JP4374241B2 - 対象物の密封性を測定するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の序文に従って、対象物の密封性を測定するためのシステムに関する。さらに本発明は請求項１３の序文に従って、対象物の密封性を測定するための方法に関する。

対象物の密封性は必要であり、又は色々な理由で対象物の密封性を測定する事が望まれる。例えば、密封性は環境問題や品質管理のために試験される事が求められる。漏れ試験をする事が求められる工業製品や公共事業の数は、近年非常に増加してきており、結局それは、環境問題と品質改善に対して高まる要求に依存する。漏れ試験を行う事が求められる製品の典型的な例は、商業、家庭及び自動車の用途のための冷凍システムの部材や、例えば燃料タンクやアルミニウムホイールのような自動車工業におけるガス運搬部材である。

多数の異なる方法が、対象物における液漏れを検出するのに用いられ得る。最も広く用いられる二つの方法はそれぞれ、石鹸水を用いるバブルテストとウォーターダンキングである。ここでは対象物はそれぞれ石鹸水と水に浸され、従って泡は漏れを示す。これら二つの方法は単純で低費用な方法であるが、感度は制限され、非常にオペレーターに依存しやすい。さらに高度な方法には、圧力減衰技術と以下に詳述するトレーサーガス技術がある。

上述の方法は全て、試験中の対象物又は対象物の周囲スペースがガス（しばしばそれは空気）で加圧され、ガスが漏れを介して流れるという原理に基づく。ガスが低圧側へ逃げる際、それは幾つかの方法で検出される。検出は目で見て泡を検出する事によって、又は漏れるガスの圧力、流れ又は実際の存在を検出するタイプの器械によってなされる。

トレーサーガス技術に基づいた漏れ試験のための方法を用いる際、トレーサーガスは漏れを検出するのに用いられる。このような方法は一般的に、漏れの通過後に検出器械によって検出され得るガスや混合ガスを用いる。今日最も一般的に用いられるトレーサーガスは、典型的に質量分析器で検出されるヘリウムである。他の一般的なトレーサーガスは、冷媒、六フッ化硫黄及び二酸化炭素である。

あるトレーサーガス法では、あるタイプの室やカバーが、試験中の完全な対象物又は対象物の一部の周りに位置する。次に、トレーサーガスは対象物内かカバー内のどちらかに加えられる。従って、カバーは対象物から漏れるトレーサーガスを集めるために用いられるか、トレーサーガスで満たされるかのどちらかである。後者では、漏れるトレーサーガスはカバーから漏れて対象物に入り、漏れるガスは試験された対象物の内部に集められる。トレーサーガスが加えられる場所（すなわち対象物内部又はカバー内部）は、従ってトレーサーガスの漏れ流の方向は場合ごとに決定され、試験されるべき対象物に依存する。

今日、本発明に関連するカバー又は対象物に漏れて入るトレーサーガスを検出するための一般的な方法は、いわゆる蓄積法である。この方法の原理は簡単に言えば、以下で記述されるように、対象物をトレーサーガスで満たし、カバー内の漏れるガスを検出する事である。しかし、それはもちろんカバーをトレーサーガスで満たし、対象物内の漏れるガスを検出するのにもまた適する。

蓄積法において、トレーサーガスで満たされた対象物から漏れるトレーサーガスは、蓄積時間として示される事前設定した時間の間にカバー内に蓄積され得る。カバー内のトレーサーガスの濃度は時間と共に増加し、トレーサーガスの漏れ流と、トレーサーガスが蓄積し得るカバーのボイドの体積とに依存する。ボイドの体積は以下において死空間（dead volume）として示される。

死空間内のトレーサーガスの濃度は以下の方程式に従って進展する。

この方程式から分かるように、平均のトレーサーガス濃度は、蓄積法における死空間に直接依存する。
トレーサーガスの漏れを測定する際に用いられた方法で結果を得るために、普通は高い感度と高い試験速度が最も重要な因子である。上の方程式から、蓄積法を用いて感度と試験速度を制限する主なパラメータは死空間である事が分かる。従って、できるだけ高い感度とできるだけ高い試験速度を達成するために、死空間はできるだけ小さくするべきである。

蓄積法を用いる漏れ試験のために、試験対象物の周りによりしっかりとフィットするカバーを作る事によって、死空間は厳密に幾何学的に減少させられる。しかしながら、特に試験対象物の幾何学が複雑ならば、幾何学的な体積減少のための費用は体積が小さくなるにつれて急速に増加する。

蓄積法を用いる漏れ試験のために死空間を減少させる別な方法は、体積内の全ガス圧を減少させる事である。これは一般的に真空室試験として知られ、質量分析器と組み合わせて広く用いられる。これら分析器は高真空で作動するので真空室試験に良く適し、ゆえに真空室に直接適用され得る。死空間は室における絶対圧に比例して大きくなる。死空間内のトレーサーガスの濃度は以下の方程式に従って進展する。

