(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をイオン化室内で電子衝撃によりイオン化し、前記イオン化室のイオン引出電極により引き出された前記プローブガスのイオンを永久磁石で選別してそのイオン量を検出すべく検出室へ導く磁場偏向型の分析管に於いて、前記イオン化室内で生成されて引き出される少なくとも質量数１８の水イオンを含む水イオンが前記分析管の管壁に衝突し散乱によって前記検出室に入射しないように、前記イオン化室から前記分析管までのイオン経路の延長線と前記分析管から前記検出室までのイオン経路の延長線との交点を、前記分析管の管内で管壁から５ｍｍ以上離した位置にして、前記分析管のバックグランド電流を減少させることを特徴とする漏洩検知装置用分析管。
【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装置に使用される分析管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１に示すように、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がなされる。
【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に向けて引き出す。該磁場偏向型分析管ｇは、通常、永久磁石が使用され、イオン化室ｆから引き出されたイオン化ガス物質をその質量数により回転半径が異なることを利用して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。
【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。該磁場偏向型分析管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】
磁場偏向型分析管ｇを使用した漏洩検知装置ａでは、プローブガスのピークの高さ、つまりイオンコレクターｏで検出されるピーク電流と該分析管ｇの管壁を流れる電流で代表されるバックグランド電流との差は、漏洩検知対象物ｂの漏洩の大小に比例し、その差によって漏洩量を判断している。しかし、その漏洩が小さいときには、バックグランド電流が高いとその差が明瞭に現れず、検出精度が落ちる欠点があった。この種の検知装置では、測定毎にゼロ点調整を行うが、バックグランド電流は漏洩検知系の圧力によって変化し、圧力が高いときにはプローブガスのピーク電流がバックグランド電流に埋もれてしまい、ゼロ点が高くなる。そのためプローブガスのピーク電流とバックグランド電流との差が小さくなり、正確な漏洩量の測定が行えない。また、圧力が低くなるにつれてバックグランド電流が小さくなるので、前記の差が大きくなってやはり正確な漏洩量の測定は行えない。尚、バックグランド電流が圧力によって変動する理由は従前は未解明であったが、発明者等による探求の結果、水イオンが原因であるとの結論に達し、本件発明をなすに至った。
【０００６】
本発明の目的は、バックグランド電流を低く抑え、漏洩検査系の圧力変化によってもバックグランド電流の変化が少なく、漏洩量の測定精度の高い漏洩検知装置に適した磁場偏向型分析管を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、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をイオン化室内で電子衝撃によりイオン化し、前記イオン化室のイオン引出電極により引き出された前記プローブガスのイオンを永久磁石で選別してそのイオン量を検出すべく検出室へ導く磁場偏向型の分析管に於いて、前記イオン化室内で生成されて引き出される少なくとも質量数１８の水イオンを含む水イオンが前記分析管の管壁に衝突し散乱によって前記検出室に入射しないように、前記イオン化室から前記分析管までのイオン経路の延長線と前記分析管から前記検出室までのイオン経路の延長線との交点を、前記分析管の管内で管壁から５ｍｍ以上離した位置にして、前記分析管のバックグランド電流を減少させることにより、上記の目的を達成するようにした。
【０００８】
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。侵入したガスは漏洩検知装置のイオン化室でイオン化され、磁場偏向型の分析管により特定のイオンのみが検知室に導かれて漏洩量が判定されるが、該イオン化室から該分析管までのイオン経路の延長線と該分析管から該検出室までのイオン経路の延長線との交点が該分析管の管内に位置しているために、該分析管のバックグラウンド電流が減少し、プローブガスのイオンによるピーク電流とバックグランド電流との差を増大させて検出することができ、圧力が高くても明瞭なピーク電流が現れ圧力の高低でゼロ点が大きく変化しないから漏洩量を比較的正確に検出できる。該分析管の管壁は該交点から５ｍｍ以上離すことが有利である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図３に基づき説明すると、同図に於いて、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、筒状のイオン通過経路１４ａと図６に示すような略コ字状の永久磁石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である。
【００１１】
以上の構成は従来のものと特に変わりがないが、本発明では、該イオン化室１３から該分析管１４までのイオン経路２３の延長線２３ａと、該分析管１４から該検出室１７までのイオン経路２４の延長線２４ａとの交点２５を、該分析管１４の管内に位置させたもので、例えばイオン経路２３の前方の傾斜した分析管１４の管壁２２を該前方へ移転させ、或は、図示の例のように、分析管１４の管壁２２が該交点２５から扇形の中心の外方へ６ｍｍ離れるように円弧状に膨出される。このように該交点２５を管内とすることにより、該分析管１４のバックグランド電流が減少する。
