(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体と基準タンクに気体を印加し、所定の時間経過した時点で両者間に所定値以上の差圧が発生するか否かにより、上記被検査体に洩れが有るか否かを判定する洩れ検査方法であり、
校正モードにおいて、
(a-1) 被検査体と基準タンクに所定圧力を所定長の加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(a-2) 上記加圧期間終了後の第１平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第１差圧変化値ΔP1を測定するステップと、
(a-3) 上記第１平衡期間終了後の第２平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第２差圧変化値ΔP2を測定するステップと、
(a-4) 上記第２平衡期間終了後の第１検査期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第３差圧変化値ΔP3を測定するステップと、
(a-5) 上記第１検査期間終了後の第２検査期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第４差圧変化値ΔP4を測定するステップと、
(a-6) 上記第３及び第４差圧変化の差(ΔP3−ΔP4)と、上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1−ΔP2)との比に基づいて上記第３差圧変化値ΔP3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算して記憶し、上記被検査体と上記基準タンクを排気するステップと、
検査モードにおいて、
(b-1) 上記被検査体と上記基準タンクに上記所定圧力を上記加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(b-2) 上記第１平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第１差圧変化値ΔP1'を測定するステップと、
(b-3) 上記第２平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第２差圧変化値ΔP2'を測定するステップと、
(b-4) 上記第１検査期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第３差圧変化値ΔP3'を測定するステップと、
(b-5) 上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1'−ΔP2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３差圧変化値ΔP3'に含まれるドリフト量を推定するステップと、
(b-6) 上記第３差圧変化値ΔP3'から上記ドリフト量を減算して上記被検査体の洩れ量を推定し、上記被検査体と上記基準タンクを排気するステップ、
とを含む。
【請求項２】
請求項１記載の洩れ検査方法において、上記第１及び第２平衡期間は同じ長さであり、上記第１及び第２検査期間は同じ長さである。
【請求項３】
請求項２記載の洩れ検査方法において、上記ステップ(a-6) は、上記ドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔP3−ΔP4)/(ΔP1−ΔP2)によって求め、上記ステップ(b-5) は上記ドリフト量ＪをＪ＝Ｋ(ΔP1'−ΔP2')によって求め、上記ステップ(b-6) は上記洩れ量に対応する差圧変化値をＳ＝ΔP3'−Ｊにより求める。
【請求項４】
請求項２記載の洩れ検査方法において、上記校正モードは同じ被検査体を異なる２つの温度Θ1, Θ2で上記ステップ(a-1)〜(a-5)を繰り返し実行し、それぞれについて第４差圧変化値ΔP41、ΔP42を得て、ステップ(a-6)で更に温度ドリフト補正係数αをα＝(ΔP41−ΔP42)/(Θ1−Θ2)により求め記憶し、上記検査モードにおける上記被検査体の温度をΘ、環境温度をθとすると、上記ステップ(b-5)は上記ドリフト量をJT＝Ｋ(ΔP1'−ΔP2')＋α(Θ−θ)によって求め、上記ステップ(b-6)は上記洩れ量に対応する差圧変化値ＳをＳ＝ΔP3'−JTにより求める。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の洩れ検査方法において、上記ステップ(b-6)は、上記推定した洩れ量に対応する差圧変化値を基準値と比較し、基準値より大きいか、小さいかにより被検査体の洩れの有無を判定するステップを含む。
【請求項６】
被検査体と基準タンクに気体圧を印加する空圧源と、
被検査体と基準タンクに上記空圧源から所定の圧力の気体を所定長の加圧期間だけ印加し、印加終了後に上記被検査体と基準タンク間に発生する差圧変化値を測定する差圧測定部と、
校正モードにおいて、上記被検査体と上記基準タンクに上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記差圧測定部により測定された第１及び第２差圧変化値ΔP1, ΔP2と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間と、その後の第２検査期間でそれぞれ生じ、上記差圧測定部により測定された第３及び第４差圧変化値ΔP3, ΔP4とから、上記第３及び第４差圧変化の差(ΔP3−ΔP4)と、上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1−ΔP2)との比に基づいて上記第３差圧変化値ΔP3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算するドリフト補正係数算出部と、
上記ドリフト補正係数Ｋを記憶するドリフト補正係数記憶部と、
検査モードにおいて、上記被検査体と上記基準タンクに上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記差圧測定部により測定された第１及び第２差圧変化値ΔP1', ΔP2'と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間で生じ、上記差圧測定部により測定された第３差圧変化値ΔP3'とから、上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1'−ΔP2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３差圧変化値ΔP3'に含まれるドリフト量を算出するドリフト量算出部と、
上記第３差圧変化値ΔP3'から上記ドリフト量を減算してドリフト補正された差圧変化値Ｓを得るドリフト補正部と、
上記差圧変化値Ｓを設定値と比較し、差圧変化値Ｓが設定値を越えている場合に上記被検査体に洩れ有りと判定する判定部と、
を含む洩れ検査装置。
【請求項７】
請求項６記載の洩れ検査装置において、上記第１及び第２平衡期間は同じ長さであり、上記第１及び第２検査期間は同じ長さである。
【請求項８】
請求項７記載の洩れ検査装置において、上記ドリフト補正係数算出部は、上記ドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔP3−ΔP4)/(ΔP1−ΔP2)によって求め、上記ドリフト量算出部は上記ドリフト量ＪをＪ＝Ｋ(ΔP1'−ΔP2')によって求め、上記ドリフト補正部は上記洩れ量に対応する差圧変化値ＳをＳ＝ΔP3'−Ｊにより求める。
【請求項９】
