(57)【要約】【課題】測定期間の最小化を図りつつ温度の影響を除去して高精度で漏れを判断できるリーク検査方法等を提供する。【解決手段】ワークとマスタを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器内圧の差圧を所定期間測定した後、続けてワークとマスタを試験圧に加圧して封止後の差圧を所定期間測定し、大気圧封止測定で得た差圧曲線の勾配(差圧の変化率)の差分が許容値以下になるときの測定時刻Ｔａとそのときの差圧の変化率Ｑを求め、試験圧封止測定で得た差圧曲線の勾配の差分が許容値以下になるときの測定時刻Ｔｂとそのときの差圧の変化率Ｒを求め、ＴａからＴｂまで連続計時した場合の時間差をＴＳとし、漏れＬ＝Ｒ−exp（−ＴＳ／大時定数）×（ＰＴ／ＰＥ）×Ｑの演算でワークの漏れを判断する。大時定数はワークとマスタを大気圧ＰＥ開放から封止後の両容器内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうち大きい方の時定数であり事前に求めておく。【選択図】図１
2019100732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたり繰り返し測定し、測定した各差圧と測定時刻とを対応付けて記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後に双方を封止し、封止後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたり繰り返し測定し、測定した各差圧と測定時刻とを対応付けて記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータから、時間の経過に伴う差圧の変化率の変化率が一定以下になるときの差圧のデータの前記大気圧封止測定ステップでの測定時刻Ｔａとそのときの差圧の変化率Ｑを求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで測定したデータから、時間の経過に伴う差圧の変化率の変化率が一定以下になるときの差圧のデータの前記試験圧封止測定ステップでの測定時刻Ｔｂとそのときの差圧の変化率Ｒを求める第２勾配取得ステップと、
測定時刻Ｔａから測定時刻Ｔｂまでを連続して計時した場合の時間差をＴＳとし、
2019100732.tif 000060
の演算で求めたＬの値に基づいて前記検査対象容器の漏れの有無を判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【請求項２】
検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後、前記大気圧封止測定ステップでの測定期間ＴＭの終了からインターバル時間ＴＩの経過後に双方が封止された状態となり、封止後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＥＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000061
なる差分列を求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＤＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000062
なる差分列を求める第２勾配取得ステップと、
測定期間ＴＭとインターバル時間ＴＩの和をＴＳとし、
2019100732.tif 000063
なる数列においてｍの増加に伴ってＬｍの値が一定値に収束する場合にその収束値を漏れと判断する、もしくは、Ｌｍの絶対値が所定の許容値以下となるｍが存在する場合に漏れ無しと判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数であり、
前記α２は
2019100732.tif 000064
である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【請求項３】
前記漏れ判断ステップにおいて、ＬＭ−１の絶対値が前記許容値を超える場合は、
2019100732.tif 000065
なる数列を作成し、Ｄｍが０に収束するときは、漏れがあると判断する
ことを特徴とする請求項２に記載のリーク検査方法。
【請求項４】
Ｄｍが０に収束しないときは、測定期間ＴＭを延長し、大気圧封止測定ステップから再度行う
ことを特徴とする請求項３に記載のリーク検査方法。
【請求項５】
Ｌｍが収束する最小のｍに基づいて、測定期間ＴＭを設定する
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載のリーク検査方法。
【請求項６】
検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後、前記大気圧封止測定ステップでの測定期間ＴＭの終了後からインターバル時間ＴＩの経過後に双方が封止された状態となり、封止後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｋ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＥＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000066
として、
2019100732.tif 000067
の絶対値が所定の許容値以下になるｍの値ｍａを求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＤＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000068
として、
2019100732.tif 000069
の絶対値が所定の許容値以下になるｍの値ｍｂを求め、ｍａとｍｂのうちの小さくない方の値をｋとして、ＱｋとＲｋを求める第２勾配取得ステップと、
測定期間ＴＭとインターバル時間ＴＩの和をＴＳとし、
2019100732.tif 000070
の演算で求めたＬの値に基づいて前記検査対象容器の漏れの有無を判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数であり、
前記α２は
2019100732.tif 000071
である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【請求項７】
