JP7252240B2 - 通気される測定容積部を有するフィルムチャンバを用いた漏洩テスト方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムチャンバを用いて、漏洩箇所の存在について被験体をテストする方法に関する。

フィルムチャンバとは、例えばフィルムからなる少なくとも１つの可撓性の壁領域を有するテストチャンバである。典型的なフィルムチャンバは２つのフィルム層を備え、これらのフィルム層は、被験体を完全に囲むために当該被験体の周囲に互いに接して配置される。このフィルムチャンバは、被験体が内部に収容されると、気密に閉止され排気される。その後、フィルムチャンバ容積部における当該被験体の外側の領域の圧力変化がモニターされ、このとき、圧力の上昇は、被験体に漏洩箇所があることを示すと考えられる。また、フィルムチャンバ容積部の圧力をモニターする代わりに、可撓性の壁領域をモニターしてもよく、可撓性の壁領域（つまり、フィルム）の変化により漏洩があることを示すことができる。このような方法は特許文献１から知られている。

特許文献２には、被験体に対するグロスリーク検知用のフィルムチャンバが記載されており、このフィルムチャンバは、フィルム・チャンバー容積部において可撓性の壁領域に対置される側に可撓性の壁領域に隣接して測定容積部を有する。この測定容積部は、フィルムチャンバ容積部に対して気密にシールされている。例示的な実施形態において、フィルムチャンバが、それぞれフィルムにより構成される２つの可撓性の壁領域を有する場合、２つのフィルムにそれぞれ隣接して測定容積部が設けられている。上記文献に記載される方法では、被験体を収容した閉状態のフィルムチャンバの排気が行われる。このとき、モニター結果に基づいて当該被験体に存在し得る漏洩箇所の大きさを得るために、フィルムチャンバの排気中、既に測定容積部のモニターが行われている。測定容積部のモニターは、この測定容積部の圧力を測定することにより、またはフィルムチャンバ内のガス流もしくはフィルムチャンバから排出されるガス流を測定することにより行うことができる。

グロスリークを有する被験体に対してこの方法でテストを行う場合、フィルムチャンバの排気中に、この被験体の少なくとも一部が排気される。フィルムチャンバ容積部と測定容積部との間にある可撓性の壁領域により、測定容積部は大きくなる。気密被験体の場合またはより小さな漏洩箇所を有する被験体の場合と比べると、測定容積部はより大きく増大する。気密被験体の場合、この被験体の外側の領域にあるフィルムチャンバ容積部のみが排気される。グロスリークを有する被験体の場合、当該被験体または当該被験体の容積の少なくとも一部も排気されることにより、気密被験体の場合よりも排気される体積が大きい。よって、被験体における漏洩箇所が大きくなる程、測定容積部の容積が大きく拡大する。測定容積部および／または可撓性の壁領域の拡大に基づいて、被験体に存在し得る漏洩箇所の大きさを得ることができる。

独国特許出願公開第１０２０１２２０００６３号 独国特許出願公開第１０２０１４２１８３９９号

本発明の目的は、テストチャンバが完全に閉止されたことを検知することである。

本発明に係る方法は、請求項１の構成によって定められる。

フィルムチャンバの完全な閉止状態は、フィルムチャンバ壁の互いの相対位置を検出する位置測定装置の信号に基づいて判断される。これにより、完全に閉止されていることを判断し、排気を開始する開始点を設定することができる。さらに、漏洩を示す測定信号が、実際に被験体の漏洩箇所から生じているのか、または閉止されていないフィルムチャンバから生じているのかを特定することができる。フィルムチャンバが開放されたままである場合、フィルムチャンバの排気中に、フィルムチャンバを囲む外気からガス流が取り込まれる。フィルムチャンバの周囲環境から取り込まれたガスが被験体における漏洩として誤って判断されることを防止するために、位置測定装置の信号が用いられる。前記位置測定装置の信号によりフィルムチャンバが完全に閉止されていることが示された場合にのみ、当該被験体における漏洩を示す測定信号が、当該被験体における漏洩を示すものとして考慮される。

