WO2017037842A1 - ヘリウムリークディテクタ - Google Patents

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WO2017037842A1
WO2017037842A1 PCT/JP2015/074745 JP2015074745W WO2017037842A1 WO 2017037842 A1 WO2017037842 A1 WO 2017037842A1 JP 2015074745 W JP2015074745 W JP 2015074745W WO 2017037842 A1 WO2017037842 A1 WO 2017037842A1
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helium
jig
leak detector
input
interface unit
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PCT/JP2015/074745
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English (en)
French (fr)
Inventor
秋夫 井川
Original Assignee
島津エミット株式会社
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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

Definitions

  • the present invention relates to a helium leak detector.
  • Patent Document 1 discloses a gas leak detector including an operation switch for correcting a zero point of a gas leak display.
  • Patent Document 1 cannot correct the measured value using a theoretical background.
  • a helium leak detector is connected to a specimen through a jig.
  • the helium leak detector includes an interface unit including an input field for inputting information on a partial pressure of helium to which the jig has been exposed and information on a time for which the jig has been exposed to helium, a helium detecting unit for detecting helium, A correction unit that corrects the detection result detected by the helium detection unit based on the information on the partial pressure input from the interface unit, the information on the time input from the interface unit, and the reference transmission saturation amount of the jig input in advance. Is provided.
  • the information regarding the partial pressure input to the interface unit of the helium leak detector is a helium concentration at atmospheric pressure.
  • the information about the time input to the interface unit of the helium leak detector is a cumulative ratio with respect to the reference transmission saturation amount of the jig determined based on the time when the jig is exposed to helium. .
  • the information regarding the time input to the interface unit of the helium leak detector is the time when the jig is exposed to helium, and the helium leak detector is the time when the jig is exposed to helium.
  • It further includes a storage unit that stores saturation rate information indicating a correspondence with a cumulative transmission rate relative to the reference transmission saturation amount of the jig, and the correction unit includes information related to time input to the interface unit and saturation rate information stored in the storage unit. Based on the above, the cumulative ratio with respect to the reference transmission saturation amount of the jig is calculated.
  • the interface unit of the helium leak detector further includes an input field for inputting a reference transmission saturation amount of the jig.
  • the measurement value can be corrected using a theoretical background.
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing the appearance of the helium leak detector 10
  • FIG. 3B is a diagram showing a setting screen.
  • Diagram showing the situation where a leak test is being performed Diagram showing an example of the relationship between exposure time and helium permeation Flow chart showing the relationship between exposure time and helium permeation amount, and the preliminary test procedure for obtaining the reference value of helium permeation amount
  • the block diagram which shows the structure of the helium leak detector 10a in 2nd Embodiment.
  • the figure which shows the setting screen in 2nd Embodiment The figure which shows the saturation characteristic C for every cross-sectional shape
  • the present invention theoretically calculates the background and subtracts it from the measured value, thereby enabling highly accurate measurement without so-called zero reset.
  • it demonstrates in detail based on embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the helium leak detector 10.
  • the helium leak detector 10 includes a control unit 11, an interface unit 13 that inputs and outputs information with an operator, a storage unit 14, and a gas processing unit 19 including a pump, a valve, and an analysis tube 21.
  • the control unit 11 includes a CPU, a ROM, and a RAM, and performs a process described later by developing a program stored in the ROM and executing the program. In the ROM, a reference transmission saturation amount Qs described later is also recorded in advance.
  • This ROM is an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) that can electrically erase and write recorded contents by a special operation.
  • the control unit 11 is connected to the interface unit 13 and the storage unit 14 through signal lines, and transmits information input / output and operation commands. Some components of the gas processing unit 19 are also connected, and details will be described later.
  • the control unit 11 theoretically calculates the background at the time of measurement by processing described later, corrects the leak amount detected by the analysis tube 21 of the gas processing unit 19, and outputs the corrected amount to the interface unit 13.
  • the interface unit 13 includes an input button 13a and a display screen 13b.
  • the input button 13a includes a plurality of buttons, and various commands are input to the control unit 11 by an operator's button operation input.
  • the display screen 13b is a liquid crystal panel, for example, and displays information output from the control unit 11.
  • the storage unit 14 is, for example, a flash memory.
  • the storage unit 14 stores an exposure time saturation rate RT and a pressure ratio RP, which will be described later, input by the operator via the interface unit 13.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a gas processing unit 19, that is, a pipe line from the gas inlet of the helium leak detector 10 to the analysis tube 21.
  • the gas processing unit 19 includes an analysis tube 21, a turbo molecular pump 22, a drag pump 23, an oil rotary pump 24, and vacuum gauges PM1 and PM2 that detect the degree of vacuum in the pipe line. Based on the detected values of the vacuum gauges PM1 and PM2, the start and stop of each pump or the opening and closing of a valve described later is controlled.
  • the gas processing unit 19 includes valves FV, BV, TV, and LV that are passage switching units with actuators that open and close a helium circulation passage that is an exhaust path and a helium introduction path, and a port EXP.
  • the control unit 11 is connected to the analysis tube 21, the turbo molecular pump 22, the drag pump 23, the oil rotary pump 24, the vacuum gauges PM1 and PM2, and all the valves through signal lines. Omit the line.
  • the analysis tube 21 is connected to an oil rotary pump 24 through a turbo molecular pump 22, a drag pump 23, and a valve FV.
  • the test body 90 is connected to the connection port EXP via a jig 80 described later.
  • the valve LV is a vent valve, and when the valve LV is released, the inside of the pipe line becomes atmospheric pressure, and the test body connected to the port EXP can be replaced.
  • the valve TV is connected to the exhaust port of the turbo molecular pump 22 by piping.
  • the valve FV is provided between the drag pump 23 and the oil rotary pump 24.
  • the valve BV is provided between the connection port EXP and the oil rotary pump 24.
  • the detection of helium by the analysis tube 21 is performed by the following procedure, for example. When a measurement start button described later is pressed by the operator, the control unit 11 performs the following control.
  • valve FV is opened and all other valves are closed, and the turbo molecular pump 22, the drag pump 23, and the oil rotary pump 24 are operated, and the analysis tube 21 is evacuated.
  • the valve FV is closed, then the valve BV is opened, and the oil rotary pump 24 is evacuated.
  • the valve FV is opened to perform a gross test.
  • the valve TV is opened and the valve BV is closed in order to perform a fine test, and detection of helium by the analysis tube 21 is started. .
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing an appearance of the helium leak detector 10
  • FIG. 3B is a diagram showing a setting screen.
  • an input button 13 a and a display screen 13 b are provided on the front surface of the helium leak detector 10.
  • the input button 13a includes, for example, a condition setting button, numeric buttons from 0 to 9, a confirmation button, a measurement start button, a stop button, and the like.
  • FIG. 3A shows a display example in a state where a measurement start button is pressed by the operator and measurement is started (measurement state).
  • the analysis tube 21 of the gas processing unit 19 detects the helium concentration, and the detection result is output to the control unit 11.
  • the control unit 11 calculates the helium concentration from the received detection result and sends the information to the display screen 13b.
  • the helium concentration is displayed on the display screen 13b.
  • the leak detector 10 according to the present invention the displayed helium concentration is corrected with a theoretical value as will be described below, so that a highly accurate inspection can be performed.
  • the control unit 11 When the condition setting button is pressed by the operator, the control unit 11 displays the setting screen on the display screen 13b.
  • the setting screen is, for example, as shown in FIG. 3B, and includes an input field for inputting the exposure time saturation rate RT and an input field for inputting the pressure ratio RP. These input values will be described in detail later.
  • the operator operates the input buttons 13a while looking at the display screen 13b, and inputs and determines numerical values in the respective input fields.
