JP6464542B2

JP6464542B2 - ヘリウムリークディテクタ

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Publication number: JP6464542B2
Application number: JP2017537104A
Authority: JP
Inventors: 秋夫井川
Original assignee: Shimadzu Emit Co Ltd
Current assignee: Shimadzu Emit Co Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2035-08-31
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Description

本発明は、ヘリウムリークディテクタに関する。

ヘリウムリークディテクタによる検査を実施すると、検査に使用されるヘリウムによりバックグラウンドが上昇する問題が知られている。バックグラウンドの上昇に対して何ら対策を行わない場合は、上昇したバックグラウンドをリークとして誤検出し、検査が不可能となる。そのため、測定値のゼロ点を上昇したバックグラウンド値に補正する対策が行われている。
特許文献１には、ガス漏れ表示のゼロ点を補正する操作スイッチを備えるガスリークディテクターが開示されている。

日本国特開２０１３−８３５７３号公報

特許文献１に記載されている発明では、理論的なバックグラウンドを用いた測定値の補正ができない。

（１）本発明の好ましい実施形態によるヘリウムリークディテクタは、冶具を介して試験体に接続される。このヘリウムリークディテクタは、冶具が暴露されたヘリウムの分圧に関する情報、および冶具がヘリウムに暴露された時間に関する情報が入力される入力欄を備えるインタフェース部と、ヘリウムを検出するヘリウム検出部と、インタフェース部から入力される分圧に関する情報、インタフェース部から入力される時間に関する情報、および予め入力された冶具の基準透過飽和量に基づき、ヘリウム検出部が検出した検出結果を補正する補正部と、を備える。
（２）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部に入力される分圧に関する情報とは、大気圧におけるヘリウム濃度である。
（３）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部に入力される時間に関する情報とは、冶具がヘリウムに暴露される時間に基づいて決定された冶具の基準透過飽和量に対する累積割合である。
（４）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部に入力される時間に関する情報とは、冶具がヘリウムに暴露された時間であり、ヘリウムリークディテクタは、冶具がヘリウムに暴露された時間と冶具の基準透過飽和量に対する累積割合との対応を示す飽和率情報を記憶する記憶部をさらに備え、補正部は、インタフェース部に入力された時間に関する情報と、記憶部に記憶された飽和率情報とに基づき、冶具の基準透過飽和量に対する累積割合を算出する。
（５）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部は、冶具の基準透過飽和量が入力される入力欄をさらに備える。

本発明によれば、理論的なバックグラウンドを用いた測定値の補正ができる。

ヘリウムリークディテクタ１０の構成を示すブロック図気体処理部１９の構成および動作を説明する図図３（ａ）は、ヘリウムリークディテクタ１０の外観を示す概略図、図３（ｂ）は、設定画面を示す図リークテストが行われている状況を示す図暴露時間とヘリウム透過量の関係の一例を示す図暴露時間とヘリウム透過量の関係、およびヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験の手順を示すフローチャート変形例１における設定画面を示す図本発明を適用しない場合における、真空排気の時間の経過に対するヘリウム濃度の変化を示す図第２の実施の形態におけるヘリウムリークディテクタ１０ａの構成を示すブロック図第２の実施の形態における設定画面を示す図断面形状ごとの飽和率特性Ｃを示す図第２の実施の形態の変形例における設定画面を示す図

本発明は、バックグラウンドを理論的に算出し、測定値から減じることにより、いわゆるゼロリセットをすることなく高精度な測定を可能とするものである。以下、実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
以下、図１〜図６を参照して、本発明によるヘリウムリークディテクタの第１の実施の形態を説明する。
図１は、ヘリウムリークディテクタ１０の構成を示すブロック図である。ヘリウムリークディテクタ１０は、制御部１１と、オペレータとの情報入出力を行うインタフェース部１３と、記憶部１４と、ポンプやバルブ、分析管２１を含む気体処理部１９とを備える。

制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを備え、ＲＯＭに保存されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより後述する処理を行う。ＲＯＭには、後述する基準透過飽和量Ｑｓも予め記録されている。このＲＯＭは、特別な操作により電気的に記録内容の消去および書き込みが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）である。制御部１１は、インタフェース部１３と、記憶部１４と信号線で接続され、情報の入出力や動作指令を送信する。気体処理部１９のいくつかの構成要素とも接続されているが、詳しくは後で説明する。制御部１１は、後述する処理により測定時のバックグラウンドを理論的に算出し、気体処理部１９の分析管２１が検出したリーク量を補正してインタフェース部１３に出力する。