請求項７記載の洩れ検査装置はさらに、上記校正モードにおいて同じ被検査体の異なる２つの温度Θ1, Θ2で上記差圧測定部によりそれぞれ得られた第４差圧変化値ΔP41、ΔP42から温度ドリフト補正係数α＝(ΔP41−ΔP42)/(Θ1−Θ2)を算出する温度係数算出部と、上記温度ドリフト補正係数αを記憶する温度係数記憶部とを含み、上記検査モードにおける上記被検査体の温度をΘ、環境温度をθとすると、上記ドリフト量算出部は上記ドリフト量をJT＝Ｋ(ΔP1'−ΔP2')＋α(Θ−θ)によって求め、上記ドリフト補正部は上記ドリフト補正された差圧変化値ＳをＳ＝ΔP3'−JTにより求めるようにされている。
【請求項１０】
被検査体に気体を印加し、所定の時間経過した時点で所定値以上の圧力変化が発生するか否かにより、上記被検査体に洩れが有るか否かを判定する洩れ検査方法であり、
校正モードにおいて、
(a-1) 被検査体に所定圧力を所定長の加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(a-2) 上記加圧期間終了後の第１平衡期間に生じる上記被検査体の第１圧力変化値ΔQ1を測定するステップと、
(a-3) 上記第１平衡期間終了後の第２平衡期間に生じる上記被検査体の第２圧力変化値ΔQ2を測定するステップと、
(a-4) 上記第２平衡期間終了後の第１検査期間に生じる上記被検査体の第３圧力変化値ΔQ3を測定するステップと、
(a-5) 上記第１検査期間終了後の第２検査期間に生じる上記被検査体の第４圧力変化値ΔQ4を測定するステップと、
(a-6) 上記第３及び第４圧力変化の差(ΔQ3−ΔQ4)と、上記第１及び第２圧力変化の差(ΔQ1−ΔQ2)との比に基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算して記憶し、上記被検査体を排気するステップと、
検査モードにおいて、
(b-1) 上記被検査体に上記所定圧力を上記加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(b-2) 上記第１平衡期間に生じる上記被検査体の第１圧力変化値ΔQ1'を測定するステップと、
(b-3) 上記第２平衡期間に生じる上記被検査体の第２圧力変化値ΔQ2'を測定するステップと、
(b-4) 上記第１検査期間に生じる上記被検査体の第３圧力変化値ΔQ3'を測定するステップと、
(b-5) 上記第１及び第２圧力変化値の差(ΔQ1'−ΔQ2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3'に含まれるドリフト量を推定するステップと、
(b-6) 上記第３圧力変化値ΔQ3'から上記ドリフト量を減算して上記被検査体の洩れ量を推定し、上記被検査体を排気するステップ、
とを含む。
【請求項１１】
請求項１０記載の洩れ検査方法において、上記第１及び第２平衡期間は同じ長さであり、上記第１及び第２検査期間は同じ長さである。
【請求項１２】
請求項１１記載の洩れ検査方法において、上記ステップ(a-6) は、上記ドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔQ3−ΔQ4)/(ΔQ1−ΔQ2)によって求め、上記ステップ(b-5) は上記ドリフト量ＪをＪ＝Ｋ(ΔQ1'−ΔQ2')によって求め、上記ステップ(b-6) は上記洩れ量に対応する圧力変化値ＵをＵ＝ΔQ3'−Ｊにより求めるステップである。
【請求項１３】
請求項１１記載の洩れ検査方法において、上記校正モードは同じ被検査体を異なる２つの温度Θ1, Θ2で上記ステップ(a-1)〜(a-5)を繰り返し実行し、それぞれについて第４圧力変化値ΔQ41、ΔQ42を得て、ステップ(a-6)で更に温度ドリフト補正係数αをα＝(ΔQ41−ΔQ42)/(Θ1−Θ2)により求め記憶し、上記検査モードにおける上記被検査体の温度をΘ、環境温度をθとすると、上記ステップ(b-5)は上記ドリフト量JTをJT＝Ｋ(ΔQ1'−ΔQ2')＋α(Θ−θ)によって求め、上記ステップ(b-6)は上記洩れ量に対応する圧力変化値ＵをＵ＝ΔQ3'−JTにより求める。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれか記載の洩れ検査方法において、上記ステップ(b-6)は、上記推定した洩れ量に対応する圧力変化値を基準値と比較し、基準値より大きいか、小さいかにより被検査体の洩れの有無を判定するステップを含む。
【請求項１５】
被検査体に気体圧を印加する空圧源と、
被検査体に上記空圧源から所定の圧力の気体を所定長の加圧期間だけ印加し、印加終了後に上記被検査体に発生する圧力変化値を測定する圧力測定部と、
校正モードにおいて、上記被検査体に上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記圧力測定部により測定された第１及び第２圧力変化値ΔQ1, ΔQ2と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間と、その後の第２検査期間でそれぞれ生じ、上記圧力測定部により測定された第３及び第４圧力変化値ΔQ3, ΔQ4とから、上記第３及び第４圧力変化の差(ΔQ3−ΔQ4)と、上記第１及び第２圧力変化の差(ΔQ1−ΔQ2)との比に基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算するドリフト補正係数算出部と、
上記ドリフト補正係数Ｋを記憶するドリフト補正係数記憶部と、
検査モードにおいて、上記被検査体に上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記圧力測定部により測定された第１及び第２圧力変化値ΔQ1', ΔQ2'と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間で生じ、上記圧力測定部により測定された第３圧力変化値ΔQ3'とから、上記第１及び第２圧力変化の差(ΔQ1'−ΔQ2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3'に含まれるドリフト量を算出するドリフト量算出部と、
上記第３圧力変化値ΔQ3'から上記ドリフト量を減算してドリフト補正された圧力変化値Ｕを得るドリフト補正部と、
上記圧力変化値Ｕを設定値と比較し、圧力変化値Ｕが設定値を越えている場合に上記被検査体に洩れ有りと判定する判定部と、
を含む洩れ検査装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の洩れ検査装置において、上記第１及び第２平衡期間は同じ長さであり、上記第１及び第２検査期間は同じ長さである。
【請求項１７】
請求項１６記載の洩れ検査装置において、上記ドリフト補正係数算出部は、上記ドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔQ3−ΔQ4)/(ΔQ1−ΔQ2)によって求め、上記ドリフト量算出部は上記ドリフト量ＪをＪ＝Ｋ(ΔQ1'−ΔQ2')によって求め、上記ドリフト補正部は上記洩れ量に対応する圧力変化値ＵをＵ＝ΔQ3'−Ｊにより求める。
【請求項１８】
請求項１６記載の洩れ検査装置はさらに、上記校正モードにおいて同じ被検査体の異なる２つの温度Θ1, Θ2で上記圧力測定部によりそれぞれ得られた第４圧力変化値ΔQ41、ΔQ42から温度ドリフト補正係数α＝(ΔQ41−ΔQ42)/(Θ1−Θ2)を算出する温度係数算出部と、上記温度ドリフト補正係数αを記憶する温度係数記憶部とを含み、上記検査モードにおける上記被検査体の温度をΘ、環境温度をθとすると、上記ドリフト量算出部は上記ドリフト量をJT＝Ｋ(ΔQ1'−ΔQ2')＋α(Θ−θ)によって求め、上記ドリフト補正部は上記ドリフト補正された圧力変化値ＵをＵ＝ΔQ3'−JTにより求めるようにされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は各種の容器等の洩れの有無を検査する洩れ検査に用いる洩れ検査方法及びその洩れ検査方法を利用して動作する洩れ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、使用状態で洩れの存在が無いことが必要な製品もしくは部品を、その生産工程ライン上において順次検査し、製品もしくは部品の良否を判定している。
