JP3390981B2 - 大きな漏れを検出するための装置及び方法 - Google Patents
大きな漏れを検出するための装置及び方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密封部分(sealed par
t)の漏れ(leak)の検出に関し、特に、検査部分において
ヘリウム又はその他のトレースガス(trace gas)を要し
ない漏れ検出の体積膨張技術に関する。大気圧グロスリ
ーク(atmospheric gross leak)検査が体積膨張検査と共
に同時に行われ、いくらかのヘリウムが検査時に検査部
分に残るという状況(situation)で漏れを検出する。
t)の漏れ(leak)の検出に関し、特に、検査部分において
ヘリウム又はその他のトレースガス(trace gas)を要し
ない漏れ検出の体積膨張技術に関する。大気圧グロスリ
ーク(atmospheric gross leak)検査が体積膨張検査と共
に同時に行われ、いくらかのヘリウムが検査時に検査部
分に残るという状況(situation)で漏れを検出する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】小さな密
封部の漏れ検査を行うことがしばしば必要である。例え
ば、自動車のエアバッグシステムに使用される衝撃セン
サ(impact sensor)である。この衝撃センサは、衝突の
際の減速によって起動されるインパクトスイッチを含
む。このインパクトスイッチは、エアバッグインフレー
ション装置を起動する。インパクトスイッチは密封した
コンテナ内に収納され、湿気等によるインパクトスイッ
チの汚染を防いでいる。衝撃センサの正確な動作がエア
バッグシステムの機能に対して不可欠であることから、
漏出検査は密封を確保して衝撃センサにおいて行われな
ければならない。この漏れ検査は、漏れ率の広い範囲に
わたって漏れ検出が可能でなければならない。
封部の漏れ検査を行うことがしばしば必要である。例え
ば、自動車のエアバッグシステムに使用される衝撃セン
サ(impact sensor)である。この衝撃センサは、衝突の
際の減速によって起動されるインパクトスイッチを含
む。このインパクトスイッチは、エアバッグインフレー
ション装置を起動する。インパクトスイッチは密封した
コンテナ内に収納され、湿気等によるインパクトスイッ
チの汚染を防いでいる。衝撃センサの正確な動作がエア
バッグシステムの機能に対して不可欠であることから、
漏出検査は密封を確保して衝撃センサにおいて行われな
ければならない。この漏れ検査は、漏れ率の広い範囲に
わたって漏れ検出が可能でなければならない。
【０００３】衝撃センサのような小さな部分の漏れ検査
の従来技術の１つは、低い沸点を有するフッ化水素化合
物のような流体で検査部分を液侵させることを含む。漏
れ部分がこの流体で充填される。次いで、この部分が加
熱した流体で液侵されフッ化水素化合物を沸騰させ、漏
れがあると泡を生じる。オペレータは、漏れを検出する
ために泡を観測しなければならない。この泡式漏れ検出
技術は極めて遅く、非信頼的であり、手間のかかる処理
である。さらに、この泡式技術は非常に小さな漏れを検
出できない。
の従来技術の１つは、低い沸点を有するフッ化水素化合
物のような流体で検査部分を液侵させることを含む。漏
れ部分がこの流体で充填される。次いで、この部分が加
熱した流体で液侵されフッ化水素化合物を沸騰させ、漏
れがあると泡を生じる。オペレータは、漏れを検出する
ために泡を観測しなければならない。この泡式漏れ検出
技術は極めて遅く、非信頼的であり、手間のかかる処理
である。さらに、この泡式技術は非常に小さな漏れを検
出できない。
【０００４】大きな漏れを検出するための他の従来技術
は、真空ポンピングに要する時間の計測を含む。検査部
分が検査固定部に配置され、この検査固定部が真空ポン
ピングされる。検査固定部を所定圧力へと減圧するのに
要する時間が計測される。検査部分に大きな漏れがある
とき、所定圧力へ到達する時間が増加して漏れ部分を指
示する。
は、真空ポンピングに要する時間の計測を含む。検査部
分が検査固定部に配置され、この検査固定部が真空ポン
ピングされる。検査固定部を所定圧力へと減圧するのに
要する時間が計測される。検査部分に大きな漏れがある
とき、所定圧力へ到達する時間が増加して漏れ部分を指
示する。
【０００５】漏れ検出技術のその他の従来技術は、ヘリ
ウム質量分析計漏れ検出器の使用を含む。ヘリウムが、
密封した検査部分の最小の漏れ口を通過するトレースガ
スとして使用される。漏れ口を通過した後、ヘリウムを
含む試料が漏れ検出器内に入り込み、計測される。この
機器の重要な構成成分は、ヘリウムを検出し計測する質
量検出器チューブである。入力した検査試料は、ヘリウ
ム成分を分離するために分析計チューブによってイオン
化され質量分析される。衝撃センサのような小さな部分
の検査のために、検査部分は、ヘリウムと共に事前に圧
力がかけられ、漏れ検出器の検査ポートへ接続された密
封した検査固定部内に配置される。検査部分の漏れ口か
ら検査固定部へと通過するヘリウムは検査ポートを通じ
て漏れ検出器へと入り込み、漏れ検出器によって計測さ
れる。ヘリウム質量分析計漏れ検出器が、例えば、ブリ
ッグス(Briggs)の１９７２年９月１２日に公告された米
国特許第３６９０１５１号、フルゼッチ(Fruzzetti)ら
の１９８５年２月１９日に公告された米国特許第４４９
９７５２号、及びランドフォース(Landfors)の１９８９
年７月４日に公告された米国特許第４８４５３６０号に
開示されている。
ウム質量分析計漏れ検出器の使用を含む。ヘリウムが、
密封した検査部分の最小の漏れ口を通過するトレースガ
スとして使用される。漏れ口を通過した後、ヘリウムを
含む試料が漏れ検出器内に入り込み、計測される。この
機器の重要な構成成分は、ヘリウムを検出し計測する質
量検出器チューブである。入力した検査試料は、ヘリウ
ム成分を分離するために分析計チューブによってイオン
化され質量分析される。衝撃センサのような小さな部分
の検査のために、検査部分は、ヘリウムと共に事前に圧
力がかけられ、漏れ検出器の検査ポートへ接続された密
封した検査固定部内に配置される。検査部分の漏れ口か
ら検査固定部へと通過するヘリウムは検査ポートを通じ
て漏れ検出器へと入り込み、漏れ検出器によって計測さ
れる。ヘリウム質量分析計漏れ検出器が、例えば、ブリ
ッグス(Briggs)の１９７２年９月１２日に公告された米
国特許第３６９０１５１号、フルゼッチ(Fruzzetti)ら
の１９８５年２月１９日に公告された米国特許第４４９
９７５２号、及びランドフォース(Landfors)の１９８９
年７月４日に公告された米国特許第４８４５３６０号に
開示されている。
【０００６】ヘリウム質量分析計漏れ検出器が適当な条
件下で高度に満足のゆく動作を提供するが、大きな漏れ
が、衝撃センサのような密封した部分で信頼できる程度
に検出されず、これは、検査部分に大きな漏れがあり、
ヘリウム全部が漏れ検査時に先だって検査部分から既に
漏れているからである。この場合、ヘリウムが全く検出
されないために漏れがないものとして、ヘリウム分析計
漏れ検出器が大きな漏れを検出できない。
件下で高度に満足のゆく動作を提供するが、大きな漏れ
が、衝撃センサのような密封した部分で信頼できる程度
に検出されず、これは、検査部分に大きな漏れがあり、
ヘリウム全部が漏れ検査時に先だって検査部分から既に
漏れているからである。この場合、ヘリウムが全く検出
されないために漏れがないものとして、ヘリウム分析計
漏れ検出器が大きな漏れを検出できない。
【０００７】本発明の目的は、改良した漏れ検出技術を
提供することである。
提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、大きな漏れを信頼可
能的に検出するための装置及び方法を提供することであ
る。
能的に検出するための装置及び方法を提供することであ
る。
【０００９】本発明のその他の目的は、漏れ率の広範囲
にわたって漏れを検出するための装置及び方法を提供す
ることである。
にわたって漏れを検出するための装置及び方法を提供す
ることである。
【００１０】本発明のその他の目的は、迅速で、使用が
容易であり、非常に信頼性のある漏れ検出装置及び方法
を提供することである。
容易であり、非常に信頼性のある漏れ検出装置及び方法
を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、上記お
