(57)【要約】      （修正有）【課題】空隙容量をもたない筐体に適用でき、補正が短時間でできる漏れ検出方法を提供する。【解決手段】埋め込み型医療装置に電力を供給するための電源に対するケーシングの密閉性を検出する方法であって、ケーシング内に収容された電解液から漏れ出る蒸気の圧力を測定する方法が開示される。より広く言うなら、本発明による漏れ検出法は、内部に液体を収容するとともに、第２の部分に対して固定された第１の部分を備えた密閉された筐体のいずれに対しても適用可能である。液体がこの筐体の全容積を占めている必要はなく、２５℃で約０．１ｍｍＨｇの蒸気圧を有する少なくとも一つの成分が含まれているだけでよい。この成分は、電解液のように装置の機能を助けるものであるか、または別途漏れ検出のために後から加えられるものである。【選択図】  図２
2005134382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の密閉性を検出するための方法であって、
ａ）その閉じられた容積の少なくとも一部に液体を含んでいるとともに、第２の部分に固定された少なくとも１つの第１の部分を備えた筐体を準備するステップと、
ｂ）前記液体に、２５℃で約０．１ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する少なくとも１つの化合物成分を含ませるステップと、
ｃ）ガス流を前記筐体を通過させて流すことによって被分析物を準備するステップと、
ｄ）前記被分析物を分析することによって前記筐体に漏れが生じていることを示す化合物が存在するかどうか、あるいは前記筐体が密閉されていることを示す化合物が存在しないかどうかを調べるステップと、を有していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記化合物が、酢酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、２‐メチル‐１，３‐プロパンジオール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリプロピレングリコール共重合体、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、Ｎ‐エチルホルムアミド、Ｎ‐メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ‐メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、エチルラクテート、エチレンジアセテート、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ｉｓｏ‐プロピルメチルカーボネート、スルホラン、３‐メチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセテート、ジメチルスルホラン、テトラヒドロフラン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、ジイソプロピルエーテル、１，２‐ジメトキシエタン、１，２‐ジエトキシエタン、１‐エトキシ，２‐メトキシエタン、２‐メチルテトラヒドロフラン、３‐メチル‐２‐オキサゾリジノン、ベンゼン、クメン、エチルベンゼン、エチルジグリム、エチルモノグリム、フルオロトリクロロメタン、メチレンクロリド、プロピルスルホン、シュードクメン、テトラエチルオルトシリケート、トルエン、ｍ‐キシレン、ｏ‐キシレン、アンモニウムアセテート、アンモニウムホスフェート、アンモニウムボレート、プロピオン酸、酪酸、メチル酪酸、ｉｓｏ‐酪酸、トリメチル酢酸、及びこれらの化合物から成るグループから選ばれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記液体を電気化学的電池または蓄電器の電解液からなっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記液体は電解液からなっており、前記化合物は酢酸からなっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
清浄空気または外気を前記筐体を通過させて流すことによって、被分析物を準備するステップをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
イオン移動度検出分析器および質量分析計およびクロマトグラフ分析器からなるグループから選ばれた１つの装置を用いることによって、前記被分析物を分析するステップをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
イオン移動度検出分析器を外気圧下において使用することによって、前記被分析物を分析するステップをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記イオン移動度検出分析器を連続モードまたはバッチモードで使用するステップを有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