図８はこの種の洩れ検査装置の一般的な構成を示すブロック図で、空圧源１１の出力側に接続された流管１０は調圧弁１２及び３方電磁弁１４を介して延長され、３方電磁弁１４の出口側で分岐管１５Ａ、１５Ｂに分岐される。調圧弁１２の出口側と３方電磁弁１４の入り口側の間には設定する検査圧をモニタするための圧力計１３が接続されている。
分岐管１５Ａは電磁弁１６を介して導管１８の一端に接続され、この導管１８の他端部には洩れが検査される被検査体２０が接続可能な接続治具２４が設けられる。この接続治具２４に被検査体２０が順次接続されて洩れ検査可能な構成となっている。
【０００３】
一方、分岐管１５Ｂは電磁弁１７を介して導管１９の一端に接続され、この導管１９の他端部には基準タンク２１が接続されている。導管１８及び１９には導管１８Ａ及び１９Ａがそれぞれ分岐して取り付けられ、それら導管１８Ａ，１９Ａの端部間に差圧検出器２２が取り付けられている。
差圧検出器２２の出力信号はオートゼロリセット式増幅器３１を介して比較器３２に与えられ、比較器３２において基準値設定器３３の基準値ＲＶと比較可能な構成とされる。
被検査体２０を導管１８の端部に取り付け、導管１９には洩れの無い基準タンク２１を取り付けて３方電磁弁１４のａ−ｂ間を閉状態とし、圧力計１３をモニタしながら調圧弁１２を調節して空圧源１１からの所定の空気圧が得られるようにする。電磁弁１６及び１７を開状態とし、３方電磁弁１４のａ−ｂ間を開状態にし、設定された一定の空気圧を分岐管１５Ａ、１５Ｂ、導管１８、１９を通じてそれぞれ被検査体２０及び基準タンク２１に供給する。
【０００４】
一定時間が経過して被検査体２０及び基準タンク２１内の圧力が安定した後に電磁弁１６及び１７を閉状態にする。更に所定の安定時間（平衡時間）後に差圧検出器２２に接続されたオートゼロリセット式増幅器３１の出力信号ＳＤの読み取りが行われる。
被検査体２０の気密が完全で洩れが存在しない状態では、増幅器３１からの出力信号ＳＤは一定検出時間後において理想的には零のままである。被検査体２０に洩れが存在すると、その内部の圧力が正圧の場合は漸次滅少し、負圧の場合は漸次増加する出力信号ＳＤが得られ、一定検出時間内の出力信号ＳＤは負または正の洩れ量にほぼ比例した値となる。
【０００５】
基準値設定器３３から与えられる基準値ＲＶと増幅器３１の出力値が比較器３２で比較され、出力値が基準値ＲＶを越えたか否かにより、良品もしくは不良品を示す良否判定出力３５が得られる。
この一般的な洩れ検査装置においては基準タンク２１を被検査体２０と全く同一形状で洩れの無いものを使用しても、主に被検査体２０と基準タンク２１との温度差によって差圧検出器２２に発生する差圧値に影響を受ける。被検査体２０と基準タンク２１の形状が異なれば気体を加圧したとき断熱変化により上昇した気体温度が被検査体２０と基準タンク２１の温度に等しくなっていく過程で気体の温度差による差圧変化が発生し出力信号が理想的に零の状態にならない。あるいは被検査体２０と基準タンク２１の温度が異なっている場合にも断熱変化後の熱平衡過程に差圧変化が発生する。即ち、被検査体２０に全く洩れが無くても、一定検出時間中の出力信号は理想的な零状態とならず、正または負の洩れ量に匹敵する程度の差圧値を示すのが通常である。この洩れ以外に起因する差圧値を一般にドリフト量と称している。
【０００６】
この様子を図９を用いて説明する。図９に示す曲線Ａはドリフト量、曲線Ｂは洩れ量、曲線Ｃはドリフト量に洩れ量を加えた実質的に差圧検出器２２によって検出される差圧値を示す。図から解るように曲線Ｃで示す差圧値は大部分がドリフト量であり、洩れ量に相当する差圧値はわずかである。図から理解されるように、ドリフトによって発生する差圧値は時間が経過するとその増加量はほぼ０に近づく。これに対して、洩れ量によって発生する差圧値は時間の経過と共に、ほぼ一定の増加率で上昇する現象を呈する。
この点に着目して、図８に示す構成の洩れ検査装置ではオートゼロリセット式増幅器３１の出力を或る時間（ドリフト量の増加率が０に近づいた時点以降のタイミング）TIM1（図９）で強制的にゼロにリセットし、ゼロリセット後にオートゼロリセット増幅器３１の利得を高めて差圧検出器２２の検出信号を増幅させ出力信号ＳＤ（曲線Ｄ）を得て比較器３２に供給し、一定時間後に発生する出力信号ＳＤを比較器３２で基準値ＲＶと比較し、出力信号ＳＤが基準値ＲＶを越えていれば不良と判定している。
【０００７】
この検出方法によればドリフト量の増加率が０に近づくのを待って検査を開姶するから、ドリフトによる影響を除去することができる。しかしながら、その反面１個の被検査体に要する検査時間が数１０秒程度と長くなる欠点がある。
この欠点を解消するために、図１０に示すような洩れ検査方法が提案されている。この検査方法は校正モードにおいて、加圧・平衡期間後に差圧検出器２２に発生する差圧発生値を例えば図８で説明したオートゼロリセット式増幅器３１により一定の検出単位時間ごとにゼロにリセットし、検出単位時間当たりの差圧変化値が一定値に収束されるまでこれを繰り返し、収束した時点で、その収束した差圧変化値Dbを取得する。この差圧変化値Dbは真の洩れ量で発生する検出単位時間当たりの差圧変化値を示す。
【０００８】
従って、初回の検出単位時間当りの差圧変化値DaからDbを差し引いたDa−Db＝Dcを求めることにより、この差の値Dcが断熱変化後の検査期間に含まれる熱平衡過程によるドリフト値と見なすことができる。値D1をドリフト補正値として記憶しておき、爾後の検査モードでは被検査体２０に加圧気体を印加し、加圧平衡直後の１回目の差圧発生値Daからドリフト補正値Dcを差し引くことにより、各被検査体２０の真の洩れ量に対応した検出単位時間当りの差圧変化値Dbを求めることができることになる。
図１０に示した校正方法では校正モードを実行した温度環境下（気温、被検査体２０の温度）に限れば正しい洩れ検査を実行することができる。しかしながら洩れ検査モードにおいて室温あるいは被検査体２０の温度がドリフト補正値Dcを求めた校正モード時の温度から所定値以上外れると、その都度校正モードを実行し、ドリフト補正値Dcを求め直さなくてはならない欠点がある。
【０００９】
なお、上述では図８に示した差圧検出型の洩れ検査装置を例に説明したが、図１１に示すように被検査体２０に直接気体圧を印加し、この気体圧を圧力測定器２３によって測定し、被検査体２０に封入した気体圧が所定値以上変化するか否かにより洩れの有無を判定する形式の洩れ検査装置（以下ではこの形式の洩れ検査装置をゲージ圧型洩れ検査装置と称する）にも同様にドリフトが発生し、差圧検出型の洩れ検査装置と同様の欠点が発生する。
これらの差圧検出型洩れ検査装置及びゲージ圧型洩れ検査装置の欠点を解消するために、本出願人は特許文献１によりドリフト補正係数算出方法と、このドリフト補正係数算出方法によって算出したドリフト補正係数を用いてドリフト量を補正するドリフト補正方法、ドリフト補正係数学習方法、これらの各方法を用いた洩れ検査方法及び洩れ検査装置を提案した。
【００１０】