よび他の目的及び利点が検査部分の漏れ検査のための装
置及び方法によって達成される。本発明の装置は、検査
部分を密封可能に包含するための検査固定部と、導管に
よって検査固定部に接続された膨張チャンバと、検査固
定部と膨張チャンバとの間の導管に接続された膨張弁
と、膨張弁を閉じたままで膨張チャンバを真空排気する
ための手段と、検査固定部内のガスが真空排気された膨
張チャンバ内で膨張するように検査部分を検査固定部内
に密封したままで膨張弁を開放するための手段であっ
て、検査固定部および膨張チャンバが検査チャンバを画
成するところの手段と、膨張弁が開放された後に検査チ
ャンバの圧力を計測するための手段と、計測された圧力
を基準圧力と比較するための手段とから成る。この基準
圧力は、検査部分に比較的大きな漏れがあるときにのみ
到達しうる検査チャンバ圧力に対応する。計測された圧
力が基準圧力と等しいか又は大きいとき、検査部分の漏
れを指示する。装置は、トレースガスの全部が検査部分
から放出されたときでも検査部分の漏れを検出する。
よび他の目的及び利点が検査部分の漏れ検査のための装
置及び方法によって達成される。本発明の装置は、検査
部分を密封可能に包含するための検査固定部と、導管に
よって検査固定部に接続された膨張チャンバと、検査固
定部と膨張チャンバとの間の導管に接続された膨張弁
と、膨張弁を閉じたままで膨張チャンバを真空排気する
ための手段と、検査固定部内のガスが真空排気された膨
張チャンバ内で膨張するように検査部分を検査固定部内
に密封したままで膨張弁を開放するための手段であっ
て、検査固定部および膨張チャンバが検査チャンバを画
成するところの手段と、膨張弁が開放された後に検査チ
ャンバの圧力を計測するための手段と、計測された圧力
を基準圧力と比較するための手段とから成る。この基準
圧力は、検査部分に比較的大きな漏れがあるときにのみ
到達しうる検査チャンバ圧力に対応する。計測された圧
力が基準圧力と等しいか又は大きいとき、検査部分の漏
れを指示する。装置は、トレースガスの全部が検査部分
から放出されたときでも検査部分の漏れを検出する。
【００１２】装置は好適に、比較手段が検査部分の漏れ
を指示しないときに検査部分においてトレースガス漏れ
検査を行うトレースガス漏れ検出器を更に含む。トレー
スガス漏れ検出器は好適にはヘリウム質量分析器漏れ検
出器から成る。トレースガス漏れ検査は検査部分の比較
的小さな漏れを検出する。
を指示しないときに検査部分においてトレースガス漏れ
検査を行うトレースガス漏れ検出器を更に含む。トレー
スガス漏れ検出器は好適にはヘリウム質量分析器漏れ検
出器から成る。トレースガス漏れ検査は検査部分の比較
的小さな漏れを検出する。
【００１３】好適に、検査部分の状態に関する決定が、
膨張弁が開放された後、所定の時間間隔だけ遅延され
る。決定を遅延させることによって、ガスが、検査部分
から検査固定部内へと漏れて、非ヘリウム膨張技術によ
って検出される漏れ率の範囲が増加される。
膨張弁が開放された後、所定の時間間隔だけ遅延され
る。決定を遅延させることによって、ガスが、検査部分
から検査固定部内へと漏れて、非ヘリウム膨張技術によ
って検出される漏れ率の範囲が増加される。
【００１４】検査固定部は好適に、非常に小さい検査部
分を取り囲む内部体積を有する。好適に、膨張チャンバ
の内部体積は検査部分を取り囲む検査固定部の内部体積
と近似的に等しい。
分を取り囲む内部体積を有する。好適に、膨張チャンバ
の内部体積は検査部分を取り囲む検査固定部の内部体積
と近似的に等しい。
【００１５】膨張チャンバを真空排気するための手段は
好適に、粗引弁を通じて膨張チャンバに接続された粗引
ポンプ(roughing pump)と、膨張チャンバの真空排気後
に粗引弁を閉じるための手段とから成る。さらに装置
は、大気圧の変化に対して計測された圧力を補償するた
めの手段を含むこともできる。好適実施例において、検
査チャンバ内の圧力を計測するための手段は、膨張チャ
ンバに接続されるキャパシタンス圧力計から成る。
好適に、粗引弁を通じて膨張チャンバに接続された粗引
ポンプ(roughing pump)と、膨張チャンバの真空排気後
に粗引弁を閉じるための手段とから成る。さらに装置
は、大気圧の変化に対して計測された圧力を補償するた
めの手段を含むこともできる。好適実施例において、検
査チャンバ内の圧力を計測するための手段は、膨張チャ
ンバに接続されるキャパシタンス圧力計から成る。
【００１６】本発明の他の態様に従って、好適に装置は
さらに、検査チャンバとトレースガス漏れ検出器との間
に接続された大気圧グロスリーク弁を含む。トレースガ
ス漏れ検出器は、膨張弁が開放された後にトレースガス
漏れ検査を行う。大気圧グロスリーク弁は好適に、大気
圧又は大気圧付近の圧力でトレースガス漏れ検出器の動
作が可能となるように選択されたオリフィス(orifice)
から成る。大気圧グロスリーク検査は、少なくともいく
らかのトレースガスが検査時に検査部分に残るという状
況において大きな漏れ(large leaks)を検出する。
さらに、検査チャンバとトレースガス漏れ検出器との間
に接続された大気圧グロスリーク弁を含む。トレースガ
ス漏れ検出器は、膨張弁が開放された後にトレースガス
漏れ検査を行う。大気圧グロスリーク弁は好適に、大気
圧又は大気圧付近の圧力でトレースガス漏れ検出器の動
作が可能となるように選択されたオリフィス(orifice)
から成る。大気圧グロスリーク検査は、少なくともいく
らかのトレースガスが検査時に検査部分に残るという状
況において大きな漏れ(large leaks)を検出する。
【００１７】
【実施例】本発明の好適実施例の簡単なブロック図が、
図１に示される。漏れ検査システム１０が、非ヘリウム
膨張漏れ検出器１２及びヘリウム質量分析計漏れ検出器
１４を含む。漏れ検査システム１０は、自動車用衝撃セ
ンサ、心臓ペースメーカー、高圧ヒューズ、密封した半
導体パッケージ等のような密封した検査部分１６の漏れ
検査を行う。
図１に示される。漏れ検査システム１０が、非ヘリウム
膨張漏れ検出器１２及びヘリウム質量分析計漏れ検出器
１４を含む。漏れ検査システム１０は、自動車用衝撃セ
ンサ、心臓ペースメーカー、高圧ヒューズ、密封した半
導体パッケージ等のような密封した検査部分１６の漏れ
検査を行う。
【００１８】検査部分１６は、その内部にヘリウムを閉
じ込め、通常の製造手順に従って気密に密封される。ヘ
リウムは、以下で説明するように、漏れ検出のためのト
レースガス(trace gas)として働く。他のトレースガス
が使用できるが、ヘリウムが最も普通に使用されるトレ
ースガスである。
じ込め、通常の製造手順に従って気密に密封される。ヘ
リウムは、以下で説明するように、漏れ検出のためのト
レースガス(trace gas)として働く。他のトレースガス
が使用できるが、ヘリウムが最も普通に使用されるトレ
ースガスである。
【００１９】上記のように、検査部分１６には、ヘリウ
ム質量分析計漏れ検出器１４による検査前に検査部分外
にヘリウム全部を漏出させる程度の大きさの漏れがあり
得る。この場合、ヘリウム質量分析計漏れ検出器１４
は、検査部分に大きな漏れがあるにもかかわらず、ヘリ
ウムを全く検出せず、検査部分が密封されていることを
指示し得る。この問題を克服するために、非ヘリウム膨
張漏れ検出器１２が最初に使用され、検査部分に非常に
大きな漏れがあることと、ヘリウム質量分析計漏れ検出
器１４によって検査部分が密封されているように誤指示
されたこととを同一のこととする。
ム質量分析計漏れ検出器１４による検査前に検査部分外
にヘリウム全部を漏出させる程度の大きさの漏れがあり
得る。この場合、ヘリウム質量分析計漏れ検出器１４
は、検査部分に大きな漏れがあるにもかかわらず、ヘリ
ウムを全く検出せず、検査部分が密封されていることを
指示し得る。この問題を克服するために、非ヘリウム膨
張漏れ検出器１２が最初に使用され、検査部分に非常に
大きな漏れがあることと、ヘリウム質量分析計漏れ検出
器１４によって検査部分が密封されているように誤指示
されたこととを同一のこととする。
【００２０】非ヘリウム膨張漏れ検出器１２が検査部分
１６で漏れを検出すると、この検査部分は放棄されるか
又は修理され、更なる検査が行なわれることはない。非
ヘリウム膨張漏れ検出器１２が検査部分で漏れを検出し
ないと、更なる検査がヘリウム質量分析計漏れ検出器１
４によって行われる。ヘリウム質量分析計漏れ検出器１
４は、非ヘリウム膨張漏れ検出器１２で検出され得ない