インタフェース部１３は、入力ボタン１３ａおよび表示画面１３ｂを備える。入力ボタン１３ａは、複数のボタンを含み、オペレータのボタン操作入力により各種のコマンドが制御部１１に入力される。表示画面１３ｂは、たとえば液晶パネルであり、制御部１１から出力された情報を表示する。
記憶部１４は、たとえばフラッシュメモリである。記憶部１４には、インタフェース部１３を経由して、オペレータが入力した後述する暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰが保存される。

（気体処理部）
図２を参照して、気体処理部１９の構成および動作を説明する。
図２は、気体処理部１９、すなわちヘリウムリークディテクタ１０の気体の入り口から分析管２１までの管路を示した図である。
気体処理部１９は、分析管２１と、ターボ分子ポンプ２２と、ドラッグポンプ２３と、油回転ポンプ２４と、管路内の真空度を検出する真空計ＰＭ１、ＰＭ２とを備える。真空計ＰＭ１やＰＭ２の検出値に基づいて各ポンプの起動、停止、あるいは後述するバルブの開閉が制御される。気体処理部１９は、排気経路およびヘリウム導入経路であるヘリウム流通通路を開閉するアクチュエータ付きの通路切替部であるバルブＦＶ、ＢＶ、ＴＶ、ＬＶと、ポートＥＸＰとを備える。

制御部１１は、分析管２１と、ターボ分子ポンプ２２と、ドラッグポンプ２３と、油回転ポンプ２４と、真空計ＰＭ１、ＰＭ２と、全てのバルブと信号線で接続されているが、ここでは信号線を省略する。
分析管２１はターボ分子ポンプ２２、ドラッグポンプ２３、バルブＦＶを介して油回転ポンプ２４に配管接続されている。接続ポートＥＸＰには後述する冶具８０を介して試験体９０が接続される。

バルブＬＶはベントバルブであり、バルブＬＶを解放すると管路内が大気圧になり、ポートＥＸＰに接続した試験体を交換できる。バルブＴＶは、ターボ分子ポンプ２２の排気口に配管接続される。バルブＦＶは、ドラッグポンプ２３と油回転ポンプ２４との間に設けられる。バルブＢＶは、接続ポートＥＸＰと、油回転ポンプ２４との間に設けられる。
分析管２１によるヘリウムの検出は、たとえば以下の手順により行われる。オペレータにより後述する測定開始ボタンが押されると、制御部１１は以下の制御を行う。

はじめに、バルブＦＶを開けてそれ以外のバルブは全て閉じ、ターボ分子ポンプ２２、ドラッグポンプ２３、および油回転ポンプ２４を運転して、分析管２１を真空排気する。ヘリウムリークディテクタ１０のポートＥＸＰ管路内の粗引きをするために、バルブＦＶを閉じてから、バルブＢＶを開け、油回転ポンプ２４により真空排気する。真空計ＰＭ１が検出した真空度が所定の真空度以下になると、グロステストを行う構成とするためにバルブＦＶを開ける。真空計ＰＭ１が検出した真空度がもう一つの所定の真空度以下になると、ファインテストを行う構成とするためにバルブＴＶを開けてバルブＢＶを閉じ、分析管２１によるヘリウムの検出が開始される。

（インタフェース）
図３を参照してインタフェース部１３の構成を説明する。図３（ａ）は、ヘリウムリークディテクタ１０の外観を示す概略図、図３（ｂ）は、設定画面を示す図である。図３（ａ）に示すように、ヘリウムリークディテクタ１０の正面には、入力ボタン１３ａおよび表示画面１３ｂが設けられる。入力ボタン１３ａは、たとえば、条件設定ボタン、０〜９までの数字ボタン、確定ボタン、計測開始ボタン、停止ボタンなどを含む。

表示画面１３ｂには、制御部１１がヘリウムリークディテクタ１０の状況に応じて出力する情報が出力される。たとえば、図３（ａ）は、オペレータにより計測開始ボタンが押されて計測が開始されている状態（計測状態）における表示例を示している。計測状態では、気体処理部１９の分析管２１がヘリウム濃度を検出し、その検出結果が制御部１１に出力される。制御部１１は、受信した検出結果からヘリウム濃度を計算し、その情報を表示画面１３ｂに送る。これにより表示画面１３ｂにヘリウム濃度が表示される。
本発明によるリークディテクタ１０では、表示されるヘリウム濃度が以下で説明するように理論値で補正されるので、高精度の検査を行うことができる。

