JP4182187B2 - 漏洩試験及び漏洩検出方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の特徴部の前段の節の方法に関する。本発明はまた、請求項７の特徴部の前段の節の構成に関する。

トレーサガスを用いた漏洩試験及び漏洩検出において、漏洩試験がなされる対象物は、漏洩検出器によって検出可能な少なくとも１つの成分を含むガスやガス混合物で充填されている。この漏洩検出器は、一般にトレーサガスと呼ばれる追跡可能な成分の存在を、ディジタル、電気的、音響的又は光学的信号に変換するものである。

トレーサガスは、漏洩部の存在と大きさを検出するためと、検出された漏洩部の位置を突き止めるためにしばしば使用される。検出器を用いて、漏洩部の周辺又は近傍において追跡可能な物質の増加量が記録される。

検出器が漏洩を記録可能にするためには、流出しているトレーサガスの少なくともある割合が、漏洩検出器のガス検知センサに直接接触しなければならない。現在、流出するトレーサガスを、検出器のガス検知センサに送るための、２つの主要な方式が知られている。

ａ）ノズルを有する吸気管（多くの場合プローブと呼ばれる）を漏洩位置とガス検知センサとの間で使用する。吸気管の入口開口部が漏洩位置に十分に近い場合、トレーサガスは吸気され、吸気管を通してトレーサガスを検知するセンサに送られ、検出器はオペレータが検出可能な信号を出す。

ｂ）ガス検知センサを、トレーサガスがトレーサガスを検知するセンサに拡散で到達することができるくらい漏洩位置の近くに配置し、検出器はオペレータが検出可能な信号を発する。

上記ａ）の方法によれば、漏洩部の大きさの定量化も可能である。ここでの定量化という用語は、漏洩部を通るトレーサガスの流れの規模を示す。定量化は、吸気管が漏洩部を通り抜けるすべてのトレーサを捕捉する場合に可能である。その場合、吸気管中とトレーサガスを検知するセンサにおけるトレーサガスの濃度は、吸気管中の流れと漏洩部からのトレーサガスの流れとの比に比例する。この定量化を可能にする目的を達成する方法のために、吸気流は、この構成が測定可能な最大の漏洩部の流量より大きく、すべての場合において必要とされる周囲からプローブの開口部への気流を生成するのに十分大きくなければならない。それは、流出するトレーサガスをプローブの開口部に強制的に流し込むために必要である。これは、必然的にトレーサガスをある程度希釈することを意味し、この構成が非常に小さな漏洩部を検出する能力を制限する。

既知の方法／構成の欠点を以下に示す。
・漏洩位置と検出手段との間の長い吸気管が、漏洩部の検出を遅れさせる。
・定量化に必要な吸気流が、この方法の感度を低減する。
・上記のｂ）による方法は、定量化の範囲を制限するのみである。それは、漏洩位置の前におけるトレーサガスの濃度が、漏洩部からの距離に応じて大きく変化するからである。

本発明の目的は、漏洩検出及び漏洩測定の改良された方法を提供することである。前記目的は、請求項１の特徴部分を有する包括的な方法によって達成される。本発明による構成は請求項７の特徴部分によって特徴付けられる。

本発明は、いくつかの利点を提供する。それは、一方で最大可能感度、他方で漏洩部の大きさの測定との間で選択を用意する。これらの２つの方法の間の切り替えは、吸気管中の流れを開放又は遮断することにより、非常に簡単に達成される。

プローブの端部近傍にガス検知センサを置くことによって応答時間は短くなり、オペレータが、プローブの開口部を漏洩部の位置に対してどのように移動しているかといった、より直接的なフィードバックが得られるという点で利便性も大きく向上する。

全体として、製造業及び機械設備の付帯サービスや修理で漏洩部を検出する際に、多大なる時間と費用の削減をすることができる。

本発明の更なる特徴及び利点は従属項及び図面を参照した以下の説明から明らかである。図１は漏洩部の追跡、検出及び定量化で使用される装置の図を示し、本出願で記載される型のプローブを備えている。図２ａ及び図２ｂは、トレーサガスを検知するセンサがプローブ内でどのように位置しているかを示し、プローブが開口部に近いので、当該方法／構成が漏洩部の存在を迅速に検出する目的を十分に果たすことができるほど短時間に、トレーサガスがプローブセンサに到達することができる。図２ａは、プローブへ入り、トレーサガスを検知するセンサを通り過ぎて流れる吸気流を示す。図２ｂでは、前記吸気流は遮断されて、その代わりにトレーサガスが拡散によってセンサに到達できるようにプローブの開口部が漏洩部の近くで使用されている。

