JP4562303B2

JP4562303B2 - Leak test apparatus and leak test method

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Publication number: JP4562303B2
Application number: JP2001065710A
Authority: JP
Inventors: 清矢西村; 一成久保田; 秀美高橋
Original assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Current assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2002267565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被試験体内又はチャンバ内にトレーサガス（Ｈｅ等）を導入し、トレーサガスの漏れの有無又は許容限度以上の漏れがあるか否かを判定する漏洩試験装置及び漏洩試験方法に関し、特に、強度が低い容器等の被試験体の変形、破損及び漏洩の拡大を防止できる漏洩試験装置及び漏洩試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、漏洩試験装置（リークテスタ）として、特開平７−１０３８４５号公報には、燃料タンク及びドラム缶等の軟弱な容器等のように許容差圧以上の圧力を印加すると大きな漏れが発生する虞れがある被試験体の漏洩試験に適用することができる漏洩試験方法及び漏洩試験装置が開示されている。
【０００３】
図３は、特開平７−１０３８４５号公報に記載の漏洩試験装置を示す模式図である。図３に示すように、従来の漏洩試験装置においては、真空チャンバ１１２はその内側に、被試験体（ワーク）１１１を気密的に格納することができる。この被試験体１１１はパイプ１１７に連結されており、このパイプ１１７はチャンバ１２の外側に気密的に導出されている。そして、このパイプ１１７を介して被試験体１１１が排気ポンプ１１６に連結されている。このパイプ１１７にはバルブＶ１２が設けられている。また、このパイプ１１７には、空気源１２１及びトレーサガス供給源１２２が夫々パイプ１２３及び１２４を介して接続されており、被試験体１１１の内部に夫々エアー（空気）及びトレーサガス（Ｈｅ等）を導入するようになっている。パイプ１２３及びパイプ１２４には、夫々バルブＶ１４及びバルブＶ１５が設けられており、被試験体１１１に導入するエアー及びトレーサガスの流量を夫々バルブＶ１４及びバルブＶ１５の開度及び開閉時間により調整することができる。
【０００４】
一方、真空チャンバ１１２はパイプ１１８に連結されており、このパイプ１１８は排気ポンプ１１５に連結されている。また、このパイプ１１８にはバルブＶ１１が設けられている。更に、パイプ１１８には空気源１２５がパイプ１２６を介して接続されており、チャンバ１１２内にエアーを導入するようになっている。このパイプ１２６にはバルブＶ１３が設けられており、チャンバ１１２に導入するエアの流量をバルブＶ１３の開度及び開閉時間により調整することができる。差圧計１１４は、パイプ１１７及びパイプ１１８に接続されており、被試験体１１１内の圧力とチャンバ１１２内の圧力との差圧を検出する。また、チャンバ１１２には、トレーサガス検知器１１３が連結されている。
【０００５】
次に、このように構成された従来の漏洩試験装置を使用した漏洩試験方法について説明する。なお、予め、被試験体の強度等に応じて、変形、破損及び大漏れが生じない差圧の最大許容値が求められている。
【０００６】
先ず、チャンバ１１２内に被試験体１１１を装入し、被試験体１１１とパイプ１１７とを連結する。次に、排気ポンプ１１５，１１６を駆動し、バルブＶ１１，Ｖ１２を開にして、チャンバ１１２内及び被試験体１１１内を排気する。このとき、被試験体１１１の内側の圧力が外側の圧力（即ち、チャンバ１１２内の圧力）よりも大きくその差圧が前記最大許容値に近い場合は、マニュアルでバルブＶ１２を閉じて差圧を小さくする。逆に、被試験体１１１の外側の圧力が内側の圧力よりも大きくその差圧が最大許容値に近い場合は、マニュアルでバルブＶ１１を閉じて差圧を小さくする。差圧が小さくなれば、バルブＶ１２又はバルブＶ１１を再度開にする。このようにして、ユーザが差圧を管理しながら、マニュアルで被試験体１１１の内側と外側との差圧を最大許容値以下に維持しつつ、チャンバ１１２内の圧力をトレーサガス検知器１１３が正常に動作する圧力（例えば、１０ｍｂ以下）にする。その後、バルブＶ１１，Ｖ１２を閉じ、バルブＶ１５を開いて、被試験体１１１の内側と外側との差圧を最大許容値以下に維持しつつ、被試験体１１１内にトレーサガスを導入する。そして、トレーサガス検知器１１３により被試験体１１１から漏れて出たトレーサガスを検出する。
【０００７】
測定終了後は、以下のようにして大気圧まで戻す。先ず、バルブＶ１３，Ｖ１４を開く。そして、被試験体１１１の内側の圧力が外側の圧力よりも大きく、差圧が最大許容値に近い場合は、マニュアルでバルブＶ１４を閉じる。逆に、被試験体１１１の外側の圧力が内側の圧力よりも大きく、差圧が最大許容値に近い場合は、マニュアルでバルブＶ１３を閉じる。これにより、差圧を小さくすることができる。差圧が小さくなれば、バルブＶ１３又はＶ１４を再度開く。このようにして、ユーザが差圧を管理しながらマニュアルで差圧を最大許容値以下に維持しつつ、バルブＶ１３，Ｖ１４を開閉して、被試験体１１１及びチャンバ１１２内の圧力を大気圧にまで戻す。その後、チャンバ１１２内から被試験体１１１を取り出す。
【０００８】
従来の技術においては、被試験体１１１の内側の圧力と外側の圧力との差圧が被試験体１１１の強度等に基づいて設定された最大許容値以下になるように、差圧計１１４で差圧を測定しつつ、各バルブを操作して、被試験体１１１内及びチャンバ１１２内を排気するので、被試験体１１１が軟弱な容器等であっても、被試験体１１１の変形、破損及び大きな漏れの発生を回避できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術においては、被試験体１１１内外の圧力差を計測しながら、被試験体１１１及びチャンバ１１２内の排気を制御していたため、被試験体１１１内外の圧力差を計測する差圧計を取り付け、検査の都度、被試験体１１１内外の圧力差を検出する必要がある。