JP4329921B2

JP4329921B2 - Inspection gas mixing apparatus and mixing method

Info

Publication number: JP4329921B2
Application number: JP2001237227A
Authority: JP
Inventors: 秀美高橋; 健一郎柴; 清矢西村
Original assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Current assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2021-08-06
Also published as: JP2003047837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体や液体を収容したり移送したりする際に使用される容器や配管等のワークの漏れ検査に使用される検査用ガスの混合装置および混合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、気体や液体を収容したり移送したりする際に使用される容器や配管等の中には気密性を要求されるものがあり、このような容器や配管に生じる漏れをチェックするためにトレースガス（検査用ガス）を用いた漏れ検査が行われている。このようなトレースガスとしては、種々のガスが使用可能であるが、無害であることと、検出分解能が優れていることから、一般的にはヘリウムガスが用いられている。そして、検査の際には、このヘリウムガスを、空気や窒素ガスと混合して希釈した検査用ガスが使用されている。
【０００３】
この場合、検査用ガスは、図２に示すような、混合タンク２０内に収容されて、適宜、配送管２１を介して検査装置（図示せず）に供給される。また、混合タンク２０には、ヘリウムガスが供給される配送管２２、空気が供給される配送管２３および混合タンク２０内の圧力を測定する圧力計２４が接続されている。配送管２２，２３には、それぞれ開閉バルブ２２ａ，２３ａが設けられており、この開閉バルブ２２ａ，２３ａを開閉操作することにより、ヘリウムガスおよび空気を混合タンク２０に供給したり、その供給を停止したりすることができる。
【０００４】
また、圧力計２４はシーケンサ２５に接続され、シーケンサ２５は配送管２２の開閉バルブ２２ａに接続されている。そして、検査用ガスが使用によって減少し、圧力計２４が測定する混合タンク２０内の圧力が低下すると、シーケンサ２５の制御によって開閉バルブ２２ａが開けられ、混合タンク２０内にヘリウムガスが供給される。また、この際、開閉バルブ２３ａも開けられて補充されたヘリウムガス量に応じた量の空気が供給され、この空気とヘリウムガスは混合タンク２０内で混合して設定された濃度の検査用ガスになる。この場合、検査用ガスは、一定の濃度になるように設定され、供給されるヘリウムガスと空気は、一定の割合になるよう圧力計２４の値によってコントロールされながら供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記装置を用いた検査用ガスの混合方法では、ヘリウムガスおよび空気の供給量を、混合タンク２０の内圧で管理するようになっているため、例えば、空気との混合によるヘリウムガスの希釈度を大きくして、ヘリウムガスを低濃度に設定する場合や、一回の検査での検査用ガスの使用量が少ない場合等、混合タンク２０に供給するヘリウム量が微量の場合、供給量の制御が難しく、検査用ガスの濃度が一定しないという問題がある。また、設定された濃度にヘリウムガスを希釈する精度が圧力計２４の分解能や応答性によるところが大きく、一定の濃度の検査用ガスを常時混合するという再現性に不確実さが生じるという問題もある。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、検査用ガスを精度よく設定濃度にすることができ、また、その検査用ガスを補充する際もその濃度を一定の濃度に維持したり、異なる設定濃度にしたりすることのできる検査用ガスの混合装置および混合方法を提供することである。
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明に係る検査用ガスの混合装置の特徴は、検査用高濃度ガスと希釈用ガスを混合してなる検査用ガスを収容するタンクと、タンクに検査用高濃度ガスを供給する検査用高濃度ガス供給手段と、タンクに希釈用ガスを供給する希釈用ガス供給手段と、タンク内の圧力を測定する圧力計と、検査用高濃度ガス供給手段からタンクに供給される検査用高濃度ガス量を測定する検査用高濃度ガス流量計と、希釈用ガス供給手段からタンクに供給される希釈用ガス量を測定する希釈用ガス流量計と、圧力計の測定結果に応じて、検査用高濃度ガス供給手段および希釈用ガス供給手段からタンクに供給される検査用高濃度ガスおよび希釈用ガスの量を制御する制御手段とを備えた検査用ガスの混合装置において、制御手段が、圧力計の測定結果から検査用ガスの残存量を算出し、検査用高濃度ガス流量計の測定結果から検査用高濃度ガス供給手段からタンクに供給された検査用高濃度ガス量の積算値を算出するとともに、希釈用ガス流量計の測定結果から希釈用ガス供給手段からタンクに供給された希釈用ガス量の積算値を算出し、これらの算出値から供給すべき検査用高濃度ガス量と希釈用ガス量とを算出して検査用高濃度ガス供給手段および希釈用ガス供給手段からタンクに算出した量の検査用高濃度ガスおよび希釈用ガスを供給することにある。
【０００８】
前記のように構成した本発明の特徴によれば、検査用高濃度ガス供給手段からタンクに供給される検査用高濃度ガス量を測定する検査用高濃度ガス流量計を、検査用高濃度ガス供給手段と制御手段に接続した状態で設け、検査用高濃度ガス流量計が測定した測定結果を制御手段に送信するようになっている。したがって、実際に、タンクに供給される検査用高濃度ガスを、検査用高濃度ガス流量計で測定しながら供給できるため、正確な量の検査用高濃度ガスをタンクに供給できるようになる。