この先に提案した洩れ検査装置では、校正モードにおいて被検査体と基準タンクに正または負の気体圧を印加し、加圧・平衡期間（図１０参照）終了時点から時間T1経過時点と更に時間T1経過時点で差圧変化値ΔP1とΔP2をそれぞれ測定し、更に被検査体と基準タンクの気体の温度が安定した時点から時間T1経過した時点に得られる被検査体の洩れに相当する差圧変化値ΔＣを測定し、これらの差圧変化値ΔP1とΔP2、ΔＣとによりドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔP2−ΔＣ)/(ΔP1−ΔP2)により算出する。このドリフト補正係数Ｋを使って、検査モードにおいて同様にT1経過時点と次のT1経過時点で測定した差圧変化値ΔP1'、ΔP2'からドリフト量Ｊ＝(ΔP1'−ΔP2')Ｋを推定し、ドリフト量を補正した洩れに対応する差圧変化値Ｓ＝ΔP2'−Ｊを求めている。
【００１１】
ここで一般的な洩れ検査装置の検査モードにおける動作シーケンスについて図１２を用いて説明する。図１２に示す期間Ａ１は加圧期間、Ａ２は平衡期間、Ａ３は検査期間、Ａ４は排気期間を示す。加圧期間Ａ１では図８に示した３方電磁弁１４はａ−ｂ間が開かれ、更に弁１６と１７が開かれて被検査体２０と基準タンク２１に一定圧力の気体圧が印加されている状態を指す。平衡期間Ａ２は弁１６と１７が閉じられ、被検査体２０と基準タンク２１へ印加した気体圧を封止し、気体圧が安定するのを待つ状態を指す。つまり、加圧期間Ａ１に内部気体温度が断熱変化により上昇した後、次第に検査体温度に降下する熱平衡過程である。更に、検査期間Ａ３は平衡期間Ａ２で安定した気体圧に差圧が発生するか否かを検出する状態を指す。排気期間Ａ４は弁１６と１７を開き、３方電磁弁１４をｂ−ｃ間を導通させることにより被検査体２０と基準タンク２１に封入した気体を大気に排気する状況を指す。
【００１２】
尚、図１２に示した曲線Ｐは被検査体又は基準タンクの内部圧力の変化を示す。加圧期間Ａ１では圧力が急激に上昇し、断熱変化により内部気体温度も上昇する。平衡期間Ａ２と検査期間Ａ３では内部気体温度が検査体温度に降下し印加された空気圧が徐々に安定していく様子を示している。
【特許文献１】特開２００１−５０８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように特許文献１で提案したドリフト補正係数算出方法は差圧変化値ΔP1とΔP2の測定を図１２に示すように検査期間Ａ３の開始点からT1経過時点と、更に次のT1経過時点で行っている。検査期間Ａ３は上述したように平衡期間Ａ２が経過した後に実行するよう設定されているので、被検査体２０と基準タンク２１に封入した気体圧はある程度安定した状態にある。つまり、平衡期間Ａ２を長く設定すると検査期間Ａ３に入る時点では被検査体２０と基準タンク２１の内部は図１２に示した曲線Ｐから明らかなように加圧期間Ａ１で発生した断熱変化後の熱平衡過渡による差圧変化が無視できる程度に小さくなる場合も生じる。その場合、検査期間Ａ３で差圧変化値ΔP1とΔP2を測定すると、ΔP1≒ΔP2となり、ドリフト補正係数の算出式Ｋ＝(ΔP2−ΔＣ)/(ΔP1−ΔP2)の分母が０に近い値となるので、信頼性の高いドリフト補正係数Ｋが求められない不都合が生じる。
【００１４】
本発明の目的はこの不都合を解消し、信頼性の高い洩れ検査方法及び洩れ検査装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の第１の観点によれば、被検査体と基準タンクに気体を印加し、所定の時間経過した時点で両者間に所定値以上の差圧が発生するか否かにより、上記被検査体に洩れが有るか否かを判定する洩れ検査方法は、
校正モードにおいて、
(a-1) 被検査体と基準タンクに所定圧力を所定長の加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(a-2) 上記加圧期間終了後の第１平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第１差圧変化値ΔP1を測定するステップと、
(a-3) 上記第１平衡期間終了後の第２平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第２差圧変化値ΔP2を測定するステップと、
(a-4) 上記第２平衡期間終了後の第１検査期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第３差圧変化値ΔP3を測定するステップと、
(a-5) 上記第１検査期間終了後の第２検査期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第４差圧変化値ΔP4を測定するステップと、
(a-6) 上記第３及び第４差圧変化の差(ΔP3−ΔP4)と、上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1−ΔP2)との比に基づいて上記第３差圧変化値ΔP3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算して記憶し、上記被検査体と上記基準タンクを排気するステップと、
検査モードにおいて、
(b-1) 上記被検査体と上記基準タンクに上記所定圧力を上記加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(b-2) 上記第１平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第１差圧変化値ΔP1'を測定するステップと、
(b-3) 上記第２平衡期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第２差圧変化値ΔP2'を測定するステップと、
(b-4) 上記第１検査期間に生じる上記被検査体と上記基準タンクの第３差圧変化値ΔP3'を測定するステップと、
(b-5) 上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1'−ΔP2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３差圧変化値ΔP3'に含まれるドリフト量を推定するステップと、
(b-6) 上記第３差圧変化値ΔP3'から上記ドリフト量を減算して上記被検査体の洩れ量を推定し、上記被検査体と上記基準タンクを排気するステップ、
とを含む。
【００１６】
また、この発明の第１の観点による洩れ検査装置は、
被検査体と基準タンクに気体圧を印加する空圧源と、
被検査体と基準タンクに上記空圧源から所定の圧力の気体を所定長の加圧期間だけ印加し、印加終了後に上記被検査体と基準タンク間に発生する差圧変化値を測定する差圧測定部と、
校正モードにおいて、上記被検査体と上記基準タンクに上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記差圧測定部により測定された第１及び第２差圧変化値ΔP1, ΔP2と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間と、その後の第２検査期間でそれぞれ生じ、上記差圧測定部により測定された第３及び第４差圧変化値ΔP3, ΔP4とから、上記第３及び第４差圧変化の差(ΔP3−ΔP4)と、上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1−ΔP2)との比に基づいて上記第３差圧変化値ΔP3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算するドリフト補正係数算出部と、
上記ドリフト補正係数Ｋを記憶するドリフト補正係数記憶部と、
