WO2018092695A1 - エアリーク検査装置及び方法 - Google Patents

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藤山　守
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    • 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
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
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    • G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators

Definitions

  • the present invention relates to an air leak inspection apparatus and method for inspecting a subject to be inspected such as a vacuum device, a pressurizing device, and a sealing device for leaks.
  • leak inspection includes submerged inspection, inspection using an air leak detector and a helium leak detector.
  • air leak detectors There are two types of air leak detectors: a pressure type and a suction type (negative pressure type).
  • the pressurization method the object to be inspected is filled with a detection gas and pressurized, and leakage is inspected by a decrease in pressure.
  • the suction type the object to be inspected is evacuated to a vacuum, and leakage is inspected by increasing the pressure.
  • These air leak detectors can inspect for leaks up to about 1 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa ⁇ m 3 / sec.
  • the helium leak detector is for detecting helium leaked by filling the object to be inspected with helium, and can inspect small leaks up to about 1 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa ⁇ m 3 / sec.
  • the air leak detector is cheap and easy to handle, but the accuracy is low.
  • the helium leak detector is highly accurate, but is very expensive and has a high running cost because helium gas is used.
  • it has precision and dirt-sensitive components such as analysis tubes, high vacuum pumps, liquid nitrogen coolers, etc., inspecting an inspected object with a large amount of leakage or water or oil will result in reduced accuracy or failure. There are problems such as being easy to repair and requiring a lot of labor for repair.
  • Patent Document 1 describes a leak inspection apparatus that replaces a submersion type inspection provided with a housing that is in close contact with a portion to be inspected of an object to be inspected.
  • accuracy is higher than that of an air leak detector or a helium detector. Is bad.
  • Patent Document 2 before inspecting a small leak by the helium mass spectrometer leak detector, the gas from the inspection unit is drawn into the expansion chamber of the non-helium expansion leak detector, and the pressure in the expansion chamber is measured. An inspection device for inspecting large leaks of parts is described. Although the apparatus of Patent Document 2 can inspect a wide range of leaks, there is a problem that the apparatus is complicated and expensive because there are many pumps.
  • Patent Document 3 in the helium leak inspection method, when helium is present, the heat is taken from the platinum filament of the Pirani vacuum gauge and the measured value of the vacuum pressure changes, and the leak is inspected only by the Pirani vacuum gauge. Things are listed.
  • Patent Document 4 describes a helium leak detector using a sniffer probe that traces an object to be inspected and sucks helium gas, and controls the amount of flow into the analyzer of the leak detector with a variable orifice valve.
  • Patent Document 3 and Patent Document 4 also use helium gas, the above-mentioned problems have not been solved.
  • JP 7-146199 A Patent No. 3390981
  • Utility Kaihei 5-69653 Japanese Patent Laid-Open No. 5-118949 Japanese Utility Model Publication No. 7-41441
  • the present invention has been made in view of such conventional problems, and is less expensive than conventional air leak detectors, is easy to handle, can inspect for leaks with accuracy close to that of a helium leak detector, It is an object of the present invention to provide an air leak inspection apparatus and method in which the accuracy of a test object that has not been sufficiently removed to a level necessary for maintaining the accuracy of the helium leak detector does not deteriorate or fail.
  • the conventional air leak detector closes the valve immediately after pressurization or suction, it does not appear in the pressure change except for a large leak due to the influence of adiabatic compression or adiabatic expansion and is hidden. Therefore, the present inventor has obtained knowledge that a leakage amount (leak) larger than the minute flow rate can be detected by switching the exhaust speed from a large flow rate to a minute flow rate without blocking the exhaust path.
  • the air leak inspection apparatus is: A vacuum pump, an exhaust pipe having one end connected to the object to be inspected and the other end connected to the vacuum pump, and a vacuum gauge connected to the exhaust pipe and detecting the pressure in the object to be inspected, An air leak inspection apparatus that inspects the presence or absence of leakage of the inspection object by increasing the detection pressure of the vacuum gauge after the inspection object is evacuated by a vacuum pump, A shut-off valve is provided downstream of the vacuum gauge of the exhaust pipe, The exhaust pipe has a smaller diameter, branches from the upstream side of the shut-off valve, and is provided with an exhaust thin pipe connected to the downstream side of the shut-off valve, When the shut-off valve is closed and the shut-off valve is closed after the detected pressure of the vacuum gauge reaches the first threshold after the shut-off valve is opened and the inspection object is exhausted through the exhaust pipe and the exhaust narrow pipe. A control unit is provided that determines that there is a leak when the pressure detected by the meter exceeds a second threshold value greater than the first
  • the exhaust continues only with the exhaust thin pipe.
  • the flow rate exhausted by the exhaust thin tube depends on the conductance and the pressure on both sides of the exhaust thin tube. If there is a leak in the inspection object and the leak amount is larger than the exhaust speed of the exhaust thin tube, the pressure of the exhaust tube rises. When the amount of leakage is small, the exhaust pipe is exhausted, so the pressure in the exhaust pipe does not increase. If the pressure of the vacuum gauge is larger than the second threshold, it can be judged that there is a leak, and if it is smaller than the second threshold, it is judged that there is no leak.
  • the exhaust narrow pipe is composed of a plurality of exhaust thin tubes having different conductances connected in parallel, and each of the plurality of exhaust thin pipes is connected to the downstream side of the shutoff valve via an on-off valve.
  • the combined conductance of the exhaust pipe can be changed stepwise by selecting an on-off valve.
  • a clean gas introduction part for introducing clean gas into the object to be inspected via the exhaust pipe.
  • the object to be inspected was evacuated by the vacuum pump, the temperature decreased due to adiabatic expansion, and then the pressure was increased by being heated by the surrounding air, but once the object to be inspected was exhausted to 100 Pa or less, 100,
  • a clean gas such as nitrogen (N 2 ) from 000 to 110,000 Pa, the influence of water, oil, and adiabatic expansion can be reduced. That is, by introducing clean gas, adiabatic compression is caused to heat the object to be inspected, and water and oil are evaporated and exhausted.
  • the vacuum pump is preferably a medium vacuum region pump having an ultimate pressure of 0.1 to 100 Pa.
  • a rotary pump with an ultimate pressure of about 0.1 to 100 Pa may be used, which is expensive and can reach a vacuum degree of 10 ⁇ 2 Pa or less like a helium leak detector. There is no need to use a mechanical booster pump or diffusion pump.
  • An air leak inspection method includes: Exhaust the object to be inspected with an exhaust pipe connected to the object to be inspected and an exhaust narrow pipe having a diameter smaller than that of the exhaust pipe, After the pressure of the object to be inspected reaches a first threshold after a predetermined time, the exhaust pipe is stopped and exhausted only by the exhaust narrow pipe, When the pressure of the object to be inspected exceeds a second threshold value greater than the first threshold value, it is determined that there is a leak.
  • a small leak amount of the object to be inspected is released by an exhaust thin tube that is thinner than the exhaust pipe, and it is possible to inspect whether there is a leak by a change in pressure due to a large leak amount, and even a leak close to an allowable leak amount can be inspected.