【００１０】
この場合、検査用高濃度ガス流量計が、検査用高濃度ガス供給手段からタンクに供給される検査用高濃度ガスの単位時間当たりの流量を検出する流量センサと、流量センサが検出した検査用高濃度ガスの流量を積算する積算計とを備えていることが好ましい。
【００１１】
前記のように構成した本発明の特徴によれば、圧力計によるタンク内の圧力の測定結果によって補充する検査用ガスの量を求め、その量から一定の検査用高濃度ガスおよび希釈用ガスの供給量を決定するのでなく、実際に、タンクに供給される検査用高濃度ガスおよび希釈用ガスを、検査用高濃度ガス流量計および希釈用ガス流量計で測定しながら供給するため、タンク内の検査用ガスの濃度を把握でき、かつ、正確な量のガスをタンクに供給できるとともに、その濃度も適宜変更することができる。
【００１２】
また、制御手段によって、使用する検査用ガスの濃度を所望の値に設定できるようにしておき、その濃度を適宜変更しながら検査を行う場合でも、タンク内の検査用ガスの濃度が設定濃度になるように、検査用高濃度ガスおよび希釈用ガスをタンクに供給できるため、１個のタンクの使用で異なる濃度の検査用ガスを用いた検査が可能になる。すなわち、濃度の異なる検査用ガスが収容された複数のタンクを用意して、検査用ガスの設定濃度に合わせてタンクを使い分けるといったことをする必要がなくなる。
【００１３】
また、検査用高濃度ガス流量計を、検査用高濃度ガスを検出する流量センサと、検査用高濃度ガスの流量を積算する積算計とを備えた構成にすることにより、より精度のよい検査用高濃度ガスの供給ができるとともに、タンクに供給した検査用高濃度ガスの量を正確に把握できるようになる。さらに、例えば、希釈用ガス流量計を、希釈用ガス供給手段からタンクに供給される希釈用ガスを検出する流量センサと、流量センサが検出した希釈用ガスの流量を積算する積算計とで構成することもでき、このように構成することにより、希釈用ガスも精度よく供給できるとともに、タンク内に供給した希釈用ガスの量を正確に把握できるようになる。
【００１５】
また、本発明に係る検査用ガスの混合方法の特徴は、検査用高濃度ガスと希釈用ガスを混合してなる検査用ガスを収容するタンク内の圧力を測定し検査用ガスの残存量を算出する工程と、タンクに供給された検査用高濃度ガスおよび希釈用ガスの流量を積算し、積算された検査用高濃度ガスの積算値と希釈用ガスの積算値からタンク内の検査用ガスの濃度を算出する工程と、前記両工程から算出した結果と、設定濃度による検査用高濃度ガスと希釈用ガスの量とを演算し、供給すべき検査用高濃度ガスと希釈用ガスの量を算出する工程と、算出された量の検査用高濃度ガスを前記タンクに供給する工程と、算出された量の希釈用ガスをタンクに供給する工程とからなることにある。
【００１６】
また、例えば、算出された量の検査用高濃度ガスをタンクに供給する工程を、流量を読み取りながら検査用高濃度ガスをタンクに供給する工程と、前記流量を積算し、積算流量が供給すべき検査用高濃度ガス量に達すると供給を停止させる工程とで構成することができ、さらに、算出された量の希釈用ガスをタンクに供給する工程を、流量を読み取りながら希釈用ガスをタンクに供給する工程と、前記流量を積算し、積算流量が供給すべき希釈用ガス量に達すると供給を停止させる工程とで構成することもできる。これによっても、精度のよい検査用高濃度ガスや希釈用ガスの供給ができ、その結果、漏れ検査装置での検査が精度よく行える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は同実施形態に係る検査用ガスの混合装置１０を示している。この混合装置１０は、検査用ガスを収容する混合タンク１１を備えており、この混合タンク１１には、ヘリウムガス配送管１２、空気配送管１３、圧力計１４および検査用ガス配送管１５が接続されている。ヘリウムガス配送管１２は高濃度の検査用ガスであるヘリウムガスを混合タンク１１に供給し、空気配送管１３はヘリウムガスを希釈する希釈用ガスである空気を混合タンクに供給する。また、圧力計１４は混合タンク１１内の圧力を測定し、検査用ガス配送管１５は、漏れ検査装置（図示せず）に接続されており、混合タンク１１内の検査用ガスをその漏れ検査装置に供給する。
【００１８】
そして、ヘリウムガス配送管１２には、開閉バルブ１２ａ、ヘリウムガス流量調整弁１２ｂ、ヘリウムガス流量センサ１６および減圧弁１２ｃが設けられており、減圧弁１２ｃは、ヘリウムガス配送管１２を介して混合タンク１１にヘリウムガスを供給するヘリウムガス供給装置１２ｄに接続されている。したがって、ヘリウムガス供給装置１２ｄからヘリウムガス配送管１２に送り出されたヘリウムガスは、減圧弁１２ｃおよびヘリウムガス流量調整弁１２ｂの調節によって圧力や流量をコントロールされながら、開閉バルブ１２ａの開成によって混合タンク１１に供給され、開閉バルブ１２ａを閉じることによってその供給を停止される。このヘリウムガス配送管１２、開閉バルブ１２ａ、ヘリウムガス流量調整弁１２ｂ、減圧弁１２ｃおよびヘリウムガス供給装置１２ｄで、本発明の検査用高濃度ガス供給手段が構成される。
【００１９】
また、ヘリウムガス流量センサ１６には、ヘリウムガス積算計１６ａが接続されている。ヘリウムガス流量センサ１６は、ヘリウムガス配送管１２を通過するヘリウムガスを検知するとともにその瞬時流量を算出し、ヘリウムガス積算計１６ａは、ヘリウムガス流量センサ１６からの信号を受けて、ヘリウムガス配送管１２を通過する単位時間当たりのヘリウムガスの流量を積算してヘリウムガスの積算流量を表示する。そして、ヘリウムガス積算計１６ａは、制御手段であるシーケンサ１７に接続され、シーケンサ１７は、圧力計１４および開閉バルブ１２ａに接続されている。
【００２０】