また、ユーザが検査の都度、差圧を検出し、バルブを操作するため、試験時間が長くかかってしまうという問題点がある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、検査の都度、被試験体内外の差圧を検出することなく被試験体内外の排気を制御して試験時間を短縮することができる漏洩試験装置及び漏洩試験方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る漏洩試験装置は、被試験体を気密的に格納可能のチャンバと、このチャンバ内を排気するチャンバ内排気手段と、前記被試験体内を排気する被試験体内排気手段と、前記チャンバ内にエアーを導入する手段と、前記被試験体内にエアーを導入する手段と、前記被試験体又はチャンバの内部にトレーサガスを導入するトレーサガス導入手段と、導入されたトレーサガスが被試験体を通して漏れてくるトレーサガスを検出するトレーサガス検出手段と、前記チャンバ内及び前記被試験体内の少なくとも一方について、真空排気時及び／又はこの真空を破るためのエアー導入時に予め定められた制御パターンで前記チャンバ内排気手段及び前記被試験体内排気手段並びに／又は前記チャンバ内エアー導入手段及び前記被試験体内エアー導入手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御パターンは、同一又は類似の装置を使用し、前記チャンバ内及び前記被試験体内の圧力を測定しつつその圧力差が所定値以内になるように予め求められたものであることを特徴とする。
【００１３】
また、前記チャンバ内排気手段及び前記被試験体内排気手段は、夫々第１のバルブ及び第２のバルブを有し、前記制御手段は、前記制御パターンに基づいて前記第１及び第２のバルブの開閉時間及び／又は開度を制御するものとすることができる。更に、前記第１及び第２のバルブは、互いにバルブ径が異なるものであってもよい。
【００１４】
本発明に係る漏洩試験方法は、被試験体内にトレーサガスを導入しこの被試験体からのトレーサガスの漏れを検出する漏洩試験方法において、本発明に係る漏洩試験装置を使用して、前記チャンバ内及び前記被試験体内の少なくとも一方について、前記予め定められた制御パターンで前記チャンバ内及び／又は前記被試験体内の排気を制御することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る他の漏洩試験方法は、被試験体内にトレーサガスを導入しこの被試験体からのトレーサガスの漏れを検出する漏洩試験方法において、本発明に係る漏洩試験装置を使用して、前記チャンバ内及び前記被試験体内の少なくとも一方について、前記予め定められた制御パターンで前記チャンバ内及び／又は前記被試験体内のエアー導入を制御することを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、チャンバ内及び被試験体内の排気時又はエアー導入時に、予め定められた制御パターンにより、被試験体内制御手段及びチャンバ内制御手段を制御するため、被試験体の検査毎に被試験体内外の差圧を検出する必要がなく、試験時間が短縮化されると共に、チャンバ内及び被試験体内の排気又はエアー導入を制御パターンで制御するため、試験精度が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施例に係る漏洩試験装置を示す模式図である。
【００２０】
図１に示すように、真空チャンバ１２はその内側に、検査対象である被試験体（ワーク）１１を気密的に格納することができる。この被試験体１１はパイプ１７に連結されており、このパイプ１７はチャンバ１２の外側に気密的に導出されている。そして、このパイプ１７を介して被試験体１１が排気ポンプ１６に連結されている。このパイプ１７にはバルブＶ２が設けられている。また、このパイプ１７には、空気源２１及びトレーサガス供給源２２が夫々パイプ２３及び２４を介して接続されており、被試験体１１の内部に夫々エアー（空気）及びトレーサガス（Ｈｅ等）を導入するようになっている。パイプ２３及びパイプ２４には、夫々バルブＶ４及びバルブＶ５が設けられており、被試験体１１に導入するエアー及びトレーサガスの流量を夫々バルブＶ４及びバルブＶ５の開度により調整することができる。これらのパイプ１７、排気ポンプ１６及びバルブＶ２から被試験体内排気手段が構成されている。
【００２１】
一方、真空チャンバ１２はパイプ１８に連結されており、このパイプ１８は排気ポンプ１５に連結されている。また、このパイプ１８にはバルブＶ１が設けられている。更に、パイプ１８には空気源２５がパイプ２６を介して接続されており、チャンバ１２内にエアーを導入するようになっている。このパイプ２６にはバルブＶ３が設けられており、チャンバ１２に導入するエアの流量をバルブＶ３の開度及び開閉時間により調整することができる。これらのパイプ１８、排気ポンプ１５及びバルブＶ１からチャンバ内排気手段が構成されている。また、チャンバ１２には、トレーサガス検知器１３が連結されている。
【００２２】
更に、制御装置（制御手段）２０は、予め定められた制御パターンでバルブＶ１及びバルブＶ２の開度又は開閉時間を調整して、被試験体１１内及びチャンバ１２内の排気を制御する。なお、制御装置２０は、その内部に、例えば、予め定められた制御パターンにバルブＶ１及びバルブＶ２を制御するプログラムを記憶したメモリ及びこのプログラムを実行するＣＰＵ等を有しており、バルブＶ１及びＶ２の開閉を駆動している駆動部（図示せず）に所定の開閉パターンでバルブＶ１及びＶ２の開閉を指示する信号を出力する。駆動部は、制御装置２０からの制御信号によりバルブＶ１及びＶ２を開閉する。
【００２３】
また、制御装置２０は、予め定められた制御パターンでバルブＶ３、バルブＶ４及びバルブＶ５の開度又は開閉時間も調整して、夫々チャンバ１２内への大気の導入時、被試験体１１内への大気の導入時及び被試験体１１内へのトレーサガスの導入時にその供給量を制御する。
【００２４】
制御パターンは、漏洩試験を行う前に排気テストを行うか、又はシミュレーション計算によって、予め求めることができる。制御パターンを排気テストによって求める場合は、図１に示す漏洩試験装置又はこれに類似の装置を使用して、被試験体毎に、チャンバ１２内及び被試験体１１内の排気時に、チャンバ１２内及び被試験体１１内の圧力を測定しつつその圧力差を所定値以内とするバルブＶ１及びＶ２の排気制御パターンを求める。また、バルブＶ３乃至バルブＶ５においても、被試験体１１内へのトレーサガス導入時及びチャンバ１２内及び被試験体１１内へのエアー導入時に、被試験体１１内外の差圧を所定値以内とするバルブＶ３乃至Ｖ５の制御パターンを求める。
【００２５】
また、排気テストを行わず、例えば、被試験体１１及びチャンバ１２の容積及び強度、並びにエアー及びトレーサガスの流量等からシミュレーション計算により各バルブＶ１乃至Ｖ５を制御する制御パターンを求めてもよいが、排気テストを行って制御パターンを作成する方がその精度が高いため好ましい。
