JP7300822B2 - ガス透過度測定装置 - Google Patents
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Description
下で複数の各バルブを開閉動させる必要があり、それらは、測定作業者の作業として手動により行われている。
前記各バルブを制御する制御ユニットが備えられ、
前記制御ユニットが、予め設定された情報に基づいて、前記複数の各バルブに対して、前記各工程に応じた開閉制御信号を出力するように設定され、
前記他方側区画空間内の圧力を検出する低圧側圧力センサが備えられ、
前記制御ユニットに、前記低圧側圧力センサの圧力情報に基づき、前記他方側区画空間が真空漏れ状態か否かを判断する真空漏れ判断部が備えられ、
前記真空漏れ判断部は、前記パージ工程の実行の一環として、前記制御ユニットからの開閉制御信号に基づき前記第4バルブが閉とされると共に前記第3バルブが開とされたときにおいて、該第3バルブが開いたときから所定時間内に、前記低圧側圧力センサが検出する圧力が設定第1真空圧力以下に至らないと判断したときには、真空漏れ状態と判定するように設定され、
前記一方側区画空間内の圧力を検出する高圧側圧力センサが備えられ、
前記真空漏れ判断部は、前記低圧側圧力センサが検出する圧力が設定第1真空圧力以下に至ったと判断したときであって、前記パージ工程の一環として、前記第3バルブが閉とされた上で、前記第1バルブ及び前記第4バルブが開とされたときにおいて、該第1バルブ及び該第4バルブが開とされたときから所定時間内に、前記高圧側圧力センサが検出する圧力が、前記設定第1真空圧力よりも高い設定第2真空圧力に至らないと判断したときには、真空漏れ状態と判定するように設定されている構成とされている。
前記制御ユニットに、前記高圧側圧力センサからの圧力情報に基づき、前記一方側区画空間に対するガス導入状態が異常か否かを判別するガス導入異常判断部が備えられ、
前記ガス導入異常判断部が、前記測定ガス導入工程の実行の一環として、前記第3バルブが閉とされている下で、前記第1バルブ及び前記第2バルブが開とされたときにおいて、該第1バルブ及び該第2バルブが開とされたときから所定時間内に、前記高圧側圧力センサが検出する圧力が、設定圧力よりも所定圧だけ低い準備圧力に至らないと判断したときには、ガス導入の動作が異常であると判定するように設定されている構成とされている。
前記各バルブを制御する制御ユニットが備えられ、
前記制御ユニットが、予め設定された情報に基づいて、前記複数の各バルブに対して、前記各工程に応じた開閉制御信号を出力するように設定され、
前記一方側区画空間内の圧力を検出する高圧側圧力センサが備えられ、
前記制御ユニットが、前記一方側区画空間側への前記測定ガスの導入に対する制御を行うガス導入制御部を有し、
前記ガス導入制御部が、前記高圧側圧力センサからの情報に基づき、設定圧力よりも所定圧だけ低い準備圧力を超えたと判断したときには、前記第1バルブ及び前記第2バルブを開とする増圧処理と、前記第1バルブ及び前記第4バルブを開とする減圧処理とを行うことにより、前記一方側区画空間の圧力が前記設定圧力に近づくように設定されている構成とされている。
前記制御ユニットに、前記高圧側圧力センサからの圧力情報に基づき、前記一方側区画空間に対するガス導入状態が異常か否かを判別するガス導入異常判断部と、前記増圧処理及び前記減圧処理の処理回数を数える計数部とが備えられ、
前記ガス導入異常判断部が、前記計数部が数える処理回数が所定回数以上と判断したときには、ガス導入が異常であると判定するように設定されている構成とされている。
(5)前記(3)の構成の下で、
前記制御ユニットに、前記高圧側圧力センサからの圧力情報に基づき、前記一方側区画空間に対するガス導入状態が異常か否かを判別するガス導入異常判断部が備えられ、
前記ガス導入異常判断部が、前記測定ガス導入工程の実行の一環として、前記第3バルブが閉とされている下で、前記第1バルブ及び前記第2バルブが開とされたときにおいて、該第1バルブ及び該第2バルブが開とされたときから所定時間内に、前記高圧側圧力センサが検出する圧力が、前記準備圧力に至らないと判断したときには、ガス導入が異常であると判定するように設定されている構成とされている。