オペレータにより条件設定ボタンが押されると、制御部１１は表示画面１３ｂに設定画面を表示させる。設定画面とは、たとえば図３（ｂ）に示すものであり、暴露時間飽和率ＲＴを入力する入力欄と、圧力比率ＲＰを入力する入力欄を備える。これらの入力値については後で詳述する。オペレータは、表示画面１３ｂを見ながら入力ボタン１３ａを操作し、それぞれの入力欄への数値の入力や決定を行う。制御部１１は、オペレータが暴露時間飽和率ＲＴおよび圧力比率ＲＰを入力すると、それらを記憶部１４に記憶させる。

（想定使用状況）
本発明にかかるヘリウムリークディテクタ１０が使用される状況を説明する。本実施の形態では、ヘリウムリークディテクタ１０が検査ラインに設置され、同一形状の試験体を次々に検査する状況を想定する。ヘリウムリークディテクタ１０を用いた試験体の検査方法は様々なものがあるが、ここでは、真空吹き付け法を用いる。
図４は、ヘリウムリークディテクタ１０を用いたリークテストが行われている状況を示す図である。ただし、ヘリウムリークディテクタ１０の構成は省略して記載している。
図４では、試験体９０が冶具８０を介して接続ポートＥＸＰに接続されている。また、ヘリウムボンベ６０から試験体９０へ向けてヘリウムが吹付けられている。

冶具８０は、冶具本体８１、冶具本体８１と試験体９０との間に介在されるシール材８２、および試験体９０を冶具本体８１に押しつける不図示のクランプ機構とから構成される。試験体９０は、不図示のクランプ機構によって冶具本体８１に押しつけられシール材８２に密着し、その内部空間が外気から封止される。
ヘリウムボンベ６０には、濃度１００％の高圧のヘリウムガスが格納されている。ヘリウムボンベ６０の先端には、圧力調整器付きスプレーガン６１が取り付けられている。圧力調整器付きスプレーガン６１の吹付け圧力は、大気圧よりもごくわずかに高い圧力、たとえば絶対圧で２７４ｋＰａに設定されている。ただし、吹付け圧力は任意に設定可能である。

オペレータは、不図示のクランプを用いて試験体９０を冶具８０に接続し、ヘリウムリークディテクタ１０を動作させた状態でスプレーガン６１の先端から試験体９０にヘリウムを吹き付けて検査を行う。検査が完了すると、オペレータは試験体９０を冶具８０から外し、次の試験体９０を冶具８０に接続し、検査を繰り返す。このとき、冶具８０は交換せず同じものを使い続ける。

（ヘリウムの透過）
試験体９０の検査では、試験体９０を冶具８０に接続し、ターボ分子ポンプ２２などで試験体９０の内部を真空排気しながら試験体９０にヘリウムガスを吹付け、分析管２１によりヘリウムの検出量を測定し、この検出値に基づきヘリウムのリーク量を算出して試験体９０のクラックの有無などを判断する。このとき冶具８０のシール材８２に着目すると、シール材８２の内周側は真空排気される空間に面し、外周側はヘリウムガスが吹付けられる。
１つの試験体９０のリークテストに要する時間は短いが、ヘリウムリークディテクタ１０は多数の試験体を検査するので、冶具８０は累積すると長時間にわたってヘリウムに暴露される。長時間のヘリウム環境での暴露により、ヘリウムが外周側からシール材８２に透過し、シール材８２にヘリウムが蓄積される。そのため、シール材８２を透過して試験体９０の内側へ透過するヘリウムが無視できなくなる。
なお、シール材８２は、周囲環境が一定ならば、シール材８２のヘリウム蓄積量は飽和する。

シール材８２を透過するヘリウム透過量は、シール材８２がヘリウムに暴露される時間（以下、「暴露時間」と呼ぶ）および暴露されるヘリウムの分圧の影響を受ける。ヘリウムの分圧の絶対圧とヘリウム透過量は比例関係にある。暴露時間とヘリウム透過量の関係は、次に説明するとおりである。ただし暴露時間とは、上述した分圧のヘリウムを吹き付けている累計時間である。