ｍａとｍｂのいずれかを求めることができない場合は、測定期間ＴＭを延長し、ｋを決定できた場合はｋの値に基づいて以後の測定期間ＴＭを設定する
ことを特徴とする請求項６に記載のリーク検査方法。
【請求項８】
検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後、前記大気圧封止測定ステップでの測定期間ＴＭの終了後からインターバル時間ＴＩの経過後に双方が封止された状態となり、封止後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｋ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＥＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）として、
2019100732.tif 000072
を求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＤＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）として、
2019100732.tif 000073
を求める第２勾配取得ステップと、
測定期間ＴＭとインターバル時間ＴＩの和をＴＳとし、
2019100732.tif 000074
の演算で求めたＬの値に基づいて前記検査対象容器の漏れの有無を判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数であり、
前記α２は
2019100732.tif 000075
である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のリーク検査方法を用いて検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のリーク検査方法のうち、
前記大気圧封止測定ステップで記録されたデータ、および前記試験圧封止測定ステップで記録されたデータの入力を受けて、
前記第１勾配取得ステップと前記第２勾配取得ステップと前記漏れ判断ステップの処理を行って検査対象容器の漏れの有無を判定するリーク検査装置。
【請求項１１】
リーク検査装置に、
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のリーク検査方法の各ステップもしくは前記第１勾配取得ステップと前記第２勾配取得ステップと前記漏れ判断ステップを実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象容器の漏れを検査するリーク検査方法、リーク検査装置およびそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の漏れを検査する場合、検査対象容器と漏れの無い基準容器とに空気等の気体を高圧に加圧導入した後、これらを封止し、その後の検査対象容器の内圧と基準容器の内圧との差圧の変化を観察することで検査対象容器の漏れの有無を判断する方法が一般的に行われている。検査対象容器に漏れがあれば差圧が生じ、その大きさは時間に比例するというのが基本思想である。
【０００３】
しかし、観察される差圧の変化には、漏れのほかに、温度変動に起因する差圧の変化分が含まれる。すなわち、検査対象容器内の気体温度と基準容器内の気体温度がなんらかの理由で相違しても差圧は発生する。そこで、漏洩検査で測定した差圧の変化から、温度に起因する差圧の影響を除去する技術が各種提案されている。
【０００４】
たとえば、下記特許文献１では、検査対象容器であるワークと漏れの無い基準容器であるマスタを同圧の高圧に加圧してから封止した状態で放置したときの差圧の変化を所定時間測定する漏洩検査を行う。さらにこの漏洩検査の前後に、ワークとマスタを大気開放してから封止した状態で放置したときのワーク・マスタ間の差圧の変化を所定時間測定する温度補償用測定工程を行う。そして、前後の温度補償用測定工程で求めた温度補償値（差圧の変化率）の平均値を用いて、漏洩検査時の温度変動に基づく差圧の変化分を推定して、漏洩検査の測定結果を温度補償する。
【０００５】
また、特許文献１では、漏洩検査前の温度補償用測定工程が行われてから漏洩検査が実施されるまでの第１時間と、漏洩検査後の温度補償用測定工程が実施されるまでの第２時間とに差が生じた場合を考慮して、漏洩検査前の温度補償用測定工程で得た温度補償値と漏洩検査後の温度補償用測定工程で得た温度補償値を、第１時間と第２時間の逆比で加重平均した値で、漏洩検査時の測定結果を温度補償することが開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９９４４９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、漏洩検査の前後の温度補償用測定で得た温度補償値が線形に変化するものと仮定して温度補償を行っている。しかしながら実際には温度の影響は線形に変化するものではないので、正確な温度補正になっていない。そのため、最終的に差圧変化率が検出された場合、それが除去できなかった温度ノイズによるものか、漏れによるものかの区別をつけられない。さらに、適切な測定期間を決めて測定期間を最小化することもできなかった。
【０００８】
本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、測定期間の最小化を図りつつ、温度の影響を除去して高い精度で漏れを判断することのできるリーク検査方法およびリーク検査装置、プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【００１０】
［１］検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたり繰り返し測定し、測定した各差圧と測定時刻とを対応付けて記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後に双方を封止し、封止後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたり繰り返し測定し、測定した各差圧と測定時刻とを対応付けて記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータから、時間の経過に伴う差圧の変化率の差分が一定以下になるときの差圧のデータの前記大気圧封止測定ステップでの測定時刻Ｔａとそのときの差圧の変化率Ｑを求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで測定したデータから、時間の経過に伴う差圧の変化率の差分が一定以下になるときの差圧のデータの前記試験圧封止測定ステップでの測定時刻Ｔｂとそのときの差圧の変化率Ｒを求める第２勾配取得ステップと、