上の方程式から分かるように、死空間の影響は死空間内の圧力と周囲の圧力の間の比によって減少させられる。空間における全ガス圧の減少後に現れる死空間は、以下において効果的な死空間として示される。

室内の圧力を下げる事で死空間を減少させるシステムは一般的に、室の死空間においてガス分子の高速移動を保障するのに十分に低い圧力を用いる。ここでは、このような圧力は高真空として示される。室を高真空にする事により、ガス分子は漏れ地点から検出器まで高速度で動く。高真空を用いる別な利点は、効果的な死空間はしばしば非常に小さいので、蓄積を必要としない事である。

しかしながら、高真空システムは繊細で高価な高度技術のポンプと弁の両方を必要とする。実験により、このようなシステムは通常の産業環境で維持するには非常に難しく費用がかかる事も示されている。さらに、真空室試験において検出のためにしばしば用いられる質量分析器は非常に高価で複雑であり、ゆえに維持するのに費用がかさむ。従って、真空室試験のための資本投資と維持費用はどちらも高い。

対照的に、大気圧で試験するためのシステムを作り維持するのは比較的安い。これは、高価な真空ポンプや弁が必要でないという事実に拠るが、比較的安い電子漏れ検出器が非常に複雑な質量分析器の代わりに用いられるという事実にも拠る。しかしながら、死空間が減少させられないならば、大気圧で試験する事は試験速度が遅く感度が比較的に低い事を意味する。上述したように、カバーにおける死空間の幾何学的な空間減少のための費用は高いので、大気圧での試験は一般的に冷凍産業で定められる低い漏れ限度で漏れを測定するには適さず、燃料タンクやアルミニウムホイールのような大きな対象物に対しても適さない。

最も一般的に用いられるトレーサーガス（ヘリウム）は、比較的に高価なガスであり、再生可能な天然資源ではない。さらに、ヘリウムは試験装置の中に又は試験装置の周りにこぼれると、ヘリウムは表面に溜まる傾向があり、それにより多くのバックグラウンド信号や誤った漏れ信号を発生する。従って、ヘリウムがこぼれるとガスが分散するまで数分又は数時間も待った後、試験装置を再び使用する事になる。

従って、低圧（すなわち高真空）で蓄積法を用いる漏れ試験において、比較的に高い試験速度と高い感度を達成することは可能であるが、装置費用及び維持費用が高い。大気圧で蓄積法を用いる漏れ試験は、費用は比較的に安いが試験速度及び感度も比較的に低い、低圧での漏れ試験と同等である。

従って、試験されるべき対象物がカバーに包まれ、トレーサーガスが用いられる際は、密封性測定のために低い装置費用及び維持費用だけでなく、高い試験速度と高い感度を実現するために、システム改善と方法改善をする必要がある。

本発明の目的は、第一キャビティーを有する対象物の密封性を測定するための改善システムを提供することである。このシステムは、第二キャビティーを有する閉鎖室（第二キャビティー内で上記対象物を覆うように配される）と、上記第一キャビティーと第二キャビティーのどちらかの内部の圧力を周囲圧力に対して下げるよう配された排気手段と、トレーサーガスを高めの圧力にされた上記キャビティーのどちらかに供給するための供給手段と、上記トレーサーガスに反応する検出手段とを有する。

この目的は、請求項１の特徴部分に従って達成される。
システムがさらに、低めの圧力にされた上記キャビティのどちらかの内のトレーサーガスを上記検出手段の方へ輸送するために、トレーサーガス以外の輸送ガスを低めの圧力にされたキャビティーのどちらかに案内するように配された案内手段を有しており、上記排気手段がポンプを備えて成り、上記ポンプが、上記排気手段の入口に到達する到達ガスを室の周囲圧力まで圧縮するように配され、上記検出手段が排気手段を介して低めの圧力にされた上記キャビティーのどちらかと連通するように配され且つ上記室の周囲圧力で作動するように配され、上記トレーサーガスが水素であるために、低い装置費用及び維持費用だけでなく、比較的に高い試験速度と高い感度が実現できる。

さらに本発明の目的は、第一キャビティーを有する対象物の密封性を測定するための改善方法を提供する事である。この方法は、閉鎖室の第二キャビティー内に上記対象物を覆う事と、排気手段によって上記第一キャビティー及び第二キャビティーのどちらかの内部で周囲圧力に対して低めの圧力を実現する事と、供給手段によってトレーサーガスを高めの圧力にされた上記キャビティーのどちらかに供給する事と、上記トレーサーガスに反応する検出手段を用いて低めの圧力にされた上記キャビティーのどちらかにおいて上記トレーサーガスを検出する事とを有する。

