(57)【要約】  スニッファプローブを備えた漏れ検出器においては、絞り作用を有する毛管管路として構成されたスニッファチューブ（１２）が真空室（１３）に通じていて、長手方向で変化する内側横断面を有している。前記横断面は、吸い込まれたガスの流れ方向、つまり入口端部（１１）から真空室に向かって大きくなっている。これによって、無駄時間、つまりスニッファチューブ（１２）を貫流するガスの所要時間が短縮される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スニッファプローブ（１０）を備えた漏れ検出器であって、該スニッファプローブが、絞り作用を有する毛管として構成されたスニッファチューブ（１２）を介して真空室（１３）に接続されている形式のものにおいて、
スニッファチューブ（１２）が、長手方向で異なる内側横断面を有していて、該内側横断面が吸い込まれたガスの流れ方向で大きくなっている、ことを特徴とする、スニッファプローブを備えた漏れ検出器。
【請求項２】
スニッファチューブ（１２）が複数の部分（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）より成っていて、これらの部分がそれぞれ一定の横断面を有している、請求項１記載の漏れ検出器。
【請求項３】
最小の横断面の直径が７００μｍよりも大きくない、請求項１又は２記載の漏れ検出器。
【請求項４】
スニッファチューブの各部分をほぼ同じ流量が貫流し、この流量は次の式によって規定される、つまり、
【数１】
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この場合、ｐ１及びｐ２は、スニッファ部分の端部における圧力、ｄは直径、ｌはスニッファ部分の長さ、ηは考慮されたガスの粘度である、請求項１から３までのいずれか１項記載の漏れ検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スニッファプローブを備えた漏れ検出器であって、該スニッファプローブが、絞り作用を有する毛管として構成されたスニッファチューブを介して真空室に接続されている形式のものに関する。
ドイツ連邦共和国特許公開第４４４５８２９号明細書（Ｌｅｙｂｏｌｄ  ＡＧ）には、スニッファチューブの端部に高真空ポンプ段を有する向流式スニッファ型漏れ検出器について記載されている。約０．４ｍｍの内径を有する約４ｍ長さのスニッファチューブが使用されている。スニッファチューブは、その出口端部において生ぜしめられる真空を維持するために、必要な絞り作用をもたらすようになっている。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第２４４１１２４号明細書には、スニッファチューブを備えた漏れ検出装置について記載されており、この漏れ検出装置においてはチューブが比較的大きい直径を有している。質量分析計の直前で、真空室と質量分析計との間に絞り箇所が設けられている。絞り箇所が質量分析計の直前に配置されていることによって、検査しようとするガスが真空ポンプを用いて、より迅速にプローブの入口から絞り箇所の直前まで、つまり質量分析計まで送られるようになっている。それによって、プローブチューブの長さに基づく応答時間が短縮される。
【０００３】
スニッファチューブが毛管管路として構成されている漏れ検出器においては、空圧抵抗がスニッファチューブの全長に亘って分散する。毛管内の圧力は、入口開口からほぼ直線状に出口開口における値まで低下する。所定のチューブ長さ及び一定の横断面において、無駄時間は、係数としての全ガス流量（容積×平均圧力）から計算される。高い圧力を有する毛管の領域は、低い圧力を有する領域におけるよりも、無駄時間に関する貢献度が大きい。
【０００４】
本発明の課題は、無駄時間が短縮され、ひいてはより短い応答時間を有する、毛管型のスニッファチューブを備えた漏れ検出器を提供する点にある。
【０００５】
この課題は本発明によれば、請求項１記載の特徴によって解決された。本発明によれば、スニッファチューブが、長手方向で異なる内側横断面を有していて、該内側横断面が吸い込まれたガスの流れ方向で大きくなっている。
【０００６】
本発明によれば、スニッファチューブのフロー抵抗が、入口開口の近傍に位置している。これによって、入口開口の近傍において既により強い圧力低下が発生する。勿論、流れのブロックが発生することなく、また層流が毛管内で乱流にされることがないように、注意する必要がある。このような状態は、流れ方向で次第に大きくなる横断面を有する毛管によって得られる。
【０００７】
一般的に、毛管の流過横断面は任意の形状を有していて良い。連続的に次第に大きくなる横断面を有する毛管は、段階的に大きくなる横断面を有する毛管よりも高価な製造費用を必要とする。従って、段付けされた毛管が有利である。これによって、同様に、無駄時間の著しい減少が得られる。スニッファチューブの部分の縦断面及び横断面の選択は最適化される。最適化の問題は、入口開口及び出口における圧力によって影響を受け、管路の所望の全長に基づいている。
【０００８】