小さな漏れを検出することができる。よって、漏れ検査
システム１０は、漏れ率の広範囲にわたって検査部分の
漏れを信頼的に検出する。
１６で漏れを検出すると、この検査部分は放棄されるか
又は修理され、更なる検査が行なわれることはない。非
ヘリウム膨張漏れ検出器１２が検査部分で漏れを検出し
ないと、更なる検査がヘリウム質量分析計漏れ検出器１
４によって行われる。ヘリウム質量分析計漏れ検出器１
４は、非ヘリウム膨張漏れ検出器１２で検出され得ない
小さな漏れを検出することができる。よって、漏れ検査
システム１０は、漏れ率の広範囲にわたって検査部分の
漏れを信頼的に検出する。
【００２１】漏れ検査システム１０は、検査部分１６を
取り付けるための選択可能な検査固定部２０を含む。検
査固定部２０は好適に、比較的小さい検査部分１６を取
り囲む内部体積２２を有するように設計される。つま
り、好適には、検査固定部２０の総内部体積２２は、検
査部分１６に占有される体積よりも実質的に大きいもの
ではない。いくつかの場合において、数個の検査部分が
検査固定部内に配置され、同時に検査されてもよい。１
つの例において、検査固定部２０が１２個の衝撃センサ
を配置して設計された。１２個の検査部分の体積を除く
膨張弁３０までの検査ポートコンジット及び検査固定部
の総体積は、約５.５ｉｎｃｈ3であった。検査部分は典
型的に大気圧で検査固定部２０内に取り付けられ、検査
固定部２０は以下で説明されるように漏れ検査のために
密封される。
取り付けるための選択可能な検査固定部２０を含む。検
査固定部２０は好適に、比較的小さい検査部分１６を取
り囲む内部体積２２を有するように設計される。つま
り、好適には、検査固定部２０の総内部体積２２は、検
査部分１６に占有される体積よりも実質的に大きいもの
ではない。いくつかの場合において、数個の検査部分が
検査固定部内に配置され、同時に検査されてもよい。１
つの例において、検査固定部２０が１２個の衝撃センサ
を配置して設計された。１２個の検査部分の体積を除く
膨張弁３０までの検査ポートコンジット及び検査固定部
の総体積は、約５.５ｉｎｃｈ3であった。検査部分は典
型的に大気圧で検査固定部２０内に取り付けられ、検査
固定部２０は以下で説明されるように漏れ検査のために
密封される。
【００２２】検査固定部２０は、漏れ検出システムの検
査ポート２４に接続される。検査ポートは膨張弁３０を
通じて膨張チャンバ２８に接続される。圧力ゲージ３２
が膨張チャンバ２８に接続される。圧力ゲージ３２の出
力が制御ユニット４０に電気的に接続される。制御ユニ
ット４０は、漏れ検査システム１０の動作を制御する。
粗引ポンプ(roughing pump)４２が粗引弁(roughing val
ve)４６を通じて膨張チャンバ２８に接続される。
査ポート２４に接続される。検査ポートは膨張弁３０を
通じて膨張チャンバ２８に接続される。圧力ゲージ３２
が膨張チャンバ２８に接続される。圧力ゲージ３２の出
力が制御ユニット４０に電気的に接続される。制御ユニ
ット４０は、漏れ検査システム１０の動作を制御する。
粗引ポンプ(roughing pump)４２が粗引弁(roughing val
ve)４６を通じて膨張チャンバ２８に接続される。
【００２３】検査固定部２０はまた、膨張弁３０及び検
査弁５０を通じて拡散ポンプ５４のフォアライン(forel
ine)５２に接続される。フォアライン５２はフォアポン
プ５６に接続され、フォアポンプ５６がフォアライン５
２において必要な動作圧力を維持する。拡散ポンプ５４
の入口５８は、質量分析計チューブ６０の入口に接続さ
れる。
査弁５０を通じて拡散ポンプ５４のフォアライン(forel
ine)５２に接続される。フォアライン５２はフォアポン
プ５６に接続され、フォアポンプ５６がフォアライン５
２において必要な動作圧力を維持する。拡散ポンプ５４
の入口５８は、質量分析計チューブ６０の入口に接続さ
れる。
【００２４】漏れ検査システム１０の要素間のガス接続
が、従来技術で周知の、適当な真空気密導管及び管継手
によってなされる。相互接続するコンジットが図１に示
される形状に制限されないことが理解できるであろう。
以下に説明されるような動作を可能にするいかなる接続
形状も本発明の範囲に含まれる。
が、従来技術で周知の、適当な真空気密導管及び管継手
によってなされる。相互接続するコンジットが図１に示
される形状に制限されないことが理解できるであろう。
以下に説明されるような動作を可能にするいかなる接続
形状も本発明の範囲に含まれる。
【００２５】非ヘリウム膨張漏れ検出器１２は、膨張弁
３０、膨張チャンバ２８、圧力ゲージ３２、検査固定部
２０、粗引弁４６、粗引ポンプ４２、及び関連する相互
接続を含む。ヘリウム質量分析計漏れ検出器１４は、検
査固定部２０、粗引弁４６、粗引ポンプ４２、検査弁５
０、拡散ポンプ５４、フォアポンプ５６、及び質量分析
計チューブ６０を含む。検査固定部２０、粗引弁４６及
び粗引ポンプ４２が、非ヘリウム膨張漏れ検出器１２及
びヘリウム質量分析計漏れ検出器１４の共通要素である
ことがわかる。制御ユニット４０は漏れ検査システム１
０の動作を制御する。
３０、膨張チャンバ２８、圧力ゲージ３２、検査固定部
２０、粗引弁４６、粗引ポンプ４２、及び関連する相互
接続を含む。ヘリウム質量分析計漏れ検出器１４は、検
査固定部２０、粗引弁４６、粗引ポンプ４２、検査弁５
０、拡散ポンプ５４、フォアポンプ５６、及び質量分析
計チューブ６０を含む。検査固定部２０、粗引弁４６及
び粗引ポンプ４２が、非ヘリウム膨張漏れ検出器１２及
びヘリウム質量分析計漏れ検出器１４の共通要素である
ことがわかる。制御ユニット４０は漏れ検査システム１
０の動作を制御する。
【００２６】ヘリウム質量分析計漏れ検出器のその他の
形状が本発明の範囲内に含まれることが理解できる。例
えば、拡散ポンプ５４が、従来技術で周知の、ターボ分
子ポンプに置き換えることができる。さらに、ヘリウム
が拡散ポンプ５４を通じて逆方向に拡散するところの、
図１に示される“逆流形”漏れ検出器の形状が必要とさ
れない。例えば特許第４４９９７５２号に開示された在
来のヘリウム質量分析計漏れ検出器が使用できる。一般
に、いかなる適当なトレースガス漏れ検出器も非ヘリウ
ム膨張漏れ検出器と共に使用できる。
形状が本発明の範囲内に含まれることが理解できる。例
えば、拡散ポンプ５４が、従来技術で周知の、ターボ分
子ポンプに置き換えることができる。さらに、ヘリウム
が拡散ポンプ５４を通じて逆方向に拡散するところの、
図１に示される“逆流形”漏れ検出器の形状が必要とさ
れない。例えば特許第４４９９７５２号に開示された在
来のヘリウム質量分析計漏れ検出器が使用できる。一般
に、いかなる適当なトレースガス漏れ検出器も非ヘリウ
ム膨張漏れ検出器と共に使用できる。
【００２７】非ヘリウム膨張漏れ検出器１２の動作は以
下の通りである。非ヘリウム膨張漏れ検出器１２のすべ
ての動作は検査弁５０を閉じて行われ、その結果以下で
説明するように、ヘリウム質量分析計漏れ検出器１４
は、動作していないか又は大気圧グロスリーク弁を通じ
て検査試料を受け取っている。検査部分１６が大気圧で
検査固定部２０内に配置され、検査固定部２０が密封さ
れる。検査部分１６は、その内部にヘリウムを密封して
製造される。検査部分が気密に密封されると、ヘリウム
はその内部に残る。小さな漏れがある場合、ヘリウムは
長時間にわたって検査部分１６からゆっくりと漏出す
る。漏れ率は漏れの大きさに従う。大きな漏れがある場
合、ヘリウム全部が漏れ検査前に検査部分から漏出して
しまう。
下の通りである。非ヘリウム膨張漏れ検出器１２のすべ
ての動作は検査弁５０を閉じて行われ、その結果以下で
説明するように、ヘリウム質量分析計漏れ検出器１４
は、動作していないか又は大気圧グロスリーク弁を通じ
て検査試料を受け取っている。検査部分１６が大気圧で
検査固定部２０内に配置され、検査固定部２０が密封さ
れる。検査部分１６は、その内部にヘリウムを密封して
製造される。検査部分が気密に密封されると、ヘリウム
はその内部に残る。小さな漏れがある場合、ヘリウムは
長時間にわたって検査部分１６からゆっくりと漏出す
る。漏れ率は漏れの大きさに従う。大きな漏れがある場
合、ヘリウム全部が漏れ検査前に検査部分から漏出して
しまう。
【００２８】図２のタイミング図は非ヘリウム膨張漏れ
検出器の動作を図示する。検査開始時において、検査部
分１６は、膨張弁３０を閉じたままで検査固定部２０内
に配置され、検査固定部２０は密封されている。粗引弁
４６が時間Ｔ0に開放され、膨張チャンバ２８は粗引ポ