シーケンサ１７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えており、各種のプログラムやデータを記憶するとともにそのプログラムやデータを基に演算処理等を実行する基本部と、入力部および出力部を備えている。また、基本部には、ユーザが設定した混合タンク１１の状態に関するデータ、例えば、混合タンク１１内の圧力、検査用ガスの濃度、ヘリウムガス量等の各種データも記憶されている。
【００２１】
そして、入力部で、圧力計１４が測定する混合タンク１１内の圧力の測定結果を信号として受信するとともに、ヘリウムガス積算計１６ａが積算するヘリウムガス供給量の積算値を信号として受信する。そして、圧力計１４の測定結果から混合タンク１１内の残留検査用ガスの量を算出し、その残留検査用ガスの量の算出値と、予め設定された検査用ガスの量およびその検査用ガスの中のヘリウムガスと空気の割合（ヘリウムガスの濃度）を比較して、混合タンク１１に供給すべき必要なヘリウムガスの量を算出する。
【００２２】
そして、出力部から信号を発信して、開閉バルブ１２ａを開け、ヘリウムガス供給装置１２ｄからヘリウムガス配送管１２を介して混合タンク１１にヘリウムガスを送る。その際、ヘリウムガス流量センサ１６およびヘリウムガス積算計１６ａによって、混合タンク１１内に供給されるヘリウムガスが検出されるとともにその供給量も算出されデータとしてシーケンサ１７に送られる。したがって、必要なヘリウムガスが混合タンク１１に供給されたときに、シーケンサ１７の制御によって、開閉バルブ１２ａが閉じられてヘリウムガスの混合タンク１１への供給が終了する。
【００２３】
また、空気配送管１３には、開閉バルブ１３ａ、空気流量調整弁１３ｂ、空気流量センサ１８および減圧弁１３ｃが設けられており、減圧弁１３ｃは、空気配送管１３を介して混合タンク１１に空気を供給する空気供給装置１３ｄに接続されている。したがって、空気供給装置１３ｄから送り出される空気は、減圧弁１３ｃおよび空気流量調整弁１３ｂの調節によって圧力や流量をコントロールされながら、開閉バルブ１３ａの開成によって混合タンク１１に供給され、開閉バルブ１３ａを閉じることによってその供給を停止される。空気配送管１３、開閉バルブ１３ａ、空気流量調整弁１３ｂ、減圧弁１３ｃおよび空気供給装置１３ｄで本発明の希釈用ガス供給手段が構成される。
【００２４】
また、空気流量センサ１８には、空気積算計１８ａが接続されている。空気流量センサ１８は、空気配送管１３を通過する空気を検知するとともにその瞬時流量を算出し、空気積算計１８ａは、空気流量センサ１８からの信号を受けて、空気配送管１３を通過する単位時間当たりの空気の流量を積算して空気の積算流量を表示する。そして、空気積算計１８ａは、シーケンサ１７に接続され、シーケンサ１７は、開閉バルブ１３ａに接続されている。
【００２５】
シーケンサ１７は、圧力計１４が混合タンク１１内の圧力を測定した際のその測定結果およびユーザによって予め設定される混合タンク１１内の圧力、検査用ガスの濃度等から算出される混合タンク１１に供給すべき必要な量の空気を開閉バルブ１３ａを開けることによって混合タンク１１に供給する。また、空気流量センサ１８および空気積算計１８ａによって、混合タンク１１内に供給された空気が必要な空気量に達したと判定されたときに、開閉バルブ１３ａが閉じられて空気の供給が終了する。供給された空気は、混合タンク１１内でヘリウムガスと混合されて設定濃度の検査用ガスになる。
【００２６】
そして、検査用ガスは、検査用ガス配送管１５を介して漏れ検査装置に供給され検査に使用される。なお、検査用ガス配送管１５には、開閉バルブ１５ａが取り付けられており、この開閉バルブ１５ａを開閉することによって、検査用ガスを漏れ検査装置に供給したり、その供給を停止したりすることができる。
【００２７】
つぎに、混合タンク１１内の検査用ガスが減少し、上記のように構成された検査用ガスの混合装置１０を用いて、高濃度のヘリウムガスと希釈用の空気の供給を行う場合について説明する。まず、混合タンク１１内の検査用ガスが使用によって減少すると、圧力計１４の測定によって、混合タンク１１内の圧力が低下していることが示される。ついで、シーケンサ１７によって、混合タンク１１内の検査用ガス量が算出され、この算出結果から、供給されるべきヘリウムガスと空気の量が算出される。
【００２８】
この場合、混合タンク１１内の残存検査用ガスの濃度と同じ濃度の検査用ガスを補充するときには、それと同じ割合でヘリウムガスと空気の供給量を算出する。また、残存検査用ガスの濃度と異なる濃度の検査用ガスになるような補充をするときには、残存検査用ガスと補充する検査用ガスとの混合ガスが設定した濃度になるようにヘリウムガスと空気の供給量を算出する。この算出は、ヘリウムガス積算計１６ａと空気積算計１８ａによって積算されたすでに供給されたヘリウムガスと空気の供給量の値から、混合タンク１１内の残存検査用ガスの濃度を算出し、新たに補充するヘリウムガスと空気の量をどの程度にすれば、全体の濃度が設定値になるかを算出することにより行う。
【００２９】
つぎに、シーケンサ１７の制御によって、開閉バルブ１２ａ，１３ａが開けられ、ヘリウムガス供給装置１２ｄからは、ヘリウムガス配送管１２を介して混合タンク１１にヘリウムガスが供給され、空気供給装置１３ｄからは、空気配送管１３を介して混合タンク１１に空気が供給される。そして、ヘリウムガス積算計１６ａに表示されるヘリウムガスの積算流量が算出値に達したところで、シーケンサ１７の制御によって開閉バルブ１２ａが閉じられてヘリウムガスの供給が停止される。また、空気積算計１８ａに表示される空気の積算流量が算出値に達したところで、シーケンサ１７の制御によって開閉バルブ１３ａが閉じられて空気の供給が停止される。
【００３０】
