JP3166859B2 - 軽質のガスを用いたテストガス漏れ検査のための真空・漏れ検査装置 - Google Patents
軽質のガスを用いたテストガス漏れ検査のための真空・漏れ検査装置Info
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Description
のガスを用いたテストガス漏れ検査のための真空・漏れ
検査装置であって、被検査体を備えており、被検査体が
一方では真空ポンプへのガス密な接続部及び他方ではガ
ス検出器へのガス密な接続部を有しており、かつテスト
ガスの吹き付けのための手段に配設されている形式のも
のに関する。
空ポンプしか有さない真空機構の漏れ検査の感応度が不
十分なものである。検査準備完了までのポンプ時間も長
く、それというのは実際に効果的な漏れ検査がガス検出
器の内部の著しく低い圧力でしか行われ得ないからであ
る。
のような真空測定装置が用いられ、その表示はガス質に
関連している。(Max Wutz,“Theorie und Praxis der
Vakuumtechnik",1965,Verlag Frildrich Vieweg & Soh
n,Braunschweig,Seite 410:マックス ウッツ著「真空
技術の理論と実際」410ページ、1965年、出版社フリー
ドリヒ フィヴェク&ゾーン、ブラウンシュヴァイ
ク)。
な軽質のガスを用いたテストガス漏れ検査のための真空
・漏れ検査装置であって、被検査体を備えており、被検
査体が一方では真空ポンプへのガス密な接続部及び他方
ではガス検出器へのガス密な接続部を有しており、かつ
テストガスの吹き付けのための手段に配設されている形
式のものを改善して、漏れ検査の際の感応度を高め、漏
れ検査準備完了までのポンプ時間を短くして、漏れ検査
を比較的高い圧力で可能にすることである。
真空漏れ検査装置において本発明に基づき次のようにし
て達成され、即ち、ガス検査器と被検査体との間の接続
部内に高真空ポンプを接続してあり、高真空ポンプのテ
ストガスに対する圧縮能力が窒素若しくは水蒸気のよう
な重質のガスに対する圧縮能力よりも小さくなってお
り、高真空ポンプが低真空側で被検査体にかつ高真空側
でガス検出器に配置されている。
際の感応度が注目に値するほど高められ、かつ漏れ検査
準備完了までのポンプ時間が著しく短くされる。さら
に、このような改善に基づき漏れ検査結果が既に比較的
高い圧力で得られる。
査装置に配設の機能部材に関連して公知の漏れ検査装置
よりも著しく複雑でなくかつ安価であり、ガス質に関連
した表示の通常の漏れ検査装置と比較して著しく高い感
応度を有している。ガス検出器と被検査体との間の接続
部に高真空ポンプが接続されており、該高真空ポンプの
テストガスに対する圧縮能力が重質のガスに対するより
も低くなっており、該高真空ポンプが低真空側を被検査
体に向けて、かつ高真空側をガス検出器に向けて配置さ
れていることによって、被検査体とガス検出器との間に
漸減的な圧力段が生じる。高真空ポンプのテストガスの
ヘリウムに対して著しく低い圧縮能力に基づき、高真空
ポンプはヘリウムを、圧力段を介してガス検出器の方向
へ通過させるのに対して、窒素、及び水蒸気のように測
定を妨害する若しくは歪曲するガスは高真空ポンプによ
って比較して極端に高い圧縮能力に基づきガス検出器か
ら被検査体の方向に搬送される。漏れ検査は、全圧が高
真空ポンプの最大可能な低真空圧よりも小さくなってい
る間、可能である。
施例に基づき述べる。
れ検査装置の配置図であり、図2は本発明に基づく漏れ
検査装置の配置図であり、図3は種々のガスに対する高
真空ポンプの圧縮能力のダイヤフラムであり、図4は微
分段による測定値形成装置を備えた別の実施例の配置図
であり、図5は微分段の回路図である。
トガス漏れ検査のための従来の真空・漏れ検査装置の系
統を示している。被検査体1は、真空ポンプ3へのガス
密な接続部2、及びガス検出器5へのガス密な接続部4
を有している。被検査体1にはテストガスの吹き付けの
ためにテストガス・スプレーガン10が配属されている。
テストガク・スプレーガンを用いて、被検査体は十分な
真空化の後にテストガスを吹き付けられる。被検査体1
が気密になっていない、あるいは漏れる場合には、テス
トガスが外気圧と真空との間の圧力差に基づき被検査体
1内に侵入する。テストガスの密度増大がガス検出器5
によって検出されて、表示される。このために、ガス検