ンプ４２によって真空排気される。図２の曲線７０は、
検査部分が密封している場合の圧力ゲージ３２によって
計測された膨張チャンバ２８の圧力を表している。曲線
７２は、検査部分に漏れがある場合の圧力ゲージ３２に
よって計測された膨張チャンバ２８の圧力を表してい
る。曲線７０及び７２によって指示されるように、膨張
チャンバ２８の圧力は、粗引弁４６が開放されると、粗
引ポンプ４２によって減圧される。時間Ｔ1において、
粗引弁４６が閉じられ、その後速やかに、時間Ｔ2にお
いて膨張弁３０が開放される。膨張弁３０の開放前の膨
張チャンバ３０の最終的な圧力は好適に、約１０ミリＴ
ＯＲＲまたはそれ以下のオーダーである。
検出器の動作を図示する。検査開始時において、検査部
分１６は、膨張弁３０を閉じたままで検査固定部２０内
に配置され、検査固定部２０は密封されている。粗引弁
４６が時間Ｔ0に開放され、膨張チャンバ２８は粗引ポ
ンプ４２によって真空排気される。図２の曲線７０は、
検査部分が密封している場合の圧力ゲージ３２によって
計測された膨張チャンバ２８の圧力を表している。曲線
７２は、検査部分に漏れがある場合の圧力ゲージ３２に
よって計測された膨張チャンバ２８の圧力を表してい
る。曲線７０及び７２によって指示されるように、膨張
チャンバ２８の圧力は、粗引弁４６が開放されると、粗
引ポンプ４２によって減圧される。時間Ｔ1において、
粗引弁４６が閉じられ、その後速やかに、時間Ｔ2にお
いて膨張弁３０が開放される。膨張弁３０の開放前の膨
張チャンバ３０の最終的な圧力は好適に、約１０ミリＴ
ＯＲＲまたはそれ以下のオーダーである。
【００２９】膨張弁３０が時間Ｔ2で開放されると、検
査固定部２０内に密封されたガスが膨張チャンバ２８内
に直ちに拡張され、図２の曲線７０で指示されるよう
に、膨張チャンバ２８の圧力を急激に増加させる。膨張
チャンバ２８の最終的な平衡圧力は、部分的に、検査部
分１６に漏れがあるかどうかということに依存してい
る。よって、膨張弁３０が開放され、検査固定部２０の
ガスが膨張チャンバ２８内に拡張された後に膨張チャン
バ２８の圧力を計測することによって、検査部分１６の
漏れの圧力が決定される。検査部分１６に大きな漏れが
ないとき、膨張チャンバ２８の圧力が、曲線７０で指示
されるように、圧力Ｐnlで安定化する。検査部分１６に
大きな漏れがあると、膨張チャンバ２８は、曲線７２で
指示されるように、圧力Ｐlで安定化する。検査部分１
６に小さな漏れがあるとき、膨張チャンバ２８の圧力の
漏れの効果は無視される。この場合、膨張チャンバ２８
はＰnlで安定化し、更なる検査がヘリウム質量分析計漏
れ検出器１４によって行われ、検査部分が密封されてい
るか、検査部分に小さな漏れがあるかを区別する。
査固定部２０内に密封されたガスが膨張チャンバ２８内
に直ちに拡張され、図２の曲線７０で指示されるよう
に、膨張チャンバ２８の圧力を急激に増加させる。膨張
チャンバ２８の最終的な平衡圧力は、部分的に、検査部
分１６に漏れがあるかどうかということに依存してい
る。よって、膨張弁３０が開放され、検査固定部２０の
ガスが膨張チャンバ２８内に拡張された後に膨張チャン
バ２８の圧力を計測することによって、検査部分１６の
漏れの圧力が決定される。検査部分１６に大きな漏れが
ないとき、膨張チャンバ２８の圧力が、曲線７０で指示
されるように、圧力Ｐnlで安定化する。検査部分１６に
大きな漏れがあると、膨張チャンバ２８は、曲線７２で
指示されるように、圧力Ｐlで安定化する。検査部分１
６に小さな漏れがあるとき、膨張チャンバ２８の圧力の
漏れの効果は無視される。この場合、膨張チャンバ２８
はＰnlで安定化し、更なる検査がヘリウム質量分析計漏
れ検出器１４によって行われ、検査部分が密封されてい
るか、検査部分に小さな漏れがあるかを区別する。
【００３０】検査部分１６の漏れの存在は、圧力ゲージ
３２による膨張チャンバ２８の圧力の計測に応答して制
御ユニット４０によって決定される。図２に示すよう
に、基準圧力７４が、検査部分の漏れを指示する圧力Ｐ
lと、検査部分が密封されていことを指示するＰnlとの
間に確立される。好適実施例において、基準圧力７４
は、圧力Ｐlと圧力Ｐnlとの間の中央にある。典型的
に、圧力ゲージ３２は、膨張チャンバ２８の圧力を表す
電圧を発生する。膨張弁３０が開放された後、制御ユニ
ット４０は、圧力センサ３２からの電圧と、基準圧力７
４と一致する基準電圧とを比較する。計測された圧力が
基準圧力７４よりも低いと、曲線７０で指示されるよう
に、検査部分が密封されていることが制御ユニット４０
によって指示される。非ヘリウム膨張漏れ検出器１２が
検査部分１６の小さな漏れを検出することができないこ
とから、更なる検査がヘリウム質量分析計漏れ検出器１
４によって行われ、検査部分に小さな漏れがあるかどう
かを決定する。膨張チャンバ２８の計測した圧力が基準
圧力７４よりも大きいとき、曲線７２で指示されるよう
に、検査部分に漏れがあることが制御ユニット４０によ
って指示される。この場合、検査部分１６は放棄される
か或いは修理される。
３２による膨張チャンバ２８の圧力の計測に応答して制
御ユニット４０によって決定される。図２に示すよう
に、基準圧力７４が、検査部分の漏れを指示する圧力Ｐ
lと、検査部分が密封されていことを指示するＰnlとの
間に確立される。好適実施例において、基準圧力７４
は、圧力Ｐlと圧力Ｐnlとの間の中央にある。典型的
に、圧力ゲージ３２は、膨張チャンバ２８の圧力を表す
電圧を発生する。膨張弁３０が開放された後、制御ユニ
ット４０は、圧力センサ３２からの電圧と、基準圧力７
４と一致する基準電圧とを比較する。計測された圧力が
基準圧力７４よりも低いと、曲線７０で指示されるよう
に、検査部分が密封されていることが制御ユニット４０
によって指示される。非ヘリウム膨張漏れ検出器１２が
検査部分１６の小さな漏れを検出することができないこ
とから、更なる検査がヘリウム質量分析計漏れ検出器１
４によって行われ、検査部分に小さな漏れがあるかどう
かを決定する。膨張チャンバ２８の計測した圧力が基準
圧力７４よりも大きいとき、曲線７２で指示されるよう
に、検査部分に漏れがあることが制御ユニット４０によ
って指示される。この場合、検査部分１６は放棄される
か或いは修理される。
【００３１】検査部分が密封されている場合の膨張チャ
ンバ２８の圧力Ｐnlは、Ｐnl＝ＰaＶf／（Ｖf＋Ｖe）
（方程式（１））で示されるボイルの法則から決定さ
れ、ここでＰaは大気圧であり、Ｖfは検査部分１６を取
り囲む検査固定部２０の総内部体積であり、Ｖeは膨張
チャンバ２８の体積を表す。検査部分１６に漏れがある
場合の膨張チャンバ２８の圧力Ｐlは、Ｐl＝Ｐa（Ｖf＋
Ｖp）／（Ｖf＋Ｖe＋Ｖp）（方程式（２））で与えら
れ、ここでＶpは検査部分１６の内部体積を表す。
ンバ２８の圧力Ｐnlは、Ｐnl＝ＰaＶf／（Ｖf＋Ｖe）
（方程式（１））で示されるボイルの法則から決定さ
れ、ここでＰaは大気圧であり、Ｖfは検査部分１６を取
り囲む検査固定部２０の総内部体積であり、Ｖeは膨張
チャンバ２８の体積を表す。検査部分１６に漏れがある
場合の膨張チャンバ２８の圧力Ｐlは、Ｐl＝Ｐa（Ｖf＋
Ｖp）／（Ｖf＋Ｖe＋Ｖp）（方程式（２））で与えら
れ、ここでＶpは検査部分１６の内部体積を表す。
【００３２】図２を再度参照すると、検査部分に漏れが
ある場合、膨張弁３０が時間Ｔ2で開放された後に膨張
チャンバ２８の圧力が過渡波形に従って増加しているこ
とがわかる。この過渡波形７６は、検査部分１６からの
ガス漏れによって引き起こされる。漏れが比較的大きい
とき、圧力は過渡波形７６の間で急激に増加する。対照
的に、漏れが比較的小さいと、圧力は過渡波形７６の間
でゆっくりと増加する。よって、もし検査部分が密封さ
れているか又は漏れがあるかに関する決定が膨 張弁３０
を閉じた後に短時間でなされれば、たとえ検査部分に漏
れが生じながら、圧力が最終的に圧力Ｐ l で安定すると
しても、膨張チャンバ２８内の圧力は安定せず、基準圧
力７４よりも低くなるかもしれない。この状況におい
て、検査部分の状態についての誤った決定がなされ得
る。非ヘリウム膨張漏れ検出器１２によるこのような誤
った決定を防止するために、検査決定は、膨張弁が開放
された後の所定の遅延時間ＴDにおける時間Ｔ3でなされ
る。遅延時間ＴDは、規定された最小の漏れ率よりも大
きな漏れがある部分が非ヘリウム膨張漏れ検出器１２に
よって漏れとして指示されることを確実にする。好適実
施例において、遅延時間ＴDは、約１.５から２.５秒の
