JP5102155B2 - Leak point detector - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、冷蔵庫やクーラーなどの製造工程における冷媒循環回路の漏れ試験等、タンク等の密閉容器や流体送通用の配管回路を有する各種機器の漏れ試験に用いることができるリーク点検出器に関する。 The present invention is, for example, a leak point detector that can be used for a leak test of various devices having a closed container such as a tank or a piping circuit for fluid delivery, such as a leak test of a refrigerant circulation circuit in a manufacturing process of a refrigerator or a cooler. About.
冷蔵庫やクーラーなどの製造工場における冷媒循環回路の漏れ試験等、タンクや流体送通用の配管回路を有する各種機器の漏れ試験に用いることができるリーク点検出器の一例として、特許文献1記載の技術を公知例として挙げることができる。
この特許文献1記載のリーク点検出器(ガスアナライザ)は、リーク点探索用ガスパイプ(ガス吸引用パイプ)と、探索点周辺の参照用ガス(例えば大気)を吸引するための参照ガス用ガスパイプと、これらガスパイプが選択的に接続されるキュベットを有する赤外線ガスアナライザと、この赤外線ガスアナライザの前記キュベットに対してリーク点探索用ガスパイプ及び参照ガス用ガスパイプを選択的に接続するための電磁弁と、ガス吸引用のポンプとを有し、キュベットに導くガスを電磁弁で切り換えて、リーク点探索用ガスパイプで吸引したガスと参照ガス用パイプで吸引したガスの成分の差による赤外線吸収量の違いにより、リーク点を検出する構成となっている。特許文献1では、検査対象機器に赤外線活性のテストガスを導入しておき、リーク点探索用ガスパイプで吸引したガス中に含まれるテストガスを、赤外線ガスアナライザでの赤外線吸収量の測定値から検出することで、リーク点を検出する技術を開示している。
The leak point detector (gas analyzer) described in Patent Document 1 includes a leak point search gas pipe (gas suction pipe), and a reference gas gas pipe for sucking a reference gas (for example, the atmosphere) around the search point. An infrared gas analyzer having a cuvette to which these gas pipes are selectively connected; and a solenoid valve for selectively connecting a leak point search gas pipe and a reference gas gas pipe to the cuvette of the infrared gas analyzer; A gas suction pump is used, and the gas led to the cuvette is switched by a solenoid valve, and due to the difference in the amount of infrared absorption due to the difference in the components of the gas sucked by the leak point search gas pipe and the gas sucked by the reference gas pipe The leak point is detected. In Patent Document 1, an infrared-active test gas is introduced into a device to be inspected, and a test gas contained in a gas sucked by a leak point search gas pipe is detected from a measurement value of an infrared absorption amount by an infrared gas analyzer. Thus, a technique for detecting a leak point is disclosed.
しかしながら、上述の特許文献1記載のリーク点検出器は、ガス吸引用の2本のパイプ、電磁弁、電磁弁の切り換え制御用の制御回路が必要な構成であり、構造が複雑であり、コストも高く付くといった問題があった。また、電磁弁は機械構造であり、他の構成品である電子部品等に比べて寿命が短いという欠点があった。
また、このリーク点検出器は、電磁弁によって、リーク点探索用ガスパイプと参照ガス用ガスパイプのキュベットに対する接続を短時間で交互に切り換える構成になっているが、ガス吸引用のポンプは連続運転されるためポンプの寿命、バッテリ電源の寿命にも影響があった。
バッテリ電源に関しては、乾電池(例えばIEC 80086あるいはJIS 8500に適合するもの)等の小型のものを使用すると短期間で交換せねばならなくなり、鉛蓄電池等の比較的大型のものを使用すると重量が大きいためリーク点検出器の可搬性に大きな影響を与える。
However, the above-described leak point detector described in Patent Document 1 has a configuration that requires two pipes for gas suction, a solenoid valve, and a control circuit for switching control of the solenoid valve, has a complicated structure, and costs. There was a problem that it was too expensive. In addition, the electromagnetic valve has a mechanical structure and has a drawback that it has a shorter life compared to other components such as electronic components.
In addition, this leak point detector is configured to alternately switch the connection of the leak point search gas pipe and the reference gas gas pipe to the cuvette in a short time by a solenoid valve, but the gas suction pump is continuously operated. Therefore, the life of the pump and the life of the battery power source were also affected.
Regarding battery power, if a small battery such as a dry battery (for example, one that conforms to IEC 80086 or JIS 8500) is used, it must be replaced in a short period of time. If a relatively large battery such as a lead-acid battery is used, the weight is large. This greatly affects the portability of the leak point detector.
本発明は、前記課題に鑑みて、低コスト化、ポンプやバッテリ電源の長寿命化が容易であり、しかも、検出対象ガスの検出精度を安定に確保できるリーク点検出器の提供を目的としている。 In view of the above problems, the present invention has an object to provide a leak point detector that can easily reduce the cost, extend the service life of a pump and a battery power source, and can stably secure the detection accuracy of the detection target gas. .
上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を提供する。
第1の発明は、密閉容器あるいは流路配管である検査対象部材に赤外線活性を持つテストガスを導入して、前記テストガスの前記検査対象部材からの漏出箇所を検出する試験に用いられるリーク点検出器であって、キュベットに発光器及び受光器を対向配置してなる赤外線ガスアナライザと、この赤外線ガスアナライザの前記キュベットに連通された1本のリーク点探索用ガスパイプと、このリーク点探索用ガスパイプの先端から前記キュベットへのガス導入を行うためのポンプと、このポンプの駆動を予め設定した周期でオン・オフ切り換えするポンプ駆動制御回路とを具備することを特徴とするリーク点検出器を提供する。
第2の発明は、さらに、ポンプの駆動中において赤外線ガスアナライザの受光器にて受光した赤外線強度と、ポンプの駆動開始直前の前記ポンプの駆動停止時間中において前記受光器にて受光した赤外線強度とを比較し、ポンプ駆動中における赤外線強度が駆動開始直前における赤外線強度よりも低い場合にテストガス検出信号を出力する比較検出部を具備することを特徴とする第1の発明のリーク点検出器を提供する。
第3の発明は、前記比較検出部から出力されたテストガス検出信号に基づいてテストガスが検出されたことを報知するための報知情報を出力する報知部とを具備することを特徴とする第2の発明のリーク点検出器を提供する。
第4の発明は、前記ポンプ駆動制御回路による前記ポンプの駆動が、ポンプの駆動停止時間が0.3〜0.5秒であり、周期当たり0.5〜1秒でオン・オフ切り換えされることを特徴とする第1〜3のいずれかの発明のリーク点検出器を提供する。
第5の発明は、前記キュベットから延出する前記リーク点探索用ガスパイプの先端部が、手動で移動操作可能な移動操作部に設けられていることを特徴とする第1〜4のいずれかの発明のリーク点検出器を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following configuration.