出器5が任意の表示器6、例えばデジタル表示器、若し
くはアナログ表示器、若しくは両方の表示形式を組み合
わせた装置を備えている。既に述べたように、図1に示
す公知の漏れ検査装置においては感応度が比較的に低
く、したがって不十分なものである。
と被検査体1との間の接続部4内に高真空ポンプ7を接
続することによって行われる。この場合、特に高真空ポ
ンプ7の構造が重要であり、高真空ポンプの圧縮能力は
テストガス、例えばヘリウムに対しては窒素若しくは水
蒸気のような重質のガスに対してよりも著しく低い。こ
の場合、高真空ポンプ7は低真空側8を被検査体1に向
けてかつ高真空側9をガス検出器5に向けて配置されて
いる。異なるガス質に対する異なる圧縮能力に基づき、
比較的重質のガスはガス検出器5から接続通路(接続部
4)を介して被検査体1へ、かつ被検査体1から真空ポ
ンプ3を通して外部へ搬送されるのに対して、テストガ
スのヘリウムは高真空ポンプ7によって形成される真空
の漸減的な圧力段を介してガス検出器5の方向に移動し
て、そこで密度を増大させて蓄積する。従って、既に述
べたように真空漏れ検査装置の感応度が本発明に基づき
著しく高められる。さらに、漏れ検査準備完了までのポ
ンプ時間(Pumpzeit)が短くされ、漏れ検査結果が比較
的高い圧力で得られる。
真空ポンプの最大可能な低真空(Vorvakuum)よりも小
さい間で可能である。例えば、高真空ポンプ7の低真空
側8の0.1ミリバールの圧力において、高真空側の圧力
は10-5ミリバールである。
分子ポンプの回転数に関連した圧縮能力が示してある。
ダイヤフラムのY軸に、水素(H2)、ヘリウム(He)、
水蒸気(H2O)及び窒素(N2)の圧縮能力の対数値がプ
ロットしてある。この対数値は所定の回転数においてH2
に対して数字的にほぼ25で、Heに対して100で、H2Oに対
して18,000で、かつN2に対して190,000である。これか
ら相対的な圧縮比は: N2 :H2=7600:1 N2 :He=1900:1 H2O:H2= 720:1 H2O:He= 180:1 さらに明らかなように、圧縮能力の差は回転数の減少
に伴って減少し、逆に回転数の増大に伴って増大する。
るか、拡散ポンプである。さらに、高真空ポンプ7は前
記ポンプ形式を組み合わせ構成されていてもよい。さら
に、高真空ポンプ7はできるだけ高い耐真空性で形成し
ておきたい。
ometer)であるが、ガス検出器5は熱伝導真空計(Waer
meleitunguvakuummeter)、電離真空計(Ionisationsva
kuummeter)、ペンニング真空計(Penningvakuummete
r)、ダイヤフラム真空計(Membranvakuummeter)若し
くは摩擦真空計(Reibungsvakuummeter)のような全圧
測定装置(Totaldruckmessgeraet)であるか、若しくは
これらの真空計の組み合わせであってよい。
メータである。マススペクトロメータがヘリウムの質量
に調節されている場合には、マススペクトロメータはヘ
リウム・分圧に比例するイオン電流を生ぜしめる。これ
によって従来の漏れ検査装置においては漏れ量に比例し
たイオン電流・信号が生ぜしめられる。然し乍ら、漏れ
検査装置がヘリウム密度増大の測定のために用いられる
場合には、イオン電流は主に経緯、即ち先行の測定中に
所定時間にわたって吸引されたヘリウム量を表してい
る。ポジチブな測定においてはイオン電流は著しくわず
かな量でしか変動しない。従って、漏れ量qHeは微分商
によって得られ: 従って、マススペクトロメータによって生ぜしめられた
電流信号を高感度の電流/電圧変換器に供給することも
有利である。電流/電圧変換器は本発明の枠内で有利に
は微分段(Differenzierstufe)として構成されてお
り、微分段の増幅は周波数の増大に伴って増大する。微
分段のパッシブなエレメントは、測定運転中の特性的な
時間若しくはこれに対応する周波数に対して微分条件を
十分に満たすように規定されている。
が接続されている。微分段20を介して測定値の表示が表
示器6で行われる。
マススペクトロメータ5の後方に接続されていて、入力
(演算)増幅器24を備えており、この入力(演算)増幅
器の出力部25が反転増幅器26、反転積分器27及び抵抗器
R1 28を介して入力部22に接続されている。
増幅器29を介して微分段の出力部30に接続される。この
場合式は: Ua=Va・UI (式1) 入力増幅器24の比較的に小さい入力電流に基づき、関