  • a vacuum pump can be used.
  • the price of the air leak detector is less than or equal to that of the conventional air leak detector, it is easy to handle, and the leak can be inspected with an accuracy close to that of a helium leak detector. It has the effect that it does not break down.
  • FIG. 1 is a system diagram of an air leak inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • inspection apparatus of FIG. The flowchart which shows operation
  • inspection apparatus of FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the air leak inspection apparatus of FIG. The flowchart following FIG.
  • FIG. 1 shows an air leak inspection apparatus 1a according to a first embodiment of the present invention.
  • the air leak inspection apparatus 1 a is for inspecting a leak of the object 2 to be inspected, and includes a vacuum pump 3, an exhaust pipe 4, an exhaust thin tube 5, a vacuum gauge 6, and a control unit 7.
  • the object to be inspected 2 is an inspection target of the air leak inspection.
  • various devices such as vacuum equipment having a vacuum exhausted space such as a thermos bottle or a vacuum jacket, a pressure equipment having a pressure space such as a pressure vessel, a sealing equipment having an airtight or liquid tight sealing portion, etc. It can be the subject of inspection.
  • FIG. 1 shows a vacuum vessel to which a tip tube 2b communicating with a space 2a to be evacuated is connected.
  • the vacuum pump 3 may be a rotary pump that can evacuate the device under test 2 to a vacuum of about 4 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa (3 ⁇ 10 ⁇ 3 Torr), and does not require a mechanical booster pump or a diffusion pump.
  • the exhaust pipe 4 is made of a stainless steel pipe and has an inner diameter of 10 to 100 mm.
  • the inner diameter of the exhaust pipe 4 may be selected according to the exhaust volume of the object 2 to be inspected, but is 20 to 25 mm when the exhaust capacity is 1 liter.
  • One end of the exhaust pipe 4 is connected to the tip pipe 2 b of the device under test 2, and the other end is connected to the vacuum pump 3.
  • the inspected object side in the exhaust direction of the exhaust pipe 4 is referred to as “upstream side”, and the vacuum pump side is referred to as “downstream side”.
  • a filter 8 is provided on the upstream side of the exhaust pipe 4, and a shut-off valve V0 is provided on the downstream side.
  • a first branch pipe 4a is provided downstream from the filter 8, and a second branch pipe 4b is provided downstream from the shutoff valve V0.
  • a clean gas is introduced into the exhaust pipe 4, that is, the inspection object 2 by introducing, for example, nitrogen (N 2 ), carbon dioxide gas (CO 2 ), argon (Ar) or the like as a clean gas.
  • a gas introduction part 9 is provided.
  • the exhaust thin tube 5 is made of a stainless steel tube or a copper tube, and is thinner than the exhaust tube 4 and has an inner diameter of 1 to 6 mm.
  • One end of the exhaust thin tube 5 is connected to the first branch pipe 4 a of the exhaust pipe 4, and the other end is connected to the second branch pipe 4 b of the exhaust pipe 4 via the on-off valve V.
  • the exhaust narrow pipe 5 may be directly connected to the exhaust pipe 4 without providing the first branch pipe 4a and the second branch pipe 4b.
  • a Pirani vacuum gauge or a thermocouple vacuum gauge can be adopted, but a Pirani vacuum gauge is preferable.
  • the Pirani gauge obtains the pressure from the change in the resistance value of the platinum wire that has been deprived of heat by the collision of gas molecules.
  • the sensor unit 6 a of the vacuum gauge 6 is connected to the vicinity of the first branch pipe 4 a on the downstream side of the filter 8.
  • the main body 6b of the vacuum gauge 6 detects and displays the pressure (degree of vacuum) in the exhaust pipe 4, that is, the object to be inspected 2, and outputs a digital value of the detected pressure to the control unit 7 described later.
  • the control unit 7 controls the opening and closing of the shutoff valve V0 and the on-off valve V based on the detected pressure output from the vacuum gauge 6 by sequence control, determines whether or not the inspection object 2 has leaked, and displays the display unit. 10 indicates whether or not there is a leak.
  • Equation 2 Hirohiko Senda, “Theoretical calculation of vacuum evacuation in viscous flow region and its application”, January 2010, SEI Technical Review, No. 176 Issue, page 2).
  • the pressures P1 and P2 at both ends of the exhaust thin tube 5 are assumed according to the situation, and the diameter D of the exhaust thin tube 5 is fixed,
  • the length L of the thin tube 5 can be determined. Further, when the length L of the exhaust thin tube 5 is fixed, the diameter D of the exhaust thin tube 5 can be determined.
  • the allowable leakage amount Q can be determined.
  • both the shut-off valve V0 and the on-off valve V are opened in step 101, and the vacuum pump 3 is driven in step 102.
  • the air in the space 2 a of the device under test 2 is exhausted to the outside from the vacuum pump 3 through the exhaust pipe 4 and the exhaust thin pipe 5. Therefore, as shown in FIG. 2, the pressure detected by the vacuum gauge 6 decreases.
  • step 103 it is determined whether t1 seconds (for example, 24 seconds) have elapsed since the vacuum pump 3 was driven. If not, exhausting by the vacuum pump 3 is continued. If t1 seconds have elapsed, the pressure P1 of the vacuum gauge 6 is read in step 104.
  • step 105 it is determined whether or not the pressure P1 is equal to or lower than a predetermined first threshold value Pth1.
  • the first threshold value Pth1 is 4 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa (3 ⁇ 10 ⁇ 3 Torr).
  • the pressure P1 exceeds the first threshold value Pth1 as indicated by a two-dot chain line in FIG. 2, it is considered that the exhaust is insufficient due to leakage (leakage) of the inspection object 2, and there is a leak at step 106. It is determined that (leak level: L1). If the pressure P1 is equal to or lower than the first threshold value Pth1, there is no significant leakage and exhaust is sufficiently performed.
  • step 107 the shutoff valve V0 is closed and the on-off valve V is kept open.
  • the shut-off valve V0 is closed at the time t1, it is cooled by the adiabatic expansion inside the object 2 to be inspected, but since it is heated by the surrounding air and the water and the oil part in the space 2a of the object 2 are evaporated, As shown in FIG. 2, the detected pressure of the vacuum gauge 6 increases for a while (ta).
  • the leak amount is exhausted from the vacuum pump 3 through the exhaust thin tube 5.
  • the change is small. Further, if there is a leak in the inspection object 2 and the leakage amount is not less than the allowable flow rate of the exhaust thin tube 5, the leakage amount does not pass through the exhaust thin tube 5, so that the pressure in the inspection object 2 and the exhaust pipe 4 is reduced. As a result of the large change, the pressure detected by the vacuum gauge 6 increases.
  • step 108 it is determined whether t2 seconds (tb (tb> ta) since closing the shutoff valve V0) has elapsed since the vacuum pump 3 was driven. If t2 seconds have elapsed, the pressure P2 of the vacuum gauge 6 is read in step 109.
