(57)【要約】【課題】真空機器取り扱いに対しての精通を要さずに維持管理することが可能なヘリウムリークディテクタを提供する。【解決手段】イオンソース室、分析管１００、分子ポンプ１１０、フォアポンプ１２０、真空計１４０及び校正リーク１６０のそれぞれに対する異常発生の前後各状態に応じて、異常未発生時における予備保全対応法と、異常発生時における不具合対応法と、異常発生後における危険回避対応法とを、それぞれディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンソース室を備えた分析管と、該分析管を真空排気する主ポンプと、該主ポンプを補助排気するフォアポンプと、試験体を接続するテストポートと、該テストポートの圧力をモニタする真空計とを有し、前記試験体中のプローブガスとして前記テストポートから導入したヘリウムガスを、前記イオンソース室でイオン化させて前記分析管により検出すると共に標準リークを用いて校正するヘリウムリークディテクタにおいて、前記イオンソース室、前記分析管、前記主ポンプ、前記フォアポンプ、前記圧力計及び前記標準リークのそれぞれに対する異常発生の前後各状態に応じて、異常未発生時における予備保全対応法と、異常発生時における不具合対応法と、異常発生後における危険回避対応法とを、それぞれ表示、電気信号出力若しくは音声提供することを特徴とする異常対応型ヘリウムリークディテクタ。
【請求項２】
前記主ポンプは、該主ポンプに設けた温度センサと衝撃センサとがそれぞれ所定値以上の温度及び衝撃を検知したときに前記異常発生時における不具合対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供し、また、該主ポンプの稼動積算時間が所定値以上に到達したときに前記異常未発生時における予備保全対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供することを特徴とする請求項１に記載の異常対応型ヘリウムリークディテクタ。
【請求項３】
前記フォアポンプは、前記テストポートの排気に要する排気時間が所定値以上であるときに前記異常発生時における不具合対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供し、また、該フォアポンプの稼動積算時間が所定値以上に到達したときに前記異常未発生時における予備保全対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供することを特徴とする請求項１または２に記載の異常対応型ヘリウムリークディテクタ。
【請求項４】
前記分析管は、前記イオンソース室内のフィラメントへの通電時と未通電時との各検出ヘリウムの校正量差が所定値以上であるときに前記異常未発生時における予備保全対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の異常対応型ヘリウムリークディテクタ。
【請求項５】
前記標準リークは、該標準リーク管に設けた温度センサの検出温度とカレンダタイマの経過時間とから減衰率を算出し、該減衰率により補正された校正量を、前記異常発生後における危険回避対応法として表示、電気信号出力若しくは音声提供することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の異常対応型ヘリウムリークディテクタ。
【請求項６】
前記真空計は、該真空計の出力電流が検出されないときに異常発生時における不具合対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の異常対応型ヘリウムリークディテクタ。
【請求項７】
前記イオンソース室は、該イオンソース室のフィラメントのエミッション電流が検出されないときに異常発生時における不具合対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の異常対応型ヘリウムリークディテクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヘリウムリークディテクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
気密を必要とする容器、機器、配管などの製品の気密性を調べるための洩れ探しの方法としてヘリウムリークディテクタが用いられることが多い。ヘリウムリークディテクタに用いるヘリウムが、分子直径が小さく洩れから侵入し易い、毒性・引火性がなく不活性であるため取り扱いが容易である、大気中の含有量が微小でバックグラウンドが小さい、などの点でプローブガスとして好都合であるためである。このため、近年は、宇宙開発・原子力・電子通信機器などの一般産業の分野に需要者層が拡大する傾向にある。