測定時刻Ｔａから測定時刻Ｔｂまでを連続して計時した場合の時間差をＴＳとし、
2019100732.tif 000003
の演算で求めたＬの値に基づいて前記検査対象容器の漏れの有無を判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【００１１】
ワークとマスタを大気圧ＰＥ開放から封止後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する時定数は大時定数と小時定数の２つであり、そのうちの小時定数に係る差圧の変化は短時間で無視できる大きさに減衰する。また、大時定数に係る差圧の変化については、大気圧封止測定で求めた温度に基づく差圧の変化を引き起こした容器の温度変化の作用が、ほぼそのまま試験圧封止測定のときも継続していると考えられる。そこで、大気圧測定の差圧曲線の勾配の変化率が一定以下になったとき(小時定数に係る変化等が無視できるほどに減衰したとき)の差圧データの測定時刻Ｔａとそのときの勾配（差圧の変化率）Ｑを求める。また試験圧封止測定での差圧曲線の勾配の変化率が一定以下になったとき（小時定数に係る変化等が無視できるほどに減衰したとき）の差圧データの測定時刻Ｔｂとそのときの差圧の変化率Ｒを求める。Ｒは漏れによる差圧の変化分と温度による差圧の変化分を含む。Ｒに含まれる温度による差圧の変化分は、大気圧封止測定の測定時刻Ｔａにおける勾配Ｑが大時定数に従って測定時刻Ｔｂまで経過した時の値に対応する。すなわち、測定時刻Ｔａから測定時刻Ｔｂまでの時間をＴｓとし、圧力比を考慮すると、
2019100732.tif 000004
である。よって、これをＲから減算することで漏れＬを求めることができる。
【００１２】
［２］検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後、前記大気圧封止測定ステップでの測定期間ＴＭの終了からインターバル時間ＴＩの経過後に双方が封止された状態となり、封止後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＥＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000005
なる差分列を求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＤＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000006
なる差分列を求める第２勾配取得ステップと、
測定期間ＴＭとインターバル時間ＴＩの和をＴＳとし、
2019100732.tif 000007
なる数列においてｍの増加に伴ってＬｍの値が一定値に収束する場合にその収束値を漏れと判断する、もしくは、Ｌｍの絶対値が所定の許容値以下となるｍが存在する場合に漏れ無しと判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数であり、
前記α２は
2019100732.tif 000008
である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【００１３】
上記発明では、差圧の測定値から漏れを簡単な演算で判定する。すなわち、Ｑｍは大気圧封止測定の測定開始から時間Ｔ×ｍ後の差圧曲線の勾配に対応する値であり、Ｒｍは試験圧封止測定の測定開始から時間Ｔ×ｍ後の差圧曲線の勾配に対応する値であり、Ｌｍは試験圧封止測定の測定開始から時間Ｔ×ｍ後における漏れを表している。時間Ｔ毎の平均をとることで、測定のノイズを除去している。ｍを増加させてＬｍが一定値に収束したとき、小時定数に係る変化などの過渡的な変化が収まったことを示し、このときの収束値が漏れを示すことになる（収束値が０なら漏れ無し）。
【００１４】
［３］前記漏れ判断ステップにおいて、ＬＭ−１の絶対値が前記許容値を超える場合は、
2019100732.tif 000009
なる数列を作成し、Ｄｍが０に収束するときは、漏れがあると判断する
ことを特徴とする［２］に記載のリーク検査方法。
【００１５】
上記発明では、漏れ判断でＬＭ−１の絶対値が許容値を超える場合、検査対象容器に漏れがあるのか、測定時間ＴＭが不足しているかの区別がつかないので、
2019100732.tif 000010
なる数列を作成し、Ｄｍが０に収束するか否かによりその区別をつける。０に収束しなければ測定期間ＴＭの不足であり、０に収束すればＬＭ−１で漏れを正しく判断できる。すなわち、漏れがある。
【００１６】
［４］Ｄｍが０に収束しないときは、測定期間ＴＭを延長し、大気圧封止測定ステップから再度行う
ことを特徴とする［３］に記載のリーク検査方法。
【００１７】
［５］Ｌｍが収束する最小のｍに基づいて、測定期間ＴＭを設定する
ことを特徴とする［２］乃至［４］のいずれか１つに記載のリーク検査方法。
【００１８】
上記発明では、Ｌｍが収束すれば、検査対象容器に漏れがあるか否かを正しく判別することができる。よって、Ｌｍが収束するときの最小のｍに基づいて定めた測定期間ＴＭは正しい判定が可能な最小測定期間となる。
【００１９】
［６］検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後、前記大気圧封止測定ステップでの測定期間ＴＭの終了後からインターバル時間ＴＩの経過後に双方が封止された状態となり、封止後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｋ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＥＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000011
として、
2019100732.tif 000012
の絶対値が所定の許容値以下になるｍの値ｍａを求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＤＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）  を求め、
2019100732.tif 000013
として、
2019100732.tif 000014