この目的は、請求項１３の特徴部分に従って達成される。
この方法はさらに、上記低めの圧力にされたキャビティーのどちらかの内のトレーサーガスを排気手段を介して検出手段の方へ輸送するために、上記トレーサーガスを検出するステップが、案内手段によって、上記トレーサーガス以外の輸送ガスを低めの圧力にされたキャビティーのどちらかに案内するステップと、上記排気手段がポンプを備えて成り、上記ポンプが、上記排気手段の入口に到達する到達ガスを室の周囲圧力まで圧縮するステップと、圧縮されたガスを排気手段によって検出手段へ送るステップとに後続する事と、トレーサーガスを検出するステップが室の周囲圧力での検出を有する事と、トレーサーガスが水素である事とを有するために、低い装置費用及び維持費用だけでなく比較的に高い試験速度と高い感度を実現できる。

好ましい実施形態は従属請求項に示される。
本発明の他の対象物や特徴は、添付図に関連して考えられる以下の詳細な記述から明らかである。しかしながら、図はただ例示の目的で構成され、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示される。さらに、図は必ずしも一定の比率で描かれておらず、さもなければ示されておらず、それらは単にここで記述される構造及び手順を概念的に例示するものに過ぎない。

図１は本発明に従うシステム１を示す。システム１は、第一キャビティ３を有する対象物２の密封性又は不透過性を測定するのに用いられるように配される。システム１の第一の実施形態はトレーサーガス法を適用するのに適する。そこでは、試験されるべき対象物が室又はカバーに置かれる。とりわけ、システム１は上述した蓄積法を適用するのに適する。システム１は、第二キャビティー５、排気手段６、トレーサーガス８を供給するための供給手段７、トレーサーガス８に反応する検出手段９及び輸送ガスを案内するための案内手段１０を有する閉鎖室又はカバー４を有する。

室４は、第二キャビティー５内で漏れの試験をされるべき対象物２を覆うように配される。従ってこのキャビティ５は、試験されるべき対象物２を収容できる大きさと形を有する。対象物２が第二キャビティー５内に位置する時、第二キャビティー５に幾らかのボイドスペース（すなわち、死空間）があり、それは上記によれば蓄積法における試験速度と感度を制限する主なパラメータである。しかしながら下でより詳細に記述するように、本発明に従えば、試験されるべき対象物の周りによりしっかり適合する室を設けたり、死空間を減少させるためのシステムの部材内で非常に低い圧力（すなわち、高真空）を用いたりする事は必要でない。

システム１の第一の実施形態では、排気手段６が第二キャビティー５における圧力を室４の周囲圧力に対して下げるように配される。しかしながら、普通は室４の周囲圧力は、少なくともある程度死空間を減少させるために、排気前は第二キャビティー５内の圧力と同じである。

好ましくは、排気手段６は第二キャビティー５における圧力を、好ましくは０．１〜２５０ミリバール（mbar）に減少させるように配される。それにより、第二キャビティー５の実際の幾何学的な死空間の４分の１〜１０００分の１の大きさを有する、第二キャビティー５の効果的な死空間が得られる。排気手段６は、例えばメンブレンポンプのような従来のタイプのポンプ１３、入り口１１及び出口１２を有する。さらに、ポンプ１３は、第二キャビティー５から入り口１１まで到達するガスを室４の周囲圧力まで圧縮し、次いで圧縮ガスを出口１２に送るために配される。普通は室４の周囲圧力は大気圧である。

任意に、排気手段６は追加ポンプ１４及びポンプ弁１５も有する。追加ポンプ１４もまた、第二キャビティー５における圧力を所望の圧力まで下げるのに必要な排気時間を減少させるために第二キャビティー５に接続され、好ましくは入り口１１に接続される。ポンプ弁１５は追加ポンプ１４の影響を調整するために配される。例えば、追加ポンプ１４は圧力を５０〜９５０ミリバールの範囲内に減少させる事ができる安価なポンプである。このようなポンプの例は、いわゆるベンチュリ効果ポンプであるが、もちろん他のタイプのポンプもまた適する。

どんな漏れの検知も可能にするために、圧縮ガスのシリンダーのような供給手段７が、そこに接続された流れ調整装置と共に、検出可能なトレーサーガス８やトレーサーガス８を含む混合ガスを第一キャビティー３に供給するように配される。本発明に従えば、水素がトレーサーガスとして利用される。用いられる水素は好ましくは、５％の水素と９５％の窒素を含有する混合トレーサーガスに含まれ、最も一般的に用いられるトレーサーガスのヘリウムと比べて、大抵は非常に安い。さらに、水素はヘリウムのそれに比べて大体半分の粘性と半分の質量を有しており、従ってこのタイプの漏れ試験に好適である。水素は再生可能な天然資源でもある。さらに、ヘリウムが偶発的にこぼれる際に表面に残る傾向がある事に関連する上述の問題は、水素を用いる時は事実上存在しない事が確認された。ゆえに、ヘリウムの代わりに水素をトレーサーガスとして用いる事により、本質的に清掃時間が短くなり、従ってシステムの平均生産時間が増加する事になる。

