JP6602852B2 - グロスリーク検知のための容積測定機能を備えるフィルムチャンバ - Google Patents

Description

本発明は、リークの有無の検査に付される被検体を格納するフィルムチャンバに関する。

フィルムチャンバは、例えばフィルム材で形成された少なくとも１つの可撓性壁部を備える検査用チャンバである。典型的なフィルムチャンバは、被検体を完全に内包するように、被検体の周囲で互いに重ねられた２つのフィルム層を備える。被検体の収納後、フィルムチャンバは密閉され、排気される。その後、フィルムチャンバの容器内において、被検体外の領域での圧力の変化が監視される。ここで、圧力が増加する場合には、被検体からのリークを示すものと判断される。フィルムチャンバ内の圧力監視に代わる代替法として、可撓性壁部を監視してもよい。ここで、可撓性壁部またはフィルムにおける変化は、それぞれリークの指標となり得るものである。このような方法は、特許文献1により公知である。

ドイツ特許出願公開第１０ ２０１２ ２００ ０６３ 号公報

被検体にグロスリークがある場合、フィルムチャンバを排気する際に、グロスリークを通じ、被検体も同時に排気されることが問題となる。この場合必然的に、フィルムチャンバの排気後の圧力増加の測定によって、リーク検知を行うことはできない。グロスリークによって、被検体の自由容量のかなりの部分が、排気時間中に体積流れによって排気されると考えられている。

本発明は、被検体におけるグロスリークの検知を可能とするフィルムチャンバおよび対応する方法を提供することを目的とする。

本発明のフィルムチャンバは、請求項１の構成要件により定義される。

測定チャンバは、フィルムチャンバの容積を規定する可撓性壁部に隣接し、フィルムチャンバ容積部（volume）に対し気密状態で分離されている。検査される被検体にグロスリークがあると、フィルムチャンバの排気に伴い、被検体も少なくともある程度排気される。その際、フィルムチャンバ容積部と測定容積部との間の壁部は可撓性であるので、測定容積部は大きくなる。この測定容積部の増大は、被検体が気密されている場合や、被検体に小さな穴しかない場合よりも大きい。被検体が気密性の場合には、被検体の外側の領域のフィルムチャンバ容積部のみが排気されるが、被検体がグロスリークを有する場合には、被検体の容積部の全体または、少なくとも一部も排気される。こうして、グロスリークがある場合には、被検体が気密性の場合よりも大きい容量が排気される。従って、被検体のリークが大きくなるに従い、測定容積部の膨張は大きくなる。そこで、測定容積部および／または可撓性壁部の膨張に基づいて、被検体に想定されるリークのサイズについて判断することが可能である。

フィルムチャンバは、各々が可撓性壁部を構成する二枚のフィルム層を有することが好ましい。フィルムチャンバが閉鎖された状態で、２つのフィルム層はフィルムチャンバ容積部を内包する。各フィルム層は、フレーム（フレーム状部品）により支持され、張りわたされている。２つのフレームは、例えばヒンジなどで互いに接続され、折りたたみにより、フィルムチャンバを開閉できるように構成されていてもよい。フィルムチャンバが開放された状態では、フィルムチャンバ容積部にアクセスし、フィルムチャンバ内に被検体を配置することが可能である。フィルムチャンバが閉鎖された状態では、フィルムチャンバ容積部はフィルムチャンバの周囲の外気から気密状態で分離されている。

測定容積部は、測定チャンバリングおよび測定チャンバカバーを備えた測定チャンバによって形成されてもよい。測定チャンバリングは、対向する二つの開口端を備える。開口端のうち１つは、フィルム層（可撓性壁部）により閉鎖されている。測定チャンバリングの反対側の端は測定チャンバカバーにより閉鎖されている。

２つのフィルム層の其々には、個別に測定チャンバが設けられていることが好ましい。２つの測定チャンバは、気密状態で、例えば、ガス送通導管により接続されていてもよく、またフィルムチャンバおよび測定チャンバの周囲の外気に対して密閉されている。

２つの測定チャンバのうち、少なくとも１つに通気バルブが形成されてもよい。通気バルブは、測定チャンバ内の圧力を適切に調整するために用いることができる。フィルムチャンバが気密され真空排気された状態において、気密性の被検体を内包している場合には、測定チャンバ内の圧力が約１ｂａｒの大気圧に一致するようにすると、特に好ましい。フィルムチャンバ内の被検体が気密性、または被検体のリークが特に小さく、フィルムチャンバ内が真空排気された場合には、測定チャンバは通気されることが好ましい。

少なくとも１つの測定チャンバの測定容積部は、測定容積部の監視用センサに接続されているべきである。このセンサは圧力センサまたは流量センサであってよい。圧力センサとしては、微分圧力センサや全圧センサを使用してもよい。