検査モードにおいて、上記被検査体と上記基準タンクに上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記差圧測定部により測定された第１及び第２差圧変化値ΔP1', ΔP2'と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間で生じ、上記差圧測定部により測定された第３差圧変化値ΔP3'とから、上記第１及び第２差圧変化の差(ΔP1'−ΔP2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３差圧変化値ΔP3'に含まれるドリフト量を算出するドリフト量算出部と、
上記第３差圧変化値ΔP3'から上記ドリフト量を減算してドリフト補正された差圧変化値Ｓを得るドリフト補正部と、
上記差圧変化値Ｓを設定値と比較し、上記差圧変化値Ｓが設定値を越えている場合に上記被検査体に洩れ有りと判定する判定部と、
を含むように構成される。
【００１７】
この発明の第２の観点によれば、被検査体に気体を印加し、所定の時間経過した時点で所定値以上の圧力変化が発生するか否かにより、上記被検査体に洩れが有るか否かを判定する洩れ検査方法は、
校正モードにおいて、
(a-1) 被検査体に所定圧力を所定長の加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(a-2) 上記加圧期間終了後の第１平衡期間に生じる上記被検査体の第１圧力変化値ΔQ1を測定するステップと、
(a-3) 上記第１平衡期間終了後の第２平衡期間に生じる上記被検査体の第２圧力変化値ΔQ2を測定するステップと、
(a-4) 上記第２平衡期間終了後の第１検査期間に生じる上記被検査体の第３圧力変化値ΔQ3を測定するステップと、
(a-5) 上記第１検査期間終了後の第２検査期間に生じる上記被検査体の第４圧力変化値ΔQ4を測定するステップと、
(a-6) 上記第３及び第４圧力変化の差(ΔQ3−ΔQ4)と、上記第１及び第２圧力変化の差(ΔQ1−ΔQ2)との比に基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算して記憶し、上記被検査体を排気するステップと、
検査モードにおいて、
(b-1) 上記被検査体に上記所定圧力を上記加圧期間だけ気体圧を印加し、停止するステップと、
(b-2) 上記第１平衡期間に生じる上記被検査体の第１圧力変化値ΔQ1'を測定するステップと、
(b-3) 上記第２平衡期間に生じる上記被検査体の第２圧力変化値ΔQ2'を測定するステップと、
(b-4) 上記第１検査期間に生じる上記被検査体の第３圧力変化値ΔQ3'を測定するステップと、
(b-5) 上記第１及び第２圧力変化値の差(ΔQ1'−ΔQ2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3'に含まれるドリフト量を推定するステップと、
(b-6) 上記第３圧力変化値ΔQ3'から上記ドリフト量を減算して上記被検査体の洩れ量を推定し、上記被検査体を排気するステップ、
とを含む。
【００１８】
また、この発明の第２の観点による洩れ検査装置は、
被検査体に気体圧を印加する空圧源と、
被検査体に上記空圧源から所定の圧力の気体を所定長の加圧期間だけ印加し、印加終了後に上記被検査体に発生する圧力変化値を測定する圧力測定部と、
校正モードにおいて、上記被検査体に上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記圧力測定部により測定された第１及び第２圧力変化値ΔQ1, ΔQ2と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間と、その後の第２検査期間でそれぞれ生じ、上記圧力測定部により測定された第３及び第４圧力変化値ΔQ3, ΔQ4とから、上記第３及び第４圧力変化の差(ΔQ3−ΔQ4)と、上記第１及び第２圧力変化の差(ΔQ1−ΔQ2)との比に基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3に含まれるドリフト量に対応するドリフト補正係数Ｋを計算するドリフト補正係数算出部と、
上記ドリフト補正係数Ｋを記憶するドリフト補正係数記憶部と、
検査モードにおいて、上記被検査体に上記加圧期間だけ気体圧を印加し、上記加圧期間終了後の第１平衡期間と、それに続く第２平衡期間でそれぞれ生じ、上記圧力測定部により測定された第１及び第２圧力変化値ΔQ1', ΔQ2'と、上記第２平衡期間の終了後の第１検査期間で生じ、上記圧力測定部により測定された第３圧力変化値ΔQ3'とから、上記第１及び第２圧力変化の差(ΔQ1'−ΔQ2')と上記ドリフト補正係数Ｋに基づいて上記第３圧力変化値ΔQ3'に含まれるドリフト量を算出するドリフト量算出部と、
上記第３圧力変化値ΔQ3'から上記ドリフト量を減算してドリフト補正された圧力変化値Ｕを得るドリフト補正部と、
上記圧力変化値Ｕを設定値と比較し、圧力変化値Ｕが設定値を越えている場合に上記被検査体に洩れ有りと判定する判定部と、
を含むように構成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、加圧期間の直後に実行される第１及び第２平衡期間の間に発生する差圧変化値ΔP1、ΔP2又は圧力変化値ΔQ1、ΔQ2を測定し、この測定値を手掛かりにドリフト補正係数Ｋを求めるので、平衡期間では気体に与えた断熱変化によって発生する差圧変化が減衰している最中であり、従って、断熱変化による影響を大きく受けた差圧変化値が大きい測定値が得られる。この結果ドリフト補正係数算出式に用いられる(ΔP1−ΔP2)或いは(ΔQ1−ΔQ2)が０に近い値を呈することはなくなり、精度の高いドリフト補正係数Ｋを得ることができ、短時間に洩れ検査を実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ドリフト補正係数とドリフト量の算出方法
まず、この本発明による洩れ検査方法で使用されるドリフト補正係数Ｋの導出過程を図１を用いて説明する。この発明で使用する基準タンクとしては、加圧した気体が加圧期間中に速やかに温度安定するような温度安定性がよいタンクを使用するものとする。この発明においては、図１に差圧変化特性曲線Ｐを示すように、加圧期間終了後の平衡期間を２つに分割し、平衡期間開始時点から時間T1経過時点と、更に時間T1経過時点の差圧変化値ΔP1、ΔP2を測定し、続く検査期間の開始から時間T2経過時点の差圧変化値ΔP3と、検査期間の最後の時間T2で生じる差圧変化値ΔP4とを測定し、これら測定値から補正係数ＫをＫ＝(ΔP3−ΔP4)/(ΔP1−ΔP2)として求める。
【００２１】
この発明において差圧変化値ΔP1、ΔP2を測定する区間は図１２における検査期間Ａ３ではなく、平衡期間Ａ２においてであり、この点が前述の特許文献１による方法と異なる。なお、検査モードにおいては図１において校正モードと同じタイミングで差圧変化値ΔP1'、ΔP2'、ΔP3'を測定し、第１検査期間の終了後に排気を行なう。
ゲージ圧型洩れ検査装置により測定を行なう場合も図１と同様のタイミングで圧力変化値ΔQ1、ΔQ2、ΔQ3、ΔQ4を測定し、ドリフト補正係数も差圧検出型の洩れ検査装置で用いるドリフト補正係数と同様の導出過程で求めれられるから、ここでは差圧変化値ΔP1、ΔP2、ΔP3、ΔP4に関してのみ説明する。
【００２２】
断熱変化後の熱平衡期間における圧力Ptの変化は減衰特性であるから、圧力変化は
dPｔ/dt＝Ae−ｋｔ＋Ｃ                        (1)
の微分方程式で表される。ここでＡ及びｋは定数であり、Ｃは洩れ差圧の時間微分であり一定とみなせる。差圧の差分（Ｔ時間後における差圧変化）表示では補正係数がどのように表現されるかを検討する。
平衡期間T1時間後において、差圧変化は
ΔPＴ１＝(A/k)(1−e−ｋＴ１)＋ＣT1                  (2)
2T1時間後では
ΔP２Ｔ１＝(A/k)(1−e−２ｋＴ１)＋2ＣT1                (3)
