JPH0460539B2 - - Google Patents

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JPH0460539B2
JPH0460539B2 JP60073656A JP7365685A JPH0460539B2 JP H0460539 B2 JPH0460539 B2 JP H0460539B2 JP 60073656 A JP60073656 A JP 60073656A JP 7365685 A JP7365685 A JP 7365685A JP H0460539 B2 JPH0460539 B2 JP H0460539B2
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cryopump
leak detection
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atmosphere
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Kyadei Rongusuwaasu Rarufu
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EI PII DEII KURAIOJENITSUKUSU Inc
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EI PII DEII KURAIOJENITSUKUSU Inc
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Publication of JPH0460539B2 publication Critical patent/JPH0460539B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/24Vacuum systems, e.g. maintaining desired pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/202Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00Pumps
    • Y10S417/901Cryogenic pumps

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は密封された容器のハウジング(外被)
またはそれと同様な装置が完全な状態にあるか否
かを試験するためにトレーサーガス、通常、ヘリ
ウムを使用する型式の漏洩検出装置に関する。標
準の漏洩検出装置は質量分析計を使用しており、
この質量分析計は試験しようとする雰囲気が該質
量分析計に達する前にあるガスを凍結(freeze
out)させるために液体窒素のコールドトラツプ
(cold trap)により機械的な真空ポンプおよび拡
散ポンプに接続されている。本発明は標準の漏洩
検出装置におけるコールドトラツプおよび拡散ポ
ンプのかわりに低温ポンプを利用することに関す
る。 漏洩検出に関する従来の技術は米国真空協会に
より発行された「真空漏洩検出ハンドブツク」と
題する1976年の刊行物に十分に記載されている。
慣習的に、容器の漏洩を検出する場合には、漏洩
検出装置の入力口を試験しようとする容器と連結
し、そして機械的に作動するポンプを使用して該
容器を低圧になるまで排気することが最も一般的
に行われる。それ以上の圧力の低下は液体窒素に
より冷却されたコールドトラツプと拡散ポンプと
を組み合わせて使用することにより達成される。
液体窒素により冷却されたコールドトラツプは水
蒸気、二酸化炭素および拡散ポンプからの油を含
む炭化水素を凍結するので、質量分析計漏洩検出
装置を汚染しない。質量分析計漏洩検出装置は通
常ヘリウムである検出ガスをイオン化し、そのイ
オン化したガスを良く規制されたビームの中で加
速し、そのビームを分子質量に比例して拡げる磁
石および/または直流および/または交流の静電
場によりビームを曲げ、そしてトレーサーガスの
ためのイオンビームを検出する装置を有してい
る。 試験される容器の漏洩を検出するために、容器
の外側全体にトレーサーガスの小さい流れが吹き
つけられる。容器の中に吸い込まれたトレーサー
ガスは漏洩検出装置まで迅速に拡散し、漏洩検出
装置において、出力信号の増大が生ずる。漏洩検
出装置におけるトレーサーガスの分圧はトレーサ
ーガスが漏洩検出装置の中に漏入する速度と拡散
ポンプがそのトレーサーガスを除去する速度との
間の平衡である。 漏洩を検出する別の一つの方法は容器にトレー
サーガスを満たし、そして漏洩検出装置の入力側
に連結された探知器で厳密に調査することであ
る。漏洩検出器真空ポンプ装置は探知器プローブ
から質量分析計漏洩検出装置まで空気の小さい流
れを吸引するために使用される。このようにし
て、容器の漏洩部を通して逃出するトレーサーガ
スが漏洩検出装置により検出される。この技術
は、漏洩部からのトレーサーガスを検出するため