この結果、混合タンク１１内の残留検査用ガスと、新たに補充されたヘリウムガスおよび空気が混合されて、混合タンク１１内は、設定濃度の検査用ガスが設定量充填された状態になる。なお、ヘリウムガスと空気を混合タンク１１内に供給する際、前記のように、ヘリウムガスと空気を同時に供給してもよいし、ヘリウムガスを供給したのち空気を供給したり、空気を供給したのちヘリウムガスを供給したりしてもよい。また、検査用高濃度ガスとして、ヘリウムガスに代えて他のガスを用いることもでき、希釈用ガスとして、空気に代えて窒素ガス等を用いることもできる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、混合タンク１１に対して、ヘリウムガスと空気を、ヘリウムガス配送管１２および空気配送管１３を用いて別々に供給するようにし、それぞれの配送管１２，１３に、ヘリウムガス流量センサ１６、ヘリウムガス積算計１６ａおよび空気流量センサ１８、空気積算計１８ａを設けている。しかしながら、ヘリウムガス配送管１２と空気配送管１３を、途中から合流させて１個の配送管として混合タンク１１に連結し、ヘリウムガスと空気を同じ配送管で供給することもできる。
【００３２】
この場合、ヘリウムガス配送管１２と空気配送管１３にシーケンサ１７によって開閉制御される開閉バルブを設け、この両開閉バルブの下流側におけるヘリウムガス配送管１２と空気配送管１３の部分を合流させる。そして、配送管の合流した部分にそれぞれ１個の流量センサおよび積算計を設けることにより、装置の簡略化が図れる。
【００３３】
以上のように、本実施形態による混合装置１０では、ヘリウムガスの混合タンク１１への供給量を、圧力計１４の測定値だけを用いて制御するのでなく、ヘリウムガス流量センサ１６およびヘリウムガス積算計１６ａからなる検査用高濃度ガス流量計によって、実際に混合タンク１１に供給されたヘリウムガスの量を測定し、その量が設定値に達したところで供給を停止するようになっている。このため、ヘリウムガスの供給量を精度よく制御することができる。
【００３４】
また、同様に、空気の混合タンク１１への供給も、空気流量センサ１８および空気積算計１８ａからなる希釈用ガス流量計によって、実際に混合タンク１１に供給された空気の量を測定し、その量が設定値に達したところで供給を停止するようになっている。このため、空気の供給量も精度よく制御することができ、その結果、混合タンク１１に供給されたヘリウムガスと空気の混合ガスは、設定された濃度の検査用ガスになる。
【００３５】
また、この混合装置１０によれば、検査用ガスの濃度を一定値にするだけでなく、適宜、設定を行うことによって濃度を変更しながら検査用ガスの混合を行うことができる。したがって、設定濃度の異なる検査用ガスが収容された混合タンクを複数個揃えて、そのタンクを使用目的に応じて使い分けるといったことをする必要はなく、１個の混合タンク１１で異なる濃度の検査用ガスの使用ができる使い勝手のよい装置が得られる。すなわち、ヘリウムガス積算計１６ａと空気積算計１８ａを用いることによって、すでに、混合タンク１１内に供給された検査用ガスの濃度が算出できるようになり、これに、補充するヘリウムガスおよび空気の量を適宜変更することによって、濃度の異なる検査用ガスを自在に混合することができる。
【００３６】
さらに、ヘリウムガス配送管１２には、ヘリウムガス流量調整弁１２ｂおよび減圧弁１２ｃを設けて、混合タンク１１に供給されるヘリウムガスの圧力や流量をコントロールできるようにしているため、ヘリウムガスの供給量を微量な範囲で制御できる。また、同様に、空気配送管１３には、空気流量調整弁１３ｂおよび減圧弁１３ｃを設けて、混合タンク１１に供給される空気を微量な範囲で制御できる。したがって、低濃度に設定された検査用ガスや使用量の少ない検査用ガスの場合であっても、濃度が安定するようになる。
【００３７】
また、混合装置１０によれば、開閉バルブ１２，１３ａを同時に開いて、ヘリウムガスと空気を同時に供給することができるため、混合タンク１１へのヘリウムガスと空気の供給を短時間で行え、作業効率が大幅に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査用ガスの混合装置の概略図である。
【図２】従来例による検査用ガスの混合装置の概略図である。
【符号の説明】
１０…混合装置、１１…混合タンク、１２…ヘリウムガス配送管、１２ａ，１３ａ…開閉バルブ、１３…空気配送管、１４…圧力計、１６…ヘリウムガス流量センサ、１６ａ…ヘリウムガス積算計、１７…シーケンサ、１８…空気流量センサ、１８ａ…空気積算計。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection gas mixing apparatus and a mixing method used for leak inspection of a work such as a container or a pipe used to store or transfer gas or liquid.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, some containers and pipes used for storing and transporting gas and liquid require airtightness, and in order to check for leaks in such containers and pipes In addition, leak inspection using trace gas (inspection gas) is performed. Various gases can be used as such a trace gas, but helium gas is generally used because it is harmless and has excellent detection resolution. In the inspection, an inspection gas obtained by diluting this helium gas with air or nitrogen gas is used.