  • step 110 it is determined whether or not the pressure P2 is equal to or less than a predetermined second threshold value Pth2. As indicated by a two-dot chain line z in FIG. 2, when the pressure P2 exceeds the second threshold value Pth2, the pressure increases due to leakage of the object 2 to be inspected, and the degree of vacuum is considered to be worse.
  • step 111 it is determined that there is a leak (leak level: L2). When the pressure P2 is less than or equal to the second threshold value Pth2, it is determined in step 112 that the leak (leakage) of the device under test 2 is less than the allowable value, it is determined that there is no leak, and the inspection is terminated.
  • the leak inspection apparatus can determine that the allowable leak or less is a non-defective product. High inspection accuracy.
  • the inspection object 2 When water or oil adheres to the space 2a of the inspection object 2, as shown by a dotted line in FIG. 2, the inspection object 2 is once exhausted to 100 Pa or less by the vacuum pump 3, and then the clean gas is introduced.
  • the unit 9 is operated to introduce clean gas such as nitrogen (N 2 ), carbon dioxide gas (CO 2 ), argon (Ar) into the object 2 to be inspected 2 through the exhaust pipe 4 to 100,000 to 110,000 Pa. can do.
  • clean gas such as nitrogen (N 2 ), carbon dioxide gas (CO 2 ), argon (Ar) into the object 2 to be inspected 2 through the exhaust pipe 4 to 100,000 to 110,000 Pa. can do.
  • the object to be inspected 2 is heated by adiabatic compression, and water and oil are evaporated and discharged. As a result, an increase in pressure due to the influence of adiabatic expansion after reaching the pressure P1 can be reduced. it can.
  • FIG. 4 shows an air leak inspection apparatus 1b according to the second embodiment of the present invention.
  • This air leak inspection apparatus 1b has the same configuration as the air leak inspection apparatus 1a of the first embodiment except that a plurality of exhaust thin tubes 5a, 5b, and 5c are connected in parallel with the exhaust pipe 4, and therefore corresponding parts Are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the first, second, and third exhaust tubules 5a, 5b, and 5c of the air leak inspection apparatus 1b of the second embodiment have a length L1, a length L2, and a length L3, respectively, and the diameters are all the same. (L1> L2> L3).
  • One end of the first narrow exhaust pipe 5a is connected to the first branch pipe 4a, and the other end is connected to the second branch pipe 4b via the first on-off valve V1 and the pipe 4c, and communicates with the exhaust pipe 4.
  • one end of the second exhaust narrow pipe 5b is connected to the first branch pipe 4a, and the other end is connected to the second branch pipe 4b via the second on-off valve V2 and the pipe 4d, and communicates with the exhaust pipe 4.
  • One end of the third exhaust narrow pipe 5c is connected to the first branch pipe 4a, and the other end is connected to the second branch pipe 4b via the third on-off valve V3 and the pipe 4e and communicates with the exhaust pipe 4.
  • the first, second, and third exhaust valves 5a, 5b, and 5c are appropriately combined by opening and closing the first, second, and third on-off valves V1, V2, and V3.
  • the combined conductance of the second and third exhaust tubules 5a, 5b, and 5c can be changed to increase the leak level.
  • the exhaust resistances of the exhaust thin tubes 5a, 5b, and 5c are R1, R2, and R3
  • the combined exhaust resistance R and the conductance C of the exhaust thin tubes 5a, 5b, and 5c connected in parallel are expressed by the following equation (3).
  • C C1 + C2 + C3
  • the leakage amount is larger than the flow rate of the combination of the exhaust thin tubes 5a, 5b, and 5c having the largest combined conductance C, it is assumed that there is a leak, and when the leakage amount is small, the exhaust is conducted through the exhaust thin tubes 5a, 5b, and 5c.
  • the leak of the device under test 2 can be inspected for each level of the leak amount by decreasing the synthetic conductance C step by step and determining the presence or absence of the leak.
  • the diameter and length of the first exhaust thin tube 5a are D1 and L1
  • the diameter and length of the second exhaust thin tube 5b are D2 and L2
  • the diameter and length of the third exhaust thin tube 5c are D3 and L3
  • step 201 the shutoff valve V0, the first on-off valve V1, the second on-off valve V2, and the third on-off valve V3 are all opened in step 201, and the vacuum pump 3 is driven in step 202.
  • the air in the space 2a of the device under test 2 is exhausted from the vacuum pump 3 to the outside through the exhaust pipe 4 and the first, second, and third exhaust thin tubes 5a, 5b, and 5c. Therefore, as shown in FIG. 5, the pressure detected by the vacuum gauge 6 decreases.
  • step 203 it is determined whether t1 seconds have elapsed since the vacuum pump 3 was driven. If not, exhausting by the vacuum pump 3 is continued. If t1 seconds have elapsed, in step 204, the pressure P1 of the vacuum gauge 6 is read.
  • step 105 it is determined whether or not the pressure P1 is equal to or lower than a predetermined first threshold value Pth1. If the pressure P1 exceeds the first threshold value Pth1, it is determined in step 206 that there is a leak (leak level: L1).
  • step 207 If the pressure P1 is less than or equal to the first threshold value Pth1, in step 207, the shutoff valve V0 is closed and the first on / off valve V1, the second on / off valve V2, and the third on / off valve V3 are kept open.
  • step 208 it is determined whether t2 seconds (tb (tb> ta) since closing of the shutoff valve V0) has elapsed since the vacuum pump 3 was driven. If not, the process waits for t2 seconds. If elapses, the pressure P2 of the vacuum gauge 6 is read in step 209. In step 210, it is determined whether or not the pressure P2 is equal to or lower than a predetermined second threshold value Pth2. If the pressure P2 exceeds the second threshold value Pth2, it is determined in step 211 that there is a leak (leak level: L2).
  • step 212 If the pressure P2 is less than or equal to the first threshold value Pth2 in step 210, in step 212 and subsequent steps, one of the first on-off valve V1, the second on-off valve V2, and the third on-off valve V3 is closed, and the exhaust thin tubes 5a, 5b,
  • the conductance of 5c is reduced stepwise, the pressure of the vacuum gauge 6 is read after t3 seconds (tc (tc> tb> ta) after closing the shutoff valve V0) after the vacuum pump 3 is driven, Compared with the threshold value Pth3, the same steps are repeated until a leak occurs.
  • the pressure may be reduced by driving the vacuum pump 3 each time the first on-off valve V1, the second on-off valve V2, and the third on-off valve V3 are switched.
  • the pressure P8 is equal to or lower than the eighth threshold value Pth8 at step 240. In this case, it is determined in step 242 that the leak (leakage) of the device under test 2 is below an allowable level, it is determined that there is no leak, and the inspection is terminated.
  • the inspection object 2 when water or oil adheres to the inspection object 2, the inspection object 2 is once evacuated to 100 Pa or less by the vacuum pump 3, and then the clean gas introduction unit 9 is used.
  • a clean gas such as nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), argon (Ar) or the like can be introduced into the device under test 2.