本発明の好適な態様によると、
ａ）前記測定容積部の圧力を測定し、測定された前記圧力が所定の閾値を超えるかモニターすることと、
ｂ）前記位置測定装置の測定信号に基づいて、前記フィルムチャンバ壁の互いの相対位置を検出することと、によって、前記フィルムチャンバが完全に閉止されたことを判断する。

前記フィルムチャンバの閉状態は、ステップａ）の圧力測定信号と、ステップｂ）の位置測定信号とが併せて得られたときに検出される。よって、本発明は、閉状態を示す２つの独立の信号（圧力測定装置の対応する測定信号および位置測定装置の信号）が共に得られたときに、前記フィルムチャンバの閉状態が検出されるという構想に基づいている。これにより、前記フィルムチャンバが閉止されていない状態において、誤って前記フィルムに接触した際に得られた圧力測定信号に基づいて閉状態が誤検出されるリスクを回避することができる。さらに、前記フィルムチャンバ壁を閉じる際（つまり、前記フィルムチャンバのシールが互いに接触する際）に生じる圧力サージを付加的に考慮することにより、ステップｂ）のように位置測定装置のみを用いた測定だけを行う場合と比べると、閉状態の検出精度が向上する。前記フィルムチャンバのシールの間に小さな隙間が残る場合、位置測定装置は既に接触を成しているものの、圧力サージが生じない。

以下では、図面に言及しつつ、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。

開状態のフィルムチャンバを示す図である。 被験体が内部に配置された閉状態のフィルムチャンバを示す図である。

図面に示されているフィルムチャンバ１０は、上部カバー１２と、下部カバー１４とを備える。上部フィルム層１６は上部カバー１２の不可欠な要素であり、下部フィルム層１８は下部カバー１４の不可欠な要素である。閉状態のフィルムチャンバ（図２を参照）において、これら２つのフィルム層１６，１８は、フィルムチャンバ容積部２０に収容された被験体２２を内包している。

２つのフィルム層１６，１８はそれぞれ、フィルムチャンバ容積部２０に面する側にガス導通層として不織材料（図示せず）を有する。各フィルム層１６，１８は、図示されていない不織材料と共に、フィルムチャンバ１０の可撓性の壁領域をそれぞれ構成している。

各フィルム１６，１８は、その外縁領域において測定チャンバリング２６，２８に気密に接続されている。これにより、フィルム層１６は、フィルムチャンバに面する測定チャンバリング２６の下端を密閉している。これに対応して、下部フィルム層１８は、フィルムチャンバ容積部２０に面する下側の測定チャンバリング２８の上端を密閉している。対応するフィルム層１６，１８のそれぞれ反対側にある各測定チャンバリング２６，２８の端部は、測定チャンバカバー３０，３２によって密閉されている。

よって、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が上部測定容積部３４を囲んでおり、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が下部測定容積部３６を囲んでいる。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の周囲の外気に対して気密にシールされている。測定容積部３４，３６は、測定容積部３４，３６の間において一定の圧力バランスを生じさせるために、ガス導通接続部（例えば、図示されていない可撓性のチューブ）を介してガスを導通するように互いに接続されている。

各測定容積部３４，３６は、それぞれの測定チャンバリング２６，２８のガス導通ダクト４６，４８を介してガス管路５０に接続されている。ガス管路５０には圧力測定装置３８が設けられており、これにより、前記測定チャンバの２つの測定容積部３４，３６の圧力を測定することができる。さらに、ガス管路５０には、ガス管路５０および測定容積部３４，３６を、フィルムチャンバ１０を外側で囲む外気と接続する制御可能な通気弁４０が設けられている。通気弁４０が閉状態のとき、測定容積部３４，３６は外気から気密にシールされており、通気弁４０が開状態のとき、これらの測定容積部はガスを導通するように外気と接続されている。

２つのフィルム層１６，１８の間において、外縁領域に、フィルムチャンバ１０が閉状態のときフィルム層１６，１８の間に気密接続を形成するシールリング４２が設けられている。

フィルムチャンバ１０は、弁５４を有する排気路５２を介して真空ポンプ５６に接続されており、この真空ポンプは、フィルムチャンバ容積部２０を外気へと排気する。排気路５２は、２つの測定チャンバリング２６，２８の間に形成された真空ダクト６０に、真空接続部５８を介して接続されている。