[0003]
In this case, the inspection gas is accommodated in a mixing tank 20 as shown in FIG. 2 and appropriately supplied to an inspection device (not shown) via a delivery pipe 21. The mixing tank 20 is connected to a delivery pipe 22 to which helium gas is supplied, a delivery pipe 23 to which air is supplied, and a pressure gauge 24 for measuring the pressure in the mixing tank 20. The delivery pipes 22 and 23 are provided with opening and closing valves 22a and 23a, respectively, and by opening and closing the opening and closing valves 22a and 23a, helium gas and air are supplied to the mixing tank 20 or the supply is stopped. You can do it.
[0004]
The pressure gauge 24 is connected to a sequencer 25, and the sequencer 25 is connected to an opening / closing valve 22 a of the delivery pipe 22. When the test gas decreases by use and the pressure in the mixing tank 20 measured by the pressure gauge 24 decreases, the open / close valve 22a is opened by the control of the sequencer 25, and helium gas is supplied into the mixing tank 20. . Further, at this time, the opening / closing valve 23a is also opened, and an amount of air corresponding to the amount of helium gas replenished is supplied. This air and helium gas are mixed in the mixing tank 20 and the concentration of the test gas is set. become. In this case, the inspection gas is set to have a constant concentration, and the supplied helium gas and air are supplied while being controlled by the value of the pressure gauge 24 so as to be a constant ratio.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of mixing the test gas using the apparatus, the supply amount of helium gas and air is managed by the internal pressure of the mixing tank 20, and therefore, for example, dilution of helium gas by mixing with air When the amount of helium supplied to the mixing tank 20 is very small, such as when the helium gas is set to a low concentration by increasing the degree, or when the amount of inspection gas used in one inspection is small, There is a problem that control is difficult and the concentration of the inspection gas is not constant. In addition, the accuracy of diluting the helium gas to the set concentration depends largely on the resolution and responsiveness of the pressure gauge 24, and there is also a problem that the reproducibility of constantly mixing a constant concentration of inspection gas causes uncertainty. .
[0006]
Summary of the Invention
The present invention has been made to cope with the above-described problems, and an object of the present invention is to accurately set the inspection gas to a set concentration, and to maintain the concentration constant when the inspection gas is replenished. It is an object to provide a test gas mixing device and a mixing method that can be maintained at different concentrations or have different set concentrations.
[0007]
In order to achieve the above object, the inspection gas mixing apparatus according to the present invention is characterized by a tank for storing an inspection gas formed by mixing an inspection high-concentration gas and a dilution gas, and an inspection height in the tank. Inspection high concentration gas supply means for supplying concentration gas, dilution gas supply means for supplying dilution gas to the tank, pressure gauge for measuring the pressure in the tank, and inspection high concentration gas supply means to the tank Measurement of high-concentration gas flow meter for measuring high-concentration gas supplied, dilution gas flow meter for measuring dilution gas amount supplied from dilution gas supply means to tank, and pressure gauge measurement An inspection gas mixing apparatus comprising: a control means for controlling the amount of the inspection high concentration gas and the dilution gas supplied from the inspection high concentration gas supply means and the dilution gas supply means to the tank according to the result In the control means Calculates the residual amount of the test gas from the measurement results of the pressure gauge, integrated inspection dense phase gas flowmeter measurements from supplied to the tank from the high concentration gas supply means for checking the high-concentration gas amount for inspection Calculate the integrated value of the amount of dilution gas supplied to the tank from the dilution gas supply means from the measurement result of the dilution gas flowmeter, and use this calculated value to supply the high-concentration gas for inspection the amount to be in Rukoto to supply dilution gas amount and the high-concentration gas supply means for calculating and inspecting and high concentration gas and the diluent gas for inspection of the calculated amount from the diluent gas supply means to the tank.
[0008]
According to the characteristics of the present invention configured as described above, the inspection high concentration gas flow meter for measuring the amount of inspection high concentration gas supplied to the tank from the inspection high concentration gas supply means is provided with the inspection high concentration gas. It is provided in a state where it is connected to the supply means and the control means, and the measurement result measured by the high concentration gas flowmeter for inspection is transmitted to the control means. Accordingly, since the high-concentration gas for inspection supplied to the tank can actually be supplied while being measured by the high-concentration gas flowmeter for inspection, an accurate amount of high-concentration gas for inspection can be supplied to the tank.
[0010]
In this case, the inspection high-concentration gas flow meter detects the flow rate per unit time of the inspection high-concentration gas supplied from the inspection high-concentration gas supply means to the tank, and the inspection sensor detected by the flow sensor It is preferable to include an integrator that integrates the flow rate of the high-concentration gas.
[0011]
According to the characteristics of the present invention configured as described above, the amount of the inspection gas to be replenished is determined based on the measurement result of the pressure in the tank by the pressure gauge, and a certain amount of high concentration gas for inspection and dilution gas is determined from the amount. Rather than determining the supply amount, the test high concentration gas and dilution gas supplied to the tank are actually supplied while being measured with the high concentration gas flow meter and dilution gas flow meter. The concentration of the test gas can be grasped, and an accurate amount of gas can be supplied to the tank, and the concentration can be appropriately changed.