対象物２において漏れがあれば、普通はトレーサーガス８は、トレーサーガス８の漏れ流を第一キャビティー３から第二キャビティーに導くために加圧される。
検出手段９はトレーサーガス８に反応し、第二キャビティー５におけるトレーサーガス８を（すなわち試験された対象物２から漏れて第二キャビティー５に入るトレーサーガス８を）検出するように配される。検出手段９は好ましくは、プローブ１７を有する検出器１６を有する。プローブは好ましくは、排気手段６の出口１２に位置するように配される。プローブ１７は出口１２におけるガスを感知し又は検出するように配され、例えば検出器１６に連通するサンプリングホースやセンサーである。従って、第一の実施形態において検出手段９は排気手段６を介して第二キャビティー５に連通するように配される。

ポンプ１３は、第二キャビティー５から来るガスを室４の周囲圧力まで圧縮し、その周囲圧力まで圧縮されたガスを出口１２へ排気するように配されるので、プローブ１７は周囲圧力で操作される。上述したように、普通は周囲圧力は大気圧であり、大気圧で作動する検出器は、質量分析器のような高真空で作動する検出手段よりも本質的に簡単で、複雑でない。さらに、第二キャビティー５における圧力は大気圧より低いにも関わらず、検出器１６が大気圧で作動し得るという事実によって、かつては利用不可能であった適用例において、多数のタイプの漏れ検出器が利用可能になる。加えて、非常に低い圧力（すなわち高真空）がシステム１において適用されないという事実によって、システム１において、より安価で複雑でない検出手段だけでなく、例えばポンプ、弁及び室シールを用いる事も可能である。それらは、高真空が適用されるシステムで利用される物に比べて、より安価で複雑でない。ゆえに本発明に従えば、一つのシステムの資本投資、運転費用及び維持費が非常に低い圧力で操作されるシステムと比べて、非常に安い。

たとえ第二キャビティー５における死空間が圧力を下げる事で減少させられても、以下の発明に従えばそれは非常に低い圧力（すなわち高真空）まで減少させられない。従って、死空間は満足できる高い試験速度が達成される程減少させられない。さらに試験速度の増加を可能にするために、システム１は案内手段１０を有する。案内手段１０は、第二キャビティー５におけるトレーサーガス８を検出手段９の方へ輸送するために、輸送ガスの連続流を第二キャビティー５に案内するように配される。従って案内手段１０は、第二キャビティー５におけるトレーサーガス８が検出手段９に到達する時間を減少させ、ゆえに試験速度を増加させるようにも配される。

蓄積法は蓄積時間を有するので、第一の実施形態における案内手段１０は、第二キャビティー５において蓄積されたガスを検出手段９の方へ輸送するために、蓄積時間の後で、制御時間の間、ガスを案内するために配される。案内手段１０は、輸送ガスの流れを調整できるように輸送ガスのための入り口２３と流れ調整手段１８を有する。例えば、輸送ガスは空気や窒素である。普通はシステム１の周囲から直接取り込まれた空気が輸送ガスとして用いられる。先の試験の間に又は偶然に周囲空気へ漏れたトレーサーガス８を、及び／又は他の混入物を、第二キャビティー５に案内されるべき輸送ガスから取り除くために、任意に案内手段１０はそのような混入物を取り除くための入り口２３に位置するフィルター２４も有する。フィルター２４により、本発明で用いられるトレーサーガスである、周囲空気において輸送ガスとして用いられる水素は酸化されて水になる。このようなフィルター２４の一つの例は、触媒フィルターである。最も一般的に用いられるトレーサーガスのヘリウムが水素に代わって用いられる時、ヘリウムは不活性ガスなので、周囲空気のヘリウムの残留物を取り除くのにそのようなフィルターは使用できない。従って、ヘリウムの代わりに水素を用いる事により、上述したようなフィルターを用いてトレーサーガスの汚染が簡単に且つ迅速に周囲空気又は輸送ガスから取り除かれる。カバーにおけるトレーサーガスの残留物は従来技術では良く知られた問題である。

さらに、輸送ガスは流れ調整手段１８と室４の間に位置する入り口２１を通って、第二キャビティー５に案内される。輸送ガスは、トレーサーガス８を検出できるようにトレーサーガス８以外のガスであり、検出手段は輸送ガスに対しては反応しない。

さらに、蓄積時間の間に蓄積を行うために、システム１は入り口２１に第一弁１９を、出口２２に第二弁２０を有する。第二弁は室４と排気手段６の入り口１１の間に位置する。代わりに、第一弁１９と第二弁２０は、例えばそれぞれ流れ調整手段１８と排気手段６のようなシステム１の他の部分に含まれ得る。

従って、案内手段１０を有するシステム１により、第二キャビティー５における圧力を非常に低い圧力（すなわち高真空）まで減少させたり、室４を対象物２に幾何学的に適合させたりする際に、死空間を減少させずに満足できる高い試験速度と感度を達成する事ができる。

