JPH1137883A

JPH1137883A - リーク量の計測方法

Info

Publication number: JPH1137883A
Application number: JP19730197A
Authority: JP
Inventors: Masami Inoue; 正己井上
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】大型機器への適用が容易であり、リーク
箇所の特定ができ、かつ、少なくとも機器の健全性を
判別するためのリーク量の定量計測ができるリーク量の
計測方法を提供する。【解決手段】（Ｂ）要求規格値より１桁以上少ないリ
ーク量の標準リーク見本５を準備し、この標準リーク見
本からのリーク量を検出できるようにスニファー計測系
を設定し、（Ｃ）スニファー計測系により被計測部３を
計測して、リークを検出しなければ要求規格値以内のリ
ーク量と判断する。また、一定のリーク量を有する標準
リーク見本を用いてスニファー計測系の計測値に影響す
る各種因子の影響係数を予め計測し、次いで（Ｃ）スニ
ファー計測系を用いて被計測部のリーク量を計測し、
（Ｅ）この計測値を影響係数で補正して実リーク量を算
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気密性を必要とす
る箇所からのリーク量の計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空中で使用する各種機器（例えば、宇
宙機器）や、内部に加圧流体を充填する圧力容器、高圧
配管、等では、非常に高い気密性が要求される。従来、
かかる気密性を必要とする箇所からのリーク量（漏れ
量）の計測方法として、真空チャンバー法が知られてい
る。この方法は、気密性を要する被計測物を真空チャン
バー内に入れ、被計測物内に所定の圧力のヘリウムガス
を充填又は供給し、真空チャンバー内に漏れだすヘリウ
ムガス量を計測するものであり、リーク量の絶対値を計
測できる利点があるが、真空チャンバーの大きさに限
界があることから大型機器（例えば宇宙船）への適用は
困難であり、かつリーク箇所の特定ができない欠点が
ある。

【０００３】一方、リークの有無を簡便に判別する手段
としてスニファー法が知られている。この方法は、被計
測物内に所定の圧力のヘリウムガスを充填又は供給し、
プローブの先端を被計測物の種々の計測部位に近づけ、
プローブを通して計測部位付近のガス（主として空気）
を吸引し、この吸引ガス中のヘリウムガスを検出してリ
ークの有無を判別するものである。このスニファー法
は、ＪＩＳＺ２３３１「ヘリウム漏れ試験方法」にも
規定されているが、本来、リークの有無、或いは、リー
ク位置の特定のための計測法であり、リーク量の定量計
測には不向きとされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の真空チャンバー法では、大型機器への適用が困難で
あり、かつ、リーク箇所の特定ができず、スニファー
法では、リーク量の正確な定量計測ができない問題点
があった。一方、気密性を必要とする機器では、予め所
定の条件下での許容リーク量（以下、要求規格値）を設
定し、それを下回るわずかなリーク量は許容し、要求規
格値を上回るリーク量がある場合にのみ、交換，修理等
を施すことが行われる。従って、従来から簡便な方法で
かかるリーク量をより正確に計測する方法が要望されて
いた。

【０００５】本発明はかかる要望を満たすために創案さ
れたものである。すなわち、本発明の目的は、大型機
器への適用が容易であり、リーク箇所の特定ができ、
かつ、少なくとも機器の健全性を判別するためのリー
ク量の定量計測ができるリーク量の計測方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、要求規
格値より１桁以上少ないリーク量の標準リーク見本を準
備し、該標準リーク見本からのリーク量を検出できるよ
うにスニファー計測系を設定し、該スニファー計測系に
より被計測部を計測して、リークを検出しなければ前記
要求規格値以内のリーク量と判断する、ことを特徴とす
るリーク量の計測方法が提供される。

【０００７】上述した本発明の方法は、リーク量が既知
の「標準リーク」（標準リーク見本）との比較を基本と
したものである。すなわち、本発明によれば、各種因子
の影響を考慮して十分少ないリーク見本として、要求規
格値より１桁以上少ないリーク量の標準リーク見本を用
い、これを検出できるように設定し、次いで被計測部を
計測するので、被計測部から検出すべきレベルのリーク
量（要求規格値以上のリーク）が発生していれば、安定
して確実にリークを検出することができる。従って、こ
の方法により、少なくとも機器の健全性を確実に判別す
ることができ、かつ大型機器への適用が容易であり、リ
ーク箇所の特定もできる。