の絶対値が所定の許容値以下になるｍの値ｍｂを求め、ｍａとｍｂのうちの小さくない方の値をｋとして、ＱｋとＲｋを求める第２勾配取得ステップと、
測定期間ＴＭとインターバル時間ＴＩの和をＴＳとし、
2019100732.tif 000015
の演算で求めたＬの値に基づいて前記検査対象容器の漏れの有無を判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数であり、
前記α２は
2019100732.tif 000016
である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【００２０】
前述の［２］に係る発明では、差分列Ｌｍを作ったが、［６］に係る発明では、Ｑｍ、Ｒｍの段階で小時定数に係る変化を収束させ(許容値以下とし)、収束したＱｋとＲｋを用いてＬを演算する。どの段階で収束させるかという点以外は［２］と同様である。
【００２１】
［７］ｍａとｍｂのいずれかを求めることができない場合は、測定期間ＴＭを延長し、ｋを決定できた場合はｋの値に基づいて測定期間ＴＭを設定する
ことを特徴とする［６］に記載のリーク検査方法。
【００２２】
上記発明では、ｍａとｍｂのいずれかを求めることができない場合、すなわち、ＱＭ−１，ＲＭ−１のいずれかが許容値以下にならない（収束しない）ときは測定期間ＴＭを延長し、ｋが求まる（Ｑ，Ｒの両方が収束する）場合は、そのｋに基づいて測定期間ＴＭを設定する。
【００２３】
［８］検査対象容器と漏れのない基準容器とを大気圧ＰＥ開放から双方を封止した後の両容器の内圧の差圧を測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する大気圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップの終了後に続けて行われ、前記検査対象容器内と基準容器内とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後、前記大気圧封止測定ステップでの測定期間ＴＭの終了後からインターバル時間ＴＩの経過後に双方が封止された状態となり、封止後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に記録する試験圧封止測定ステップと、
前記大気圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｋ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＥＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）として、
2019100732.tif 000017
を求める第１勾配取得ステップと、
前記試験圧封止測定ステップで記録したデータを封止時から時間Ｔ毎のグループ（グループ番号ｍ＝１、２、…Ｍ）に分け、グループ毎の差圧の平均値ＰＤＤ、ｍ  （ｍ＝１、２、…Ｍ）として、
2019100732.tif 000018
を求める第２勾配取得ステップと、
測定期間ＴＭとインターバル時間ＴＩの和をＴＳとし、
2019100732.tif 000019
の演算で求めたＬの値に基づいて前記検査対象容器の漏れの有無を判断する漏れ判断ステップと、
を有し、
前記大時定数は、前記検査対象容器と前記基準容器とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の温度に基づく変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数であり、
前記α２は
2019100732.tif 000020
である
ことを特徴とするリーク検査方法。
【００２４】
上記発明では、適切な測定期間ＴＭが決定された後の測定方法を示す。測定期間ＴＭの最後における差圧曲線の勾配ＱＭ−１、ＲＭ−１を求め、これらからＬを演算すればよい。
【００２５】
［９］［１］乃至［８］のいずれか１つに記載のリーク検査方法を用いて検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査装置。
【００２６】
［１０］［１］乃至［８］のいずれか１つに記載のリーク検査方法のうち、
前記大気圧封止測定ステップで記録されたデータ、および前記試験圧封止測定ステップで記録されたデータの入力を受けて、
前記第１勾配取得ステップと前記第２勾配取得ステップと前記漏れ判断ステップの処理を行って検査対象容器の漏れの有無を判定するリーク検査装置。
【００２７】
上記発明では、差圧の測定は別の装置で行い、測定結果のデータをその別の装置から入力し、入力した測定結果のデータに対する演算、判定のみをリーク検査装置で行う。
【００２８】
［１１］リーク検査装置に、
［１］乃至［８］のいずれか１つに記載のリーク検査方法の各ステップもしくは前記第１勾配取得ステップと前記第２勾配取得ステップと前記漏れ判断ステップを実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るリーク検査方法およびリーク検査装置によれば、適切な測定時間を決めることができ、漏れの有無を、必要最小限の時間で、高い精度で判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】大気圧封止測定工程で得た測定データに基づく差圧曲線と、試験圧封止測定工程で得た測定データに基づく差圧曲線を連続した時間軸で表したグラフである。
【図３】大気圧封止測定工程から試験圧封止測定工程におけるワークとマスタ内の気体の温度差の変化を示す図である。
【図４】大時定数を求める際に測定した差圧曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置１０の概略構成を示している。リーク検査装置１０は、検査対象となる容器（例えば、給湯器の熱交換器や貯湯タンク）の漏れを検査する装置である。検査対象容器をワークとする。またワークと同形状、同材料で構成された容器であって漏れのないことが確認されているものをマスタとする。ワークとマスタは同じ力学的および熱力学的パラメータを持った異なる容器である。
【００３３】
リーク検査装置１０は、加圧源接続口１１と、ワーク接続口１２と、マスタ接続口１３を備えている、リーク検査装置１０は内部の管路として、加圧源接続口１１に一端が接続された第１配管２１を有し、該第１配管２１は途中で二手に分岐して第２配管２２と第３配管２３となり、第２配管２２の他端はワーク接続口１２に、第３配管２３の他端はマスタ接続口１３にそれぞれ接続されている。