平衡期間を図１に示すように2T1とし、それぞれの圧力変化をΔP1、ΔP2とおき、式(2)、(3)における(A/k)を(A/k)＝Ｂとおけば式(2)と(3)は
ΔP1＝B(1−e−ｋＴ１)＋ＣT1                        (4)
ΔP1＋ΔP2＝B(1−e−２ｋＴ１)＋2ＣT1                (5)
式(4)を２倍し、式(5)を差し引くと、
ΔP1−ΔP2＝B(1−2e−ｋＴ１＋e−２ｋＴ１)                (6)
平衡後の時間（検査期間中の測定時間）をT2（図１）とすれば
ΔP２Ｔ１＋Ｔ２＝ΔP1＋ΔP2＋ΔP3＝B(1−e−ｋ（２Ｔ１＋Ｔ２）)＋Ｃ(2T1＋T2)
(7)
式(7)−式(5)は差圧ΔP3となる。従って、
ΔP3＝B(e−２ｋＴ１−e−ｋ（２Ｔ１＋Ｔ２）)＋ＣT2                  (8)
式(8)のＣT2は洩れ差圧ΔP4であるが、計測時間を充分長くすることにより気体の温度が安定し、断熱変化のドリフト成分は零になり、洩れ成分のみが残るので、ΔP4(＝ＣT2)を求め、式(8)からＣT2を差し引き、式(6)との比をとると、
【００２３】
【数１】
0004673918.tif 000002
【００２４】
式(9)においてｋは定数であり、T1、T2も定数とおけるのでＫも定数となる。
ここで校正時に用いた被検査体に洩れが存在し式(9)のΔP3と洩れ成分ＣT2が含まれていたとしても、式(9)の分子ではΔP3−ＣT2としているから、この減算により式(9)の分子には洩れ成分がキャンセルされている。つまり式(9)の分子は洩れ成分を含まない検出時のドリフト量である。式(9)を変形すると、
ΔP3−ＣT2＝Ｋ(ΔP1−ΔP2)＝Ｊ                    (10)
式(9)から定数Ｋが求まれば毎回の検査時のドリフト量Ｊは式(10)より、平衡期間に得られる各差圧変化値ΔP1'、ΔP2'から求めることができる。即ち、検査モードにおいて第１平衡期間と第２平衡期間の終了時点に測定した差圧変化値ΔP1'、ΔP2'から、第１検査期間の終了時点でのドリフト量ＪをＪ＝(ΔP1'−ΔP2')Ｋと推定することができる。したがって、第１検査期間の終了時点でのドリフト補正した洩れに対応する差圧変化値ＳをＳ＝ΔP3'−Ｊと推定することができる。
【００２５】
式(10)の意味するところは、平衡期間の差圧変化から、検査時のドリフト量を推測できることを意味し、更には、加圧による断熱変化の後の急峻な熱平衡過渡の差圧変化を測定してドリフト量を推測するので、平衡期間を長くしても差圧変化が大きく、検査時のドリフト値算出精度が高いことを意味する。
被検査体の温度を考慮したドリフト補正係数とドリフト量の算出方法
以上は洩れ検査に用いるドリフト補正係数Ｋとドリフト量の導出過程である。上述したドリフト補正係数Ｋの導出は被検査体の温度と環境温度とが同一温度であることを前提としている。この前提条件は一般的であり、極く普通の洩れ検査はこの前提条件下で行われる。
【００２６】
これに対し、洩れ検査の前処理工程に例えば高温洗浄工程が行われるか或いは単なる洗浄水で洗浄する洗浄工程が行われる場合には、被検査体は環境温度より異なる温度を持った状態で検査工程に投入される。このような状況下では上述したドリフト補正係数Ｋのみでドリフト補正を行うことはできない。以下では被検査体の温度と環境温度とが同一でない場合のドリフト補正係数とドリフト量の算出方法について説明する。
式(10)において、ＣT2(=ΔP4)は被検査体の洩れによって発生する差圧変化値を示す。ここで被検査体に洩れが無い代わりに、被検査体と環境温度差により被検査体に温度変化が生じ、温度ドリフトが存在するものとした場合、温度ドリフトは洩れと同じに一定のドリフト変化をするものと見ることができる。この温度ドリフトをΔPTとすると、式(10)は、
ΔP3−ΔPT＝Ｋ(ΔP1−ΔP2)                      (11)
となる。ΔPTは被検査体の温度と環境温度との差による温度ドリフトである。このΔPTはＣT2を代替したものであるから、温度差は洩れのない被検査体を使用して検査期間を充分長く採った後に時間T2の間に発生する差圧変化値ΔP4に比例している。環境温度をθ、被検査体の温度をΘとしたとき、第１検査期間と第２検査期間の間を十分長く採った後の第２検査期間で測定した温度ドリフトΔPTはΔPT＝α(Θ−θ)、αは比例定数、従って総合的なドリフト量JTは
JT＝Ｋ(ΔP1'−ΔP2')＋α(Θ−θ)                (12)
となる。ここでΔP1'、ΔP2'は検査モードにおける第１及び第２平衡期間の終了時点でそれぞれ測定される差圧変化値である。比例定数αを求めるには同一環境温度下で同一被検査体の温度を変えて少なくとも２つの温度Θ1、Θ2の温度変化を与えて第２検査期間に差圧変化値ΔP41とΔP42を測定することが必要となる。洩れが有るかもしれない被検査体を用いて洩れ差圧をＣT2とすると、充分測定時間をかけた状態においては断熱変化に起因するドリフト成分は減衰し、零になるので
ＣT2＋α(Θ1−θ1)＝ΔP41                        (13)
ＣT2＋α(Θ2−θ1)＝ΔP42                        (14)
式(13)と(14)から、
α＝(ΔP41−ΔP42)/(Θ1−Θ2)                        (15)
従って式(12)は
JT＝Ｋ(ΔP1'−ΔP2')＋{(ΔP41−ΔP42)/(Θ1−Θ2)}(Θ−θ)        (16)
となる。ドリフト補正係数Ｋと、温度ドリフト補正係数αは校正モードで予め求めて記憶しておき、検査モードでは被検査体の温度Θと、環境温度θと、第１及び第２平衡期間の終了時点でΔP1'、ΔP2'を測定すれば被検査体の温度と環境温度との違いによって発生するドリフトを含むドリフト量JTを求めることができる。このドリフト量を第１検査期間の時間T2（図１）で測定する差圧変化値ΔP3'から減算することにより真の洩れに対応する差圧変化値Ｓ＝ΔP3'−JTを推定することができることになる。
洩れ検査装置
【実施例１】
【００２７】
図２にこの発明によるドリフト補正係数算出方法によって、ドリフト補正係数を算出して動作する洩れ検査装置の一実施例を示す。この実施例では被検査体２０と基準タンク２１に空圧源１１から空気圧（気体圧）を印加し、空気圧の印加後に所定の時間経過した時点で差圧検出器２２に差圧が発生するか否かにより被検査体２０に洩れが有るか否かを判定する。
図２に示す洩れ検査装置の実施例では加圧期間、平衡期間、検査期間、排気期間を１周期として動作する。この実施例では校正モードにおいて差圧検出器２２の検出信号から図１に示したように加圧期間が終了後の平衡期間の時間をT1ずつ２等分し、その前半の時間T1が経過した時点と後半の時間T1が経過した時点（以下では前半の平衡期間を第１平衡期間、後半の平衡期間を第２平衡期間と称す）の差圧変化値ΔP1及びΔP2と、検査期間の時間T2（この検査期間を第１検査期間と称す）の間に発生する差圧変化値ΔP3と、検査期間を充分延長し、断熱変化の影響が充分に安定した時点で再度時間T2が経過する間（この期間を第２検査期間と称す）に発生する差圧変化値ＣT2(=ΔP4)を測定する差圧変化測定部40-1が設けられている。また、演算制御装置５０内には差圧変化測定部40-1で測定した差圧変化値ΔP1、ΔP2、及びΔP3、ＣT2を用いてドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔP3−ＣT2)/(ΔP1−ΔP2)によって算出するドリフト補正係数算出部53-3と、ドリフト補正係数算出部53-3で算出したドリフト補正係数Ｋを記憶するドリフト補正係数記憶部53-4と、検査モードにおいて被検査体毎にドリフト量Ｊを算出するドリフト量算出記憶部53-5と、検査モードで測定する差圧変化値ΔP3'からドリフト量Ｊを減算して真の洩れ量に対応する差圧変化値Ｓを算出する洩れ量算出部53-6と、判定部53-7とが設けられている。