この構成によれば、測定ガス導入工程において導入される測定ガスを利用して、経過時間と一方側区画空間内の到達圧力とを計測するだけで、一方側区画空間に対するガス導入の動作異常か否かが判断される。このため、測定ガス導入工程を有効に利用しつつ、ガス導入の動作異常を的確且つ簡単に知ることができる。
前記ガス供給路に、前記一方のセルと前記第1バルブとの間において、測定ガスを溜めるための測定ガスタンクが介装され、
前記高圧側圧力センサが、前記測定ガスタンクに対して該測定ガスタンク内の圧力を検出するように関連付けられている構成とされている。
前記ガス供給路に、前記一方のセルと前記測定ガスタンクとの間において、第5バルブが介装されている構成とされている。
ており、試料膜5についてガス透過度を調べたい測定ガスが適宜、準備される。ストップバルブ21、チャージバルブ23及びテストガスバルブ24としては、本実施形態においては、オンオフバルブ(電磁弁)が用いられており、この各バルブ21,23,24は、ガス透過度測定における各工程をなすパージ工程、測定ガスの導入工程、測定工程、測定ガスの排気工程で、開閉制御信号に基づき、その各工程に応じた開閉動を行う。測定ガスタンク22は、測定ガスを貯留することにより上側セル2に対して供給する測定ガスの圧力の変動を抑制することを目的としたものであり、その測定ガスタンク22内の圧力は、高圧側圧力センサ55により検出されることになる。
定ガスの導入工程、測定工程、測定ガス排気工程)に応じた複数の各バルブ16,21,23,24,27,30の開閉動に関するもの等が格納され、必要な情報としては、真空漏れ検査及びガス導入動作異常確認検査に関する設定値(設定第1真空圧力Pt1、設定第2真空圧力Ph1、設定圧力Ph0、所定圧ΔP1、所定圧ΔP2、準備圧力Ph0-ΔP1、所定回数n0、所定時間)等が記憶部61Aに格納されている。
YES)、前述のQ7に進む一方、Q15がYESのときには、Q17において、上側セル内圧力Phが設定第2真空圧力Ph1以下になった時間が所定時間内か否かが判別される。上側セル内圧力Phが設定第2真空圧力Ph1以下になったとしても、試料膜5の取付け部や配管経路内の故障等の真空漏れのおそれがある場合を考慮したためである。このため、Q17がNOのときには、前記Q7に進む一方、Q17がYESと判断されたときには、上側セル2についても真空漏れがない正常状態であると判定し(Q18)、その旨がアナウンスされる(Q19)。この後、タイマが停止され(Q20)、真空漏れ検査は終了する。
定圧力Ph0に近づけられる。例えば図5に示すように、増圧処理としては、テストガスバルブ24及びチャージバルブ23を、設定した短時間だけ開とすることにより、測定ガスを測定ガスタンク22内に導入することが行われる。前述の図11は、この状態も示しており、この図11において、濃い着色部分がガス導入域を示し、淡い着色部分は、真空引きされている領域を示す。減圧処理としては、増圧処理としてのテストガスバルブ24及びチャージバルブ23の開状態を閉とした後、セルバルブ16を閉とした上で、チャージバルブ23及びシフトバルブ27を、設定した短時間だけ開とすることにより、測定ガスタンク22内の測定ガスの一部を真空ポンプ17により真空引きすることが行われる。図13は、この状態を示しており、この図13において、濃い着色部分がガス導入域を示し、淡い着色部分は、真空引きされている領域を示す。この減圧処理は、シフトバルブ27及びチャージバルブ23を閉とすることにより、終了する。このような処理により、測定ガスタンク22内の圧力Phが設定圧力Ph0(より具体的にはPh0±ΔP2)に収束すると、セルバルブ16が開とされて、排気路15が真空ポンプ17により真空引きされる一方、測定ガスタンク22においては、ストップバルブ21及びチャージバルブ23が閉状態となることにより、その測定ガスのガス導入状態が維持される(測定ガス導入後待機工程)。
Ph0-ΔP1以上になったとしても、測定ガスの導入動作異常として、例えば測定ガス源20の異常等が考えられるからである。このため、R10がNOのときには、前述のR7に進む一方、R10がYESのときには、タイマを停止させた後(R11)、第2ガス導入動作異常確認検査を行うべく、R12に進む。