【００３４】
第１配管２１には第１開閉弁３１が介挿されている。第２配管２２には第２開閉弁３２が介挿されている。また第３配管２３には第３開閉弁３３が介挿されている。第２開閉弁３２とワーク接続口１２との間の第２配管２２は途中で分岐して差圧計３７の一方の接続口に接続されている。同様に、第３開閉弁３３とマスタ接続口１３との間の第３配管２３は途中で分岐して差圧計３７の他方の接続口に接続されている。差圧計はその一方の接続口にかかる圧力と他方の接続口にかかる圧力の差圧を計測する。第１開閉弁３１と第３開閉弁３３との間の所定箇所で第３配管２３から第４管路２４が分岐しており、該第４管路２４の途中に第４開閉弁３４が設けてある。第４管路２４の終端は大気開放されている。
【００３５】
リーク検査装置１０は、検査の流れの制御、差圧の測定、測定結果の記録および記録した測定結果に基づく漏れ判定等を行う検査処理部１５を有する。検査処理部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を主要部とする回路であり、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＣＰＵが処理を実行することで、リーク検査装置１０における検査動作および演算、判定が行われる。
【００３６】
加圧源接続口１１には、図示省略の電空レギュレータ等を介して加圧気体の供給元である圧力源が接続される。
【００３７】
ワーク接続口１２にはワーク４１が接続され、マスタ接続口１３にはマスタ４２が接続される。
【００３８】
次に本発明の概要を説明する。
【００３９】
本発明に係るリーク検査装置１０によるリーク検査では、ワーク４１とマスタ４２とを大気圧ＰＥ開放した後に双方を封止し、封止後の両容器の内圧の差圧を差圧計３７で所定期間にわたり繰り返し測定し、測定した各差圧と測定時刻(測定時刻に代わり、測定時刻を特定できれば測定順位などでもよい)とを対応付けて記録する大気圧封止測定工程を行う。次に、大気圧封止測定工程の終了後に続けて、ワーク４１とマスタ４２とに気体を導入して所定の試験圧ＰＴに加圧した後に双方を封止し、封止後の両容器の内圧の差圧を所定期間にわたり繰り返し測定し、測定した各差圧と測定時刻(測定時刻に代わり、測定時刻を特定できれば測定順位などでもよい)とを対応付けて記録する試験圧封止測定工程を行う。
【００４０】
そして、大気圧封止測定工程で記録したデータから、時間の経過に伴う差圧の変化を表したグラフ（差圧曲線）の勾配（差圧の変化率）の差分が一定以下になったときの差圧のデータの大気圧封止測定工程での測定時刻Ｔａとそのときの差圧の変化率（勾配）Ｑを求める第１勾配取得工程、及び、試験圧封止測定工程で記録したデータから、時間の経過に伴う差圧の勾配(差圧の変化率)の差分が一定以下になったときの差圧のデータの試験圧封止測定工程での測定時刻Ｔｂとそのときの差圧の変化率（勾配）Ｒを求める第２勾配取得工程を行う。
【００４１】
その後、測定時刻Ｔａから測定時刻Ｔｂまでを連続して計時した場合の時間差をＴＳとし、ワーク４１の漏れＬを、
2019100732.tif 000021
の演算で求める、もしくはＬの値に基づいてワーク４１の漏れの有無を判断する漏れ判断工程を行う。
【００４２】
図２は、大気圧封止測定工程で得た測定データに基づく時間の経過に伴う差圧変化と、試験圧封止測定工程で得た測定データに基づく差圧変化とを、大気圧封止測定工程の開始時点から連続した時間軸で表したグラフ(差圧曲線)である。試験圧封止測定工程での差圧変化は、ワーク４１からの漏れによる差圧変化と、温度に基づく差圧変化の和である。一方、大気圧封止測定工程での差圧変化は、温度に基づく差圧変化のみと考えられる。
【００４３】
しかし、同じワーク４１について大気圧封止測定工程と試験圧封止測定工程を同時に行うことはできない。そこで、本発明では、試験圧封止測定工程の直前に実施した大気圧封止測定工程で得た差圧曲線の勾配Ｑ（差圧の変化率)から、試験圧封止測定工程での温度による差圧の変化率を推定し、これに試験圧と大気圧の比を乗じた値を、試験圧封止測定工程で得た差圧曲線の勾配Ｒから減じることで、試験圧封止測定工程での漏れによる差圧の変化率(漏れＬ)を推定する。
【００４４】
ところで、図２と同じ時間軸においてワーク４１内の気体温度とマスタ４２内の気体温度との温度差の変化を示すと図３のようになる。ワーク４１内の気体温度は、大気圧封止測定工程において曲線ＡＢのように変化し、もし大気圧封止測定工程の後に試験圧への加圧を行われなければ、そのまま継続した変化となり、破線ＢＣで示すようになる。実際には、試験圧に加圧されることで容器内の気体が断熱圧縮されて温度上昇するため、ＢＤＥのように変化する(グラフは誇張して描いてある)。
【００４５】
しかし、空気に比べて容器の熱容量が十分大きいこと、加圧による発熱はワーク４１とマスタ４２の双方でほとんど等しいことなどから、たとえば、容器内の空気を６分の１に断熱圧縮しても、ワーク４１とマスタ４２の内部の気体温度の差は、加圧しない場合とほとんど変わらない。すなわち、現実には、図３のＡＢＤ´ＣのようにＡＢＣにほぼ重なる曲線になる。
【００４６】
そして、絶対温度と圧力とは比例するので、試験圧での温度による差圧変化は温度差変化と同様になる。すなわち、大気圧封止測定工程での温度による差圧の変化は、その後の試験圧封止測定においては、封止圧力の比をかければそのまま継続していると推定される。
【００４７】
そこで、温度差のあるワーク４１とマスタ４２とを大気圧ＰＥ開放から封止した後の両容器の内圧の差圧の変化（これは温度に基づく変化）を支配する２つの時定数のうちの大きい方の時定数である大時定数を予め測定して求めておく。そして、漏れ判断工程では、勾配Ｑの測定時刻Ｔａから勾配Ｒの測定時刻Ｔｂまでの経過時間ＴＳと大時定数とで勾配Ｑを補正して、勾配Ｒの測定時刻Ｔｂになったときの温度による差圧の変化率を推定する。また大気圧と試験圧の違いをＰＴ／ＰＥにより補正する。すなわち、
2019100732.tif 000022
の演算で漏れＬを求めて、漏れの有無を判断する。なお、上記温度による差圧の変化を支配する２つの時定数の内の小さい方を小時定数とする。
【００４８】
第１勾配取得工程、第２勾配取得工程では、差圧曲線の勾配の変化率が一定以下に収まった後の勾配(差圧の変化率)を取得することで、温度に係る変化のうち小時定数に係る差圧変化等が無視できる程度に十分減衰するのを待っている。
【００４９】
次に、より詳細に、本発明の理論的な説明を行う。
【００５０】