1st invention introduces the test gas which has infrared activity into the inspection object member which is the airtight container or flow path piping, leak inspection which is used for the test which detects the leak location from the inspection object member of the test gas An infrared gas analyzer comprising a light emitter and a light receiver opposed to a cuvette, one leak point search gas pipe connected to the cuvette of the infrared gas analyzer, and the leak point search A leak point detector comprising: a pump for introducing gas from the tip of a gas pipe to the cuvette; and a pump drive control circuit for switching on / off the drive of the pump at a preset cycle. provide.
The second aspect of the invention further includes the infrared intensity received by the light receiver of the infrared gas analyzer during driving of the pump and the infrared intensity received by the light receiver during the drive stop time of the pump immediately before the start of pump driving. And a comparison detection unit for outputting a test gas detection signal when the infrared intensity during driving of the pump is lower than the infrared intensity immediately before the start of driving. I will provide a.
3rd invention comprises the alerting | reporting part which outputs the alerting | reporting information for alert | reporting that the test gas was detected based on the test gas detection signal output from the said comparison detection part, It is characterized by the above-mentioned. The leak point detector according to the second aspect of the present invention is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, the driving of the pump by the pump driving control circuit is switched on and off in a period of 0.5 to 1 second per cycle with a pump driving stop time of 0.3 to 0.5 seconds. A leak point detector according to any one of the first to third aspects is provided.
5th invention is provided with the movement operation part in which the front-end | tip part of the said leak point search gas pipe extended from the said cuvette can be manually moved, Any 1st-4th characterized by the above-mentioned An inventive leak point detector is provided.
本発明に係るリーク点検出器は、例えば数g/年程度の微量のリークガスの発生を生じるリーク点の検出に好適に用いることができる。
ポンプ駆動制御回路によって、ポンプの駆動を予め設定した周期でオン・オフ切り換えする構成であり、ポンプの駆動中において赤外線ガスアナライザの受光器にて受光した赤外線強度と、ポンプの駆動開始直前の前記ポンプの駆動停止時間中において前記受光器にて受光した赤外線強度との比較から、リーク点の存在を把握(リーク点を検出)することが可能である。
例えば、ポンプの駆動開始直前の駆動停止中において赤外線ガスアナライザの受光器にて受光した赤外線の強度を記憶する記憶部を設けておく。そして、ポンプが駆動停止状態から駆動状態(駆動時間)に入ったときに、記憶部に記憶された赤外線吸収量とポンプの駆動中に赤外線ガスアナライザの受光器にて受光した赤外線の強度とを比較する。
The leak point detector according to the present invention can be suitably used for detecting a leak point that generates a small amount of leak gas of, for example, several g / year.
The pump drive control circuit is configured to switch on / off the drive of the pump at a preset cycle, and the infrared intensity received by the receiver of the infrared gas analyzer during the drive of the pump and the above-mentioned immediately before the start of the pump drive It is possible to grasp the presence of a leak point (detect a leak point) from comparison with the infrared intensity received by the light receiver during the pump drive stop time.
For example, a storage unit is provided for storing the intensity of infrared rays received by the light receiver of the infrared gas analyzer during the stoppage of the drive immediately before the start of the pump. Then, when the pump enters the drive state (drive time) from the drive stop state, the infrared absorption amount stored in the storage unit and the intensity of the infrared ray received by the receiver of the infrared gas analyzer during the pump drive are obtained. Compare.
また、本発明に係るリーク点検出器によれば、ポンプの駆動によって検査対象部材の周囲からガスを吸引して赤外線ガスアナライザのキュベットに導入するためのリーク点探索用ガスパイプが1本のみであり、従来技術(特許文献1)のリーク点検出器が具備する参照ガス用ガスパイプは設けられていないため、ポンプの駆動停止中の受光器における赤外線の受光強度及びポンプの駆動中の受光器における赤外線の受光強度の計測、比較は、いずれも、リーク点探索用ガスパイプから赤外線ガスアナライザのキュベットに導入されたガスについて行うことになる。キュベットには、リーク点探索用ガスパイプのみからガスが導入される。 Further, according to the leak point detector of the present invention, there is only one leak point search gas pipe for sucking gas from around the inspection target member by driving the pump and introducing it into the cuvette of the infrared gas analyzer. Since the gas pipe for reference gas provided in the leak point detector of the prior art (Patent Document 1) is not provided, the received light intensity of the infrared light in the light receiver when the pump is stopped and the infrared light in the light receiver when the pump is driven Both the measurement and comparison of the received light intensity are performed on the gas introduced from the leak point search gas pipe into the cuvette of the infrared gas analyzer. Gas is introduced into the cuvette only from the leak point search gas pipe.
また、本発明では、リーク点が、テストガスのリーク量が数g/年程度の微量である微小なリーク点である場合、ポンプのオン・オフ制御によりポンプの駆動時間の合間に駆動停止時間が確保されることで、リーク点付近に、リーク点から漏れ出したテストガスが滞留する滞留部を生じさせることができる。オン・オフ制御による駆動停止時間の経過後のポンプの駆動時に、この滞留部のテストガスを吸引することで、微小なリーク点を効率良く検出できる。
この点、リーク量が数g/年程度のリーク点の検出については、第4の発明のように、ポンプの駆動停止時間が0.3〜0.5秒であれば、ポンプの駆動による吸引動作で滞留部が消滅した後、駆動停止時間中に、再び、リーク点の検出を確実に行える程度の大きさの滞留部を生じさせることができ、微小なリーク点を効率良く検出できる。
Further, in the present invention, when the leak point is a minute leak point where the leak amount of the test gas is as small as several g / year, the drive stop time is set between the pump drive times by the pump on / off control. As a result, a retention part in which the test gas leaked from the leak point stays can be generated near the leak point. A minute leak point can be detected efficiently by sucking the test gas in the staying portion when the pump is driven after the drive stop time has elapsed due to the on / off control.