範囲である。しかし、他の遅延時間ＴDが本発明の範囲
内で使用できる。遅延時間Ｔ D の選択は、遅延時間Ｔ D を
長くして比較的ゆっくりの漏れを検出するか又は遅延時
間Ｔ D を短くして検査サイクルが許容できないほどに長
びくのを防止するかでトレードオフの関係にある。
ある場合、膨張弁３０が時間Ｔ2で開放された後に膨張
チャンバ２８の圧力が過渡波形に従って増加しているこ
とがわかる。この過渡波形７６は、検査部分１６からの
ガス漏れによって引き起こされる。漏れが比較的大きい
とき、圧力は過渡波形７６の間で急激に増加する。対照
的に、漏れが比較的小さいと、圧力は過渡波形７６の間
でゆっくりと増加する。よって、もし検査部分が密封さ
れているか又は漏れがあるかに関する決定が膨 張弁３０
を閉じた後に短時間でなされれば、たとえ検査部分に漏
れが生じながら、圧力が最終的に圧力Ｐ l で安定すると
しても、膨張チャンバ２８内の圧力は安定せず、基準圧
力７４よりも低くなるかもしれない。この状況におい
て、検査部分の状態についての誤った決定がなされ得
る。非ヘリウム膨張漏れ検出器１２によるこのような誤
った決定を防止するために、検査決定は、膨張弁が開放
された後の所定の遅延時間ＴDにおける時間Ｔ3でなされ
る。遅延時間ＴDは、規定された最小の漏れ率よりも大
きな漏れがある部分が非ヘリウム膨張漏れ検出器１２に
よって漏れとして指示されることを確実にする。好適実
施例において、遅延時間ＴDは、約１.５から２.５秒の
範囲である。しかし、他の遅延時間ＴDが本発明の範囲
内で使用できる。遅延時間Ｔ D の選択は、遅延時間Ｔ D を
長くして比較的ゆっくりの漏れを検出するか又は遅延時
間Ｔ D を短くして検査サイクルが許容できないほどに長
びくのを防止するかでトレードオフの関係にある。
【００３３】膨張チャンバ２８の圧力と、膨張弁３０の
開放後の所定時間Ｔ3における基準電圧との比較は、当
業者に周知の多種の回路によって行われる。好適実施例
において、制御ユニット４０は、ソフトウェア制御下で
この機能を行う８０８０型又は８０８８型のようなマイ
クロプロセッサを含む。制御ユニット４０は、時間Ｔ2
で膨張弁を開放し、圧力ゲージの出力と、所定の遅延時
間ＴD後の基準電圧とを比較する。この比較結果は、検
査部分が密封されているか或いは検査部分に漏れがある
かを指示する。非ヘリウム漏れ検出器１２が検査部分が
密封されていることを指示すると、更なる検査がヘリウ
ム質量分析計漏れ検出器１４によって行われる。
開放後の所定時間Ｔ3における基準電圧との比較は、当
業者に周知の多種の回路によって行われる。好適実施例
において、制御ユニット４０は、ソフトウェア制御下で
この機能を行う８０８０型又は８０８８型のようなマイ
クロプロセッサを含む。制御ユニット４０は、時間Ｔ2
で膨張弁を開放し、圧力ゲージの出力と、所定の遅延時
間ＴD後の基準電圧とを比較する。この比較結果は、検
査部分が密封されているか或いは検査部分に漏れがある
かを指示する。非ヘリウム漏れ検出器１２が検査部分が
密封されていることを指示すると、更なる検査がヘリウ
ム質量分析計漏れ検出器１４によって行われる。
【００３４】検査がヘリウム質量分析計漏れ検出器１４
によって行われると、粗引ポンプ４２が検査ポート２４
及び検査固定部２０を約１０ミリＴＯＲＲの範囲の圧力
へと初期的に真空排気する。検査弁５０が次いで開放さ
れ、検査部分１６から漏れるいかなるヘリウムをも含む
検査試料が、検査ポート２４、膨張弁３０、及び検査弁
５０を通じて拡散ポンプ５４のフォアライン５２へと引
き込まれる。ヘリウムは、拡散ポンプ５４を通じて分析
計チューブ６０へと逆方向に拡散する。拡散ポ ンプ５４
は検査試料内のより重いガスに対してより低い逆拡散率
を有することから、それは分析計チューブ６０からのそ
れらのガスを遮断し、それによって質量分析計チューブ
６０による計測用のヘリウムを効率的に分離することが
できる。分析計チューブ６０は、検査試料のヘリウムの
量の指示、つまり検査部分の漏れ率の指示を与える。ヘ
リウム質量分析計漏れ検出器１４は典型的に２×１０
-10std cc/secまでの漏れ率を検出する。
によって行われると、粗引ポンプ４２が検査ポート２４
及び検査固定部２０を約１０ミリＴＯＲＲの範囲の圧力
へと初期的に真空排気する。検査弁５０が次いで開放さ
れ、検査部分１６から漏れるいかなるヘリウムをも含む
検査試料が、検査ポート２４、膨張弁３０、及び検査弁
５０を通じて拡散ポンプ５４のフォアライン５２へと引
き込まれる。ヘリウムは、拡散ポンプ５４を通じて分析
計チューブ６０へと逆方向に拡散する。拡散ポ ンプ５４
は検査試料内のより重いガスに対してより低い逆拡散率
を有することから、それは分析計チューブ６０からのそ
れらのガスを遮断し、それによって質量分析計チューブ
６０による計測用のヘリウムを効率的に分離することが
できる。分析計チューブ６０は、検査試料のヘリウムの
量の指示、つまり検査部分の漏れ率の指示を与える。ヘ
リウム質量分析計漏れ検出器１４は典型的に２×１０
-10std cc/secまでの漏れ率を検出する。
【００３５】図１に示されるヘリウム質量分析計漏れ検
出器１４は“逆流形”漏れ検出器と呼ばれ、これは、ヘ
リウムが、拡散ポンプ５４を通じて逆方向に拡散するか
らである。適当なヘリウム質量分析計漏れ検出器が、バ
リアン・アソシエイツ・インコーポレイテッドによって
製造販売されるモデル９４７（商標）である。上記のよ
うに、他のトレースガス漏れ検出器が、当業者に周知で
あり、図１に示される漏れ検査システムで使用できる。
よって、例えば、ターボ分子高真空ポンプを有する漏れ
検出器、及び在来又は直接流(direct flow)の漏出検出
器が、本発明の範囲内で使用できる。
出器１４は“逆流形”漏れ検出器と呼ばれ、これは、ヘ
リウムが、拡散ポンプ５４を通じて逆方向に拡散するか
らである。適当なヘリウム質量分析計漏れ検出器が、バ
リアン・アソシエイツ・インコーポレイテッドによって
製造販売されるモデル９４７（商標）である。上記のよ
うに、他のトレースガス漏れ検出器が、当業者に周知で
あり、図１に示される漏れ検査システムで使用できる。
よって、例えば、ターボ分子高真空ポンプを有する漏れ
検出器、及び在来又は直接流(direct flow)の漏出検出
器が、本発明の範囲内で使用できる。
【００３６】圧力ゲージ３２は好適に、ＭＫＳからのタ
イプ２２２のような差動キャパシタンス圧力計である。
キャパシタンス圧力計は、大気圧と膨張チャンバ２８の
圧力との間の差を計測して大気圧の変化を補償するとい
う利点を有する。大気圧は計測においての要因である。
これは、ガスが大気圧で検査固定部に密封されており、
それによって膨張弁３０の開放後に膨張チャンバ２８内
で計測される圧力に変化を生じさせるからである。他の
タイプの圧力ゲージが、本発明の範囲内で使用できるこ
とが理解できるであろう。
イプ２２２のような差動キャパシタンス圧力計である。
キャパシタンス圧力計は、大気圧と膨張チャンバ２８の
圧力との間の差を計測して大気圧の変化を補償するとい
う利点を有する。大気圧は計測においての要因である。
これは、ガスが大気圧で検査固定部に密封されており、
それによって膨張弁３０の開放後に膨張チャンバ２８内
で計測される圧力に変化を生じさせるからである。他の
タイプの圧力ゲージが、本発明の範囲内で使用できるこ
とが理解できるであろう。
【００３７】好適実施例において、制御ユニット４０
は、漏れ検査が行われていないとき、大気圧の変化を絶
えず補償する。大気圧の計測が圧力ゲージ３２によって
規則的又は不規則な間隔（例えば５０ミリ秒間隔）で制
御ユニット４０に供給される。計測された大気圧は漏れ
検査中に続いて使用され、方程式（１）及び（２）に関
連して上述のように、検査部分に漏れがあるか又は検査
部分が密封されているか を区別する。圧力ゲージ３２が
差動キャパシタンス圧力計であるとき、大気圧は膨張チ
ャンバ２８を粗引ポンプ４２によって低圧に真空排気す
ることによって計測され、その結果計測された差動圧力
が大気圧に極めて近似する。変形的に、圧力ゲージ３２
は、２個の独立のキャパシタンス圧力計として用いら
れ、１個が膨張チャンバ２８の圧力の計測のためのもの
であり、他方が大気圧の計測のためのものである。
は、漏れ検査が行われていないとき、大気圧の変化を絶
えず補償する。大気圧の計測が圧力ゲージ３２によって
規則的又は不規則な間隔（例えば５０ミリ秒間隔）で制
御ユニット４０に供給される。計測された大気圧は漏れ