  • the control unit 11 stores them in the storage unit 14.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a situation in which a leak test using the helium leak detector 10 is performed. However, the configuration of the helium leak detector 10 is omitted.
  • the test body 90 is connected to the connection port EXP via the jig 80. Helium is sprayed from the helium cylinder 60 toward the test body 90.
  • the jig 80 includes a jig main body 81, a sealing material 82 interposed between the jig main body 81 and the test body 90, and a clamp mechanism (not shown) that presses the test body 90 against the jig main body 81.
  • the test body 90 is pressed against the jig main body 81 by a clamp mechanism (not shown) and is brought into close contact with the sealing material 82, and the internal space is sealed from the outside air.
  • the helium cylinder 60 stores high-pressure helium gas having a concentration of 100%.
  • a spray gun 61 with a pressure regulator is attached to the tip of the helium cylinder 60.
  • the spray pressure of the spray gun 61 with a pressure regulator is set to a pressure slightly higher than the atmospheric pressure, for example, 274 kPa as an absolute pressure. However, the spray pressure can be arbitrarily set.
  • the operator connects the test body 90 to the jig 80 using a clamp (not shown), and inspects the test body 90 by spraying helium from the tip of the spray gun 61 while the helium leak detector 10 is operated.
  • the operator removes the test body 90 from the jig 80, connects the next test body 90 to the jig 80, and repeats the inspection.
  • the jig 80 continues to be used without being replaced.
  • the test body 90 In the inspection of the test body 90, the test body 90 is connected to the jig 80, helium gas is blown to the test body 90 while the inside of the test body 90 is evacuated by the turbo molecular pump 22 or the like, and helium is detected by the analysis tube 21. The amount of helium is measured, and the amount of leak of helium is calculated based on the detected value to determine the presence or absence of cracks in the specimen 90.
  • the sealing material 82 of the jig 80 the inner peripheral side of the sealing material 82 faces the space to be evacuated, and helium gas is sprayed on the outer peripheral side.
  • the jig 80 is exposed to helium for a long time when accumulated. Due to exposure in a helium environment for a long time, helium permeates from the outer peripheral side to the sealing material 82, and helium is accumulated in the sealing material 82. Therefore, helium that permeates through the sealing material 82 and permeates into the specimen 90 cannot be ignored. Note that if the surrounding environment of the sealing material 82 is constant, the helium accumulation amount of the sealing material 82 is saturated.
  • the amount of helium permeated through the sealing material 82 is affected by the time during which the sealing material 82 is exposed to helium (hereinafter referred to as “exposure time”) and the partial pressure of the exposed helium.
  • Exposure time The absolute pressure of the partial pressure of helium and the amount of permeated helium are proportional.
  • the relationship between the exposure time and the amount of permeated helium is as described below. However, the exposure time is the cumulative time during which the above-mentioned partial pressure of helium is blown.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between exposure time and helium permeation amount.
  • the horizontal axis in FIG. 5 represents the exposure time, and the vertical axis represents the ratio (hereinafter referred to as “exposure time saturation rate RT”) to the reference transmission saturation amount Qs, which is the reference value of the helium transmission amount.
  • exposure time saturation rate RT the ratio of the exposure time saturation rate RT to the exposure time
  • saturation rate characteristic C The saturation characteristic C and the reference transmission saturation amount Qs are obtained by a preliminary test.
  • the exposure time saturation rate RT is 0% if the exposure time is zero, and is saturated and becomes 100% constant when a certain time or more that has increased with time has passed.
  • the relationship between the exposure time and the exposure time saturation rate RT is as follows. That is, it reaches 10% in 10 minutes, 50% in 30 minutes, and saturates to 100% in 60 minutes.
  • helium accumulated in the sealing material 82 is treated as not decreasing.
  • FIG. 6 is an example of a flowchart showing the relationship between the exposure time and the helium permeation amount, and the procedure of the preliminary test for obtaining the reference value of the helium permeation amount.
  • the execution body of each step shown below is a test facility administrator (hereinafter referred to as “manager”).
  • step S301 the administrator connects the test body 90 to the jig 80 and proceeds to step S302.
  • the jig 80 used here has the same material, shape, and dimensions as the jig 80 used for inspection.
  • step S302 the administrator blows helium on the test body 90 for 5 minutes at a reference helium partial pressure while evacuating the inside of the test body 90 with the turbo molecular pump 22 or the like.
  • the spraying time of one time is not limited to 5 minutes, and may be appropriately changed according to the characteristics of the jig 80.
  • step S304 the administrator compares the transmission amount recorded in the previous step S303 with the transmission amount recorded in the current step S303, and determines whether or not the transmission amount has increased. When it is determined that the transmission amount has increased, the transmission amount is not saturated, so the process returns to step S302 to continue the preliminary test. When it is determined that the transmission amount has not increased, the process proceeds to step S305 to end the preliminary test. However, if step S304 is executed for the first time, the process returns to step S302 without making this determination.
  • step S305 the administrator records the transmission amount recorded immediately before in step S303, that is, the helium leak amount, as the reference transmission saturation amount Qs in the ROM of the control unit 11, and proceeds to step S306.
  • step S306 the transmission amount repeatedly recorded in step S303 is converted into a 100 fraction with the reference transmission saturation amount Qs as 100%, and a saturation rate characteristic C, which is a characteristic indicating the relationship of the exposure time saturation rate RT to the exposure time. Create This completes the preliminary test.
  • the saturation characteristic C created by the administrator may be represented as a graph as shown in FIG. 5, as a lookup table, or as a function.
  • the created saturation rate characteristic C is transferred from the administrator to the operator, and is referred to when the operator inputs the exposure time saturation rate RT.
  • the helium partial pressure information used to create the saturation characteristic C is also passed to the operator. Note that the saturation rate characteristic C and helium partial pressure information may be stored in a recording medium and handed over or as a memo.
  • the control unit 11 theoretically calculates the background as follows in the main test, that is, the inspection, corrects the leak amount detected by the analysis tube 21 of the gas processing unit 19, and outputs it to the interface unit 13.
  • the control unit 11 calculates the background as the product of the reference transmission saturation amount Qs, the exposure time saturation rate RT, and the pressure ratio RP.
  • the reference transmission saturation amount Qs is a value obtained in advance by a preliminary test as described above, and is a value stored in the storage unit 14.
  • the exposure time saturation rate RT and the pressure ratio RP are input by the operator from the interface unit 13 as follows and recorded in the storage unit 14.
  • the operator reads the exposure time saturation rate RT (0% to 100%) from the accumulated time that the jig 80 has been used so far, using the saturation rate characteristic C received from the administrator, and inputs this.
  • the exposure time is converted according to the ratio of the partial pressure. For example, when the jig 80 has been exposed to helium having a partial pressure of 800 kPa for 30 minutes and the helium partial pressure at the time of creating the saturation characteristic C is 400 kPa, the exposure time saturation rate is assumed to have been doubled for 60 minutes.
  • Read RT For example, in the example shown in FIG. 5, “100%” corresponding to 60 minutes is read as the exposure time saturation rate RT.
  • the operator inputs the ratio between the partial pressure of helium used to create the saturation characteristic C received from the manager and the partial pressure of helium used in the inspection to be performed. For example, when the partial pressure of helium used for creating the saturation characteristic C is 400 kPa and the partial pressure of helium used in the inspection to be performed is 800 kPa, “200%” is input because the partial pressure is doubled. That is, when the reference transmission saturation amount Qs is 1.0 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / s, it is 200% of 100%, so the background is 2.0 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / s. Calculated.
  • control unit 11 subtracts 2.0 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / s, which is the background, from the leak amount detected by the analysis tube 21, and outputs this value to the display screen 13b as the helium leak amount. To do.
  • the helium leak detector 10 is connected to the test body 90 via the jig 80.