【００２６】
このように、各バルブＶ１乃至Ｖ５を制御する制御パターンにより、被試験体１１内外の差圧を検出することなく各バルブＶ１乃至Ｖ５を制御することができるため、上述の図３に示す従来例の漏洩試験装置のように、差圧計を設けて検査の都度、被試験体内外の差圧を検出する必要がない。
【００２７】
次に、本実施例の漏洩試験装置の制御パターンの求め方について更に詳細に説明する。制御パターンは、漏洩試験を行う装置と同一又は類似の装置を使用し、排気テストを行って作成することができる。本実施例に係る漏洩試験装置と同一の装置を使用する場合は、チャンバ１２内の圧力と被試験体１１内の圧力との差圧を検出する差圧計を取り付ける。即ち、上述の図１の漏洩試験装置において、チャンバ１２内と被試験体１１内との差圧を検出するための差圧計をパイプ１８とパイプ１７との間に接続する。また、類似の装置としては、例えば図３に示す従来と同様の漏洩試験装置等がある。排気テストでは、漏洩試験を行う装置の被試験体１１内及びチャンバ１２内の圧力差を所定値内に維持しつつ、排気又はエアー等を導入するための各バルブＶ１乃至Ｖ５の制御パターンを作成することができる装置であれば排気テスト装置として適用可能である。
【００２８】
本実施例においては、図１に示す漏洩試験装置に差圧計を接続したテスト用漏洩試験装置を使用し、チャンバ１２内及び被試験体１１内の排気時、被試験体１１内へのトレーサガス導入時、及びチャンバ１２内及び被試験体１１内へのエアー導入時にバルブＶ１乃至バルブＶ５を制御するための制御パターンを作成する場合について説明する。
【００２９】
先ず、チャンバ１２内に被試験体１１を装入し、被試験体１１とパイプ１７とを連結する。次に、排気ポンプ１５，１６を駆動し、バルブＶ１，Ｖ２を開にして、チャンバ１２内及び被試験体１１内を排気する。このとき、被試験体１１の内側の圧力が外側の圧力（即ち、チャンバ１２内の圧力）よりも大きくその差圧が大きい場合は、バルブＶ２を閉じて差圧を小さくする。逆に、被試験体１１の外側の圧力が内側の圧力よりも大きくその差圧が大きい場合は、バルブＶ１を閉じて差圧を小さくする。差圧が小さくなれば、バルブＶ２又はバルブＶ１を再度開にする。なお、チャンバ１２内及び被試験体１１内の差圧の最大許容値を被試験体の強度等に基づいて予め求めておき、この最大許容値以下になるようにバルブＶ１及びＶ２を開閉してもよい。このようにして、被試験体１１の内側と外側との差圧を所定値以下に維持しつつ、チャンバ１２内の圧力をトレーサガス検知器１３が正常に動作する圧力（例えば、１０ｍｂ以下）にする。その後、バルブＶ１，Ｖ２を閉じ、バルブＶ５を開いて、被試験体１１の内側と外側との差圧が大きくなりすぎないように維持しつつ、被試験体１１内にトレーサガスを導入する。そして、トレーサガス検知器１３により被試験体１１から漏れて出たトレーサガスを検出する。
【００３０】
測定終了後は、以下のようにして大気圧まで戻す。先ず、バルブＶ３，Ｖ４を開く。そして、被試験体１１の内側の圧力が外側の圧力よりも大きく、差圧が大きい場合は、バルブＶ４を閉じる。逆に、被試験体１１の外側の圧力が内側の圧力よりも大きく、差圧が大きい場合は、バルブＶ３を閉じる。これにより、差圧を小さくすることができる。差圧が小さくなれば、バルブＶ３又はＶ４を再度開く。このようにして、差圧を所定値以下に維持しつつ、バルブＶ３，Ｖ４を開閉して、被試験体１１及びチャンバ１２内の圧力を大気圧にまで戻す。その後、チャンバ１２内から被試験体１１を取り出す。
【００３１】
この一連の工程において、被試験体１１の外側と内側との差圧を所定値以下に維持しつつチャンバ１２内及び被試験体１１内の排気、被試験体１１内へのトレーサガス導入及び被試験体１１及びチャンバ１２内への大気圧導入を可能にする各バルブＶ１乃至Ｖ５の開閉時間及び開度等の制御パターンを作成する。
【００３２】
被試験体１１の外側と内側の差圧を所定値以下に維持する各バルブＶ１乃至Ｖ５の制御パターンとしては、例えば、各バルブＶ１乃至Ｖ５の開閉（オン・オフ）時間を制御するものがある。例えば、バルブＶ１のオン及びオフ（開く及び閉じる）時間を夫々１０及び２秒とし、バルブＶ２のオン及びオフ時間を夫々８秒及び４秒とし、バルブＶ１、Ｖ２のオン・オフの動作を、例えば５回を１サイクル（１分間）等として繰り返すことにより、排気を制御する。
【００３３】
また、各バルブＶ１乃至Ｖ５の開度を制御してもよい。例えば、バルブＶ１の開度を１分間に２０ｃｍ^３／ｍｍとし、バルブＶ２の開度を１分間に１００ｃｍ^３／ｍｍ等として排気を制御する。このように、各バルブＶ１乃至Ｖ５の制御パターンを、同種の寸法形状を有する被試験体１１毎に排気テストを行って作成する。
【００３４】
更に他の方法としては、各バルブＶ１乃至Ｖ５の径を異ならせ、バルブＶ１乃至Ｖ５の開度を調整することなく、バルブを開閉するのみで排気又は導入できる気体の流量を調整してもよい。例えば、１分間に５０ｃｍ^３／ｍｍ、７５ｃｍ^３／ｍｍ、１００ｃｍ^３／ｍｍ等の流量となるバルブを用意し、各バルブの開閉時間を制御する。
【００３５】
図２は、本実施例のバルブの取付例を示す模式図である。更にまた、図２に示すように、１本のパイプに複数のバルブＶ_A，Ｖ_B，Ｖ_Cを並列に設け、これらのバルブを選択的に開閉することにより差圧を調整するようにしてもよい。また、これらの方法を組み合わせることにより、より正確な圧力調整が可能となる。
【００３６】
次に、本実施例の漏洩試験装置の動作について説明する。前述のようにして制御パターンを作成した後、図１に示す漏洩試験装置により、漏洩試験を開始する。先ず、チャンバ１２内に被試験体１１を装入し、被試験体１１とパイプ１７とを連結する。次に、排気ポンプ１５，１６を駆動し、チャンバ１２内及び被試験体１１内を排気する。このとき、制御装置２０により、上述した排気テストで求められた制御パターンでバルブＶ１及びＶ２が開閉されることにより、被試験体１１内外の差圧が所定値以内に維持されたまま、チャンバ１２内及び被試験体１１内が排気され、チャンバ１２内の圧力がトレーサガス検知器１３が正常に動作する圧力（例えば、１０ｍｂ以下）に減圧される。その後、トレーサガス検知器１３により被試験体１１から漏れて出たトレーサガスを検出する。このときも、制御装置２０により、排気テストで求められた制御パターンでバルブＶ１，Ｖ２が閉じ、バルブＶ５が開き、被試験体１１の内側と外側との差圧が所定値以下に維持されたまま、被試験体１１内にトレーサガスが導入される。
【００３７】