検査中に続いて使用され、方程式（１）及び（２）に関
連して上述のように、検査部分に漏れがあるか又は検査
部分が密封されているか を区別する。圧力ゲージ３２が
差動キャパシタンス圧力計であるとき、大気圧は膨張チ
ャンバ２８を粗引ポンプ４２によって低圧に真空排気す
ることによって計測され、その結果計測された差動圧力
が大気圧に極めて近似する。変形的に、圧力ゲージ３２
は、２個の独立のキャパシタンス圧力計として用いら
れ、１個が膨張チャンバ２８の圧力の計測のためのもの
であり、他方が大気圧の計測のためのものである。
【００３８】膨張チャンバ２８の検査部分に漏れがある
ときの圧力Ｐl及び検査部分が密封されているときの圧
力Ｐnlが、検査固定部２０の体積に依存する別々の検査
固定部及び別々の検査部分において相違することが理解
できるであろう。よって、別々の検査部分および別々の
検査固定部において、別々の基準圧力７４が必要であ
る。好適に、基準圧力７４は較正手順において決定され
る。周知の密封した検査部分が検査固定部２０に配置さ
れ、膨張チャンバ２８の圧力が膨張弁３０の開放後に計
測され、圧力Ｐnlを与える。次いで、漏れがある検査部
分が検査固定部２０に配置され、膨張チャンバ２８の圧
力が膨張弁３０の開放後に計測され、圧力Ｐlを与え
る。基準圧力７４は好適に、計測された圧力Ｐlと圧力
Ｐnlとの間の中央に設定される。
ときの圧力Ｐl及び検査部分が密封されているときの圧
力Ｐnlが、検査固定部２０の体積に依存する別々の検査
固定部及び別々の検査部分において相違することが理解
できるであろう。よって、別々の検査部分および別々の
検査固定部において、別々の基準圧力７４が必要であ
る。好適に、基準圧力７４は較正手順において決定され
る。周知の密封した検査部分が検査固定部２０に配置さ
れ、膨張チャンバ２８の圧力が膨張弁３０の開放後に計
測され、圧力Ｐnlを与える。次いで、漏れがある検査部
分が検査固定部２０に配置され、膨張チャンバ２８の圧
力が膨張弁３０の開放後に計測され、圧力Ｐlを与え
る。基準圧力７４は好適に、計測された圧力Ｐlと圧力
Ｐnlとの間の中央に設定される。
【００３９】非ヘリウム膨張漏れ検出器１２は、検査部
分の、高い信頼性を有する漏れ検査が可能である。１つ
の例において、０.４立方インチの部分において、密封
した部分として、漏れがある部分を許容する確率は、１
０の１２乗分の１である。
分の、高い信頼性を有する漏れ検査が可能である。１つ
の例において、０.４立方インチの部分において、密封
した部分として、漏れがある部分を許容する確率は、１
０の１２乗分の１である。
【００４０】漏れ検査システム１０の好適実施例が図３
に示される。このシステムは、上述のような非ヘリウム
膨張漏れ検査、大気圧グロスリーク検査、正規グロスリ
ーク検査及び微小漏れ検査を行なうことができる。図１
及び３の要素は、同一符号を有する。ヘリウム検出器９
０が、図１に示されるようなフォアポンプ５６、拡散ポ
ンプ５４及び分析計チューブ６０を含む。通気弁９２及
び９６、及び較正漏れ部９８が微小漏れ検査モードにお
いてシステムの較正及び検査をするために使用される。
好適実施例において、弁４６及び５０は真空動作され、
他の弁はソレノイド動作される。粗引ポンプ４２と真空
リザーブとの間の弁１００は、真空動作弁４６及び５０
に関連して使用される。
に示される。このシステムは、上述のような非ヘリウム
膨張漏れ検査、大気圧グロスリーク検査、正規グロスリ
ーク検査及び微小漏れ検査を行なうことができる。図１
及び３の要素は、同一符号を有する。ヘリウム検出器９
０が、図１に示されるようなフォアポンプ５６、拡散ポ
ンプ５４及び分析計チューブ６０を含む。通気弁９２及
び９６、及び較正漏れ部９８が微小漏れ検査モードにお
いてシステムの較正及び検査をするために使用される。
好適実施例において、弁４６及び５０は真空動作され、
他の弁はソレノイド動作される。粗引ポンプ４２と真空
リザーブとの間の弁１００は、真空動作弁４６及び５０
に関連して使用される。
【００４１】図３のシステムにおいて、膨張チャンバ２
８は、別々の構成成分としてよりもむしろいくつかの真
空弁が取り付けられる弁ブロック（図示せず）の内部体
積として実施される。しかし、図３のシステムが、上述
され、図１に示されるような膨張体積を効率的に用いる
ことが理解されるであろう。
８は、別々の構成成分としてよりもむしろいくつかの真
空弁が取り付けられる弁ブロック（図示せず）の内部体
積として実施される。しかし、図３のシステムが、上述
され、図１に示されるような膨張体積を効率的に用いる
ことが理解されるであろう。
【００４２】グロスリークニードル弁１０２及び弁１０
４が検査弁５０と並列に接続される。ニードル弁１０２
は典型的に、約０.０５５インチのオーダーでオリフィ
スを有し、約７００ミリＴＯＲＲまでの圧力におけるヘ
リウム検査を許容する。グロスリーク弁１０２は、中間
漏れ率の検査；つまり、非ヘリウム膨張漏れ検査で検出
されるものよりも小さく、微小漏れ検査で検出されるも
のよりも大きな漏れ率の検査が可能である。
４が検査弁５０と並列に接続される。ニードル弁１０２
は典型的に、約０.０５５インチのオーダーでオリフィ
スを有し、約７００ミリＴＯＲＲまでの圧力におけるヘ
リウム検査を許容する。グロスリーク弁１０２は、中間
漏れ率の検査；つまり、非ヘリウム膨張漏れ検査で検出
されるものよりも小さく、微小漏れ検査で検出されるも
のよりも大きな漏れ率の検査が可能である。
【００４３】本発明の他の態様に従って、大気圧グロス
リーク弁１０６が、典型的に０.０２インチのオーダー
の非常に小さいオリフィスを有する。これは、４００Ｔ
ＯＲＲから大気圧までの圧力におけるヘリウム検査を可
能にする。
リーク弁１０６が、典型的に０.０２インチのオーダー
の非常に小さいオリフィスを有する。これは、４００Ｔ
ＯＲＲから大気圧までの圧力におけるヘリウム検査を可
能にする。
【００４４】大気圧グロスリーク弁１０６は、検査部分
における大きな漏れを検出するための付加的な技術を提
供する。この技術は、非ヘリウム膨張漏れ検査が行われ
るときに検査部分に残る少なくともいくらかのヘリウム
に頼る。よって、膨張弁３０が開放され（弁５０、４６
及び１０４は閉じられる）、検査固定部２０からのガス
が、膨張チャンバ２８に急激に拡張され、そのガスの試
料が大気圧グロスリーク弁１０６を通じてヘリウム検出
器９０に引き込まれる。この試料がヘリウムを含むと
き、ヘリウム検出器９０は漏れ部分を指示する。
における大きな漏れを検出するための付加的な技術を提
供する。この技術は、非ヘリウム膨張漏れ検査が行われ
るときに検査部分に残る少なくともいくらかのヘリウム
に頼る。よって、膨張弁３０が開放され（弁５０、４６
及び１０４は閉じられる）、検査固定部２０からのガス
が、膨張チャンバ２８に急激に拡張され、そのガスの試
料が大気圧グロスリーク弁１０６を通じてヘリウム検出
器９０に引き込まれる。この試料がヘリウムを含むと
き、ヘリウム検出器９０は漏れ部分を指示する。
【００４５】好適には、非ヘリウム膨張漏れ検査及び大
気圧グロスリーク検査は同時に行われるが、異なる時間
に行われても良い。検査部分が、非常に大きな漏れのた
めに ヘリウムを含まないとき、該検査部分は大気圧グロ
スリーク検査をパスするが、非ヘリウム膨張検査をパス
することはできない。検査部分に大きな漏れがあるが、
いくらかのヘリウムを依然含んでいるとき、検査部分
は、大気圧グロスリーク検査及び非ヘリウム膨張漏れ検
査の両方をパスすることができない。もしこの検査部分
が非ヘリウム膨張漏れ検査及び大気圧グロスリーク検査
の両方をパスすれば、システムは、上述のように、弁１
０４を開放することによってグロスリーク検査を実行す
る。もしこの検査部分がグロスリーク検査をパスすれ
ば、弁１０４が閉じられ、検査弁５０が開放されてい
る。次いで、非常に小さな漏れを検出することができる
正規ヘリウム微小漏れ検査が行われる。よって、図３に
示されるシステムは、漏れ率の広範囲にわたって高信頼
な漏れ検査を提供する。
気圧グロスリーク検査は同時に行われるが、異なる時間
に行われても良い。検査部分が、非常に大きな漏れのた
めに ヘリウムを含まないとき、該検査部分は大気圧グロ
スリーク検査をパスするが、非ヘリウム膨張検査をパス
することはできない。検査部分に大きな漏れがあるが、
いくらかのヘリウムを依然含んでいるとき、検査部分
は、大気圧グロスリーク検査及び非ヘリウム膨張漏れ検
査の両方をパスすることができない。もしこの検査部分
が非ヘリウム膨張漏れ検査及び大気圧グロスリーク検査