【００２８】
差圧変化測定部40-1は、リセット信号によりリセット状態にリセットすることができるオートゼロリセット式増幅器４１と、このオートゼロリセット式増幅器４１にリセット信号を入力するリセット信号発生器４２と、オートゼロリセット式増幅器４１から出力される差圧信号をサンプリングするサンプルホールド回路４３と、このサンプルホールド回路４３にサンプルホールドした差圧信号をＡＤ変換するＡＤ変換器４４とによって構成される。
校正モードにおいて差圧変化値ΔP1とΔP2を測定するには、先ず被検査体２０の装着部に洩れが無いことを確認した被検査体２０を装着し、被検査体２０と基準タンク２１に空圧源１１から空気圧を所定の時間３〜５秒間程度印加する。ただし、この期間は試験圧、被検査体の形状、材質によって異なる。所定の時間経過した時点で弁１６と１７を閉に制御した時点から平衡期間に入る。本発明では平衡期間に入った時点でオートゼロリセット式増幅器４１に利得を与え、第１平衡期間と第２平衡期間において差圧変化値ΔP1、ΔP2の測定を行なう。図３にその様子を示す。図３に示す曲線Ａはオートゼロリセット式増幅器４１の増幅出力を示す。尚、図３に示した曲線Ａは加圧期間終了時点からオートゼロリセット式増幅器４１に利得を持たせて測定を開始した状態を示す。
【００２９】
リセット信号発生器４２は計測の開始のタイミングから第１平衡期間と第２平衡期間が経過するごと及び第１検査期間が経過する毎にゼロリセット信号をオートゼロリセット式増幅器４１に与え、オートゼロリセット式増幅器４１の出力を瞬時ゼロの状態にリセットさせる。差圧変化値ΔP1、ΔP2、ΔP3及びＣT2はオートゼロリセット式増幅器４１が時間T1及び時間T2を経過するごとにリセットされる直前の差圧変化値を示している。
サンプルホールド回路４３にサンプルホールドした差圧変化値ΔP1とΔP2及びΔP3とＣT2はＡＤ変換器４４でＡＤ変換し、演算制御装置５０に取り込まれる。
【００３０】
演算制御装置５０はコンピュータシステムによって構成することができる。コンピュータシステムは既によく知られているように中央演算処理装置５１と、プログラム等を格納した読出専用メモリ５２と、入力されたデータ等を記憶する書き換え可能なメモリ５３と、入力ポート５４と、出力ポート５５とによって構成される。
この実施例では書き換え可能なメモリ５３に実測値記憶器53-1を設けると共に、他の記憶領域にリセット信号発生器４２、サンプルホールド回路４３、弁１４、１６、１７等を制御する制御部53-2を構成するプログラムと、ドリフト補正係数算出部53-3を構成するプログラムの記憶領域と、ドリフト補正係数記憶部53-4を構成する記憶領域と、ドリフト量算出記憶部53-5を構成するプログラムを格納した領域と、洩れ量算出部53-6を構成するプログラムを格納した記憶領域と、判定部53-7を構成するプログラムを格納した記憶領域を設けた場合を示す。
【００３１】
この発明では校正モードにおいて前述のように、差圧変化値ΔP1とΔP2及びΔP3とＣT2の測定値からドリフト補正係数Ｋを求める。このドリフト補正係数算出方法によれば差圧変化値ΔP1とΔP2及びΔP3とＣT2からドリフト補正係数Ｋを式(9)により求める。
この式(9)の演算をドリフト補正係数算出部53-3で実行し、その算出結果をドリフト補正係数Ｋとしてドリフト補正係数記憶部53-4に記憶する。この記憶が完了すれば校正モードは終了する。この校正モードはドリフト補正係数Ｋを記憶している限りにおいては被検査体のサイズ、形状などが変わったとき、または検査条件（試験圧、検査時間等）が変化したときに校正し直す程度でよい。
【００３２】
検査モードでは校正モードと同様に被検査体２０と基準タンク２１に気体圧（空気圧）を印加し、気体圧の印加後に弁１６と１７を閉の状態に制御し、加圧期間経過後にオートゼロリセット式増幅器４１に利得を与え、第１平衡期間及び第２平衡期間と検査期間に差圧変化値ΔP1'とΔP2'、ΔP3'(図４参照）を測定する。差圧変化値ΔP1'、ΔP2'、ΔP3'が得られると、ドリフト量算出記憶部53-5が起動され、差圧変化値ΔP3'に含まれるドリフト量Ｊを算出する。
この発明によるドリフト量Ｊの算出方法はドリフト補正係数記憶部53-4に記憶したドリフト補正係数Ｋを読み出し、このドリフト補正係数Ｋと検査モードで測定した差圧変化値ΔP1'、ΔP2'とによりドリフト量算出記憶部53-5において、
Ｊ＝(ΔP1'−ΔP2')Ｋ                          (17)
により算出する。このドリフト量ＪによりΔP3'の値を補正し、あたかも長時間掛けて差圧値変化が一定値に収束した状態における差圧変化値と見ることができる。即ち、検査期間に測定した差圧変化値ΔP3'からドリフト量Ｊを差し引くことにより真の洩れ量に相当する差圧変化値Ｓを
Ｓ＝ΔP3'−Ｊ                                (18)
により算出することができる。この算出は洩れ量算出部53-6で実行される。
【００３３】
洩れ量に相当する差圧変化値（ドリフト補正された値）Ｓが算出されると、判定部53-7は洩れ量に相当する差圧変化値Ｓと基準値ＲＶとを比較し、洩れ量に相当する差圧変化値Ｓが基準値ＲＶより大きければ「洩れ有り」と判定する。この判定結果は出力ポート５５から外部に出力される。
【実施例２】
【００３４】
図５はドリフト量算出方法を用いて洩れ検査を実施する洩れ検査装置の第２の実施例を示す。
この実施例は図２の実施例に対し、更に環境温度θと、被検査体の温度Θを測定する温度センサ２５及び２６を設け、演算制御装置５０には温度係数算出部53-8と、この温度係数算出部53-8が算出した温度係数αを記憶する温度係数記憶部53-9とを設けた構成とされている。
温度係数算出部53-8は校正モードにおいて、同一の被検査体の異なる温度Θ1、Θ2にて測定して求めた温度ドリフト補正係数αを式(15)により算出する。温度係数算出部53-8が温度ドリフト補正係数αを算出すると、温度係数記憶部53-9はその温度係数αを記憶する。
【００３５】
検査モードではドリフト補正係数記憶部53-4からドリフト補正係数Ｋを読み出すと共に、温度係数記憶部53-9から温度係数αを読み出す。これと共に、温度センサ２５と２６により環境温度θと被検査体２０の温度Θとを測定し、被検査体２０と基準タンク２１に気体圧を印加する。加圧期間の終了時点から始まる平衡期間で時間T1毎に差圧変化値ΔP1'とΔP2'を測定する。更に検査期間中の時間T2で発生する差圧変化値ΔP3'を測定する。これらの測定値ΔP1'、ΔP2'、ΔP3'と温度測定値θ、Θとを用いて、先ずドリフト量算出記憶部53-5はドリフト量JTを式(12)により算出する。
【００３６】
更に、洩れ量算出部53-6はドリフト量算出記憶部53-5が算出したドリフト量JTを用いて、被検査体２０の真の洩れ量に対応する差圧変化値Ｓを
Ｓ＝ΔP3'−JT                          (19)
によって算出する。ここで得られた洩れ量に対応する差圧変化値Ｓは被検査体２０の温度Θと環境温度θとが不一致の場合でも、その温度差によって発生するドリフト量を除去した真の洩れ量に近い差圧変化値となる。
洩れ量算出部53-6が洩れ量に対応する差圧変化値Ｓを算出すると、判定部53-7は差圧変化値Ｓを基準値ＲＶと比較し、基準値ＲＶより小さければ「洩れなし」、大きければ「洩れ有り」と判定する。
【実施例３】
【００３７】
