JPH1144567A - 流体管路継手の漏洩量測定方法及びそれを用いる漏洩量測定装置 - Google Patents
流体管路継手の漏洩量測定方法及びそれを用いる漏洩量測定装置Info
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- JPH1144567A JPH1144567A JP21804197A JP21804197A JPH1144567A JP H1144567 A JPH1144567 A JP H1144567A JP 21804197 A JP21804197 A JP 21804197A JP 21804197 A JP21804197 A JP 21804197A JP H1144567 A JPH1144567 A JP H1144567A
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- Japan
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- fluid
- leakage
- amount
- measuring
- joint
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 管路継手からの流体の漏洩量を正確に測定す
ることのできる流体管路用継手の漏洩量測定方法及びそ
れを用いる漏洩量測定装置を提供する。 【解決手段】 真空チャンバ１１内に配置したＱＤコネ
クタ２０に管路４１，４２を介して流体供給装置４０か
ら流体を供給し、真空チャンバ１１内に漏洩した流体物
質の分圧を質量分析計１２を用いて計測すると共に、こ
の計測された流体物質の分圧から演算制御装置１４がそ
の漏洩質量を求めると共に流体物質の密度に基づいてＱ
Ｄコネクタ２０からの漏洩量を算出する。
ることのできる流体管路用継手の漏洩量測定方法及びそ
れを用いる漏洩量測定装置を提供する。 【解決手段】 真空チャンバ１１内に配置したＱＤコネ
クタ２０に管路４１，４２を介して流体供給装置４０か
ら流体を供給し、真空チャンバ１１内に漏洩した流体物
質の分圧を質量分析計１２を用いて計測すると共に、こ
の計測された流体物質の分圧から演算制御装置１４がそ
の漏洩質量を求めると共に流体物質の密度に基づいてＱ
Ｄコネクタ２０からの漏洩量を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体管路を継脱可
能に接続する継手からの流体漏洩量を計測する流体管路
継手の漏洩量測定方法及びそれを用いる漏洩量測定装置
に関する。
能に接続する継手からの流体漏洩量を計測する流体管路
継手の漏洩量測定方法及びそれを用いる漏洩量測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体管路を簡単迅速に継脱可能に接続す
る継手として、逆止弁を管端部に備えた一対の継手部材
から成る急速着脱継手（クイックディスコネクタいわゆ
るＱＤコネクタ）と呼ばれるものがある。
る継手として、逆止弁を管端部に備えた一対の継手部材
から成る急速着脱継手（クイックディスコネクタいわゆ
るＱＤコネクタ）と呼ばれるものがある。
【０００３】このような着脱継手は、圧縮空気配管と空
気工具とを接続する場合等に一般的に用いられるが、他
に、例えば地球周回軌道上を飛行する宇宙機本体の外部
に着脱可能に設けられた実験装置に、温度制御に用いる
冷媒を宇宙機本体側から供給するための冷媒管路を接続
する場合にも用いられる。
気工具とを接続する場合等に一般的に用いられるが、他
に、例えば地球周回軌道上を飛行する宇宙機本体の外部
に着脱可能に設けられた実験装置に、温度制御に用いる
冷媒を宇宙機本体側から供給するための冷媒管路を接続
する場合にも用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、宇宙機のよ
うに接続管路に供給される流体量が限られる場合には、
管路継手の継脱の際における流体の漏洩が問題となる。
即ち、実験装置の着脱の際の漏洩が度重なることによっ
て流体が欠乏すると、宇宙機の寿命にも関わってくるも
のである。