試験終了後、被試験体１１内及びチャンバ１２内の圧力を大気圧にまで戻す。このときも、排気テストで求められた制御パターンでバルブＶ３，Ｖ４が開閉し、被試験体１１内外の差圧が所定値以下に維持されたまま、被試験体１１内及びチャンバ１２内にエアーが導入される。その後、チャンバ１２内から被試験体１１を取り出す。
【００３８】
本実施例においては、被試験体１１の内側の圧力と外側の圧力との圧力差が所定値以内になる排気制御パターンを予め求め、この制御パターンで各バルブを開閉して、被試験体内及びチャンバ内を排気する。この制御パターンにより、チャンバ１２内及び被試験体１１内の排気時に、被試験体１１内外の圧力差が所定値以内で維持できる。これにより、試験の都度、被試験体内外の差圧を検出することなく、自動的に被試験体１１内外の排気が制御できるため、被試験体が軟弱な容器等又はエンジン本体であっても、被試験体の変形、破損及び漏れの発生を回避できると共に、バルブＶ３乃至Ｖ５においても制御装置２０の制御パターンにより制御されるため、作業時間を短縮化し、作業効率を向上することができる。
【００３９】
次に、本発明の実施例に係る漏洩試験方法について説明する。図１に示す漏洩試験装置における制御装置２０の制御パターンは、漏洩試験を行う前に排気テストを行うか、又はシミュレーション計算によって、予め求めるものであるが、この制御パターンは、漏洩試験装置を製造するメーカ又は漏洩試験装置を使用するユーザ等により求めることができる。漏洩試験を実施する被試験体１１には、例えばオートバイの燃料タンク等があるが、予めその被試験体１１毎の制御パターンを求めておけば、同一の被試験体１１を試験する場合、同一の制御パターンを使用して漏洩試験を実施することができる。
【００４０】
漏洩試験装置を製造するメーカにより予め制御パターンを求めると、漏洩試験装置を使用するユーザは、排気テストをして制御パターンを求めることなく、漏洩試験を行うことができ、更にユーザが排気テスト用の装置が不要であるため、更に作業効率が向上すると共に漏洩試験を行う際のコストが低減される。
【００４１】
また、漏洩試験装置を使用するユーザが、排気テスト又はシミュレーション等を行って制御パターンを求めれば、ユーザが使用する環境等に応じて、最適な制御パターンを求めることができる。また、漏洩試験を実施する被試験体の寸法又は使用する材質等の設計変更等により、制御パターンを変更する必要がある場合等に迅速に対応することができる。
【００４２】
本実施例によれば、漏洩装置を制御する制御パターンは、漏洩装置を製造するメーカ及び使用するユーザのいずれか、又は両者により予め求めることができるため、コスト、及び作業性等の最適な条件を選択することができる。
【００４３】
なお、本実施例においては、被試験体１１及びチャンバ１２の排気時及び被試験体１１内への大気導入時、被試験体１１内へのトレーサガス導入時のいずれもパターン制御するものとしたが、これに限らず、少なくともいずれかのときに、パターン制御できるものとしてもよい。
【００４４】
また、本実施例においては、被試験体１１内にトレーサガスを導入するものとしたが、チャンバ１２内にトレーサガスを導入し、被試験体１１を通して被試験体１１内に漏れ出てくるトレーサガスを検査するものとしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明装置によれば、制御手段により、チャンバ内及び被試験体内の排気時に、予め定められた制御パターンでチャンバ内排気手段及び被試験体内排気手段を制御するため、装置に被試験体とチャンバとの差圧を検出する検出手段を設ける必要がなく、また、漏洩試験を行う都度、被試験体内外の差圧を検出する必要がないので、簡便で短時間且つ高精度で漏洩試験を行うことができる。また、本発明方法によれば、本発明装置を製造するメーカ又は使用するユーザのいずれにおいても制御パターンを求めることができ、最適な条件で作成された制御パターン使用することにより、漏洩試験を更に低コストで効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る漏洩試験装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例のバルブの取付例を示す模式図である。
【図３】特開平７−１０３８４５号公報に記載の漏洩試験装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１１、１１１；被試験体、１２、１１２；チャンバ、１７、１８、１１７、１１８；パイプ、１５、１６、１１５、１１６；排気ポンプ、１３、１１３；トレーサガス検知器、２０；制御装置、Ｖ１〜Ｖ５、Ｖ１１〜Ｖ１５；バルブ、１１４；差圧計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a leak test apparatus and a leak test method for introducing a tracer gas (He or the like) into a body to be tested or a chamber and determining whether there is a leak of the tracer gas or whether there is a leak exceeding an allowable limit. In particular, the present invention relates to a leakage test apparatus and a leakage test method that can prevent deformation, breakage, and expansion of leakage of a test object such as a container having low strength.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a leak tester (leak tester), Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-103845 discloses that a large leak may occur when a pressure higher than an allowable pressure difference is applied, such as a soft container such as a fuel tank or a drum can. A leak test method and a leak test apparatus that can be applied to a leak test of a test object are disclosed.