（飽和率特性）
図５は、暴露時間とヘリウム透過量の関係の一例を示す図である。図５の横軸は暴露時間を、縦軸はヘリウム透過量の基準値である基準透過飽和量Ｑｓに対する割合（以下、「暴露時間飽和率ＲＴ」と呼ぶ）を示す。以下では、暴露時間に対する暴露時間飽和率ＲＴの関係を、「飽和率特性Ｃ」と呼ぶ。この飽和率特性Ｃと基準透過飽和量Ｑｓは、予備試験により得られるものである。
暴露時間飽和率ＲＴは、暴露時間がゼロであれば０％であり、時間の経過とともに増加してある一定時間以上が経過すると飽和して１００％一定となる。図５に示す例では、暴露時間と暴露時間飽和率ＲＴの関係は以下のとおりである。すなわち、１０分で１０％、３０分で５０％に達し、６０分で１００％に飽和する。

なお、シール材８２がヘリウムに暴露されていない状態では、シール材８２の内部に蓄積したヘリウムの量は時間の経過とともに減少するが、その変化は非常に緩やかである。そこで本実施の形態では、シール材８２に蓄積されたヘリウムは減少しないものとして扱う。

（予備試験の手順）
図５に例示した飽和率特性Ｃ、および基準透過飽和量Ｑｓは、たとえば以下に示す手順により予備試験を行うことで得られる。
図６は、暴露時間とヘリウム透過量の関係、およびヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験の手順を示すフローチャートの一例である。以下に示す各ステップの実行主体は、試験設備の管理者（以下、「管理者」）である。

ステップＳ３０１において、管理者は、試験体９０を冶具８０に接続してステップＳ３０２に進む。なお、ここで用いる冶具８０は、検査に用いる冶具８０と、素材、形状、および寸法が同一とする。
ステップＳ３０２において、管理者は、ターボ分子ポンプ２２などで試験体９０の内部を真空排気しながら、基準とするヘリウム分圧にてヘリウムを試験体９０に５分間吹き付ける。次にステップＳ３０３に進む。ただし、１回の吹付け時間は５分間に限定されず、冶具８０の特性に合わせて適宜変更してもよい。

ステップＳ３０３において、管理者は、ヘリウムの試験体９０への吹付けを停止した状態において、分析管２１が検出するヘリウムリーク量、すなわち透過量を暴露時間とともに記録する。たとえば、ステップＳ３０２を３回実行した後に実行されるステップＳ３０３では、暴露時間は５分間×３＝１５分間となる。
ステップＳ３０４において、管理者は、前回のステップＳ３０３において記録した透過量と、今回のステップＳ３０３において記録した透過量を比較し、透過量が増加したか否かを判断する。増加したと判断する場合は、透過量が飽和していないので予備試験を継続するためにステップＳ３０２に戻り、増加していないと判断する場合は予備試験を終了するためにステップＳ３０５に進む。ただし、ステップＳ３０４が初回に実行される場合はこの判断を行わずにステップＳ３０２に戻る。

ステップＳ３０５において、管理者は、直前にステップＳ３０３において記録した透過量、すなわちヘリウムリーク量を基準透過飽和量Ｑｓとして制御部１１のＲＯＭに記録し、ステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０６において、ステップＳ３０３において繰り返し記録した透過量を、基準透過飽和量Ｑｓを１００％とした１００分率に変換し、暴露時間に対する暴露時間飽和率ＲＴの関係を示す特性である飽和率特性Ｃを作成する。以上により予備試験を終了する。
なお、管理者が作成した飽和率特性Ｃは、図５に示すようにグラフとして表してもよいし、ルックアップテーブルとして表してもよいし、関数として表してもよい。作成した飽和率特性Ｃは、管理者からオペレータに渡され、オペレータが暴露時間飽和率ＲＴを入力する際に参照される。さらに、この飽和率特性Ｃの作成に使用したヘリウム分圧の情報もあわせてオペレータに渡される。
なお、飽和率特性Ｃやヘリウム分圧の情報は記録媒体に保存して手渡したり、メモとして手渡してもよい。

