(57)【要約】【課題】ヘリウムガスの回収率を低下させずに、リーク検査の精度を向上させること。【解決手段】本発明のリーク検査方法は、チャンバー１５内に検査対象部材３０を配置し、検査対象部材３０の内部にガスを充填し、チャンバー１５内へのガスのリーク量を測定するリーク検査方法であって、リークマスター１３のリーク量を測定し、リークマスター１３のリーク量に基づいてガスの濃度を算出し、測定したガスの濃度に基づいて検査対象部材３０のリーク量を補正する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に検査対象部材を配置し、
検査対象部材の内部にガスを充填し、
チャンバー内への前記ガスのリーク量を測定するリーク検査方法であって、
リークマスターのリーク量を測定し、
リークマスターのリーク量に基づいて前記ガスの濃度を算出し、
測定した前記ガスの濃度に基づいて検査対象部材のリーク量を補正するリーク検査方法。
【請求項２】
測定した前記ガスの濃度が所定の基準値未満である場合、分離膜を用いて前記ガスを精製する請求項１に記載のリーク検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリーク検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器のリーク検査方法として、容器等の検査対象部材をチャンバー内に収容し、検査対象部材内を真空引きした後、検査対象部材内にヘリウムガスを充填して、チャンバー内へのヘリウムガスのリーク量を測定する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、リーク検査方法に用いるヘリウムガスを回収して再利用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、真空引きした検査対象部材内に少量の空気が残っているので、リーク検査に用いたヘリウムガスの圧力が低い場合、回収したヘリウムガスの純度が低くなってしまう。図１は、ヘリウムガスと空気の比率を比較する図である。図１に示すように、検査対象部材内に残留している空気の量が同じである一方、ヘリウムガスは圧力により量（モル数）が変化するので、ヘリウムガスの圧力が低くなると、ヘリウムガスの比率も下がる。
【０００６】
この結果、純度が低いヘリウムガスをリーク検査に再利用すると、リークするガス中のヘリウムガスの比率も下がってしまうので、リークしたガスの量とディテクターが検出するヘリウムガスの量との隔たりが大きくなり、リーク検査の精度が低下するという問題がある。また、リーク検査に用いたヘリウムガスの圧力が低い場合にヘリウムガスを廃棄すると、ヘリウムガスの回収率が低下するという問題がある。これらの問題は、ヘリウムガスのみならずリーク検査に用いるガス全般が有する問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のリーク検査方法は、チャンバー内に検査対象部材を配置し、検査対象部材の内部にガスを充填し、チャンバー内への前記ガスのリーク量を測定するリーク検査方法であって、リークマスターのリーク量を測定し、リークマスターのリーク量に基づいて前記ガスの濃度を算出し、測定した前記ガスの濃度に基づいて検査対象部材のリーク量を補正するようにした。
【０００８】
本発明のリーク検査方法によれば、リークマスターのリーク量を測定し、リークマスターのリーク量に基づいてガスの濃度を算出し、測定したガスの濃度に基づいて検査対象部材のリーク量を補正することにより、リーク検査に用いたガスの不純物の量を考慮して、より正しいリーク量が得られるので、リーク検査の精度を向上させることができる。
【０００９】
好ましくは、本発明のリーク検査方法は、測定した前記ガスの濃度が所定の基準値未満である場合、分離膜を用いて前記ガスを精製してもよい。
【００１０】
本発明のリーク検査方法によれば、測定したガスの濃度が所定の基準値未満である場合、分離膜を用いてガスを精製することにより、再利用するガスの濃度が向上するので、リーク検査に用いるガスの不純物の量を減少し、リーク検査の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のリーク検査方法は、ヘリウムガスの回収率を低下させずに、リーク検査の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ヘリウムガスと空気の比率を比較する図である。