With respect to detection of a leak point with a leak amount of about several g / year, if the pump drive stop time is 0.3 to 0.5 seconds as in the fourth aspect of the invention, suction by pump drive is performed. After the stagnation part disappears due to the operation, the stagnation part having a size that can reliably detect the leak point can be generated again during the drive stop time, and a minute leak point can be detected efficiently.
リーク量が数g/年程度の微量であるリーク点付近からのガス吸引の場合、キュベット内のテストガス濃度は、ポンプの駆動による吸引動作でリーク点付近のテストガスの滞留部が消滅した後、赤外線ガスアナライザのキュベット内のガスが、滞留部の消滅後にキュベットに導入されたガスに置換されることで、低下していく(図4参照)。赤外線ガスアナライザのキュベット内のガスが、滞留部の消滅後にキュベットに導入されたガスに置換されることは、置換後にキュベット内に導入されたテストガスの検知精度の確保に寄与する。 In the case of gas suction from the vicinity of the leak point where the amount of leak is as small as several g / year, the test gas concentration in the cuvette is after the test gas stay near the leak point disappears due to suction operation by driving the pump. The gas in the cuvette of the infrared gas analyzer is lowered by being replaced with the gas introduced into the cuvette after the staying portion disappears (see FIG. 4). Replacing the gas in the cuvette of the infrared gas analyzer with the gas introduced into the cuvette after disappearance of the staying portion contributes to ensuring the detection accuracy of the test gas introduced into the cuvette after the replacement.
例えば、第4の発明の場合は、ポンプの駆動が周期当たり0.5〜1秒でオン・オフ切り換えられる。また、ポンプの駆動停止時間が0.3〜0.5秒である。ポンプの駆動時間は、0.2〜0.5秒の範囲で、ポンプの駆動停止時間が0.3〜0.5秒、ポンプの駆動のオン・オフ切り換えの1周期当たりの時間が0.5〜1秒、を満たすように確保される。
リーク点付近からのガス吸引の開始から、前記滞留部を構成するテストガスの吸引によってキュベット内のテストガス濃度が最高値に達するまでの時間(図4参照)は、赤外線ガスアナライザのキュベットの容積、ポンプの能力(吸引量)に依存する。第4の発明のリーク点検出器の構成は、換言すれば、ポンプの駆動停止時間が0.3〜0.5秒、ポンプの駆動のオン・オフ切り換えの1周期当たりの時間が0.5〜1秒、を満たすように、赤外線ガスアナライザのキュベットの容積、ポンプの能力(吸引量)を設定した構成である。
For example, in the case of the fourth invention, the driving of the pump is switched on and off at 0.5 to 1 second per cycle. The pump drive stop time is 0.3 to 0.5 seconds. The pump drive time is in the range of 0.2 to 0.5 seconds, the pump drive stop time is 0.3 to 0.5 seconds, and the pump drive on / off switching time is 0.00. 5 to 1 second is secured.
The time from the start of gas suction from the vicinity of the leak point to the time when the test gas concentration in the cuvette reaches the maximum value due to the suction of the test gas constituting the staying portion (see FIG. 4) is the volume of the cuvette of the infrared gas analyzer. Depends on the pump capacity (aspiration amount). In other words, the leak point detector according to the fourth aspect of the invention has a pump drive stop time of 0.3 to 0.5 seconds and a pump drive on / off switching time of 0.5. In this configuration, the volume of the cuvette of the infrared gas analyzer and the capacity (aspiration amount) of the pump are set so as to satisfy ˜1 second.
本発明に係るリーク点検出器は、ポンプの駆動を周期当たり0.5〜1秒でオン・オフ切り換えるため、ポンプは間欠運転される。したがって、ポンプの寿命を延長できる。
また、電動のポンプをバッテリ電源で駆動する場合、バッテリ電源からポンプへの給電を間欠的に行ってポンプを間欠運転する。この場合、バッテリ電源の消耗が小さくて済み、バッテリ電源の寿命を延長することができる。
Since the leak point detector according to the present invention switches the driving of the pump on and off in 0.5 to 1 second per cycle, the pump is intermittently operated. Therefore, the life of the pump can be extended.
When the electric pump is driven by a battery power source, the pump is intermittently operated by intermittently supplying power from the battery power source to the pump. In this case, the battery power consumption can be reduced and the life of the battery power supply can be extended.
第5の発明によれば、移動操作部を移動操作することで、検査対象部材についてのリーク点の探索作業を効率良く行うことができる。
なお、移動操作部には、キュベットから延出する前記リーク点探索用ガスパイプの先端部のみならず、例えば、赤外線ガスアナライザ、ポンプ、ポンプ駆動制御回路の1以上を組み込んでも良い。また、第2の発明に係る比較検出部、第3の発明に係る報知部を移動操作部に設けること、電動式のポンプの駆動用のバッテリ電源を移動操作部に設けることも可能である。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to efficiently perform a leak point search operation for the inspection target member by moving the moving operation unit.
The moving operation unit may incorporate not only the tip of the leak point search gas pipe extending from the cuvette but also one or more of an infrared gas analyzer, a pump, and a pump drive control circuit, for example. It is also possible to provide the comparison operation unit according to the second invention and the notification unit according to the third invention in the movement operation unit, and to provide a battery power source for driving the electric pump in the movement operation unit.