図１には開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は、被験体２２をフィルムチャンバ容積部２０内に配置するためにアクセス自在である。その後、フィルムチャンバ１０が閉止され、真空ポンプ５６によりフィルムチャンバ容積部２０が排気されることで、フィルム１６，１８が被験体２２に密着する。

被験体２２をフィルムチャンバ１０に配置後遅くともフィルムチャンバ１０を閉止する前において、測定装置３８によって測定される測定チャンバ容積部３４，３６の圧力が所定の閾値を超えない場合、通気弁４０が閉止されることにより、測定チャンバ容積部３４，３６が外気から気密にシールされる。この閾値は、比較的小さな被験体の場合には、フィルム１６，１８が被験体に押し付けられて当該被験体の外形に密着するように選択される。比較的大きな被験体の場合には、測定装置３８によって測定される測定容積部３４，３６の圧力が増大し前記閾値を超えることにより、通気弁４０が自動的に開放される。このため、圧力測定装置３８および通気弁４０は、分かりやすくするために図示されていない電子制御装置に接続されており、この制御装置は、測定装置３８によって測定される圧力を検出し、前記閾値と比較し、前記閾値を超えた場合には通気弁４０を自動的に開放し、前記閾値に達しない場合には通気弁４０を再度閉止する。

測定装置３８の圧力センサを用いることにより、被験体がグロスリークを有するかどうかを圧力の推移に基づいて判断するために、フィルムチャンバ１０の排気中に測定容積部３４，３６の圧力をモニターすることができる。あるいは、フィルムチャンバ容積部２０内のガス流を測定することにより、または、排気路５２を介してフィルムチャンバ容積部２０から流出するガスを測定することにより、グロスリーク検出を行うこともできる。

先行技術では、通気弁４０は、測定チャンバの圧力測定のために閉止され、大きな被験体の場合には開放されていた。各測定の合間には、フィルム１６，１８は、測定チャンバ容積部３４，３６に空気が流入する非加圧状態でバランスしていた。大きな被験体がフィルムチャンバに配置された場合、ガス管路５０の可撓性のチューブおよび通気弁４０を介して空気を排出する必要があり、必然的に遅れが生じ、ユーザに対して労力が求められることになる。

本発明によると、通気弁４０は閉止されており、測定容積部３４，３６の圧力が大きくなり過ぎた場合にのみ、つまり所定の閾値を超えた場合にのみ開放される。フィルムチャンバ１０に大きな被験体２２が配置された場合、フィルムチャンバ１０が閉じられる際に圧力が増大し閾値を超えると、通気弁４０が自動的に開放される。これにより、従来と同様に、フィルムチャンバ１０を完全に閉止できるまで、測定チャンバおよび測定容積部３４，３６からそれぞれ余分な空気が流出できる。測定の間およびその後に被験体２２を取り出す間、通気弁４０は閉じられたままである。フィルムチャンバに別の被験体が配置される場合、空気が既に排出されており、通気弁４０が閉止されていることにより測定チャンバ容積部３４，３６に空気がさらに流入することはないので、測定チャンバ容積部３４，３６から空気を排出する必要はない。様々な被験体に対して複数回の測定を行うにあたり、最初の被験体がフィルムチャンバに配置されたときにのみ、従来の方法で測定チャンバ容積部３４，３６内のガスの量を調節する必要がある。

これにより、様々な被験体を連続的に測定する間、別の被験体がフィルムチャンバに配置される度に測定チャンバ容積部から余分な空気を積極的に排出する必要がないという効果が得られる。また、フィルムチャンバ１０が閉止されているとき、フィルム１６，１８は被験体２２に密着しているので、従来の方法よりも速やかにフィルムチャンバ容積部２０を排気することができる。したがって、本発明により、様々な被験体の連続的な測定を従来よりも速やかに行うことができるという顕著な効果が得られる。