  • FIG. 1 shows an air leak inspection apparatus 1c according to a third embodiment of the present invention. Since this air leak inspection apparatus 1c has the same configuration as the air leak inspection apparatus 1b of the second embodiment except that the control unit 7 is provided with the level setting unit 11, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.
  • the level setting unit 11 allows the user to set the leak level in advance, and the first, second, and third on-off valves V1, V2 are set according to the set leak level.
  • the combined conductance C of the exhaust thin tubes 5a, 5b, 5c is changed in accordance with the set leak level by appropriately combining the first, second, and third exhaust thin tubes 5a, 5b, 5c by opening and closing V3.
  • the leak can be inspected at the set leak level.
  • the inspection result based on the set leak level can be viewed, the leak level can be changed, and the inspection can be performed again.
  • step 301 the leak level set by the level setting unit 11 is read.
  • step 302 the shutoff valve V0, the first on-off valve V1, the second on-off valve V2, and the third on-off valve V3 are all opened, and in step 303, the vacuum pump 2 is driven.
  • step 304 it is determined whether t1 seconds have elapsed since the vacuum pump 3 was driven. If not, exhausting by the vacuum pump 3 is continued. If t1 seconds have elapsed, the pressure P1 of the vacuum gauge 6 is read in step 305.
  • step 306 it is determined whether or not the pressure P1 is equal to or lower than a predetermined first threshold value Pth1. If the pressure P1 exceeds the first threshold value Pth1, it is determined in step 307 that there is a leak (leak level: L1).
  • step 308 If the pressure P1 is less than or equal to the first threshold value Pth1, in step 308, the first on-off valve V1, the second on-off valve V2, and the third on-off valve V3 are opened / closed according to the leak level set by the level setter 1.
  • step 309 it is determined whether ts seconds have elapsed since the vacuum pump 3 was driven. If not, exhausting by the vacuum pump 3 is continued. If ts seconds have elapsed, the pressure Ps of the vacuum gauge 6 is read in step 310. In step 311, it is determined whether or not the pressure Ps is equal to or lower than a predetermined first threshold value Pths.
  • step 312 If the pressure Ps exceeds the first threshold value Pths, it is determined in step 312 that there is a leak (leak level: Ls (set leak level)). If the pressure Ps is equal to or lower than the first threshold value Pths, it is determined in step S313 that there is no leak. In step 314, it is determined whether there is a change in the leak level. If there is a change in the leak level, the leak level is read in step 315, the process returns to step 308, and the same steps are repeated. If there is no change in the leak level, the process ends.
  • Ls set leak level
  • the inspection object 2 when water or oil adheres to the inspection object 2, the inspection object 2 is once evacuated to 100 Pa or less by the vacuum pump 3, and then the clean gas introduction unit 9 is used.
  • a clean gas such as nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), argon (Ar) or the like can be introduced into the device under test 2.
  • an on-off valve is provided between the tip tube 2b and the filter 8, and the downstream side of the on-off valve is evacuated to keep the path clean even when the inspection is stopped. You may do it.