に、周囲の環境の中に低いバツクグラウンドのト
レーサーガスを必要とする。 慣用の質量分析計漏洩検出装置は、試験しよう
とする雰囲気からある所定のガスを除去して器具
が非常に低いレベルのヘリウムの存在を感知する
ことができるようにするために、拡散ポンプおよ
び液体窒素コールドトラツプを使用する。その他
の従来技術の装置においては、極めて低い真空を
発生するために、クライオポンプが使用されてき
た。クライオポンプ作用(極低温ポンプ作用)の
技術は米国特許第4150549号明細書に十分に述べ
られている。この米国特許明細書の内容はこの明
細書に参考のために記載されている。米国特許第
4150549号明細書には、クライオポンプ装置が真
空の環境から異なるガスを除去するために三つの
表面を使用していることが指摘される。これらの
表面は120〓(ケルビン)よりも低い種々の温度
に冷却されてきた。これらの表面は、(40〜120〓
の温度範囲内で冷凍することにより)水および二
酸化炭素を除去し、(10〓と25〓との間の温度で
冷凍することにより)窒素、酸素、アルゴン、一
酸化炭素、メタンおよびハロゲン化炭化水素を除
去して、そして(10〓ないし25〓の温度で極低温
吸着することにより)ヘリウム、水素およびネオ
ンを除去するために使用されてきた。低温吸着は
米国特許第4150549号の装置に示されているよう
に極低温において吸着剤の中にガスを吸着させる
ことである。 質量分析計漏洩検出装置(MSLD)の感度を
高めるために、特殊に設計されたクライオポンプ
をこのような装置と共に通常使用されるコールド
トラツプおよび拡散ポンプに代えて使用すること
ができることが発見された。クライオポンプは通
常窒素、酸素、アルゴン、一酸化炭素メタンおよ
びハロゲン化炭化水素を低温で凝縮させる寒冷パ
ネルおよび/またはヘリウム、水素およびネオン
を捕捉する吸着面が水蒸気および酸素を凝縮させ
る温暖パネルから分離されるように設計されてお
り、低温吸着剤への接近は所定サイズの弁または
オリフイスにより制御される。低温吸着剤でコー
テイングされた表面へのアクセスを制御すること
により、種々のグループのガスに対する相対ポン
プ作動速度を確実に制御することが可能になり、
それにより漏洩検出装置の感度を高めることがで
きる。 添付図面、特に第1図について述べると、ヘリ
ウムを利用した標準質量分析計漏洩検出装置の略
図を符号10で示してある。トレーサーガスとし
てのヘリウムで満たされた容器が漏洩検出装置の
入口12に連結され、その後漏洩検出装置は機械
的なポンプ14を使用して0.1トルよりも低い圧
力まで排気される。初期の排気段階中、弁V1
閉ざされ、弁V2が開かれ、そして弁V3が閉ざさ
れる。初期の排気が行われた後、弁V1が開かれ、
弁V2が閉ざされ、そして弁V3が開かれ、そして
漏洩検出装置中の圧力を1×10-5トルよりも低い
値に低下するために拡散ポンプが使用される。拡
散ポンプからの油分を含むいかなる水蒸気、二酸
化炭素、炭化水素およびそれらと同様な物質を凍
結するために液体窒素コールドトラツプ18が使
用され、それにより感度の高い質量分析計20の
汚染が生じないようにする。質量分析計20は試
験しようとする容器から発生し、そして液体窒素
コールドトラツプを通過した気体状雰囲気をイオ
ン化し、そのガスを良く規成されたビームの中で
加速し、そのビームを磁石または静電場により曲
げてビームをその分子質量に比例して分散し、そ
してトレーサーガスのためにイオンビームを検出
する装置を有している。従つて、質量分析計から
生ずる有用な出力信号はガスがイオン化される個
所におけるガス中のトレーサーガスの分圧に比例
する。この信号は電子乗算装置またはその他の電
子増幅装置により増幅することができる。 試験される容器には、トレーサーガスが充填さ
れる。容器の外側部は第1図に示したように質量
分析計漏洩検出装置の入口12に連結された探知
器で探知される。探知器のプローブから質量分析
計20に空気の小さい流れを吸引するために、真
空ポンプ作用による漏洩検出装置10が使用され
る。このようにして、容器の漏洩部から逃出する
トレーサーガスが質量分析計により検出される。 漏洩の有無を検査するもう一つの方法は検査し
ようとする容器を漏洩検出装置10の入口12に
直接に連結することである。次いで、トレーサー
ガスの小さい流れが容器の外側にスプレーされ
る。 第2図について述べると、第1図の質量分析計
漏洩検出装置にクライオポンプを使用した装置の
略図を示してある。第2図において全体を符号2
2で示しかつ第3図に詳細に示したクライオポン
プを冷却するためには、第1図に示した機械的に
作動するポンプ14を使用してクライオポンプ2
2を0.5トルよりも低い圧力に排気することが必
要である。機械的なポンプ操作中、弁V1および
V2が閉ざされ、そして弁V3,V4およびV5が開か
れる。クライオポンプ22が一たん冷却され始め
ると、弁V3が閉ざされ、そしてクライオポンプ
22が作動している全期間中、代表的には一週間
またはそれ以上の間、閉ざされた状態に保たれ
る。容器の漏洩の有無を検査するために、容器ま
たは探知器のプローブのいずれか一方が入口12
に連結され、そして弁V2を開きかつ弁V1を閉ざ