図６はこの発明をゲージ圧型洩れ検査装置に適用した実施例を示す。図２に示した差圧式洩れ検査装置と異なる点は、ゲージ圧型洩れ検査装置では基準タンク２１が設けられておらず、被検査体２０のみに直接空気圧を印加する構成とし、被検査体２０内の圧力変化を測定する構成とされる。このため、この実施例３ではオートゼロリセット式増幅器４１と、リセット信号発生器４２と、サンプルホールド回路４３とＡＤ変換器４４とによって構成される部分を圧力変化測定部40-2と称することにする。
ゲージ圧型の洩れ検査装置でも校正モードでは平衡期間を２分割し、第１平衡期間と第２平衡期間との各時間T1が経過する毎に、その時間内に発生する圧力変化値ΔQ1、ΔQ2を測定する。更に第１検査期間では時間Ｔ２が経過する時間内で発生する圧力変化値ΔQ3を測定する。更に検査開始から充分時間が経過した例えば加圧期間から数１０秒程度経過した時点から時間T2が経過する間に発生する被検査体２０内の圧力変化ΔQ4をΔＣとして測定し、これらの測定値からドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔQ3−ΔＣ)/(ΔQ1−ΔQ2)により算出する。
【００３８】
このドリフト補正係数Ｋの算出は図２の実施例と同様に演算制御装置５０に設けたドリフト補正係数算出部53-3で実行される。算出されたドリフト補正係数はドリフト補正係数記憶部53-4に記憶され、校正モードを終了する。
検査モードでは校正モードと同様に、平衡期間において、ΔQ1'とΔQ2'を測定し、検査期間においてΔQ3'を測定する。これらの測定値とドリフト補正係数Ｋとから、ドリフト量算出記憶部53-5はドリフト量ＪをＪ＝(ΔQ1'−ΔQ2')Ｋにより算出する。洩れ量算出部53-6はドリフト量算出記憶部53-5が算出したドリフト量Ｊを検査期間で測定した測定値ΔQ3'から減算してドリフト補正した真の洩れ量に対応する圧力変化値Ｕ＝ΔQ3'−Ｊを得る。判定部53-7はドリフト補正された真の洩れ量に対応する圧力変化値Ｕを基準値ＲＶと比較し、圧力変化値Ｕが基準値ＲＶを越えていれば「洩れ有り」、基準値ＲＶより小さければ「洩れ無し」と判定する。
【実施例４】
【００３９】
図７は図６のゲージ圧型洩れ検査装置に、図５と同様に環境温度測定用の温度センサ２５と、被検査体２０の温度を測定する温度センサ２６を設け、これら温度センサ２５と２６によって測定した環境温度θと、被検査体２０の温度Θを測定し、環境温度θと被検査体２０の温度Θとが異なる場合でも正しいドリフト補正を実行できるようにした実施例を示す。
空圧回路がゲージ圧型であることの他は図５に示した実施例と同じであるから、ここではこれ以上の説明は省略する。
変形例
上述した図２，５，６，７の各実施例において、差圧変化測定部40-1又は圧力変化測定部40-2にはオートゼロリセット式増幅器４１を使用して例えば図３に示すように第１及び第２平衡期間と、第１及び第２検査期間の各開始タイミングでゼロリセットを行なって、各期間の終了時点で差圧変化値ΔP1、ΔP2、ΔP3、ＣT2（または、圧力変化値ΔQ1、ΔQ2、ΔQ3、ΔＣ）を直接検出する場合を示したが、ゼロリセットを行なわず、例えば図１の差圧特性曲線の各タイミングでの差圧値P0, P1, P2, P3, P4, P5を検出し、演算制御装置５０内で差圧変化をΔP1＝P1-P0、ΔP2＝P2-P1、ΔP3＝P3-P2、ＣT2＝P5-P4として求めてもよいことは明らかである。
【００４０】
また、これらの各実施例では、図１及び図３に示すように、第１平衡期間、第２平衡期間、及び第１検査期間を順次間隔をおかず設定する場合を示したが、これらの期間の間にこれらの期間より短い決められた間隔をあけてもよい。
実験例
図１３に図２の実施例によるドリフト補正の実験例を示す。ここでは被検査体として洩れが無いことを確認したタンクを用いた。また、本発明によるドリフト補正係数算出方法で算出したドリフト補正係数Ｋは２４℃の被検査体で得られたデータから算出した。室温（被検査体と基準タンクに封入する気体の温度）は２４℃であった。
【００４１】
図中左欄Ａは被検査体の温度、Ｂ欄は第１平衡期間（2.5秒間）で計測した差圧変化値ΔP1'、Ｃ欄は第２平衡期間（2.5秒間）で測定した差圧変化値ΔP2'、Ｄ欄は検査期間（３秒間）に測定した差圧変化値ΔP3'、Ｅ欄はΔP1'−ΔP2'の値、Ｆ欄は本発明によるドリフト補正係数算出方法で算出したドリフト補正係数Ｋの値、ここでは２４℃の被検査体で測定した各測定値の平均値から求めて、0.087とした。Ｇ欄はドリフト量Ｊ＝(ΔP1'−ΔP2')Ｋの値、Ｈ欄はＧ欄に示したドリフト量ＪによりＤ欄の測定値ΔP3'をドリフト補正した補正結果Ｓ＝ΔP3'−Ｊを示す。差圧の単位はdaPa（デカパスカル）である。
【００４２】
比較のためＩ欄にＤ欄の最下段に示した標準温度２４℃における検査期間に測定した差圧変化値ΔP3'の平均値4.1(daPa)を固定のドリフト量J’として利用し、この固定ドリフト量J’をＤ欄に示した検査期間に測定した差圧変化値ΔP3'から減算した値を示す。
Ｂ欄、Ｃ欄、Ｄ欄から明らかなように第１平衡期間、第２平衡期間、検査期間でそれぞれ得られる差圧変化値はΔP1'＞ΔP2'＞ΔP3'の関係となり特に第１平衡期間で得られた差圧変化値ΔP1'と第２平衡期間で得られる差圧変化値ΔP2'の差の値（Ｅ欄）の値は比較的大きい値を呈する。
【００４３】
本発明では平衡期間において得た差圧変化値ΔP1', ΔP2'を使ってドリフト補正係数ＫをＫ＝(ΔP3'−ＣT2)/(ΔP1'−ΔP2')で求めるから、分母の値は大きく、平衡期間を長くしても分母が零に近づくことはない。この点で信頼性の高いドリフト補正係数Ｋを得ることができる。
図１３に示す実験例では洩れが無いことを確認した被検査体を用いて洩れ検査を行った実験である。このため本来であればドリフト補正結果はほぼ零を示すはずであるが、Ｉ欄に示す固定ドリフト値（4.1）を用いた補正方法によれば＋1.2〜−0.6に補正結果が分布している。
【００４４】
これに対し、本発明によるドリフト補正係数を用いたドリフト補正方法によればＨ欄に示すように＋0.4〜−0.2の間に分布し、限りなく零に近い値に収束している。この点から本願発明によるドリフト補正係数Ｋによるドリフト補正の信頼性が高いことが見て取れる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のドリフト補正係数算出方法を説明するためのグラフ。
【図２】本発明のドリフト補正係数算出方法を実行し、ドリフト補正係数を算出し、そのドリフト補正係数を記憶し、検査モードで利用することができる洩れ検査装置の実施例を説明するためのブロック図。
【図３】図２に示した洩れ検査装置を用いて本発明によるドリフト補正係数を算出する動作を説明するためのグラフ。
【図４】図２に示した洩れ検査装置でドリフト補正係数を算出し、そのドリフト補正係数を用いて洩れ検査を行なう動作を説明するためのグラフ。
【図５】本発明のドリフト補正係数算出方法、ドリフト量算出方法、ドリフト補正方法の他の例を説明するためのブロック図。
【図６】本発明のドリフト補正係数算出方法をゲージ圧型洩れ検査装置で実現する実施例を説明するためのブロック図。
【図７】本発明の他のドリフト補正係数算出方法をゲージ圧型洩れ検査装置に適用した例を説明するためのブロック図。
【図８】従来の洩れ検査装置の構成を説明するためのブロック図。
【図９】従来の洩れ検査装置のドリフト補正方法を説明するためのグラフ。
【図１０】従来の洩れ検査装置のドリフト補正方法の他の例を説明するためのグラフ。
【図１１】従来のゲージ圧型洩れ検査装置の構成を説明するためのブロック図。
【図１２】洩れ検査装置の一般的な動作周期を説明するためのグラフ。
【図１３】本発明の効果を確認するための実験例を説明するための図。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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