イオン移動度検出分析器を真空下で使用することによって、前記被分析物を分析するステップをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記密閉された筐体は、電気化学的電池または蓄電器からなっており、
前記電気化学的電池または蓄電器を、電源として埋め込み型医療装置内に組み込むステップをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記筐体を、その内部を前記ガス流が通過する間に、約１２５℃まで加熱するステップをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
筐体の密閉性を検出するための方法であって、
ａ）その閉じられた容積の少なくとも一部に液体を含んでいるとともに、第２の部分に固定された少なくとも１つの第１の部分を備えた筐体を準備するステップと、
ｂ）前記液体に、２５℃で約０．１ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する少なくとも１つの化合物成分を含ませるステップと、
ｃ）ガス流を前記筐体を通過させて流すことによって被分析物を準備するステップと、
ｄ）イオン移動度検出器を用いることによって前記被分析物を分析して、前記筐体に漏れが生じていることを示す化合物が存在しているかどうか、あるいは、前記筐体が密閉されていることを示す化合物が存在しているかどうかを調べるステップと、を有していることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記筐体は蓄電器または電気化学的電池からなっており、前記化合物は酢酸からなっていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
埋め込み型医療装置に電力を供給するための方法であって、
ａ）第２の部分に固定された少なくとも１つの第１の部分を備え、その内部に電解液が収容されたケーシングを有する、電気化学的電池または蓄電器を準備するステップと、
ｂ）前記電解液に、２５℃で約０．１ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する少なくとも１つの化合物成分を含ませるステップと、
ｃ）ガス流を前記ケーシング筐体を通過させて流すことによって被分析物を準備するステップと、
ｄ）前記被分析物を分析することによって、前記ケーシングに漏れが生じていることを示す化合物が存在しているかどうか、または、前記ケーシングが密閉されていることを示す化合物が存在しているかどうかを調べるステップと、
ｅ）前記電気化学的電池または前記蓄電器を、電源として、埋め込み型医療装置に組み込むステップと、を有していることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記液体が酢酸からなっていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
筐体の密閉性を検出するための装置であって、
ａ）前記筐体を収容し得る大きさを有し、反応チャンバと流体による連絡が可能な第１のチャンバと、
ｂ）前記筐体を通ってガスが前記反応チャンバに向かって流れることを可能とする前記第１のチャンバに設けられた入口と、
ｃ）前記反応チャンバ内に設けられ、前記筐体内に収容された液体の化合物成分の分子がそれを通過し得る半透膜と、
ｄ）前記反応チャンバと流体による連絡が可能とされ、前記半透膜を通過することによってイオン化されて検出プレートに影響を及ぼす前記化合物成分の分子を移動させるためのキャリアガスと、
ｅ）前記検出プレートに影響を及ぼす前記分子のスペクトルを計算し、前記化合物の分子の濃度があらかじめ決定された閾値よりも高いかどうかを判定するようにプログラムされたマイクロプロセッサとを備え、
ｆ）前記濃度が前記閾値よりも高い場合、前記筐体に漏れが生じているものと判定するが、前記濃度が前記閾値よりも低い場合には、前記筐体は密閉されていると判定するものであることを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記化合物が、酢酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、２‐メチル‐１，３‐プロパンジオール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリプロピレングリコール共重合体、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、Ｎ‐エチルホルムアミド、Ｎ‐メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ‐メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、エチルラクテート、エチレンジアセテート、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ｉｓｏ‐プロピルメチルカーボネート、スルホラン、３‐メチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセテート、ジメチルスルホラン、テトラヒドロフラン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、ジイソプロピルエーテル、１，２‐ジメトキシエタン、１，２‐ジエトキシエタン、１‐エトキシ，２‐メトキシエタン、２‐メチルテトラヒドロフラン、３‐メチル‐２‐オキサゾリジノン、ベンゼン、クメン、エチルベンゼン、エチルジグリム、エチルモノグリム、フルオロトリクロロメタン、メチレンクロリド、プロピルスルホン、シュードクメン、テトラエチルオルトシリケート、トルエン、ｍ‐キシレン、ｏ‐キシレン、アンモニウムアセテート、アンモニウムホスフェート、アンモニウムボレート、プロピオン酸、酪酸、メチル酪酸、ｉｓｏ‐酪酸、トリメチル酢酸、及びこれらの化合物から成るグループから選ばれることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記液体は、電気化学的電池または蓄電器の電解液からなっていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記液体は電解液からなっており、前記化合物は酢酸からなっていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記ガス流を形成するガスは、清浄空気または外気からなっていること特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
大気圧下または真空下において連続モードまたはバッチモードで動作し得ることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
前記密閉された筐体は、埋め込み型医療装置の電源として機能する電気化学的電池または蓄電器からなっていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉された装置の品質管理に関し、特に、長期間経過の後の密閉性を確認すべく、密閉された筐体の漏れを検出すること、すなわち、大量および微量の漏れの検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉性は、すべてのシールされた筐体にとって重要であり、特に、埋め込み型の医療装置に対する電源のケースの密閉性の検出は、特に重要である。この場合、電源は電気化学的電池または蓄電器から形成され得る。
いずれにしても、電源はセパレータによって互いに分離され、かつ電解液を伴った負極および正極を有している。電池または蓄電器が引き起こす化学反応は、特に限定されない。たとえば、電池は、リチウム／銀バナジウム酸化物、またはリチウム／フッ素炭化物（ＣＦｘ)等の主要な化学反応、またはリチウムイオン電池のような二次的な化学反応を生じ、そして、蓄電器は、湿式タンタル電解液型のものから構成され得る。ここで要求されることは、単に電源用の密閉された筐体が、内部に電解液またはそれ以外の液体を収容しており、微量な漏れの検出に対しては、約1ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有し、また、大量の漏れの検出に対しては、約０．０１ｍｍＨｇの蒸気圧を有しているということである。
【０００３】
密閉された筐体の検査のための業界の基準は、ヘリウム検出法に基づいている。この検出法において、筐体のヘリウムによって加圧された爆発チャンバ内に置かれる。典型的には、圧力は１００ｐｓｉであり、滞在時間は１時間から数日である。もし、漏れが存在していれば、ヘリウムは筐体の空隙容量内に注入される。このとき、選択される時間および圧力の大きさは、測定されるべき漏れの大きさ、および筐体内の空隙容量の大きさに依存する。あらかじめ定められた時間が経過した後、筐体が爆発チャンバから取り出され、真空漏れ検出器内に置かれて、ヘリウムの存在が漏れを示すこととなる。
【０００４】
この形式の漏れ検出法に基礎をおいた、電気化学的電池に対する電解液注入口シールがクラスカに付与された米国特許第６，２０３，９３７号に開示されている。内側圧入ステンレススチールボールおよび外側金属カバーの間に存在する中空なガラスの泡が、外側カバーを通じて漏れたヘリウムを吸収するゲッターとして機能し、このヘリウムが後の検出のために用いられる。しかしながら、このクラスカのシール構造はいくつかの欠点を有している。これを実行するための検出装置１０は、空隙容量に対する漏れの大きさの比に敏感でるあるだけでなく、図１に概略的に示されるように、複雑な構造を有している。