して圧力を1トルよりも低い値に低下させるため
に機械的に作動するポンプ14が使用される。こ
の圧力、すなわち、1トルに到達したときに、弁
V2が閉ざされ、そして弁V1が開かれる。次いで、
テストの開始前に、圧力がクライオポンプ22に
より1×10-3トルよりも低い値に、そして好まし
くは、1×10-5トルよりも低い値に低下せしめら
れる。 約1×10-3トルよりも低い圧力においては、気
体は自由な分子流れの状態にある。これは気体の
分子が熱エネルギに比例した速度で移動するとき
に気体が壁部と衝突する間にその他の気体分子と
滅多に衝突しないことを意味している。この関係
は次式で表わされる。 V=3KT/M 式中、 V=速度 K=プランク(PLANCK)定数 T=絶対温度 M=気体の分子量 このようにして、気体分子はそれらの熱エネル
ギにより拡散ポンプ中を移動すると同様にクライ
オポンプ中を移動する。 クライオポンプは異なる温度においていくつか
の表面を維持することにより雰囲気から気体を除
去する。表面温度の関係は通常特定の表面により
ポンプで取り出されるかまたは除去される一群の
気体を規制するために使用される。水蒸気、二酸
化炭素およびそれらと同様な気体をグループの
気体と呼び、窒素、酸素、アルゴン、一酸化炭
素、メタンおよびハロゲン化炭化水素をグループ
の気体と呼び、そしてヘリウム、水素およびネ
オンをグループと呼ぶのが慣行である。 クライオポンプ22の内部の40〓と80〓との間
の温度に保たれた第1パネル、すなわち、温暖パ
ネル24がグループの気体を凍結する。これは
標準型漏洩検出装置における液体窒素のコールド
トラツプに類似している。10〓と15〓との間の温
度に維持された第2の表面、すなわち、寒冷パネ
ル26が通常グループの気体を凍結する。第3
の表面、すなわち、寒冷な吸着剤でコーテイング
された(微細に分割された木炭)パネル28がグ
ループの気体を吸着する。第3の表面は以下に
さらに詳述するように寒冷パネルの一部分であつ
てもよい。 漏洩を検出する場合に最も一般的に使用される
トレーサーガスはヘリウムである。ヘリウムは水
素およびネオンと一緒にケライオポンプ22の寒
冷パネル28に結合された木炭吸着剤の中に吸着
される。水素と水素およびヘリウムのアイソトー
プ、すなわち、重水素およびHe3は屡々トレーサ
ーガスとして使用される。これらの気体はまた木
炭に吸収される。この明細書の以下の説明では、
グループのすべての気体を代表するものとして
ヘリウムが使用され、一方グループのすべての
気体を表わすものとして空気が使用されている。
また、二酸化炭素、アンモニア、二酸化硫黄およ
びそれらと同様な気体のようなグループの気体
を表わすものとして水が使用されている。グルー
プの気体はしばしばトレーサーガスとして使用
されるので、トレーサーガスという用語はグルー
プまたはグループのいずれかの気体を意味す
る。 第3図に示したようなクライオポンプ22は、
入口制御弁34を備えた導入口32を有するハウ
ジング(外被)30と、拡散ポンプ入口36と、
拡散ポンプ弁38とを備えている。ハウジング3
0は出口導管40を備えている。出口導管40は
質量分析計20に連結されている。質量分析計弁
42は質量分析計20と戻り導管44との間に介
在せしめられている。次いで、戻り導管44は温
暖パネル24に連結されている。温暖パネル24
は寒冷パネル26を完全に囲繞するように円筒形
またはその他の便利な形状に形成されている。次
いで、温暖パネル24は米国ペンシルバニヤ州ア
レンタウン所在のエアプロダクト・アンド・ケミ
カルス・インコーポレーテツドにより製造されか
つ販売されているモデルDE202のような極低温冷
凍機50の第1段、すなわち、温暖段52に熱接
続されている。極低温冷凍機50は米国特許第
3620029号明細書に示されかつ記載されている。
この米国特許明細書はこの明細書に参考のために
記載してある。冷凍機50はハウジング30の任
意の慣用型式の気密な装置により連結されてい
る。 寒冷パネル26は基板60と環状構体62とを
備えている。環状構体62はトロイド形、または
その他の便利な閉ざされた形状に構成することが
でき、弁またはオリフイス64を介して接近する
ことができる。寒冷パネル26のトロイド形部分
62の内面は木炭のような吸着剤66でコーテイ
ングされている。寒冷パネル26は次いで冷凍機
50の第2段、すなわち、寒冷段に連結されてい
る。冷凍機50は通常温暖段52の下段において
約40〓、そして寒冷段54の下段において12〓の
温度において冷凍を行う。 第3図のクライオポンプは寒冷クライオパネル
26を完全に囲繞する温暖クライオパネル24お
よび温暖パネル24の後部25と考えられる導入
口により構成されている。導入口32から流入し
て弁34を通つて流れる気体は温暖パネル24の
まわりを流れて図面に略図で示したようにこのパ
ネルにおいてグループの気体を凍結する。温暖
パネル24により捕捉されない気体はその後導管
40を通つて質量分析計20に流れ、そして質量
分析計弁42を通る。弁42はスロツトル型式の
ものであるが、全開状態に保つことができる。弁
42を通つて流れるグループおよびの気体は