[0003]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a leak test apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-103845. As shown in FIG. 3, in a conventional leak test apparatus, a vacuum chamber 112 can store a device under test (workpiece) 111 in an airtight manner. The DUT 111 is connected to a pipe 117, and the pipe 117 is led out of the chamber 12 in an airtight manner. The device under test 111 is connected to the exhaust pump 116 via the pipe 117. The pipe 117 is provided with a valve V12. Further, an air source 121 and a tracer gas supply source 122 are connected to the pipe 117 via pipes 123 and 124, respectively, and air (air) and tracer gas (He or the like) are respectively provided inside the device under test 111. Is supposed to be introduced. The pipe 123 and the pipe 124 are respectively provided with a valve V14 and a valve V15, and the flow rates of the air and the tracer gas introduced into the device under test 111 are adjusted by the opening degree and the opening / closing time of the valve V14 and the valve V15, respectively. Can do.
[0004]
On the other hand, the vacuum chamber 112 is connected to a pipe 118, and this pipe 118 is connected to an exhaust pump 115. The pipe 118 is provided with a valve V11. Further, an air source 125 is connected to the pipe 118 through a pipe 126 so that air is introduced into the chamber 112. The pipe 126 is provided with a valve V13, and the flow rate of air introduced into the chamber 112 can be adjusted by the opening degree and the opening / closing time of the valve V13. The differential pressure gauge 114 is connected to the pipe 117 and the pipe 118 and detects a differential pressure between the pressure in the device under test 111 and the pressure in the chamber 112. A tracer gas detector 113 is connected to the chamber 112.
[0005]
Next, a leak test method using the conventional leak test apparatus configured as described above will be described. In addition, the maximum allowable value of the differential pressure that does not cause deformation, breakage, and large leakage is determined in advance according to the strength of the test object.
[0006]
First, the device under test 111 is inserted into the chamber 112 and the device under test 111 and the pipe 117 are connected. Next, the exhaust pumps 115 and 116 are driven, the valves V11 and V12 are opened, and the chamber 112 and the device under test 111 are exhausted. At this time, if the pressure inside the DUT 111 is larger than the pressure outside (ie, the pressure in the chamber 112) and the differential pressure is close to the maximum allowable value, the valve V12 is manually closed to reduce the differential pressure. Make it smaller. Conversely, if the pressure outside the DUT 111 is greater than the pressure inside and the differential pressure is close to the maximum allowable value, the valve V11 is manually closed to reduce the differential pressure. When the differential pressure decreases, the valve V12 or the valve V11 is opened again. In this way, while the user manages the differential pressure, the tracer gas detector 113 detects the pressure in the chamber 112 while maintaining the differential pressure between the inside and outside of the device under test 111 below the maximum allowable value. The pressure is set to a normal operating pressure (for example, 10 mb or less). Thereafter, the valves V11 and V12 are closed and the valve V15 is opened, and the tracer gas is introduced into the device under test 111 while maintaining the differential pressure between the inside and the outside of the device under test 111 below the maximum allowable value. Then, the tracer gas detector 113 detects the tracer gas leaked from the device under test 111.
[0007]
After the measurement is completed, the pressure is returned to atmospheric pressure as follows. First, the valves V13 and V14 are opened. When the pressure inside the DUT 111 is larger than the pressure outside and the differential pressure is close to the maximum allowable value, the valve V14 is manually closed. Conversely, when the pressure outside the DUT 111 is greater than the pressure inside and the differential pressure is close to the maximum allowable value, the valve V13 is manually closed. Thereby, the differential pressure can be reduced. When the differential pressure decreases, the valve V13 or V14 is opened again. In this way, while the user manages the differential pressure and manually maintains the differential pressure below the maximum allowable value, the valves V13 and V14 are opened and closed to bring the pressure in the device under test 111 and the chamber 112 to atmospheric pressure. Return to Thereafter, the device under test 111 is taken out from the chamber 112.
[0008]
In the conventional technique, the differential pressure gauge 114 makes a difference so that the differential pressure between the pressure inside the DUT 111 and the pressure outside the DUT is less than the maximum allowable value set based on the strength of the DUT 111 or the like. While measuring the pressure, each valve is operated to exhaust the inside of the device under test 111 and the inside of the chamber 112. Therefore, even if the device under test 111 is a soft container or the like, The occurrence of large leaks can be avoided.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique, the exhaust pressure in the device under test 111 and the chamber 112 is controlled while measuring the pressure difference between the inside and outside of the device under test 111. Therefore, the differential pressure gauge that measures the pressure difference inside and outside the device under test 111. It is necessary to detect the pressure difference between the inside and outside of the DUT 111 every time an inspection is performed. In addition, since the user detects the differential pressure and operates the valve each time an inspection is performed, there is a problem that it takes a long test time.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and can reduce the test time by controlling the exhaust inside and outside the test subject without detecting the differential pressure inside and outside the test subject at each inspection. An object is to provide a leak test apparatus and a leak test method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A leak test apparatus according to the present invention includes a chamber in which a device under test can be stored in an airtight manner, an in-chamber exhaust unit for exhausting the inside of the chamber, an in-unit exhaust unit for exhausting the test subject, and the chamber Means for introducing air, means for introducing air into the body under test, tracer gas introduction means for introducing tracer gas into the body under test or chamber, and the introduced tracer gas is the body under test Tracer gas detection means for detecting the tracer gas leaking through, and at least one of the inside of the chamber and the device under test, a control pattern predetermined at the time of evacuation and / or air introduction for breaking this vacuum in the chamber exhaust means and the tested body exhaust means and / or the chamber air introducing means and the tested body air Possess control means for controlling the input means, wherein the control pattern may be the same or using a similar device, the pressure difference is within a predetermined value while measuring the pressure in the chamber and the tested body Thus, it is obtained in advance .
