JPH09501237A - 殊に漏洩探知器用のプローブガス検出器及びこの種のプローブガス検出器を操作する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、殊に漏洩探知器用のプローブガス検出器、それもプローブガスを優先的に透過させる選択入口装置（６）と、プローブガスの存在を記録する記録器（５）とを有する形式の検出器に関するものである。真空発生に要する出費を低減するために、本発明は、プローブガス記録器（５）が、ガス吸着真空計（８）を有するようにすることを提案する。

Description

【発明の詳細な説明】 殊に漏洩探知器用のプローブガス検出器及び この種のプローブガス検出器を操作する方法 本発明は、特に漏洩探知器用のプローブガス検出器、それも優先的にプローブ ガスを透過させる選択入口装置と、プローブガスの存在を記録する記録器とを有 する形式のものに関する。加えて、本発明は、この種のプローブガス検出器を操 作する方法に関するものである。 高感度の漏洩探知器の場合、プローブガスとして問題になるのは、事実上、ヘ リウムのみである。したがって、以下では、プローブガスとして、主としてヘリ ウムについて述べることにする。 ヘリウム漏洩探知器の場合、通常、ヘリウム質量に合わせた質量分析計が、検 出器として用いられる。質量分析計の操作には、高真空ポンプ装置（高真空ポン プ、フォアポンプ等）が必要である。この高真空ポンプ装置により、更に、ポジ ティブテスト時に質量分析計内へ入るヘリウムが除去される（例えばドイツ特許 出願公開第３４２１５３３号参照）。 ここで問題にしている形式のヘリウム漏洩探知器は、ヨーロッパ特許庁特許出 願公開第３５２３７１号明細書により公知である。真空ポンプとしては、イオン ゲッタポンプが用いられる。イオンゲッタポンプは、比較的小型のものでも、重 量があるため、取り扱いにくい。 本発明の根底をなす課題は、漏洩探知器用のプローブガス検出器、特にヘリウ ム検出器の場合に、真空発生のための費用を大幅に低減させることにある。 本発明によれば、この課題は、冒頭に述べた形式のプローブガス検出器の場合 に、プローブガス記録器が、ガス吸着真空計を有するようにすることによって解 決された。ガス吸着特性を有しているのは、例えば、電離真空計、有利には冷陰 極電離真空計である。この種の真空計は、ヘリウムに対しては、比較的僅かの吸 着能しか有していない。このため、ヘリウムがプローブガス検出器の入口から真 空計に流入すると、流入したことが昇圧によって分かる。この昇圧率が、ヘリウ ム分圧の基準となり、ひいては −漏洩探知にこの種の検出器を用いた場合、− 漏洩率の基準となる。 本発明の特別の効果は、プローブガス検出器の高価な真空発生装置が不要とな ることである。電離真空計自体がガス吸着作用を有しているので、測定室内の作 業真空を維持することが可能である。加えて、測定室内には、更にゲッタ材料を 配置して、真空計のポンピング作用を補助することもできる。 有利には、ゲッタ材料は、すべてのガス −プローブガスを除いて− をポン ピングする。その種のゲッ タ材料は、例えばＳＡＥＳゲッタ型ＳＴ７０７である。この種のゲッタ材料は、 測定感度を低下させることがない。 本発明の別の利点は、プローブガス検出器の使用寿命を短縮するような、許容 限度を越える高い圧力上昇が、測定室内に発生する恐れがない点である。一方で は、電離真空計が、測定室に達するヘリウムをも同じように、僅かな程度、ポン ピングし、他方では、測定室内に達したヘリウムは、ガス入口を介して再び除去 できるからである。この目的のために、開いている選択入口装置の前方に、例え ば待機作動中に、ヘリウム分圧の低い真空を発生させ、維持するようにする。こ れにより、測定室内のヘリウムが、拡散し、選択入口を通ってポンプ導管内へ戻 される。 真空計から発せられる電流信号は、有利には、高感度の電流／電圧変成器へ送 られる。この変成器は、本発明の枠内で、有利には差動段として構成され、この 差動段の増幅度は周波数が増すにつれて増大する。この種の差動段の場合、昇圧 により、漏洩率に比例する一定の出力信号が発せられる。 選択入口としては、ヘリウム透過性が、他のガスに対する透過性の何十倍も高 い固体製の複数隔壁を用いる。前記固体は、例えば、石英ガラス、Ｓｉでよく、 必要なら、これらを焼結金属で支えるようにする。加熱によって、ヘリウム透過 性は、数十倍高くなる。