【０００５】
ゲッター内のヘリウムの存在を検出するため、密閉された筐体１２としての電池が、そのとき、検出装置１０の真空チャンバ１４内に置かれる。導管１６は、チャンバ１４を冷却トラップ１８に接続する。冷却トラップの使用は、本質的に、適切な動作を損なうおそれがある。この真空系に存在する水蒸気またはそれ以外の凝縮し得るガスを取り除くことを目的としている。
【０００６】
導管２０は、トラップ１８から出て分析器２２に通じている。バルブ２６が導管２０内に配置され、導管２８は、バルブ２６から上流側に向かってバルブ３０および高真空ポンプ３２に通じている。バルブ３６を備えた導管３４は、導管３８とＴ字型の連結部を形成する。この導管３８の両端は、それぞれ粗引きポンプ４０に通じており、かつバルブ２６から上流側に向かって導管２０に再び接続している。圧力計４２が導管２０および３８の連結部に結合している。バルブ４４が、粗引きポンプ４０と導管２０との間に配置される。
【０００７】
ヘリウム漏れ検出法によれば、まず最初、密閉された筐体１２が真空チャンバ１４内に置かれる。バルブ２６、３０および４０が閉じられる一方、高真空ポンプ３２および粗引きポンプ４０の間に配置されたバルブ３６が開放される。バルブ３６が開放されることによって、高真空ポンプ３２からの排気が除去され得る。真空チャンバ１４が閉じられ、バルブ３６が閉じられ、そして、バルブ４４が開放される。これによって、トラップ１８を通じて粗引きポンプ４０と真空チャンバ１４とが接続される。粗引きポンプ４０はチャンバ１４内の圧力を約１００ｍＴｏｒｒまで減少させる。圧力計４２が系の真空度が約１００ｍＴｏｒｒであることを示したとき、バルブ４４が閉じられる一方、バルブ３０および３６が開放され、高真空ポンプ３２が系内に導入される。高真空ポンプ３２は窒素トラップ１８を通じて真空チャンバ１４に接続していて、系の圧力を約１×１０−６Ｔｏｒｒまで減少させる。この目的を達成するために適当なポンプは、油拡散ポンプおよびターボポンプまたは低温ポンプである。冷却トラップ１８は、真空チャンバ１４から吸引された液体から残留湿度を除去し、それらが一旦作動した後に損傷を受けることが防止される。
【０００８】
検査条件に適合した真空度に到達したとき、質量分析計２２および分析器２４からなる分析システムが、バルブ２６を開放することによって、真空チャンバ１４に接続される。典型的には、４極質量分析計が使用される。その理由は、この装置が特有の電荷を有する粒子を選択的に通過させ得るようになっているからである。分析器２４は、ヘリウムに表された質量分析計を通過するヘリウムの量を検出し、それを表示する。
【０００９】
この形式のシステムを用いるヘリウム漏れ検出法は、いくつかの欠点を有している。第１に、この方法は、実際に大抵の電子コンポーネントがそうであるように、空隙容量をもつ筐体に対してのみ有効であって、バッテリや湿式タンタル蓄電器の場合のような液体状の電解液で完全に満たされた筐体に対しては機能しない。このため、この検査方法は、それほど信頼できるものではな。第２に、ヘリウム漏れ検出法に対して設定されるパラメータが、空隙容量に対するリークの大きさの比に依存している。密閉された筐体の漏れの大きさは必ずしも知られておらず、ある筐体の次の筐体の検査の際に、検査結果が数パーセントの大きさで変動し得るので、その補正作業に時間がかかる。さらに、ヘリウム漏れ検出法を実行するための装置が、かなり複雑なものとなる。たとえば、真空にさらされるパーツは常時メンテナンスを必要とする。大量の漏れが生じると、システムは汚され、パーツが交換されなければならなくなって、そのために休止時間が生じてしまう。大量の漏れは、また、システムの感度を低下させるが、それは次の補正のためのチェックがなされるまでは認識されない。したがって、大量の漏れを同定するための独立した検査が、まず最初に、この検査方法とともに用いられる。質量分析計２２は常に検査を必要とし、典型的には、時間経過および温度変化に伴ってドリフトする。その結果、使用前に、補正された漏れを用いて、シフト毎にヘリウム漏れ検出システムの調整を行うことが必須である。最後に、バルブの固着のようなパーツの故障がしばしば生じて、これが休止時間を生じさせ、またシステムコンポーネントを損傷させてしまう。
【００１０】
これらの問題は、密閉された筐体内の漏れの存在が、液体内に存在するか、または検出のために筐体内の液体に加えられた比較的高い蒸気圧を伴った化合物を検出することに基づいている場合には、回避される。いずれにしても、筐体は検査チャンバ内に置かれ、その内部に存在する空気が検出可能な化合物に対して分析される。このような検査ユニットの例は、質量分析計、クロマトグラフ法および飛行時間検査法またはイオン移動度テストを含んでいるが、これらのものに限定されるものではない。
【特許文献１】米国特許第６，２０３，９３７号明細書
【発明の開示】
【００１１】