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Abstract

エアリーク検査装置１aは、真空ポンプ３と、排気管４と、真空計６とを備える。真空計より下流側の排気管に遮断弁Ｖ０が設けられている。排気管より細い径を有し、遮断弁より上流側から分岐し、遮断弁より下流側に接続された排気細管５が設けられている。遮断弁を開き、排気管と排気細管を介して被検査体を排気して、真空計の検出圧力が第１閾値に到達した後、遮断弁を閉じたとき、真空計の検出圧力が第１閾値より大きい第２閾値を越えるとリーク有りと判定する。

Description

エアリーク検査装置及び方法
　本発明は真空機器、加圧機器、密封機器等の被検査体のリークの有無を検査するエアリーク検査装置及び方法に関する。
　一般に、リーク検査には、水没式検査のほか、エアリークデテクタ、ヘリウムリークデテクタを用いる検査がある。エアリークデテクタには、加圧式と、吸引式（負圧式）とがある。加圧式は、被検査体に検出ガスを充填して加圧し、圧力の低下により漏れを検査する。吸引式は、被検査体を真空に排気し、圧力の上昇により漏れを検査する。これらのエアリークデテクタは、１×１０－６Ｐａ・ｍ３/sec程度までの漏れを検査可能である。ヘリウムリークデテクタは、被検査体にヘリウムを充填し、漏れ出たヘリウムを検出するもので、１×１０－１０Ｐａ・ｍ３/sec程度までの小さな漏れを検査可能である。
　エアリークデテクタは、安価で扱いやすいが、精度は低い。ヘリウムリークデテクタは、高精度であるが、価格が非常に高く、ヘリウムガスを用いるためにランニングコストも高い。また、分析管、高真空ポンプ、液体窒素冷却器等の精密で汚れに弱い構成機器を有するので、漏れ量が多く水や油の付着した被検査体を検査すると、精度が低下したり、故障しやすく、修復に非常な手間を要する等の問題がある。
　特許文献１には、被検査体の検査対象箇所に密着するハウジングを設けた水没式検査に代わるリーク検査装置が記載されているが、流量計を用いるため、エアリークデテクタやヘリウムデテクタに比べて精度は悪い。
　特許文献２には、ヘリウム質量分析計漏れ検出器による小さな漏れを検査する前に、非ヘリウム膨張漏れ検出器の膨張チャンバに検査部からのガスを引き込み、膨張チャンバの圧力を計測することで検査部分の大きな漏れを検査する検査装置が記載されている。特許文献２の装置は、広範囲の漏れを検査できるが、ポンプが多く装置が複雑で、高価であるという問題がある。
　特許文献３には、ヘリウムリーク検査方法において、ヘリウムが存在するとピラニ真空計の白金製フィラメントから熱を奪って真空圧測定値が変化することを利用して、ピラニ真空計のみでリークを検査するものが記載されている。
　特許文献４には、被検査体をトレースしてヘリウムガスを吸い込むスニファプローブを用いるヘリウムリークデテクタにおいて、可変オリフィスバルブによりリークデテクタの分析部に流れ込む量を一定に制御するものが記載されている。
　しかし、特許文献３や特許文献４もヘリウムガスを用いるため、前述の問題は解消されていない。
特開平７－１４６１９９号公報（特許第3390981号明細書） 実開平５－６９６５３号 特開平５－１１８９４９号公報 実開平７－４１４４１号公報
　本発明は、斯かる従来の問題点に鑑みてなされたもので、従来のエアリークデテクタと価格が同等以下で、扱いやすく、ヘリウムリークデテクタに近い精度で漏れを検査することができ、水や油をヘリウムリークデテクタの精度維持のために必要なレベルまで十分に除去できていない被検査体でも精度が低下したり、故障することがないエアリーク検査装置及び方法を提供することを課題とする。
　従来のエアリークデテクタは、加圧又は吸引後に直ぐにバルブを閉じるので、断熱圧縮又は断熱膨張の影響により大きな漏れ以外は圧力の変化に現れず、隠れてしまう。そこで、本発明者は、排気経路を遮断せずに、排気速度を大流量から微小流量に切り換えることで、微小流量よりも大きい漏れ量（リーク）を検出できるとの知見を得た。
　前記知見に基づき、本発明に係るエアリーク検査装置は、
　真空ポンプと、被検査体に一端が接続され、他端が前記真空ポンプに接続された排気管と、前記排気管に接続され、前記被検査体内の圧力を検出する真空計とを備え、前記真空ポンプにより前記被検査体を排気した後、前記真空計の検出圧力の上昇により前記被検査体のリークの有無を検査するエアリーク検査装置であって、
　前記排気管の前記真空計より下流側に遮断弁が設けられ、
　前記排気管より細い径を有し、前記遮断弁より上流側から分岐し、前記遮断弁より下流側に接続された排気細管が設けられ、
　前記遮断弁を開き、前記排気管と前記排気細管を介して前記被検査体を排気して、前記真空計の検出圧力が第１閾値に到達した後、前記遮断弁を閉じたとき、前記真空計の検出圧力が前記第１閾値より大きい第２閾値を越えるとリーク有りと判定する制御部が設けられている。
　排気管と排気細管とで被検査体の排気を行い、真空計の圧力が第１閾値に到達した後、遮断弁を閉じると、排気細管のみで排気が継続される。排気細管で排気される流量はそのコンダクタンスと排気細管の両側の圧力とに依存する。被検査体にリークがあり、その漏れ量が排気細管の排気速度より大きいと、排気管の圧力が上昇する。漏れ量が小さいと、排気細管から排気されるので、排気管の圧力は上昇しない。真空計の圧力が第２閾値より大きいと、漏れ有り、第２閾値より小さいと漏れ無しと判断できる。
　前記排気細管は、並列に接続されたコンダクタンスの異なる複数の排気細管からなり、前記複数の排気細管はそれぞれ開閉弁を介して前記遮断弁より下流側に接続されていることが好ましい。この場合、開閉弁を選択して排気管の合成コンダクタンスを段階的に変更することができる。
　前記排気管を介して前記被検査体に清浄ガスを導入するための清浄ガス導入部をさらに有することが好ましい。真空ポンプにより被検査体を排気すると、断熱膨張により温度が低下し、その後に周囲の空気により加熱されて圧力が上昇していたが、一旦、被検査体を１００Ｐａ以下に排気した後、１００,０００～１１０,０００Ｐａまで窒素（Ｎ２）等の清浄ガスを導入することで、水、油、及び断熱膨張現象の影響を少なくできる。すなわち、清浄ガスの導入により、断熱圧縮を生じさせて被検査物を加熱し、水、油を蒸発させて、排気する。
　前記真空ポンプは、到達圧力が０．１～１００Ｐａの中真空領域のポンプであることが好ましい。本発明では、小さな漏れ量は排気細管を通して排気されるので、到達圧力が０．１～１００Ｐａ程度のロータリポンプでよく、ヘリウムリークデテクタのように１０－２Ｐａ以下の真空度に到達できる高価なメカニカルブースターポンプや拡散ポンプを用いる必要がない。
　本発明に係るエアリーク検査方法は、
　被検査体に接続された排気管と、前記排気管より細い径を有する排気細管とで前記被検査体を排気し、
　所定時間後に前記被検査体の圧力が第１閾値に到達した後、前記排気管による排気を停止して前記排気細管のみで排気し、
　前記被検査体の圧力が前記第１閾値より大きい第２閾値を越えるとリーク有りと判定する。
　前記排気管による排気を停止した後、前記排気管を介して前記被検査体に清浄ガスを導入することが好ましい。
　本発明によれば、排気管より細い排気細管によって被検査体の小さな漏れ量を逃がし、大きな漏れ量による圧力の変化でリーク有りを検査でき、許容漏れ量に近い漏れまで検査できるので、安価な真空ポンプを用いることができる。このため、従来のエアリークデテクタと価格が同等以下で、扱いやすく、ヘリウムリークデテクタに近い精度で漏れを検査することができ、微量の水や油の付着した被検査体でも精度が低下したり、故障することがないという効果を有している。