単位時間当たりの透過圧力変化(勾配:dP/dt)を求め、その単位時間当たりの透過圧力変化に基づき、ガス透過度GTRを求める。
(1)ストップバルブ21の開閉動については、ガス拡散係数を計測するか否かに応じて決めること。
(2)ガス拡散係数を計測しないときには、ストップバルブ21を省くこと。
2 上側セル(一方のセル)
3 下側セル(他方のセル)
5 試料膜
6 一方側区画空間
7 他方側区画空間
12 ガス供給路
15 排気路
16 セルバルブ(第3バルブ)
17 真空ポンプ
18 低圧側圧力センサ
20 測定ガス源
21 ストップバルブ(第5バルブ)
22 測定ガスタンク
23 チャージバルブ(第1バルブ)
24 テストガスバルブ(第2バルブ)
26 バイパス通路
27 シフトバルブ(第4バルブ)
55 高圧側圧力センサ
61 制御ユニット
61B 演算制御部
61Ba 真空漏れ判断部(演算制御部)
61Bb ガス導入異常判断部(演算制御部)
61Bc ガス導入制御部(演算制御部)
61Bd 計数部(演算制御部)
Pt 下側セル内圧力(他方側区画空間の圧力、測定圧力)
Pt1 設定第1真空圧力
Ph 上側セル内圧力(一方側区画空間の圧力)
Ph1 設定第2真空圧力
Ph0 設定圧力
ΔP1 所定圧
ΔP2 所定圧
Ph0-ΔP1 準備圧力
n0 所定回数
Claims (7)
- 試料膜を挟持する一対のセルが備えられ、該一対のセルのうちの一方のセルと前記試料膜との間に一方側区画空間が形成され、前記一対のセルのうちの他方のセルと前記試料膜との間に他方側区画空間が形成され、前記一方側区画空間にガス供給路を介して測定ガスを供給する測定ガス源が連なり、前記ガス供給路には、前記一方のセルから前記ガス源に向けて順に、第1、第2バルブが介装され、前記他方側区画空間には、排気路を介して真空引きを行う真空ポンプが連なり、前記排気路には第3バルブが介装され、前記ガス供給路と前記排気路との間にバイパス通路が介装され、前記バイパス通路の一端が前記ガス供給路に、前記第1バルブと前記第2バルブとの間において連なり、前記バイパス通路の他端が前記排気路に、前記真空ポンプと前記第3バルブとの間において連なり、前記バイパス通路に第4バルブが介装され、前記各バルブが、パージ工程、測定ガス導入工程、測定工程、測定ガスの排気工程からなるガス透過度測定の各工程において、該各工程に応じた開閉状態とされるガス透過度測定装置において、
前記各バルブを制御する制御ユニットが備えられ、
前記制御ユニットが、予め設定された情報に基づいて、前記複数の各バルブに対して、前記各工程に応じた開閉制御信号を出力するように設定され、
前記他方側区画空間内の圧力を検出する低圧側圧力センサが備えられ、
前記制御ユニットに、前記低圧側圧力センサの圧力情報に基づき、前記他方側区画空間が真空漏れ状態か否かを判断する真空漏れ判断部が備えられ、
前記真空漏れ判断部は、前記パージ工程の実行の一環として、前記制御ユニットからの開閉制御信号に基づき前記第4バルブが閉とされると共に前記第3バルブが開とされたときにおいて、該第3バルブが開いたときから所定時間内に、前記低圧側圧力センサが検出する圧力が設定第1真空圧力以下に至らないと判断したときには、真空漏れ状態と判定するように設定され、
前記一方側区画空間内の圧力を検出する高圧側圧力センサが備えられ、
前記真空漏れ判断部は、前記低圧側圧力センサが検出する圧力が設定第1真空圧力以下に至ったと判断したときであって、前記パージ工程の一環として、前記第3バルブが閉とされた上で、前記第1バルブ及び前記第4バルブが開とされたときにおいて、該第1バルブ及び該第4バルブが開とされたときから所定時間内に、前記高圧側圧力センサが検出する圧力が、前記設定第1真空圧力よりも高い設定第2真空圧力に至らないと判断したときには、真空漏れ状態と判定するように設定されている、
ことを特徴とするガス透過度測定装置。 - 請求項1において、
前記制御ユニットに、前記高圧側圧力センサからの圧力情報に基づき、前記一方側区画空間に対するガス導入状態が異常か否かを判別するガス導入異常判断部が備えられ、