心臓ペースメーカー、薬ポンプおよび神経刺激装置のような埋め込み型の医療装置は、電源として少なくとも１個の電気化学的電池を有している。心臓細動除去器はまた、少なくとも１個の蓄電器を有している。これらの電源が密閉されていることを確認することは重要である。なぜなら、それらは多数の苛性物質および有害物質を含んでいるからである。もし、それらの物質のいずれかが筐体から漏れると、漏れた物質は、装置自体を害するだけでなく、人間を死に至らしめるおそれがある。したがって、埋め込み型の医療装置の密閉された筐体を迅速にかつ性格に検査することによって、そのらの密閉性を確認することはきわめて重要なことである。
【００１２】
筐体内に収容された内容物から漏れる蒸気、たとえば、電解液材料から漏れる蒸気の存在を検出することがこれに該当する。本発明による検査方法は、従来のヘリウム検出法に置き換わるものであり、筐体内に含まれる液体中に存在する、またはこの液体に加えられた比較的高い蒸気圧を有する化合物を利用する。この場合、筐体は適当な検査チャンバ内に置かれ、その内部に存在する空気が質量分析計、クロマトグラフ分析器および飛行時間検査装置を含む標準的な分析技術によって特定の化合物に対して分析される。
【００１３】
この発明のこれらの課題およびそれ以外の課題は、添付図面を参照した以下の詳細な説明を読むことによって当業者によってより明確となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
再び図面を参照して、図２は本発明によるイオン移動度検出分析器１００の概略図である。分析器１００は、収容部１０２と、反応領域１０４と、ドリフトチューブ１０６とを備えた反応チャンバ、および密閉された筐体１１０を含む入口チャンバ１０８を備えている。外気１１２が、導管１１４を通じて、密閉された筐体１１０を通って、入口チャンバ１０８内に引き込まれた後、反応チャンバの収容部０２内に導入される。そして、内部エダクタ１６によって、外気サンプルが半透膜１１８を通過せしめられ、それによって透過率に基づく種々の検出感度が設定される。密閉された筐体１１０を通過する外気によってピックアツプされた問題となる化合物の分子が、この膜１１８を通過し、導管１１２から収容部１０２に導入される清浄キャリア空気流１２０によってピックアップされることにより、膜１１８の反対側の面が浄化される。キャリア空気流１２０は空気サンプル分子を微少Ｎｉ６３放射線源１２４を含む反応領域１０４まで輸送する。そしてそこで、空気サンプルは、一連のイオン／分子反応の結果としてイオン化される。このキャリア流に付加された微量の不純物からなる化合物は、イオン／分子反応にさらされ、被分析物の電荷親和性に基づく一定レベルの感度をもたらす。空気サンプルが一旦イオン化されると、このイオンは、静電場の影響を受けて反応チャンバの反対側の端においてドリフトチューブ１０６に向かってドリフトし始める。
【００１５】
シャッタグリッド１２８がドリフトチューブ１０６の入口に配置される。シャッタグリッド１２８は典型的にバイアス付勢されて、イオンをブロックし、または通過させるようになっていて、周期的にパルス電圧を受けることによって、イオンをドリフトチューブ１０６内に浸入させる。そしてそこで、イオンはその大きさおよび形状に基づいて分類され始め、一方、ドリフトチャンバ１０６の端部に導入されたドリフトガス流１３０と合流する。検出プレート１３２がドリフトチューブ１０６の遠い方の端部に配置されて、電流を発生させることによってイオンの到達を検出する。小さいイオンは大きなイオンよりも高速でドリフトチューブを通過し、まず最初に、検出プレート１３２に到達する。検出器からの増幅された電流が時間の関数として測定され、スペクトルが生成れる。マイクロプロセッサ１３４が、ターゲット化合物に対するスペクトルを計算して、そのピークスペクトル高に基づいてその濃度を決定する。特定の膜１１８は、イオン化反応および飛行時間を増大させるので、このシステムは、分析器１００が他の影響因子が存在するような場合においても、問題となる化合物のみを検出するという比較的高い精度をもたらしている。イオン移動度検出器が、図２に示された分析器１００に関して説明されたのと同様、コロラド州のモレキュラー・アナリティクス社から市場において入手可能である。
【００１６】
たとえば、湿式のタンタル蓄電器は酢酸を含む電解液を有している。この化合物は比較的高い蒸気圧を有していて、イオン移動度検出分析器を用いる漏れ検出法に対して理想的なものである。酢酸の蒸発率をさらに高めるために、蓄電器が約１２５℃、好ましくは５４℃から５５℃の温度まで加熱される。
【００１７】
ニューヨーク州のクラレンス市のウィルソン・グレイトバッチ・テクノロジー社によって製造された典型的な湿式タンタル蓄電器は、約０．７２ｃｍ３の体積の電解液を有している。この形式の蓄電器の電解液中には、重さで約１５％の濃度の酢酸が存在する。酢酸の蒸気圧が図３に示されている。酢酸の蒸気圧は、比較的高く、その結果、微少量の酢酸の完全な蒸発が可能である。
【００１８】
