(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空に排気した中空の漏洩検知対象物の内部へ漏洩箇所から侵入するプローブガス等のガス物質を電子衝撃によりイオン化するイオン化室と、該イオン化室のイオン引出電極により引き出された該ガス物質のイオンのうちの特定のイオンを選別する永久磁石を有する磁場偏向型の分析管と、選別された特定のイオンのイオン量を検出する検出室とを備え、上記特定のイオンの軌道面に対して上記永久磁石に設けたポールピースのイオン出入口の端面を内方へ斜めにカットしたことを特徴とする漏洩検知装置。
【請求項２】
前記永久磁石の有効漏洩磁場端面をイオン化室から分析管に入射する前記特定のイオンの軌道面に対して斜めに設けることを特徴とする請求項１記載の漏洩検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジェーター等の中空の産業用機器や電子機器の漏洩を検知する漏洩検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１に示したように、この種の漏洩検知装置ａは、中空の漏洩検知対象物ｂを取り付けるテストポートｃに連なる排気管ｄに接続して設けられ、該漏洩検知対象物ｂの内部を該排気管ｄに接続したターボ分子ポンプやメカニカルブースターポンプ等の真空ポンプｅ、ｅで真空に排気したのちヘリウムガス等のプローブガスを該検知対象物ｂの周囲に吹き付け、該漏洩検知対象物ｂに漏洩箇所があった場合にはその内部へプローブガスが侵入し、該漏洩検知装置ａでその侵入ガスを検出して漏洩の判断をしている。
【０００３】
該漏洩検知装置ａは、一般にイオン化室ｆと磁場偏向型分析管ｇ及び検出室ｈを備え、排気管ｄを介して侵入するガスを該イオン化室ｆに於いてイオン化して磁場偏向型分析管ｇに向けて帯状若しくはテープ状に引き出し、該分析管ｇで選別した特定のイオンを検出室ｈへ導いて漏洩を検知する。これを更に説明すると、該イオン化室ｆは、グリッド（エレクトロンコレクター）ｉ、フィラメント電源ｊにより加熱されて熱電子を放出するフィラメントｋ、該グリッドｉとフィラメントｋとの間の電圧を調整する電子加速電源ｌ、調整可能なイオン加速電源ｍに接続されたグリッドｉとの電位差をもつイオン引出電極ｎにて構成され、排気管ｄを介して侵入するガスはグリッドｉの付近でフィラメントｋからの電子照射によりイオン化され、静電レンズ系やイオン加速電圧の力でイオン引出電極ｎにより磁場偏向型分析管ｇに向けて帯状若しくはテープ状に引き出す。該磁場偏向型分析管ｇには、通常、永久磁石が使用され、イオン化室ｆから引き出された帯状若しくはテープ状のガス物質の各種イオンは、質量数により各種イオンの回転半径が異なることを利用して該永久磁石により特定のイオンを選別し、その特定のイオンを検出室ｈのイオンコレクターｏへコレクタースリットｑを介して到達させ、イオン電流測定器ｐでイオン電流を測定することにより漏洩の程度が判断できる。該帯状若しくはテープ状に引き出されたイオンは、その帯状の軌道面が該分析管ｇの永久磁石の漏洩有効磁界端面ｓに対して垂直になるように入射する。
【０００４】
永久磁石を使用した該磁場偏向型分析管ｇには、６０度偏向、９０度偏向、１８０度偏向などがあるが、その原理はいずれも  ｒ＝(1.44×10-4√Ｍu×Ｖ)／Ｂの基本式に基づくものである(ｒ：回転半径、Ｍu：質量数、Ｂ：磁束密度)。イオン加速電源ｍによりある一定の加速電圧にグリッドｉの電圧を調整すると、前式のＢは一定であるので、質量数Ｍuの相違により回転半径ｒが異なり、ある特定のイオンをイオンコレクターｏへ導ける。漏洩検知装置ａは、一般にヘリウムのプローブガスを集めることができる電圧にグリッドｉの電圧を調整し、漏洩の有無を検査する。６０°の磁場偏向型分析管ｇの具体的配置は図２の如くである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の漏洩検知装置ａでは、イオン化室ｆから引き出されたイオンが発散し、そのうちのイオンコレクターｏを見込む角度で引き出されたもののみがイオンコレクターｏに到達し、イオン電流としてイオン電流測定器ｐで計測される。しかし、イオンコレクターｏに到達するイオンは、引き出された特定のイオンの１／１０程度であり、該測定器ｐで計測されるイオン強度の低下が甚だしい。そのため、漏洩検知対象物ｂにわずかな漏れしかなく、その中空内にわずかしかプローブガスが侵入しないときには、プローブガスのイオン電流が検出できず、漏洩を検知できない欠点があった。