図２はシステム１の第二の実施形態を示す。これは、試験されるべき対象物が室又はカバーの中に位置するトレーサーガス法を適用するために用いられるのに適する。とりわけ、第二の実施形態は、蓄積法の代わりにいわゆる定常状態解析法を用いる漏れ試験で用いられるのに適する。

定常状態解析法において、漏れるガスは集められ輸送ガスの連続流にされ、次に以下の方程式に従って、サンプルにおけるトレーサーガスの濃度が漏れ流と輸送流の間の比によって決定される。

従って、定常状態解析法において、サンプル濃度は直接死空間に依存しない。しかしながら、定常状態状況を（すなわち輸送流におけるトレーサーガスの定常状態濃度を）実現するのに必要な時間は、以下の方程式で記述されるように、カバーの死空間に依存する。

従って、定常状態解析法においても、死空間は試験速度を制限する重要なパラメータである。第二キャビティー５における圧力を下げる事により、定常状態条件に達するのに必要な時間を縮める減少した効果的な死空間が得られ、従って全体の試験速度が増加する。一方、小さな効果的な死空間は輸送流を減少させ、比較的に高い感度を与える事になる。

システム１の第二の実施形態は、案内手段１０、第一弁１９及び第二弁２０以外に関して、第一の実施形態と似ている。案内手段１０は制御時間の間に輸送ガスの連続流を案内するためにも配されるが、定常状態解析法は蓄積時間を有しないので、それは蓄積時間の後ではない。第一弁１９及び第二弁２０は第二の実施形態には含まれない。

図３はシステム１の第三の実施形態を示す。これは上述した蓄積法を用いる漏れ試験で用いられるように配される。第三の実施形態は、第一キャビティー３から第二キャビティー５への漏れの代わりに第二キャビティー５から第一キャビティー３への漏れを試験するために配される事を除いて、第一の実施形態と似ている。従って第三の実施形態において、排気手段６は、第二キャビティー５から漏れるガスが蓄積する死空間を減少させるために、第一キャビティー３における圧力を周囲圧力に対して下げるよう配される。しかしながら普通は周囲圧力は、排気前は第一キャビティー３内の圧力と同じである。

第二キャビティー５から第一キャビティー３への漏れを試験できるように、次に供給手段７がトレーサーガス８を第二キャビティー５へ供給するために配され、検出手段９が第一キャビティー３におけるトレーサーガスを検出するために配される。従って検出手段９は、排気手段６を介して第一キャビティー３に連通するために配される。さらに、案内手段１０は輸送ガスを第一キャビティー３に入れ検出手段９の方へ案内するために配される。第三の実施形態において、入り口２１は流れ調整手段１８と対象物２の間に位置し、出口２２は対象物２と排気手段６の入り口１１の間に位置する。

図４はシステム１の第四の実施形態を示す。これは上述した定常状態解析法を用いる漏れ試験で用いられるように配される。第四の実施形態は、案内手段１０、第一弁１９及び第二弁２０以外に関しては、第三の実施形態と似ている。第四の実施形態では案内手段１０は制御時間の間に輸送ガスの連続流を案内するためにも配されるが、定常状態解析法は蓄積時間を有しないので、それは蓄積時間の後ではない。第一弁１９及び第二弁２０は第四の実施形態には含まれない。

システム１の第五の実施形態（図示せず）は上述の蓄積法を用いる漏れ試験で用いられるように配される。第五の実施形態は、案内手段１０以外に関しては第三の実施形態と似ている。第五の実施形態では案内手段１０は、第一キャビティー３において蓄積されたトレーサーガス８を短くて集中したパルス（脈動）に圧縮するために、制御された量の輸送ガスを第一キャビティー３に案内するため配される。さらに、案内手段１０は、輸送ガスを案内する制御時間の第一パートの間に、制御された量を案内するため配される。案内手段１０は、制御時間の第二パートの間に、第一パートで創出されたパルスを検出手段９に輸送するために且つ輸送ガスの連続流を第一キャビティー３に案内するためにも配される。
一方、排気手段６はパルスを検出手段９に輸送するために、排気時間の間にガスを第一キャビティー３から排気するために配される。

第五の実施形態は好ましくはチューブのような対象物の漏れ試験に適するが、他の形状を有する対象物にもまた用いられる。さらに、システムが第二キャビティー５から第一キャビティー３への漏れ流の代わりに、第一キャビティー３から第二キャビティー５への漏れ流に備えるよう配される事を除いて、第五の実施形態に似ている実施形態を記述しないにしても、しかしながらそれは別な実施形態である。

第一の実施形態において、本発明に従う方法は、いわゆる蓄積法が第一キャビティー３を有する対象物２の密封性を測定するのに適用される際に用いられるのが適する。この方法に従えば、試験されるべき対象物２は、閉鎖室４の第二キャビティー５内に位置し、覆われる。次いで、漏れるトレーサーガス８が蓄積する効果的な死空間を減少させるために、室４の周囲圧力に対して低めの圧力が、排気手段６によって第二キャビティー５内で実現される。しかしながら普通は周囲圧力は、排気前は、第二キャビティー５内の圧力と同じである。第二キャビティー５における圧力は好ましくは、排気完了後は０．１〜２５０ミリバールに減少させられ、効率的な死空間は実際の幾何学的な死空間の４分の１〜１０００分の１の大きさに減少させられる事になる。