１０年間という期間内にこの体積の損失が５％にすぎないこと、すなわち約０．０３７５ｃｍ３の損失が生じるにすぎないことが望ましいと仮定される。電解液は、大部分が水からなっているから、電解液の密度は１ｇ／ｃｍ３であると仮定される。１ｍ３の電解液中に存在する酢酸の量は、０．０３７５×１ｇ／ｃｍ３＝０．０３５ｇと計算される。１０年間は５．２６×１０６分に相当する。１０年間にわたる０．０３５ｇの電解液の損失は、１０年当たり、６．７×１０−９ｇ／分の漏れ率に等しい。電解液中の酢酸の割合は体積で１５％である。したがって、漏れ検出率は酢酸１×１０−９ｇ／分である。
【００１９】
酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）の分子量は、２（１２）＋４（１）＋２（１６）＝６０ｇ／モルである。この化合物は、６０ｇ／モル＝０．３７３ｌ／ｇで割算された標準体積２２．４ｌ／モルを有している。これは３．７３×１０−１０  ｌ／分＝３．７３×１０−７ｃｍ３／分の蒸気体積を生じさせる。
【００２０】
典型的な検査アプリケーションにおいて、清浄空気が常にあらかじめ設定された流速で装置中に流される。装置から漏れ出す蒸気は、低濃度で存在する酢酸とともに、この空気と混合される。一定の割合で空気をサンプリングする装置を用いることによって、たとえば、イオン移動度検出器はこの漏れ率を検出するための特別の感度を必要とする。サンプル空気流に基づくこの条件のグラフ的な表現をすると、図４に示されるようになる。イオン移動度漏れ検出分析器１００の感度は、すでに図２について説明し、また、コロラド州のボルダー市のモレキュラー・アナリティックス社から市場で入手可能なように、１．２ｌ／分の流速で、０．２５ｐｐｂであることがすでにわかっている。このことは、図３のグラフ中においてライン１５０で示される酢酸の場合について示されている。酢酸は２０℃で約１２Ｔｏｒｒ（ｍｍＨｇ）の蒸気圧を有している。清浄空気の、１０３ｃｍ３／分（１ｌ／分）のサンプル流の流速を仮定すると、グラフ上の点１５２によって示されるように、酢酸を検出するためには０．３ｐｐｂの限界値が必要とされる。このことは、イオン移動度検出器の性能の範囲内で達成される。すなわち、イオン移動度漏れ検出分析器１００は、この非常に単純なセッティングにおいてさえも、１０年間に５％の漏れを生じる蓄積器を同定することができる。これに対して、水は２０℃で約１０Ｔｏｒｒの蒸気圧を有している。
【００２１】
イオン移動度検出システムは、大気圧中で動作し得るので、ターゲット化合物の予測される漏れ率および蒸気圧に基づいた異なるモードでの動作が、比較的自由に達成され得る。比較的高い漏れ率の検出のため、または比較的高い蒸気圧を伴った化合物の検出のための連続モードでの動作を含んでいる。より感度の高い検出方法は、検査チャンバ内において大気圧下でバッチモードで動作させることである。より信頼性を有する検出技術は、真空中に置かれた筐体を用いてバッチモードで動作させて、微量な漏れおよび大量の漏れの両方を検出することである。
【００２２】
図５は連続的に動作するイオン移動度検出分析器２００の概略図である。この分析器２００は、検出感度を増大させるためのヒータ２０４を備えたコンベヤベルト２０２からなっている。臭覚性探知器２０６が、筐体２０８の中間空隙容量内における空気をサンプリングする。この空気は、すでに図２で説明されたイオン移動度検出分析器１００によって送られる。連続的に動作するイオン移動度検出システムは、非常に有効なものである。なぜなら、それは比較的高い蒸気圧を有する液体状化合物を含む筐体の大量の漏れの検出に非常に適した高スループット動作をすることができるからである。
【００２３】
図６はバッチ式イオン移動度分析器３００の概略図である。この分析器３００は、サンプルチャンバ３０４内に収容される１個または複数個の密閉された筐体３０２とともに、大気圧下で動作する。もし、望まれるならば、筐体３０２は、ヒータ３０６によって加熱される。チャンバ３０４に供給される空気は、容器３０８から供給される外気または清浄空気またはそれ以外の適当なガスである。いずれにしても、容器３０８から供給される空気は、導管３１０を通り、マニホルド３１２を通過してサンプルチャンバ３０４内に導入される。マニホルド３１２は、密閉された筐体３０２の全体にわたって均一な空気流がもたらされるように機能する。空気流は筐体内に導入された後、コレクタ３１４に送られ、そしてそこで、図２で説明されたイオン移動度検出分析器１００によってサンプリングされる。
【００２４】
たとえ、分析器３００が問題となる化合物の比較的高い蒸気圧の存在を検出したとしても、いずれの筐体３０２が漏れを生じているのかを特定することはできない。このことは、検査が「漏れの原因」が想定されるまで部分的に再実行されなければならないことを意味する。このシステムの主たる利点は、システムが外気中に存在するバックグラウンドの影響を最小限にするような清浄空気または特殊なガスを用いるという点にある。
【００２５】