本発明の第１実施形態に係るエアリーク検査装置の系統図。 図１のエアリーク検査装置による検出圧力の時間的変化を示す図。 図１のエアリーク検査装置の動作を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係るエアリーク検査装置の系統図。 図４のエアリーク検査装置による検出圧力の時間的変化を示す図。 図４のエアリーク検査装置の動作を示すフローチャート。 図６に続くフローチャート。 本発明の第３実施形態に係るエアリーク検査装置の系統図。 図８のエアリーク検査装置による検出圧力の時間的変化を示す図。 図８のエアリーク検査装置の動作を示すフローチャート。
　以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
＜第１実施形態＞
　図１は本発明の第１実施形態に係るエアリーク検査装置１ａを示す。このエアリーク検査装置１ａは、被検査体２のリークを検査するもので、真空ポンプ３と、排気管４と、排気細管５と、真空計６と、制御部７とを備えている。
　被検査体２は、エアリーク検査の検査対象である。本発明では、魔法瓶や真空ジャケット等の真空排気された空間を有する真空機器、圧力容器等の加圧空間を有する加圧機器、気密又は液密の密封部分を有する密封機器等、種々のものを検査対象とすることができる。図１は、真空排気される空間２ａに連通するチップ管２ｂが接続された真空容器を示している。
　真空ポンプ３は、被検査体２を４×１０－１Ｐａ（３×１０－３Ｔｏｒｒ）程度の真空に排気できるロータリポンプでよく、メカニカルブースターポンプや拡散ポンプは必要でない。
　排気管４は、ステンレス鋼管からなり、１０～１００ｍｍの内径を有する。排気管４の内径は、被検査体２の排気容積に応じて選定すればよいが、排気容量が１リットルの場合には２０～２５ｍｍである。排気管４は一端が被検査体２のチップ管２ｂに接続され、他端が真空ポンプ３に接続されている。以下、真空ポンプ３により排気管４を介して被検査体２を排気する場合に、排気管４の排気方向の被検査体側を「上流側」、真空ポンプ側を「下流側」という。排気管４の上流側にはフィルタ８が設けられ、下流側には遮断弁Ｖ０が設けられている。フィルタ８より下流側には第１枝管４ａが設けられ、遮断弁Ｖ０より下流側には第２枝管４ｂが設けられている。排気管４の遮断弁Ｖ０より上流側には、排気管４、すなわち、被検査体２に清浄ガスとして例えば窒素（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）、アルゴン（Ａｒ）等を導入する清浄ガス導入部９が設けられている。
　排気細管５は、ステンレス鋼管または銅管からなり、排気管４よりも細く、１～６ｍｍの内径を有する。排気細管５の一端は排気管４の第１枝管４ａに接続され、他端は開閉弁Ｖを介して排気管４の第２枝管４ｂに接続されている。第１枝管４ａと第２枝管４ｂを設けずに、排気細管５を排気管４に直接接続してもよい。
　真空計６は、ピラニ真空計、熱電対真空計が採用できるが、ピラニ真空計が好ましい。ピラニ真空計は、気体分子の衝突により熱を奪われた白金細線の抵抗値の変化から圧力を求めるものである。真空計６のセンサ部６ａはフィルタ８より下流側で第１枝管４ａの近傍に接続されている。真空計６の本体６ｂは、排気管４内、すなわち、被検査体２の圧力（真空度）を検出して表示するとともに、後述する制御部７に検出圧力のデジタル値を出力する。
　制御部７は、シーケンス制御により、真空計６から出力される検出圧力に基づいて、遮断弁Ｖ０、開閉弁Ｖを開閉制御するとともに、被検査体２のリークの有無を判断して、表示部１０にリークの有無を表示する。
　ここで、排気細管５の径Ｄと長さＬの選定方法について説明する。排気中に管内を気体が流れるときに排気抵抗が生じるが、管の流れやすさ示すために、排気抵抗の逆数をとってこれをコンダクタンスという。コンダクタンスをＣ［ｍ３/ｓ］、配管両端の圧力をＰ１［Ｐａ］，Ｐ０［Ｐａ］とすると、流量Ｑ［Ｐａ・ｍ３/ｓ］は、数１で表される。
(数１)
　　Ｑ＝Ｃ（Ｐ１－Ｐ０）
　配管の気体の流れを粘性流領域とし、Ｐ＝（Ｐ１＋Ｐ０）/２［Ｐａ］、配管の径（内径）をＤ［ｍ］、配管の長さをＬ［ｍ］とすると、細くて長い配管のコンダクタンスＣ［ｍ３/ｓ］は、数２で表される（千田裕彦、「粘性流領域における真空排気の理論計算とその応用」、２０１０年１月・ＳＥＩテクニカルレビュー・第１７６号、２頁参照）。
(数２)
　　Ｃ＝１３４９Ｄ４Ｐ/Ｌ
　流量Ｑを被検査体２の許容できる漏れ量とし、排気細管５の両端の圧力Ｐ１，Ｐ２を状況に応じて仮定し、排気細管５の径Ｄを固定すると、数１と数２から、排気細管５の長さＬを決定できる。また、排気細管５の長さＬを固定すると、排気細管５の径Ｄを決定できる。排気細管５の径Ｄ及び配管の長さＬが固定している場合には、許容漏れ量Ｑを決定できる。
　例えば、排気細管５の両端の圧力Ｐ１，Ｐ２を、それぞれ、１０Ｐａ，１Ｐａと仮定し、排気細管５として、外径４ｍｍ、肉厚０．４５ｍｍ、長さ５０ｃｍを使用すると、
　　Ｐ＝(１０＋１)/２＝５．５［Ｐａ］
　　Ｄ＝(４－０．４５×２)×１０－３＝３．１×１０－３［ｍ］
　　Ｌ＝０．５［ｍ］
であるから、コンダクタンスＣ及び流量Ｑは、次の通りになる。
　　Ｃ＝１３４９×(３．１×１０－３)４×５．５/０．５
　　　＝１．３７０×１０－６［ｍ３/ｓ］
　　Ｑ＝１．３７０×１０－６×(１０－１)
　　　＝１２．３３×１０－６［Ｐａ・ｍ３/ｓ］
　この場合、流量Ｑ＝１２．３３×１０－６［Ｐａ・ｍ３/ｓ］を基準にして、リークの有無を検査できる。すなわち、本発明において、排気細管５の流量Ｑを超える漏れ量があれば、排気細管５の被検査体２側の圧力Ｐ２の上昇（真空度の低下）がみられ、被検査体２にリーク（漏れ）があると判断できる。逆に、流量Ｑ以下の漏れ量があれば、排気細管５を通って排気されるので、排気細管５の被検査体２側の圧力Ｐ２の上昇（真空度の低下）がなく、被検査体２にリーク（漏れ）が無いと判断できる。
　次に、第１実施形態のエアリーク検査装置１ｂの動作を図２の圧力変化図、図３のフローチャートに基づき説明する。なお、以下の説明及び図面において、遮断弁Ｖ０及び開閉弁Ｖの開は「○」、閉は「×」で示されている。
　図３において、ステップ１０１で遮断弁Ｖ０と開閉弁Ｖを共に開き、ステップ１０２で真空ポンプ３を駆動する。これにより、被検査体２の空間２ａ内の空気は排気管４及び排気細管５を通って真空ポンプ３から外部に排気される。したがって、図２に示すように、真空計６が検出する圧力は低下してゆく。ステップ１０３で、真空ポンプ３を駆動してからｔ１秒（例えば、２４秒）が経過したか否かを判断し、経過していなければ真空ポンプ３による排気を継続する。ｔ１秒が経過していれば、ステップ１０４で、真空計６の圧力Ｐ１を読み取る。ステップ１０５で圧力Ｐ１が所定の第１閾値Ｐth１以下であるか否かを判断する。第１閾値Ｐth１は、本実施形態では、４×１０－１Ｐａ（３×１０－３Ｔｏｒｒ）である。図２中２点鎖線で示すように圧力Ｐ１が第１閾値Ｐth１を超える場合、被検査体２のリーク（漏れ）のために排気が不十分になっていると考えられ、ステップ１０６でリーク有り（リークレベル：Ｌ１）と判断する。圧力Ｐ１が第１閾値Ｐth１以下である場合、大きな漏れがなく排気が十分に行われていることになるので、ステップ１０７で、遮断弁Ｖ０を閉じ、開閉弁Ｖは開いたままとする。ｔ１時点で遮断弁Ｖ０を閉じると、被検査体２の内部の断熱膨張により冷却されるが、その後周囲の空気により加熱されて被検査体２の空間２ａの水分や油部が蒸発するので、図２に示すように、しばらくの間（ｔａ）、真空計６の検出圧力が上昇する。