どんな漏れも検出できるように、検出できるトレーサーガス８が供給手段７によって第一キャビティー３に供給される。普通はトレーサーガス８は加圧される。対象物２の中で漏れがあれば、次にトレーサーガス８の漏れ流が圧力差のために第二キャビティー５に供給される。本発明に従えば、水素がトレーサーガスとして用いられる。漏れるトレーサーガス８は、入り口２１に位置する第一弁１９及び出口２２に位置する第二弁２０を閉じる事により、蓄積時間の間に第二キャビティー５に蓄積され得る。

第二キャビティー５における死空間は圧力を下げる事で減少させられられるにしても、以下の発明に従って非常に低い圧力（すなわち、高真空）まで減少させられない。従って死空間は、重要なパラメータ試験速度が満足のいく高さになる程には減少させられない。さらに試験速度を増加させるために、輸送ガスの連続流が蓄積時間後に案内手段１０によって制御時間の間に第二キャビティー５に案内される。次に第二キャビティー５における蓄積したトレーサーガス８が、輸送ガスによって排気手段６を介し、トレーサーガス８に反応する検出手段９の方へ案内される。輸送ガスの案内に先立って、任意に混入物がフィルターを用いて酸化させる事により取り除かれる。輸送ガスの案内により、第二キャビティー５におけるトレーサーガス８が検出手段９に到達するのにかかる時間が縮み、ゆえに試験速度が増加する事になる。輸送ガスの流れは、流れ調整手段１８によって調整される。排気手段６の入り口１１を介して排気手段６に達するトレーサーガス８は、ポンプ１３によって室４の周囲圧力まで圧縮され、排気手段６の出口１２を介して送り出され、周囲圧力にある検出手段９によって検出される。普通は周囲圧力は大気圧である。

第二の実施形態において、本発明に従う方法は、いわゆる定常状態解析法が第一キャビティー３を有する対象物２の密封性を測定するために適用される際に用いられるのに適する。第二の実施形態は、それがトレーサーガス８の蓄積ステップを有しない事を除いて、第一の実施形態と似ている。従って、輸送ガスはトレーサーガスの蓄積に先行されずに案内される。次いでさらに、トレーサーガス８の定常状態濃度が輸送ガス流の流れにおいて達成される時に、試験された対象物の密封性の内容が決定される。すなわちトレーサーガスの定常状態濃度がある時に、輸送ガスの流れにおけるトレーサーガス８の濃度を検出手段９で検出する事により密封性が測定される。

第三の実施形態において、本発明に従う方法は、いわゆる蓄積法が第一キャビティー３を有する対象物２の密封性を測定するために適用される際に用いられるのが適する。第三の実施形態は、それが第一キャビティー３から第二キャビティー５への漏れ流の代わりに第二キャビティー５から第一キャビティー３への漏れ流を意味する事を除いて、第一の実施形態と似ている。ゆえに、第三の実施形態において、第一キャビティー３の内部の圧力が低くされ、トレーサーガス８が第二キャビティー５内に供給される。蓄積ステップ後に輸送ガスは第一キャビティー３に案内され、第一キャビティー３内の漏れるトレーサーガス８は、排気手段６を介して第一キャビティー３に連通する検出手段９によって検出される。

第四の実施形態において、本発明に従う方法は、いわゆる定常状態解析法が第一キャビティー３を有する対象物２の密封性を測定するために適用される際に用いられるのに適する。第四の実施形態は、それが第一キャビティー３から第二キャビティー５への漏れ流の代わりに第二キャビティー５から第一キャビティー３への漏れ流を意味する事を除いて、第二の実施形態と似ている。ゆえに、第四の実施形態において、圧力が第一キャビティー３の内部で低くされ、トレーサーガス８が第二キャビティー５内に供給される。漏れるトレーサーガス８は排気手段６を介して第一キャビティー３に連通する検出手段９によって第一キャビティー３で検出され、輸送ガスは第一キャビティー３に案内される。

第五の実施形態において、本発明に従う方法は、制御された量の輸送ガスが輸送ガスを案内する制御時間の第一パートの間に案内される事を除いて、第三の実施形態と似ている。それによって、蓄積されたトレーサーガス８の短くて集中したパルスが創出される。制御時間の第二パートの間に輸送ガスの連続流が案内され、それによって、第一パートの間に創出されたパルスが検出手段の方へ輸送される。一方、パルスは排気時間の間に排気手段６によって排気される事により、検出手段の方へ輸送される。第五の実施形態は好ましくは、チューブのような対象物の漏れ試験で用いられる。
制御時間の第二パートが制御時間の第一パートの次に来るか、室４が閉じられている第一パートと第二パートの間に余分なパートがあっても良い。