  • the helium leak detector 10 has an input field for inputting information on the partial pressure of helium to which the jig 80 has been exposed, that is, the pressure ratio RP, and information on the time for which the jig 80 has been exposed to helium, that is, the exposure time saturation rate RT.
  • the interface unit 13 provided, the helium detection unit for detecting helium, that is, the analysis tube 21, the information on the partial pressure input from the interface unit 13, the information on the time input from the interface unit 13, and the jig 80 input in advance
  • the correction unit for correcting the detection result detected by the helium detection unit based on the reference transmission saturation amount Qs, that is, the control unit 11 is provided. Therefore, the measurement value detected by the analysis tube 21 can be corrected using the theoretical background calculated from the reference transmission saturation amount Qs, the exposure time saturation rate RT, and the pressure ratio RP. Further, the operator only has to input the pressure ratio RP and the exposure time saturation rate RT according to a predetermined procedure, and does not need to judge the appropriateness of the background.
  • a helium leak detector having a so-called zero reset function that corrects a zero point with a background value at the time of a test is known, but this zero reset function may cause the following problems. That is, if the zero reset function is used when the helium concentration in the test atmosphere has increased due to the use of helium, or when the test specimen is connected to the jig while the sealing material is biting in, the zero point of the measured value is high. Level is set and the measurement accuracy decreases. Then, even if there is a small crack or the like in the test body in the inspection, the leak cannot be detected. However, since the helium leak detector 10 according to the present embodiment calculates a theoretical background, high measurement accuracy can be maintained without causing the above-described problem due to so-called zero reset.
  • the reference transmission saturation amount Qs is input to the helium leak detector 10 in advance, the input of the reference transmission saturation amount Qs by the operator can be omitted. Further, unlike the exposure time saturation rate RT and the pressure ratio RP, the operator does not need to input the reference transmission saturation amount Qs from the interface unit 13. In other words, in the helium leak detector 10 of the present embodiment, the operator cannot input the reference transmission saturation amount Qs. Therefore, it is possible to prevent the operator from erroneously inputting the reference transmission saturation amount Qs, calculating an inappropriate background, and reducing the measurement accuracy.
  • the exposure time saturation rate RT is a cumulative ratio with respect to the reference transmission saturation amount Qs of the jig, which is determined based on the time when the jig 80 is exposed to helium. . That is, the operator refers to the saturation rate characteristic C, reads the exposure time saturation rate RT corresponding to the accumulated time that the jig 80 has been exposed to helium, and inputs this from the interface unit 13. Therefore, the helium leak detector 10 does not need to store the saturation characteristic C, and can have a simple configuration. Further, even when the saturation rate characteristic C changes due to the change of the sealing material 82, it is only necessary to replace or read the saturation rate characteristic C at hand of the operator, and there is no need to change the configuration of the helium leak detector 10. .
  • the reference transmission saturation amount Qs is stored in advance in the ROM of the control unit 11.
  • the reference transmission saturation amount Qs may be configured to be input from the interface unit 13.
  • the reference transmission saturation amount Qs is stored in the storage unit 14 together with the reference transmission saturation amount Qs and the exposure time saturation rate RT, not in the ROM of the control unit 11.
  • the control unit 11 displays the screen shown in FIG. 7 on the display screen 13b.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a setting screen in the first modification. In addition to the display contents of the setting screen in the first embodiment, an input field for inputting the reference transmission saturation amount Qs is provided.
  • the interface unit 13 of the helium leak detector 10 includes an input field for inputting the reference transmission saturation amount Qs of the jig 80. Therefore, the reference transmission saturation amount Qs can be easily changed when the jig 80 is changed by changing the shape of the specimen.
  • the ratio between the pressure ratio RP from the interface unit 13, that is, the helium partial pressure used for the preliminary test for obtaining the reference value of the helium permeation amount, and the partial pressure of helium used for the inspection is as follows. Entered. However, only the partial pressure of helium used for the inspection may be input on the assumption that a predetermined value is used as the partial pressure of helium used in the preliminary test for obtaining the reference value of the helium permeation amount. Further, in this case, the partial pressure of helium used for the inspection may be input as the concentration of helium on the assumption that the total pressure is atmospheric pressure.
  • the control unit 11 calculates a partial pressure using the helium concentration input to the interface unit 13 as the helium concentration at atmospheric pressure. According to the second modification, the following operational effects can be obtained. (1) The information on the partial pressure input to the interface unit 13 is the helium concentration at atmospheric pressure. Therefore, it is not necessary for the operator to convert to partial pressure, so that input is easy.
  • the correction of the measurement value described in the first embodiment may be applied to a transient state, that is, a state before starting the inspection by the helium spraying method after evacuation.
  • a transient state that is, a state before starting the inspection by the helium spraying method after evacuation.
  • helium in the inspection atmosphere remains inside the helium leak detector 10, so that helium is not sprayed in the vacuum spraying method.
  • a high helium concentration is detected. Therefore, after confirming that helium in the inspection atmosphere has been removed from the inside of the helium leak detector 10, the inspection by the helium spray method is started.
  • FIG. 8 shows a change in the helium concentration with the passage of time of evacuation when the present invention is not applied.
  • a solid line in the figure indicates a case where helium does not permeate the sealing material 82 of the jig 80, and a broken line in the figure indicates a case where helium permeates the sealing material 82 of the jig 80.
  • the helium concentration converges to zero with the passage of time, so that it is possible to provide a reference for the helium concentration at which the inspection by the vacuum spraying method is started.
  • the present invention when the present invention is applied, even if helium permeates the sealing material 82 of the jig 80, the influence of the permeation of helium from the sealing material 82 on the helium concentration detected by the analysis tube 21 is calculated. Helium concentration can be corrected. That is, even when helium has permeated through the sealing material 82 of the jig 80, a corrected helium concentration as shown by the solid line in the drawing can be obtained. Therefore, according to the third modification, the time for evacuation before starting the inspection can be shortened.
  • the jig 80 used in the preliminary test for obtaining the reference value of the helium permeation amount is the same as the jig 80 used in the inspection, but the material, shape, and dimensions are the same. May be different.
  • the interface unit 13 includes an input field for inputting difference information between the jig 80 used for the preliminary test and the jig 80 used for the inspection, and the reference transmission saturation amount Qs is corrected based on the input difference information. Good.
  • the amount of helium transmitted through the sealing material 82 is affected by the helium permeability of the sealing material, the thickness of the sealing material 82, the surface area of the sealing material 82, and the like.
  • a relationship between the exposure time and the helium permeation amount is obtained in advance by a preliminary test for a certain sealing material 82, and the sealing material 82 for which the reference permeation saturation amount Qs has already been calculated in the preliminary test is used for the main test, that is, the inspection.
  • the reference transmission saturation amount Qs is corrected based on the difference in the sealing material 82.
  • the influence on the helium permeation amount due to the change of the sealing material 82 is as follows. That is, the helium permeation amount is proportional to the helium permeability of the sealing material 82, inversely proportional to the thickness of the sealing material 82, and proportional to the surface area of the sealing material 82. According to the fourth modification, the already input reference transmission saturation amount Qs can be corrected based on the difference in the sealing material 82.
  • the specimen is inspected by the vacuum spraying method.
  • other inspection methods such as a vacuum hood method may be used.
  • the present invention is applied to the vacuum hood method in which the test body and the jig are covered with a plastic bag and helium is injected into the plastic bag, the following points are changed from the first embodiment. That is, for determining the pressure ratio RP input from the interface unit 13, the partial pressure of helium in the plastic bag is used instead of the partial pressure of helium sprayed on the test body.
  • the exposure time saturation rate RT input from the interface unit 13 is determined using the accumulated time of exposure to helium in a plastic bag instead of the accumulated time of blowing helium.
  • the input field for inputting the exposure time saturation rate RT and the pressure ratio RP is provided on the display screen 13 b of the interface unit 13.