　遮断弁Ｖ０の遮断により排気管４による排気は停止するが、開閉弁Ｖは開いているので、排気細管５による排気は継続する。しかし、排気細管５のコンダクタンスは排気管４のコンダクタンスより小さいので、流量が制限される。圧力Ｐ１に到達し、遮断弁Ｖ０を閉じた時点で、被検査体２に全くリークが無ければ、排気細管５に流れが無く、図２中２点鎖線ｙで示すように、真空計６が検出する真空度はＰ１＋αを維持する。被検査体２にリークがあり、その漏れ量が排気細管５の許容流量以下であれば、その漏れ量は排気細管５を通って真空ポンプ３から排気されるので、真空計６が検出する圧力の変化は小さい。また、被検査体２にリークがあり、その漏れ量が排気細管５の許容流量以上であれば、その漏れ量は排気細管５を通過しないため、被検査体２及び排気管４内の圧力の変化が大きくなる結果、真空計６が検出する圧力は上昇する。
　そこで、ステップ１０８で、真空ポンプ３を駆動してからｔ２秒（遮断弁Ｖ０を閉じてからｔｂ（ｔｂ＞ｔａ））が経過したか否かを判断し、経過していなければそのまま待機し、ｔ２秒が経過していれば、ステップ１０９で、真空計６の圧力Ｐ２を読み取る。ステップ１１０で圧力Ｐ２が所定の第２閾値Ｐth２以下であるか否かを判断する。図２中２点鎖線ｚで示すように、圧力Ｐ２が第２閾値Ｐth２を超える場合、被検査体２のリーク（漏れ）のために圧力が増加し、真空度が悪くなっていると考えられ、ステップ１１１でリーク有り（リークレベル：Ｌ２）と判断する。圧力Ｐ２が第２閾値Ｐth２以下である場合、ステップ１１２で被検査体２のリーク（漏れ）が許容以下であるとし、リーク無と判断し、検査を終了する。
　仮に、従来のように排気細管がない場合、排気管の遮断弁を閉じた後、リークの大小にかかわらず、リークがあれば、真空計により検出される圧力は上昇するので、許容されるリークでも、リーク有と判断されてしまう。しかし、本発明では、排気細管５により許容リーク以下のときは漏れ量が排気細管５から排気されるので、真空計６の検出圧力は上昇せず、リークなしと判断される。したがって、許容されるリークがあるものでも不良品と判断されていた従来のリーク検査装置に比べて、本発明のリーク検査装置は、許容リーク以下のものを良品と判断することができるという点で、検査精度が高い。
　被検査体２の空間２ａに水や油が付着している場合は、図２中点線で示すように、真空ポンプ３により、一旦、被検査体２を１００Ｐａ以下に排気した後、清浄ガス導入部９を作動させて、排気管４を介して被検査体２に、１００,０００～１１０,０００Ｐａまで窒素（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）、アルゴン（Ａｒ）等の清浄ガスを導入することができる。清浄ガスの導入により、被検査体２は断熱圧縮により加熱されて、水、油が蒸発し、排出される結果、圧力Ｐ１に到達した後の断熱膨張の影響による圧力の上昇を少なくすることができる。
＜第２実施形態＞
　図４は本発明の第２実施形態に係るエアリーク検査装置１ｂを示す。このエアリーク検査装置１ｂは、複数の排気細管５ａ、５ｂ、５ｃを排気管４と並列に接続した以外は、第１実施形態のエアリーク検査装置１ａと同じ構成を有しているので、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
　第２実施形態のエアリーク検査装置１ｂの第１、第２、第３排気細管５ａ、５ｂ、５ｃは、それぞれ、長さＬ１、長さＬ２、長さＬ３を有し、径は全て同一である（Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３）。第１排気細管５ａの一端は、第１枝管４ａに接続され、他端は第１開閉弁Ｖ１、配管４ｃを介して第２枝管４ｂに接続され、排気管４に連通している。同様に、第２排気細管５ｂの一端は、第１枝管４ａに接続され、他端は第２開閉弁Ｖ２、配管４ｄを介して第２枝管４ｂに接続され、排気管４に連通している。第３排気細管５ｃの一端は、第１枝管４ａに接続され、他端は第３開閉弁Ｖ３、配管４ｅ介して第２枝管４ｂに接続され、排気管４に連通している。
　第２実施形態では、第１、第２、第３開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を開閉することにより第１、第２、第３排気細管５ａ、５ｂ、５ｃを適宜組み合わせることで、第１、第２、第３排気細管５ａ、５ｂ、５ｃの合成コンダクタンスを変更し、リークレベルを上げることができる。各排気細管５ａ、５ｂ、５ｃの排気抵抗をＲ１，Ｒ２，Ｒ３とすると、並列接続の排気細管５ａ、５ｂ、５ｃの合成排気抵抗Ｒ、コンダクタンスＣは、数３で表される。
(数３)
　　１/Ｒ＝１/Ｒ１＋１/Ｒ２＋１/Ｒ３
　　Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３
　まず、合成コンダクタンスＣが最も大きい排気細管５ａ、５ｂ、５ｃの組み合わせの流量より漏れ量が大きいときはリーク有とし、漏れ量が小さいときは、排気細管５ａ、５ｂ、５ｃを通して排気される。次に、合成コンダクタンスＣを段階的に小さくしてリークの有無を判断してゆくことで、漏れ量のレベルごとに、被検査体２のリークを検査することができる。
第１排気細管５ａの径、長さをＤ１、Ｌ１、第２排気細管５ｂの径、長さをＤ２、Ｌ２、第３排気細管５ｃの径、長さをＤ３、Ｌ３とし、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３とすると、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３であるから、表１の順で第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３を閉じる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、第２実施形態のエアリーク検査装置１ｂの動作を図５の圧力変化図、図６、図７のフローチャートに基づき説明する。
　図６において、ステップ２０１で遮断弁Ｖ０と、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３を全て開き、ステップ２０２で真空ポンプ３を駆動する。これにより、被検査体２の空間２ａ内の空気は排気管４及び第１、第２、第３排気細管５ａ、５ｂ、５ｃを通って真空ポンプ３から外部に排気される。したがって、図５に示すように、真空計６が検出する圧力は低下してゆく。ステップ２０３で、真空ポンプ３を駆動してからｔ１秒が経過したか否かを判断し、経過していなければ真空ポンプ３による排気を継続する。ｔ１秒が経過していれば、ステップ２０４で、真空計６の圧力Ｐ１を読み取る。ステップ１０５で圧力Ｐ１が所定の第１閾値Ｐth１以下であるか否かを判断する。圧力Ｐ１が第１閾値Ｐth１を超える場合、ステップ２０６でリーク有り（リークレベル：Ｌ１）と判断する。
　圧力Ｐ１が第１閾値Ｐth１以下である場合、ステップ２０７で、遮断弁Ｖ０を閉じ、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３は開いたままとする。ステップ２０８で、真空ポンプ３を駆動してからｔ２秒（遮断弁Ｖ０を閉じてからｔｂ（ｔｂ＞ｔａ））が経過したか否かを判断し、経過していなければそのまま待機し、ｔ２秒が経過していれば、ステップ２０９で、真空計６の圧力Ｐ２を読み取る。ステップ２１０で圧力Ｐ２が所定の第２閾値Ｐth２以下であるか否かを判断する。圧力Ｐ２が第２閾値Ｐth２を超える場合、ステップ２１１でリーク有り（リークレベル：Ｌ２）と判断する。