フィルムチャンバ１０には、フィルムチャンバ１０の開状態および閉状態をそれぞれ判断する位置測定装置６１が設けられている。このため、上側の測定チャンバリング２６を介して上部カバー１２に接触型スイッチ６２が取り付けられている。これに対応して、下側の測定チャンバリング２８（したがって下部カバー１４）に接触要素６４が配置されており、図２に示されるような閉状態のフィルムチャンバ１０において、接触型スイッチ６２が接触要素６４に押し付けられることで作動する。接触型スイッチ６２の作動は、フィルムチャンバ１０の閉状態を示す。図１に示された開状態において、接触型スイッチ６２は作動しておらず、フィルムチャンバ１０が開状態または完全に閉じられていない状態であることを示す。

本発明は、閉状態を示す２つの独立の信号（圧力測定装置３８の対応する測定信号および位置測定装置６１の信号）が共に得られたときにのみ、フィルムチャンバ１０の閉状態が検出されるという構想に基づいている。

圧力測定装置３８は、フィルムチャンバ１０が閉止されているときに測定容積部３４，３６の圧力を測定し、測定された圧力を所定の閾値と比較する。この閾値は、フィルムチャンバが完全に閉止されるときに生じる圧力サージが測定容積部３４，３６において検出されるように選択される。このことは、フィルムチャンバ１０が閉じられ、測定チャンバリング２６，２８がシール４２と接触する際に測定容積部３４，３６において生じる一時的な過剰圧力がこの閾値を超えることを意味する。

しかしながら、フィルム１６，１８に圧力が突然作用することによっても測定容積部３４，３６において圧力サージが生じるので、測定装置３８の信号は、フィルムチャンバ１０が閉止されていないときであっても、フィルムチャンバ１０が閉状態であることを示し得る。

これを回避するために、位置測定装置６１の信号がさらに評価される。スイッチ６２の接点が閉じられており、かつ同時に、圧力測定装置３８によって測定される圧力が所定の閾値を超えた場合、測定された圧力サージは、例えば、フィルム１６，１８に接触したことによってではなく、フィルムチャンバ１０を閉止したことによって生じたものであると推定される。

フィルムチャンバ１０の閉状態を示すものとして位置測定装置６０の信号のみが評価される場合、測定チャンバリング２６，２８とシール４２との間に小さな隙間が残っているにもかかわらず、閉状態が誤って検出される可能性がある。スイッチ６２が作動しているときに、シール４２との接触時（つまり、フィルムチャンバ１０が完全に閉止されたとき）に圧力サージが生じたことと、これ対応して圧力測定信号の閾値を超過したこととが認められた場合にのみ、フィルムチャンバ１０が完全に閉止されたことが適切に示される。