さらに第五の実施形態の代わりの方法は、一回の制御時間の間に輸送ガスを案内する少なくとも二つのステップを有する。これらステップは次々に実施される。パルスが排気手段によって検出手段の方へ輸送されるならば、この方法は輸送ガスを案内する各ステップに対して排気時間も有する。

本発明は上述の実施形態に限定されず、以下の請求項の範囲内で変えられる。例えば、それは試験されるべき一つの対象物の一部で、室の周囲圧力は大気圧以外の圧力であっても良い。さらに案内手段は、一回より多くの制御時間の間に輸送ガスを案内するために配されても良い。排気手段は、詳細に記述したポンプと異なるタイプのポンプを有し、検出手段は記述した方法と異なる方法で構成されても良い。例えば、第一弁及び第二弁はシステムの離れた部材である代わりに、それぞれ流れ調整手段と排気手段に含まれても良い。

従って、好ましい実施形態に適用されたような本発明の基本的な新規な特徴を図示し記述し指摘してきたが、図示した装置の形状及び細部とそれら装置の操作において、様々な省略、置換え及び変更が本発明の精神から逸脱する事無く当業者によってなされると理解されよう。例えば、同じ結果を達成するために実質的に同じようにして実質的に同じ機能を果たし得る、それら要素及び／又は方法ステップの全ての組み合わせは本発明の範囲内である事を特に示す。加えて、本発明の開示された形状又は実施形態に関連して示され及び／又は記述された、構造及び／又は要素及び／又は方法ステップは、他の開示され又は記述され又は提示された形状又は実施形態に設計変更の一般的な問題として組み込まれるという事が確認されなければならない。ゆえに本発明は特許請求の範囲によって示される時にのみ限定される事となる。

図において、同じ参照番号は以下の図では似た要素を示す。
図１は、いわゆる蓄積法を用いるのに適する、本発明に従うシステムの第一の実施形態の概要図である。 図２は、いわゆる定常状態解析法を用いるのに適する、本発明に従うシステムの第二の実施形態の概要図である。 図３は、いわゆる蓄積法を用いるのに適する、本発明に従うシステムの第三の実施形態の概要図である。 図４は、いわゆる定常状態解析法を用いるのに適する、本発明に従うシステムの第四の実施形態の概要図である。

符号の説明

１ システム
２ 対象物
３ 第一キャビティー
４ 室
５ 第二キャビティー
６ 排気手段
７ 供給手段
８ トレーサーガス
９ 検出手段
１０ 案内手段

Claims (22)