開放状態のフィルムチャンバを示す図である。 気密性の被検体を配置した閉鎖状態のフィルムチャンバを示す図である。 グロスリークを有する被検体を配置した閉鎖状態のフィルムチャンバを示す図である。 測定容積部における微分圧力特性を示す図である。 測定容積部における全圧特性を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１に示すフィルムチャンバ１０は、上部カバー１２および下部カバー１４から形成される。上部フィルム層１６は上部カバーの必須構成要素であり、下部フィルム層１８は下部カバーの必須構成要素である。フィルムチャンバを閉鎖した状態において（図２および図３を参照）、２つのフィルム層１６、１８は、フィルムチャンバ容積部２０内に格納された被検体２２を内包している。２つのフィルム層１６、１８のそれぞれが、フィルムチャンバ容積部２０に面する側に不織布２４を備える。不織布２４と共に、各フィルム層１６、１８はそれぞれフィルムチャンバ１０の可撓性壁部を構成する。フィルム１６、１８の外端領域において、フィルム１６、１８はそれぞれ測定チャンバリングにガス気密状態に接続される。したがって、フィルム層１６は、フィルムチャンバ１０に面する上部測定チャンバリング２６の下部端を密閉する。同様に、下部フィルム層１８は、フィルムチャンバ容積部２０に面する下部測定チャンバリング２８の上部端を閉鎖する。各測定チャンバリング２６、２８の、対応するフィルム層１６、１８の反対側における端部は、測定チャンバカバー３０、３２により密閉される。

したがって、測定チャンバカバー３０、測定チャンバリング２６およびフィルム層１６は、上部測定容積部３４を内包し、フィルム層１８、測定チャンバリング２８および測定チャンバカバー３２は下部測定容積部３６を内包する。測定容積部３４、３６はフィルムチャンバ容積部２０およびフィルムチャンバ１０周囲の外気から気密状態で分離されている。測定容積部３４、３６は、ガス送通接続手段（図示せず；例えば、チューブ）により、ガス送通可能な形で互いに接続されている。

上部測定容積部３４は、ガス送通を行い得る形で、圧力センサ３８と接続されている。上部測定チャンバカバー３０に形成された通気バルブ４０は、上部測定容積部３４とフィルムチャンバ１０の周囲の外気とを接続する。通気バルブ４０を閉鎖した状態では、測定容積部３４は外気から気密状態で分離され、バルブ４０を開放した状態では、ガス送通可能な状態で外気と接続されている。

外端領域において、封止リング４２が２つのフィルム層１６、１８間に設けられており、該封止リングは、フィルムチャンバ１０が閉鎖された状態において、フィルム層１６、１８間を気密状態で接続する。

図１には、開放状態のフィルムチャンバ１０が示されている。フィルムチャンバ容積部２０には、被検体２２をフィルムチャンバ容量２０内に配置できるように自由にアクセスできる。その後、フィルムチャンバ１０は閉鎖され、フィルムチャンバ容積部２０が排気される。気密性の被検体の場合、図２に示された状態となる。この状態では、２つの測定容積部３４、３６は通気バルブ４０を介して通気され、約１ｂａｒの大気圧に戻される。

直径約１ｃｍのグロスリークを有するリーク性の被検体の場合、図３に示された状態となる。ここで、フィルムチャンバ容積部２０が排気されるとき、グロスリークを通じて、被検体２２内もかなりの程度排気される。そこで、被検体２２の内圧は測定容積部３４、３６内の圧力よりも低くなる。フィルム層１６、１８を介して、測定容積部３４、３６内の圧力が被検体２２に作用し、図３に示されるように、被検体２２は同様に、圧縮され排気される。その結果、測定容積部３４、３６内の圧力は、気密性の被検体について図２に示された状態よりも低くなる。

圧力センサ３８を用いることで、圧力特性に基づいて、被検体におけるグロスリークの有無を判定するために、フィルムチャンバ１０の排気中に測定容積部３４、３６内の圧力を監視してもよい。図４は、測定容積部３４、３６において測定された微分圧力特性を示している。実線の連続線は、図２で示された気密性被検体の圧力特性を表す。破線は、図３で示されたグロスリークを有する被検体２２の測定容積部３４、３６における圧力特性を表す。気密性の被検体の場合、圧力は約４５秒後に−９ｍｂａｒまで低下し、グロスリークを有する被検体の場合、圧力は約５５秒後に−１１．５ｍｂａｒまで低下する。言うまでもないが、他のケース（他の実施形態）では、これらの数値は異なるものと想定される。