（本試験におけるバックグラウンドの算出）
制御部１１は、本試験、すなわち検査において、以下のように理論的にバックグラウンドを算出し、気体処理部１９の分析管２１が検出したリーク量を補正してインタフェース部１３に出力する。
制御部１１は、バックグラウンドを、基準透過飽和量Ｑｓと、暴露時間飽和率ＲＴと、圧力比率ＲＰとの積として算出する。
基準透過飽和量Ｑｓは、上述したように予め予備試験により求められた値であり、記憶部１４に保存されている値である。
暴露時間飽和率ＲＴおよび圧力比率ＲＰは、オペレータによりインタフェース部１３から以下のように入力され、記憶部１４に記録される。

オペレータは、管理者から受領した飽和率特性Ｃを用いて、冶具８０がこれまで使用された累積時間から暴露時間飽和率ＲＴ（０％〜１００％）を読み取り、これを入力する。ただし、飽和率特性Ｃの作成時のヘリウム分圧と、これまでに冶具８０が暴露されたヘリウムの分圧が異なる場合は、分圧の比率により暴露時間を換算する。たとえば、これまでに冶具８０が分圧８００ｋＰａのヘリウムに３０分暴露され、飽和率特性Ｃの作成時のヘリウム分圧が４００ｋＰａの場合には、２倍の６０分暴露されたとして暴露時間飽和率ＲＴを読み取る。たとえば、図５に示した例では６０分に対応する「１００％」が、暴露時間飽和率ＲＴとして読みとられる。

オペレータは、管理者から受領した、飽和率特性Ｃの作成に使用したヘリウム分圧と、これから行う検査で使用するヘリウムの分圧の比率を入力する。たとえば、飽和率特性Ｃの作成に使用したヘリウム分圧が４００ｋＰａ、これから行う検査で使用するヘリウムの分圧が８００ｋＰａの場合は、分圧が２倍になるので「２００％」を入力する。
すなわち、基準透過飽和量Ｑｓが１．０×１０^−１０Ｐａ・ｍ^３／ｓの場合は、その１００％の２００％なので、バックグラウンドは２．０×１０^−１０Ｐａ・ｍ^３／ｓと算出される。この場合、制御部１１は、分析管２１により検出されたリーク量からバックグラウンドである２．０×１０^−１０Ｐａ・ｍ^３／ｓを減じ、この値をヘリウムリーク量として表示画面１３ｂに出力する。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ヘリウムリークディテクタ１０は、冶具８０を介して試験体９０に接続される。ヘリウムリークディテクタ１０は、冶具８０が暴露されたヘリウムの分圧に関する情報、すなわち圧力比率ＲＰ、および冶具８０がヘリウムに暴露された時間に関する情報、すなわち暴露時間飽和率ＲＴが入力される入力欄を備えるインタフェース部１３と、ヘリウムを検出するヘリウム検出部、すなわち分析管２１と、インタフェース部１３から入力される分圧に関する情報、インタフェース部１３から入力される時間に関する情報、および予め入力された冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓに基づき、ヘリウム検出部が検出した検出結果を補正する補正部、すなわち制御部１１とを備える。
そのため、基準透過飽和量Ｑｓ、暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰから算出される理論的なバックグラウンドを用いて、分析管２１が検出する測定値を補正することができる。また、オペレータは定められた手順で圧力比率ＲＰおよび暴露時間飽和率ＲＴを入力するだけでよく、バックグラウンドの適正性を自らが判断する必要がない。

従来から、測定値のゼロ点を補正することは知られている。たとえば、試験時のバックグラウンド値でゼロ点補正する、いわゆるゼロリセット機能を備えるヘリウムリークディテクタが知られているが、このゼロリセット機能では以下の問題が生じうる。すなわち、ヘリウムの使用により検査雰囲気のヘリウム濃度が増加した状態や、シール材が異物を噛みこんだままで試験体が冶具に接続された状態でゼロリセット機能を使用すると、測定値のゼロ点が高いレベルに設定され測定精度が低下する。すると、検査において試験体に小さなクラック等があってもリークを検出することができない。
しかし、本実施の形態によるヘリウムリークディテクタ１０は、理論的なバックグラウンドを算出するので、いわゆるゼロリセットによる上記のような問題が生じることなく、高い測定精度を維持することができる。