の両方をパスすれば、システムは、上述のように、弁１
０４を開放することによってグロスリーク検査を実行す
る。もしこの検査部分がグロスリーク検査をパスすれ
ば、弁１０４が閉じられ、検査弁５０が開放されてい
る。次いで、非常に小さな漏れを検出することができる
正規ヘリウム微小漏れ検査が行われる。よって、図３に
示されるシステムは、漏れ率の広範囲にわたって高信頼
な漏れ検査を提供する。
【００４６】上記のように、大気圧グロスリーク弁１０
６は、膨張チャンバ２８のガスの試料をヘリウム検出器
９０に通過させるための小径のオリフィスから成る。典
型的に、大気圧グロスリーク弁１０６は漏れ検査を通じ
て開放されたままであり、その小径のために他のモード
での動作に影響しない。大気圧グロスリーク検査は、別
々に若しくは非ヘリウム膨張漏れ検査と組み合わせて利
用される。
６は、膨張チャンバ２８のガスの試料をヘリウム検出器
９０に通過させるための小径のオリフィスから成る。典
型的に、大気圧グロスリーク弁１０６は漏れ検査を通じ
て開放されたままであり、その小径のために他のモード
での動作に影響しない。大気圧グロスリーク検査は、別
々に若しくは非ヘリウム膨張漏れ検査と組み合わせて利
用される。
【００４７】非ヘリウム膨張漏れ検査の付加的な応用が
以下に説明される。検査部分が内部にヘリウムが密閉さ
れて製造されるところの図１の構成は、“内部出力”(i
nside out)漏れ検査として知られている。ヘリウムは検
査部分の内側からの漏れを通じて引き出されて検出され
る。“外部入力”(outside in)検査として知られる他の
漏れ検査法において、検査部分内部には漏れ検査装置の
検査ポートが取り付けられ、ヘリウムが検査部分の外部
からスプレーされる。ヘリウムは漏れを通じて検査部分
の内部に引き込まれ、次いでそれが検出されるところの
漏れ検査システムに引き出される。検査部分内部と漏れ
検査システムとの間の接続が遮蔽される場合には、たと
え漏れがあっても、ヘリウムは漏れ検出システムによっ
て全く受け取られず、検査はパスされる。
以下に説明される。検査部分が内部にヘリウムが密閉さ
れて製造されるところの図１の構成は、“内部出力”(i
nside out)漏れ検査として知られている。ヘリウムは検
査部分の内側からの漏れを通じて引き出されて検出され
る。“外部入力”(outside in)検査として知られる他の
漏れ検査法において、検査部分内部には漏れ検査装置の
検査ポートが取り付けられ、ヘリウムが検査部分の外部
からスプレーされる。ヘリウムは漏れを通じて検査部分
の内部に引き込まれ、次いでそれが検出されるところの
漏れ検査システムに引き出される。検査部分内部と漏れ
検査システムとの間の接続が遮蔽される場合には、たと
え漏れがあっても、ヘリウムは漏れ検出システムによっ
て全く受け取られず、検査はパスされる。
【００４８】上述の非ヘリウム膨張漏れ検査技術は、ヘ
リウム漏れ検査前にこの状態を検出するために使用され
る。通常の接続が検査部分と漏れ検査システムとの間で
存在し、膨張弁が開放されるとき、ガスは検査部分から
膨張チャンバ２８へ引き込まれる。この場合、比較的高
い圧力が検出される。検査部分と漏れ検査システムとの
間の接続が遮蔽される場合には、膨張弁３０が開放され
ると、少量のガスだけが膨張チャンバ２８に引き込まれ
るか又はガスが全く膨張チャンバ２８に引き込まれず、
比較的低い圧力が計測される。閉塞(blockage)のある状
態に対応する圧力と、閉塞の無い状態に対応する圧力と
の間で基準圧力を適当に選択することによって、閉塞を
検出することができる。
リウム漏れ検査前にこの状態を検出するために使用され
る。通常の接続が検査部分と漏れ検査システムとの間で
存在し、膨張弁が開放されるとき、ガスは検査部分から
膨張チャンバ２８へ引き込まれる。この場合、比較的高
い圧力が検出される。検査部分と漏れ検査システムとの
間の接続が遮蔽される場合には、膨張弁３０が開放され
ると、少量のガスだけが膨張チャンバ２８に引き込まれ
るか又はガスが全く膨張チャンバ２８に引き込まれず、
比較的低い圧力が計測される。閉塞(blockage)のある状
態に対応する圧力と、閉塞の無い状態に対応する圧力と
の間で基準圧力を適当に選択することによって、閉塞を
検出することができる。
【００４９】本発明は現時点で考え得る好適な実施例に
ついて明示されかつ説明されてきたが、特許請求の範囲
に定義される発明の態様から逸脱することなく、様々な
変更及び修正がなされ得ることは、当業者の知るところ
である。
ついて明示されかつ説明されてきたが、特許請求の範囲
に定義される発明の態様から逸脱することなく、様々な
変更及び修正がなされ得ることは、当業者の知るところ
である。
【図１】本発明の漏れ検出システムの概略的ブロック図
である。
である。
【図２】図１に示す漏れ検出システムの動作を図示する
タイミング図である。
タイミング図である。
【図３】本発明の好適実施例の概略的ブロック図であ
る。
る。
１０ ... 漏れ検査システム
１２ ... 非ヘリウム膨張漏れ検査器
１４ ... ヘリウム質量分析計漏れ検出器
１６ ... 検査部分
２０ ... 検査固定部
２２ ... 内部体積
２８ ... 膨張チャンバ
３０ ... 膨張弁
３２ ... 圧力ゲージ
４０ ... 制御ユニット
４２ ... 粗引ポンプ
４６ ... 粗引弁
５０ ... 検査弁
５２ ... フォアライン
５４ ... 拡散ポンプ
５６ ... フォアポンプ
５８ ... 入口
６０ ... 質量分析計チューブ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 グレン・イー・ルイズ
アメリカ合衆国マサチューセッツ州ビレ
リカ、バルドウィン・ロード４
(72)発明者 ジャック・ダブリュ・ファーマー
アメリカ合衆国カリフォルニア州シエ
ラ・マドレ、サンタ・アニタ・アベニュ
ー1910
(72)発明者 トーマス・ピー・プランツ
アメリカ合衆国マサチューセッツ州ウェ
ストウッド、ストラフォード・ロード71
(72)発明者 ウィリアム・デー・ホール
アメリカ合衆国ニュー・ハンプシャー州
デアフィールド、サウス・ロード218
(72)発明者 ロイ・エフ・パーソン
アメリカ合衆国マサチューセッツ州ダン
ステーブル、メイン・ストリート627
(56)参考文献 米国特許3855844（ＵＳ，Ａ)
独国特許出願公開2458137（ＤＥ，Ａ
１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 3/00
G01M 3/26
Claims (22)
- 【請求項１】 検査部分の漏れ検査のための装置であっ
て、検査部分を密封可能に包含するための検査固定部と、 導管 によって前記検査固定部に接続された膨張チャンバ
と、 前記検査固定部と前記膨張チャンバとの間の前記導管に
接続した膨張弁と、 前記膨張弁を閉じたままで前記膨張チャンバを真空排気
するための手段と、前記検査固定部内のガスが真空排気された膨張チャンバ
内で膨張するように検査部分を前記検査固定部内に密封
したままで前記膨張弁を開放するための手段であって、
前記検査固定部及び前記膨張チャンバが検査チャンバを
画成する、ところの手段と、 前記膨張弁が開放された後、前記検査チャンバの圧力を
計測するための手段と、計測された圧力を基準圧力と比較するための手段であっ
て、計測された圧力が基準圧力と等しいか若しくは大き
いとき、検査部分の漏れを指示するところの手段と、 から成る装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置であって、前記比較するための手段 が検査部分の漏れを指示しない
とき、検査部分においてトレースガス漏れ検査を行うた
めの前記検査チャンバに接続された手段を更に含む、装
置。 - 【請求項３】 請求項２記載の装置であって、 トレースガス漏れ検査を行うための前記手段が、ヘリウ
ム質量分析計漏れ検出器から成る、ところの装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の装置であって、 前記膨張チャンバを真空排気するための前記手段が、粗
引弁を通じて前記膨張チャンバに接続される粗引ポンプ
と、前記膨張チャンバの真空排気後に前記粗引弁を閉じ
るための手段とから成る、ところの装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の装置であって、 前記膨張弁が開放された後に所定の時間間隔だけ前記検