【０００３】
ところが、需要者層の裾野が拡がるほど、ヘリウムリークディテクタの真空機器としての留意点を意識せずにこれを使用するユーザも多数出現している。ヘリウムリークディテクタは、高真空ポンプ、補助ポンプ、真空計を有する分析系とこれを制御する制御系とから構成され、真空装置としては比較的簡素であるが、真空機器特有の取り扱い方に不知なユーザにはその維持管理に相当の労力を要する。例えば、真空装置に対する知識の欠落により不適切な使用法で作動して、損傷を受けたり安定性を失ったりした装置をユーザ独自で回復させるのは困難であることが予想される。一方で、ヘリウムリークディテクタの不具合発生が常態であるとしてユーザ側で常駐の保守要員を確保することはまずあり得ない。このため、最適の作動環境で使用されないヘリウムリークディテクタが散見され、通常の製品寿命に至らずに使用不能となることも多い。そして、このことが、上記したヘリウムリークディテクタ需要の裾野拡大を抑制する要因ともなりかねない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、真空機器取り扱いに対しての精通を要さずに維持管理することが可能なヘリウムリークディテクタを提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、イオンソース室を備えた分析管と、分析管を真空排気する主ポンプと、主ポンプを補助排気するフォアポンプと、試験体を接続するテストポートと、テストポートの圧力をモニタする真空計とを搭載し、試験体中のプローブガスとしてテストポートから導入したヘリウムガスを、イオンソース室でイオン化させて分析管により検出すると共に標準リークを用いて校正するヘリウムリークディテクタにおいて、上記したイオンソース室、分析管、主ポンプ、フォアポンプ、圧力計及び標準リークのそれぞれに対する異常発生の前後各状態に応じて、異常未発生時における予備保全対応法と、異常発生時における不具合対応法と、異常発生後における危険回避対応法とを、それぞれ表示、電気信号出力若しくは音声提供するものとした。
【０００６】
これにより、ヘリウムリークディテクタの主要内部真空機器であり、慎重に取り扱わないと異常が発生し易いイオンソース室、分析管、主ポンプ、フォアポンプ、圧力計及び標準リークのそれぞれに特定して、発生する異常に関する予備保全対応法、不具合対応法及び危険回避対応法を表示、電気信号出力または音声により提供する。また、その際に、異常発生の前後各状態に応じて最適な対応法を告知する。このため、各真空機器の取り扱いや作動原理、及びこれらの連関機能に関して精通したユーザでなくても、異常発生の各段階で効率的に適切な対応をすることができ、ヘリウムリークディテクタ装置を簡易に維持管理することが可能となる。
【０００７】
そして、主ポンプに関しては、この主ポンプに設けた温度センサと衝撃センサとがそれぞれ所定値以上の温度及び衝撃を検知したときに異常発生時における不具合対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供し、また、この主ポンプの稼動積算時間が所定値以上に到達したときに異常未発生時における予備保全対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供するシステムとする。
【０００８】
これにより、主ポンプの維持管理対策に重要な、異常未発生時及び異常発生時の適切な対応法が整備される。
【０００９】
また、フォアポンプに関しては、テストポートの排気に要する排気時間が所定値以上であるときに異常発生時における不具合対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供し、また、フォアポンプの稼動積算時間が所定値以上に到達したときに異常未発生時における予備保全対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供するシステムとする。
【００１０】
これにより、フォアポンプの維持管理対策に重要な、異常未発生時及び異常発生時の適切な対応法が整備される。
【００１１】
また、分析管に関しては、イオンソース室内のフィラメントへの通電時と未通電時との各検出ヘリウムの校正量差が所定値以上であるときに異常未発生時における予備保全対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供するシステムとする。
【００１２】
これにより、分析管の維持管理対策に重要な異常実発生時の適切な対応法が整備される。
【００１３】
