JPS5948630A - リ−クデテクタ - Google Patents
リ−クデテクタInfo
- Publication number
- JPS5948630A JPS5948630A JP16044682A JP16044682A JPS5948630A JP S5948630 A JPS5948630 A JP S5948630A JP 16044682 A JP16044682 A JP 16044682A JP 16044682 A JP16044682 A JP 16044682A JP S5948630 A JPS5948630 A JP S5948630A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- helium
- helium gas
- atmosphere
- leak detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating 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
- G01M3/202—Investigating 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はリークデテクタに係り、特に大気非開放式の
排気系を具備した高感度のリークデテクタに関する。
排気系を具備した高感度のリークデテクタに関する。
まづ第１図によって従来のリークデテクタの構成を説明
する。１は質量分析計管であって、油回転ポンプ３を補
助ポンプとするターボ分子ポンプ（１） ２によって、その内部は圧力１Ｏ−５Ｐａ以下の高真空
に排気されている。７は被試験体でリークデテクタ外部
接続口８に接続されるとともに粗引バルブ５を介して粗
引排気用真空ポンプ６に接続されている。
する。１は質量分析計管であって、油回転ポンプ３を補
助ポンプとするターボ分子ポンプ（１） ２によって、その内部は圧力１Ｏ−５Ｐａ以下の高真空
に排気されている。７は被試験体でリークデテクタ外部
接続口８に接続されるとともに粗引バルブ５を介して粗
引排気用真空ポンプ６に接続されている。
以上の構成においてリーク試験の一例について説明する
。
。
まづ粗引バルブ５を開いて被試験体７を粗引排気真空ポ
ンプ６によって大気圧から圧力１Ｏ−ＩＰａまで排気し
たあと、スロットバルブ４を開いて被試験体７をリーク
デテクタの高真空排気系に接続し、こののち粗引バルブ
５を閉じる。ついで被試験体７のリーク個所にヘリウム
ガスを吹付けると被試験体７の内外圧力差によって前記
ヘリウムガスが被試験体７の内部に流入するが、このヘ
リウムガスはスロットバルブ４を経て質量分析管１に流
入すると同時にターボ分子ポンプ２、油回転ポンプ３に
よって大気中に排出される。
ンプ６によって大気圧から圧力１Ｏ−ＩＰａまで排気し
たあと、スロットバルブ４を開いて被試験体７をリーク
デテクタの高真空排気系に接続し、こののち粗引バルブ
５を閉じる。ついで被試験体７のリーク個所にヘリウム
ガスを吹付けると被試験体７の内外圧力差によって前記
ヘリウムガスが被試験体７の内部に流入するが、このヘ
リウムガスはスロットバルブ４を経て質量分析管１に流
入すると同時にターボ分子ポンプ２、油回転ポンプ３に
よって大気中に排出される。
一方、質量分析計管に流入したヘリウムガスは他の気体
分子とともに質量分析計管のイオン源内（２） で熱電子の衝撃を受けることにより、陽イオン化され周
知の磁場偏向形質量分析計の原理に従ってイオンのｍ／
ｅ（ｍは気体の原子質量、ｅはイオンの荷電量）ごとに
分離される。一般的にはヘリウムリークデクタの質量分
析計管は１ｖｅ＝ ４のヘリウムイオンのみがイオンコ
レクタに到達するように設計されているので、ヘリウム
イオンはこ＼で自由電子の供給を受けてもとの中性分子
にもどもしたがってイオンコレクタではヘリウムイオン
電流が得られ、このイオン電流を測定することによって
ヘリウムガスのリーク量を知ることができる。
分子とともに質量分析計管のイオン源内（２） で熱電子の衝撃を受けることにより、陽イオン化され周
知の磁場偏向形質量分析計の原理に従ってイオンのｍ／
ｅ（ｍは気体の原子質量、ｅはイオンの荷電量）ごとに
分離される。一般的にはヘリウムリークデクタの質量分
析計管は１ｖｅ＝ ４のヘリウムイオンのみがイオンコ
レクタに到達するように設計されているので、ヘリウム
イオンはこ＼で自由電子の供給を受けてもとの中性分子
にもどもしたがってイオンコレクタではヘリウムイオン
電流が得られ、このイオン電流を測定することによって
ヘリウムガスのリーク量を知ることができる。
一般にリークデテクタの感度は前記イオン電流の大小に
依存するもので、前記ターボ分子ポンプの排気速度によ
って大きく支配される。
依存するもので、前記ターボ分子ポンプの排気速度によ
って大きく支配される。
すなわち、質量分析計管のイオン源における熱電子放射
量たる電子電流を一定とした場合、生成ヘリウムイオン
の量はイオン源に入射するヘリウムガス分子の量すなわ
ちヘリウムガスの圧力に比例している。したがって質量
分析計管の個有感度Ｒはヘリウムガスの分圧を７’ （
Ｐａ）とし、イオン電（３） 流をｌｌ（Ａ）とすると なる式で表わされる。
量たる電子電流を一定とした場合、生成ヘリウムイオン
の量はイオン源に入射するヘリウムガス分子の量すなわ
ちヘリウムガスの圧力に比例している。したがって質量
