏
洩検査対象物が漏洩する漏洩ガスを一時的に封じ込め、
時定数の時間が経過した直後に、この封じ込んだ漏洩ガ
スを前記検出器に導き検出することを特徴とする。
体を排気した後、このチャンバーの容積と検出器側の真
空ポンプの排気速度とから定まる時定数の時間だけチャ
ンバーを閉じ、この時定数の時間だけチャンバー内に漏
洩検査対象物が漏洩する漏洩ガスを一時的に封じ込め、
時定数の時間が経過した直後に、この封じ込んだ漏洩ガ
スを前記検出器に導き検出することを特徴とする。
（作 用） チャンバー内の気体が排気された後チャンバーを閉じ
ると、チャンバー内には原子燃料体からの漏洩気体、例
えば、ヘリウムガスが漏洩され、これを封じ込める。
ると、チャンバー内には原子燃料体からの漏洩気体、例
えば、ヘリウムガスが漏洩され、これを封じ込める。
この漏洩ヘリウムガスをチャンバー内に封じ込める時
間をチャンバーの容積と検出器側の真空ポンプがヘリウ
ムガスを排気する速度とから定まる時定数の時間にし、
時定数の時間が経過した直後に、チャンバーの弁を開
き、チャンバーに封じ込めたヘリウムガスを検出器に導
く。
間をチャンバーの容積と検出器側の真空ポンプがヘリウ
ムガスを排気する速度とから定まる時定数の時間にし、
時定数の時間が経過した直後に、チャンバーの弁を開
き、チャンバーに封じ込めたヘリウムガスを検出器に導
く。
この時のヘリウムガスの流量が飽和量Q0に相当するヘ
リウムガス漏洩量Ｑとなる。
リウムガス漏洩量Ｑとなる。
（実施例） 以下本発明微量漏洩ガス測定法の一実施例を第１図で
説明する。
説明する。
全体を20で示す微量漏洩ガス測定装置は第３図に示し
たものと基本的には同一である。
たものと基本的には同一である。
この微量漏洩ガス測定装置20のチャンバー21内に原子
燃料体が挿入される。このチャンバー21には分岐管路22
が連結され、１つの分岐管路22aには開閉弁23を介して
真空ポンプ24が連結される。また、他の分岐管路22bに
は開閉弁25を介して検出器26と真空ポンプ27とが直列的
に連結される。
燃料体が挿入される。このチャンバー21には分岐管路22
が連結され、１つの分岐管路22aには開閉弁23を介して
真空ポンプ24が連結される。また、他の分岐管路22bに
は開閉弁25を介して検出器26と真空ポンプ27とが直列的
に連結される。
なお、28は開閉弁25と検出器26との間に設けられたヘ
リウムガス漏洩標準チューブであって、検出器26がヘリ
ウムガスを測定中においてヘリウムガス漏洩の標準値を
定めるものであり、29は分岐管路22bとヘリウムガス漏
洩標準チューブ28との間に連結された開閉弁である。
リウムガス漏洩標準チューブであって、検出器26がヘリ
ウムガスを測定中においてヘリウムガス漏洩の標準値を
定めるものであり、29は分岐管路22bとヘリウムガス漏
洩標準チューブ28との間に連結された開閉弁である。
このような構成の微量漏洩ガス測定装置において、ま
ず、開閉弁25が閉じられ開閉弁23が開かれ真空ポンプ24
が運転され、チャンバー21内の気体が排気され不純気体
が除去される。
ず、開閉弁25が閉じられ開閉弁23が開かれ真空ポンプ24
が運転され、チャンバー21内の気体が排気され不純気体
が除去される。
排気作業が終了したら開閉弁23が閉じられ、チャンバ
ー21内には原子燃料体から漏洩する気体、例えば、ヘリ
ウムガスやチャンバー21の内壁等の吸蔵ヘリウムガス等
が収集される。
ー21内には原子燃料体から漏洩する気体、例えば、ヘリ
ウムガスやチャンバー21の内壁等の吸蔵ヘリウムガス等
が収集される。
これらのヘリウムガスをチャンバー21の容積と検出器
26側の真空ポンプ27の気体速度とから定まる時定数τの
時間封じ込めた後、開閉弁25が開かれ真空ポンプ27が運
転されてチャンバー21の内部のヘリウムガスが開閉弁25
を介して検出器26に導かれ、ヘリウムガス漏洩標準チュ
ーブ28の標準値と比較されながら検出器26によりヘリウ
ムガス量を検出する。
26側の真空ポンプ27の気体速度とから定まる時定数τの
時間封じ込めた後、開閉弁25が開かれ真空ポンプ27が運
転されてチャンバー21の内部のヘリウムガスが開閉弁25
を介して検出器26に導かれ、ヘリウムガス漏洩標準チュ
ーブ28の標準値と比較されながら検出器26によりヘリウ
ムガス量を検出する。
この検出をさらに数値的に解析する。開閉弁23を閉じ
てから開閉弁25を開いたときのチャンバー21内のヘリウ
ムガス圧は一般に次の式で表わせる。
てから開閉弁25を開いたときのチャンバー21内のヘリウ