図５は、測定容積部３４、３６における全圧特性を示す。気密性の被検体の圧力特性は実線で、グロスリークを有する被検体の圧力特性は破線で示されている。グロスリークを有する被検体は、測定時に部分的に排気されて縮小するのに対し、気密性の被検体は排気されず、フィルムチャンバ内でより大きい容積を置換する。被検体の容積が大きくなるに従って、置換される容積は大きくなる。そのため、グロスリークを有する被検体に比べると、気密性の被検体の場合には、測定容積部内の圧力は、より大きく増大する。図５に示された実施例において、気密性の被検体の場合、約７秒の測定時間の後に圧力が２．５ｍｂａｒ増大するのに対し、グロスリークを有する被検体の場合、全圧は１ｍｂａｒしか増大しない。
なお本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
リークの有無について検査される被検体（２２）を格納するフィルムチャンバ（１０）であって、該フィルムチャンバ（１０）がフィルムチャンバ容積部（２０）を内包する壁を備え、前記壁が少なくとも１つの可撓性壁部を備える、フィルムチャンバ（１０）において、
前記フィルムチャンバ容積部（２０）に対置される測定容積部（３４、３６）が、前記可撓性壁部側に隣接して配置され、前記フィルムチャンバ容積部（２０）から密閉状態で区画されていることを特徴とするフィルムチャンバ。
〔態様２〕
態様１に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記測定容積部（３４、３６）がガス送通可能な状態で、圧力センサ（３８）または流量センサに接続されていることを特徴とするフィルムチャンバ。
〔態様３〕
態様１または２に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記測定容積部（３４、３６）が、通気バルブ（４０）を介して前記測定容積部（３４、３６）の周囲の外気と接続されることを特徴とするフィルムチャンバ。
〔態様４〕
態様１〜３のいずれか一態様に記載のフィルムチャンバ（１０）において、フィルムチャンバ（１０）が、フィルムチャンバ（１０）の閉鎖状態において前記フィルムチャンバ容積部（２０）を内包する第１および第２のフィルム層（１６、１８）を備え、第１の測定容積部（３４、３６）が前記第１のフィルム層（１６、１８）に隣接し、第２の測定容積部（３４、３６）が前記第２のフィルム層（１６、１８）に隣接することを特徴とするフィルムチャンバ。
〔態様５〕
態様４に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記２つの測定容積部（３４、３６）はガス送通可能な状態で接続されていることを特徴とするフィルムチャンバ。
〔態様６〕
態様１〜５のいずれか一態様に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記測定容積部（３４、３６）は、前記可撓性壁部を下側で支持する測定チャンバリング（２６、２８）、および前記可撓性壁部の反対側で、前記測定チャンバリング（２６、２８）を閉鎖する測定チャンバカバー（３０、３２）により形成されることを特徴とするフィルムチャンバ。
〔態様７〕
態様１〜６のいずれか一態様に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記フィルムチャンバ（１０）は、被検体（２２）を前記フィルムチャンバ容積部（２０）内に配置し得る開放状態と、前記フィルムチャンバ容積部（２０）が密閉される閉鎖状態とを有し、前記測定容積部（３４、３６）は前記フィルムチャンバ（１０）の閉鎖状態とは別個に密閉されることを特徴とするフィルムチャンバ。
〔態様８〕
態様１〜７のいずれか一態様に記載のフィルムチャンバ（１０）を使用し、被検体（２２）のリークの有無を検査する方法において、
前記被検体（２２）を前記フィルムチャンバ（１０）内に配置する工程と、
前記フィルムチャンバ（１０）を閉鎖する工程と、
前記フィルムチャンバ（１０）を排気する工程と、
前記フィルムチャンバ（１０）の排気中に前記測定容積部（３４、３６）を監視し、監視結果に基づいて、前記被検体（２２）が有する可能性のあるリークのサイズを判定する工程と、をそなえることを特徴とする方法。
〔態様９〕
態様８に記載の方法において、前記フィルムチャンバ（１０）が排気されるに従って、前記測定容積部（３４、３６）が増大する場合、グロスリークを検知することを特徴とする方法。
〔態様１０〕
態様８または９に記載の方法において、前記フィルムチャンバ（１０）の閉鎖および排気後に、被検体（２２）にグロスリークが検知されなかった場合、前記測定容積部（３４、３６）を通気することを特徴とする方法。
〔態様１１〕
態様８〜１０のいずれか一態様に記載の方法において、内部に配置された前記被検体（２２）により影響される、前記測定容積部（３４、３６）の変化が、前記フィルムチャンバ内の圧力を測定することにより、あるいは前記フィルムチャンバ（１０）内のガス流量または前記フィルムチャンバ（１０）からのガス流量を測定することにより判定されることを特徴とする方法。
〔態様１２〕
態様８〜１１のいずれか一態様に記載の方法において、前記被検体（２２）の絶対容量を、前記フィルムチャンバ（１０）内の圧力の変化を測定することにより、あるいはフィルムチャンバ（１０）内のガス流量または前記フィルムチャンバ（１０）からのガス流量を測定することにより判定することを特徴とする方法。