  • the input form of the exposure time saturation rate RT and the pressure ratio RP is not limited to this.
  • an input form in which an interactive menu is displayed on the display screen 13b and the exposure time saturation rate RT and the pressure ratio RP are sequentially input may be employed.
  • the portable terminal connected to the helium leak detector 10 may include an input interface, and the exposure time saturation rate RT and the pressure ratio RP may be input from the input interface of the portable terminal.
  • FIGS. 1-10 A second embodiment of the helium leak detector according to the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.
  • This embodiment is different from the first embodiment mainly in that the helium leak detector 10a has a saturation characteristic C.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the helium leak detector 10a in the second embodiment.
  • the difference from the first embodiment is that the saturation characteristic C is stored in the storage unit 14.
  • the control unit 11 displays a setting screen on the display screen 13b.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a setting screen according to the second embodiment.
  • This setting screen includes an input field for inputting an exposure time and an input field for inputting information on the partial pressure of helium, that is, a pressure ratio RP.
  • the control unit 11 refers to the saturation rate characteristic C stored in the storage unit 14 and calculates the exposure time saturation rate RT corresponding to the input exposure time. .
  • the leak amount detected by the analysis tube 21 is corrected and output to the interface unit 13.
  • the information regarding the time input to the interface unit 13 is the time when the jig 80 is exposed to helium.
  • the helium leak detector 10a includes a storage unit 14 that stores saturation rate information indicating the correspondence between the time during which the jig 80 is exposed to helium and the cumulative ratio of the jig 80 with respect to the reference transmission saturation amount Qs, that is, the saturation rate characteristic C.
  • the correction unit that is, the control unit 11, based on the information about the time input to the interface unit 13, that is, the exposure time saturation rate RT and the saturation rate characteristic C stored in the storage unit 14, the reference transmission saturation amount of the jig 80.
  • the cumulative ratio with respect to Qs is calculated. Therefore, the operator does not need to read the exposure time saturation rate RT corresponding to the exposure time with reference to the saturation rate characteristic C, and the use of the helium leak detector 10a is simple.
  • the helium leak detector 10a has only one saturation rate characteristic C. However, the helium leak detector 10a may have two or more saturation rate characteristics C.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the saturation characteristic C for each cross-sectional shape.
  • the horizontal axis represents the exposure time
  • the vertical axis represents the exposure time saturation rate RT.
  • the solid line in FIG. 5 shows the saturation characteristic C1 of the sealing material 82 having a round cross-sectional shape shown in FIG.
  • the exposure time at which the exposure time saturation rate RT begins to increase the exposure time at which the exposure time saturation rate RT is saturated
  • the increase in the exposure time of the exposure time saturation rate RT The rate of increase is different.
  • the helium leak detector 10a stores a plurality of saturation rate characteristics respectively corresponding to the cross-sectional shape of the sealing material 82 in the storage unit 14, and the exposure time saturation rate RT based on the cross-sectional shape of the sealing material input by the operator and the exposure time. do.
  • FIG. 12 is a diagram showing a setting screen in this modification.
  • a radio button for selecting a cross-sectional shape of the sealing material 82 is added as compared with the second embodiment.