また、標準リークに関しては、標準リーク管に設けた温度センサの検出温度とカレンダタイマの経過時間とから減衰率を算出し、この減衰率により補正された校正量を、異常発生後における危険回避対応法として表示、電気信号出力若しくは音声提供することにより、標準リークの維持管理対策に重要な異常発生後の適切な対応法が整備される。
【００１４】
そして、真空計に関しては、この真空計の出力電流が検出されないときに、イオンソース室に関しては、このイオンソース室のフィラメントのエミッション電流が検出されないときに異常発生時における不具合対応法を表示、電気信号出力若しくは音声提供するシステムとする。これにより、真空計及びイオンソース室の維持管理対策に重要な異常発生時の適切な対応策が整備される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の異常対応型ヘリウムリークディテクタ装置の概略平面図であり、本装置の構成は真空排気系１と電気系２とに大別される。
【００１６】
真空排気系１は、図外のイオンソース室を備えた分析管１００と、分析管１００を真空排気する分子ポンプ１１０と、分子ポンプ１１０を補助排気するフォアポンプ１２０と、図外の試験体を接続するテストポート１３０と、テストポート１３０の圧力をモニタする真空計１４０とを備えている。このとき、分子ポンプ１１０は、高真空排気のための主ポンプとして用いられ、フォアポンプ１２０には、例えば、油回転ポンプ、メンブレンポンプ、スクロールドライポンプなどが用いられる。一方、テストポート１３０は、第１導入バルブ１５０及び第２導入バルブ１５１を介して分子ポンプ１１０に接続され、また、第３導入バルブ１５２を介してフォアポンプ１２０に接続されている。そして、分子ポンプ１１０とフォアポンプ１２０とはフォアバルブ１５３を介して接続されている。さらに、テストポート１３０と、分子ポンプ１１０及びフォアポンプ１２０とを結ぶ主ライン１３１には、校正リークバルブ１５４を介して校正リーク１６０が接続されている。また、主ライン１３１にはベントバルブ１５５が接続されている。さらに、分子ポンプ１１０には、温度計１１１と振動センサ１１２とが設けられ、また、校正リーク１６０には温度計１６１が設けられている。
【００１７】
本装置の運転に際しては、あらかじめ、第１導入バルブ１５０、第２導入バルブ１５１、第３導入バルブ１５２、校正リークバルブ１５４、ベントバルブ１５５及びテストポート１３０を閉じた状態で、フォアポンプ１２０と分子ポンプ１１０とにより、分析管１００におけるヘリウム検出が可能となる真空圧力に到達させる。そして、この状態で、テストポート１３０を開いて図外の試験体からリークしたヘリウムガスを導入する。このとき、ヘリウムガスの検出を行う分析管１００には、このヘリウムガスの想定分圧に応じて第１導入バルブ１５０（高感度／高応答対応）、第２導入バルブ１５１（中感度／中応答対応）及び第３導入バルブ１５２（低感度／低応答対応）のいずれかを経由してヘリウムガスを拡散させる。そして、分析管１００で検出されたヘリウムガスの強度を、校正リーク１６０から導入してあらかじめ強度測定しておいた既知量のヘリウムガスの強度と比較することにより、試験体においてリークするヘリウムガス量として定量する。
【００１８】
また、ヘリウムリークディテクタ装置運転時の各真空機器の作動は、電気系２内のＩ／Ｏ系２１と電源系２２と制御系２３とにより行われる。即ち、Ｉ／Ｏ系２１により電気系２と排気系１とが接続された状態で、電源系２２により分析管１００や真空計１４０などの電源入切が行われる。そして、制御系２３が各真空機器の作動の制御を行うように構成される。
【００１９】
前述したように、真空機器の取り扱いは慎重に行うことが必要であり、その取り扱いに精通していないユーザが発生する異常若しくは発生するおそれのある異常に対して適切に対応するには、異常発生の前後各段階で、その対応法を表示、電気信号出力または音声により提供することが効果的である。
【００２０】
このため、本装置では、電気系２のＩ／Ｏ系２１に、ディスプレイ表示装置２４及び音声／警告音発生器２５を接続した。そして、真空系１内の主要真空機器、即ち、イオンソース室（図示せず）、分析管１００、分子ポンプ１１０、フォアポンプ１２０、真空計１４０及び校正リーク１６０のそれぞれに関して、異常未発生時の予備保全対応法と、異常発生時の不具合対応法と、異常発生後の危険回避対応法とを、必要に応じてそれぞれ表示、電気信号出力若しくは音声提供する。
【００２１】
以下上記各機器の実際を説明する。
【００２２】