ここでは計測時間内での周囲温度変化が無視できる場合を扱う。周囲温度が計測時間内に無視できないほど変化する場合には、別の方法を考えるべきである。それは計測時間が長い場合や、換気が速く行われるなどの場合に起こる。本発明は、容器等の環境温度の変化が無視できる程度に短時間で、測定を終了する漏れ試験法に関する。
【００５１】
以下で使用する差圧は、
差圧ＰＤ＝(マスタの内圧)−（ワークの内圧）
とする。
【００５２】
図１において、第２開閉弁３２、第３開閉弁３３を封止した時刻をｔ＝０とするとき、周囲の温度が変わらないときに生じる差圧は
2019100732.tif 000023
である。ただしＰＣを封止圧力とするとき
2019100732.tif 000024
であって、Ｇは質量流量、ＭＣは封止された空気質量である。この質量流量Ｇは、ＰＥを環境圧力、ＫＶをリークを生じさせている孔により定まる定数として
2019100732.tif 000025
である。Ｃ１及びＣ２は温度の初期条件で決定するので、漏れ測定前に知ることはできない。
【００５３】
漏れ測定前に知ることができるパラメータは次のものである。
ガス定数：Ｒ
製品によって決定するパラメータ（温度変化の時定数）：Ｔ１，Ｔ２，
試験条件により決定する既知の量：ＰＣ，ＰＥ，ＭＣ，μ，θ０，
μは空気粘度、θ０は空気温度である。Ｔ１は小時定数、Ｔ２は大時定数である。
【００５４】
式(1)はＰＣが大気圧のときも試験圧のときも成り立つ。しかし、パラメータはすべて異なり、時間の原点も異なる。
【００５５】
本発明が好適に適用できる容器は、
2019100732.tif 000026
が成り立つものである。差圧の計測、記録は、測定期間である時間ＴＭにわたって行う。ＴＭの大きさの目安は、
2019100732.tif 000027
である。なお、大気圧での時間ＴＭにわたる差圧測定と次の試験圧での差圧測定の開始の間には加圧するためにインターバルＴＩが必要である。おおむね
2019100732.tif 000028
程度のＴを選んで
2019100732.tif 000029
とおく。これらは、差圧の時間的な変化の比較において使用する。
【００５６】
＜圧力変化の様子を一つの指数関数で近似する＞
さて、式(1)のｔにｔ＋Ｔを代入すると
2019100732.tif 000030
である。式(9)から式(1)のα２倍を引くと、大時定数の指数関数を消去することができる。式(10)の左辺はリークを評価するための関数である。
2019100732.tif 000031
【００５７】
まず、大気圧による１回目の測定について考察する。
容器内を環境圧力ＰＥ（大気圧）で満たして密閉した後に差圧が発生したならば、その差圧は内部気体温度の変化により生じたと言える。このときには、式(2)において
2019100732.tif 000032
であるが、式(4)、(3)、(2)により、
2019100732.tif 000033
である。これを式(10)に代入して、次式を得る
2019100732.tif 000034
左辺の観測値をプロットすれば、それは定数と指数関数の和となる。式(13)の左辺を測定値から求め、その変化が微小になれば、測定を打ち切る。
【００５８】
式(13)は、十分時間が経過して、二つの容器（ワークとマスタ）の温度差が０になっても、差圧は０にならないことを示す。式(13)の値が一定とみなせる程度に収束するまでが、計測に必要な時間である。それゆえ
2019100732.tif 000035
程度とすれば、式(13)の右辺第２項が微小となり、温度により生じる圧力変化率が
2019100732.tif 000036
と、求められる。これは、時定数Ｔ２が非常に大きいことによる、見せ掛けの質量変化率（偽りの漏れ）である。
【００５９】
次に第２回目の測定は、試験圧力ＰＴを両容器に封止して行う。圧力が変わるので、Ｃ０＝０とはいえない。また時間原点が変わるので、温度初期値が変更される。したがって、式(13)に代わり
2019100732.tif 000037
としなければならない。初期値により定まる定数が前と異なるので、ここではＣ´１、Ｃ´２と記号を区別してある。大気圧による第１回目の測定と試験圧による第２回目の測定との時間的な関係は図２に示される。
【００６０】
容器に試験圧をかけたとき、漏れ孔があれば漏れを生じる。一方、漏れの有無に関わらず、容器内には温度変化による気体圧力の変化が生じる。観測される差圧変化は、漏れによる差圧変化と温度による差圧変化の和である。同じ容器に対して加圧なしと加圧ありの場合の同時測定を行うことは不可能であるから、これらの分離には、なんらかの推論が必要である。そこで、温度による差圧変化を推定し、その推定値と異なる差圧が観測されたならば、その差が「漏れ」による圧力変化であるとみなすものとする。
【００６１】
まず次の量を求める。
2019100732.tif 000038
これに式(13)、(16)を代入して
2019100732.tif 000039
【００６２】
さて、測定の有無に関わらず、容器と外部環境との熱交換は続く。しかし容器を加圧すると、内部にあった気体は圧縮されて、熱が発生する。このことは空気の温度上昇を引き起こすし、容器への熱伝達により容器温度も上昇する。加圧による発熱量はマスタとワークにおいてほとんど等しいから、容器温度差は時定数Ｔ２により定まる連続的な変化で近似され、その状況での容器温度差推定が行える。図３は２つの測定を通じた、容器温度差の変化を説明している。
【００６３】
大気圧封止で計測しているときの容器内空気の温度差が、曲線ＡＢで表されている。加圧がなければ、この曲線は破線ＢＤ´Ｃのように続く。この曲線は、ＡＢの延長であって、数式的には、ＡＢまでの経過により決定されている。ＢＤ´は加圧過程であるから、温度差はＢＤのようになるが、Ｄ´とＤはほとんど重なる場合が多いので、ここでは、そのような場合を考察する。その後の温度は、ＤＥのような容器の放熱で代表される変化過程をたどるが、その曲線はＤ´Ｃとほぼ重なると仮定することができる。この仮定が成り立たないという事例のときはあるが、そういう事例に対して本発明を適用すると不正確な結果を招く。
【００６４】
さて、曲線ＡＢＣは、
2019100732.tif 000040
と近似することができて、加圧後の時刻の原点はＴＭ＋ＴＩだけ、加圧前の大気圧封止測定よりも後である。加圧後の時間、初期値など関係量は、大気圧封止の場合の記号にダッシュ（´）をつけて表す。しからば、ＢＣとＤＥがほとんど重なっているので、
2019100732.tif 000041
であるが、Ｔ２＞＞Ｔ１であるから、通常は第２項は第１項に比べて微小である。
【００６５】
それゆえ