[0012]
Also, the control means allows the concentration of the inspection gas to be used to be set to a desired value, and even when the inspection is performed while changing the concentration as appropriate, the concentration of the inspection gas in the tank is set to the set concentration. As described above, since the high-concentration gas for inspection and the gas for dilution can be supplied to the tank, the inspection using the inspection gas having different concentrations can be performed by using one tank. In other words, it is not necessary to prepare a plurality of tanks containing inspection gases having different concentrations and use the tanks in accordance with the set concentration of the inspection gas.
[0013]
In addition, the inspection high-concentration gas flow meter is configured to include a flow sensor that detects high-concentration gas for inspection and an accumulator that integrates the flow of the high-concentration gas for inspection. The high-concentration gas can be supplied, and the amount of the inspection high-concentration gas supplied to the tank can be accurately grasped. Further, for example, the dilution gas flow meter is composed of a flow sensor for detecting the dilution gas supplied from the dilution gas supply means to the tank, and an integrator for integrating the flow of the dilution gas detected by the flow sensor. With this configuration, the dilution gas can be supplied with high accuracy, and the amount of the dilution gas supplied into the tank can be accurately grasped.
[0015]
In addition, the characteristic of the method for mixing the inspection gas according to the present invention is that the pressure in the tank containing the inspection gas formed by mixing the inspection high-concentration gas and the dilution gas is measured to determine the remaining amount of the inspection gas. Accumulate the flow of the high concentration gas for inspection and dilution gas supplied to the tank, and the inspection gas in the tank based on the integrated value of the high concentration gas for inspection and the integrated value of the dilution gas. The amount of the high concentration gas for inspection and the dilution gas to be supplied is calculated by calculating the step of calculating the concentration of the gas, the result calculated from both steps, and the amount of the high concentration gas for inspection and the dilution gas according to the set concentration And a step of supplying a calculated amount of high-concentration gas for inspection to the tank, and a step of supplying a calculated amount of dilution gas to the tank.
[0016]
Further, for example, a step of supplying the calculated amount of high-concentration gas for inspection to the tank, a step of supplying high-concentration gas for inspection to the tank while reading the flow rate, and integrating the flow rate to supply the integrated flow rate The process of stopping the supply when the amount of high concentration gas for inspection should be reached, and the process of supplying the calculated amount of dilution gas to the tank, the dilution gas tank while reading the flow rate And the step of integrating the flow rate and stopping the supply when the integrated flow rate reaches the amount of dilution gas to be supplied. This also makes it possible to supply high-concentration inspection high-concentration gas and dilution gas with high accuracy, and as a result, inspection with a leak inspection apparatus can be performed with high accuracy.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an inspection gas mixing apparatus 10 according to the embodiment. The mixing apparatus 10 includes a mixing tank 11 that contains a test gas. A helium gas delivery pipe 12, an air delivery pipe 13, a pressure gauge 14, and a test gas delivery pipe 15 are connected to the mixing tank 11. Has been. The helium gas delivery pipe 12 supplies helium gas, which is a high-concentration inspection gas, to the mixing tank 11, and the air delivery pipe 13 supplies air, which is a dilution gas for diluting helium gas, to the mixing tank. The pressure gauge 14 measures the pressure in the mixing tank 11, and the inspection gas delivery pipe 15 is connected to a leakage inspection device (not shown), and the inspection gas in the mixing tank 11 is inspected for leakage. Supply to the device.
[0018]
The helium gas delivery pipe 12 is provided with an opening / closing valve 12a, a helium gas flow rate adjustment valve 12b, a helium gas flow rate sensor 16 and a pressure reducing valve 12c. The pressure reducing valve 12c is mixed via the helium gas delivery pipe 12. A helium gas supply device 12d for supplying helium gas to the tank 11 is connected. Therefore, the helium gas sent out from the helium gas supply device 12d to the helium gas delivery pipe 12 is controlled by adjusting the pressure reducing valve 12c and the helium gas flow rate adjusting valve 12b, and the mixing tank is opened by opening the opening / closing valve 12a. 11 and the supply is stopped by closing the on-off valve 12a. The helium gas delivery pipe 12, the on-off valve 12a, the helium gas flow rate adjustment valve 12b, the pressure reducing valve 12c, and the helium gas supply device 12d constitute the high-concentration gas supply means for inspection of the present invention.
[0019]
A helium gas integrator 16 a is connected to the helium gas flow sensor 16. The helium gas flow sensor 16 detects helium gas passing through the helium gas delivery pipe 12 and calculates its instantaneous flow rate. By integrating the flow rate of helium gas per unit time passing through the pipe 12, the integrated flow rate of helium gas is displayed. The helium gas integrating meter 16a is connected to a sequencer 17 that is a control means, and the sequencer 17 is connected to the pressure gauge 14 and the open / close valve 12a.
[0020]
The sequencer 17 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and includes a basic unit that stores various programs and data and executes arithmetic processing based on the programs and data, an input unit, and an output unit. . The basic unit also stores data relating to the state of the mixing tank 11 set by the user, for example, various data such as the pressure in the mixing tank 11, the concentration of the inspection gas, and the amount of helium gas.
[0021]
Then, at the input unit, the measurement result of the pressure in the mixing tank 11 measured by the pressure gauge 14 is received as a signal, and the integrated value of the helium gas supply amount integrated by the helium gas integrating meter 16a is received as a signal. Then, the amount of the residual inspection gas in the mixing tank 11 is calculated from the measurement result of the pressure gauge 14, the calculated value of the amount of the residual inspection gas, the preset amount of the inspection gas, and the inspection gas The ratio of helium gas to air (concentration of helium gas) is compared to calculate the necessary amount of helium gas to be supplied to the mixing tank 11.