分析計管の個有感度Ｒはヘリウムガスの分圧を７’ （
Ｐａ）とし、イオン電（３） 流をｌｌ（Ａ）とすると なる式で表わされる。
一方前記ターボ分子ポンプの排気速度をＳ（−々ｅｃ）
とし、ヘリウムガスのリーク量をＱ （ｐａ ｍ３Ａｅ
ｃ ）とすると前述したヘリウムガスの分圧ｔは戸＝
Ｑ／Ｓ （Ｐａ） ＜２＋なる式で表わ
される。したかって、（１）（２１式から明らかなよう
にヘリウムガスのリーク量Ｑを一定とすると、排気速度
Ｓが小さくなるほど質量分析計管でのヘリウムガスの分
圧Ｔが上昇しイオン電流１ｉが上昇するので、結果的に
リークデテクタとしての感度が向上する。すなわち、リ
ークデテクタの感度はターボ分子ポンプの排気速度Ｓに
支配されることになる。
とし、ヘリウムガスのリーク量をＱ （ｐａ ｍ３Ａｅ
ｃ ）とすると前述したヘリウムガスの分圧ｔは戸＝
Ｑ／Ｓ （Ｐａ） ＜２＋なる式で表わ
される。したかって、（１）（２１式から明らかなよう
にヘリウムガスのリーク量Ｑを一定とすると、排気速度
Ｓが小さくなるほど質量分析計管でのヘリウムガスの分
圧Ｔが上昇しイオン電流１ｉが上昇するので、結果的に
リークデテクタとしての感度が向上する。すなわち、リ
ークデテクタの感度はターボ分子ポンプの排気速度Ｓに
支配されることになる。
しかしながらこの排気速度Ｓをあまり小さくしすぎると
高真空空間を構成している部材の壁面からの放出ガスが
排気しきれなくなり、質量分析針管の全圧が上昇してし
まうので、排気速度Ｓを無（４） 制限に小さくして感度を向上させるわけにはいかず、質
量分析計管の全圧が高真空領域を維持できる程度に排気
速度Ｓを設定する必要がある。
高真空空間を構成している部材の壁面からの放出ガスが
排気しきれなくなり、質量分析針管の全圧が上昇してし
まうので、排気速度Ｓを無（４） 制限に小さくして感度を向上させるわけにはいかず、質
量分析計管の全圧が高真空領域を維持できる程度に排気
速度Ｓを設定する必要がある。
イオン電流Ｉｉを実質的に大きくする手段としてイオン
コレクタに２次電子増倍管を用いる方法も提案実施され
ている。例えば活性化ベリリウム銅を用いた２次電子増
倍管を用いれば１０６程度の感度向上が可能である。し
かしこのようにして感度を上昇させた場合、バックグラ
ウンド（雑音成分搬も共に上昇するから、信号成分（ヘ
リウムイオンによる信号分Ｓ）との比Ｓ／Ｎ比が大きく
ならなければ実効的には感度は上昇しない。
コレクタに２次電子増倍管を用いる方法も提案実施され
ている。例えば活性化ベリリウム銅を用いた２次電子増
倍管を用いれば１０６程度の感度向上が可能である。し
かしこのようにして感度を上昇させた場合、バックグラ
ウンド（雑音成分搬も共に上昇するから、信号成分（ヘ
リウムイオンによる信号分Ｓ）との比Ｓ／Ｎ比が大きく
ならなければ実効的には感度は上昇しない。
すなわち、リークデテクタの感度上昇を阻害する要因は
バックグラウンドであり、このバックグラウンドを低下
させない限り超微小リーク検知を目的とする高感度リー
クデテクタの実現は不可能である。
バックグラウンドであり、このバックグラウンドを低下
させない限り超微小リーク検知を目的とする高感度リー
クデテクタの実現は不可能である。
こ＼でいうバックグラウンドの大部分は大気中に含まれ
ている微量のヘリウムガス（約５ＰＰｍ）が原因して発
生するものであって、第１は真空空（５） 間を構成する部品を接続するフランジ等に用いられてい
るゴムガスケットを透過するヘリウムガスであり、第２
は大気中に排気口を有する油回転ポンプの排気口からの
ヘリウムガスの逆流である。
ている微量のヘリウムガス（約５ＰＰｍ）が原因して発
生するものであって、第１は真空空（５） 間を構成する部品を接続するフランジ等に用いられてい
るゴムガスケットを透過するヘリウムガスであり、第２
は大気中に排気口を有する油回転ポンプの排気口からの
ヘリウムガスの逆流である。
しかしてこのバックグラウンドを低減する手段として第
１のゴムガスケットからのヘリウムガス透過を防止する
のにゴムガスケットの代りに金属ガスケットが採用され
ている。
１のゴムガスケットからのヘリウムガス透過を防止する
のにゴムガスケットの代りに金属ガスケットが採用され
ている。
しかし第２の原因たる油回転ポンプの大気中微量ヘリウ
ムガス逆流防止にはまだ有効な手段がない。
ムガス逆流防止にはまだ有効な手段がない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、大気中に存
在する微量のヘリウムガスが高真空系へ逆流することの
ないリークデテクタを提供することを目的としている。
在する微量のヘリウムガスが高真空系へ逆流することの
ないリークデテクタを提供することを目的としている。
そのため本発明は例えばソープションポンプの如き大気
非開放式の排気系をターボ分子ポンプまたは油拡散ポン
プの補助ポンプとして用い、さらに前記ターボ分子ポン
プまたは油拡散ポンプの低真空側に圧縮したヘリウムガ
スを貯蔵するための（６） 空間容積を具備せしめることを主たる特徴としている。
非開放式の排気系をターボ分子ポンプまたは油拡散ポン
プの補助ポンプとして用い、さらに前記ターボ分子ポン
プまたは油拡散ポンプの低真空側に圧縮したヘリウムガ
スを貯蔵するための（６） 空間容積を具備せしめることを主たる特徴としている。
以下、本発明に係るリークデテクタの実施例について図
面に従って説明する。第２図は本発明の実施例の構成を
示す説明図である。両図において同一符号は同一部分を