うに接続管路に供給される流体量が限られる場合には、
管路継手の継脱の際における流体の漏洩が問題となる。
即ち、実験装置の着脱の際の漏洩が度重なることによっ
て流体が欠乏すると、宇宙機の寿命にも関わってくるも
のである。
【０００５】このため、管路継手の漏洩量を正確に把握
したいという要望があるが、そのための方法は確立され
ておらず、装置も提案されていなかった。
したいという要望があるが、そのための方法は確立され
ておらず、装置も提案されていなかった。
【０００６】尚、図４（Ａ）に示すように継手２０を含
む閉回路を形成する管路４３に流体供給装置４０からヘ
リウムガスを供給し、継手２０からの漏洩をヘリウムリ
ークディテクタ５１を用いて確認することは行われる
が、この方法では漏洩の有無が確認できるのみで漏洩量
の測定はできない。また、図４（Ｂ）に示すように継手
２０を含む閉回路を形成する管路４３に所定圧力の窒素
ガスを充填すると共にその管路４３内の圧力を圧力計５
２で計測し、その圧力変化から流体（窒素ガス）の漏洩
量を測定することが考えられるが、ごく微量の漏洩をこ
のような方法で正確に測定することは困難である。更
に、図４（Ｃ）に示すごとく継手２０の一方の継手部材
２１に液体を充たしたピペット５３を接続すれば継手２
０を継脱することによる漏洩量を読みとることができる
が、精密な測定は困難であると共に実際の使用状態に準
じた真空環境での測定は不可能である。
む閉回路を形成する管路４３に流体供給装置４０からヘ
リウムガスを供給し、継手２０からの漏洩をヘリウムリ
ークディテクタ５１を用いて確認することは行われる
が、この方法では漏洩の有無が確認できるのみで漏洩量
の測定はできない。また、図４（Ｂ）に示すように継手
２０を含む閉回路を形成する管路４３に所定圧力の窒素
ガスを充填すると共にその管路４３内の圧力を圧力計５
２で計測し、その圧力変化から流体（窒素ガス）の漏洩
量を測定することが考えられるが、ごく微量の漏洩をこ
のような方法で正確に測定することは困難である。更
に、図４（Ｃ）に示すごとく継手２０の一方の継手部材
２１に液体を充たしたピペット５３を接続すれば継手２
０を継脱することによる漏洩量を読みとることができる
が、精密な測定は困難であると共に実際の使用状態に準
じた真空環境での測定は不可能である。
【０００７】本発明は、上記解決課題に鑑みてなされた
ものであって、管路継手からの流体の漏洩量を正確に測
定することのできる流体管路用継手の漏洩量測定方法及
びそれを用いる漏洩量測定装置を提供することを目的と
する。
ものであって、管路継手からの流体の漏洩量を正確に測
定することのできる流体管路用継手の漏洩量測定方法及
びそれを用いる漏洩量測定装置を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る流体管路継手の漏洩量測定方法は、真空容器内
に配置した流体管路継手部位に流体を供給して前記真空
室内に漏洩した流体物質の分圧を質量分析計を用いて計
測し、該計測された前記流体物質の分圧からその漏洩質
量を求めると共に対象物質の密度に基づいて前記流体管
路継手部位からの漏洩量を算出することを特徴とする。
明に係る流体管路継手の漏洩量測定方法は、真空容器内
に配置した流体管路継手部位に流体を供給して前記真空
室内に漏洩した流体物質の分圧を質量分析計を用いて計
測し、該計測された前記流体物質の分圧からその漏洩質
量を求めると共に対象物質の密度に基づいて前記流体管
路継手部位からの漏洩量を算出することを特徴とする。
【０００９】また、その方法を用いる漏洩量測定装置と
して、流体管路継手部位を継脱可能に収容する真空室
に、流体通路を介して質量分析計が接続されて構成され
ていることを特徴とする。
して、流体管路継手部位を継脱可能に収容する真空室
に、流体通路を介して質量分析計が接続されて構成され
ていることを特徴とする。
【００１０】また、流体管路継手部位を継脱可能に収容
する真空室に、流体通路を介して質量分析計が接続され
ると共に、前記質量分析計によって計測された上記流体
物質の分圧情報に基づいて前記流体管路継手部位からの
漏洩量を算出する演算処理装置を備え、前記演算処理装
置は、前記流体物質の分圧に基づいてその質量を求める