【０００６】
本発明は、イオン化室から引き出されたイオンを効率よくイオンコレクターに導いてイオン強度を増大できる漏洩検知装置を提供し、微小な漏洩を検出を可能にすることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の漏洩検知装置では、真空に排気した中空の漏洩検知対象物の内部へ漏洩箇所から侵入するプローブガス等のガス物質を電子衝撃によりイオン化するイオン化室と、該イオン化室のイオン引出電極により引き出された該ガス物質のイオンのうちの特定のイオンを選別する永久磁石を有する磁場偏向型の分析管と、選別された特定のイオンのイオン量を検出する検出室とを備え、上記特定のイオンの軌道面に対して上記永久磁石に設けたポールピースのイオン出入口の端面を内方へ斜めにカットしたことにより、上記目的を達成するようにした。
本発明の漏洩検知装置は、上記永久磁石の有効漏洩磁場端面をイオン化室から分析管に入射する上記特定のイオンの軌道面に対して斜めに設けることが好ましい。
【０００８】
本発明の漏洩検知装置において、内部を真空に排気した該漏洩検知対象物にプローブガスを吹き付け、該対象物に漏洩箇所が存在すると、プローブガスが該対象物の内部へ侵入する。侵入したガスはイオン化室でイオン化され、引出電極により帯状若しくはテープ状に分析管に向けて引き出され、分析管に設けた永久磁石の磁場により選別された特定のイオンのみが検知室に導かれて漏洩が判定されるが、該分析管に入射するイオンを選別されたイオンの軌道面に対して永久磁石に設けたポールピースのイオン出入口の端面を斜めにカットしたことで、イオンコレクターに到達する特定のイオン強度が増大し、漏洩検知対象物のわずかな漏洩でも検知できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図３乃至図５に基づき説明すると、図３に於いて、符号１は直列に接続したターボ分子ポンプやメカニカルブースタポンプ等の真空ポンプ２、３で真空に排気される排気管４の端部のテストポート５に接続した中空の漏洩検知対象物、符号７は該排気管４に接続した漏洩検知装置を示す。該排気管４には制御バルブ８を介在させ、該真空ポンプ２、３により該漏洩検知装置７の内部及び該対象物１の内部が所定の真空に排気されたとき、該制御バルブ８により該対象物１の内部を気密容器９で囲まれた漏洩検知装置７の内部に接続し、該対象物１の周面にヘリウムガス等のプローブガスを吹き付ける。該対象物１に漏洩箇所が存在すると、プローブガスが該対象物１の内部へ侵入し、その侵入ガスが該漏洩検知装置７により検知される。
【００１０】
該漏洩検知装置７は、グリッド（エレクトロンコレクター）１０と熱電子を放出するフィラメント１１及びイオン引出電極１２を備えたイオン化室１３、筒状の管壁１４ａとコ字状断面の永久磁石１４ｂからなる磁場偏向型の分析管１４、及び、コレクタースリット１５とイオンコレクター１６を備えた検出室１７とで構成され、該フィラメント１１にはこれを加熱するためのフィラメント電源１８、該グリッド１０及びフィラメント１１には該グリッド１０へ電子を集めるための電子加速電源１９が夫々接続され、更に該グリッド１０にはイオン加速電源２０が接続される。２１はイオンコレクター１６へのイオンの入射により生じる電流を測定するイオン電流測定器、２２は標準リークである。尚、イオン引出電極１２は、図３の紙面と直角方向に長いスリットを有し、該紙面と直角方向に幅のある帯状若しくはテープ状にイオンを引き出す。
【００１１】