寒冷パネル26の外側に衝突する。寒冷パネル2
6において、空気は凍結せしめられる。寒冷パネ
ル26は、従来技術の寒冷パネルとは、木炭66
が寒冷パネル26の内側に配置されそして計量オ
リフイス64を除いて完全に内蔵されている点で
異なつている。構成されそして試験された装置に
は、直径0.5mmの固定オリフイスが使用された。 第3図のクライオポンプは、慣用の漏洩検出装
置に使用されている第1図の拡散ポンプおよびコ
ールドトラツプよりも可成り優れている。拡散ポ
ンプ16(第1図)は空気に対するヘリウムの一
定比率のポンプ排出速度を有している。ヘリウム
の速度は、代表的には、空気速度よりも僅かに大
きい。第3図のクライオポンプ22はヘリウムポ
ンプ排出速度の2倍ないし100倍の空気ポンプ排
出速度を有することができる。これは同一サイズ
のパイプが使用されかつ2台のポンプの空気速度
が類似していると仮定すると、ヘリウムが試験容
器の漏洩部から流入したときに、質量分析計にお
けるヘリウムの分圧が装置中の気体を拡散ポンプ
により排出する場合の2倍ないし100倍になるこ
とを意味している。従つて、クライオポンプ漏洩
検出装置はヘリウムの漏洩に対してさらに敏感で
ある。 もしも寒冷パネル吸着剤66に対する導入口6
4のサイズが可変であれば、漏洩検出装置の感度
は漏洩試験中調節することができる。従つて、漏
洩検出後、容器からヘリウムをできる限り早く排
出してその他の漏洩を検出するために漏洩試験を
続けることができるようにすることが望ましい。
従つて、もしも弁64が開かれれば、ヘリウムの
ポンプ排出速度が高められ、そして装置のパージ
を迅速に行つて装置を次の試験のために準備する
ことができる。弁42はアキユムレータ弁と呼ば
れている。弁42を部分的に閉ざすことにより、
ヘリウムのポンプ排出速度を低減することができ
それによりヘリウムが装置に流入するときにヘリ
ウムの分圧を高めることができる。また、弁42
を閉じることにより、すべての気体のポンプ排出
速度が低減される。従つて、弁42は気密性が高
くかつポンプ排出速度を低減することにより1×
10-5トルよりも低い圧力に維持しうる容器を試験
する場合に使用することができる。この技術は探
知用プローブで漏洩を検出する場合には使用でき
ない。 第3図に示したクライオポンプはポンプを回生
しなければならなくなる前に木炭にどの程度ヘリ
ウムを吸着させることができるかを決定するため
に試験された。この試験装置には、質量分析計に
並列に設置された四極子質量分析計残量ガス分析
器が使用された。この残留ガス分析器はヘリウム
ならびに存在しているその他の気体の種の分圧を
測定する。この応用においては、クライオポンプ
に加わる熱負荷が非常に小さく、従つて冷凍機の
第2段は9〓ないし12〓の範囲内の温度で作動す
る。9〓ないし12〓の温度では、木炭はヘリウム
に対して可成りの能力を有している。ヘリウムを
トレーサーガスとして使用することにより、吸着
される標準のヘリウム量0.1mlに対してヘリウム
の分圧が1×10-10トルよりも低い値に維持され
ることが判明した。このヘリウムの量は一週間を
超える期間中1×10-5トルの分圧における一定の
流入量に相当している。 しばしば、非常に僅かな漏洩を調査する場合、
弁42が完全に閉ざされ、そしてヘリウムおよび
空気を容器中に蓄積する。このクライオポンプは
次に述べるようにこの技術を高める別の態様で使
用することができる。 1 新たに回生したクライオポンプで始動する。 2 漏洩の疑がある領域にわたつてヘリウムを維
持した容器に対してクライオポンプを作動させ
る。 3 数時間の間クライオポンプを作動させた後、
冷凍機50の第2段に加熱器を使用して第2段
を17〓ないし20〓の温度まで暖め、そしてヘリ
ウムの指示があるか否かについて質量分析計を
観察する。 この技術は木炭が20〓まで暖められるときにヘ
リウムが脱着される事実を利用している。しかし
ながら、20〓において、寒冷パネル上に凍結され
たその他の気体は1×10-10トルよりも低い平衡
圧力を有している。 この装置は試験されそしてVEECOモデルMS
−9AB漏洩検出器を使用して行われた同じの試
験の結果と比較された。すべての試験は実験室に
おいて適正に維持された器具を用いて行われた。
表は試験経過を要約したものであり、比較のた
めに第3図のクライオポンプ装置により得られた
結果を表示したものである。VEECO装置は標準
値として2×10-10cm3/secの定格感度を有してい
る。しかしながら、その感度は使用に伴なつて可
成り劣化した。配管中の伝熱損失により大幅に決
定されるポンプ速度は両方の装置において窒素に
より比較することができる。VEECO装置は拡散
ポンプ装置の特性である窒素ポンプ圧送速度の約
2倍のヘリウムポンプ排出速度を有している。ク
ライオポンプ装置においてヘリウム排出速度が低
いことがそのか度を高めている。
【表】 ヘリウムの破裂に応答する拡散ポンプ装置の回
復時間が極めて長いという驚異的な結果が得られ
た。ヘリウムは明らかにポンプ中の油ならびにチ
ユーブの内壁上の油の中に吸着され、そして長時
間にわたつて装置からポンプにより排出された。 別の一つのクライオポンプ構造を第4図に略図