と共に、前記流体物質の密度から漏洩量を演算するよう
に構成されていることを特徴とする。
する真空室に、流体通路を介して質量分析計が接続され
ると共に、前記質量分析計によって計測された上記流体
物質の分圧情報に基づいて前記流体管路継手部位からの
漏洩量を算出する演算処理装置を備え、前記演算処理装
置は、前記流体物質の分圧に基づいてその質量を求める
と共に、前記流体物質の密度から漏洩量を演算するよう
に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明に係る流体
管路継手の漏洩量測定方法を用いる漏洩量測定装置の一
構成例の概念構成図である。
実施の形態について説明する。図１は本発明に係る流体
管路継手の漏洩量測定方法を用いる漏洩量測定装置の一
構成例の概念構成図である。
【００１２】図示漏洩量測定装置１０は、真空室として
の真空チャンバ１１に質量分析計１２が流体通路として
の管路１３を介して接続されると共に、質量分析計１２
から出力される計測データを演算処理する演算処理装置
１４を備えて構成されている。
の真空チャンバ１１に質量分析計１２が流体通路として
の管路１３を介して接続されると共に、質量分析計１２
から出力される計測データを演算処理する演算処理装置
１４を備えて構成されている。
【００１３】真空チャンバ１１は、真空ポンプ１５によ
って吸引されて内部が高真空化されるようになってお
り、その内部には測定対象である流体管路継手としての
ＱＤコネクタ２０を支持すると共にその支持したＱＤコ
ネクタ２０を継脱操作する支持操作機構３０が設けられ
ている。
って吸引されて内部が高真空化されるようになってお
り、その内部には測定対象である流体管路継手としての
ＱＤコネクタ２０を支持すると共にその支持したＱＤコ
ネクタ２０を継脱操作する支持操作機構３０が設けられ
ている。
【００１４】支持操作機構３０は、ＱＤコネクタ２０の
雄雌コネクタ部材２１，２２をそれぞれ支持する一対の
支持部３１，３２が対向し、一方がアクチュエーター３
３によって離接移動可能に設けられて構成され、それぞ
れの支持部３１，３２が支持した雄雌コネクタ部材２
１，２２を離接駆動して継脱操作することができるよう
になっている。
雄雌コネクタ部材２１，２２をそれぞれ支持する一対の
支持部３１，３２が対向し、一方がアクチュエーター３
３によって離接移動可能に設けられて構成され、それぞ
れの支持部３１，３２が支持した雄雌コネクタ部材２
１，２２を離接駆動して継脱操作することができるよう
になっている。
【００１５】支持操作機構３０に支持されたＱＤコネク
タ２０の雄雌コネクタ部材２１，２２を端部に備える管
路４１，４２は、それぞれ真空チャンバ１１の外に配設
された流体供給装置４０に接続されて閉鎖した回路を形
成し、これによってＱＤコネクタ２０に所定の圧力の対
象流体が供給されるようになっている。
タ２０の雄雌コネクタ部材２１，２２を端部に備える管
路４１，４２は、それぞれ真空チャンバ１１の外に配設
された流体供給装置４０に接続されて閉鎖した回路を形
成し、これによってＱＤコネクタ２０に所定の圧力の対
象流体が供給されるようになっている。
【００１６】質量分析計１２は、試料ガスを分析管に導
入してイオン化し、生成した陽イオンを質量電荷比の差
に従って分離・測定する装置であって、図２（Ａ），
（Ｂ）に一例を示すように質量数に対応した分圧をグラ
フ化した質量スペクトルを得ることができ、これによっ
て試料ガスの分圧（質量スペクトルのピーク高さに比例
する）を測定することができるようになっているもので
ある。また、図３に一例を示すように任意の質量数の時
間スペクトルを出力することができるようになってい
る。
入してイオン化し、生成した陽イオンを質量電荷比の差
に従って分離・測定する装置であって、図２（Ａ），
（Ｂ）に一例を示すように質量数に対応した分圧をグラ
フ化した質量スペクトルを得ることができ、これによっ
て試料ガスの分圧（質量スペクトルのピーク高さに比例
する）を測定することができるようになっているもので
ある。また、図３に一例を示すように任意の質量数の時
間スペクトルを出力することができるようになってい
る。
【００１７】演算処理装置１４は、質量分析計１２から