以上の構成は従来のものと特に変わりがなく、漏洩検知対象物１の中空内へ漏洩箇所から侵入したプローブガスは、漏洩検知装置７のイオン化室１３に於いてフィラメント１１からの電子照射を受けてその他のガスと共にイオン化され、引出電極１２で帯状若しくはテープ状に引き出された各種ガスのイオンの一部が分析管１４に入射し、そのうちのイオンコレクター１６を見込む角度で入射した特定の質量数のイオンのみがイオンコレクター１６に到達するが、本発明では、該分析管１４のイオン入射口付近から出射口付近までの永久磁石１４ｂの磁界により選択される特定のイオンの軌道に対し幅方向にイオンを収束させ、イオンコレクター１６に到達する永久磁石１４ｂにより選択された特定のイオンのイオン強度が増大するようにした。その模式図は図６に示す如くであり、イオンは引出電極１２から多少の拡がり状態で引出され、該永久磁石１４ｂで選択された特定のイオンは前記式の回転半径で旋回し、このときイオンの軌道の幅方向にイオンが分散しがちとなるが、図３或いは図４に示すように、帯状或いはテープ状のイオンが該分析管１４に入射する角度を、該永久磁石１４ｂの有効漏洩磁場端面２３に対して例えば２０〜２５°程度にイオンの軌道面２４を斜めとしてイオンが前記回転半径の外方側へ向かうようにし、イオンがその軌道の幅方向に収束するようにした。従来は、分析管へのイオン入射角度は、図２のように有効漏洩磁場端面ｓに対して垂直であったが、本発明の一態様のように斜めに入射させると、イオンは該永久磁石１４ｂの端部に生ずる漏洩磁場の該磁石１４ｂの端面に対して垂直な磁界成分の作用を受け、イオンはイオン軌道の幅方向に収束する。
【００１２】
本発明における永久磁石１４ｂは、例えばコ字状のサマリウムコバルトマグネットをポールピース１４ｃで覆って形成され、該ポールピース１４ｃのイオン入射口側の端面１４ｄを図５に示すように例えば３０°内方へ傾斜させたカットを施しているので、該端面１４ｄに生ずる漏洩磁場の該端面１４ｄに対して垂直な磁界成分が高まり、入射するイオンはその軌道の幅方向にその高い垂直な磁界成分により更に良好に収束し、多くのイオンを永久磁石１４ｂ内へ導ける。尚、図示の例では、イオン出射口側に於いても有効漏洩磁場端面２３とイオン軌道面２４とが斜めになるようにし、出射口側のポールピース１４ｃの端面も内方へ３０°のカットを設けるようにした。
【００１３】
永久磁石１４ｂの有効漏洩磁場端面２３に対してイオンの軌道面２４が２５°の角度になるようにし、イオン入射口側のポールピース１４ｃの端面を３０°カットした構成の漏洩検知装置７を使用して漏洩箇所のある漏洩検知対象物１にヘリウムガスのプローブガスを吹き付けて漏洩検知を行ったところ、図７に示したような大きなイオン強度がイオン電流測定器２１で検出された。漏洩検知装置が図２に示す従来の垂直入射型のものでは、同条件で漏洩検知したとき図８に示したようなイオン強度であり、本発明の漏洩検知装置では漏洩条件が同じでも従来の４倍の高感度で検出でき、従って、従来の漏洩検知装置では検出できなかった微少な漏洩でも検出することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明の漏洩検知装置では、分析管の永久磁石のイオン入射口の端面を内方へ斜めにカットしたので、検出されるイオン強度が大きくなって検出感度が高感度になり、上記永久磁石の有効漏洩磁界端面とイオン軌道面とが斜めになるように構成することでイオンがその幅方向に収束して一層高感度なものとなる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の漏洩検知装置の説明図
【図２】図１の分析管の具体的平面図
【図３】本発明の実施の１形態を示す平面図
【図４】図３の分析管の永久磁石の変形例の拡大平面図
【図５】図４の５−５線部分の拡大断面図
【図６】イオンの軌道面の説明図
【図７】本発明の分析管を使用した装置でヘリウムのプローブガスの漏洩を検知したときのイオン強度の線図
【図８】従来の分析管を使用した装置でヘリウムのプローブガスの漏洩を検知したときのイオン強度の線図
【符号の説明】
１  漏洩検知対象物、２・３  真空ポンプ、７ 漏洩検知装置、１２  イオン引出電極、１３  イオン化室、１４  分析管、１４ｂ  永久磁石、１４ｃ  ポールピース、１７  検出室、２３  有効漏洩磁場端面、２４  イオンの軌道。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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