  • the operator can select either a circle or a square using the arrow button and the enter button of the input button 13a.
  • the operator may further be configured to be able to input the reference transmission saturation amount Qs.

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Abstract

【課題】理論的なバックグラウンドを用いた測定値の補正ができる。 【解決手段】へリウムリークディテクタは、冶具を介して試験体に接続される。このヘリウムリークディテクタは、冶具が暴露されたヘリウムの分圧に関する情報、および冶具がヘリウムに暴露された時間に関する情報が入力される入力欄を備えるインタフェース部と、ヘリウムを検出するヘリウム検出部と、インタフェース部から入力される分圧に関する情報、インタフェース部から入力される時間に関する情報、および予め入力された冶具の基準透過飽和量に基づき、ヘリウム検出部が検出した検出結果を補正する補正部と、を備える。

Description

ヘリウムリークディテクタ
　本発明は、ヘリウムリークディテクタに関する。
　ヘリウムリークディテクタによる検査を実施すると、検査に使用されるヘリウムによりバックグラウンドが上昇する問題が知られている。バックグラウンドの上昇に対して何ら対策を行わない場合は、上昇したバックグラウンドをリークとして誤検出し、検査が不可能となる。そのため、測定値のゼロ点を上昇したバックグラウンド値に補正する対策が行われている。
　特許文献１には、ガス漏れ表示のゼロ点を補正する操作スイッチを備えるガスリークディテクターが開示されている。
日本国特開２０１３－８３５７３号公報
　特許文献１に記載されている発明では、理論的なバックグラウンドを用いた測定値の補正ができない。
（１）本発明の好ましい実施形態によるヘリウムリークディテクタは、冶具を介して試験体に接続される。このヘリウムリークディテクタは、冶具が暴露されたヘリウムの分圧に関する情報、および冶具がヘリウムに暴露された時間に関する情報が入力される入力欄を備えるインタフェース部と、ヘリウムを検出するヘリウム検出部と、インタフェース部から入力される分圧に関する情報、インタフェース部から入力される時間に関する情報、および予め入力された冶具の基準透過飽和量に基づき、ヘリウム検出部が検出した検出結果を補正する補正部と、を備える。
（２）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部に入力される分圧に関する情報とは、大気圧におけるヘリウム濃度である。
（３）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部に入力される時間に関する情報とは、冶具がヘリウムに暴露される時間に基づいて決定された冶具の基準透過飽和量に対する累積割合である。
（４）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部に入力される時間に関する情報とは、冶具がヘリウムに暴露された時間であり、ヘリウムリークディテクタは、冶具がヘリウムに暴露された時間と冶具の基準透過飽和量に対する累積割合との対応を示す飽和率情報を記憶する記憶部をさらに備え、補正部は、インタフェース部に入力された時間に関する情報と、記憶部に記憶された飽和率情報とに基づき、冶具の基準透過飽和量に対する累積割合を算出する。
（５）さらに好ましい実施形態では、ヘリウムリークディテクタのインタフェース部は、冶具の基準透過飽和量が入力される入力欄をさらに備える。
　本発明によれば、理論的なバックグラウンドを用いた測定値の補正ができる。
ヘリウムリークディテクタ１０の構成を示すブロック図 気体処理部１９の構成および動作を説明する図 図３（ａ）は、ヘリウムリークディテクタ１０の外観を示す概略図、図３（ｂ）は、設定画面を示す図 リークテストが行われている状況を示す図 暴露時間とヘリウム透過量の関係の一例を示す図 暴露時間とヘリウム透過量の関係、およびヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験の手順を示すフローチャート 変形例１における設定画面を示す図 本発明を適用しない場合における、真空排気の時間の経過に対するヘリウム濃度の変化を示す図 第２の実施の形態におけるヘリウムリークディテクタ１０ａの構成を示すブロック図 第２の実施の形態における設定画面を示す図 断面形状ごとの飽和率特性Ｃを示す図 第２の実施の形態の変形例における設定画面を示す図
　本発明は、バックグラウンドを理論的に算出し、測定値から減じることにより、いわゆるゼロリセットをすることなく高精度な測定を可能とするものである。以下、実施の形態に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
　以下、図１～図６を参照して、本発明によるヘリウムリークディテクタの第１の実施の形態を説明する。
　図１は、ヘリウムリークディテクタ１０の構成を示すブロック図である。ヘリウムリークディテクタ１０は、制御部１１と、オペレータとの情報入出力を行うインタフェース部１３と、記憶部１４と、ポンプやバルブ、分析管２１を含む気体処理部１９とを備える。
　制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを備え、ＲＯＭに保存されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより後述する処理を行う。ＲＯＭには、後述する基準透過飽和量Ｑｓも予め記録されている。このＲＯＭは、特別な操作により電気的に記録内容の消去および書き込みが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）である。制御部１１は、インタフェース部１３と、記憶部１４と信号線で接続され、情報の入出力や動作指令を送信する。気体処理部１９のいくつかの構成要素とも接続されているが、詳しくは後で説明する。制御部１１は、後述する処理により測定時のバックグラウンドを理論的に算出し、気体処理部１９の分析管２１が検出したリーク量を補正してインタフェース部１３に出力する。
　インタフェース部１３は、入力ボタン１３ａおよび表示画面１３ｂを備える。入力ボタン１３ａは、複数のボタンを含み、オペレータのボタン操作入力により各種のコマンドが制御部１１に入力される。表示画面１３ｂは、たとえば液晶パネルであり、制御部１１から出力された情報を表示する。
　記憶部１４は、たとえばフラッシュメモリである。記憶部１４には、インタフェース部１３を経由して、オペレータが入力した後述する暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰが保存される。
（気体処理部）
　図２を参照して、気体処理部１９の構成および動作を説明する。
　図２は、気体処理部１９、すなわちヘリウムリークディテクタ１０の気体の入り口から分析管２１までの管路を示した図である。
　気体処理部１９は、分析管２１と、ターボ分子ポンプ２２と、ドラッグポンプ２３と、油回転ポンプ２４と、管路内の真空度を検出する真空計ＰＭ１、ＰＭ２とを備える。真空計ＰＭ１やＰＭ２の検出値に基づいて各ポンプの起動、停止、あるいは後述するバルブの開閉が制御される。気体処理部１９は、排気経路およびヘリウム導入経路であるヘリウム流通通路を開閉するアクチュエータ付きの通路切替部であるバルブＦＶ、ＢＶ、ＴＶ、ＬＶと、ポートＥＸＰとを備える。
　制御部１１は、分析管２１と、ターボ分子ポンプ２２と、ドラッグポンプ２３と、油回転ポンプ２４と、真空計ＰＭ１、ＰＭ２と、全てのバルブと信号線で接続されているが、ここでは信号線を省略する。
　分析管２１はターボ分子ポンプ２２、ドラッグポンプ２３、バルブＦＶを介して油回転ポンプ２４に配管接続されている。接続ポートＥＸＰには後述する冶具８０を介して試験体９０が接続される。
　バルブＬＶはベントバルブであり、バルブＬＶを解放すると管路内が大気圧になり、ポートＥＸＰに接続した試験体を交換できる。バルブＴＶは、ターボ分子ポンプ２２の排気口に配管接続される。バルブＦＶは、ドラッグポンプ２３と油回転ポンプ２４との間に設けられる。バルブＢＶは、接続ポートＥＸＰと、油回転ポンプ２４との間に設けられる。
　分析管２１によるヘリウムの検出は、たとえば以下の手順により行われる。オペレータにより後述する測定開始ボタンが押されると、制御部１１は以下の制御を行う。
　はじめに、バルブＦＶを開けてそれ以外のバルブは全て閉じ、ターボ分子ポンプ２２、ドラッグポンプ２３、および油回転ポンプ２４を運転して、分析管２１を真空排気する。ヘリウムリークディテクタ１０のポートＥＸＰ管路内の粗引きをするために、バルブＦＶを閉じてから、バルブＢＶを開け、油回転ポンプ２４により真空排気する。真空計ＰＭ１が検出した真空度が所定の真空度以下になると、グロステストを行う構成とするためにバルブＦＶを開ける。真空計ＰＭ１が検出した真空度がもう一つの所定の真空度以下になると、ファインテストを行う構成とするためにバルブＴＶを開けてバルブＢＶを閉じ、分析管２１によるヘリウムの検出が開始される。