【図２】実施の形態１にかかるリーク検査装置の概略構成を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかるリーク検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】ヘリウムガスの濃度とみかけのリーク量との関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態２にかかるリーク検査装置の概略構成を示す図である。
【図６】実施の形態２にかかるリーク検査方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図２は、実施の形態１にかかるリーク検査装置の概略構成を示す図である。図２において、各構成を接続する線は配管を意味する。図２において、リーク検査装置１０は、ボンベ１１と、リターンタンク１２と、リークマスター１３と、チャンバー１４と、チャンバー１５と、ディテクター１６と、真空タンク１７と、真空ポンプ１８と、コンプレッサ１９と、バルブ２０〜２６とを備える。
【００１４】
ボンベ１１は、リーク検査に用いるヘリウムガスが充填されたボンベである。ボンベ１１はリターンタンク１２と配管で接続されている。
【００１５】
リターンタンク１２は、リーク検査に用いられたヘリウムガスを再回収して貯蔵するタンクである。リターンタンク１２は、バルブ２１を介してリークマスター１３と配管で接続され、バルブ２３を介して検査対象部材３０と配管で接続されている。
【００１６】
リークマスター１３は、一定量のヘリウムガスをリークする微小漏れ発生器である。リークマスター１３は、チャンバー１４に配置される。
【００１７】
チャンバー１４は、リークマスター１３を収容する容器である。そして、チャンバー１４は、リークマスター１３からリークしたヘリウムガスを溜める。また、チャンバー１４は、バルブ２２を介してディテクター１６と配管で接続されている。
【００１８】
チャンバー１５は、検査対象部材３０を内部に収容する容器である。そして、チャンバー１５は、検査対象部材３０からリークしたヘリウムガスを溜める。また、チャンバー１５は、バルブ２４を介してディテクター１６と配管で接続され、バルブ２５を介して真空タンク１７と配管で接続されている。
【００１９】
ディテクター１６は、ヘリウムガスの量を測定する分析計である。ディテクター１６は、チャンバー１４内のヘリウムガスの量を測定することにより、リークマスター１３におけるヘリウムガスのリーク量を測定する。また、ディテクター１６は、チャンバー１５内のヘリウムガスの量を測定することにより、検査対象部材３０におけるヘリウムガスのリーク量を測定する。
【００２０】
真空タンク１７は、検査対象部材３０内を真空にする際に、検査対象部材３０内のガスを蓄えるタンクである。真空タンク１７は、真空ポンプ１８と配管で接続されている。
【００２１】
真空ポンプ１８は、真空タンク１７を介して検査対象部材３０内を真空引きするポンプである。例えば、真空ポンプ１８は、粗引きポンプ及びドライポンプを組み合わせた構成が好適である。真空ポンプ１８は、排気側を配管でコンプレッサ１９に接続されている。
【００２２】
コンプレッサ１９は、真空ポンプにより検査対象部材３０内から吸引したヘリウムガスを昇圧して、リターンタンク１２に送出するコンプレッサである。コンプレッサ１９は、昇圧側を配管でリターンタンク１２に接続されている。
【００２３】
バルブ２０〜２８は、それぞれ配管を流通または閉止するバルブである。
【００２４】
以上の構成により、リーク検査装置１０は、検査対象部材３０のリークを検査する。次に、リーク検査装置１０を用いたリーク検査方法の手順について説明する。図３は、実施の形態１にかかるリーク検査方法の手順を示すフローチャートである。
【００２５】
ステップＳ１０１において、ボンベ１１からリターンタンク１２にヘリウムガスを供給する。そしてリターンタンク１２にヘリウムガスが充填された後、バルブ  を閉止し、ステップＳ１０２に進む。リターンタンク１２に充填するヘリウムガスの圧力は、少なくともリーク検査に必要なヘリウムガスの圧力以上とする。
【００２６】
ステップＳ１０２において、バルブ２１を開けることにより、リターンタンク１２からリークマスター１３にヘリウムガスが供給され、ステップＳ１０３に進む。
【００２７】
ステップＳ１０３において、バルブ２２を開けることにより、リークマスター１３からチャンバー１４内にリークしたヘリウムガスがディテクター１６に導出される。そして、リークマスター１３からリークした、みかけのリーク量（ヘリウムガスの量）は、ディテクター１６を用いて測定される。そして、リークマスター１３のみかけのリーク量から、検査に用いられるヘリウムガスの濃度が算出される。測定後、バルブ２１及び２２を閉止し、ステップＳ１０４に進む。
【００２８】