【００１２】
こうしたバックグランド電流が減少することの理由は、発明者等の知見によれば質量数１８の水のイオンがイオンコレクター１６に到達しにくくなるためであると考えられる。これを更に図７に基づき説明すると、従来型の分析管では、イオン化室から該分析管までのイオン経路の延長線ｒと該分析管から該検出室までのイオン経路の延長線ｓとの交点ｔが、該分析管の管壁上或いは管外に位置しており、そのため質量数１８の水イオンは、その大多数が図７或は図２に示すように、分析管の管壁に直接衝突するＭ＝１８の軌道で飛翔しており、大量の水イオンが管壁に衝突する結果、衝突した水イオンが乱反射されてイオンコレクターｏに到達し、バックグランド電流を生起させる原因となっているものと考えられるが、本発明のものでは、交点２５が管内に位置するので質量数１８の水イオンが分析管１４の管壁に衝突しにくくなり、乱反射されてイオンコレクター１６に到達する量が少なくなるためバックグランド電流が減少する。即ち、従来のものでは、管壁に衝突した水イオンは、概略的に、図７のＡ部の矢印で示すような方向と量で反射し、そのＡ部の管壁が同図示の如くイオンコレクターから覗ける位置である場合、反射されたイオンの一部はイオンコレクターに入射し、バックグランド電流として測定されることになる。しかし、本発明のように、交点２５が管壁から例えば５mm以上離れた管内に位置するように該管壁をＣ線の位置まで後退させると、水イオンは管壁に当たらないか、或いは当たったとしてもＢ部に示すようにイオンコレクター１６から見えない位置に当たり、バックグランド電流が減少するようになる。つまり、イオン分析管１４の管壁を交点２５から離すことでイオンコレクター１６から覗けない位置にイオンが当たるようになり、反射したイオンが直接イオンコレクター１６に到達することが防止され、バックグランド電流が少なくなる。尚、分析管１４は頂角９０°の扇形で構成したが、１２０°の扇形とすることも可能である。
【００１３】
図３に示した漏洩検知装置７は、その内部及び分析管１４の内部の漏洩検査系を真空ポンプ２、３により真空に排気し、漏洩検査対象物１の真空の内部に侵入したヘリウムガス等のプローブガスその他のガス原子や分子をイオン化室１３内で電子衝撃によりイオン化してイオン引出電極１２により引き出す。引き出された各種イオンは永久磁石１４ｂの磁場の影響を受け、前記の式で示したように各質量毎に偏向半径が相違するため特定種のイオンをイオンコレクター１６に集めることができる。
【００１４】
プローブガスとしてヘリウムガスを使用した場合、図３の装置では図４に示すようなヘリウムのピークをイオン電流測定器２１で測定することができ、これにより明らかなように、質量数１８の水イオンが管壁に衝突することが少ないので排気後１時間と２時間でバックグランド電流に大きな変化がないが、図１の従来の装置で同様の測定をした場合には、図５のように排気後１時間と２時間では真空が高まり水分子の数が減って水イオンの衝突が次第に減少するためバックグランド電流が減少する変化を生じる。従って、図１の装置では測定開始時のバックグランド電流値にゼロ点を合わせておくと、排気時間の経過後に圧力の低下でバックグランド電流が減少するとプローブガスのわずかなピークはゼロ点以下に埋もれて検出ができなかったが、図３の装置では測定開始時も開始後もバックグランド電流の変化が少ないので、測定開始時にゼロ点を合わせてもプローブガスのわずかなピークを検出することができる。
【００１５】
尚、該分析管１４の管壁２２は、交点２５から５ｍｍ以上離すことが有効で、それ以下の距離では分析管１４の管壁に衝突する水イオンの数が余り減らずバックグランド電流の減少効果が少ない。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、中空の漏洩検知対象物の漏洩検知装置の永久磁石でイオンを選別する分析管に於いて、前記イオン化室内で生成されて引き出される少なくとも質量数１８の水イオンを含む水イオンが前記分析管の管壁に衝突し散乱によって前記検出室に入射しないように、前記イオン化室から前記分析管までのイオン経路の延長線と前記分析管から前記検出室までのイオン経路の延長線との交点を、前記分析管の管内で管壁から５ｍｍ以上離した位置にして、前記分析管のバックグランド電流を減少させるようにしたので、排気時間が経過して圧力が減少してもバックグランド電流の変化が少なくなり、わずかなプローブガスのイオンのピークを確実に検出することができ、その構成も簡単で安価に製作できる等の効果がある。
【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の具体的構成の平面図
【図３】本発明の実施例の平面図
【図４】本発明の分析管を使用した漏洩検知装置で検出されたプローブガスイオンのピークを示す線図
【図５】従来の分析管を使用した漏洩検知装置で検出されたプローブガスイオンのピークを示す線図
【図６】永久磁石の斜視図
【図７】従来の分析管と本発明の分析管の比較説明図
【符号の説明】
１  漏洩検知対象物、７  漏洩検知装置、１２  イオン引出電極、１３  イオン化室、１４  磁場偏向型の分析管、１４ｂ  永久磁石、１７  検出室、２３  イオン経路、２３ａ  延長線、２４  イオン経路、２４ａ  延長線、２５  交点。
【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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