（インタフェース）
　図３を参照してインタフェース部１３の構成を説明する。図３（ａ）は、ヘリウムリークディテクタ１０の外観を示す概略図、図３（ｂ）は、設定画面を示す図である。図３（ａ）に示すように、ヘリウムリークディテクタ１０の正面には、入力ボタン１３ａおよび表示画面１３ｂが設けられる。入力ボタン１３ａは、たとえば、条件設定ボタン、０～９までの数字ボタン、確定ボタン、計測開始ボタン、停止ボタンなどを含む。
　表示画面１３ｂには、制御部１１がヘリウムリークディテクタ１０の状況に応じて出力する情報が出力される。たとえば、図３（ａ）は、オペレータにより計測開始ボタンが押されて計測が開始されている状態（計測状態）における表示例を示している。計測状態では、気体処理部１９の分析管２１がヘリウム濃度を検出し、その検出結果が制御部１１に出力される。制御部１１は、受信した検出結果からヘリウム濃度を計算し、その情報を表示画面１３ｂに送る。これにより表示画面１３ｂにヘリウム濃度が表示される。
　本発明によるリークディテクタ１０では、表示されるヘリウム濃度が以下で説明するように理論値で補正されるので、高精度の検査を行うことができる。
　オペレータにより条件設定ボタンが押されると、制御部１１は表示画面１３ｂに設定画面を表示させる。設定画面とは、たとえば図３（ｂ）に示すものであり、暴露時間飽和率ＲＴを入力する入力欄と、圧力比率ＲＰを入力する入力欄を備える。これらの入力値については後で詳述する。オペレータは、表示画面１３ｂを見ながら入力ボタン１３ａを操作し、それぞれの入力欄への数値の入力や決定を行う。制御部１１は、オペレータが暴露時間飽和率ＲＴおよび圧力比率ＲＰを入力すると、それらを記憶部１４に記憶させる。
（想定使用状況）
　本発明にかかるヘリウムリークディテクタ１０が使用される状況を説明する。本実施の形態では、ヘリウムリークディテクタ１０が検査ラインに設置され、同一形状の試験体を次々に検査する状況を想定する。ヘリウムリークディテクタ１０を用いた試験体の検査方法は様々なものがあるが、ここでは、真空吹き付け法を用いる。
　図４は、ヘリウムリークディテクタ１０を用いたリークテストが行われている状況を示す図である。ただし、ヘリウムリークディテクタ１０の構成は省略して記載している。
　図４では、試験体９０が冶具８０を介して接続ポートＥＸＰに接続されている。また、ヘリウムボンベ６０から試験体９０へ向けてヘリウムが吹付けられている。
　冶具８０は、冶具本体８１、冶具本体８１と試験体９０との間に介在されるシール材８２、および試験体９０を冶具本体８１に押しつける不図示のクランプ機構とから構成される。試験体９０は、不図示のクランプ機構によって冶具本体８１に押しつけられシール材８２に密着し、その内部空間が外気から封止される。
　ヘリウムボンベ６０には、濃度１００％の高圧のヘリウムガスが格納されている。ヘリウムボンベ６０の先端には、圧力調整器付きスプレーガン６１が取り付けられている。圧力調整器付きスプレーガン６１の吹付け圧力は、大気圧よりもごくわずかに高い圧力、たとえば絶対圧で２７４ｋＰａに設定されている。ただし、吹付け圧力は任意に設定可能である。
　オペレータは、不図示のクランプを用いて試験体９０を冶具８０に接続し、ヘリウムリークディテクタ１０を動作させた状態でスプレーガン６１の先端から試験体９０にヘリウムを吹き付けて検査を行う。検査が完了すると、オペレータは試験体９０を冶具８０から外し、次の試験体９０を冶具８０に接続し、検査を繰り返す。このとき、冶具８０は交換せず同じものを使い続ける。
（ヘリウムの透過）
　試験体９０の検査では、試験体９０を冶具８０に接続し、ターボ分子ポンプ２２などで試験体９０の内部を真空排気しながら試験体９０にヘリウムガスを吹付け、分析管２１によりヘリウムの検出量を測定し、この検出値に基づきヘリウムのリーク量を算出して試験体９０のクラックの有無などを判断する。このとき冶具８０のシール材８２に着目すると、シール材８２の内周側は真空排気される空間に面し、外周側はヘリウムガスが吹付けられる。
　１つの試験体９０のリークテストに要する時間は短いが、ヘリウムリークディテクタ１０は多数の試験体を検査するので、冶具８０は累積すると長時間にわたってヘリウムに暴露される。長時間のヘリウム環境での暴露により、ヘリウムが外周側からシール材８２に透過し、シール材８２にヘリウムが蓄積される。そのため、シール材８２を透過して試験体９０の内側へ透過するヘリウムが無視できなくなる。
　なお、シール材８２は、周囲環境が一定ならば、シール材８２のヘリウム蓄積量は飽和する。
　シール材８２を透過するヘリウム透過量は、シール材８２がヘリウムに暴露される時間（以下、「暴露時間」と呼ぶ）および暴露されるヘリウムの分圧の影響を受ける。ヘリウムの分圧の絶対圧とヘリウム透過量は比例関係にある。暴露時間とヘリウム透過量の関係は、次に説明するとおりである。ただし暴露時間とは、上述した分圧のヘリウムを吹き付けている累計時間である。
（飽和率特性）
　図５は、暴露時間とヘリウム透過量の関係の一例を示す図である。図５の横軸は暴露時間を、縦軸はヘリウム透過量の基準値である基準透過飽和量Ｑｓに対する割合（以下、「暴露時間飽和率ＲＴ」と呼ぶ）を示す。以下では、暴露時間に対する暴露時間飽和率ＲＴの関係を、「飽和率特性Ｃ」と呼ぶ。この飽和率特性Ｃと基準透過飽和量Ｑｓは、予備試験により得られるものである。
　暴露時間飽和率ＲＴは、暴露時間がゼロであれば０％であり、時間の経過とともに増加してある一定時間以上が経過すると飽和して１００％一定となる。図５に示す例では、暴露時間と暴露時間飽和率ＲＴの関係は以下のとおりである。すなわち、１０分で１０％、３０分で５０％に達し、６０分で１００％に飽和する。
　なお、シール材８２がヘリウムに暴露されていない状態では、シール材８２の内部に蓄積したヘリウムの量は時間の経過とともに減少するが、その変化は非常に緩やかである。そこで本実施の形態では、シール材８２に蓄積されたヘリウムは減少しないものとして扱う。
（予備試験の手順）
　図５に例示した飽和率特性Ｃ、および基準透過飽和量Ｑｓは、たとえば以下に示す手順により予備試験を行うことで得られる。
　図６は、暴露時間とヘリウム透過量の関係、およびヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験の手順を示すフローチャートの一例である。以下に示す各ステップの実行主体は、試験設備の管理者（以下、「管理者」）である。
　ステップＳ３０１において、管理者は、試験体９０を冶具８０に接続してステップＳ３０２に進む。なお、ここで用いる冶具８０は、検査に用いる冶具８０と、素材、形状、および寸法が同一とする。
　ステップＳ３０２において、管理者は、ターボ分子ポンプ２２などで試験体９０の内部を真空排気しながら、基準とするヘリウム分圧にてヘリウムを試験体９０に５分間吹き付ける。次にステップＳ３０３に進む。ただし、１回の吹付け時間は５分間に限定されず、冶具８０の特性に合わせて適宜変更してもよい。
　ステップＳ３０３において、管理者は、ヘリウムの試験体９０への吹付けを停止した状態において、分析管２１が検出するヘリウムリーク量、すなわち透過量を暴露時間とともに記録する。たとえば、ステップＳ３０２を３回実行した後に実行されるステップＳ３０３では、暴露時間は５分間×３＝１５分間となる。
　ステップＳ３０４において、管理者は、前回のステップＳ３０３において記録した透過量と、今回のステップＳ３０３において記録した透過量を比較し、透過量が増加したか否かを判断する。増加したと判断する場合は、透過量が飽和していないので予備試験を継続するためにステップＳ３０２に戻り、増加していないと判断する場合は予備試験を終了するためにステップＳ３０５に進む。ただし、ステップＳ３０４が初回に実行される場合はこの判断を行わずにステップＳ３０２に戻る。
　ステップＳ３０５において、管理者は、直前にステップＳ３０３において記録した透過量、すなわちヘリウムリーク量を基準透過飽和量Ｑｓとして制御部１１のＲＯＭに記録し、ステップＳ３０６に進む。
　ステップＳ３０６において、ステップＳ３０３において繰り返し記録した透過量を、基準透過飽和量Ｑｓを１００％とした１００分率に変換し、暴露時間に対する暴露時間飽和率ＲＴの関係を示す特性である飽和率特性Ｃを作成する。以上により予備試験を終了する。
　なお、管理者が作成した飽和率特性Ｃは、図５に示すようにグラフとして表してもよいし、ルックアップテーブルとして表してもよいし、関数として表してもよい。作成した飽和率特性Ｃは、管理者からオペレータに渡され、オペレータが暴露時間飽和率ＲＴを入力する際に参照される。さらに、この飽和率特性Ｃの作成に使用したヘリウム分圧の情報もあわせてオペレータに渡される。
　なお、飽和率特性Ｃやヘリウム分圧の情報は記録媒体に保存して手渡したり、メモとして手渡してもよい。
（本試験におけるバックグラウンドの算出）
　制御部１１は、本試験、すなわち検査において、以下のように理論的にバックグラウンドを算出し、気体処理部１９の分析管２１が検出したリーク量を補正してインタフェース部１３に出力する。
　制御部１１は、バックグラウンドを、基準透過飽和量Ｑｓと、暴露時間飽和率ＲＴと、圧力比率ＲＰとの積として算出する。
　基準透過飽和量Ｑｓは、上述したように予め予備試験により求められた値であり、記憶部１４に保存されている値である。
　暴露時間飽和率ＲＴおよび圧力比率ＲＰは、オペレータによりインタフェース部１３から以下のように入力され、記憶部１４に記録される。