本発明に係るリーク点検出器によれば、ポンプの駆動によって検査対象部材の周囲からガスを吸引して赤外線ガスアナライザのキュベットに導入するためのリーク点探索用ガスパイプが1本のみであり、従来技術(特許文献1)のリーク点検出器が具備する参照ガス用ガスパイプは設けられていないため構成が単純である。また、従来技術のように、赤外線ガスアナライザのキュベットに対する2本のパイプの接続を交番的に切り換える電磁弁、電磁弁の切り換え制御用の制御回路も不要であり、構造の単純化、低コスト化も容易に実現できる。電磁弁の寿命を考慮する必要が無くなる。ポンプはオン・オフ切り換えされるため、連続運転される場合に比べて長寿命化できる。電動式のポンプの駆動用のバッテリ電源も長寿命化できる。また、小型、軽量のバッテリ電源で充分な動作時間を確保できるため、可搬性に優れたリーク点検出器を容易に得ることができる。 According to the leak point detector of the present invention, there is only one leak point searching gas pipe for sucking gas from around the member to be inspected by driving the pump and introducing it into the cuvette of the infrared gas analyzer. Since the gas pipe for reference gas provided in the leak point detector of the technology (Patent Document 1) is not provided, the configuration is simple. Also, unlike the prior art, there is no need for a solenoid valve that switches the connection of two pipes to the cuvette of the infrared gas analyzer, and a control circuit for switching control of the solenoid valve, thus simplifying the structure and reducing the cost. Can also be realized easily. There is no need to consider the life of the solenoid valve. Since the pump is switched on and off, the service life can be extended as compared with the case of continuous operation. The battery power source for driving the electric pump can also be extended. In addition, since a sufficient operating time can be secured with a small and light battery power source, a leak point detector excellent in portability can be easily obtained.
以下、本発明を実施したリーク点検出器の1実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a leak point detector embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係るリーク点検出器10の構成を説明するモデル図、図2は検出器本体21と手動で移動操作可能な移動操作部22とを具備するリーク点検出器10の一例を説明する全体図、図4はリーク点検出器10の動作を説明する動作チャート、図5はリーク点検出器10の比較検出部15の構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a model diagram illustrating a configuration of a
このリーク点検出器10は、タンク等の密閉容器や流体送通用の配管回路を有する各種機器(検査対象機器)の漏れ試験に用いられるものであり、例えば、冷蔵庫やクーラーなどの製造工程における冷媒循環回路等の漏れ試験に用いられる。
前記漏れ試験は、密閉容器あるいは流路配管である検査対象部材1(図1、図2参照)に赤外線活性を持つテストガスGを導入し、このテストガスGの前記検査対象部材1からの漏出をリーク点検出器10を用いて検出することで行う。また、本発明に係るリーク点検出器10は、リーク点Rの探索に用いることができる。本発明に係るリーク点検出器10は、特に、目視では確認が難しい微小なリーク点Rの探索に好適に用いることができる。このリーク点検出器10を用いることで、検査対象部材1のリーク点の有無を検査できる。
なお、検査対象部材1としては、気密性が要求されるものの他、水密性が要求されるものも採用し得る。例えば、地下布設された通信ケーブルの接続点を収納する地下設置用クロージャ等も対象となり得る。
The
In the leak test, a test gas G having infrared activity is introduced into a test target member 1 (see FIGS. 1 and 2) which is a sealed container or a flow pipe, and the test gas G leaks from the test target member 1. Is detected by using the
In addition, as the inspection target member 1, in addition to those requiring airtightness, those requiring watertightness may be employed. For example, an underground installation closure that stores a connection point of a communication cable installed underground may be a target.
テストガスGとしては、赤外線活性を有するものであり、例えば、フロンガス、その他のハロゲンガスを採用できる。
なお、検査対象部材の使用時に導入するガスが、赤外線活性を有するものである場合は、この使用時導入ガス自体をテストガスとして扱って漏れ試験を行うことも可能である。
As test gas G, it has infrared activity, for example, Freon gas and other halogen gas are employable.
In addition, when the gas introduced at the time of use of a member to be inspected has infrared activity, it is also possible to perform a leak test by treating the introduced gas itself at the time of use as a test gas.
図1に示すように、このリーク点検出器10は、1本のリーク点探索用ガスパイプ11と、このリーク点探索用ガスパイプ11からガスが導入されるキュベット12aを有する赤外線ガスアナライザ12と、リーク点探索用ガスパイプ11及び前記キュベット12aへの外気導入用のポンプ13と、ポンプ駆動制御回路14と、前記赤外線ガスアナライザ12の受光器12c(後述)にて受光した赤外線強度が赤外線ガスアナライザ12から入力される比較検出部15と、テストガスが検出されたことを報知するための報知情報を出力する報知部16とを具備して構成されている。
As shown in FIG. 1, the
赤外線ガスアナライザ12は、前記キュベット12aと、このキュベット12aの内側空間12s内のガスの赤外線吸収量を計測するための赤外線を出力する発光器12bと、この発光器12bから出力された赤外線を受光する受光器12cとを具備して構成されている。
発光器12bと受光器12cとは、キュベット12aの内側空間12sを介して両側に対向配置されている。
The
The
リーク点探索用ガスパイプ11は、赤外線ガスアナライザ12の前記キュベット12aに連通されている。リーク点探索用ガスパイプ11は、赤外線ガスアナライザ12のキュベット12aに直接接続して連通させても良いが、可撓性のホース等を介してキュベット12aに接続して連通させても良い。
また、このリーク点検出器10は、前記キュベット12aから延出する排気パイプ17を具備しており、この排気パイプ17にポンプ13が接続されている。
The leak point
The
前記ポンプ13は、赤外線ガスアナライザ12の前記キュベット12a内のガスを吸引する。ポンプ13の吸引力は、赤外線ガスアナライザ12のキュベット12aを介して、該キュベット12aに連通する前記リーク点探索用ガスパイプ11に作用する。