さらに、ヘリウムリークディテクタ１０には基準透過飽和量Ｑｓが予め入力されているため、オペレータによる基準透過飽和量Ｑｓの入力を省略できる。またオペレータは、暴露時間飽和率ＲＴや圧力比率ＲＰとは異なり、基準透過飽和量Ｑｓをインタフェース部１３から入力する必要がない。換言すると、本実施の形態のヘリウムリークディテクタ１０では、オペレータは基準透過飽和量Ｑｓを入力ですることができない。そのため、オペレ
ータが誤って基準透過飽和量Ｑｓを入力し、不適切なバックグラウンドが算出され、測定精度が低下されることを未然に防止することができる。

（２）インタフェース部１３に入力される時間に関する情報、すなわち暴露時間飽和率ＲＴとは、冶具８０がヘリウムに暴露される時間に基づき決定される、冶具の基準透過飽和量Ｑｓに対する累積割合である。
すなわち、オペレータが飽和率特性Ｃを参照し、冶具８０がヘリウムに暴露された累積時間に対応する暴露時間飽和率ＲＴを読み取り、これをインタフェース部１３から入力する。そのため、ヘリウムリークディテクタ１０は飽和率特性Ｃを記憶する必要がなく、簡素な構成とすることができる。また、シール材８２の変更により飽和率特性Ｃが変化した場合にも、オペレータの手元にある飽和率特性Ｃを交換、または読みかえるだけでよく、ヘリウムリークディテクタ１０の構成を変更する必要がない。

（変形例１）
上述した第１の実施の形態では、基準透過飽和量Ｑｓが予め制御部１１のＲＯＭに保存されていたが、基準透過飽和量Ｑｓがインタフェース部１３から入力可能に構成されてもよい。
この場合は、基準透過飽和量Ｑｓは制御部１１のＲＯＭではなく記憶部１４に基準透過飽和量Ｑｓや暴露時間飽和率ＲＴとともに保存される。そして制御部１１は、入力ボタン１３ａを構成する条件設定ボタンが押されると、図７に示す画面を表示画面１３ｂに表示させる。
図７は、変形例１における設定画面を示す図である。第１の実施の形態における設定画面の表示内容に加えて、基準透過飽和量Ｑｓを入力する入力欄が設けられている。
この変形例１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ヘリウムリークディテクタ１０のインタフェース部１３は、冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓが入力される入力欄を備える。
そのため、試験体の形状の変更などにより冶具８０を変更した際に、基準透過飽和量Ｑｓを容易に変更することができる。

（変形例２）
上述した第１の実施の形態では、インタフェース部１３から圧力比率ＲＰ、すなわちヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験に用いたヘリウム分圧と、検査に用いるヘリウムの分圧との比率が入力された。しかし、ヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験に用いたヘリウム分圧を予め定めた値を用いることを前提に、検査に用いるヘリウムの分圧のみを入力してもよい。さらにこの場合において、検査に用いるヘリウムの分圧を、全圧が大気圧であることを前提としてヘリウムの濃度として入力してもよい。
インタフェース部１３が、大気圧におけるヘリウム濃度が入力される入力欄を備える場合は、制御部１１はインタフェース部１３に入力されたヘリウム濃度を大気圧におけるヘリウム濃度として分圧を算出する。
この変形例２によれば、次の作用効果が得られる。
（１）インタフェース部１３に入力される分圧に関する情報とは、大気圧におけるヘリウム濃度である。
そのため、オペレータは分圧に換算する必要がないため、入力が容易である。

（変形例３）
上述した第１の実施の形態において説明した測定値の補正を、過渡状態、すなわち真空排気を行い、ヘリウム吹付け法による検査を開始する前の状態に適用してもよい。
試験体を交換した後にヘリウムの検出を開始した直後は、ヘリウムリークディテクタ１０の内部に検査雰囲気のヘリウムが残留しているので、真空吹付け法におけるヘリウムの吹付けを行っていないにもかかわらず、一時的に高いヘリウム濃度が検出される。そのため、ヘリウムリークディテクタ１０の内部から検査雰囲気のヘリウムが除去されたことを確認した後にヘリウム吹付け法による検査を開始している。

図８は、本発明を適用しない場合における、真空排気の時間の経過に対するヘリウム濃度の変化を示している。図示実線は、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過していない場合、図示破線は、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過している場合を示している。
シール材８２にヘリウムが透過していない場合は、時間の経過とともにヘリウム濃度がゼロに収束するので、真空吹付け法による検査を開始するヘリウム濃度の基準を設けることができる。その一方で、シール材８２にヘリウムが透過している場合は、透過するヘリウムの影響によりヘリウム濃度はゼロに収束しない。そのため、本発明を適用しない場合には、ヘリウムリークディテクタ１０の内部から検査雰囲気のヘリウムが除去されたことの確認が困難であり、検査を開始する前の真空排気の時間が長くなることが避けられない。