　オペレータは、管理者から受領した飽和率特性Ｃを用いて、冶具８０がこれまで使用された累積時間から暴露時間飽和率ＲＴ（０％～１００％）を読み取り、これを入力する。ただし、飽和率特性Ｃの作成時のヘリウム分圧と、これまでに冶具８０が暴露されたヘリウムの分圧が異なる場合は、分圧の比率により暴露時間を換算する。たとえば、これまでに冶具８０が分圧８００ｋＰａのヘリウムに３０分暴露され、飽和率特性Ｃの作成時のヘリウム分圧が４００ｋＰａの場合には、２倍の６０分暴露されたとして暴露時間飽和率ＲＴを読み取る。たとえば、図５に示した例では６０分に対応する「１００％」が、暴露時間飽和率ＲＴとして読みとられる。
　オペレータは、管理者から受領した、飽和率特性Ｃの作成に使用したヘリウム分圧と、これから行う検査で使用するヘリウムの分圧の比率を入力する。たとえば、飽和率特性Ｃの作成に使用したヘリウム分圧が４００ｋＰａ、これから行う検査で使用するヘリウムの分圧が８００ｋＰａの場合は、分圧が２倍になるので「２００％」を入力する。
　すなわち、基準透過飽和量Ｑｓが１．０×１０－１０Ｐａ・ｍ３／ｓの場合は、その１００％の２００％なので、バックグラウンドは２．０×１０－１０Ｐａ・ｍ３／ｓと算出される。この場合、制御部１１は、分析管２１により検出されたリーク量からバックグラウンドである２．０×１０－１０Ｐａ・ｍ３／ｓを減じ、この値をヘリウムリーク量として表示画面１３ｂに出力する。
　上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ヘリウムリークディテクタ１０は、冶具８０を介して試験体９０に接続される。ヘリウムリークディテクタ１０は、冶具８０が暴露されたヘリウムの分圧に関する情報、すなわち圧力比率ＲＰ、および冶具８０がヘリウムに暴露された時間に関する情報、すなわち暴露時間飽和率ＲＴが入力される入力欄を備えるインタフェース部１３と、ヘリウムを検出するヘリウム検出部、すなわち分析管２１と、インタフェース部１３から入力される分圧に関する情報、インタフェース部１３から入力される時間に関する情報、および予め入力された冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓに基づき、ヘリウム検出部が検出した検出結果を補正する補正部、すなわち制御部１１とを備える。
　そのため、基準透過飽和量Ｑｓ、暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰから算出される理論的なバックグラウンドを用いて、分析管２１が検出する測定値を補正することができる。また、オペレータは定められた手順で圧力比率ＲＰおよび暴露時間飽和率ＲＴを入力するだけでよく、バックグラウンドの適正性を自らが判断する必要がない。
　従来から、測定値のゼロ点を補正することは知られている。たとえば、試験時のバックグラウンド値でゼロ点補正する、いわゆるゼロリセット機能を備えるヘリウムリークディテクタが知られているが、このゼロリセット機能では以下の問題が生じうる。すなわち、ヘリウムの使用により検査雰囲気のヘリウム濃度が増加した状態や、シール材が異物を噛みこんだままで試験体が冶具に接続された状態でゼロリセット機能を使用すると、測定値のゼロ点が高いレベルに設定され測定精度が低下する。すると、検査において試験体に小さなクラック等があってもリークを検出することができない。
　しかし、本実施の形態によるヘリウムリークディテクタ１０は、理論的なバックグラウンドを算出するので、いわゆるゼロリセットによる上記のような問題が生じることなく、高い測定精度を維持することができる。
　さらに、ヘリウムリークディテクタ１０には基準透過飽和量Ｑｓが予め入力されているため、オペレータによる基準透過飽和量Ｑｓの入力を省略できる。またオペレータは、暴露時間飽和率ＲＴや圧力比率ＲＰとは異なり、基準透過飽和量Ｑｓをインタフェース部１３から入力する必要がない。換言すると、本実施の形態のヘリウムリークディテクタ１０では、オペレータは基準透過飽和量Ｑｓを入力ですることができない。そのため、オペレ
ータが誤って基準透過飽和量Ｑｓを入力し、不適切なバックグラウンドが算出され、測定精度が低下されることを未然に防止することができる。
（２）インタフェース部１３に入力される時間に関する情報、すなわち暴露時間飽和率ＲＴとは、冶具８０がヘリウムに暴露される時間に基づき決定される、冶具の基準透過飽和量Ｑｓに対する累積割合である。
　すなわち、オペレータが飽和率特性Ｃを参照し、冶具８０がヘリウムに暴露された累積時間に対応する暴露時間飽和率ＲＴを読み取り、これをインタフェース部１３から入力する。そのため、ヘリウムリークディテクタ１０は飽和率特性Ｃを記憶する必要がなく、簡素な構成とすることができる。また、シール材８２の変更により飽和率特性Ｃが変化した場合にも、オペレータの手元にある飽和率特性Ｃを交換、または読みかえるだけでよく、ヘリウムリークディテクタ１０の構成を変更する必要がない。
（変形例１）
　上述した第１の実施の形態では、基準透過飽和量Ｑｓが予め制御部１１のＲＯＭに保存されていたが、基準透過飽和量Ｑｓがインタフェース部１３から入力可能に構成されてもよい。
　この場合は、基準透過飽和量Ｑｓは制御部１１のＲＯＭではなく記憶部１４に基準透過飽和量Ｑｓや暴露時間飽和率ＲＴとともに保存される。そして制御部１１は、入力ボタン１３ａを構成する条件設定ボタンが押されると、図７に示す画面を表示画面１３ｂに表示させる。
　図７は、変形例１における設定画面を示す図である。第１の実施の形態における設定画面の表示内容に加えて、基準透過飽和量Ｑｓを入力する入力欄が設けられている。
　この変形例１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ヘリウムリークディテクタ１０のインタフェース部１３は、冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓが入力される入力欄を備える。
　そのため、試験体の形状の変更などにより冶具８０を変更した際に、基準透過飽和量Ｑｓを容易に変更することができる。
（変形例２）
　上述した第１の実施の形態では、インタフェース部１３から圧力比率ＲＰ、すなわちヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験に用いたヘリウム分圧と、検査に用いるヘリウムの分圧との比率が入力された。しかし、ヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験に用いたヘリウム分圧を予め定めた値を用いることを前提に、検査に用いるヘリウムの分圧のみを入力してもよい。さらにこの場合において、検査に用いるヘリウムの分圧を、全圧が大気圧であることを前提としてヘリウムの濃度として入力してもよい。
　インタフェース部１３が、大気圧におけるヘリウム濃度が入力される入力欄を備える場合は、制御部１１はインタフェース部１３に入力されたヘリウム濃度を大気圧におけるヘリウム濃度として分圧を算出する。
　この変形例２によれば、次の作用効果が得られる。
（１）インタフェース部１３に入力される分圧に関する情報とは、大気圧におけるヘリウム濃度である。
　そのため、オペレータは分圧に換算する必要がないため、入力が容易である。
（変形例３）
　上述した第１の実施の形態において説明した測定値の補正を、過渡状態、すなわち真空排気を行い、ヘリウム吹付け法による検査を開始する前の状態に適用してもよい。
　試験体を交換した後にヘリウムの検出を開始した直後は、ヘリウムリークディテクタ１０の内部に検査雰囲気のヘリウムが残留しているので、真空吹付け法におけるヘリウムの吹付けを行っていないにもかかわらず、一時的に高いヘリウム濃度が検出される。そのため、ヘリウムリークディテクタ１０の内部から検査雰囲気のヘリウムが除去されたことを確認した後にヘリウム吹付け法による検査を開始している。
　図８は、本発明を適用しない場合における、真空排気の時間の経過に対するヘリウム濃度の変化を示している。図示実線は、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過していない場合、図示破線は、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過している場合を示している。
　シール材８２にヘリウムが透過していない場合は、時間の経過とともにヘリウム濃度がゼロに収束するので、真空吹付け法による検査を開始するヘリウム濃度の基準を設けることができる。その一方で、シール材８２にヘリウムが透過している場合は、透過するヘリウムの影響によりヘリウム濃度はゼロに収束しない。そのため、本発明を適用しない場合には、ヘリウムリークディテクタ１０の内部から検査雰囲気のヘリウムが除去されたことの確認が困難であり、検査を開始する前の真空排気の時間が長くなることが避けられない。
　本発明を適用すると、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過している場合であっても、シール材８２からのヘリウムの透過による、分析管２１で検出されるヘリウム濃度への影響を算出し、ヘリウム濃度を補正できる。すなわち、冶具８０のシール材８２にヘリウムが透過している場合であっても、図示実線のような補正されたヘリウム濃度を得ることができる。