ステップＳ１０４において、バルブ２３を開けることにより、リターンタンク１２から検査対象部材３０にヘリウムガスが供給され、ステップＳ１０５に進む。
【００２９】
ステップＳ１０５において、バルブ２４を開けることにより、検査対象部材３０からチャンバー１５内にリークしたヘリウムガスがディテクター１６に導出される。そして、検査対象部材３０からリークしたみかけのリーク量（ヘリウムガスの量）は、ディテクター１６を用いて測定される。測定後、バルブ２４を閉止し、ステップＳ１０６に進む。
【００３０】
ステップＳ１０６において、ステップＳ１０３で算出されたヘリウムガスの濃度に基づいて、検査対象部材３０のみかけのリーク量を補正することにより、検査対象部材３０からのリーク量が得られる。具体的なリーク量の算出方法については、後述する。検査対象部材３０からのリーク量を得た後、ステップＳ１０７に進む。
【００３１】
ステップＳ１０７において、検査対象部材３０からのリーク量が所定の値以下であるか否か判断する。検査対象部材３０からのリーク量が所定の値以下である場合、ステップＳ１０８に進む。また、検査対象部材３０からのリーク量が所定の値より大きい場合、ステップＳ１０９に進む。
【００３２】
ステップＳ１０８において、検査対象部材３０の気密は十分に保たれていると判断され、ステップＳ１１０に進む。
【００３３】
ステップＳ１０９において、検査対象部材３０の気密は十分に保たれていないと判断され、ステップＳ１１０に進む。
【００３４】
ステップＳ１１０において、バルブ２５を開け、検査対象部材３０内のヘリウムガスは、真空タンク１７内に回収される。ヘリウムガスを回収した後、バルブ２５を閉止し、ステップＳ１１１に進む。
【００３５】
ステップＳ１１１において、バルブ２６を開け、真空ポンプ１８及びコンプレッサ１９を動作させることにより、真空タンク１７内のヘリウムガスは、リターンタンクに充填される。ヘリウムガスの充填後、バルブ２６を閉止し、ステップＳ１０１に戻る。
【００３６】
以上の手順により、リーク検査及びヘリウムガス回収が行われる。次に、リーク量の算出について説明する。図４は、ヘリウムガスの濃度とみかけのリーク量との関係を示すグラフである。図４において、縦軸は見かけのヘリウムガスのリーク量（ｍＬ／ｍｉｎ）を示し、横軸は、ヘリウムガスの濃度（ｖｏｌ％）を示す。図４に示すようにヘリウムガスの濃度が１００％である場合、図１のディテクター１６は、リーク量の全量を測定できるので、見かけのヘリウムガスのリーク量と本来のヘリウムガスのリーク量とが一致する。一方、
【００３７】
ヘリウムガスの濃度が５０％である場合、図１のディテクター１６は、リーク量の５０％を測定できるので、見かけのヘリウムガスのリーク量は、本来のヘリウムガスのリーク量の５０％となる。
【００３８】
このように、ヘリウムガスの濃度と見かけのヘリウムガスのリーク量とは比例関係にある。したがって、リークマスターに適用すると、ヘリウムガスの濃度（ｖｏｌ％）＝リークマスターの見かけのリーク量／（ヘリウム濃度１００ｖｏｌ％時）の関係が成り立つ。リークマスターのリーク量は既知であるので、リークマスターの見かけのリーク量を測定することにより、ヘリウムガスの濃度を算出することができる。
【００３９】
さらに、上記関係を検査対象部材３０に適用すると、検査対象部材３０のリーク量＝検査対象部材３０の見かけのリーク量／ヘリウムガスの濃度（ｖｏｌ％）の関係が成り立つ。
【００４０】
したがって、リークマスターの見かけのリーク量をリークマスターのリーク量で除して、ヘリウムガスの濃度を算出し、検査対象部材３０の見かけのリーク量をヘリウムガスの濃度で除することにより、検査対象部材３０のリーク量を得ることができる。
【００４１】
このように実施の形態１のリーク検査方法によれば、リークマスターのリーク量を測定し、リークマスターのリーク量に基づいてガスの濃度を算出し、測定したガスの濃度に基づいて検査対象部材のリーク量を補正することにより、リーク検査に用いたガスの不純物の量を考慮して、より正しいリーク量が得られるので、リーク検査の精度を向上させることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
実施の形態２では、リーク検査に使用して純度が低下したヘリウムガスを生成する例について説明する。図５は、実施の形態２にかかるリーク検査装置の概略構成を示す図である。図５において、図２と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。
図５において、リーク検査装置４０は、ボンベ１１と、リターンタンク１２と、リークマスター１３と、チャンバー１４と、チャンバー１５と、ディテクター１６と、真空タンク１７と、真空ポンプ１８と、コンプレッサ１９と、バルブ２０〜２６と、分離膜４１と、バルブ４２及び４３とを備える。