測定情報と真空チャンバ１１に設けられた真空計１６か
らの情報が入力され、これら入力情報に基づいて、対象
流体（及びその開裂パターンの質量数）の分圧から対象
流体のモル数を求め、その分子量と対象物の密度とによ
り対象流体の漏洩量（体積）を演算し、その結果を出力
部１４Ａに出力するようになっている。
測定情報と真空チャンバ１１に設けられた真空計１６か
らの情報が入力され、これら入力情報に基づいて、対象
流体（及びその開裂パターンの質量数）の分圧から対象
流体のモル数を求め、その分子量と対象物の密度とによ
り対象流体の漏洩量（体積）を演算し、その結果を出力
部１４Ａに出力するようになっている。
【００１８】具体的には、 Ｐ：圧力（Toor or Pa） Ｖ：体積（l） ｎ：対象流体のモル数 Ｒ：気体定数（0.082kcal・l／mol／K） Ｔ：絶対温度（K） として、理想気体の状態方程式より ＰＶ＝ｎＲＴ ここで、 Ｐ１：チャンバー内の圧力 Ｐ２：質量分析計の分析管圧力 Ｐｔ：対象流体の分圧 ｓ：質量分析計による対象物の検出感度 とすると、 ｎ＝（ＰｔＶ／ＲＴ＊Ｐ１／Ｐ２）／ｓ で表される。
【００１９】一方、１モルの分子の質量は分子量に等し
く、従って、 Ｍ：対象流体の分子量（g） ρ：対象流体の密度（g／cm3） とすると、求める対象流体の体積：ｖは、 ｖ＝ｎＭ・ρ （cm3） となり、これによって漏洩量が求められるものである。
く、従って、 Ｍ：対象流体の分子量（g） ρ：対象流体の密度（g／cm3） とすると、求める対象流体の体積：ｖは、 ｖ＝ｎＭ・ρ （cm3） となり、これによって漏洩量が求められるものである。
【００２０】このようにして求められた対象流体の体積
は、ＱＤコネクタ２０からの常時漏洩を計測する場合に
おける単位時間当たりの漏洩量に相当する。一方、ＱＤ
コネクタ２０の継脱時における漏洩量を計測する際に
は、継脱操作に起因して分圧が増減する時間範囲で得ら
れた漏洩量を積分することで全体の漏洩量を求める。
は、ＱＤコネクタ２０からの常時漏洩を計測する場合に
おける単位時間当たりの漏洩量に相当する。一方、ＱＤ
コネクタ２０の継脱時における漏洩量を計測する際に
は、継脱操作に起因して分圧が増減する時間範囲で得ら
れた漏洩量を積分することで全体の漏洩量を求める。
【００２１】即ち、ＱＤコネクタ２０から対象流体が漏
洩している場合には、質量分析計１２による質量スペク
トルが漏洩していない状態の図２（Ａ）から、図２
（Ｂ）に示すように、対象流体の開裂パターンに対応し
た質量数でそれぞれ分圧の発生が計測され、この分圧に
対応した量の対象流体が漏洩していると考えられるた
め、計測された分圧に基づいて漏洩量を計算するもので
ある。これに対してＱＤコネクタ２０の継脱に起因して
生じた漏洩の場合には、前述の対象流体の開裂パターン
に対応した質量数において発生する分圧が図３に示すよ
うに時間スペクトルで増減する（ピークを生ずる）た
め、バックグラウンドを差し引いた分圧に基づいて算出
される漏洩量の増減を時間積分することでＱＤコネクタ
２０の継脱に起因する漏洩量を求めるものである。
洩している場合には、質量分析計１２による質量スペク
トルが漏洩していない状態の図２（Ａ）から、図２
（Ｂ）に示すように、対象流体の開裂パターンに対応し
た質量数でそれぞれ分圧の発生が計測され、この分圧に
対応した量の対象流体が漏洩していると考えられるた
め、計測された分圧に基づいて漏洩量を計算するもので
ある。これに対してＱＤコネクタ２０の継脱に起因して
生じた漏洩の場合には、前述の対象流体の開裂パターン
に対応した質量数において発生する分圧が図３に示すよ
うに時間スペクトルで増減する（ピークを生ずる）た
め、バックグラウンドを差し引いた分圧に基づいて算出
される漏洩量の増減を時間積分することでＱＤコネクタ
２０の継脱に起因する漏洩量を求めるものである。
【００２２】而して、上記のごとく構成された漏洩量測
定装置１０では、真空チャンバ１１内の支持操作機構に
測定対象となるＱＤコネクタ２０を装着し、真空チャン
バ１１内を使用環境と略等しい真空度に真空化すると共
に、流体供給装置４０から管路４１，４２に所定圧力で
流体を供給する。演算処理装置１４は当該状態で質量分