前記ガス導入異常判断部が、前記測定ガス導入工程の実行の一環として、前記第3バルブが閉とされている下で、前記第1バルブ及び前記第2バルブが開とされたときにおいて、該第1バルブ及び該第2バルブが開とされたときから所定時間内に、前記高圧側圧力センサが検出する圧力が、設定圧力よりも所定圧だけ低い準備圧力に至らないと判断したときには、ガス導入が異常であると判定するように設定されている、
ことを特徴とするガス透過度測定装置。 - 試料膜を挟持する一対のセルが備えられ、該一対のセルのうちの一方のセルと前記試料膜との間に一方側区画空間が形成され、前記一対のセルのうちの他方のセルと前記試料膜との間に他方側区画空間が形成され、前記一方側区画空間にガス供給路を介して測定ガスを供給する測定ガス源が連なり、前記ガス供給路には、前記一方のセルから前記ガス源に向けて順に、第1、第2バルブが介装され、前記他方側区画空間には、排気路を介して真空引きを行う真空ポンプが連なり、前記排気路には第3バルブが介装され、前記ガス供給路と前記排気路との間にバイパス通路が介装され、前記バイパス通路の一端が前記ガス供給路に、前記第1バルブと前記第2バルブとの間において連なり、前記バイパス通路の他端が前記排気路に、前記真空ポンプと前記第3バルブとの間において連なり、前記バイパス通路に第4バルブが介装され、前記各バルブが、パージ工程、測定ガス導入工程、測定工程、測定ガスの排気工程からなるガス透過度測定の各工程において、該各工程に応じた開閉状態とされるガス透過度測定装置において、
前記各バルブを制御する制御ユニットが備えられ、
前記制御ユニットが、予め設定された情報に基づいて、前記複数の各バルブに対して、前記各工程に応じた開閉制御信号を出力するように設定され、
前記一方側区画空間内の圧力を検出する高圧側圧力センサが備えられ、
前記制御ユニットが、前記一方側区画空間側への前記測定ガスの導入に対する制御を行うガス導入制御部を有し、
前記ガス導入制御部が、前記高圧側圧力センサからの情報に基づき、設定圧力よりも所定圧だけ低い準備圧力を超えたと判断したときには、前記第1バルブ及び前記第2バルブを開とする増圧処理と、前記第1バルブ及び前記第4バルブを開とする減圧処理とを行うことにより、前記一方側区画空間の圧力が前記設定圧力に近づくように設定されている、
ことを特徴とするガス透過度測定装置。 - 請求項3において、
前記制御ユニットに、前記高圧側圧力センサからの圧力情報に基づき、前記一方側区画空間に対するガス導入状態が異常か否かを判別するガス導入異常判断部と、前記増圧処理及び前記減圧処理の処理回数を数える計数部とが備えられ、
前記ガス導入異常判断部が、前記計数部が数える処理回数が所定回数以上と判断したときには、ガス導入が異常であると判定するように設定されている、
ことを特徴とするガス透過度測定装置。 - 請求項3において、
前記制御ユニットに、前記高圧側圧力センサからの圧力情報に基づき、前記一方側区画空間に対するガス導入状態が異常か否かを判別するガス導入異常判断部が備えられ、
前記ガス導入異常判断部が、前記測定ガス導入工程の実行の一環として、前記第3バルブが閉とされている下で、前記第1バルブ及び前記第2バルブが開とされたときにおいて、該第1バルブ及び該第2バルブが開とされたときから所定時間内に、前記高圧側圧力センサが検出する圧力が、前記準備圧力に至らないと判断したときには、ガス導入が異常であると判定するように設定されている、
ことを特徴とするガス透過度測定装置。 - 請求項1~5のいずれか1項において、
前記ガス供給路に、前記一方のセルと前記第1バルブとの間において、測定ガスを溜めるための測定ガスタンクが介装され、
前記高圧側圧力センサが、前記測定ガスタンクに対して該測定ガスタンク内の圧力を検出するように関連付けられている、
ことを特徴とするガス透過度測定装置。 - 請求項6において、
前記ガス供給路に、前記一方のセルと前記測定ガスタンクとの間において、第5バルブが介装されている、
ことを特徴とするガス透過度測定装置。
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