[0013]
The chamber exhaust means and the device under test exhaust means have a first valve and a second valve, respectively, and the control means is configured to control the first and second valves based on the control pattern. The opening / closing time and / or opening degree can be controlled. Further, the first and second valves may have different valve diameters.
[0014]
The leak test method according to the present invention is a leak test method for introducing a tracer gas into a body under test and detecting the leak of the tracer gas from the test body using the leak test apparatus according to the present invention. for at least one of the inner and the tested body, and controlling the pre-Symbol the chamber and / or the exhaust of the body to be tested in a predetermined control pattern.
[0016]
Another leak test method according to the present invention uses a leak test apparatus according to the present invention in a leak test method for introducing a tracer gas into a test object and detecting the leak of the tracer gas from the test object . for at least one of the chamber and the tested body, and controlling the chamber and / or the air introduction in the body under test at the control pattern before Symbol predetermined.
[0018]
In the present invention, the control device within the device under test and the control device within the chamber are controlled by a predetermined control pattern at the time of exhausting or introducing air into the chamber and the device under test. It is not necessary to detect the pressure difference between the inside and outside of the test object, the test time is shortened, and the exhaust or air introduction in the chamber and the test object is controlled by the control pattern, so that the test accuracy is improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a leak test apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0020]
As shown in FIG. 1, the vacuum chamber 12 can store therein an object to be tested (workpiece) 11 in an airtight manner. This DUT 11 is connected to a pipe 17, and the pipe 17 is led out of the chamber 12 in an airtight manner. The device under test 11 is connected to the exhaust pump 16 via the pipe 17. The pipe 17 is provided with a valve V2. Further, an air source 21 and a tracer gas supply source 22 are connected to the pipe 17 via pipes 23 and 24, respectively, and air (air) and tracer gas (He, etc.) are respectively provided inside the device under test 11. Is supposed to be introduced. The pipe 23 and the pipe 24 are provided with a valve V4 and a valve V5, respectively, and the flow rates of air and tracer gas introduced into the device under test 11 can be adjusted by the opening degrees of the valve V4 and the valve V5, respectively. The pipe 17, the exhaust pump 16 and the valve V <b> 2 constitute an in-vivo exhaust means.
[0021]
On the other hand, the vacuum chamber 12 is connected to a pipe 18, and the pipe 18 is connected to an exhaust pump 15. The pipe 18 is provided with a valve V1. Further, an air source 25 is connected to the pipe 18 through a pipe 26 so that air is introduced into the chamber 12. The pipe 26 is provided with a valve V3, and the flow rate of air introduced into the chamber 12 can be adjusted by the opening degree and the opening / closing time of the valve V3. The pipe 18, the exhaust pump 15 and the valve V <b> 1 constitute a chamber exhaust means. A tracer gas detector 13 is connected to the chamber 12.
[0022]
Further, the control device (control means) 20 controls the exhaust in the device under test 11 and the chamber 12 by adjusting the opening degree or the open / close time of the valve V1 and the valve V2 with a predetermined control pattern. The control device 20 includes, for example, a memory that stores a program for controlling the valve V1 and the valve V2 in a predetermined control pattern, a CPU that executes the program, and the like. A signal instructing opening / closing of the valves V1 and V2 is output in a predetermined opening / closing pattern to a driving unit (not shown) driving the opening / closing of V2. The drive unit opens and closes the valves V1 and V2 according to a control signal from the control device 20.
[0023]
The control device 20 also adjusts the opening degree or opening / closing time of the valve V3, the valve V4, and the valve V5 with a predetermined control pattern, and enters the device under test 11 when the atmosphere is introduced into the chamber 12, respectively. The supply amount is controlled at the time of introducing the atmospheric air and at the time of introducing the tracer gas into the DUT 11.
[0024]
The control pattern can be obtained in advance by performing an exhaust test before performing a leak test, or by simulation calculation. When the control pattern is obtained by an exhaust test, the leak test apparatus shown in FIG. 1 or a similar apparatus is used, and the inside of the chamber 12 is exhausted in the chamber 12 and the test object 11 for each test object. Then, while measuring the pressure in the device under test 11, exhaust control patterns of the valves V1 and V2 are determined so that the pressure difference is within a predetermined value. In the valves V3 to V5, the differential pressure inside and outside the device under test 11 is kept within a predetermined value when the tracer gas is introduced into the device under test 11 and when air is introduced into the chamber 12 and the device under test 11. The control pattern of the valves V3 to V5 to be obtained is obtained.
[0025]
Further, without performing the exhaust test, for example, a control pattern for controlling the valves V1 to V5 may be obtained by simulation calculation from the volume and strength of the DUT 11 and the chamber 12 and the flow rates of air and tracer gas. It is preferable to create a control pattern by performing an exhaust test because its accuracy is high.
[0026]
As described above, the control patterns for controlling the valves V1 to V5 can control the valves V1 to V5 without detecting the differential pressure inside and outside the device under test 11, so that the conventional example shown in FIG. Unlike the leak test apparatus, it is not necessary to provide a differential pressure gauge to detect the pressure difference between the inside and outside of the body under test each time an inspection is performed.