[0022]
Then, a signal is transmitted from the output unit, the on-off valve 12a is opened, and helium gas is sent from the helium gas supply device 12d to the mixing tank 11 through the helium gas delivery pipe 12. At that time, the helium gas flow sensor 16 and the helium gas integrator 16a detect the helium gas supplied into the mixing tank 11, and the supply amount is calculated and sent to the sequencer 17 as data. Therefore, when the necessary helium gas is supplied to the mixing tank 11, the open / close valve 12a is closed under the control of the sequencer 17, and the supply of helium gas to the mixing tank 11 is completed.
[0023]
The air delivery pipe 13 is provided with an opening / closing valve 13a, an air flow rate adjusting valve 13b, an air flow rate sensor 18 and a pressure reducing valve 13c. The pressure reducing valve 13c is connected to the mixing tank 11 via the air delivery pipe 13. Is connected to an air supply device 13d. Therefore, the air sent out from the air supply device 13d is supplied to the mixing tank 11 by opening the opening / closing valve 13a while the pressure and flow rate are controlled by adjusting the pressure reducing valve 13c and the air flow rate adjusting valve 13b, and the opening / closing valve 13a is closed. The supply is stopped. The air delivery pipe 13, the on-off valve 13a, the air flow rate adjusting valve 13b, the pressure reducing valve 13c, and the air supply device 13d constitute the dilution gas supply means of the present invention.
[0024]
The air flow sensor 18 is connected to an air integrator 18a. The air flow sensor 18 detects air passing through the air delivery pipe 13 and calculates its instantaneous flow rate. The air accumulator 18 a receives a signal from the air flow sensor 18 and passes through the air delivery pipe 13. Accumulate the air flow per hour and display the accumulated air flow. The air integrator 18a is connected to the sequencer 17, and the sequencer 17 is connected to the open / close valve 13a.
[0025]
The sequencer 17 controls the mixing tank 11 calculated from the measurement result when the pressure gauge 14 measures the pressure in the mixing tank 11, the pressure in the mixing tank 11 preset by the user, the concentration of the inspection gas, and the like. A necessary amount of air to be supplied is supplied to the mixing tank 11 by opening the opening / closing valve 13a. When it is determined by the air flow sensor 18 and the air accumulator 18a that the air supplied into the mixing tank 11 has reached the required amount of air, the open / close valve 13a is closed and the supply of air is terminated. . The supplied air is mixed with helium gas in the mixing tank 11 to become a test gas having a set concentration.
[0026]
Then, the inspection gas is supplied to the leakage inspection device via the inspection gas delivery pipe 15 and used for the inspection. The inspection gas delivery pipe 15 is provided with an opening / closing valve 15a. By opening / closing the opening / closing valve 15a, the inspection gas is supplied to the leakage inspection apparatus, or the supply thereof is stopped. Can do.
[0027]
Next, the case where the inspection gas in the mixing tank 11 is reduced and the high-concentration helium gas and dilution air are supplied using the inspection gas mixing apparatus 10 configured as described above will be described. To do. First, when the test gas in the mixing tank 11 is reduced by use, the pressure gauge 14 indicates that the pressure in the mixing tank 11 is decreasing. Then, the sequencer 17 calculates the amount of inspection gas in the mixing tank 11, and the amount of helium gas and air to be supplied is calculated from the calculation result.
[0028]
In this case, when the inspection gas having the same concentration as the concentration of the residual inspection gas in the mixing tank 11 is replenished, the supply amounts of helium gas and air are calculated at the same rate. In addition, when replenishing to a test gas having a concentration different from the concentration of the residual test gas, helium gas and air are adjusted so that the mixed gas of the residual test gas and the test gas to be supplemented has a set concentration. The amount of supply is calculated. In this calculation, the concentration of the residual inspection gas in the mixing tank 11 is calculated from the values of the supplied helium gas and air supplied by the helium gas integrator 16a and the air integrator 18a. This is done by calculating the amount of helium gas and air to be replenished and how much the total concentration becomes the set value.
[0029]
Next, the open / close valves 12a and 13a are opened under the control of the sequencer 17, and helium gas is supplied from the helium gas supply device 12d to the mixing tank 11 via the helium gas delivery pipe 12, and from the air supply device 13d. Air is supplied to the mixing tank 11 via the air delivery pipe 13. When the integrated flow rate of helium gas displayed on the helium gas integrator 16a reaches the calculated value, the open / close valve 12a is closed under the control of the sequencer 17 and the supply of helium gas is stopped. When the integrated air flow displayed on the air integrator 18a reaches the calculated value, the open / close valve 13a is closed under the control of the sequencer 17 and the supply of air is stopped.
[0030]
As a result, the residual inspection gas in the mixing tank 11 is mixed with the newly replenished helium gas and air, and the mixing tank 11 is filled with a predetermined amount of inspection gas having a set concentration. In addition, when supplying helium gas and air into the mixing tank 11, as described above, helium gas and air may be supplied simultaneously, or after supplying helium gas, air is supplied or air is supplied. Later, helium gas may be supplied. Further, other gases can be used as the high-concentration gas for inspection instead of helium gas, and nitrogen gas or the like can be used as the dilution gas instead of air.
[0031]
Furthermore, in this embodiment, helium gas and air are separately supplied to the mixing tank 11 using the helium gas delivery pipe 12 and the air delivery pipe 13, and helium is supplied to the delivery pipes 12 and 13, respectively. A gas flow sensor 16, a helium gas integrating meter 16a, an air flow sensor 18, and an air integrating meter 18a are provided. However, the helium gas delivery pipe 12 and the air delivery pipe 13 can be joined together and connected to the mixing tank 11 as a single delivery pipe so that helium gas and air can be supplied through the same delivery pipe.