本発明を適用すると、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過している場合であっても、シール材８２からのヘリウムの透過による、分析管２１で検出されるヘリウム濃度への影響を算出し、ヘリウム濃度を補正できる。すなわち、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過している場合であっても、図示実線のような補正されたヘリウム濃度を得ることができる。
したがって、本変形例３によれば、検査を開始する前の真空排気の時間を短縮することができる。

（変形例４）
上述した第１の実施の形態では、ヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験に用いた冶具８０は、検査に用いる冶具８０と、素材、形状、および寸法が同一としたが、両者は異なっていてもよい。この場合、インタフェース部１３は、予備試験に用いた冶具８０と検査に用いる冶具８０との差異情報を入力する入力欄を備え、入力された差異情報に基づき基準透過飽和量Ｑｓを補正してもよい。
シール材８２におけるヘリウムの透過量は、シール材のヘリウム透過率、シール材８２の厚み、シール材８２の表面積などの影響を受ける。そこで、あるシール材８２について予備試験により暴露時間とヘリウム透過量の関係を予め求めておき、予備試験に用いてすでに基準透過飽和量Ｑｓを算出したシール材８２と、本試験、すなわち検査に用いるシール材８２の差異に基づき基準透過飽和量Ｑｓを補正する。

シール材８２の変更によるヘリウム透過量への影響は以下のとおりである。すなわち、ヘリウム透過量は、シール材８２のヘリウム透過率に比例し、シール材８２の厚みに反比例し、シール材８２の表面積に比例する。
この変形例４によれば、すでに入力された基準透過飽和量Ｑｓを、シール材８２の差異に基づき補正することができる。

（変形例５）
上述した第１の実施の形態では、真空吹付け法により試験体の検査を行うこととした。しかし、他の検査方法、たとえば真空フード法を用いてもよい。
試験体、および冶具をビニール袋などで覆い、そのビニール袋内にヘリウムを注入する真空フード法に本発明を適用する場合は、第１の実施の形態から以下の点を変更する。すなわち、インタフェース部１３から入力する圧力比率ＲＰの決定には、試験体に吹き付けるヘリウムの分圧に代えて、ビニール袋内のヘリウムの分圧を用いる。また、インタフェース部１３から入力する暴露時間飽和率ＲＴの決定には、ヘリウムが吹き付けてられる累計時間に代えて、ビニール袋内でヘリウムに曝される累計時間を用いる。

（変形例６）
上述した第１の実施の形態では、インタフェース部１３の表示画面１３ｂに暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰを入力する入力欄が設けられた。しかし、暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰの入力形態はこれに限定されない。
たとえば、表示画面１３ｂに対話形式のメニューが表示され、暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰを順次入力する入力形態であってもよい。
さらに、ヘリウムリークディテクタ１０に接続される携帯端末が入力インタフェースを備え、携帯端末の入力インタフェースから暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰが入力されてもよい。

（第２の実施の形態）
図９〜図１０を参照して、本発明によるヘリウムリークディテクタの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、ヘリウムリークディテクタ１０ａが飽和率特性Ｃを備える点で、第１の実施の形態と異なる。

（構成）
図９は、第２の実施の形態におけるヘリウムリークディテクタ１０ａの構成を示すブロック図である。第１の実施の形態との違いは、記憶部１４に飽和率特性Ｃが保存されている点である。
オペレータにより条件設定ボタンが押されると、制御部１１は表示画面１３ｂに設定画面を表示させる。

図１０は、第２の実施の形態における設定画面を示す図である。この設定画面は、暴露時間を入力する入力欄と、ヘリウムの分圧に関する情報、すなわち圧力比率ＲＰを入力する入力欄とを備える。
制御部１１は、オペレータによりインタフェース部１３から暴露時間が入力されると、記憶部１４に保存された飽和率特性Ｃを参照し、入力された暴露時間に対応する暴露時間飽和率ＲＴを算出する。そして、第１の実施の形態と同様に分析管２１が検出したリーク量を補正し、インタフェース部１３に出力する。