で、そして第5図に横断面図で示した。第5図に
ついて述べると、クライオポンプ70は第1端部
74を有するハウジング72を備えている。第1
端部74は大きい入口弁76および試験容器また
はプローブ(図示せず)に装着されるようになつ
ている。ハウジング72は機械的に作動するポン
プを装置に連結することができるように導入口7
8および弁80を備えている。ハウジング72の
第2端部82は導出口84を備えている。次い
で、導出口84は導管86により質量分析計20
に連結されている。ハウジング72は冷凍機50
を流体を連通する関係に装着するための装置を備
えている。ハウジング72の内部には、第1パネ
ル、すなわち、温暖パネル90が配置されてい
る。第1パネル90は第1端部が慣用のルーバー
92により閉ざされかつ第2端部がポート(開口
部)96を除いてカバー94により閉ざされた円
筒形に形成されている。第1パネル90の機能に
ついては、以下に述べることにする。寒冷パネル
100は入口オリフイス102に可変の弁または
開口部104が取り付けられていることを除いて
第3図の寒冷パネル26と同じである。可変開口
部104は桿106および調節ノブ108により
ハウジング72の外側から制御される。調節ノブ
108はガスが該ノブを通つて逃出することを阻
止するために慣用の装置により密封されている。 第4図および第5図の装置により、この漏洩検
出装置にアキユムレータ弁42を設けないではる
かに大きい入口弁76を使用することができる。
従つて、空気をポンプで排出する速度がはるかに
大きくなり、ポンプ休止時間が短くなり、そして
漏洩を検出した後に回復する時間が早くなる。 本発明によるクライオポンプを備えた漏洩検出
装置の利点は次のとおりである。 1 高圧において入口弁34,76を開くことが
できるために休止時間を短くすることができ
る。 2 漏洩を検出しようとする装置の質量分析計は
拡散ポンプの油により汚染されない。 3 従来技術による装置のように液体窒素コール
ドトラツプを再充填する必要がない。 4 ヘリウムに対する空気のポンプ排出速度の比
率が高いために感度が高められる。 5 クライオ吸着材料への弁またはオリフイスを
可変にすれば、感度を変更しかつ高速でヘリウ
ムをポンプ排出することができる。 6 ヘリウムを蓄積し、それを選択的に脱着でき
る。 7 装置を任意の目的に操作することができる。 本発明によるクライオポンプは、囲壁の内部ま
たは外部の気体の圧力の変化により装置の爆発ま
たは内破が発生しないように設計されねばならな
い。主ハウジング(図示せず)の圧力逃がし弁に
付け加えて、第3図の温暖パネル24は首部に
「O」リングシールを有している。この「O」リ
ングシールは温暖パネル24に作用する外圧によ
りたわまされたときには着座しない。そのうえ、
第3図の弁42および第3図および第5図の弁6
4および96は、それぞれ、クライオポンプが暖
まつたときに気体圧力が平衡するように完全に閉
ざされないように設計されている。 漏洩検出装置と組み合わせた本発明によるクラ
イオポンプにより7×10-12cm3/secの標準感度が
得られることが証明された。本発明による装置
は、ヘリウムに対して十分な能力を持つているの
で、回生するまでの間に2週間またはそれよりも
長い期間使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は標準ヘリウム質量分析計漏洩検出装置
の略図、第2図は本発明装置を利用した第1図の
漏洩検出装置の略図、第3図は本発明による漏洩
検出装置の略図、第4図は本発明の別の実施態様
による方法および装置の略図、第5図は本発明に
よる別の漏洩検出装置の略図である。 10……質量分析計漏洩検出装置、12……入
口、14……ポンプ、18……コールドトラツ
プ、20……質量分析計、22……クライオポン
プ、24……温暖(第1)パネル、26……寒冷
(第2)パネル、28……第3パネル、30……
ハウジング、32……導入口、34……入口制御
弁、36……拡散ポンプ入口、38……拡散ポン
プ弁、42……質量分析計弁、50……極低温冷
凍機、52……第1段、60……基板、62……
環状構体、64……オリフイス、66……吸着
剤、70……クライオポンプ、72……ハウジン
グ、76……入口弁、78……導入口、84……
導出口、90……第1パネル、92……ルーバ
ー、94……カバー、96……ポート(開口部)、
100……寒冷パネル、102……入口オリフイ
ス、104……開口部、106……桿、108…
…調節ノブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 質量分析計と該質量分析計に接続されたクラ
    イオポンプとからなり、密封容器の完全な状態を
    試験するのに使用されるトレーサーガスを検出す
    るための漏洩検出装置であつて、 前記クライオポンプが凍結または吸着によつて
    真空状態下に雰囲気から水蒸気、二酸化炭素、窒
    素、酸素、アルゴン、一酸化炭素、メタン、ハロ
    ゲン化炭化水素、ヘリウム、水素およびネオンを
    除去することができ、さらに前記クライオポンプ