図３ａ及び図３ｂは、図２ａ及び図２ｂに記載された方法／構成の変形例を示し、トレーサガスを検知するセンサは、吸気流の主な流路から分離され、プローブの開口部のすぐ後方の、プローブの内部空間に配置されている。図３ａと図３ｂとの相違点は図２ａと図２ｂとの間の相違点と同様であって吸気流があるかないかである。

図１において、１はプローブの全体を示し、その前方部分はプローブの開口部１ａを構成している。プローブ１は１以上の異なる表示装置２ａを有する測定装置２に接続されており、開口部１ａのトレーサガスの濃度に対応したディジタル、電気、音響的又は光学的な信号を提供する。３は対象物を示し、その壁には漏洩部３ａがある。対象物はトレーサガス４によって加圧され、その一部４ａは漏洩部３ａを通過し、対象物３の外側に位置している。

図２ａ，２ｂ及び３ａ，３ｂは、開口部１ａ及び対象物３とともにプローブ１を再度示す。対象物３はトレーサガス４によって加圧されるとともに、漏洩部３ａを有し、その漏洩を通してトレーサガス４ａは漏れ出て、漏洩部３ａ近傍の空気と混合する。

トレーサガス４ａの存在を検出し、それによって漏洩部３ａの位置決め及び／又は定量化をするために、センサが必要である。センサはトレーサガス流量又はトレーサガス濃度を信号に変換するようになっており、その信号は測定装置２によって解釈される。センサ５は図３ａ及び３ｂの場合のように、プローブ１の分離スペース９に配置されてもよいが、図２ａ及び図２ｂで示すように直接プローブ１内に配置されてもよい。後者の場合、センサ５のある程度の汚染及びある程度の温度影響が予想され、センサ５が温度に敏感な場合、検出器２から誤った信号が発生する可能性がある。

図２ａ及び３ａは説明される方法／構成が、活発な吸気流８とともにどのように使用されるかを示し、プローブの開口部１ａが漏洩部３ａに十分近い場合、点の集合で示されたすべての流出したトレーサガスがプローブ１の開口部１ａ内に吸気されることを意味する。プローブの開口部１におけるトレーサガス４ａの濃度は、漏洩部３ａの大きさに比例し、漏洩部を定量化することができる。プローブの開口部１ａにおけるトレーサガス４ａの濃度はまた、存在する吸気流８の大きさと反比例するが、これは、プローブ１の開口部１ａのトレーサガスの濃度が、吸気流８がゼロの場合よりも低いことを意味する。この状況は、漏洩部３ａを通して流出するトレーサガス４ａとともに吸気される空気が、トレーサガスを低い濃度に希釈するという事実によるものである。

図２ｂ及び３ｂは、記載された方法／構成が、吸気流が遮断された場合どのように使用されるかを示す。この場合のトレーサガス４ａは、主に拡散によってプローブ１内に入るが、このことはプローブの開口部が漏洩部の十分に近くにある場合、プローブ１の開口部１ａのトレーサガスの濃度が、吸気流が活発な場合よりも高いことを意味する。これは、吸気流が活発な場合、流出するトレーサガス４ａとともに吸気される空気によって、トレーサガスが稀釈化されないという事実によるものである。

この後者のような方法／構成を使用すると、漏洩の定量化の精度が低下する。図１に示すような吸気流を調整又は遮断するための操作制御ボタン１１を設けることによって、個々の事例によって最適な定量化と最大の感度を選択することができる。

図３ａ及び３ｂにおいて、センサをひずませる汚染や温度の影響から保護するために、センサは空間９に囲まれている。この空間９内のトレーサガスの濃度は、プローブ１の開口部１ａ内のトレーサガスの濃度と平衡している。トレーサガスは、センサ５に汚れた粒子が到達できないように、またセンサをひずませる温度影響にさらされないようにして、空間９の中外に、少なくともその空間の境界面の一部分を通して移動する。例えば、これはトレーサガス４ａがその空間の中又は外にもっぱら拡散によって通過できるように設計された手段10からなる空間９の境界面の一部分で行うことができる。

水素ガス（Ｈ₂）又はヘリウム（Ｈｅ）のいずれもが、トレーサガスとして好ましく使用される。

図１は追跡、検出及び漏洩部の定量化で使用される装置の図である。 トレーサガスを検知するプローブ内の構成を示す図である。 トレーサガスを検知するセンサのプローブ内の構成を示す、図２の変形例を示す図である。

符号の説明

１ プローブ
１ａ 開口部
２ 測定装置
２ａ 表示装置
３ 対象物
４ａ トレーサガス
５ センサ
９ 空間

Claims (11)