上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）インタフェース部１３に入力される時間に関する情報とは、冶具８０がヘリウムに暴露される時間である。ヘリウムリークディテクタ１０ａは、冶具８０がヘリウムに暴露される時間と冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓに対する累積割合との対応を示す飽和率情報、すなわち飽和率特性Ｃを記憶する記憶部１４を備える。補正部、すなわち制御部１１は、インタフェース部１３に入力された時間に関する情報、すなわち暴露時間飽和率ＲＴと、記憶部１４に記憶された飽和率特性Ｃとに基づき、冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓに対する累積割合を算出する。
そのため、オペレータは飽和率特性Ｃを参照して暴露時間に対応する暴露時間飽和率ＲＴを読み取る必要がなく、ヘリウムリークディテクタ１０ａの使用が簡便である。

（第２の実施の形態の変形例）
上述した第２の実施の形態では、ヘリウムリークディテクタ１０ａは１つの飽和率特性Ｃのみを備えた。しかし、ヘリウムリークディテクタ１０ａは２つ以上の飽和率特性Ｃを備えてもよい。

図１１は、断面形状ごとの飽和率特性Ｃを示す図である。
図１１の横軸は暴露時間を、縦軸は暴露時間飽和率ＲＴを示す。図示実線は、図５に示す断面形状が丸のシール材８２の飽和率特性Ｃ１を示し、図示破線は、断面形状が四角のシール材８２の飽和率特性Ｃ２を示す。図１１に示すように、シール材８２の断面形状により、暴露時間飽和率ＲＴが増加を始める暴露時間、暴露時間飽和率ＲＴが飽和する暴露時間、および暴露時間飽和率ＲＴの暴露時間の増加に対する増加率などが異なる。

そのためヘリウムリークディテクタ１０ａは、シール材８２の断面形状にそれぞれ対応する複数の飽和率特性を記憶部１４に保存し、オペレータが入力するシール材の断面形状、および暴露時間に基づき暴露時間飽和率ＲＴをする。
図１２は、本変形例における設定画面を示す図である。図１２では、第２の実施の形態に比べて、シール材８２の断面形状を選択するラジオボタンが追加されている。オペレータは、入力ボタン１３ａの矢印ボタンおよび決定ボタンを用いて、丸および四角のいずれかを選択することができる。
なお、本実施例において、オペレータがさらに基準透過飽和量Ｑｓを入力可能に構成してもよい。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１０ … ヘリウムリークディテクタ
１１ … 制御部
１３ … インタフェース部
１３ａ … 入力ボタン
１３ｂ … 表示画面
１４ … 記憶部
１９ … 気体処理部
２１ … 分析管
８０ … 冶具
９０ … 試験体
Ｃ … 飽和率特性
Ｑｓ … 基準透過飽和量
ＲＰ … 圧力比率
ＲＴ … 暴露時間飽和率

Claims

冶具を介して試験体に接続されるヘリウムリークディテクタにおいて、
前記冶具が暴露されたヘリウムの分圧に関する情報、および前記冶具がヘリウムに暴露された時間に関する情報が入力される入力欄を備えるインタフェース部と、
ヘリウムを検出するヘリウム検出部と、
前記インタフェース部から入力される前記分圧に関する情報、前記インタフェース部から入力される前記時間に関する情報、および予め入力された前記冶具の基準透過飽和量に基づき、前記ヘリウム検出部が検出した検出結果を補正する補正部と、を備えるヘリウムリークディテクタ。
請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
前記インタフェース部に入力される前記分圧に関する情報とは、大気圧におけるヘリウム濃度であるヘリウムリークディテクタ。
請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
前記インタフェース部に入力される前記時間に関する情報とは、前記冶具がヘリウムに暴露される時間に基づいて決定された前記冶具の基準透過飽和量に対する累積割合であるヘリウムリークディテクタ。
請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
前記インタフェース部に入力される前記時間に関する情報とは、前記冶具がヘリウムに暴露された時間であり、
前記冶具がヘリウムに暴露された時間と前記冶具の基準透過飽和量に対する累積割合との対応を示す飽和率情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正部は、前記インタフェース部に入力された前記時間に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記飽和率情報とに基づき、前記冶具の基準透過飽和量に対する累積割合を算出するヘリウムリークディテクタ。
請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
前記インタフェース部は、前記冶具の基準透過飽和量が入力される入力欄をさらに備えるヘリウムリークディテクタ。