[0027]
Next, how to obtain the control pattern of the leakage test apparatus of the present embodiment will be described in more detail. The control pattern can be created by performing the exhaust test using the same or similar device as the device performing the leak test. When the same apparatus as the leak test apparatus according to the present embodiment is used, a differential pressure gauge for detecting the differential pressure between the pressure in the chamber 12 and the pressure in the device under test 11 is attached. That is, in the leak test apparatus of FIG. 1 described above, a differential pressure gauge for detecting a differential pressure between the chamber 12 and the device under test 11 is connected between the pipe 18 and the pipe 17. Moreover, as a similar apparatus, for example, there is a leak test apparatus similar to the conventional one shown in FIG. In the exhaust test, a control pattern of each valve V1 to V5 for introducing exhaust or air or the like is created while maintaining the pressure difference in the device under test 11 and the chamber 12 of the apparatus for performing the leak test within a predetermined value. Any device that can do this is applicable as an exhaust test device.
[0028]
In the present embodiment, a test leak test apparatus in which a differential pressure gauge is connected to the leak test apparatus shown in FIG. 1 is used, and the tracer gas into the test object 11 is exhausted in the chamber 12 and the test object 11. A case will be described in which a control pattern for controlling the valves V1 to V5 is created at the time of introduction and when air is introduced into the chamber 12 and the DUT 11.
[0029]
First, the device under test 11 is inserted into the chamber 12, and the device under test 11 and the pipe 17 are connected. Next, the exhaust pumps 15 and 16 are driven, the valves V1 and V2 are opened, and the inside of the chamber 12 and the device under test 11 are exhausted. At this time, when the pressure inside the DUT 11 is larger than the pressure outside (that is, the pressure in the chamber 12) and the differential pressure is large, the valve V2 is closed to reduce the differential pressure. Conversely, when the pressure on the outside of the DUT 11 is larger than the pressure on the inside and the differential pressure is large, the valve V1 is closed to reduce the differential pressure. When the differential pressure decreases, the valve V2 or the valve V1 is opened again. Note that the maximum allowable value of the differential pressure in the chamber 12 and the device under test 11 is obtained in advance based on the strength of the device under test, and the valves V1 and V2 are opened and closed so as to be below this maximum allowable value. Also good. In this way, the pressure in the chamber 12 is set to a pressure (for example, 10 mb or less) at which the tracer gas detector 13 operates normally while maintaining the differential pressure between the inside and the outside of the device under test 11 at a predetermined value or less. To do. Thereafter, the valves V1 and V2 are closed and the valve V5 is opened, and the tracer gas is introduced into the device under test 11 while maintaining the pressure difference between the inside and the outside of the device under test 11 not to become too large. Then, the tracer gas leaked from the DUT 11 is detected by the tracer gas detector 13.
[0030]
After the measurement is completed, the pressure is returned to atmospheric pressure as follows. First, the valves V3 and V4 are opened. When the pressure inside the DUT 11 is larger than the pressure outside and the differential pressure is large, the valve V4 is closed. Conversely, when the pressure on the outside of the DUT 11 is greater than the pressure on the inside and the differential pressure is large, the valve V3 is closed. Thereby, the differential pressure can be reduced. When the differential pressure decreases, the valve V3 or V4 is opened again. In this way, while maintaining the differential pressure below a predetermined value, the valves V3 and V4 are opened and closed to return the pressure in the device under test 11 and the chamber 12 to atmospheric pressure. Thereafter, the device under test 11 is taken out from the chamber 12.
[0031]
In this series of steps, while maintaining the differential pressure between the outside and inside of the device under test 11 below a predetermined value, exhausting the chamber 12 and the device under test 11, introducing the tracer gas into the device under test 11, Control patterns such as opening / closing times and opening degrees of the valves V1 to V5 that allow introduction of atmospheric pressure into the test body 11 and the chamber 12 are created.
[0032]
As a control pattern of the valves V1 to V5 for maintaining the pressure difference between the outside and the inside of the device under test 11 below a predetermined value, for example, there is one that controls the opening / closing (on / off) time of the valves V1 to V5. . For example, the valve V1 is turned on and off (opened and closed) at 10 and 2 seconds, the valve V2 is turned on and off at 8 and 4 seconds, respectively, and the valves V1 and V2 are turned on and off. For example, exhaust is controlled by repeating five times as one cycle (one minute).
[0033]
Moreover, you may control the opening degree of each valve | bulb V1 thru | or V5. For example, exhaust is controlled by setting the opening of the valve V1 to 20 cm ³ / mm per minute and the opening of the valve V2 to 100 cm ³ / mm or the like. In this way, the control patterns of the valves V1 to V5 are created by performing the exhaust test for each device under test 11 having the same size and shape.
[0034]
As another method, the flow rate of gas that can be exhausted or introduced can be adjusted by simply opening and closing the valves without changing the diameters of the valves V1 to V5 and adjusting the opening of the valves V1 to V5. . For example, a valve having a flow rate of 50 cm ³ / mm, 75 cm ³ / mm, 100 cm ³ / mm, etc. per minute is prepared, and the opening / closing time of each valve is controlled.
[0035]
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of mounting the valve of this embodiment. Furthermore, as shown in FIG. 2, a plurality of valves V _A , V _B , V _C are provided in parallel on one pipe, and the differential pressure is adjusted by selectively opening and closing these valves. Also good. Further, by combining these methods, more accurate pressure adjustment becomes possible.
[0036]
Next, the operation of the leakage test apparatus of this embodiment will be described. After creating the control pattern as described above, the leak test is started by the leak test apparatus shown in FIG. First, the device under test 11 is inserted into the chamber 12, and the device under test 11 and the pipe 17 are connected. Next, the exhaust pumps 15 and 16 are driven to exhaust the chamber 12 and the DUT 11. At this time, the control device 20 opens and closes the valves V1 and V2 with the control pattern obtained in the above-described exhaust test, so that the pressure difference between the inside and outside of the device under test 11 is maintained within a predetermined value. The inside of the device under test 11 and the inside of the device under test 11 are evacuated, and the pressure in the chamber 12 is reduced to a pressure (for example, 10 mb or less) at which the tracer gas detector 13 operates normally. Thereafter, the tracer gas detector 13 detects the tracer gas leaked from the device under test 11. Also at this time, the control device 20 closes the valves V1 and V2 and opens the valve V5 with the control pattern obtained in the exhaust test, and the pressure difference between the inside and the outside of the DUT 11 is maintained below a predetermined value. The tracer gas is introduced into the DUT 11 as it is.