このリーク点検出器10では、排気パイプ17に設けられたポンプ13の駆動によって、前記リーク点探索用ガスパイプ11のキュベット12aとは反対側の先端からのガス吸引、及び、前記リーク点探索用ガスパイプ11に吸引したガスの前記キュベット12aへの導入が行われる。
なお、前記ポンプ13の設置位置は、前記排気パイプ17に限定されず、例えば、リーク点探索用ガスパイプ11の途中あるいはその長手方向の端部(キュベット12a側の端部、キュベット12aとは反対側の端部のいずれでも良い)であっても良い。
The
In this
The installation position of the
、
ポンプ駆動制御回路14、比較検出部15は、このリーク点検出器10の全体の駆動制御用の制御部18内に設けられている。
,
The pump
図示例の制御部18において、前記ポンプ駆動制御回路14は、電動式のポンプ13の駆動用電源回路131に設けられているスイッチ132の駆動を制御することで、ポンプ13の駆動を予め設定した周期でオン・オフ切り換えする機能を果たす。
前記スイッチ132は、駆動用電源回路131を開閉する。
In the
The
前記ポンプ13の駆動は、前記ポンプ駆動制御回路14によって、例えば、周期当たり0.5〜1秒でオン・オフ切り換えされる。
ポンプ13の駆動停止時間は、0.3〜0.5秒である。但し、1周期に要する時間よりも短い範囲に設定することは言うまでもない。
ポンプ13の駆動停止時間を0.3秒以上確保することで、リーク点R(図1参照)付近の滞留部Gがリーク点探索用ガスパイプ11に吸引されて消滅した後に、微小なリーク点R(図1参照)の付近に、リーク点から漏れ出したテストガスGが滞留する滞留部G1を再び生じさせることができ、この滞留部のテストガスを吸引することで、微小なリーク点Rを効率良く検出できる。
The driving of the
The drive stop time of the
By securing the drive stop time of the
比較検出部15は、図5に示すように、前記ポンプ13が駆動停止状態にあるときに赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度を記憶する記憶部15aと、駆動停止状態の前記ポンプ13の駆動を開始したときに、前記ポンプ13の駆動中において赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて計測された赤外線強度と前記記憶部15aに記憶された赤外線強度とを比較する比較部15bと、比較部15bでの赤外線強度の比較の結果、前記ポンプ13の駆動中において赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度が記憶部15aに記憶されている赤外線強度よりも低い(弱い。テストガス濃度が高い)場合に、テストガス検出信号を出力する出力部15cとを具備する。
なお、赤外線ガスアナライザ12の発光器12bの赤外線出力は一定である。
As shown in FIG. 5, the
The infrared output of the
記憶部15aは、前記ポンプ駆動制御回路14によって駆動がオン・オフされるポンプ13の駆動停止の度に、赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度を更新記憶する。但し、記憶部15aは、駆動開始直前の前記ポンプ13の駆動停止時間中に受光器12cにて受光した赤外線強度を記憶する。この際、既に記憶済みのデータ(赤外線強度)がある場合は、これを新規に記憶するものに更新する。
比較部15bは、駆動停止状態から駆動を開始した前記ポンプ13の駆動中において赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度と、記憶部15aに記憶された赤外線強度、すなわち、駆動開始直前の前記ポンプ13の駆動停止時間中に赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度の計測値とを比較する。
図1に示すように、出力部15cは、ここでは具体的には、テストガス検出信号として報知部16の駆動指令を出力する。報知部16は、この駆動指令に基づいて駆動して、報知情報を出力する。
The
The
As shown in FIG. 1, the
図1において、報知部16は具体的には、報知情報を音声出力するスピーカ装置である。報知情報は、リーク点検出器10の使用者にテストガスの検出、リーク点Rの検出を報知するための情報であり、音声情報に限定されない。報知部16としてはスピーカ装置に限定されず、例えば、駆動指令によって点灯されるランプ、報知情報を画像情報(文字情報を含む)として出力する液晶表示装置等であっても良い。
In FIG. 1, the
なお、赤外線ガスアナライザ12は、受光器12cにて受光した赤外線強度に対応する信号を出力する構成にかえて、キュベット内のガスを透過した赤外線の赤外線吸収量に対応する信号を出力する構成としても良い。
この場合、比較検出部15は、前記ポンプ13が駆動停止状態にあるときの赤外線吸収量を記憶する記憶部15aと、駆動停止状態の前記ポンプ13の駆動を開始したときに、前記ポンプ13の駆動中において計測された赤外線吸収量とこの駆動開始直前の前記ポンプ13の駆動停止時間中に記憶部15aに記憶された赤外線吸収量とを比較する比較部15bと、比較部15bでの赤外線吸収量の比較の結果、前記ポンプ13の駆動中において計測された赤外線吸収量が前記記憶部15aに記憶された赤外線吸収量よりも多い(テストガス濃度が高い)場合に、テストガス検出信号を出力する出力部15cとを具備する構成とする。
The
In this case, the
本発明に係るリーク点検出器10は、所望位置に設置した据え置き型のものであっても良いが、後述するように、使用者が携行できる可搬型のものとすることもできる。
なお、据え置き型の場合は、例えば、リーク点検出器のリーク点探索用ガスパイプ11に対して検査対象部材を移動させるなどしてリーク点の探索を行うことができる。
The
In the case of the stationary type, for example, the leak point can be searched by moving the inspection target member with respect to the leak point
図2に示すリーク点検出器10Aは、可搬型リーク点検出器の1例(可搬型リーク点検出器の第1例)であり、ポンプ13駆動用の駆動用電源回路131(図1参照)、バッテリ電源133(図1参照)、制御部18(図1参照)を筐体内に組み込んでなる検出器本体21と、手動で移動操作可能な移動操作部22とを具備する構成となっている。
移動操作部22は、赤外線ガスアナライザ12、ポンプ13及び該ポンプ13が接続された排気パイプ17を筐体に組み込んでなる操作部本体221と、この操作部本体221から突出された吸気パイプ222とを具備している。吸気パイプ222は、リーク点検出器10のリーク点探索用ガスパイプ11として機能するものであり、図3に示すように接続パイプ24を介して、操作部本体221の筐体223内の赤外線ガスアナライザ12のキュベット12aと連通されている。なお、図3では、操作部本体221の筐体223が吸気パイプ222と一体のプラスチック一体成形品になっている構成を例示している。
但し、吸気パイプ222と赤外線ガスアナライザ12のキュベット12aとの接続形態は図3に例示した構成に限定されず、例えば、吸気パイプ222の操作部本体221内部に延長した部分を直接キュベット12aに連通させた構成等も採用可能である。
A
The moving
However, the connection form between the
検出器本体21は可搬性であり、使用者が吊り紐211等の携行用補助具を使用して携行することができる。
移動操作部22は、可撓性の信号線ケーブル23を介して検出器本体21と接続されており、手動で楽に移動操作することができる。
The
The
図2に示すリーク点検出器10Aは、検出器本体21の細長筒状の筐体の軸方向片端(長手方向片端)に、該筐体よりも細い吸気パイプ222が突設された構造であり、例えば、検査対象部材1が組み込まれている機器2(検査対象機器)内の狭隘なスペースに吸気パイプ222を差し込んで漏れ試験、リーク点の探索を行うといったことも容易である。
The
リーク点検出器10の赤外線ガスアナライザ12としては、例えば、長さ数十mm〜200mm程度の円筒状のキュベット12aの長手方向両端に発光器12b、受光器12cを対向配置した構成を採用することができる。赤外線ガスアナライザ12としては、キュベット12aの容積が小さい程、オン・オフ制御によるポンプ13の駆動開始の度に、キュベット12a内のガスの入れ替えを迅速に行うことができるため、検出感度の向上の点で好ましい。このことは、特に微量のテストガスの検出に有効に寄与する。
As the
図4に示す動作チャートは、横軸が時間である。
ここでは、検査対象部材に存在する、数g/年程度の微量のテストガスのリークが生じるリーク点の検出について説明する。
なお、図4中、「吸引」はポンプ13が駆動されている状態、「停止」はポンプ13の駆動が停止されている状態を指す。但し、「吸引」は詳細にはポンプ13に駆動用電流を供給しているとき、「停止」は詳細にはポンプ13に駆動用電流を供給していないとき、を指す。
In the operation chart shown in FIG. 4, the horizontal axis is time.