分子ポンプ１１０に関しては、温度や衝撃・振動により製品寿命が左右されることから、分子ポンプ１１０に温度計１１１と衝撃センサ１１２とを設け、これらがそれぞれ所定値以上の温度及び衝撃を検知したときに、異常発生時の不具合対応法として、衝撃軽減のための丁寧な取り扱いや内部回転数の減少などの督促をディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。また、分子ポンプ１１０の稼動積算時間が所定値以上に到達したときに、異常未発生時の予備保全対応法として、内部部品の交換の督促をディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。なお、分子ポンプへの振動が継続されると、内部で高速回転しているフィンがその他の部品と接触してポンプが損傷して回復不能になるおそれがある。このため、異常発生後における危険回避対応法として、不具合対応の際なども慎重な取り扱いの督促を内部部品の交換の督促をディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力するものとしても良い。
【００２３】
フォアポンプ１２０に関しては、テストポート１３０における排気時間と排気能力が相関することから、テストポート１３０の排気に要する排気時間が所定値以上であるときに異常発生時における不具合対応法として、内部部品の交換またはメンテナンスの督促をディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。また、フォアポンプ１２０の稼動積算時間が所定値以上に到達したときに、異常未発生時の予備保全対応法として、内部部品の交換の督促をディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。
【００２４】
分析管１００に関しては、内部の検出器がヘリウムにより汚染されていると正確な検出が不可能になることから、図外のイオンソース室内のフィラメントへの通電時と未通電時との各検出ヘリウムの校正量差が所定値以上であるときに異常未発生時における予備保全対応法として、分析管のオーバーホールの督促を、ディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。
【００２５】
校正リーク（標準リーク）１６０に関しては、温度や経年変化により内圧が変化するため、校正リーク管１６０に設けた温度計１６１の検出温度と図外のカレンダタイマの経過時間とから減衰率を算出し、異常発生後における危険回避対応法として、この減衰率により補正された校正量をディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。
【００２６】
真空計１４０やイオンソース室（図示せず）に関しては、内部での断線が最も重要な異常原因であることから、真空計１４０の出力電流が検出されないとき及びイオンソース室のフィラメントのエミッション電流が検出されないときに異常発生時における不具合対応法として、内部電線の交換の督促をディスプレイ表示装置２４により表示し、または、音声／警告音発生器２５により音声伝達し、または、Ｉ／Ｏ系２１により電気信号を出力する。
【００２７】
なお、本発明は上記した各真空機器に対する対応策表示等に留まるものではなく、例えば、真空計１４０によりテストポート１３０の圧力状態を常時監視して、これにより、第１導入バルブ１５０、第２導入バルブ１５１、第３導入バルブ１５２、フォアバルブ１５３、校正リークバルブ１５４及びベントバルブ１５５の適切な作動を制御系２３により制御している内容を表示するシステムとしても良い。このようにすることによっても、真空機器に対して精通しないユーザにとって機器取り扱いの困難さの軽減につながる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、ヘリウムリークディテクタを構成するイオンソース室、分析管、主ポンプ、フォアポンプ、圧力計及び標準リークの主要真空機器について、それぞれの機器にとってその維持管理対策に重要な各段階において必要な対応法、即ち、異常未発生時の予備保全対応法、異常発生時の不具合対応法、及び異常発生後の危険回避対応法を選択して提供する。このため、各真空機器に精通しなくても、発生する若しくは発生するおそれのある異常事態に対して適切に対応することができる。そして、提供される対応法にしたがって使用することにより、所期の製品寿命を想定したヘリウムリークディテクタの活用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異常対応型ヘリウムリークディテクタ装置の概略図
【符号の説明】
２１  Ｉ／Ｏ系
２４  ディスプレイ表示装置
２５  音声／警告音発生器
１００  分析管
１１０  分子ポンプ（主ポンプ）
１１１  温度計
１１２  衝撃センサ
１２０  フォアポンプ
１３０  テストポート
１４０  真空計
１６０  校正リーク（標準リーク）
１６１  温度計
【図１】
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