係U2=R1・I1(式2)が当てはまる。積分器の出力電圧
は U2=VI・U1(t)dt (式3) この式の微分によって 式1及び式2を書き換えて代入すると が得られる。
き電流の時間微分に等しい。一様に上昇するアルゴン圧
力によって同じく連続的に増大する測定電流が微分段の
出力部でコンスタントな電圧として作用し、該電圧が場
合によっては減ぜられる。
れ、このために積分器の出力電圧の増大に際してR1より
も小さい値の抵抗器R2 33が微分段の入力部に接続され
る。
32を介して行われる。微分段の伝達定数の減少は増幅器
29の増幅の相応の拡大によって行われる。
される: −感度の高い入力増幅器は全バックグラウンド電流を増
幅する必要がない。
らず、従って領域切換のためのデザインが簡単になる。
リフト及び別の妨害源に関連して本来の測定条件への著
しい適合を可能にする。
的わずかな費用で真空機構の漏れ検査の際の感応度が注
目に値するほど高められ、漏れ検査準備完了までのポン
プ時間が著しく短くされ、かつ漏れ検査装置の応動が腕
に比較的高い圧力で可能であり、従って前に述べた課題
が理想的に解決される。
Claims (14)
- 【請求項1】テストガスとしてのヘリウムのような軽質
のガスを用いたテストガス漏れ検査のための真空・漏れ
検査装置であって、被検査体を備えており、被検査体が
一方では真空ポンプへの気密な接続部及び他方ではガス
検出器への気密な接続部を有しており、かつテストガス
の吹き付けのための手段に配設されている形式のものに
おいて、ガス検出器(5)と被検査体(1)との間の接
続部(4)内に高真空ポンプ(7)を接続してあり、高
真空ポンプのテストガスに対する圧縮能力がN2若しくは
H2Oのような重質のガスに対する圧縮能力よりも小さく
なっており、高真空ポンプ(7)が低真空側(8)で被
検査体(1)にかつ高真空側(9)でガス検出器(5)
に配置されていることを特徴とする、軽質のガスを用い
たテストガス漏れ検査のための真空・漏れ検査装置。 - 【請求項2】高真空ポンプ(7)が分子ポンプである請
求項1記載の真空・漏れ検査装置。 - 【請求項3】高真空ポンプ(7)がターボ分子ポンプで
ある請求項1記載の真空・漏れ検査装置。 - 【請求項4】高真空ポンプ(7)が拡散ポンプである請
求項1記載の真空・漏れ検査装置。 - 【請求項5】高真空ポンプ(7)が前記ポンプのコンビ
ネーションによって形成されている請求項1記載の真空
・漏れ検査装置。 - 【請求項6】高真空ポンプ(7)が高い耐真空性である
請求項1から5のいずれか1項記載の真空・漏れ検査装
置。 - 【請求項7】ガス検出器(5)がデジタル表示器
(6)、若しくはアナログ表示器、若しくは両方を組み
合わせた表示器と一緒に構成されている請求項1から6
のいずれか1項記載の真空・漏れ検査装置。 - 【請求項8】ガス検出器(5)がマススペクトロメータ
である請求項1から7のいずれか1項記載の真空・漏れ
検査装置。 - 【請求項9】ガス検出器(5)が熱伝導真空計、電離真
空計、ペンニング真空計、ダイヤフラム真空計若しくは
摩擦真空計のような全圧測定装置であるか、若しくはこ
れらの真空計の組み合わせである請求項1から7のいず
れか1項記載の真空・漏れ検査装置。 - 【請求項10】対向流原理で作動する真空漏れ検査装置
であって、テストガス検出器(5)、該テストガス検出
器に接続されていてテストガスによって搬送方向と逆向
きに流過される高真空ポンプ(7)、及び別の真空ポン
プ(3)を備えている形式のものにおいて、漏れを検査
しようとする被検査体が高真空ポンプ(7)と真空ポン
プ(3)との間に配置されていることを特徴とする真空
漏れ検査装置。 - 【請求項11】真空ポンプ(3)が低真空ポンプである
か若しくは高真空段と低真空段との組み合わせである請
求項10項記載の真空漏れ検査装置。 - 【請求項12】テストガス検出記録計(5)が圧力測定
装置である請求項1から11のいずれか1項記載の真空漏
れ検査装置。 - 【請求項13】テストガス検出記録計(5)がマススペ
クトロメータある請求項1から11のいずれか1項記載の
空漏れ検査装置。 - 【請求項14】テストガス検出記録計(5)の後方に微
分段(20)が接続されている請求項1から13のいずれか
1項記載の真空漏れ検査装置。
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