Here, detection of a leak point at which a leak of a small amount of test gas of about several g / year existing in the inspection target member will be described.
In FIG. 4, “suction” indicates a state where the
リーク点検出器10は、ポンプ13の駆動によって、前記リーク点付近にて、前記リーク点から漏れ出したテストガスを、リーク点の周囲に存在するガス(空気)とともにリーク点検出器10先端から吸引してキュベット12a内に導入することで、キュベット12a内のテストガス濃度が上昇する。
The
なお、赤外線ガスアナライザ12は、発光器12bからの赤外線の発光、受光器12cでの受光、受光器12cにて受光した赤外線強度の計測値の制御部18への入力(詳細には比較検出部15への入力)を常時行う。
The
比較検出部15は、図4の「停止」の駆動停止状態にあるときに、赤外線ガスアナライザ12から入力された赤外線強度の計測値を記憶部15aに記憶する。記憶部15aは、具体的には、予め制御部18(具体的にはポンプ駆動制御回路14)に設定しておいた駆動停止時間(図4の「停止」の駆動停止状態にある時間)の終了時、「吸引」状態に入る直前に、赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度を記憶する。また、「吸引」、「停止」の繰り返しサイクル(周期)において、図4中「停止」の駆動停止状態に入る度に、記憶部15aに記憶される赤外線強度の計測値が更新される。
The
リーク点検出器10は、図4中の「吸引」の駆動状態に入ると、赤外線ガスアナライザ12の受光器12cが受光した赤外線強度の計測値の比較検出部15への入力を開始する。また、比較検出部15での、記憶部15aに記憶された赤外線強度の計測値と、赤外線ガスアナライザ12から入力された計測値(赤外線強度)との比較を開始する(詳細には、比較部15bでの比較)。
赤外線ガスアナライザ12から比較検出部15へ入力された赤外線強度の計測値が、記憶部15aに記憶された赤外線強度の計測値よりも小さく(低く)なると、比較検出部15の出力部15cから報知部16へ駆動指令が出力され、この駆動指令を受信した報知部16が報知情報を出力する。
When the
When the measurement value of the infrared intensity input from the
なお、リーク点検出器10は、メイン電源スイッチ(図示略)がオンされて起動した時に、「吸引」、「停止」の繰り返しサイクルを、「停止」状態(駆動停止状態)から開始しても良いし、「吸引」状態(駆動状態)から開始しても良い。
前者の「停止」状態から開始する場合は、赤外線ガスアナライザ12にて、発光器12bからの赤外線の発光、受光器12cでの受光、受光器12cにて受光した赤外線強度の計測値の制御部18への入力(詳細には比較検出部15への入力)が行われ、記憶部15aに計測値(受光器12cにて受光した赤外線強度)が記憶される。
The
When starting from the former “stop” state, the
ところで、数g/年程度の微量のテストガスのリークが生じるリーク点の場合は、リーク点から漏れ出してリーク点付近に滞留するテストガスをリーク点検出器10のリーク点探索用ガスパイプ11の先端から吸引することで、効率良く検出できる。
以下、このリーク点付近からのリーク点検出器10によるガス吸引、リークガス検出、リーク点検出について説明する。
この場合、リーク点からのテストガスの流出量は微量であるため、このリーク点にリーク点検出器10のリーク点探索用ガスパイプ11の先端を接近させて、リーク点の付近に存在するガスを吸引し、吸引前にリーク点の付近に存在していたテストガスGの滞留部G1(図1参照)が消滅すると、その後は、吸引によるキュベット12aへのテストガスの導入量は微量に留まる。
By the way, in the case of a leak point where a small amount of test gas leaks about several g / year, the test gas that leaks from the leak point and stays in the vicinity of the leak point is stored in the leak point
Hereinafter, gas suction, leak gas detection, and leak point detection by the
In this case, since the amount of the test gas flowing out from the leak point is very small, the tip of the leak point
図4に示すように、吸引開始(図4中符号a。ポンプの駆動開始)直後には、滞留部G1を構成するテストガスがキュベット12a内に導入されて、キュベット12a内のテストガス濃度が上昇(赤外線ガスアナライザ12の受光器12cが受光する赤外線強度は低下)する。
吸引前にリーク点付近に存在していたテストガスの滞留部G1が消滅すると、キュベット12a内のテストガス濃度は低下(赤外線ガスアナライザ12の受光器12cが受光する赤外線強度は上昇)し始める。このためテストガス濃度のピーク値が現れる(図4中符号b)。つまり、リーク点付近に滞留していたテストガスの吸引が完了した後も吸引が継続されると、テストガスを殆ど含まない空気の吸引、実質的に空気だけを吸引している状態となり、キュベット12a内のテストガスがパージされてテストガス濃度が低下する。「吸引」状態の時間(駆動時間)の終了までに、キュベット12a内部の全てのガスが、滞留部G1の消滅後に吸引されたガス、つまりテストガスを殆ど含まない空気に置換される(図4中符号c)。
As shown in FIG. 4, immediately after the start of suction (symbol a in FIG. 4, start of driving of the pump), the test gas constituting the staying part G1 is introduced into the
When the test gas staying portion G1 existing near the leak point before the suction disappears, the test gas concentration in the
リーク点検出器10の「吸引」、「停止」の繰り返しサイクルの周期当たりの時間は、「吸引」状態の時間を、リーク点付近に滞留していたテストガスの吸引と、その後のテストガスを殆ど含まない空気への置換とを完了できるように設定する。
リーク点付近におけるテストガスの滞留は、テストガスの空気中への拡散により、滞留量の増大に限界がある。本発明者等の鋭意検討により、例えば、排気量(吸引量)が100〜300mL/分のポンプ13を使用した場合は、数g/年程度の微量のテストガスのリークが生じるリーク点付近に生じる滞留部G1が、吸引開始から0.2秒以内で消滅することが把握できた。
The time per cycle of the “suction” and “stop” cycle of the