【０００８】また、本発明によれば、一定のリーク量を
有する標準リーク見本を用いてスニファー計測系の計測
値に影響する各種因子の影響係数を予め計測し、次いで
前記スニファー計測系を用いて被計測部のリーク量を計
測し、該計測値を前記影響係数で補正して実リーク量を
算出する、ことを特徴とするリーク量の計測方法が提供
される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記各種
因子の影響係数は、少なくとも距離係数、角度係数、形
状係数、及びプローブファクタからなる。

【０００９】この方法によれば、検出感度を低下させる
種々の要因係数（影響係数）を予め計測し、その影響係
数で計測したリーク量を補正することにより、実リーク
量の少なくとも概略値を定量計測することができる。従
って、この方法により、少なくとも機器の健全性を判別
するためのリーク量の定量計測ができ、かつ大型機器へ
の適用が容易であり、リーク箇所の特定もできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。図１は、本発明で使用するスニファー計測系の構成
図である。この図において、スニファー計測系は、ヘリ
ウムリーク・ディテクタ本体（以下、ディテクタ本体
１）とスニファープローブ（以下、プローブ２）からな
り、プローブ２の先端から吸引したガスを、チューブ２
ａを通してディテクタ本体１内に導き、ガス中のヘリウ
ム量を検出してリーク流量を検出するようになってい
る。

【００１１】図２は、本発明の方法を示すフロー図であ
る。この図に示すように、本発明の方法は、（Ａ）ディ
テクタ本体の較正、（Ｂ）リーク検出限界確認、（Ｃ）
供試体リーク検出、（Ｄ）ディテクタ本体の再較正、及
び（Ｅ）実リーク量の算定、の各ステップからなる。

【００１２】（Ａ）の「ディテクタ本体の較正」では、
「標準リーク」をディテクタ本体１に直付けし、読み値
が「標準リーク」の０．６〜１．４の間にあることを確
認する。すなわち、計測された読み値Ｌｓ’＝Ｃ×標準
リークＬｓと定義したとき、Ｃ＝０．６〜１．４である
こと、言い換えれば、読み値Ｌｓ’が標準リークＬｓと
±４０％以内で一致していることを確認する。この較正
により、ディテクタ本体１が正常であることを確認する
ことができる。

【００１３】（Ｂ）の「リーク検出限界確認」では、上
述したスニファープローブ系をセットし、要求規格値よ
り１桁少ない「標準リーク」を用いて、プローブ角度、
プローブの距離等、供試体計測時の計測コンフィギュレ
ーションに合わせた状態で「標準リーク」を検出できる
ことを確認する。ここで「標準リーク」とは一定のリー
ク量を有する標準リーク見本であり、石英ガラス管内に
ヘリウムガス等を封入したものとして、一般に入手する
ことができる。本発明では、かかる「標準リーク」か
ら、各種因子の影響を考慮して十分少ないリーク見本と
して、要求規格値より１桁以上少ないリーク量の標準リ
ーク見本を用いてこれを検出できるようにスニファー計
測系を設定する。

【００１４】このステップにより、供試体からのリーク
が「標準リーク」以上であれば、必ず検出できるような
計測コンフィギュレーションになっていることを確認す
ることができる。

【００１５】（Ｃ）の「供試体リーク検出」では、図３
に模式的に示すように、各計測部３について、プローブ
２の先端を計測部３に接触させながら、１ケ所約１分か
けて全周計測し、計測値を記録する。なお、被計測部全
体を図１に示すナイロンスカート４で覆って、周囲の気
流の影響を避けるようにする。

【００１６】次に（Ｄ）の「ディテクタ本体の再較正」
では、（Ａ）と同様の較正を再度行い、（Ａ）の場合と
大きくずれていないことを確認する。このステップによ
り、ディテクタ本体１が正常であることを確認する。

【００１７】（Ｄ）において、使用したディテクタ本体
１が正常であり、かつ（Ｃ）において、被計測部からリ
ークを検出しなければ、被計測部からのリーク量は少な
くとも要求規格値以内であると判断することができる。

【００１８】（Ｄ）において、使用したディテクタ本体
１が正常であっても、（Ｃ）において、被計測部からリ
ークが検出された場合には、最大計測値を用いて、
（Ｅ）のステップを行う。すなわち、（Ｅ）の「実リー
ク量の算定」では、計測値に影響を及ぼす因子の係数を
用いて、（式１）により実リーク量Ｑを算出する。