析計１２によって得られた対象流体の分圧に基づいて、
漏洩量を演算して単位時間当たりの漏洩量を出力部１４
Ａに出力する。また、ＱＤコネクタ２０の継脱時におけ
る漏洩量の計測の際には、支持操作機構３０を駆動して
雄雌コネクタ部材２１，２２を継脱し、これによって生
ずる分圧の増減に基づいて漏洩量を演算して出力するも
のである。
定装置１０では、真空チャンバ１１内の支持操作機構に
測定対象となるＱＤコネクタ２０を装着し、真空チャン
バ１１内を使用環境と略等しい真空度に真空化すると共
に、流体供給装置４０から管路４１，４２に所定圧力で
流体を供給する。演算処理装置１４は当該状態で質量分
析計１２によって得られた対象流体の分圧に基づいて、
漏洩量を演算して単位時間当たりの漏洩量を出力部１４
Ａに出力する。また、ＱＤコネクタ２０の継脱時におけ
る漏洩量の計測の際には、支持操作機構３０を駆動して
雄雌コネクタ部材２１，２２を継脱し、これによって生
ずる分圧の増減に基づいて漏洩量を演算して出力するも
のである。
【００２３】尚、ＱＤコネクタ２０からの漏洩量が多い
場合には、図示のごとく真空チャンバ１１と質量分析計
１２とを繋ぐ管路１３にバルブ１３Ａ（又はオリフィ
ス）を介設して質量分析計１２への漏洩した対象流体の
流入量を規制すると共に、真空計１６による真空チャン
バ１１の真空度と、質量分析計１２の分析管内の真空度
を測定する真空計１２Ａによる真空度との比から、質量
分析計１２による検出結果から算出された漏洩量に基づ
いて実際の漏洩量を算出することができる。
場合には、図示のごとく真空チャンバ１１と質量分析計
１２とを繋ぐ管路１３にバルブ１３Ａ（又はオリフィ
ス）を介設して質量分析計１２への漏洩した対象流体の
流入量を規制すると共に、真空計１６による真空チャン
バ１１の真空度と、質量分析計１２の分析管内の真空度
を測定する真空計１２Ａによる真空度との比から、質量
分析計１２による検出結果から算出された漏洩量に基づ
いて実際の漏洩量を算出することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る流体管
路継手の漏洩量測定方法及びその方法を用いる流体管路
継手の漏洩量測定装置によれば、真空容器内に配置した
流体管路継手部位に流体を供給して真空室内に漏洩した
流体物質の分圧を質量分析計を用いて計測し、該計測さ
れた流体物質の分圧からその漏洩質量を求めると共に流
体物質の密度に基づいて継手部位からの漏洩量を算出す
ることで、真空環境における管路継手からの流体の漏洩
量を測定できる。また、管路継手の継脱の際における漏
洩量は、管路継手の継脱に起因して分圧が増減する時間
内の漏洩量を積分することで求めることができる。
路継手の漏洩量測定方法及びその方法を用いる流体管路
継手の漏洩量測定装置によれば、真空容器内に配置した
流体管路継手部位に流体を供給して真空室内に漏洩した
流体物質の分圧を質量分析計を用いて計測し、該計測さ
れた流体物質の分圧からその漏洩質量を求めると共に流
体物質の密度に基づいて継手部位からの漏洩量を算出す
ることで、真空環境における管路継手からの流体の漏洩
量を測定できる。また、管路継手の継脱の際における漏
洩量は、管路継手の継脱に起因して分圧が増減する時間
内の漏洩量を積分することで求めることができる。
【００２５】これにより、宇宙空間等の高真空環境にお
ける管路継手からの流体の漏洩量及び継手の継脱の際に
おける漏洩量を正確に測定することが可能となるもので
ある。
ける管路継手からの流体の漏洩量及び継手の継脱の際に
おける漏洩量を正確に測定することが可能となるもので
ある。
【図１】本発明に係る流体管路継手の漏洩量測定方法を
用いる漏洩量測定装置の一構成例の概念構成図である。
用いる漏洩量測定装置の一構成例の概念構成図である。
【図２】質量分析計による質量スペクトルの一例であ
り、（Ａ）は対象流体の漏洩のない状態，（Ｂ）は漏洩
のある状態を示す。
り、（Ａ）は対象流体の漏洩のない状態，（Ｂ）は漏洩
のある状態を示す。
【図３】着脱時に対象流体が漏洩した状態の時間スペク
トルの一例である。
トルの一例である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は従来例としての漏