The retention of the test gas in the vicinity of the leak point has a limit in increasing the retention amount due to the diffusion of the test gas into the air. As a result of intensive studies by the present inventors, for example, when a
そして、本発明では、ポンプの駆動時間(図4中「吸引」の時間)を0.2秒以上確保して、滞留部G1の消滅後の吸引継続時間によって、キュベット12a内のガスを滞留部G1の消滅後に吸引したガスに置換できるようにする。吸引継続時間の長さは、吸引開始から滞留部G1の消滅までと同等、あるいはそれ以上の長さ(但し、出来るだけ短時間に設定することが好ましい)とすることが好ましい。
数g/年程度の微量のテストガスのリークが生じるリーク点の検出の場合、図4の「吸引」の時間(ポンプの駆動時間)を0.2〜0.5秒とすることで、ポンプの駆動時間(図4中「吸引」の時間)内で、リーク点付近に滞留していたテストガスの吸引、及び、その後のテストガスを殆ど含まない空気への置換とを確実に完了できる。これにより、ポンプ13が駆動停止状態の後、駆動を再開したときに、テストガスの検出を高精度で行うことが可能となり、数g/年程度の微量のテストガスのリークが生じるリーク点の検出に好適である。
In the present invention, the pump drive time (“suction” time in FIG. 4) is secured for 0.2 seconds or more, and the gas in the
In the case of detecting a leak point where a leak of a small amount of test gas of about several g / year occurs, the “suction” time (pump driving time) in FIG. In this driving time (“suction” time in FIG. 4), the suction of the test gas staying in the vicinity of the leak point and the subsequent replacement with the air containing almost no test gas can be surely completed. As a result, when the driving is resumed after the
ポンプ13が、図4中「吸引」の駆動状態から「停止」の駆動停止状態に入る(図4中符号d)と、キュベット12aへのテストガスの導入は停止されるため、キュベット12a内のテストガス濃度は上昇しない。
When the
ポンプ13が、図4中「停止」の駆動停止状態から「吸引」の駆動状態に入る(図4中符号a)と、吸引が再開される。
既述のように、駆動停止時間の終了時、駆動状態に入る直前に、比較検出部15の記憶部15aが赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度を記憶する。そして、駆動状態では、この記憶部15aに記憶された赤外線強度の計測値と、駆動開始後に赤外線ガスアナライザ12から比較検出部15に入力された赤外線強度の計測値とを、比較検出部15にて比較する。駆動開始後に赤外線ガスアナライザ12から比較検出部15に入力された赤外線強度の計測値が、記憶部15aに記憶された赤外線強度の計測値よりも高くなれば、報知部16から報知情報が出力される。
When the
As described above, at the end of the drive stop time, immediately before entering the drive state, the
駆動停止時間の確保によって、リーク点付近にテストガスの滞留部G1が形成される。このため、リーク点を確実に検出することができる。 By securing the drive stop time, a test gas retention portion G1 is formed near the leak point. For this reason, the leak point can be reliably detected.
駆動停止中に記憶部15aに記憶される赤外線強度の計測値は、テストガスを微量に含むガス(空気)がキュベット12aに導入された状態で、赤外線ガスアナライザ12の受光器12cにて受光した赤外線強度である。比較検出部15での赤外線強度の比較は、駆動停止中に記憶部15aに記憶された赤外線強度の計測値をバックグランドとして行われる。
したがって、例えば、リーク点検出器10を検査対象部材に沿ってゆっくりと移動させてリーク点探索作業を行う場合、リークガスを検出したならば、この検出位置及びその近傍でリーク点検出器10の移動を継続することでリーク点を効率良く検出できる。リーク点探索用ガスパイプ11の先端のリーク点からの距離が増大し、テストガスの吸引量が減少すると、キュベット12a内のテストガス濃度が低下して報知部16からの報知情報の出力が停止するため、リーク点探索用ガスパイプ11の先端のリーク点からの距離が増大していることが判る。報知部16からの報知情報の出力が継続する範囲でリーク点の位置を把握できる。これにより、リーク量が少ない微小なリーク点についても効率良く検出することができる。
また、検査対象機器2内の空間にリーク点探索用ガスパイプ11を差し入れてリーク点探索作業を行う場合も、同様に効率良くリーク点を検出できる。
The measured value of the infrared intensity stored in the
Therefore, for example, when the
Similarly, when the leak point
このリーク点検出器10は、例えば、リーク量が数g/年程度の微小なリーク点の検出のみならず、これよりもリーク量が多いリーク点の検出にも利用できることは言うまでも無い。
Needless to say, the
また、このリーク点検出器10は、検査対象部材1の周囲からガスを吸引して赤外線ガスアナライザ12のキュベット12aに導入するためのパイプがリーク点探索用ガスパイプ11の1本で済み、キュベットと複数本のパイプとの接続を切り換えるための電磁弁が不要であるため、低コスト化できる。
さらに、従来技術(特許文献1)のように2本のパイプから交互に吸引する構成の場合に比べて、ポンプ13の稼働が半分で済むため、ポンプ13の寿命を延長できる。また、ポンプ13の駆動用のバッテリ電源の寿命延長や、小型化等も実現できる。小型、軽量のバッテリ電源の使用でも充分な動作時間を確保できる上、可搬性に優れたリーク点検出器を得ることができる。
In addition, the
Furthermore, the
(別態様:可搬型リーク点検出器の第2例)
上述の実施形態では、可搬型に構成した場合の例(第1例)として、手動で移動操作可能な移動操作部22に、赤外線ガスアナライザ12、ポンプ13及び該ポンプ13が接続された排気パイプ17を組み込み、検出器本体21にポンプ13駆動用の駆動用電源回路131、バッテリ電源133、制御部18を組み込んだ構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図6、図7に示すリーク点検出器10B(可搬型リーク点検出器の第2例)のように、赤外線ガスアナライザ12、排気パイプ17を検出器本体に組み込んだ構成としても良い。ここで説明するリーク点検出器10Bは、検出器本体21aと移動操作部22aとを具備している。なお、可搬型リーク点検出器の第1例と共通の構成部分には同一の符号を付す。
(Another aspect: second example of portable leak point detector)