査部分に関する決定を遅延させるための手段を更に含
む、装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の装置であって、 前記所定の時間間隔が、１.５から２.５秒の範囲であ
る、ところの装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の装置であって、前記検査チャンバの圧力を計測するための手段 が、前記
膨張チャンバに接続されたキャパシタンス圧力計から成
る、ところの装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の装置であって、大気圧の変化に対して、計測された圧力を補償するため
の手段を更に含む 、装置。 - 【請求項９】 請求項８記載の装置であって、 計測された圧力が大気圧の変化を補償するための前記手
段が、大気圧を計測するための手段から成る、ところの
装置。 - 【請求項１０】 請求項１記載の装置であって、 前記検査固定部が、実質的に小さい前記検査部分を取り
囲む内部体積を有する、ところの装置。 - 【請求項１１】 請求項１記載の装置であって、 前記検査固定部が、前記膨張チャンバの内部体積とほぼ
等しい、検査部分を取り囲む内部体積を有する、ところ
の装置。 - 【請求項１２】 請求項１記載の装置であって、 検査部分においてトレースガス漏れ検査を行うための手
段と、検査チャンバとトレースガス漏れ検査手段との間
に接続された大気圧グロスリーク弁とを更に含み、前記
トレースガス漏れ検査手段は、前記膨張弁が開放された
後に前記大気圧グロスリーク弁を通じて引き出された試
料に対してトレースガス漏れ検査を行う、ところの装
置。 - 【請求項１３】 請求項１１記載の装置であって、 前記大気圧グロスリーク弁が、大気圧又は大気圧付近で
前記トレースガス漏れ検査手段の動作が可能であるよう
に選択されたオリフィスから成る、ところの装置。 - 【請求項１４】 検査部分の漏れ検査をするための方法
であって、 膨張弁を通じて膨張チャンバに接続される密封可能な検
査固定部に検査部分を配置する工程と、 前記膨張弁を閉じて前記膨張チャンバを真空排気する工
程と、前記検査固定部内のガスが前記膨張チャンバ内で膨張す
るように検査部分を前記検査固定部内に密封したままで
前記膨張チャンバを開放する工程であって、前記検査固
定部及び前記膨張チャンバが検査チャンバを画成する、
ところの工程と、 前記膨張弁 が開放された後に前記検査チャンバの圧力を
計測する工程と、計測された圧力を基準圧力と比較する工程であって、計
測された圧力が基準圧力と等しいか若しくは大きいと
き、検査部分の漏れを指示する、ところの工程と、 から成る方法。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の方法であって、 検査された圧力を比較する前記工程が検査部分の漏れを
指示しないときに、前記検査チャンバに接続されたトレ
ースガス漏れ検出器によって検査部分におけるトレース
ガス漏れ検査を行う工程を更に含む、方法。 - 【請求項１６】 請求項１４記載の方法であって、 膨張弁が開放された後に所定の時間間隔だけ前記検査部
分に関する決定を遅延させる工程を更に含む、方法。 - 【請求項１７】 請求項１５記載の方法であって、 トレースガス漏れ検査を行う工程が、ヘリウム質量分析
計漏れ検出器によって行われる、ところの方法。 - 【請求項１８】 請求項１４記載の方法であって、膨張チャンバを真空排気する工程は粗引弁を通じて前記
膨張チャンバに接続された粗引ポンプによって実行さ
れ、さらに 膨張チャンバを真空排気する工程の後及び膨
張弁を開放する工程の前に、粗引弁を閉じる工程を含
む、ところの方法。 - 【請求項１９】 請求項１４記載の方法であって、 大気圧グロスリーク弁を通じて検査チャンバをトレース
ガス漏れ検出器に接続し、前記膨張弁を開放する工程の
後に前記大気圧グロスリーク弁を通じて引き出された試
料に対してトレースガス検査を行う工程を更に含む、方
法。 - 【請求項２０】 請求項１４記載の方法であって、大気圧の変化に対して計測された圧力を補償する 工程を
更に含む、方法。 - 【請求項２１】 検査部分の漏れ検査をするための装置
であって、 検査部分の内部に密封可能に取り付けるための検査ポー
トと、導管 によって前記検査ポートに接続された膨張チャンバ
と、 前記検査ポートと前記膨張チャンバとの間の前記導管に
接続された膨張弁と、 前記膨張弁を閉じたままで前記膨張チャンバを真空排気
するための手段と、検査部分の内部のガスが真空排気された膨張チャンバ内
で膨張するように、検査部分の内部が前記検査ポートに
密封されるときに前記膨張弁を開放するための手段であ
って、前記検査部分の内部及び前記膨張チャンバが検査
チャンバを画成する、ところの手段と 、前記膨張弁 が開放された後に前記検査チャンバ内の圧力
を計測するための手段と、計測された圧力を基準圧力と比較するための手段であっ
て、計測された圧力が基準圧力と等しいか又は大きいと
き、検査部分の内部と膨張チャンバとの間での閉塞を指
示する、 ところの手段と、 計測された圧力が検査部分の内部と膨張チャンバとの間
での閉塞を指示しないときに前記検査部分の漏れ検査を
するための手段とから成る、装置。 - 【請求項２２】 検査部分の漏れ検査をするための装置
であって、検査部分を密封可能に包含するための検査固定部の取り
付け用検査ポートと、 導管 によって前記検査ポートに接続された膨張体積と、 前記検査ポートと前記膨張体積との間の前記導管に接続
された膨張弁と、前記膨張弁を閉じたままで前記膨張体積を真空排気する
ための真空ポンプと、 検査固定部内のガスが真空排気された膨張体積内で膨張
するように検査部分が 検査固定部に密封されたままで前
記膨張弁を開放するための制御ユニットであって、前記
検査固定部及び前記膨張体積が検査チャンバを画成す
る、ところの制御ユニットと 、 前記膨張弁が開放された後に前記検査チャンバの圧力を
計測するための圧力ゲージと、計測された圧力を基準圧力と比較するための手段であっ
て、計測された圧力が基準圧力と等しいか又は大きいと
き、検査部分の漏れを指示する、ところの手段と、 から成る装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US084003 | 1993-06-29 | ||
| US08/084,003 US5625141A (en) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | Sealed parts leak testing method and apparatus for helium spectrometer leak detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07146199A JPH07146199A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3390981B2 true JP3390981B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=22182081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16753394A Expired - Fee Related JP3390981B2 (ja) | 1993-06-29 | 1994-06-28 | 大きな漏れを検出するための装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5625141A (ja) |
| EP (1) | EP0632258B1 (ja) |
| JP (1) | JP3390981B2 (ja) |
| KR (1) | KR100309361B1 (ja) |
| DE (1) | DE69420205T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5767391A (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd | Leakage detect tool for vacuum bellows |
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