図７は、密閉された筐体３０２が真空下に置かれるようなバッチモードで動作するイオン移動度分析器の概略図である。この分析器３２０は、導管３２４によって検査チャンバに接続された真空ポンプ３２２が付加されている点を除けば、本質的に図６に示されたバッチ式分析器３００と同じ構成を有している。密閉された筐体３０２は検査チャンバ３０４内に置かれ、ポンプ３２２によってチャンバ内が真空にされる。簡単な粗引きポンプで十分であり、高真空ポンプは不要である。指定された圧力に到達したとき、バルブ３２６が閉じられる。これは筐体から漏れるガス状の成分がポンプによって引き出されてしまうことを回避するために行われる。筐体は（検出限界および蒸気圧に依存する）指定された時間、十分に真空に晒される。この時間中、酢酸の蒸気が検査チャンバ３０４内に蓄積される。その後、バルブ３２８が開かれて、検査チャンバ３０４が大気圧下に置かれ、バルブ３３０が開かれて、チャンバ内のガス化合物がイオン移動度検出器１００によってサンプリングされる。
【００２６】
真空バッチ法は、向上した感度に加えて、ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３の方法１０１４に規定される標準漏れ率（Ｌ）と、与えられた大きさおよび与えられた温度を有するチャンバ内の比較的高い蒸気圧を備えた電解液成分の濃度とを直接的に相関させるという長所をもたらす。ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３の方法１０１４は、高圧側が１気圧（７６０ｍｍＨｇ絶対値）であり、低圧側が１ｍｍＨｇ絶対値より小さい圧力を有しているときの、１秒当たりに１本または多数本の漏れ経路を通過する２５℃の大気１ｃｍ３中の乾燥空気の量として、標準漏れ率を規定する。標準漏れ率は、１秒当たりの大気１ｃｍ３を単位として（ａｔｍ  ｃｃ／ｓｅｃ）表現される。
【００２７】
真空バッチ式イオン移動度検出法によれば、電解液の蒸発流の流速を空気の流速と直接比較することが可能となる。この主要な差は、漏れを通じて空気中に導出される圧力差が（真空度に依存して）７５９ｍｍＨｇおよび７６０ｍｍＨｇの間にあるとき、真空バッチ式検出法による漏れによる圧力が、電解液の蒸気圧そのものであるということに起因している。さらに、検出器が調節される化学的成分だけが、検出のために使用可能である。これは漏れを通じて得られ全蒸気量の割合である。また、比較がなされる場合、ガスの粘性のような異なるガス流パラメータが考慮されなければならない。
【００２８】
検査チャンバ内に蓄積される検出された成分の体積は、検出された成分の流速に、筐体（蓄電器または電池）がチャンバ１０８内に存在してる時間を乗算することによって計算され得る。その後、蓄積された蒸気は、チャンバ１０８が清浄乾燥空気で再び満たされるときに希釈される。蒸気成分の濃度が、蓄積された蒸気の体積をチャンバの全容積で割算することによって計算され得る。ガスが検出器内に導入されるとき、この濃度がピーク値として測定される。
【００２９】
図８に示されるように、１つの例として１×１０−７ｓｔｄ．ａｔｍ．ｃｃ／ｓｅｃの標準漏れ率で、１．２ｌの検査チャンバ内に漏れ出る脱イオン化された水流中の２３％酢酸の濃度の計算を行う。この計算は、４つの異なる温度でなされる。グラフ中の水平なライン４００は、この設定値において、イオン移動度検出器が、実際に追跡された量の酢酸をバックグラウンドゆらぎから区別し得る値を示している。この値は、チャンバおよび管路系の構造に非常に依存する。グラフは次のように読みとられなければならない。すなわち、もし検査チャンバの温度が５５℃であり、筐体（蓄電器または電池）が少なくとも１１分１５秒の間真空中に置かれるならば（ライン４０２）、１ｐｐｂ（１×１０−９）より高い濃度の酢酸が１×１０−７ｓｔｄ．ａｔｍ．ｃｃ／ｓｅｃより大きな漏れを示す。
【００３０】
図８のグラフから、検査時間が検査温度に依存していることがわかる。一般に、検査温度が高くなると、筐体内の蒸気圧が増大し、検査感度が向上して、より短時間での検査が可能となる。検査が実行され得る最高温度が、検査される装置の温度限界によって決定される。
【００３１】
本発明の別の実施例による漏れ検出方法は、密閉された筐体内の液体から漏れ出た特定の化学的物質を検出するための質量分析計に基礎をおいている。この質量分析計を用いた方法は、原則として、図１に示された従来のヘリウム漏れ検出システムに類似している。しかしながら、異物として、筐体の潜在的な漏れ因子に導入されたヘリウムを検出する代わりに、この質量分析計は、筐体内に含まれた液体中に存在することがすでに知られている特定の化合物、たとえば、電気化学的電池または蓄電器内の電解液の化合物を検出するように調節される。検出サイクルは、まず、質量分析計が空気をサンプリングすることができるのに十分低い圧力まで吸気された真空チャンバ内に、密閉された筐体を置くことによって開始される。もし、質量分析計が、指定された閾値を越える一定のレベルで問題となる化合物を検出したなら、検査すべき筐体には漏れが生じているものと推定される。