洩量測定方法を示す概念図である。
洩量測定方法を示す概念図である。
１０ 漏洩量測定装置 １１ 真空チャンバ（真空室） １２ 質量分析計 １３ 管路（流体通路） １４ 演算処理装置 ２０ ＱＤコネクタ（流体管路継手）
Claims (3)
- 【請求項１】 真空容器内に配置した流体管路継手部位
に流体を供給して前記真空室内に漏洩した流体物質の分
圧を質量分析計を用いて計測し、該計測された前記流体
物質の分圧からその漏洩質量を求めると共に前記流体物
質の密度に基づいて前記流体管路継手部位からの漏洩量
を算出することを特徴とする流体管路継手の漏洩量測定
方法。 - 【請求項２】 流体管路継手部位を継脱可能に収容する
真空容器に、流体通路を介して質量分析計が接続されて
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体
管路継手の漏洩量測定方法を用いる流体管路継手の漏洩
量測定装置。 - 【請求項３】 流体管路継手部位を継脱可能に収容する
真空容器に、流体通路を介して質量分析計が接続される
と共に、前記質量分析計によって計測された上記流体物
質の分圧情報に基づいて前記継手部位からの漏洩量を算
出する演算処理装置を備え、 前記演算処理装置は、前記流体物質の分圧に基づいてそ
の質量を求めると共に、前記流体物質の密度から漏洩量
を演算するように構成されていることを特徴とする請求
項１に記載の流体管路継手の漏洩量測定方法を用いる流
体管路継手の漏洩量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21804197A JPH1144567A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 流体管路継手の漏洩量測定方法及びそれを用いる漏洩量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21804197A JPH1144567A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 流体管路継手の漏洩量測定方法及びそれを用いる漏洩量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144567A true JPH1144567A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16713728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21804197A Pending JPH1144567A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 流体管路継手の漏洩量測定方法及びそれを用いる漏洩量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144567A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113624391A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田集输管道内h2s和co2分压的获取方法 |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP21804197A patent/JPH1144567A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113624391A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田集输管道内h2s和co2分压的获取方法 |
| CN113624391B (zh) * | 2020-05-08 | 2023-04-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田集输管道内h2s和co2分压的获取方法 |
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