JP6830481B2 - 試験室又は被検査物の真空引き時における漏れ検知 - Google Patents

Description

本発明は、被検査物の漏れを検知する方法に関する。

熱交換装置等の被検査物の漏れの有無を試験するにあたって、被検査物が真空引きされる試験室内に置かれることが既に知られている。試験室内の被検査物の外側領域で真空圧が広がるように試験室が真空引きされる一方、試験室の外側及び被検査物の内側は、大気圧にほぼ相当する圧力が広がる。ここで、被検査物は試験ガスで満たされていることがある。漏れがある場合、被検査物内に含有されるガスは、漏れ口を通って試験室内の真空へと流れて行き、これにより、試験室内ではガスの分圧が計測可能となるまで増加する。そのため、真空引きされた試験室内におけるガスの分圧の変化が計測され、そこから漏れレートが算出される。

他の試験方法では、試験ガスが存在し得る漏れ口を通って被検査物内に侵入するように、被検査物が真空引きされ、試験ガスを含有する周囲空気にさらされる。漏れの検知に関しては、被検査物内の試験ガスの分圧を計測する。

従来から、漏れ検知は、漏洩検出装置によって計測される漏れレート信号、すなわち試験室又は被検査物内のガスの分圧が十分に低くなって、十分に安定するまで遅らせなくてはならない。その時にのみ、真空引きされた試験室又は真空引きされた被検査物内で被検査物の漏れによって引き起こされるガスの分圧のわずかな増加が検知できる。漏洩検出装置によって計測される漏れレート信号は、このように２つの成分、すなわち、存在し得る漏れ口を通って試験室又は被検査物内に侵入するガスの割合と、試験室又は被検査物内に含有されるその他の全てのガス、例えば、そこに未だ含有される残気又は試験室の壁若しくは被検査物の壁から拡散した若しくは脱離したガスの割合と、から構成される。従って、被検査物の存在し得る漏れを全て検知可能にするために、計測信号内のこのバックグラウンド信号の割合は、十分に小さく、十分に安定していなくてはならない。

本発明の目的は、被検査物の漏れの検知を改善し、より早く検知を行うことを可能にすることにある。

本発明の方法は、請求項１又は２の特徴により定義される。

それによると、被検査物が試験室に配置された後、試験室内のガスの分圧は被検査物の外側領域で計測信号Ｍとして計測される。時間ｔにおける計測信号Ｍ（ｔ）の変化及び近似関数Ｆ(t)から、差分Ｄ（ｔ）＝Ｍ（ｔ）−Ｆ（ｔ）が得られる。近似関数Ｆ（ｔ）は項ｔ^−ｎを含み、ｎは正の有理数である。特に、ｎは負の有理数でもなければ、０でもない。そして、被検査物の漏れの有無の判断は、差分信号Ｄ参照して、すなわち、近似関数Ｆを考慮して、具体的には試験室の真空引きの間に既に行われている。

被検査物が真空引きされる場合にも、本発明の方法を同様に使用してもよい。その場合、計測信号Ｍはその真空引きの間の被検査物内のガスの分圧となる。

近似関数Ｆを使用することで、計測信号の当該部分は、バックグラウンド信号に相当し、被検査物の漏れから生じるものではないと推定される。近似関数は、具体的には、試験室又は被検査物の壁からの拡散物及び／又は脱離物から生じるガスの計測信号内における割合を表すことができる。これらの影響は、典型的には１ミリバール、特に０．１ミリバール、を下回る圧力で既に現れる。近似関数を使用することで、本発明の方法は、１ミリバールまでの圧力となり、バックグラウンド信号が顕著に低下している状態である試験室の真空引きの間において、既に漏れの有無に関する有意義な判断を可能にしている。

この近似関数の項は、試験室の壁材、特にプラスチック材（シール）、から脱離したガスの割合を表す。試験室又は被検査物を真空引きする際、試験室又は被検査物内に当初含有されていたガス、典型的には空気がまず吸い出される。圧力が所定のレベルを下回ると、ガスの割合は試験室の壁又は被検査物の壁の表面から拡散し始める。拡散は、典型的には金属表面から始まり、１／ｔ、すなわち時間ｔの逆数値のレートで低下する。脱離を通して試験室又は被検査物内に入ったガスの割合は、時間ｔにわたって約１／ｔ^２のレートで低下する。そのため、一実施形態によると、近似関数が項１／ｔ^２を含むことが好適である。