In the above-described embodiment, as an example (first example) when configured to be portable, an
このリーク点検出器10Bは検出器本体21aは、ポンプ13駆動用の駆動用電源回路131、バッテリ電源133、制御部18、赤外線ガスアナライザ12、ポンプ13、排気パイプ17を筐体内に組み込んだ構成である。
図6、図7に示すように、このリーク点検出器10Bの移動操作部22aは、操作部本体221を、検出器本体21aの赤外線ガスアナライザ12から延出させたガス導入用ホース25の先端に取り付けて、リーク点検出器10のリーク点探索用ガスパイプ11として機能する吸気パイプ222をガス導入用ホース25に連通させ、前記吸気パイプ222にポンプ13の吸引力が前記ガス導入用ホース25を介して作用するように構成する。例えば図8に示すように、ガス導入用ホース25の先端を操作部本体221の筐体223に取り付け、該筐体223を介して吸気パイプ222と連通させる。
但し、ガス導入用ホース25と吸引パイプ222とを互いに連通させて接続する接続形態はこれに限定されず、適宜変更可能である。ポンプ13の吸引力によって吸気パイプ222の先端から吸引したガスを赤外線ガスアナライザ12に導入するように構成することは既述の可搬型リーク点検出器の第1例と同様である。
In this
As shown in FIGS. 6 and 7, the moving
However, the connection mode in which the
このリーク点検出器10Bの場合、移動操作部22aの小型化、軽量化を容易に実現できる。これにより、移動操作部22aの操作性を向上させることができ、リーク点の探索の作業効率を高めることができる。
In the case of this
本発明者等は、上述の可搬型リーク点検出器の第2例として説明した構成のリーク点検出器を試作して、試験を行った。
ポンプとして、吸引量200mL/分のものを用いた。
また、ポンプ駆動制御回路によってポンプのオン・オフ切り換えを1Hzで行うようにした。
リーク点探索用ガスパイプ11を探索移動速度1cm/秒で移動して、1g/年のフロンガス(R22)のリーク点の検出をテストしたところ、リーク点を検出できた。
また、1g/年、2g/年、3g/年のフロンガス(R22)のリーク点の検出を行い、赤外線アナライザからの受光器における赤外線受光強度の出力を調べたところ、赤外線アナライザからの出力は、リーク点からのリーク量に対してリニアな関係が得られていることを確認できた。
The inventors of the present invention prototyped and tested a leak point detector having the configuration described as the second example of the portable leak point detector described above.
A pump having a suction amount of 200 mL / min was used.
In addition, the pump drive control circuit switches the pump on and off at 1 Hz.
When the leak point
Also, the leakage point of Freon gas (R22) at 1 g / year, 2 g / year, and 3 g / year was detected, and when the output of the infrared light receiving intensity at the light receiver from the infrared analyzer was examined, the output from the infrared analyzer was It was confirmed that a linear relationship was obtained with respect to the leak amount from the leak point.
1…検査対象部材、2…検査対象機器、10、10A、10B…リーク点検出器、11…リーク点探索用ガスパイプ、12…赤外線アナライザ、12a…キュベット、12b…発光器、12c…受光器、13…ポンプ、131…駆動用電源回路、132…スイッチ、133…バッテリ電源、14…ポンプ駆動制御回路、15…比較検出部、15a…記憶部、15b…比較部、15c…出力部、16…報知部、17…排気パイプ、18…制御部、21、21a…検出器本体、211…吊り紐、22、22a…移動操作部、221…操作部本体、222…吸気パイプ、23…信号線ケーブル、24…接続パイプ、25…ガス導入用チューブ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inspection object member, 2 ... Inspection object apparatus, 10, 10A, 10B ... Leak point detector, 11 ... Gas pipe for leak point search, 12 ... Infrared analyzer, 12a ... Cuvette, 12b ... Light emitter, 12c ... Light receiver, DESCRIPTION OF
Claims (5)
キュベットに発光器及び受光器を対向配置してなる赤外線ガスアナライザと、この赤外線ガスアナライザの前記キュベットに連通された1本のリーク点探索用ガスパイプと、このリーク点探索用ガスパイプの先端から前記キュベットへのガス導入を行うためのポンプと、このポンプの駆動を予め設定した周期でオン・オフ切り換えするポンプ駆動制御回路とを具備することを特徴とするリーク点検出器。 A leak point detector used in a test for detecting a leakage location of the test gas from the inspection target member by introducing a test gas having infrared activity into the inspection target member which is a sealed container or a flow pipe,
An infrared gas analyzer in which a light emitter and a light receiver are arranged opposite to each other on a cuvette, one leak point search gas pipe communicated with the cuvette of the infrared gas analyzer, and the cuvette from the tip of the leak point search gas pipe A leak point detector comprising: a pump for introducing gas into the pump; and a pump drive control circuit for switching on / off the driving of the pump at a preset cycle.
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