本発明の有利な実施態様によれば、５ｍより短いチューブ長さのために、スニッファチューブの最も狭い横断面の直径は、７００μｍよりも大きくない。これによって、管路区分の十分に短い無駄時間が確実に得られる。
【０００９】
本発明の有利な実施態様によれば、各部分は、少なくともほぼ同じ流量によって貫流され、この場合、流量ｑpvは次の式によって得られる。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
この場合、ｐ１及びｐ２は、スニッファ部分の端部における圧力、ｄは直径、ｌはスニッファ部分の長さ、ηは担体ガス（一般的に空気）の粘度である。
【００１２】
基本的に、スニッファチューブは大量の流量（時間単位毎のガス容積）によって貫流され、僅かな無駄時間（入口から出口への分子の走行時間）を有している。
【００１３】
以下に本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明する。
【００１４】
図面中：
図１は、漏れ検出器の概略図、
図２は、スニッファチューブの断面の変化を示す概略図、
図３は、チューブ長さに亘る圧力変化を示す図である。
【００１５】
以下の実施例の説明は、１例として示しただけである。本発明の保護範囲は図示の実施例だけに限定されるものではない。本発明の保護範囲は請求項に記載されている。
【００１６】
図１には、漏れ検出器が示されている。この漏れ検出器はスニッファプローブ１０を有しており、このスニッファプローブ１０は例えばピストルの形に構成されていて、入口端部１１で入口開口を有している。スニッファプローブ１０はスニッファチューブ１２に接続されていて、このスニッファチューブ１２は絞り作用を有する毛管として構成されている。毛管はピストンの入口端部１１まで通じている。スニッファチューブ１２の出口端部は真空室１３に接続されていて、この真空室１３は高真空ポンプ１４によって排気される。真空室１３は質量分析計１５に接続されていて、この質量分析計１５によって、検出しようとするプローブガス例えばヘリウムが突き止められる。
【００１７】
スニッファプローブ１０の入口端部１１には大気圧が支配している。真空室１３の作用によって、この圧力は、スニッファチューブ内で例えば６０ｍｂａｒに減少する。
【００１８】
図２は、チューブ長さに亘るスニッファチューブの内側の横断面の横断面変化を示す。図面は縮尺通りではない。スニッファチューブは、各部分１２ａ，１２ｂ，１２ｃに分けられている。入口に向いた側の第１の部分１２ａは小さい横断面を有していて、それに続く第２の部分１２ｂは、より大きい横断面を有し、第３の部分１２ｃは、一番大きい横断面を有している。このような形式で、第１の部分１２ａにおいて大きい圧力低下が発生する。このような形式で第１の部分１２ａにおいて最大の圧力低下が発生する。第１の部分１２ａに続く部分１２ｂ、１２ｃでは、より小さい圧力低下が発生し、それによって無駄時間も短縮される。
【００１９】
毛管の流量ｑｐｖ及び無駄時間τtotは、次の式により計算される。この場合、流れは層流であることが前提とされる。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
【数３】
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【００２２】
この場合、ｐ１及びｐ２は、毛管の端部における圧力、ｄは直径、ｌは毛管の長さ、ηは当該のガス（一般的には空気）の粘度である。
【００２３】
この計算によって、長さが５ｍで、一貫して同じ８００μｍの直径を有するチューブを通る流量が、圧力ｐ１＝１０００ｍｂａｒ、圧力ｐ２＝６０ｍｂａｒ、そしてｑpv＝３３０ｓｃｃｍであることが示されている。この場合、無駄時間は、τtot＝３０５ｍｓである。
【００２４】
本発明によれば、全体で５ｍの長さの管路が、以下の寸法を有する部分より組み立てられている。
【００２５】
部分１２ａ：長さ１６０ｃｍ、直径６３６μｍ 
部分１２ｂ：長さ１６２ｃｍ、直径９５０μｍ 
部分１２ｃ：長さ１７８ｃｍ、直径１４１０μｍ
この場合、各部分１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び相応の全チューブ長さを貫流する流量ｑｐｖ＝３３０ｓｃｃｍである。無駄時間は２１４ｍｓである。
【００２６】
つまり、無駄時間は、３つの部分を組み合わせたことによって少なくとも３０％短縮された。
【００２７】
図３には、チューブの長さｌに亘る圧力Ｐの変化が示されている。第１のチューブ部分１２ａ内において最も大きい圧力低下が発生し、それ続くチューブ部分１２ｂ，１２ｃ内における圧力低下はより小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】漏れ検出器の概略図である。
【図２】スニッファチューブの断面の変化を示す概略図である。
【図３】チューブ長さに亘る圧力変化を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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