1. 第一キャビティー（３）を有する対象物（２）の密封性を測定するためのシステム（１）にして、
   上記システム（１）が、第二キャビティー（５）を有する、該第二キャビティー（５）内で上記対象物（２）を覆うよう配された閉鎖室（４）と、上記第一キャビティー（３）と第二キャビティー（５）のどちらかの内部の圧力を周囲圧力に対して下げるために配された排気手段（６）と、トレーサーガス（８）を高めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかに供給するための供給手段（７）と、上記トレーサーガス（８）に反応する検出手段（９）とを有するシステムにおいて、
   上記システム（１）が、さらに、低めの圧力にされた上記キャビティ（３、５）のどちらかの内のトレーサーガス（８）を上記検出手段（９）の方へ輸送するために、上記トレーサーガス（８）以外の輸送ガスを低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかに案内するように配された案内手段（１０）を有しており、
   上記排気手段（６）がポンプ（１３）を備えて成り、上記ポンプ（１３）が、上記排気手段（６）の入口（１１）に到達する到達ガスを上記室（４）の上記周囲圧力まで圧縮するために配され、
   上記検出手段（９）が排気手段（６）を介して低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかと連通するように配され且つ上記室（４）の周囲圧力で作動するように配され、
   上記トレーサーガス（８）が水素である事を特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステム（１）において、上記案内手段（１０）が、上記輸送ガスを少なくとも一回の制御時間の間に、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかに案内するように配されている事を特徴とするシステム。
3. 請求項２に記載のシステム（１）において、上記案内手段（１０）が、上記輸送ガスを連続流で、少なくとも一回の制御時間の間に、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかに案内するように配されている事を特徴とするシステム。
4. 請求項２に記載のシステム（１）において、上記案内手段（１０）が、制御された量の上記輸送ガスを、少なくとも一回の制御時間の第一パートの間に、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかに案内するように配されている事を特徴とするシステム。
5. 請求項４に記載のシステム（１）において、上記案内手段（１０）がさらに、上記少なくとも一回の制御時間の第一パートの後に続く、少なくとも一回の制御時間の第二パートの間に、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかに上記輸送ガスの連続流を案内するように配されている事を特徴とするシステム。
6. 請求項４に記載のシステム（１）において、上記排気手段（６）がさらに、トレーサーガス（８）を、排気時間の間に、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかから上記検出手段（９）の方へ排気するように配されている事を特徴とするシステム。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム（１）において、上記輸送ガスが空気又は窒素である事を特徴とするシステム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム（１）において、該システム（１）がさらに、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかの入り口（２１）に位置する第一弁（１９）と、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかの出口（２２）に位置する第二弁（２０）とを備えて成る事を特徴とするシステム。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム（１）において、該システム（１）がさらに、上記案内手段（１０）の入り口（２３）にフィルター（２４）を備えて成る事を特徴とするシステム。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム（１）において、上記第一キャビティー（３）が低めの圧力にされる事を特徴とするシステム。
11. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム（１）において、上記第二キャビティー（５）が低めの圧力にされる事を特徴とするシステム。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム（１）において、上記対象物（２）がアルミニウムホイール又はアルミニウム合金ホイールである事を特徴とするシステム。
13. 第一キャビティー（３）を有する対象物（２）の密封性を測定するための方法にして、上記方法が、閉鎖室（４）の第二キャビティー（５）内で上記対象物（２）を覆うステップと、排気手段（６）によって、上記第一キャビティー（３）と第二キャビティー（５）のどちらかの内部で、周囲圧力に対して低めの圧力を実現するステップと、供給手段（７）によって、トレーサーガス（８）を高めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかに供給するステップと、上記トレーサーガス（８）に反応する検出手段（９）を用いて、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかにおいて上記トレーサーガス（８）を検出するステップとを有する方法において、
    上記低めの圧力にされたキャビティー（３、５）のどちらかの内のトレーサーガスを上記排気手段（６）を介して上記検出手段（９）の方へ輸送するために、上記トレーサーガス（８）を検出するステップが、案内手段（１０）によって、上記トレーサーガス（８）以外の輸送ガスを低めの圧力にされたキャビティーのどちらかに案内するステップと、上記排気手段（６）がポンプ（１３）を備えて成り、上記ポンプ（１３）が、上記排気手段（６）の入口（１１）に到達する到達ガスを上記室（４）の上記周囲圧力まで圧縮するステップと、上記圧縮されたガスを上記排気手段（６）によって上記検出手段（９）へ送るステップとに後続する事と、
    上記トレーサーガス（８）を検出する上記ステップが上記室（４）の上記周囲圧力での検出を有する事と、
    上記トレーサーガスが水素である事と、
    を特徴とする方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、上記輸送ガスを低めの圧力にされたキャビティー（３、５）のどちらかに案内するステップが、少なくとも一回の制御時間の間に実行される事を特徴とする方法。
15. 請求項１４に記載の方法において、上記輸送ガスを少なくとも一回の制御時間の間に低めの圧力にされたキャビティー（３、５）のどちらかに案内するステップがさらに、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかのトレーサーガスを上記検出手段（９）の方へ輸送するために、上記輸送ガスを連続流で案内する事を備えて成る事を特徴とする方法。
16. 請求項１４に記載の方法において、上記輸送ガスを少なくとも一回の制御時間の間に低めの圧力にされたキャビティー（３、５）のどちらかに案内するステップがさらに、短くて集中したパルスを創出するために、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかにおける蓄積されたトレーサーガス（８）を圧縮すべく、制御された量の輸送ガスを少なくとも一回の制御時間の第一パートの間に案内する事を備えて成る事を特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、上記輸送ガスを少なくとも一回の制御時間の間に低めの圧力にされたキャビティー（３、５）のどちらかに案内する上記ステップがさらに、上記パルスを上記検出手段（９）の方へ輸送するために、上記少なくとも一回の制御時間の第一パートの後に続く、少なくとも一回の制御時間の第二パートの間に輸送ガスを連続流で案内する事を備えて成る事を特徴とする方法。
18. 請求項１６に記載の方法において、上記方法がさらに、上記パルスを上記検出手段（９）の方へ輸送するために、上記排気手段（６）によって少なくとも一回の制御排気時間の間に、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかから輸送ガスを排気するステップを備えて成る事を特徴とする方法。
19. 請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法において、上記トレーサーガス（８）以外の輸送ガスを低めの圧力にされた上記キャビティーのどちらかに案内するステップが、低めの圧力にされた上記キャビティー（３、５）のどちらかにおいてトレーサーガス（８）を蓄積するステップに後続する事を特徴とする方法。
20. 請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の方法において、輸送ガスを案内する上記ステップがさらに、上記案内の前に、フィルター（２４）を用いて上記輸送ガスにおける混入物を取り除く事を備えて成る事を特徴とする方法。
21. 請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の方法において、上記第一及び第二キャビティー（３、５）のどちらかの内部で低めの圧力を実現するステップが、上記第一キャビティー（３）において低めの圧力を実現する事を備えて成る事を特徴とする方法。
22. 請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の方法において、上記第一及び第二キャビティー（３、５）のどちらかの内部で低めの圧力を実現するステップが、上記第二キャビティー（５）において低めの圧力を実現する事を備えて成る事を特徴とする方法。

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