いくつかの動作モードにおいて、容積測定の間、通気弁４０は閉止されている。このとき、圧力測定装置３８において生じる圧力サージが、通気弁４０が開放されている場合よりも大きくなる。通気弁４０が開放されている場合、測定容積部３４，３６から空気が逃げることができ、圧力損失が小さい。さらに、フィルムチャンバ容積部２０の排気および測定容積部３４，３６のモニターを確実に開始できるようにするために、圧力の閾値を、フィルムチャンバ１０を閉止する際に予測される圧力に合わせる。フィルムチャンバ容積部２０の排気および測定容積部３４，３６のモニターは、位置測定装置６１が閉止位置を示し、かつ、閉止動作により測定容積部３４，３６において生じる圧力サージが測定された場合に、図示されていない制御装置によって自動的に開始される。このため、前記制御装置は、位置測定装置６１および圧力測定装置３８の測定信号を検出して処理するために、これらの装置に接続されている。また、この制御装置は、フィルムチャンバ１０が閉止されたときにフィルムチャンバ容積部２０を排気する真空ポンプ５６を自動的に始動させるために、真空ポンプ５６に接続されている。
以下、本発明に含まれる態様を記す。
〔態様１〕被験体（２２）を収容するフィルムチャンバ（１０）を用いて、漏洩箇所の存在について前記被験体をテストする方法であって、
前記フィルムチャンバ（１０）は、フィルムチャンバ容積部（２０）を囲む壁を備え、前記壁は少なくとも１つの可撓性の壁領域を有し、
前記方法は、
前記被験体（２２）を前記フィルムチャンバ（１０）に配置するステップと、
前記フィルムチャンバ（１０）を閉止するステップと、
を含む方法において、
前記フィルムチャンバ壁の互いの相対位置を検出する位置測定装置（６１）の信号に基づいて、前記フィルムチャンバが完全に閉止されたことを判断することを特徴とする方法。
〔態様２〕態様１に記載の方法において、前記可撓性の壁領域に隣接して測定容積部（３４，３６）が設けられ、前記測定容積部（３４、３６）は、前記フィルムチャンバ容積部（２０）に対置して、前記可撓性の壁領域サイドに配置され、前記フィルムチャンバ容積部（２０）に対して気密にシールされるように構成されており、
前記測定容積部（３４，３６）をモニターすることにより、モニター結果に基づいて前記被験体（２２）に存在し得る漏洩箇所のサイズを取得し、
前記測定容積部（３４，３６）の圧力を測定し、測定された前記圧力が所定の閾値を超えるかどうかモニターすることにより、前記フィルムチャンバ（１０）が完全に閉止されたことを検出し、
圧力測定信号が前記閾値を超え、かつ、前記位置測定装置の位置測定信号が閉状態に対応する場合にのみ、前記フィルムチャンバの閉状態が検出されることを特徴とする方法。
〔態様３〕態様１または２に記載の方法において、前記フィルムチャンバ（１０）が閉止されたと判断された後、前記フィルムチャンバ（１０）を排気するステップおよび／または前記測定容積部（３４，３６）をモニターするステップが自動的に開始されることを特徴とする方法。
〔態様４〕態様１から３のいずれか一態様に記載の方法において、前記位置測定装置（６１）は、接触型スイッチであるか、または、前記フィルムチャンバ（１０）の前記壁の間の距離を測定することを特徴とする方法。
〔態様５〕態様１から４のいずれか一態様に記載の方法において、圧力測定および位置測定において、別々に、かつ、共に、閉状態が検出された場合にのみ、前記フィルムチャンバ（１０）の閉状態が検出されることを特徴とする方法。

Claims (4)

1. 被験体（２２）を収容するフィルムチャンバ（１０）を用いて、漏洩箇所の存在について前記被験体をテストする方法であって、
   前記フィルムチャンバ（１０）は、フィルムチャンバ容積部（２０）を囲む壁を備え、前記壁は少なくとも１つの可撓性の壁領域を有し、
   前記方法は、
   前記被験体（２２）を前記フィルムチャンバ（１０）に配置するステップと、
   前記フィルムチャンバ（１０）を閉止するステップと、を含み、
   前記フィルムチャンバ壁の互いの相対位置を検出する位置測定装置（６１）の信号に基づいて、前記フィルムチャンバが完全に閉止されたことを判断する方法において、
   前記可撓性の壁領域に隣接して測定容積部（３４，３６）が設けられ、前記測定容積部（３４、３６）は、前記フィルムチャンバ容積部（２０）に対置して、前記可撓性の壁領域サイドに配置され、前記フィルムチャンバ容積部（２０）に対して気密にシールされるように構成されており、
   前記測定容積部（３４，３６）をモニターすることにより、モニター結果に基づいて前記被験体（２２）に存在し得る漏洩箇所のサイズを取得し、
   前記測定容積部（３４，３６）の圧力を測定し、測定された前記圧力が所定の閾値を超えるかどうかモニターすることにより、前記フィルムチャンバ（１０）が完全に閉止されたことを検出し、
   圧力測定信号が前記閾値を超え、かつ、前記位置測定装置の位置測定信号が閉状態に対応する場合にのみ、前記フィルムチャンバの閉状態が検出されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記フィルムチャンバ（１０）が閉止されたと判断された後、前記フィルムチャンバ（１０）を排気するステップおよび／または前記測定容積部（３４，３６）をモニターするステップが自動的に開始されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記位置測定装置（６１）は、接触型スイッチであるか、または、前記フィルムチャンバ（１０）の前記壁の間の距離を測定することを特徴とする方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、圧力測定および位置測定において、別々に、かつ、共に、閉状態が検出された場合にのみ、前記フィルムチャンバ（１０）の閉状態が検出されることを特徴とする方法。

Images