2019100732.tif 000042
と推定できる。それゆえ、漏れによる圧力変化率は
2019100732.tif 000043
となる。この右辺第２項が減衰するのは、データを観測して待つべき時間を調査する。これはＬの経時特性から、減衰の時定数Ｔ１を観測すれば、毎度調べる必要はない。式(23)式の右辺の第２項が減衰した後に残る右辺の第１項は漏れを表しているから、測定値から求まる式(17)の演算結果は、漏れを示すことになる。
【００６６】
測定値から求まる式(17)の右辺は、ノイズを含む。また、リークを見るには、左辺(式(23))の指数関数項の減衰を待つ必要がある。ノイズに関しては、Ｌの時間幅Ｔにわたる平均値を求めて、近似的に消去する。この平均化は、上記のデータ処理の前で行っても、結果は同じである。
【００６７】
漏れ量推定は、式(17)をデータから計算することにより行われる。この計算では、大時定数Ｔ２を前もって知っている必要がある。マスタを加熱せず、ワークを加熱して、差圧の時間曲線を一度求めれば、Ｔ２の数値は十分正確に知ることができる。
【００６８】
次に、差圧を測定し、式(17)に対応する演算を行って漏れの有無を判断する検査工程について説明する。
【００６９】
漏れ測定に使う時間を１分ないし数分程度とする場合には、０．１秒程度の時間ステップｓごとに、差圧の測定及び記録を行う。この時間ステップｓのｎ倍(ｎは整数で、おおむね１０以上)をＴとし、ＴのＭ倍（Ｍは整数でおおむね４以上）＝ＴＭを差圧記録時間（測定期間ＴＭ）とする。ＴＭにわたる測定記録の完了から次の差圧測定開始まではＴＩとし、ＴＩはできるだけ短く設定する。漏れ測定に使う時間が長い場合には、それに応じてｓも大きく取って良い。
【００７０】
測定器は次のように使用する。リーク測定すべき物品（ワーク）が決まったら、まず封止状態の物品の温度による圧力変化を支配する二つの時定数のうちの大きい方の時定数（以下では大時定数と呼ぶ）の測定を行う。次いで、一般の検査プロセスに入る。大時定数の測定は、測定物１種類に対して１回行えば良く、個々のリーク検査においては、一般の検査プロセスを実行するだけで良い。
【００７１】
＜大時定数（Ｔ２）の測定＞
通常の漏れ測定のように、リーク検査装置１０にマスタとワークを接続する。このワークとマスタは、あらかじめ漏れがないことを確認してあるものを用いる。ワークを適当な方法で周囲温度と異なる温度とし、次いでワークとマスタを環境空気に開放してから封止し、差圧計測を始める。この差圧は、時刻ｔ＝０において、弁（第２開閉弁３２，第３開閉弁３３）を遮断して差圧計側を開始し、一定時間ＴＡ後に弁を開放して、零に戻す操作をする。再度弁封止をするまでの時間をＴＢとする。こうして得る差圧曲線は直線近似できる程度に短いＴＡを取る。
【００７２】
このときの差圧曲線の勾配をＧ１とする。同じ操作を繰り返して、数列Ｇ１、Ｇ２、…を求める。図４は、このようにして測定した複数の差圧曲線の例である。図４の横軸は時間、縦軸は差圧である。
【００７３】
個々の差圧曲線は、ほとんど直線とみなせる程度にＴＡは短い。このとき、
2019100732.tif 000044
となっているから、両辺の対数を取った形
2019100732.tif 000045
から、最小二乗法で１／Ｔ２を求めれば良い。ｋ＝３くらいまでのデータは、もう一つの時定数の影響を受けることがあるので、削除してから、残りのデータを使ってＴ２を求めるほうが、より真値に近くなる。
【００７４】
＜α及びβの決定＞
圧力の過渡応答は一つの線形関数と、二つの一次遅れステップ応答の和で表される。一次遅れステップ応答の時定数で、大きいほうが既述の大時定数であり、それを用いて
2019100732.tif 000046
である。Ｔ、ＴＭ、ＴＩは試験者が任意に定めることができるが便宜上、Ｍを正整数としてＴＭはＴのＭ倍に設定する。Ｔ２は試験体（ワーク）によって定まる固有値により決定するもので、試験体によって定まる。Ｔ２は製品が決まれば決定するので、それを測定しておけば、その後の同じ製品に対して、使い続けることができる。
【００７５】
＜一般の検査プロセス＞
第１開閉弁３１を閉じた状態のリーク検査装置１０のワーク接続口１２にワーク４１をマスタ接続口１３にマスタ４２を接続し、第２開閉弁３２、第３開閉弁３３、第４開閉弁３４を開いて大気圧ＰＥ開放とし、その後、第４開閉弁３４を閉じ、さらに第２開閉弁３２、第３開閉弁３３を同時に閉じて、ワーク４１とマスタ４２を大気圧で封止する。双方を封止したときを測定の開始時点として、両容器の内圧の差圧を時間ｓ毎に、測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に（たとえば測定順に）記録する。前述したように、時間ｓのｎ倍がＴであり、Ｔの整数倍（Ｍ倍、たとえば１０倍）が測定期間ＴＭである。測定の順位に代えて測定の時刻と紐付けて記録してもよい。
【００７６】
大気圧封止での測定が終了したら続けて試験圧封止での測定を行う。具体的には、第２開閉弁３２、第３開閉弁３３を開いた後に第１開閉弁３１を開き、ワーク４１とマスタ４２の双方に圧力源から気体を導入して試験圧に加圧する。試験圧に加圧後、第１開閉弁３１を閉じ、さらに第２開閉弁３２、第３開閉弁３３を同時に閉じることでワーク４１とマスタ４２を試験圧で封止する。双方を封止したときを測定の開始時点として、両容器の内圧の差圧を時間ｓ毎に、測定期間ＴＭにわたって繰り返し測定し、測定した各差圧を測定開始からの順位と共に（たとえば測定順に）記録する。大気圧封止での測定終了から試験圧封止での測定開始までの時間(チャージ時間)が予め定めたインターバル時間ＴＩ以内となるように試験を進めるものとする。差圧測定は、大気圧封止測定とこれに続けて行う試験圧封止測定の２回を一組として行い記録する。なお、検査対象のワークの大時定数Ｔ２を前述にようにして予め求め、さらにα、βを式(26)、(27)により予め求めておく。
【００７７】
次に、測定した差圧データに基づいて演算を行う。
【００７８】
［大気圧封止の差圧データに基づく演算］
記録した差圧を、
2019100732.tif 000047
とする。これから、ｎ個(時間Ｔ)ごとの平均値を作って記録する。この処理は測定中に行って、その結果だけを記録してもよい。
2019100732.tif 000048
これより次の数列をつくる。
2019100732.tif 000049
Ｑｍは項数がＭ−１の数列である。
【００７９】
［試験圧封止の差圧データに基づく演算］
大気圧封止の場合と同様に差圧をｎ個ごとに区切って、その平均値を作って記録する。この処理は測定中に行って、その結果だけを記録してもよい。