　したがって、本変形例３によれば、検査を開始する前の真空排気の時間を短縮することができる。
（変形例４）
　上述した第１の実施の形態では、ヘリウム透過量の基準値を得るための予備試験に用いた冶具８０は、検査に用いる冶具８０と、素材、形状、および寸法が同一としたが、両者は異なっていてもよい。この場合、インタフェース部１３は、予備試験に用いた冶具８０と検査に用いる冶具８０との差異情報を入力する入力欄を備え、入力された差異情報に基づき基準透過飽和量Ｑｓを補正してもよい。
　シール材８２におけるヘリウムの透過量は、シール材のヘリウム透過率、シール材８２の厚み、シール材８２の表面積などの影響を受ける。そこで、あるシール材８２について予備試験により暴露時間とヘリウム透過量の関係を予め求めておき、予備試験に用いてすでに基準透過飽和量Ｑｓを算出したシール材８２と、本試験、すなわち検査に用いるシール材８２の差異に基づき基準透過飽和量Ｑｓを補正する。
　シール材８２の変更によるヘリウム透過量への影響は以下のとおりである。すなわち、ヘリウム透過量は、シール材８２のヘリウム透過率に比例し、シール材８２の厚みに反比例し、シール材８２の表面積に比例する。
　この変形例４によれば、すでに入力された基準透過飽和量Ｑｓを、シール材８２の差異に基づき補正することができる。
（変形例５）
　上述した第１の実施の形態では、真空吹付け法により試験体の検査を行うこととした。しかし、他の検査方法、たとえば真空フード法を用いてもよい。
　試験体、および冶具をビニール袋などで覆い、そのビニール袋内にヘリウムを注入する真空フード法に本発明を適用する場合は、第１の実施の形態から以下の点を変更する。すなわち、インタフェース部１３から入力する圧力比率ＲＰの決定には、試験体に吹き付けるヘリウムの分圧に代えて、ビニール袋内のヘリウムの分圧を用いる。また、インタフェース部１３から入力する暴露時間飽和率ＲＴの決定には、ヘリウムが吹き付けてられる累計時間に代えて、ビニール袋内でヘリウムに曝される累計時間を用いる。
（変形例６）
　上述した第１の実施の形態では、インタフェース部１３の表示画面１３ｂに暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰを入力する入力欄が設けられた。しかし、暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰの入力形態はこれに限定されない。
　たとえば、表示画面１３ｂに対話形式のメニューが表示され、暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰを順次入力する入力形態であってもよい。
　さらに、ヘリウムリークディテクタ１０に接続される携帯端末が入力インタフェースを備え、携帯端末の入力インタフェースから暴露時間飽和率ＲＴ、および圧力比率ＲＰが入力されてもよい。
（第２の実施の形態）
　図９～図１０を参照して、本発明によるヘリウムリークディテクタの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、ヘリウムリークディテクタ１０ａが飽和率特性Ｃを備える点で、第１の実施の形態と異なる。
（構成）
　図９は、第２の実施の形態におけるヘリウムリークディテクタ１０ａの構成を示すブロック図である。第１の実施の形態との違いは、記憶部１４に飽和率特性Ｃが保存されている点である。
　オペレータにより条件設定ボタンが押されると、制御部１１は表示画面１３ｂに設定画面を表示させる。
　図１０は、第２の実施の形態における設定画面を示す図である。この設定画面は、暴露時間を入力する入力欄と、ヘリウムの分圧に関する情報、すなわち圧力比率ＲＰを入力する入力欄とを備える。
　制御部１１は、オペレータによりインタフェース部１３から暴露時間が入力されると、記憶部１４に保存された飽和率特性Ｃを参照し、入力された暴露時間に対応する暴露時間飽和率ＲＴを算出する。そして、第１の実施の形態と同様に分析管２１が検出したリーク量を補正し、インタフェース部１３に出力する。
　上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）インタフェース部１３に入力される時間に関する情報とは、冶具８０がヘリウムに暴露される時間である。ヘリウムリークディテクタ１０ａは、冶具８０がヘリウムに暴露される時間と冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓに対する累積割合との対応を示す飽和率情報、すなわち飽和率特性Ｃを記憶する記憶部１４を備える。補正部、すなわち制御部１１は、インタフェース部１３に入力された時間に関する情報、すなわち暴露時間飽和率ＲＴと、記憶部１４に記憶された飽和率特性Ｃとに基づき、冶具８０の基準透過飽和量Ｑｓに対する累積割合を算出する。
　そのため、オペレータは飽和率特性Ｃを参照して暴露時間に対応する暴露時間飽和率ＲＴを読み取る必要がなく、ヘリウムリークディテクタ１０ａの使用が簡便である。
（第２の実施の形態の変形例）
　上述した第２の実施の形態では、ヘリウムリークディテクタ１０ａは１つの飽和率特性Ｃのみを備えた。しかし、ヘリウムリークディテクタ１０ａは２つ以上の飽和率特性Ｃを備えてもよい。
　図１１は、断面形状ごとの飽和率特性Ｃを示す図である。
　図１１の横軸は暴露時間を、縦軸は暴露時間飽和率ＲＴを示す。図示実線は、図５に示す断面形状が丸のシール材８２の飽和率特性Ｃ１を示し、図示破線は、断面形状が四角のシール材８２の飽和率特性Ｃ２を示す。図１１に示すように、シール材８２の断面形状により、暴露時間飽和率ＲＴが増加を始める暴露時間、暴露時間飽和率ＲＴが飽和する暴露時間、および暴露時間飽和率ＲＴの暴露時間の増加に対する増加率などが異なる。
　そのためヘリウムリークディテクタ１０ａは、シール材８２の断面形状にそれぞれ対応する複数の飽和率特性を記憶部１４に保存し、オペレータが入力するシール材の断面形状、および暴露時間に基づき暴露時間飽和率ＲＴをする。
　図１２は、本変形例における設定画面を示す図である。図１２では、第２の実施の形態に比べて、シール材８２の断面形状を選択するラジオボタンが追加されている。オペレータは、入力ボタン１３ａの矢印ボタンおよび決定ボタンを用いて、丸および四角のいずれかを選択することができる。
　なお、本実施例において、オペレータがさらに基準透過飽和量Ｑｓを入力可能に構成してもよい。
　上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
　上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　　１０　…　ヘリウムリークディテクタ
　　１１　…　制御部
　　１３　…　インタフェース部
　１３ａ　…　入力ボタン
　１３ｂ　…　表示画面
　　１４　…　記憶部
　　１９　…　気体処理部
　　２１　…　分析管
　　８０　…　冶具
　　９０　…　試験体
　　　Ｃ　…　飽和率特性
　　Ｑｓ　…　基準透過飽和量
　　ＲＰ　…　圧力比率
　　ＲＴ　…　暴露時間飽和率

Claims (5)

  1. 　冶具を介して試験体に接続されるヘリウムリークディテクタにおいて、
    　前記冶具が暴露されたヘリウムの分圧に関する情報、および前記冶具がヘリウムに暴露された時間に関する情報が入力される入力欄を備えるインタフェース部と、
    　ヘリウムを検出するヘリウム検出部と、
    　前記インタフェース部から入力される前記分圧に関する情報、前記インタフェース部から入力される前記時間に関する情報、および予め入力された前記冶具の基準透過飽和量に基づき、前記ヘリウム検出部が検出した検出結果を補正する補正部と、を備えるヘリウムリークディテクタ。
  2. 　請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
    　前記インタフェース部に入力される前記分圧に関する情報とは、大気圧におけるヘリウム濃度であるヘリウムリークディテクタ。
  3. 　請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
    　前記インタフェース部に入力される前記時間に関する情報とは、前記冶具がヘリウムに暴露される時間に基づいて決定された前記冶具の基準透過飽和量に対する累積割合であるヘリウムリークディテクタ。
  4. 　請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
    　前記インタフェース部に入力される前記時間に関する情報とは、前記冶具がヘリウムに暴露された時間であり、
    　前記冶具がヘリウムに暴露された時間と前記冶具の基準透過飽和量に対する累積割合との対応を示す飽和率情報を記憶する記憶部をさらに備え、
    　前記補正部は、前記インタフェース部に入力された前記時間に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記飽和率情報とに基づき、前記冶具の基準透過飽和量に対する累積割合を算出するヘリウムリークディテクタ。
  5. 　請求項１に記載のヘリウムリークディテクタにおいて、
    　前記インタフェース部は、前記冶具の基準透過飽和量が入力される入力欄をさらに備えるヘリウムリークディテクタ。
     
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