    が、 水蒸気および二酸化炭素を凍結除去するための
    第1面すなわち温暖パネル; 窒素、酸素、アルゴン、一酸化炭素、メタンお
    よびハロゲン化炭化水素を凍結除去するための第
    2面すなわち寒冷パネル;および ヘリウム、水素およびネオンを吸着するために
    構成され且つ雰囲気が開口の大きさおよび/また
    は開閉を調整できるポートを通してだけ接近可能
    な第3面すなわち寒冷吸着剤で覆われたパネルを
    有していることを特徴とする、漏洩検出装置。 2 クライオポンプがトレーサーガスとして使用
    されたヘリウムの感度を高めるためにヘリウムの
    累積的且つ選択的脱着を行えるようになつてい
    る、特許請求の範囲第1項記載の漏洩検出装置。 3 容器中のトレーサーガスの存在を検出する質
    量分析計とクライオポンプを備えた漏洩検出装置
    であつて、前記クライオポンプが 入口制御弁を有する導入口および質量分析計に
    装着される導出口を有するハウジング、このハウ
    ジングの内部に配置された第1パネルすなわち温
    暖パネルと温暖パネルの内部に配置された第2パ
    ネルすなわち寒冷パネルを備え、 前記第1パネルはさらに少なくとも1個の入口
    を有し、前記第2パネルすなわち寒冷パネルは温
    暖パネルに露出された第1外部面と、その上に吸
    着物質が配置された第2内部面とを有し、この第
    2内部面は前記第1パネルの中に収容され且つ第
    2パネルに設けられた開口の大きさおよび/また
    は開閉を調整できるポートによりポートを通つて
    流入される雰囲気に接近可能であり、 そして該第1パネルを40〓と80〓の間の温度に
    冷却し且つ該第2パネルと吸着物質を10〓と15〓
    の間の温度に冷却する極低温冷凍源を更に備えて
    いることを特徴とする、漏洩検出装置。 4 クライオポンプに流入する雰囲気が第1パネ
    ルの外側のまわりを流れるようにハウジングの入
    口および第1パネルの出口が配置されている特許
    請求の範囲第3項記載の漏洩検出装置。 5 雰囲気を第1パネルのまわりに流した後に質
    量分析計の方に向かわせるための出口を備えてい
    る特許請求の範囲第4項記載の漏洩検出装置。 6 質量分析計、および気体を含む雰囲気供給源
    と雰囲気の一成分である気体の一つの存在を検出
    するための質量分析計との間に介在するクライオ
    ポンプを備えた漏洩検出装置であつて、前記クラ
    イオポンプ雰囲気供給源に取り付けられる第1端
    部および質量分析計に取り付けられる第2端部を
    有するハウジング、 該ハウジングの内部に配置された細長い中空形
    状の第1パネルすなわち温暖パネル、この温暖パ
    ネルは雰囲気がハウジングの第1端部から第2端
    部に向かつて移動するときに雰囲気と接触するよ
    うになつており、 第1パネルの中に配置された第2パネルすなわ
    ち寒冷パネル、この寒冷パネルは温暖パネルに露
    出された第1外部面と、その上に吸着物質が配置
    された第2内部面とを有し、前記第2パネルはク
    ライオポンプの内部へ雰囲気を流入させる開口の
    大きさおよび/または開閉を調整できるポートを
    有し、そして第2内部面はクライオポンプの内部
    へ導入された雰囲気と接近可能であり、そして 第1パネルを40〓と80〓の間の温度に冷却し且
    つ該第2パネルと吸着物質を10〓と15〓の間の温
    度に冷却する極低温冷凍源を更に備えていること
    を特徴とする、漏洩検出装置。 7 入口ルーバーがハウジングの第1端部に隣接
    した温暖パネルの端部に配置されている特許請求
    の範囲第6項記載の漏洩検出装置。
JP60073656A 1984-04-10 1985-04-09 クライオポンプを備えた漏洩検出装置 Granted JPS60230029A (ja)

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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4608866A (en) * 1985-03-13 1986-09-02 Martin Marietta Corporation Small component helium leak detector
GB8526191D0 (en) * 1985-10-23 1985-11-27 Boc Group Plc Cryopumps
US4785666A (en) * 1986-12-19 1988-11-22 Martin Marietta Corporation Method of increasing the sensitivity of a leak detector in the probe mode
US4896511A (en) * 1987-01-27 1990-01-30 Lessard Philip A Optimally staged cryopump
WO1988005500A1 (en) * 1987-01-27 1988-07-28 Helix Technology Corporation An optimally staged cryopump
US5001903A (en) * 1987-01-27 1991-03-26 Helix Technology Corporation Optimally staged cryopump
CA2096419A1 (en) * 1990-11-19 1992-05-20 Gerd Flick Process for regenerating a cryopump and suitable cryopump for implementing this process
US5343740A (en) * 1993-08-27 1994-09-06 Southeastern Universities Research Association High sensitivity leak detection method and apparatus
DE9405028U1 (de) * 1994-03-24 1994-06-09 Leybold Ag Testgas-Lecksuchgerät
US5501080A (en) * 1994-12-14 1996-03-26 Lockheed Idaho Technologies Company Self-contained cryogenic gas sampling apparatus and method
US5855118A (en) * 1996-03-26 1999-01-05 Saes Pure Gas, Inc. Combination cryopump/getter pump and method for regenerating same
US6659730B2 (en) * 1997-11-07 2003-12-09 Westport Research Inc. High pressure pump system for supplying a cryogenic fluid from a storage tank
JP3643474B2 (ja) * 1998-01-30 2005-04-27 株式会社東芝 半導体処理システム及び半導体処理システムの使用方法
FR2784184B1 (fr) 1998-10-01 2000-12-15 Cit Alcatel Detecteur de fuite compact
FR2787192B1 (fr) * 1998-12-10 2001-01-05 Cit Alcatel Vitesse variable sur le pompage primaire d'un detecteur de fuites par gaz traceur
US7320224B2 (en) * 2004-01-21 2008-01-22 Brooks Automation, Inc. Method and apparatus for detecting and measuring state of fullness in cryopumps
US7641809B2 (en) 2004-02-26 2010-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Tracer-containing compositions
US20080229928A1 (en) * 2007-03-20 2008-09-25 Urbahn John A Sorption pump with integrated thermal switch
DE102009059824A1 (de) * 2009-12-21 2011-06-22 Inficon GmbH, 50968 Verfahren und Vorrichtung zur Leckbestimmung
CN103711678A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 马钢(集团)控股有限公司 一种防止低温液体泵传动轴冻结的方法和装置
US10488292B1 (en) 2014-10-16 2019-11-26 Leak Detection Technologies, Inc. Leak detection system
US9841344B2 (en) 2016-03-29 2017-12-12 Leak Detection Technologies, Inc. System and methods for monitoring leaks in underground storage tanks
US11149723B2 (en) * 2019-12-31 2021-10-19 Psg California Llc Diaphragm pump leak detection
GB2621830A (en) * 2022-08-22 2024-02-28 Atomic Energy Authority Uk Improvements in and relating to fusion reactor fuel recovery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4023398A (en) * 1975-03-03 1977-05-17 John Barry French Apparatus for analyzing trace components
US4150549A (en) * 1977-05-16 1979-04-24 Air Products And Chemicals, Inc. Cryopumping method and apparatus
GB1603527A (en) * 1978-05-12 1981-11-25 Sciex Inc Multiple stage cryogenic pump and method of pumping
JPS58105032A (ja) * 1981-12-18 1983-06-22 Tokuda Seisakusho Ltd ヘリウム質量分析型漏洩試験装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3137551A (en) * 1959-10-02 1964-06-16 John T Mark Ultra high vacuum device
US3262279A (en) * 1964-10-09 1966-07-26 Little Inc A Extreme high vacuum apparatus
US3425233A (en) * 1966-08-26 1969-02-04 United Aircraft Corp Process and means for regulating the pressure and flow of a stored fluid
US3395548A (en) * 1966-11-07 1968-08-06 Mcmullen John J Vessel for transporting liquefied gas at about ambient pressure
DE1628449A1 (de) * 1967-06-03 1971-09-16 Telefunken Patent Anordnung zur Erzeugung von Ultrahochvakuum
US3536418A (en) * 1969-02-13 1970-10-27 Onezime P Breaux Cryogenic turbo-molecular vacuum pump
US3620029A (en) * 1969-10-20 1971-11-16 Air Prod & Chem Refrigeration method and apparatus
US3721101A (en) * 1971-01-28 1973-03-20 Cryogenic Technology Inc Method and apparatus for cooling a load
US4285710A (en) * 1978-09-18 1981-08-25 Varian Associates, Inc. Cryogenic device for restricting the pumping speed of selected gases
DE2942305C2 (de) * 1979-10-19 1986-11-27 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Kryosammler
SU992814A2 (ru) * 1981-12-31 1983-01-30 Физико-технический институт низких температур АН УССР Криогенный конденсационный насос

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4023398A (en) * 1975-03-03 1977-05-17 John Barry French Apparatus for analyzing trace components
US4150549A (en) * 1977-05-16 1979-04-24 Air Products And Chemicals, Inc. Cryopumping method and apparatus
GB1603527A (en) * 1978-05-12 1981-11-25 Sciex Inc Multiple stage cryogenic pump and method of pumping
JPS58105032A (ja) * 1981-12-18 1983-06-22 Tokuda Seisakusho Ltd ヘリウム質量分析型漏洩試験装置

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US4593530A (en) 1986-06-10
EP0158295A2 (en) 1985-10-16
JPS60230029A (ja) 1985-11-15

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