1. トレーサガスを用いた対象物（３）における漏洩部（３ａ）の追跡、検出、及び／又は定量化の方法であって、前記トレーサガスによって前記対象物（３）を加圧し、吸引管（６）を経由して開口部を備えたプローブ（１）に接続した測定装置（２）を利用して、ここで前記プローブ（１）は前記測定装置と相対的に移動可能であって、前記開口部を経由して前記漏洩部（３ａ）に関連して存在するトレーサガス（４ａ）をセンサ（５）へ送達可能な吸気流（８）を確立し、前記センサ（５）が前記トレーサガスを検知して前記センサ（５）によってトレーサガスの存在を検知可能とした方法において、
   前記トレーサガスを検知する前記センサ（５）は、前記プローブ（１)内に位置しており、前記トレーサガス（４ａ）がごく僅かな遅延で前記センサ（５）へ到達するように前記開口部（１ａ）に近接し、
   前記センサ（５）は前記吸気流（８）の主要な流路から分離された空間（９）に設置され、前記トレーサガスが前記吸気流（８）の主要な流路から前記センサ（５）の前記空間（９）を分離する境界面を経由して主に拡散によって前記センサ（５）へ到達するようにしたことを特徴とする方法。
2. 前記トレーサガスに対するさらに高い感度が要求される場合に、前記プローブ（１）の前記開口部（１ａ）は前記トレーサガス（４ａ）が拡散によって急速に前記センサ（５）へ到達可能なように前記漏洩部（３ａ）の近接した近傍で用いられ、前記吸気流（８）は減少し、前記プローブで集められた前記トレーサガスの濃度は前記トレーサガス（４ａ）とともに前記プローブ（１）へ吸引される外気によってもはや同程度に希釈されない場合に増加し、前記吸気流（８）がゼロのときに最大濃度と感度が得られることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記吸気流（８）は、前記センサ（５）を囲む前記空間（９）の縦軸の周囲にほぼ集中して確立されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記トレーサガスが水素（Ｈ_２）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記トレーサガスがヘリウム（Ｈｅ）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
6. 検出ガス連携して漏洩部（３ａ）に関連した外部の増加したトレーサガスの存在を明らかにすることによって対象物（３）における前記漏洩部（３ａ）を検出、追跡、及び／又は定量化するために前記トレーサガスにより加圧された前記対象物（３）に関して構成され、吸引管（６）を経由して開口部を有するプローブ（１）に接続した測定装置（２）を備え、前記プローブ（１）は前記測定装置と相対的に移動可能であって、前記開口部を経由して前記漏洩部（３ａ）に関連して存在する前記トレーサガス（４ａ）をセンサ（５）へ送達可能な吸気流（８）を確立し、前記センサ（５）が前記トレーサガスを検知してトレーサガスの存在を検知するようにした検出器（１，２）内の検出ガスと連携するように適合された検出器において、
   前記トレーサガスを検知する前記センサ（５）は、前記プローブ（１）内に位置しており、前記トレーサガス（４ａ）が感知されるほどの遅延を伴わずに前記センサ（５）へ到達するように前記開口部（１ａ）に近接し、
   前記センサ（５）は前記吸気流（８）の主要な流路から分離された空間（９）に設置され、前記トレーサガスが前記センサ（５）を囲む前記空間（９）へ進入可能であって、前記開口部（１ａ）と前記センサ（５）を囲む前記空間（９）との間で濃度平衡を与えることを特徴とする検出器。
7. 前記構成は前記プローブ（１）に実装または接続され前記吸気流（８）を制御するように構成された操作手段（11）を備え、前記トレーサガス（４ａ）が拡散によって急速に前記センサ（５）へ到達可能なように前記プローブ（１）の前記開口部（１ａ）は前記漏洩（３ａ）に近接した近傍に配置され、トレーサガスに対するさらに高い感度が要求される場合に前記吸気流（８）は減少し、前記プローブ（１）で集められた前記トレーサガスの濃度は前記トレーサガス（４ａ）とともに前記プローブ（１）へ吸入される外気によってもはや同程度に希釈されない場合に増加し、前記操縦手段（11）によって前記吸気流（８）が完全に遮断されたときに最大濃度と感度が得られることを特徴とする請求項６記載の検出器。
8. 前記センサ（５）を囲む前記空間（９）は被覆手段（10）を備え、この被覆手段（10）は前記トレーサガスが主に拡散によって前記センサ（５）へ到達することができるように構成され、歪ませる粒子や前記吸気流の変化が前記センサ（５）に影響を与えないようにしたことを特徴とする請求項６記載の検出器。
9. 前記トレーサガスが水素（Ｈ_２）であることを特徴とする請求項６又は７記載の検出器。
10. 前記トレーサガスがヘリウム（Ｈｅ）であることを特徴とする請求項６又は７記載の検出器。
11. 前記ガス検知可能センサ（５）は前記プローブ（１）と同心に配置されたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項記載の検出器。

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