　ステップ２１０で圧力Ｐ２が第１閾値Ｐth２以下である場合、ステップ２１２以降において、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３のいずれかを閉じて、排気細管５ａ、５ｂ、５ｃのコンダクタンスを段階的に小さくし、真空ポンプ３を駆動してからｔ３秒（遮断弁Ｖ０を閉じてからｔｃ（ｔｃ＞ｔｂ＞ｔａ））経過後に、真空計６の圧力を読み取り、第３閾値Ｐth３と比較して、リーク有となるまで同様のステップを繰り返す。なお、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３を切り換える毎に、真空ポンプ３を駆動して圧力を低下してもよい。
　図７のステップ２３７で、第１開閉弁Ｖ１を開、第２開閉弁Ｖ２及び第３開閉弁Ｖ３を閉じて、コンダクタンスを最小にしても、ステップ２４０で圧力Ｐ８が第８閾値Ｐth８以下である場合、ステップ２４２で被検査体２のリーク（漏れ）が許容以下であるとし、リーク無と判断し、検査を終了する。
　なお、第１実施形態と同様に、被検査体２に水や油が付着している場合は、真空ポンプ３により、一旦、被検査体２を１００Ｐａ以下に排気した後、清浄ガス導入部９により被検査体２に窒素（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）、アルゴン（Ａｒ）等の清浄ガスを導入することができる。
＜第３実施形態＞
　図１は本発明の第３実施形態に係るエアリーク検査装置１ｃを示す。このエアリーク検査装置１ｃは、制御部７にレベル設定部１１を設けた以外は、第２実施形態のエアリーク検査装置１ｂと同じ構成を有しているので、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
　第３実施形態のエアリーク検査装置１ｃでは、レベル設定部１１により、ユーザがリークレベルを予め設定できるようにし、設定されたリークレベルに応じて、第１、第２、第３開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を開閉することにより第１、第２、第３排気細管５ａ、５ｂ、５ｃを適宜組み合わせることで、設定されたリークレベルに合わせて、排気細管５ａ、５ｂ、５ｃの合成コンダクタンスＣを変更し、設定されたリークレベルでリークを検査することができる。また、設定されたリークレベルによる検査結果を見て、リークレベルを変更して、検査をやり直すこともできる。
　次に、第３実施形態のエアリーク検査装置１ｃの動作を図９の圧力変化図、図１０のフローチャートに基づき説明する。
　まず、ステップ３０１で、レベル設定部１１で設定されたリークレベルを読み取る。ステップ３０２において、遮断弁Ｖ０と第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３を全て開き、ステップ３０３で真空ポンプ２を駆動する。ステップ３０４で、真空ポンプ３を駆動してからｔ１秒が経過したか否かを判断し、経過していなければ真空ポンプ３による排気を継続する。ｔ１秒が経過していれば、ステップ３０５で、真空計６の圧力Ｐ１を読み取る。ステップ３０６で圧力Ｐ１が所定の第１閾値Ｐth１以下であるか否かを判断する。圧力Ｐ１が第１閾値Ｐth１を超える場合、ステップ３０７でリーク有り（リークレベル：Ｌ１）と判断する。
　圧力Ｐ１が第１閾値Ｐth１以下である場合、ステップ３０８で、レベル設定器１で設定されたリークレベルに応じて、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３の開閉を切り換え、ステップ３０９で、真空ポンプ３を駆動してからｔｓ秒が経過したか否かを判断し、経過していなければ真空ポンプ３による排気を継続する。ｔｓ秒が経過していれば、ステップ３１０で、真空計６の圧力Ｐｓを読み取る。ステップ３１１で圧力Ｐｓが所定の第１閾値Ｐthｓ以下であるか否かを判断する。圧力Ｐｓが第１閾値Ｐthｓを超える場合、ステップ３１２でリーク有り（リークレベル：Ｌｓ（設定リークレベル））と判断する。圧力Ｐｓが第１閾値Ｐthｓ以下である場合、ステップＳ３１３でリーク無と判断する。ステップ３１４で、リークレベルの変更があるか否かを判断し、リークレベルの変更があれば、ステップ３１５でリークレベルを読み取り、ステップ３０８に戻り、同様のステップを繰り返す。リークレベルの変更が無ければ、終了する。
　なお、第１実施形態と同様に、被検査体２に水や油が付着している場合は、真空ポンプ３により、一旦、被検査体２を１００Ｐａ以下に排気した後、清浄ガス導入部９により被検査体２に窒素（Ｎ２）、炭酸ガス（ＣＯ２）、アルゴン（Ａｒ）等の清浄ガスを導入することができる。
　本発明は、以上に実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で変更することができきる。例えば、図１、図４、図８において、チップ管２ｂとフィルタ８との間に開閉弁を設けて、検査の中止中においても当該開閉弁より下流側を排気して経路の清浄性を保つようにしてもよい。
　　１ａ、１ｂ、１ｃ…エアリーク検査装置
　　２…被検査体
　　２ａ…空間
　　２ｂ…チップ管
　　３…真空ポンプ
　　４…排気管
　　４ａ…第１枝管
　　４ｂ…第２枝管
　　４ｃ…配管
　　４ｄ…配管
　　４ｅ…配管
　　５…排気細管
　　５ａ…第１排気細管
　　５ｂ…第２排気細管
　　５ｃ…第３排気細管
　　６…真空計
　　７…制御部
　　８…フィルタ
　　９…清浄ガス導入部
　１０…表示部
　１１…レベル設定部
　Ｖ０…遮断弁
　Ｖ…開閉弁
　Ｖ１…第１開閉弁
　Ｖ２…第２開閉弁
　Ｖ３…第３開閉弁

 

Claims (6)

  1. 　真空ポンプと、被検査体に一端が接続され、他端が前記真空ポンプに接続された排気管と、前記排気管に接続され、前記被検査体内の圧力を検出する真空計とを備え、前記真空ポンプにより前記被検査体を排気した後、前記真空計の検出圧力の上昇により前記被検査体のリークの有無を検査するエアリーク検査装置であって、
    　前記排気管の前記真空計より下流側に遮断弁が設けられ、
    　前記排気管より細い径を有し、前記遮断弁より上流側から分岐し、前記遮断弁より下流側に接続された排気細管が設けられ、
    　前記遮断弁を開き、前記排気管と前記排気細管を介して前記被検査体を排気して、前記真空計の検出圧力が第１閾値に到達した後、前記遮断弁を閉じたとき、前記真空計の検出圧力が前記第１閾値より大きい第２閾値を越えるとリーク有りと判定する制御部が設けられていることを特徴とするエアリーク検査装置。
  2. 　前記排気細管は、並列に接続されたコンダクタンスの異なる複数の排気細管からなり、前記複数の排気細管はそれぞれ開閉弁を介して前記遮断弁より下流側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のエアリーク検査装置。
  3. 　前記排気管を介して前記被検査体に清浄ガスを導入するための清浄ガス導入部をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のエアリーク検査装置。
  4. 　前記真空ポンプは、到達圧力が０．１～１００Ｐａの中真空領域のポンプであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエアリーク検査装置。
  5. 　被検査体に接続された排気管と、前記排気管より細い径を有する排気細管とで前記被検査体を排気し、
    　所定時間後に前記被検査体の圧力が第１閾値に到達した後、前記排気管による排気を停止して前記排気細管のみで排気し、
    　前記被検査体の圧力が前記第１閾値より大きい第２閾値を越えるとリーク有りと判定するエアリーク検査方法。
  6. 　前記排気管による排気を停止した後、前記排気管を介して前記被検査体に清浄ガスを導入することを特徴とする請求項５に記載のエアリーク検査方法。
     
     
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