[0037]
After completion of the test, the pressure in the device under test 11 and the chamber 12 is returned to atmospheric pressure. Also at this time, the valves V3 and V4 are opened and closed according to the control pattern obtained in the exhaust test, and the air pressure in the device under test 11 and the chamber 12 is maintained while the differential pressure inside and outside the device under test 11 is maintained below a predetermined value. Is introduced. Thereafter, the device under test 11 is taken out from the chamber 12.
[0038]
In the present embodiment, an exhaust control pattern in which the pressure difference between the inner pressure and the outer pressure of the device under test 11 is within a predetermined value is obtained in advance, and each valve is opened and closed with this control pattern, The chamber is evacuated. With this control pattern, the pressure difference between the inside and outside of the device under test 11 can be maintained within a predetermined value when the chamber 12 and the device under test 11 are exhausted. Thus, the exhaust gas inside and outside the device under test 11 can be automatically controlled without detecting the differential pressure inside and outside the device under test at each test, so even if the device under test is a soft container or the engine body The deformation, breakage, and leakage of the device under test can be avoided, and the valves V3 to V5 are also controlled by the control pattern of the control device 20, so that the working time can be shortened and the working efficiency can be improved.
[0039]
Next, a leakage test method according to an embodiment of the present invention will be described. The control pattern of the control device 20 in the leak test apparatus shown in FIG. 1 is obtained in advance by performing an exhaust test before performing the leak test or by simulation calculation. This control pattern is used to manufacture the leak test apparatus. It can be obtained by the manufacturer who uses the leak test apparatus or the user who uses the leak test apparatus. The DUT 11 that performs the leak test includes, for example, a motorcycle fuel tank. If a control pattern for each DUT 11 is obtained in advance, the same DUT 11 is tested when the same DUT 11 is tested. A leakage test can be performed using the control pattern.
[0040]
When a control pattern is obtained in advance by a manufacturer that manufactures a leak test device, a user who uses the leak test device can perform a leak test without performing an exhaust test and obtaining a control pattern. Therefore, the working efficiency is further improved and the cost for performing the leak test is reduced.
[0041]
In addition, if a user who uses the leakage test apparatus obtains a control pattern by performing an exhaust test or a simulation, an optimum control pattern can be obtained according to the environment used by the user. In addition, it is possible to quickly cope with a case where it is necessary to change the control pattern due to a design change such as a dimension of a test object to be subjected to a leakage test or a material to be used.
[0042]
According to the present embodiment, the control pattern for controlling the leakage device can be obtained in advance by either or both of the manufacturer of the leakage device and the user who uses the leakage device. Can be selected.
[0043]
In this embodiment, the pattern control is performed both when the DUT 11 and the chamber 12 are exhausted, when the atmosphere is introduced into the DUT 11, and when the tracer gas is introduced into the DUT 11. However, the present invention is not limited to this, and pattern control may be performed at least at any time.
[0044]
In the present embodiment, the tracer gas is introduced into the device under test 11. However, the tracer gas is introduced into the chamber 12 and leaks into the device under test 11 through the device under test 11. It is good also as what inspects gas.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the apparatus of the present invention, the control means controls the exhaust means in the chamber and the exhaust means in the test object in a predetermined control pattern when exhausting the chamber and the test object. It is not necessary to provide a detection means for detecting the differential pressure between the device under test and the chamber in the apparatus, and it is not necessary to detect the pressure difference inside and outside the device under test every time a leak test is performed. A leak test can be performed with high accuracy. In addition, according to the method of the present invention, the control pattern can be obtained by either the manufacturer or the user who manufactures the device of the present invention. By using the control pattern created under the optimum conditions, the leakage test can be further performed. It can be carried out efficiently at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a leakage test apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of mounting a valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a leak test apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-103845.
[Explanation of symbols]
11, 111; test object, 12, 112; chamber, 17, 18, 117, 118; pipe, 15, 16, 115, 116; exhaust pump, 13, 113; tracer gas detector, 20; control device, V1 ~ V5, V11 ~ V15; valve, 114; differential pressure gauge

Claims

A chamber capable of airtightly storing the device under test, an in-chamber exhaust means for exhausting the inside of the chamber, an in-test body exhaust means for exhausting the test subject, and an in- chamber air for introducing air into the chamber Introducing means, introducing air into the DUT to introduce air into the DUT, tracer gas introducing means for introducing a tracer gas into the DUT or chamber, and the introduced tracer gas is a DUT. Tracer gas detection means for detecting the tracer gas leaking through, and at least one of the inside of the chamber and the device under test, a control pattern predetermined at the time of evacuation and / or air introduction for breaking this vacuum in the chamber exhaust means and the tested body exhaust means and / or the chamber air introduction means and the object to be trial Possess control means for controlling the body air introduction means, wherein the control pattern may be the same or using a similar device, the pressure difference while measuring the pressure in the chamber and the tested body is within a predetermined value A leak test apparatus characterized in that it is obtained in advance .

The chamber exhaust means and the device under test exhaust means have a first valve and a second valve, respectively, and the control means opens and closes the first and second valves based on the control pattern. leakage test unit according to claim 1, characterized in that for controlling.

The chamber exhaust means and the in-test object exhaust means have a first valve and a second valve, respectively, and the control means opens the first and second valves based on the control pattern. leakage test unit according to claim 1 or 2, characterized in that for controlling.

The leak test apparatus according to claim 2 or 3 , wherein the first and second valves have different valve diameters.

In a leak test method for introducing a tracer gas into a body under test and detecting a leak of the tracer gas from the body under test , using the leak test apparatus according to any one of claims 1 to 4, for at least one of the chamber and the tested body, leakage test method and controlling the evacuation of the chamber and / or the tested body in a controlled pattern before Symbol predetermined.

In a leak test method for introducing a tracer gas into a body under test and detecting a leak of the tracer gas from the body under test , using the leak test apparatus according to any one of claims 1 to 4, leakage test methods and controlling at least one for the previous SL said chamber and / or the air introduction in the body to be tested in a predetermined control pattern of the body and within the tested chamber.