ムガス圧は一般に次の式で表わせる。
Ｐ＝（Po−Q/S）exp（−t/τ）＋Q/S …（１） ここで、 P :ヘリウムガス圧（Torr） Po :チャンバー内初期ヘリウムガス圧（Torr） S :真空ポンプ27によるヘリウムガス排気速度（l/
s） Q :原子燃料体のヘリウムガス漏洩量（Torr・l/s） t :開閉弁25を開いてからの時間（ｓ） τ :時定数（τ＝V/S） V :チャンバー容積（ｌ） この（１）式は下式のように変形できる。すなわち、 SP＝Ｓ（Po−Q/S）exp（−t/τ）＋Ｑ …（２） （２）式よりSPがヘリウムガス漏洩量Ｑを示すには Po−Q/S＝０ …（３） でなければならない。
s） Q :原子燃料体のヘリウムガス漏洩量（Torr・l/s） t :開閉弁25を開いてからの時間（ｓ） τ :時定数（τ＝V/S） V :チャンバー容積（ｌ） この（１）式は下式のように変形できる。すなわち、 SP＝Ｓ（Po−Q/S）exp（−t/τ）＋Ｑ …（２） （２）式よりSPがヘリウムガス漏洩量Ｑを示すには Po−Q/S＝０ …（３） でなければならない。
一方、チャンバー内初期ヘリウムガス圧は、 Po＝（Q/V）・th …（４） ただし、 th:チャンバーを閉じている時間 と表せるから、（３）式と（４）式とから th＝V/S＝τ …（５） の関係式が得られる。
したがって、（５）式からチャンバー21内に原子燃料
体から漏洩するヘリウムガスを一定時間th、すなわち、
開閉弁23を閉じてから開閉弁25を開けるまでの時間をチ
ャンバー21の容積と真空ポンプ27によるヘリウムガスの
排気速度とから定まる時定数τの時間だけ封じ込めるこ
とによりチャンバー21内の初期ヘリウムガス圧PoはQ/S
となり、開閉弁25を開いた後の検出器26で検出するヘリ
ウムガス量は（２）式から飽和値Q0を示し、その値はSP
＝Ｑとなる。
体から漏洩するヘリウムガスを一定時間th、すなわち、
開閉弁23を閉じてから開閉弁25を開けるまでの時間をチ
ャンバー21の容積と真空ポンプ27によるヘリウムガスの
排気速度とから定まる時定数τの時間だけ封じ込めるこ
とによりチャンバー21内の初期ヘリウムガス圧PoはQ/S
となり、開閉弁25を開いた後の検出器26で検出するヘリ
ウムガス量は（２）式から飽和値Q0を示し、その値はSP
＝Ｑとなる。
これにより飽和値Q0は第２図に示すように原子燃料体
からのヘリウムガス漏洩量Ｑと等しくなる。
からのヘリウムガス漏洩量Ｑと等しくなる。
それゆえ、検出器26により原子燃料体から漏洩するヘ
リウムガス漏洩量Ｑを正確、かつ、時定数τの短時間で
検出することができる。
リウムガス漏洩量Ｑを正確、かつ、時定数τの短時間で
検出することができる。
そのうえ、本発明ではヘリウムガスをいったんチャン
バー21に封じ込めるから原子燃料体や、チャンバー21の
内壁に吸蔵するヘリウムガスがあってもその揺らぎがほ
ぼ確実に防止され、検出器26では安定した矩形波状態の
ヘリウムガス漏洩特性曲線Yoとしてヘリウムガス量を検
出することができる。
バー21に封じ込めるから原子燃料体や、チャンバー21の
内壁に吸蔵するヘリウムガスがあってもその揺らぎがほ
ぼ確実に防止され、検出器26では安定した矩形波状態の
ヘリウムガス漏洩特性曲線Yoとしてヘリウムガス量を検
出することができる。
そのため、本発明方法は検出時間、検出精度的におい
て従来方法より優れたものとすることができる。
て従来方法より優れたものとすることができる。
なお、上記実施例では検出気体としてヘリウムについ
て行ったが、他の同様な微量気体についても適応できる
ことは勿論である。
て行ったが、他の同様な微量気体についても適応できる
ことは勿論である。
チャンバー内の気体を排気してからチャンバーを時定
数時間閉じ、その後このチャンバー内の気体を検出器に
導き検出するようにしたことにより原子燃料体からのヘ
リウム漏洩量をそのまま一定の流量として正確に検出器
により検出することができる。
数時間閉じ、その後このチャンバー内の気体を検出器に
導き検出するようにしたことにより原子燃料体からのヘ
リウム漏洩量をそのまま一定の流量として正確に検出器
により検出することができる。
第１図は本発明微量漏洩ガス測定法の主要部を示すブロ
ック線図、第２図は第１図の微量漏洩ガス測定法を用い
て検出した特性図と従来の方法による微量漏洩ガス測定
法を用いて検出した特性曲線との比較説明図、第３図は
従来の微量漏洩ガス測定法の主要部を示すブロック線
図、第４図は従来の方法による微量漏洩ガス測定法を用