１０ フィルムチャンバ
１６、１８ フィルム層
２０ フィルムチャンバ容積部
２２ 被検体
２６、２８ 測定チャンバリング
３４、３６ 測定容積部
３８ 圧力センサ
４０ 通気バルブ

Claims (12)

1. リークの有無について検査される被検体（２２）を格納するフィルムチャンバ（１０）であって、該フィルムチャンバ（１０）がフィルムチャンバ容積部（２０）を内包する壁を備え、前記壁が少なくとも１つの可撓性壁部を備える、フィルムチャンバ（１０）において、
   前記フィルムチャンバ容積部（２０）に対置される測定容積部（３４、３６）が、前記可撓性壁部側に隣接して配置され、前記フィルムチャンバ容積部（２０）から密閉状態で区画されており、
   前記被検体（２２）が有する可能性のあるリークのサイズを判定するため、前記測定容積部（３４、３６）がガス送通可能な状態で、ガス排気中の前記測定容積部（３４、３６）のサイズ、圧力、流通ガス流量を含む群から選択されるパラメータを監視するよう構成されたセンサに接続されていることを特徴とするフィルムチャンバ。
2. 請求項１に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記測定容積部（３４、３６）がガス送通可能な状態で、圧力センサ（３８）または流量センサに接続されていることを特徴とするフィルムチャンバ。
3. 請求項１または２に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記測定容積部（３４、３６）が、通気バルブ（４０）を介して前記測定容積部（３４、３６）の周囲の外気と接続されることを特徴とするフィルムチャンバ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルムチャンバ（１０）において、フィルムチャンバ（１０）が、フィルムチャンバ（１０）の閉鎖状態において前記フィルムチャンバ容積部（２０）を内包する第１および第２のフィルム層（１６、１８）を備え、第１の測定容積部（３４、３６）が前記第１のフィルム層（１６、１８）に隣接し、第２の測定容積部（３４、３６）が前記第２のフィルム層（１６、１８）に隣接することを特徴とするフィルムチャンバ。
5. 請求項４に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記２つの測定容積部（３４、３６）はガス送通可能な状態で接続されていることを特徴とするフィルムチャンバ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記測定容積部（３４、３６）は、前記可撓性壁部を下側で支持する測定チャンバリング（２６、２８）、および前記可撓性壁部の反対側で、前記測定チャンバリング（２６、２８）を閉鎖する測定チャンバカバー（３０、３２）により形成されることを特徴とするフィルムチャンバ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルムチャンバ（１０）において、前記フィルムチャンバ（１０）は、被検体（２２）を前記フィルムチャンバ容積部（２０）内に配置し得る開放状態と、前記フィルムチャンバ容積部（２０）が密閉される閉鎖状態とを有し、前記測定容積部（３４、３６）は前記フィルムチャンバ（１０）の閉鎖状態とは別個に密閉されることを特徴とするフィルムチャンバ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルムチャンバ（１０）を使用し、被検体（２２）のリークの有無を検査する方法において、
   前記被検体（２２）を前記フィルムチャンバ（１０）内に配置する工程と、
   前記フィルムチャンバ（１０）を閉鎖する工程と、
   前記フィルムチャンバ（１０）を排気する工程と、
   前記フィルムチャンバ（１０）の排気中に前記測定容積部（３４、３６）のサイズ、圧力、流通ガス流量を含む群から選択されるパラメータを監視し、監視結果に基づいて、前記被検体（２２）が有する可能性のあるリークのサイズを判定する工程と、をそなえることを特徴とする方法。
9. 請求項８に記載の方法において、前記フィルムチャンバ（１０）が排気されるに従って、前記測定容積部（３４、３６）が増大する場合、グロスリークを検知することを特徴とする方法。
10. 請求項８または９に記載の方法において、前記フィルムチャンバ（１０）の閉鎖および排気後に、被検体（２２）にグロスリークが検知されなかった場合、前記測定容積部（３４、３６）を通気することを特徴とする方法。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法において、内部に配置された前記被検体（２２）により影響される、前記測定容積部（３４、３６）の変化が、前記フィルムチャンバ内の圧力を測定することにより、あるいは前記フィルムチャンバ（１０）内のガス流量または前記フィルムチャンバ（１０）からのガス流量を測定することにより判定されることを特徴とする方法。
12. 請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法において、前記被検体（２２）の絶対容量を、前記フィルムチャンバ（１０）内の圧力の変化を測定することにより、あるいはフィルムチャンバ（１０）内のガス流量または前記フィルムチャンバ（１０）からのガス流量を測定することにより判定することを特徴とする方法。