【００１９】Ｑ＝（最大計測値−バックグラウンド値）×Ｃ×Ｋ×Ｐｆ．．．（式１）ここで、バックグラウンド値は使用雰囲気における最小
計測値、Ｐｆ（プローブファクタ）は、図４に模式的に
示すように標準リーク５をディテクタ本体１に直付けし
た場合の読み値Ａとプローブ２を取り付けた使用状態に
おける読み値Ｂとの比（Ｐｆ＝Ａ／Ｂ）である。

【００２０】また、Ｋは、距離係数Ｋ₂、角度係数
Ｋ₃、形状係数Ｋ₃、スロットルバルブ係数Ｋ₅の積
（Ｋ＝Ｋ₂×Ｋ₃×Ｋ₃×Ｋ₅）である。距離係数Ｋ₂
はプローブから計測部位までの距離による影響度、角度
係数Ｋ₃はプローブと計測部位との角度による影響度、
形状係数Ｋ₃は計測部位の形状による影響度、スロット
ルバルブ係数Ｋ₅は開度変化による影響度である。これ
らの値（影響係数）は、一定のリーク量を有する標準リ
ーク見本５を用いて予め計測しておくのがよい。なお、
表１は、本発明の発明者が実測して作成した各影響係数
の一例である。

【００２１】

【表１】

【００２２】なお、上述した（Ｂ）のステップにおい
て、標準リークＬｓは、（式２）を満たす必要がある。Ｌｓ＜Ｌｒ／Ｋ．．．（式２）すなわち、ここでＬｒは要求規格値、分母の係数Ｋは上
述したＫ＝Ｋ₂×Ｋ₃×Ｋ₃×Ｋ₅である。従って分母
の各係数Ｋｉは、検出感度を低下させる係数（１以上）
であり、その積Ｋが１０以上になると、要求規格値以上
のリークがあっても検出しないことになり、要求規格値
より１桁以上少ない標準リークを用いても正しい判断が
できなくなることに注意する必要がある。

【００２３】上述した本発明の方法は、リーク量が既知
の「標準リーク」（標準リーク見本５）との比較を基本
としたものである。すなわち、本発明によれば、各種因
子の影響を考慮して十分少ないリーク見本として、要求
規格値より１桁以上少ないリーク量の標準リーク見本５
を用いてこれを検出できるように設定し、次いで被計測
部を計測するので、被計測部から検出すべきレベルのリ
ーク量（要求規格値以上のリーク）が発生していれば、
安定して確実にリークを検出することができる。従っ
て、この方法により、少なくとも機器の健全性を確実に
判別することができ、かつ大型機器への適用が容易であ
り、リーク箇所の特定もできる。

【００２４】また、本発明の方法によれば、検出感度を
低下させる種々の要因係数（影響係数）を予め計測し、
その影響係数で計測したリーク量を補正することによ
り、実リーク量の少なくとも概略値を定量計測すること
ができる。従って、この方法により、少なくとも機器の
健全性を判別するためのリーク量の定量計測ができ、か
つ大型機器への適用が容易であり、リーク箇所の特定も
できる。

【００２５】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】上述したように、本発明のリーク量の計
測方法は、大型機器への適用が容易であり、リーク
箇所の特定ができ、かつ、少なくとも機器の健全性を
判別するためのリーク量の定量計測ができる、等の優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用するスニファー計測系の構成図で
ある。

【図２】本発明の方法を示すフロー図である。

【図３】被計測部のリーク検出方法を示す図である。

【図４】プローブファクタの検定手順を示す図である。

【符号の説明】

１ディテクタ本体２プローブ２ａチューブ３計測部４スカート５標準リーク見本（標準リーク）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】要求規格値より１桁以上少ないリーク量
の標準リーク見本を準備し、該標準リーク見本からのリ
ーク量を検出できるようにスニファー計測系を設定し、
該スニファー計測系により被計測部を計測して、リーク
を検出しなければ前記要求規格値以内のリーク量と判断
する、ことを特徴とするリーク量の計測方法。
【請求項２】一定のリーク量を有する標準リーク見本
を用いてスニファー計測系の計測値に影響する各種因子
の影響係数を予め計測し、次いで前記スニファー計測系
を用いて被計測部のリーク量を計測し、該計測値を前記
影響係数で補正して実リーク量を算出する、ことを特徴
とするリーク量の計測方法。
【請求項３】前記各種因子の影響係数は、少なくとも
距離係数、角度係数、形状係数、及びプローブファクタ
からなる、ことを特徴とする請求項２に記載のリーク量
の計測方法。