ま た、選択特性を有するポリマー製ダイアフラム、例えばＦＥＰを用いてもよい。 ポリマーの場合、使用できる材料クラスはハンドブックに詳説されている。該当 するクラスの各材料について挙げられた透過特性に基づいて、当業者は、所望の 選択特性を有するダイアフラム材料を、その時々に選定することができる。その 時々に所望される選択特性 −例えば、プローブガスを優先的に透過させる特性 − は、出来る限り際立ったものである必要があろう。そうでなければ、所望の 作用 −他のガス、汚染物質等々の除去− は十分には達せられない。 入口区域に加熱可能の石英ガラス製ディスクを備えた検出システムは、測定信 号の発生に要する十分なヘリウムが石英ガラス製ディスクを透過した後に、加熱 装置が切られるように操作するのが適切である。そうすることにより、不必要に 多くのヘリウムが検出システム内へ入り込むのが防止される。加えて、回復時間 を大幅に短縮することが可能になる。石英ガラス製ディスク内になお拡散してい るヘリウムは、新たな加熱開始後、再びポンプ導管内へ戻る。 以下で、本発明のこのほかの利点および詳細を、図１〜図３に示した実施例に つき説明する。 図１は、本発明のプローブガス検出器を有する漏洩探知器の略示図である。 図２は、選択入口装置と電離真空計との１例を示し た図である。 図３は、プローブガス検出器に炭化水素遮断装置を前置させた図１の漏洩探知 器を示した図である。 図１〜図３の実施例の場合、略示された漏洩探知器の入口は、符号１で示して ある。この入口１は、テスト対象又はテスト室と接続されている。入口１に接続 され弁３を有する導管２は、真空ポンプ４に通じている。この弁を介して、プロ ーブガスがプローブガス検出器５のところを通過せしめられる。場合により必要 となる検査室又はテスト室の排気も、この真空ポンプ４を用いて行うことができ る。 プローブガス検出器５の入口装置６の構成要素は、実質的にプローブガスのみ を透過するダイアフラムもしくはディスク７である。これらの特性を有するのは 、例えば、ポリマー製ダイアフラム又は加熱される薄手の石英ガラス製ディスク である（ヨーロッパ特許庁特許出願公開第３５２３７１号参照）。 入口装置６にポリマー製ダイアフラムを用いる場合には、有利には、もう１つ の弁１０を備え、この弁によって、プローブガス検出器５を導管３から分離可能 にしておく。入口装置６に石英ガラス製ディスクを用いる場合には、加熱装置の 入／切によって、プローブガス検出器５と導管３とを接続／遮断することが可能 である。 流れ方向でダイアフラムないしディスク７の後方に 位置する室は、電離真空訃８の内室と直接に接続されており、以下では、測定室 ９と呼ぶ。電離真空計８には、信号処理装置１１が接続されている。信号処理装 置１１は、ブロックとして増幅器の記号で図示されているだけである。 測定室９には、ガス吸着真空計のポンプ作用を補助するゲッタ材料１３を有す る別の容器１２が接続されている。 図２は、選択入口装置６の１実施例を示したものである。この装置には、石英 ガラスのディスク又は層７が設けられ、このディスク又は層７が、焼結金属製の ディスク状保持体１５に保持されている。石英ガラスは、多孔性焼結金属ディス ク上に蒸着しておくのが、特に有利である。そうすることにより、均等な石英ガ ラス層が形成され、これら石英ガラス層は、保持体と堅固に結合され、したがっ て、扱いも簡単となる。 焼結金属ディスク、ひいては石英ガラス層７は、加熱装置（電熱線１６）を介 して加熱可能である。石英ガラス層７に、直接、電離真空計８を前置することで 、真空計内室を含む測定室９は、出来るだけ小さくされている。測定室９内には 、ゲッタ材料１３が配置されている。 真空ポンプ４によりプローブガス検出器５のところを通過せしめられるガスに 、油蒸気又は類似の蒸気が含まれている場合には、入口装置６に炭化水素遮断装 置１７を前置しておくのがよい。この遮断装置１７は、冷却トラップ、又は − 図３に示したように− ターボ分子ポンプ段として構成しておくことができる。 そうすれば、比較的重い炭化水素分子は、入口装置６には到達しない。また、入 口装置６の汚れ −例えば、加熱される石英ガラス層区域での油分子の熱分解に よる− も発生しない。 本発明によるプローブガス検出器５の最初の操作開始前に、測定室９は、別の 真空ポンプを用いて排気しておくのがよい。その後で、測定室９は、作業真空に 維持することができる。 