近似関数Ｆは、特にＦ（ｔ）＝１／（ｃ＋ａ・ｔ）^２でよく、ａ及びｃは両方とも定数である。

好適には、近似関数Ｆ（ｔ）は所定の期間に亘って算出される。この期間は約１乃至５秒間の範囲内とすることができ、好ましくは約２秒間である。好適には、期間はそれぞれの現在の計測の瞬間に終了する。

差分信号Ｄ（ｔ）が、例えば計測信号Ｍ（ｔ）の１０００分の１未満なので、近似関数がそれぞれの新しい計測値のために算出されるとさらに好適である。

試験室の圧力又は被検査物の圧力が１ミリバール、好ましくは０．１ミリバールを下回ると、即座に差分信号Ｄに基づいて被検査物の漏れの有無を判断することができる。

差分信号が計測信号Ｍ（ｔ）の１００分の１の閾値を超えると、漏れが検知されたと考えることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
ステンレス鋼製のたるの場合に得られる信号の推移を示す。 プラスチック材製のたるの場合に得られる信号の推移を示す。

Claims (10)

1. 試験室内に含まれる被検査物の漏れを検知する方法であって、
   前記試験室内に前記被検査物を配置する工程と、
   前記試験室を真空引きする工程と、
   前記試験室を真空引きする間に、計測信号Ｍとして前記試験室内のガスの分圧を計測する工程と、
   時間ｔにおける前記計測信号Ｍ（ｔ）の前記推移及びｎは正の有理数である前記項ｔ^−ｎを含み、試験室又は被検査物の壁からの拡散物及び／又は脱離物から生じるガスの、前記計測信号Ｍ（ｔ）内における割合を表す近似関数Ｆ（ｔ）から差分信号Ｄを形成する工程と、
   前記差分信号Ｄに基づいて前記被検査物の漏れの有無を判断する工程と、を備える方法。
   
2. 被検査物の漏れを検知する方法であって、
   前記被検査物を真空引きする工程と、
   前記被検査物を真空引きする間に、計測信号Ｍとして前記被検査物内の分圧を計測する工程と、
   時間ｔにおける前記計測信号Ｍ（ｔ）の前記推移及びｎは正の有理数である前記項ｔ^−ｎを含み、試験室又は被検査物の壁からの拡散物及び／又は脱離物から生じるガスの、前記計測信号Ｍ（ｔ）内における割合を表す近似関数Ｆ（ｔ）から差分信号Ｄを形成する工程と、
   前記差分信号Ｄに基づいて前記被検査物の漏れの有無を判断する工程と、を備える方法。
   
3. ｎは１以上で、好ましくは整数であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記近似関数Ｆ（ｔ）が前記項１／ｔ^２を含むように、ｎ＝２であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
6. 前記近似関数Ｆ（ｔ）が、前記計測中に所定の期間、算出されることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の方法。
7. 前記期間は約１乃至５秒間、好ましくは約２秒間の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記近似関数は、Ｄ（ｔ）＜Ｍ（ｔ）／１０００である限り、新しい計測値のために算出され、
   前記新しい計測値は、ｔ _２ ＞ｔ _１ としたときの、測定信号Ｍ（ｔ _１ ）の後の時点ｔ _２ での測定信号Ｍ（ｔ _２ ）であることを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載の方法。
   
9. 前記試験室内の前記圧力が１ｍｂａｒ未満、好ましくは０．１ｍｂａｒ未満である場合、前記差分信号Ｄに基づいて前記被検査物の漏れの有無を判断することを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載の方法。
10. 前記被検査物の漏れは、前記差分信号ＤがＭ（ｔ）／１００よりも大きくなると、すぐに検知されるとみなされることを特徴とする、請求項１〜９の何れかに記載の方法。