あられしている。被試験体７からターボ分子ポンプ２ま
での接続は第１図と同様である。ターボ分子ポンプ２の
低真空側にはターボ分子ポンプから排出されたヘリウム
を貯めこむ空間容積としてのヘリウムリザーバタンク１
２が接続され、さらにヘリウムリザーバタンク１２には
ソープションポンプ９及びバルブ１０を介して油回転ポ
ンプ１１がそれぞれ接続されている。
面に従って説明する。第２図は本発明の実施例の構成を
示す説明図である。両図において同一符号は同一部分を
あられしている。被試験体７からターボ分子ポンプ２ま
での接続は第１図と同様である。ターボ分子ポンプ２の
低真空側にはターボ分子ポンプから排出されたヘリウム
を貯めこむ空間容積としてのヘリウムリザーバタンク１
２が接続され、さらにヘリウムリザーバタンク１２には
ソープションポンプ９及びバルブ１０を介して油回転ポ
ンプ１１がそれぞれ接続されている。
まづ被試験体７からリークデテクタに流入したヘリウム
ガス以外の気体はターボ分子ポンプ２によって圧縮され
、ヘリウムリザーバタンク１２を経てソープションポン
プ９に流入し、こ＼で液体窒素によって超低温に冷却さ
れたモレキュラシーブス等の吸着剤に吸着される。これ
によってソープションポンプの全圧か１０−５ ｐａに
到達したとすると、（７） ターボ分子ポンプは窒素ガスおよび水蒸気等に対して１
０８程度の圧縮比を有しているので、質量分析針管１は
１ｏ９Ｐａオーダの超高真空領域に到達している。
ガス以外の気体はターボ分子ポンプ２によって圧縮され
、ヘリウムリザーバタンク１２を経てソープションポン
プ９に流入し、こ＼で液体窒素によって超低温に冷却さ
れたモレキュラシーブス等の吸着剤に吸着される。これ
によってソープションポンプの全圧か１０−５ ｐａに
到達したとすると、（７） ターボ分子ポンプは窒素ガスおよび水蒸気等に対して１
０８程度の圧縮比を有しているので、質量分析針管１は
１ｏ９Ｐａオーダの超高真空領域に到達している。
こ＼で被試験体７のリーク個所にヘリウムガスを吹付け
るとリーク個所を通過したヘリウムガスは質量分析計管
１に流入するとともにターボ分子ポンプ２によって圧縮
されヘリウムリザーバタンク１２に貯めこまれる。一方
質量分析計管１に流入したヘリウムガスはイオン化され
イオン電流Ｉｉとしてリーク量が検出される。
るとリーク個所を通過したヘリウムガスは質量分析計管
１に流入するとともにターボ分子ポンプ２によって圧縮
されヘリウムリザーバタンク１２に貯めこまれる。一方
質量分析計管１に流入したヘリウムガスはイオン化され
イオン電流Ｉｉとしてリーク量が検出される。
なおヘリウムリザーバタンク１２のヘリウムガス貯め込
み量が多くなった場合にはバルブ１０を開いてリザーバ
タンク内のヘリウムガスを排気することにより、当該ヘ
リウムガスターボ分子ポンプを逆流してバックグラウン
ドか上昇するのを防止することができる。
み量が多くなった場合にはバルブ１０を開いてリザーバ
タンク内のヘリウムガスを排気することにより、当該ヘ
リウムガスターボ分子ポンプを逆流してバックグラウン
ドか上昇するのを防止することができる。
本発明に係るリークデテクタは以上のように構成しであ
るので、従来のり一りデテクタに見られた大気中の微量
ヘリウムガスの質量分析針管への（８） 逆流を防止でき、バックグラウンドレベルを極めて低く
しうるので、Ｓ／Ｎ比の高い信号が得られることになる
。
るので、従来のり一りデテクタに見られた大気中の微量
ヘリウムガスの質量分析針管への（８） 逆流を防止でき、バックグラウンドレベルを極めて低く
しうるので、Ｓ／Ｎ比の高い信号が得られることになる
。
従って質量分析計管に高感度なものを用いることによっ
て、これまで不可能であった例えば１０”３ｍ３／ｅｃ
オーダの超微小リークの検知が可能となる。
て、これまで不可能であった例えば１０”３ｍ３／ｅｃ
オーダの超微小リークの検知が可能となる。
なお第２図に示したターボ分子ポンプは油拡散ポンプで
あってもよく、またソープションポンプはこれに限定さ
れず、大気非開放形の他のポンプ例えばイオンポンプで
あってもよい。
あってもよく、またソープションポンプはこれに限定さ
れず、大気非開放形の他のポンプ例えばイオンポンプで
あってもよい。
第１図は従来のリークデテクタの構成、第２図は本発明
の実施例の構成をしめず説明図である。 １・・・質量分析針管、２・・・ターボ分子ポンプ、７
・・・被試験体、９・・・ソープションポンプ、１２・
・・ヘリウムリザーバタンク。 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人弁理士大西孝治 （９） 第１図
の実施例の構成をしめず説明図である。 １・・・質量分析針管、２・・・ターボ分子ポンプ、７
・・・被試験体、９・・・ソープションポンプ、１２・
・・ヘリウムリザーバタンク。 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人弁理士大西孝治 （９） 第１図
Claims (2)
- （１）質量分析計管に連結されたターボ分子ポンプまた
は油拡散ポンプから排出されたヘリウムガスを貯蔵する
空間容積を有するとともに、前記空間容積には大気非開
放型ポンプとバルブを介して連結された大気開放型ポン
プを具備せしめたことを特徴とするリークデテクタ。 - （２）前記大気非開放型ポンプはソープションポンプで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリー
クデテクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16044682A JPS5948630A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | リ−クデテクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16044682A JPS5948630A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | リ−クデテクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5948630A true JPS5948630A (ja) | 1984-03-19 |
Family
ID=15715102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16044682A Pending JPS5948630A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | リ−クデテクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948630A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61249368A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-06 | Furuta Denki Kk | 海苔の乾燥方法 |
| JPS6269968A (ja) * | 1985-09-21 | 1987-03-31 | Takeshita Sangyo Kk | 海苔製造装置 |
| JPS62111662A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-22 | Nichimo Co Ltd | 海苔乾燥方法および装置 |
| US5116196A (en) * | 1990-07-06 | 1992-05-26 | Alcatel Cit | Mechanical pump assembly for pumping a secondary vacuum, and a leak detection installation using such an assembly |
| US5317900A (en) * | 1992-10-02 | 1994-06-07 | The Lyle E. & Barbara L. Bergquist Trust | Ultrasensitive helium leak detector for large systems |
| CN112611522A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-04-06 | 北京控制工程研究所 | 一种基于替代流体的储油器微量供油前置筛选方法 |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP16044682A patent/JPS5948630A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61249368A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-06 | Furuta Denki Kk | 海苔の乾燥方法 |
| JPS635060B2 (ja) * | 1985-04-27 | 1988-02-02 | Furuta Denki Kk | |
| JPS6269968A (ja) * | 1985-09-21 | 1987-03-31 | Takeshita Sangyo Kk | 海苔製造装置 |
| JPS62111662A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-22 | Nichimo Co Ltd | 海苔乾燥方法および装置 |
| JPS6313667B2 (ja) * | 1985-11-11 | 1988-03-26 | Nichimo Kk | |
| US5116196A (en) * | 1990-07-06 | 1992-05-26 | Alcatel Cit | Mechanical pump assembly for pumping a secondary vacuum, and a leak detection installation using such an assembly |
| US5317900A (en) * | 1992-10-02 | 1994-06-07 | The Lyle E. & Barbara L. Bergquist Trust | Ultrasensitive helium leak detector for large systems |
| CN112611522A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-04-06 | 北京控制工程研究所 | 一种基于替代流体的储油器微量供油前置筛选方法 |
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