ヘリウムが、導管２を通り、入口装置６のところを通るさい、弁１０が開いて いるか、ないしは石英ガラス層７が加熱されていると、ヘリウムの一部が、測定 室９内へ流入する。この流入で生じる昇圧が、電離真空計８に記録され、測定値 処理装置１１を介して表示される。ヘリウム分圧の上昇は、差動増幅器により、 漏洩率に比例する一定の出力信号に変換される。真空計８自体が、ヘリウムをポ ンピングできる状態にある限り、徐々にヘリウム分圧は、再び下降する。不必要 に多くのヘリウムが測定室９に入るのを防止するためには、ヘリウム信号の記録 後、プローブガス検出器５を導管２から遮断するようにするのがよい。 加えて、弁３の閉弁時には、導管２内を真空にして、− 弁１０を開くか、石 英ガラス層７を加熱するこ とによって− プローブガス検出器５と導管２とを連通させることもできる。導 管２内のヘリウム分圧は、１０ ^-9ミリバール以下であるから、ヘリウムは、プ ローブガス検出器５の測定室から入口装置６を通り、測定室内のヘリウム分圧が 導管内よりも高い間は、流出する。プローブガス検出器５は、したがって、例え ば待機状態の間に“回復する”ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． プローブガスを優先的に透過させる選択入口装置（６）と、プローブガ スの存在を記録する記録器（５）とを有する、殊に漏洩探知器用の、プローブガ ス検出器において、プローブガス記録器（５）が、ガス吸着真空計（８）有して いることを特徴とする、プローブガス検出器。 ２． ガス吸着真空計（８）が、電離真空計、殊に冷陰極電離真空計であるこ とを特徴とする、請求項１記載のプローブガス検出器。 ３． 選択入口装置（６，７）に接続され、真空計（８）の内室を形成する測 定室（９）が、出来るだけ小さく構成されていることを特徴とする、請求項１又 は２記載のプローブガス検出器。 ４． 真空計（８）ないし測定室（９）内に、ゲッタ材料が配置されているこ とを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載のプローブガス検出 器。 ５． ゲッタ材料が、すべてのガス −プローブガスを除く− をポンピング することを特徴とする、請求項４記載のプローブガス検出器。 ６． 選択入口装置（６）の構成要素が石英ガラス層（７）であり、この石英 ガラス層が、焼結金属製の保持体に、有利には蒸着により、取り付けられている ことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載のプローブガス検 出器。 ７． 前記保持体が加熱可能であることを特徴とする、請求項６記載のプロー ブガス検出器。 ８． 選択入口装置（６）の構成要素が、ポリマー製のダイアフラムであるこ とを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載のプローブガス検出 器。 ９． 入口装置（６）に炭化水素遮断装置が前置されていることを特徴とする 、請求項１から８までのいずれか１項に記載のプローブガス検出器。 １０． 前記炭化水素遮断装置が、冷却トラップ又は摩擦ポンプ、有利にはタ ーボ分子ポンプ、として構成されていることを特徴とする、請求項９記載のプロ ーブガス検出器。 １１． 電離真空計（８）からの信号の処理のため、高感度の電流／電圧変成 器、有利には差動増幅器、が備えられれいることを特徴とする、請求項１から１ ０までのいずれか１項に記載のプローブガス検出器。 １２． 選択入口装置（６）と、プローブガスの存在を記録する記録器（５） とを有するプローブガス検出器を操作する方法において、測定信号の発生に十分 なプローブガス量が流入しただけで、入口装置を遮断することを特徴とする、プ ローブガス検出器を操作する方法。 １３． 入口装置（６）が加熱可能の石英層を有している場合に、測定信号発 生に十分なプローブガス量の流入後に、加熱装置を切ることにより、入口装置（ ６）そ遮断しすることを特徴とする、請求項１２記載の方法。 １４． 選択入口装置（６）と、これに前置された排気可能な室とを有するプ ローブガス検出器を操作する方法において、測定が行われない時間帯に、入口装 置（６）前方の室に真空を発生させることを特徴とする、プローブガス検出器を 操作する方法。 １５． 選択入口装置（６，７）が加熱可能の石英層を有している場合に、入 口装置（６）前方の室に真空を発生させる間、石英層を加熱することを特徴とす る、請求項１４記載の方法。