[0032]
In this case, the helium gas delivery pipe 12 and the air delivery pipe 13 are provided with an opening / closing valve that is controlled to be opened and closed by the sequencer 17, and the helium gas delivery pipe 12 and the air delivery pipe 13 on the downstream side of the both opening / closing valves are joined. The apparatus can be simplified by providing one flow rate sensor and an integrating meter at each portion where the delivery pipes merge.
[0033]
As described above, in the mixing apparatus 10 according to the present embodiment, the supply amount of the helium gas to the mixing tank 11 is not controlled using only the measurement value of the pressure gauge 14, but the helium gas flow sensor 16 and the helium gas integration are performed. The amount of helium gas actually supplied to the mixing tank 11 is measured by an inspection high-concentration gas flow meter comprising a total 16a, and the supply is stopped when the amount reaches a set value. For this reason, the supply amount of helium gas can be accurately controlled.
[0034]
Similarly, the supply of air to the mixing tank 11 is also performed by measuring the amount of air actually supplied to the mixing tank 11 using a dilution gas flow meter comprising an air flow sensor 18 and an air integrator 18a. The supply is stopped when the amount reaches the set value. For this reason, the supply amount of air can also be accurately controlled. As a result, the mixed gas of helium gas and air supplied to the mixing tank 11 becomes a test gas having a set concentration.
[0035]
Further, according to the mixing apparatus 10, not only the concentration of the inspection gas is set to a constant value, but also the inspection gas can be mixed while changing the concentration by appropriately setting. Therefore, it is not necessary to prepare a plurality of mixing tanks containing test gases having different set concentrations and to use the tanks according to the purpose of use. An easy-to-use device that can use gas is obtained. That is, by using the helium gas integrating meter 16a and the air integrating meter 18a, the concentration of the inspection gas already supplied into the mixing tank 11 can be calculated, and the amount of helium gas and air to be replenished is calculated. By appropriately changing the above, it is possible to freely mix inspection gases having different concentrations.
[0036]
Further, the helium gas delivery pipe 12 is provided with a helium gas flow rate adjustment valve 12b and a pressure reducing valve 12c so that the pressure and flow rate of the helium gas supplied to the mixing tank 11 can be controlled. The amount can be controlled within a minute range. Similarly, the air delivery pipe 13 is provided with an air flow rate adjusting valve 13b and a pressure reducing valve 13c so that the air supplied to the mixing tank 11 can be controlled within a very small range. Therefore, even in the case of the inspection gas set to a low concentration or the inspection gas with a small amount of use, the concentration becomes stable.
[0037]
Moreover, according to the mixing apparatus 10, since the opening and closing valves 12 and 13a can be opened simultaneously to supply helium gas and air simultaneously, helium gas and air can be supplied to the mixing tank 11 in a short time. Efficiency is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a test gas mixing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of an inspection gas mixing apparatus according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mixing apparatus, 11 ... Mixing tank, 12 ... Helium gas delivery pipe, 12a, 13a ... Opening and closing valve, 13 ... Air delivery pipe, 14 ... Pressure gauge, 16 ... Helium gas flow sensor, 16a ... Helium gas integrating meter, 17 ... sequencer, 18 ... air flow sensor, 18a ... air accumulator.

Claims

A tank for storing an inspection gas formed by mixing an inspection high-concentration gas and a dilution gas;
Inspection high concentration gas supply means for supplying inspection high concentration gas to the tank;
Dilution gas supply means for supplying dilution gas to the tank;
A pressure gauge for measuring the pressure in the tank;
A high-concentration gas flow meter for inspection that measures the amount of high-concentration gas for inspection supplied from the high-concentration gas supply means for inspection to the tank;
A dilution gas flow meter for measuring the amount of dilution gas supplied from the dilution gas supply means to the tank;
Control means for controlling the amount of the inspection high-concentration gas and dilution gas supplied from the inspection high-concentration gas supply means and the dilution gas supply means to the tank according to the measurement result of the pressure gauge; In the inspection gas mixing device provided,
Said control means calculates a residual amount of the test gas from the measurement results of the pressure gauge, is supplied to the tank from the high-concentration gas supply means for the inspection from the measurement results of the test for a high concentration gas flowmeter An integrated value of the high concentration gas for inspection is calculated, and an integrated value of the amount of dilution gas supplied from the dilution gas supply means to the tank is calculated from the measurement result of the dilution gas flow meter. The amount of high concentration gas for inspection calculated from the calculated high concentration gas amount to be supplied and the amount of dilution gas to be supplied to the tank from the inspection high concentration gas supply unit and the dilution gas supply unit and mixing device of the test gas, it characterized that you supply a diluent gas.

Measuring the pressure in the tank containing the inspection gas formed by mixing the high-concentration inspection gas and the dilution gas, and calculating the remaining amount of the inspection gas;
The flow rates of the inspection high concentration gas and dilution gas supplied to the tank are integrated, and the concentration of the inspection gas in the tank is calculated from the integrated integrated value of the inspection high concentration gas and the integrated value of the dilution gas. A calculating step;
Calculating the amount of inspection high-concentration gas and dilution gas to be supplied by calculating the result calculated from both steps and the amount of inspection high-concentration gas and dilution gas according to the set concentration; and
Supplying a calculated amount of high-concentration gas for inspection to the tank;
Supplying a calculated amount of dilution gas to the tank;
An inspection gas mixing method comprising: