JP4567270B2 - シート型漏洩探査器を運転する方法並びに該方法を実施するために適したシート型探査器 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明はそれぞれ１つのフレームに張設された２つのシートを有し、被験体が挿入された状態で該シートがテスト室を制限しており、２つの真空ポンプを備えているシート型漏洩探査器を運転する方法であって、まずテスト室を排気し、この排気運転のあと漏洩探査運転に切換え、テスト室の排気期の間は両方の真空ポンプの一方だけを使用し、漏洩探査運転の間は第２の真空ポンプだけを使用する形式のものに関する（ドイツ国特許出願１９８４６７９９．０号）。さらに本発明は前記方法を実施するのに適した漏洩探査器にも関する。
【０００２】
前記原出願１９８４６７９９．０号によるインテグラルな漏洩探査では、被験体は測定前に既にテストガス、この場合にはヘリウムで充たされる。検査室内では存在する漏れによって侵出するヘリウムが検出される。自然の周辺空気はすでに小量のヘリウムを含んでいるが、これはたいてい無視することができる。充填プロセスによってこの割合は場合によっては強く上昇することがある。いまや漏洩探査器の検出システムは、測定されたヘリウムが被験体からのものであるか又は検査室に閉成された周辺空気からのものであるかを一義的に区別することはできなくなる。
【０００３】
本発明の課題は、原出願のシート型漏洩探査器を、周辺空気における高められたヘリウム濃度がミス測定をもたらさないように運転しかつ構成することである。
【０００４】
この課題は請求項に記載した特徴によって解決された。
【０００５】
本発明のさらなる利点と詳細については図示の実施例に基づき以下に説明する。
【０００６】
実施例
図１には概略に、ヒンジ２を介して結合されたフレーム３と４並びに該フレーム３，４に張設されたシート５，６とを有するシート型漏洩探査器１が示されている。
【０００７】
フレーム３，４は円形である。下方のフレームは有利には鋼から成る皿状の底８の縁部７に支えられている。シート５，６の上にあるフリース区分９は被験体が挿入された状態で連続したテスト室の形成を保証する。この種のシート型漏洩探査器の原理的な構造はＤＥ−Ａ−１９６４２０９９号に記載されている。下方のフレーム４は個々には詳細に示されていない複数の孔を備えている。これらの孔は被験体が挿入された状態で両方のシート５，６により形成されたテスト室の内部へ開口している。これらの孔には導管区分１０が接続され、該導管区分１０は弁１２を有する共通の導管１１を介して前真空ポンプ１３と接続されている。弁１２の上流側にて導管１１には圧力測定装置１４及び通気弁１５が接続されている。
【０００８】
下方のシート６はほぼ中央に導管接続１８を備えている。この導管接続部１８には導管区分１９、フィルタ２０及び弁２２を有する導管２１が接続されている。導管２１も圧力測定装置２３と通気弁２４とを備えている。
【０００９】
圧力測定装置２３の接続部と弁２２との間にある導管２１の区分は、互いに平行な２つの導管２６と２７を介して導管２８と接続されている。この導管２８はテストガス検出器２９と第２の真空ポンプ３０との間を延びている。導管２６には絞り弁３２がある。導管２７は弁３３を備えている。
【００１０】
前真空ポンプ１３は有利には単段に構成され、前真空ポンプ３０は２段に構成されている。ポンプ３０はガスバラスト装置を備えている。弁３１が開いている場合には空気（又はイナートガス）はポンプ３０へ流入する。
【００１１】
テストガス検出器２９内にはターボ分子真空ポンプ３５があり、ターボ分子真空ポンプ３５の出口は導管２８と接続されている。ターボ分子真空ポンプの入口には質量スペクトロメータ３６が接続されている。さらに圧力測定装置３７が導管２８における圧力を測定する漏洩検出器２９の構成部分を成している。
【００１２】
両方の導管１１と２８は弁１２と２２とに関し下流側で導管３８を介し接続されている。導管３８には導管２１も開口している。この導管３８内には導管２１の開口と導管２８の開口との間に弁４１と４２とがある。弁４１と４２との間にある導管３８の区分にはカップリング４５に接続された導管４４が開口している。カップリング４５は導管４４をスニフタ４８のスニフティング導管４７に接続するために用いられている。符号５１で示されたスニフタ４８のスニフティングゾンデはハンドグリップ５２とスニフティング先端５３とを有している。
【００１３】
スニフティングゾンデ５１を載置するためには保持体５４が設けられている。この保持体５４はシート型漏洩探査器１に固定されるか又は独立したスタンドとして構成されている。保持体５４は中空室５５を有し、該中空室５５は、スニフティングゾンデ５１が載置させられた場合に、スニフティング先端５３を受容する。さらにスニフティングゾンデ５１が載置させられた場合に中空室５５をハンドグリップ５２に対してシールするシール５６が設けられている。中空室５５には導管５７が接続されている。この導管５７はカップリング５８を介して、シート型漏洩探査器１のケーシングに配置された負圧スイッチ５９と接続されている。スニフティング導管４７としては公知の毛細管（直径約０．５ｍｍ）が用いられる。これはスニフティング先端５３により室５５内に生ぜしめられた負圧を迅速に負圧スイッチ５９に作用させる導管５７にも当嵌まる。
【００１４】
図１のシート型漏洩探査器１においては漏洩探査サイクルは自動的に行なわれる。この漏洩探査を制御するためにはブロック６１として示された制御センタが設けられている。この制御センタ６１にはすべての測定装置と、制御しようとするすべての構成部分とが接続されている。これはテスト室の閉鎖で作動されるスイッチにも当嵌まる。図示の実施例の場合には前記スイッチはフレーム３に設けられた金属ピン６２とフレーム４に配置されたセンサ６３とを有している。接近スイッチングであるセンサ６３は制御センタ６１と接続されている。又、電気的、機械的又は光学的に作動されるものであれ、他のスイッチを前記目的のために使用することもできる。
【００１５】
制御センタ６１と構成部分との間の多数の電気的な接続線は図面を見やすくするために図示していない。制御センタ６１には２つの信号ランプ６４，６５が接続されている。これらの信号ランプ６４，６５の一方は被験体が緊密であることが確認されると緑色に光り、他方は被験体が不緊密であることが確認されると赤色に光る。
【００１６】
原発明によるシート型漏洩探査器１が運転準備状態にある場合に、テスト室が−図１に示されているように−開かれるか又は上方のフレーム３が下方のフレーム４から引き離されると、全部の弁−弁４１を除いて−が閉じられている。１つの被験体を下のシート６の上に載せかつ上方のフレーム３を下方のフレーム４に載せたあとで接近スイッチ６２，６３が漏洩探査過程を開始させる。このためにはまず、当該システムに漏洩測定を誤らせる上昇させられたヘリウムバックグラウンドが存在するか否かが試験される。これは質量スペクトロメータ３６を用いて行なわれる。この質量スペクトロメータ３６が高すぎるバックグラウンドを告げると弁３１が開放され、ヘリウムバックグラウンドが無害な値をとるまでポンプ３０がガスバラストで運転される。
【００１７】
通常は高められたヘリウムバックグラウンドは存在していないので、テスト室の閉鎖と共に本来の漏洩探査サイクルも開始する。まず弁１２と２２とが開かれる。これはシート５，６の間の室のきわめて迅速な排気をもたらす。フリース区分９が存在する領域の外側で、互いに直接的に接触するシート５，６はテスト室のシールを形成する。
【００１８】
原発明の漏洩探査方法では、若干１００ｍｂａｒ（１００〜３００ｍｂａｒ）の圧力で絞り弁３２が開放される。絞り弁３２はターボ分子真空ポンプ３５にて必要な前真空室が許容されないほど高い値をとらないように設計されている。絞り弁３２が開放されると粗漏洩探査が開始される。ヘリウムが絞り弁３２を通って流れると、ヘリウムは向流でターボ分子ポンプ３５を通って質量スペクトロメータ３６に達する。ヘリウムが記録されると被験体は不緊密である。すなわち、漏洩探査サイクルは中断される。
【００１９】
ヘリウムがまだ記録されない場合には排気プロセスが続行される。圧力がターボ分子ポンプ３５の前真空圧の大きさである、装置２３にて測定された値に達すると、弁１２，２２および３２が閉じられかつ弁３３が開かれ、敏感な漏洩探査期が開始させられる。これはテストガスが記録され、したがって被験体が不緊密であると中断されるか又は所定の時間後に中断される。この場合にはあらかじめ決まった時間が定められているか又は圧力が（装置２３で測定されて）所定の値を下回るまで検査される。この時間帯内にテストガスが記録されないと、この結果からは被験体が緊密であると結論づけることができる。
【００２０】
敏感な漏洩探査の間は導管１９と２１と２７だけがテスト室と漏洩検出器２９との間の接続を成す。被験体の破裂はもはや見込まれない。通常は導管１９と２１との間にはあらゆる不純物を漏洩検出器２９から遠ざける粒子フィルタ２０が存在している。
【００２１】
原発明の漏洩探査サイクルの終了は、これまで開いていたすべての弁−弁４１を除いて−が閉じられ、弁１５，２４が開かれる形式で行なわれる。テスト室は通気され、上方のフレーム３は下のフレーム４から引き離される。有利であるのは、互いにヒンジ結合された両フレーム３，４がヒンジ２の領域で、図示されていないばね装置の作用下にあり、このばね装置の力が常に開放方向に作用していることである。ばね装置の力は、漏洩探査の間に発生した真空がテスト室を閉じた状態に保ち、フレーム３が通気過程の後で開放位置をとるように設定されている。
【００２２】
漏洩試験の間に被験体が不緊密であることが確認されると、利用者は漏洩個所を知ることに関心を持つようになる。このためには本発明によるシート型漏洩探査器はスニフタ４８を備えている。このスニフタ４８はスニフティング導管４７でカップリング４５を介して導管４４に接続されている。スニフタ４８が用いられない間は、スニフタ４８は保持体５４に置かれている。この保持体５４は既に記述した手段５５から５９までを備えている。これらの手段５５から５９までによって制御センタ６１はゾンデ５１が保持体５４に載置させられているか否かを識別する。他の手段−機械的、電気的又は誘導的に作動されるスイッチを前記目的のために使用することもできる。
【００２３】
保持体５４にゾンデ５１が存在している限り、すでに述べたように、弁４１は開放した状態に保たれる。スニフタはこれにより常時スタンドバイ状態にある。スニフタが保持体５４から取出されてはじめて弁４１が閉じかつ弁４２が開く。スニフタ４８を貫流するガス流はこれにより導管２８に達し、ポンプ３０により維持される。この状態でスニフティング漏洩探査が可能である。ヘリウムがスニフティング先端５３によって受容されると、ヘリウムは向流でターボ分子ポンプ３５を通って質量スペクトロメータ３６に達する。
【００２４】
制御センタ６１は、接近スイッチ６２，６３が閉じられている間はスニフタ４８が待機から漏洩探査運転への切換え（弁４１と４２との切換え）が行われないようにプログラミングされている。これによりミス測定につながるシート型漏洩探査器１とスニフタ４８とを介した同時の漏洩探査は回避される。
【００２５】
量的な漏洩探査に際しては通常は見つけ出された漏れのm/bar l/secで測定された漏れ値が探査者にとって興味深いことである。
【００２６】
しかし、大きな個数で製造された被験体の検査に際しては、被験体におけるテストガスの濃度の測定も興味深いことである。これはスニフティング先端５３が被験体へ刺設されるか又は被験体にて規定された漏れを発生させ、シート型漏洩探査器１にて漏洩探査サイクルを実施することで行うことができる。したがって、制御センタは図示されていないディスプレーにて漏洩値も濃度も読取り可能であるように構成されている。
【００２７】
図２にはフレーム３と４の構造が示されている。フレーム３と４はそれぞれ１つの外側のリング７１もしくは７２と内側のリング７３，７４から成っている。リング対の間にはシート５，６が固定、有利には接着されている。各内側のリングはそれぞれ対応する切欠き７５，７６に位置し、切欠き７５，７６は外側のリング７１，７２がテスト室に向いた領域にて互いに直接的に向合いかつこれによって張設されたシート５，６の平面を決定するように配置されている。外側の領域では内側のリング７３，７４は互いに直接的に向合っている。内側のリング７３，７４の間にはリップシール７７がある。シート５，６は各リング対の間のアングル状のギャップ内を延びかつ締込まれているか又は接着されている。
【００２８】
さらに図２においては、シール５，６がその間に被験体７９が挿入された状態でテスト室８０を形成していることが判る。フリース区分９は連続したテスト室８０の形成を保証する。
【００２９】
下方のフレーム４のリング７２は皿形の底８の縁７に支えられかつこれに接着されている（接着層７８）。上方のフレーム３には保持体が配属され、この保持体はフレーム３を外側からかつ部分的に上方から取囲む鋼製プロフィール８１により構成されている。フレーム３は軸方向で浮遊して鋼製のプロフィール８１に固定されているのでフレーム３は下降後に均一にフレーム４に載着される。テスト室８０の排気によって付加的に圧着力が生ぜしめられる。軸方向には鋼製プロフィール８１はフレーム３を越えて下方へ延びかつ下降運動の最終時期での案内を形成する。鋼製プロフィール８１をカバーするためには検出リング８５が役立つ。
【００３０】
さらに図２には環状のハンドグリップ８２を有するシート型漏洩探査器が示されている。このハンドクリップ８２にはスニフタ４８の保持体５４が固定されている。保持体５４には、スニフタ４８のゾンデ５１が保持体５４に載置されているか否かを識別可能にする手段が存在する。保持体５４とケーシング８６はカップリング５８内へ延び込む手納管ホース５７が延びている。
【００３１】
原発明の漏洩探査方法では、内部の汚染に基づくミス測定を回避する処置が提案されている。しかしミス測定は漏洩探査器の周辺空気が未知でかつ過剰のヘリウム濃度を有していることによっても可能である。したがって例えば制限された証明限界を知るか又は適当な形式で補償するためには少なくとも前記ヘリウム濃度の大きさを知ることが興味深いことである。
【００３２】
これは本願の追加の発明の対象ではテスト室８０が閉鎖される前に空気のヘリウム濃度が測定されることによって行われる。この時点でのこの測定を可能にするためには、原発明による漏洩探査方法では粗漏洩探査の間に開かれている絞り弁３２の構成が、導管２１における圧力が大気圧である場合にも開いているように変更されている。テスト室８０が開放されている場合には、絞り弁３２が開いた状態で小さな空気流が検出器２９の入口へ達する。質量スペクトロメータ３６は侵入する空気に存在するヘリウム濃度を記録する。連続的に測定された値は短時間（数秒で十分）に亘って例えば制御装置に記録される。
【００３３】
この処置によって空気におけるヘリウム濃度は、後続する漏洩探査プロセスに際して考慮される。このようなプロセスがフレーム４にフレーム３を載せることで開始されると、テスト室を閉じる直前に測定されかつ記録された空気中のヘリウム濃度の値が漏洩測定の評価に際して考慮される。被験体に漏れが見られると、例えば漏洩探査の自動的な修正が実施される。空気中のヘリウム濃度が高すぎる場合には視覚的又は聴覚的な警報が発せられることもできる。
【００３４】
重要であることは絞り弁３２が、導管２１が大気圧よりも低くてもターボ分子ポンプ３５の前真空圧が許容できない高い値をとらないように構成されていること、十分に小さい絞り開口を有していることである。絞り弁３２は少なくとも漏洩プロセスの開始前に漏洩探査室８０がまだ開かれている状態で開放させられていなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるシート漏洩探査器をその回路と共に概略的に示した図。
【図２】 シートが張設されたフレームの詳細を示した部分的な断面図。
【符号の説明】