2019100732.tif 000050
これより
2019100732.tif 000051
をつくる。Ｒｍは項数がＭ−１の数列である。
【００８０】
［ＱｍとＲｍに基づく漏れ判断の演算］
ＱｍとＲｍから次の数列を作る。
2019100732.tif 000052
この数列は、漏れにより発生する差圧の変化率の近似値であって、ｍの増加にともない一定値に近づく。この収束値を用いて、漏れＵは次式で表される。
2019100732.tif 000053
漏れの許容値ＵＣが定めてあるときには、次式が成り立つ場合を漏れ検査合格とする。
2019100732.tif 000054
【００８１】
一般の測定では、式(35)が成り立たない場合もある。そのときには漏れを疑うが、漏れでない場合もある。そこで、式(35)が成り立たない場合には次の処理を行う。
【００８２】
［漏れが疑われる場合の処理］
ＬＭ−１の値が大きい場合には、漏れを疑う。このときには、記録してある数列｛ＬＭ｝を調査する。すなわちＬＭの差分列
2019100732.tif 000055
をつくり、Ｄｍが０に収束するときには、得られているＬＭ−１は漏れを表している。
このとき
2019100732.tif 000056
ならば、差分列Ｄｍは０に収束していない。Ｄｍが０に収束していないならば、それは、温度の過渡現象が計測時間内に落ち着いていないことを表している。この場合には、得た結果を破棄し、単に再測定を行うか、Ｍの値を増やして再計測を行い、式(36)以下の判定を再度行う。これで測定終了となる。
【００８３】
この段階でＤｍが０に収束しないならば、測定器あるいは測定システムが不適切、あるいはパラメータの誤入力の疑いがある。
【００８４】
この再計測に関して次の注意が必要である。搬送されてきたワークが環境温度に比べて特に高温、あるいは低温のときには、計測時間が不足になる場合がある。このような場合には、１回目の計測により、温度が環境温度に近づくので、計測時間の延長をしないで、単なる再計測を行っても、ＬＭ−１が０に収束し、式(35)が成り立つようになることがある。このときには、２回目の計測値が正しく、最初のＬＭ−１は初期温度差が過大であったことにより、収束に至らなかった値である。
【００８５】
［最短の測定期間ＴＭ］
Ｍ−１以下のｍでＬｍが一定値に収束する場合、一定値に収束する最小のｍ（もしくはこれに少数の余裕量（たとえば１または２）を加えた値）を新たなＭとして測定期間ＴＭを定めればよい。同様に式(35)が成立する最小のｍ（もしくはこれに少数の余裕量（たとえば１または２）を加えた値）を新たなＭとして測定期間ＴＭを定めればよい。このようにして最小の測定期間ＴＭを設定することができる。その後の同じ製品に対する試験ではこの測定期間ＴＭを用いればよい。
【００８６】
＜検査プロセスの変形例＞
変形例では、式(30)、式(32)の段階でそれぞれ収束を確認する。すなわち、式(30)の数列を求めた後、
2019100732.tif 000057
の絶対値が所定の許容値以下になる最小のｍの値ｍａを求める。また、式(32)の数列を求めた後、
2019100732.tif 000058
の絶対値が所定の許容値以下になる最小のｍの値ｍｂを求める。次にｍａとｍｂのうちの小さくない方の値をｋとして、ＱｋとＲｋを求める。ここでは、ｒｍについては、最初にｍ＝ｍａでｒｍを求め、その絶対値が所定の許容値以下ならばｍａをｋとする。その絶対値が所定の許容値以下でなければ、ｍの値をｍａから＋１ずつ増して行き、ｒｍの絶対値が所定の許容値以下になる最小のｍの値をｋとする。
【００８７】
そして、
2019100732.tif 000059
の演算で求めたＬの値に基づいてワークの漏れの有無を判断する。Ｌの絶対値が所定の許容値以下ならば漏れ無し(合格品)と判定し、Ｌの絶対値が許容値を超えるならば漏れあり（不合格品）と判定する。
【００８８】
ｍａとｍｂのいずれかを求めることができない場合、すなわち、ｑｍ、ｒｍの絶対値が許容値以下に収束しない場合は、測定期間ＴＭを延長する。一方、ｋを決定できた場合はｋの値に基づいて以後の測定期間ＴＭを設定する。たとえば、ｋの値（もしくはこれに少数の余裕量（１または２）を加えた値）を新たなＭとして測定期間ＴＭを定めればよい。このようにして最小の測定期間を設定することができる。
【００８９】
その後の同じ製品の別のワークに対する試験ではこの測定期間ＴＭを用いればよい。また演算では最終の勾配ＱＭ−１とＲＭ−１を求め、ＬＭ−１から漏れを判断すればよい。
【００９０】
以上のように本発明によれば、大時定数を求めておけば、あとは、最小二乗法や連立方程式を用いることなく、簡単な四則演算で漏れを判定することができる。また、測定期間ＴＭの過不足を判定して、最短の測定期間ＴＭを設定することができる。また、漏れ無し判定の理論的根拠が明確である。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００９２】
本発明は、リーク検査装置に限定されず、リーク検査方法、情報処理装置を本発明のリーク検査装置として機能させるプログラムも含まれる。
【００９３】
式(30)、式(32)は、時間Ｔで除したものをＱｍ、Ｒｍとしてもよい。
【００９４】
実施の形態で示すリーク検査装置１０は一例であり、これに限定されるものではなく、大気圧封止測定に続けて試験圧封止測定を実施可能な検査装置であればよい。
【００９５】
実施の形態では、検査処理部１５で演算まで行うようにしたが、測定データをパーソナルコンピュータ等に転送し、そこで、本発明のリーク検査方法に係る演算・判定が行われるようにしてもよい。また、その演算やグラフの作成を市販の表計算ソフト等を使って行うような場合も本発明のリーク検査方法に含まれる。また、本発明は、測定されたデータの入力を受け、そのデータに対して本発明のリーク検査装置が行う演算を実行してリークの有無を判定するように情報処理装置を機能させるプログラムであってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０…リーク検査装置
１１…加圧源接続口
１２…ワーク接続口
１３…マスタ接続口
１５…検査処理部
２１…第１配管
２２…第２配管
２３…第３配管
２４…第４管路
３１…第１開閉弁
３２…第２開閉弁
３３…第３開閉弁
３４…第４開閉弁
３７…差圧計
４１…ワーク
４２…マスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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