いて検出した特性曲線の説明図、第５図は第４図の一部
を拡大し詳細に示す説明図である。 10,21……チャンバー、11,13,23,25,29……開閉弁、12,
14,24,27……真空ポンプ、15,26……検出器、20……微
量漏洩ガス測装置、22……分岐管路、28……標準チュー
ブ。
ック線図、第２図は第１図の微量漏洩ガス測定法を用い
て検出した特性図と従来の方法による微量漏洩ガス測定
法を用いて検出した特性曲線との比較説明図、第３図は
従来の微量漏洩ガス測定法の主要部を示すブロック線
図、第４図は従来の方法による微量漏洩ガス測定法を用
いて検出した特性曲線の説明図、第５図は第４図の一部
を拡大し詳細に示す説明図である。 10,21……チャンバー、11,13,23,25,29……開閉弁、12,
14,24,27……真空ポンプ、15,26……検出器、20……微
量漏洩ガス測装置、22……分岐管路、28……標準チュー
ブ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 - 3/22 G01M 3/26 G21C 17/06
Claims (1)
- 【請求項１】漏洩検査対象物を入れたチャンバー内の気
体を排気した後、このチャンバーの容積と検出器側の真
空ポンプの排気速度とから定まる時定数の時間だけチャ
ンバーを閉じ、チャンバー内に漏洩検査対象物から漏洩
する漏洩ガスを一時的に封じ込め、時定数の時間経過後
に、この封じ込んだ漏洩ガスを前記検出器に導き検出す
ることを特徴とする微量漏洩ガス測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040434A JP2957220B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 微量漏洩ガス測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040434A JP2957220B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 微量漏洩ガス測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243842A JPH03243842A (ja) | 1991-10-30 |
| JP2957220B2 true JP2957220B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=12580535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040434A Expired - Fee Related JP2957220B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 微量漏洩ガス測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957220B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003106924A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Shimadzu System Solutions Co Ltd | 包装された物品におけるシールの良否判定方法 |
| WO2012117887A1 (ja) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | 株式会社ｏｎｅＡ | 気密性検査装置 |
| CN106017819B (zh) * | 2016-06-24 | 2018-09-18 | 中国科学院光电研究院 | 一种分压漏率测量装置及方法 |
| JP6879049B2 (ja) * | 2017-05-17 | 2021-06-02 | 株式会社デンソー | 漏れ検出方法及び漏れ検出装置 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2040434A patent/JP2957220B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03243842A (ja) | 1991-10-30 |
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