１ 漏洩探査器、 ２ ヒンジ、 ３，４ フレーム、 ５，６ シート、 ７ 縁部、 ８ 底、 ９ フリース区分、 １０ 導管区分、 １１ 導管、 １２ 弁、 １３ 前真空室、 １４ 圧力測定装置、 １５ 通気弁、 １８ 導管接続部、 １９ 導管区分、 ２０ フィルタ、 ２１ 導管、 ２２ 弁、 ２３ 圧力測定装置、 ２４ 通気弁、 ２６，２７ 導管、 ２８ 導管、 ２９ テストガス検出器、 ３０ 真空ポンプ、 ３１ 弁、 ３２ 絞り弁、 ３３ 弁、 ３５ ターボ分子真空ポンプ、 ３６ 質量スペクトロメータ、 ３７ 圧力測定装置、 ３８ 導管、 ４１，４２ 弁、 ４４ 導管、 ４５ カップリング、 ４７ スニフティング導管、 ４８ スニフタ、 ５１ スニフティングゾンデ、 ５２ ハンドグリップ、 ５３ スニフティング先端、 ５４ 保持体、 ５５ 中空室、 ５６ シール、 ５７ 導管、 ５８ カップリング、 ５９ 負圧スイッチ、 ６１ 制御センタ、 ６２ 金属ピン、 ６３ センサ、 ６４，６５ 信号ランプ、 ７１，７２ リング、 ７３，４ リング、 ７５ 切欠き、 ７７ リップシール、 ７９ 被験体、 ８０ テスト室、 ８１ 鋼製プロフィール、 ８２ ハンドグリップ、 ８５ 検出リング、 ８６ ケーシング

Claims (3)

1. それぞれ１つのフレーム（３，４）に張設された２つのシート（５，６）を有し、すでにヘリウムで充填された被験体が挿入された状態で前記シート（５，６）がテスト室（８０）を制限しておりかつ２つの真空ポンプ（１３，３０）を備えているシート型漏洩探査器（１）を運転する方法であって、まず前記テスト室（８０）を排気し、この排気運転のあと漏洩探査運転に切換える形式のものにおいて、
   （イ）前記テスト室（８０）の第１の排気期の間は、導管（１１）を介して前記テスト室（８０）と接続された第１の真空ポンプ（１３）だけを使用すること、
   （ロ）漏洩探査運転の間は、導管（２１，２８）を介して前記テスト室（８０）に接続された第２の真空ポンプ（３０）だけを使用すること、
   （ハ）テストガス検出器（２９）の構成部分であるターボ分子ポンプ（３５）の出口が導管（２８）を介して第２の真空ポンプ（３０）に接続されていること、
   （ニ）漏洩探査運転が粗漏洩探査と敏感な漏洩探査とを含んでいること、
   （ホ）前記導管（２１，２８）が導管（２６）を介して、漏洩探査運転の間、粗漏洩探査に用いられる絞り弁（３２）に接続されており、大気圧が作用している場合でも前記ターボ分子ポンプ（３５）の前真空圧が許容されない高い値を取らないように前記絞り弁（３２）が設計されていること、
   （ヘ）前記絞り弁（３２）と前記テスト室（８０）とが漏洩探査の開始前に開放状態に維持されて、漏洩探査プロセスの開始前に周辺空気のヘリウム濃度が確認されること、
   （ト）前記絞り弁（３２）を通って流れる周辺空気のヘリウム濃度を連続的に記録しかつ記憶させること、
   （チ）前記テスト室（８０）の閉鎖前に測定されかつ記憶された、周辺空気のヘリウム濃度の値を、次いで行なわれる漏洩測定に際して考慮すること、
   以上、（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）、（ト）、（チ）を特徴とする、シート型漏洩探査器を運転する方法。
2. シート型漏洩探査器（１）が前記シート（５，６）のフレーム（３，４）の一方にある孔を介しても、前記シート（５，６）の一方に固定された接続管部（１８）を介しても排気可能であるシート型漏洩探査器を運転する方法において、前記テスト室（８０）が第１の排気期の間は前記孔だけを介して第１の真空ポンプ（１３）を用いて排気され、漏洩探査運転の間は第２の真空ポンプ（３０）に接続されている接続管片（１８）だけが用いられる、請求項１記載の方法。
3. 前記テスト室（８０）における全体的な漏洩試験で不緊密であると証明された被験体（７９）が次いで、スニフタを用いて漏洩部位を特定するために探査され、全体的な漏洩探査、スニフティング漏洩探査及び周辺空気におけるヘリウム濃度の測定に際して同じ検出器（２９）が使用される、請求項１又は２記載の方法。

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