【００３２】
本発明のさらに別の実施例による漏れ検出法は、クロマトグラフシステムに基礎をおいている。一般に使用された２つのクロマトグラフ法として、ガスクロマトグフ法および液体クロマトグラフ法がある。ガスクロマトグラフィーにおいては、筐体の周囲の大気がサンプリングされ、その空気を核酸することができる媒体中に導入される。異なる化合物は異なる速度で拡散し、空気中の化合物の分類を可能とする。液体クロマトグラフィーにおいては、サンプルが、漏れ出す化合物を拡散する媒体として機能する液体中に導入される。
【００３３】
酢酸の代わりに、蓄電器および電気化学的電池の電解液中に存在し、本発明による方法によって検出可能な別の液体成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、２‐メチル‐１，３‐プロパンジオール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリプロピレングリコール共重合体、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、Ｎ‐エチルホルムアミド、Ｎ‐メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ‐メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、エチルラクテート、エチレンジアセテート、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ｉｓｏ‐プロピルメチルカーボネート、スルホラン、３‐メチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセテート、ジメチルスルホラン、テトラヒドロフラン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、ジイソプロピルエーテル、１，２‐ジメトキシエタン、１，２‐ジエトキシエタン、１‐エトキシ，２‐メトキシエタン、２‐メチルテトラヒドロフラン、３‐メチル‐２‐オキサゾリジノン、ベンゼン、クメン、エチルベンゼン、エチルジグリム、エチルモノグリム、フルオロトリクロロメタン、メチレンクロリド、プロピルスルホン、シュードクメン、テトラエチルオルトシリケート、トルエン、ｍ‐キシレン、ｏ‐キシレン、アンモニウムアセテート、アンモニウムホスフェート、アンモニウムボレート、プロピオン酸、酪酸、メチル酪酸、ｉｓｏ‐酪酸、トリメチル酢酸、及びこれらの化合物を使用することができる。
【００３４】
こうして、これまでに、本発明が、蓄電器または電気化学的電池からなる密閉された筐体に関して特に説明された。しかしながら、本発明による漏れ検出法は、内部に液体を収容するとともに、第２の部分に対してシールされた第１の部分を備えた密閉された筐体のすべてに対して等しく提供可能であることは当業者にとって明らかである。液体は、筐体の全容積にわたって充填されている必要はなく、２５℃で約０．１ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する少なくとも１つの成分が含まれているだけでよい。この成分は電解液のような装置の機能を支援するものであってもよいし、あるいは漏れ検出のためだけに後から加えられたものであってもよい。
【００３５】
ここで説明された本発明の技術的思想に対する種々の変更が、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の構成の範囲から逸れることなく、当業者によってなされ得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来のヘリウム漏れ検出装置１０の概略図である。
【図２】本発明によるイオン移動度漏れ検出分析器１００の概略図である。
【図３】酢酸の蒸気圧対温度のグラフである。
【図４】酢酸の検出感度対サンプル空気量のグラフである。
【図５】本発明による連続イオン移動度分析器２００の概略図である。
【図６】大気圧中で動作するバッチ式イオン移動度漏れ検出分析器３００の概略図である。
【図７】真空中で動作するバッチ式イオン移動度漏れ検出器３２０の概略図である。
【図８】漏れの生じた筐体の内側および外側の圧力を概略的に示した図である。
【図９】２３％の酢酸を含む液体を蒸発させることによって蓄積された、１．２ｌの検査チャンバ内に存在する酢酸蒸気の濃度、および１×１０−７ｓｔｄ．ａｔｍ．ｃｃ／ｓｅｃの漏れ速度で装置から漏れ出た脱イオン化された水流の濃度のグラフである。
【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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【外国語明細書】
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