【００４３】
分離膜４１は、ガス中のヘリウムと他の分子とを分離する分離膜である。分離膜としては、炭素膜、シリカ膜、高分子膜等が好適である。分離膜４１は、バルブ４２を介してコンプレッサ１９の排気側と配管で接続される。また、分離膜４１は、ヘリウム分離側を配管で真空タンク１７と接続され、透過ガス側を配管で排気口に接続される。
【００４４】
バルブ４２及び４３は、配管を流通または閉止するバルブである。コンプレッサ１９は、バルブ４３を介してリターンタンク１２と配管で接続する。
【００４５】
以上の構成により、リーク検査装置４０は、検査対象部材３０のリークを検査し、更にリーク検査に使用したヘリウムをリターンタンク１２に回収する。次に、リーク検査装置４０を用いたリーク検査方法の手順について説明する。図６は、実施の形態２にかかるリーク検査方法の手順を示すフローチャートである。図６において、図３と同一の手順については、同一の番号を付し、説明を省略する。
【００４６】
ステップＳ１０３において、バルブ２２を開けることにより、リークマスター１３からチャンバー１４内にリークしたヘリウムガスがディテクター１６に導出される。そして、リークマスター１３からリークした、みかけのリーク量（ヘリウムガスの量）は、ディテクター１６を用いて測定される。そして、リークマスター１３のみかけのリーク量から、検査に用いられるヘリウムガスの濃度が算出される。測定後、バルブ２１及び２２を閉止し、ステップＳ２０１に進む。
【００４７】
ステップＳ２０１において、算出されたヘリウムガスの濃度が、リーク検査に十分なヘリウム濃度であるか否かを判断する。具体的には、ステップＳ２０１において、算出されたヘリウムガスの濃度が、所定の濃度以上であるか否か判断する。算出されたヘリウムガスの濃度が、所定の濃度以上である場合、ステップＳ１０４に進み、算出されたヘリウムガスの濃度が、所定の濃度未満である場合、ステップＳ２０２に進む。
【００４８】
ステップＳ１０４において、バルブ２３を開けることにより、リターンタンク１２から検査対象部材３０にヘリウムガスが供給され、ステップＳ１０５に進む。
【００４９】
ステップＳ２０２において、バルブ４２及び４３を開けることにより、リターンタンク１２内のヘリウムガスを昇圧し、ヘリウムガスを分離膜４１に供給し、ステップＳ２０３に進む。
【００５０】
ステップＳ２０３において、分離膜４１において、他のガスと分離されたヘリウムガスは、真空タンク１７に回収され、ステップＳ１１１に進む。
【００５１】
ステップＳ１１１において、バルブ２６を開け、真空ポンプ１８及びコンプレッサ１９を動作させることにより、真空タンク１７内のヘリウムガスは、リターンタンクに充填される。ヘリウムガスの充填後、バルブ２６を閉止し、ステップＳ１０１に戻る。
【００５２】
このように実施の形態２のリーク検査方法によれば、測定したガスの濃度が所定の基準値未満である場合、分離膜を用いてガスを精製することにより、再利用するガスの濃度が向上するので、リーク検査に用いるガスの不純物の量を減少し、リーク検査の精度を向上させることができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、リークマスター１３のみかけのリーク量から、検査に用いられるヘリウムガスの濃度を算出する構成、及び、算出したヘリウムガスの濃度に基づいて、検査対象部材３０のみかけのリーク量を補正することにより、検査対象部材３０からのリーク量を算出する構成は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を用いた電子回路により実現してもよい。また、各バルブの開閉は手動で行ってもよく、また制御回路により自動で行っても良い。また、上記実施の形態ではヘリウムガスをリーク検査に用いているが、他のガスを用いてリーク検査を行っても良い。例えば、可燃性ガスの濃度を可燃性範囲外として用いることにより、リーク検査装置に防爆構造とすることなく適用することもできる。
【符号の説明】
【００５４】
２０-２８  バルブ
２０-２６  バルブ
１０、４０  リーク検査装置
１１  ボンベ
１２  リターンタンク
１３  リークマスター
１４、１５  チャンバー
１６  ディテクター
１７  真空タンク
１８  真空ポンプ
１９  コンプレッサ
２１〜２６、４２、４３  バルブ
３０  検査対象部材
４１  分離膜
【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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