(57)【要約】【課題】  より正確に、密閉空間のリークに起因する差圧変化量を算出することができる差圧変化量算出装置を提供すること。【解決手段】  ワークＷのリーク検査において、時間間隔をあけて２回のリーク検査が行われる。そして、１回目のリーク検査にて取得された第一差圧変化量ｄＰａ１、第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１、及び、２回目のリーク検査にて取得された第二差圧変化量ｄＰａ２、第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２に基づいて、密閉空間ＷＳの圧力と比較空間ＣＳの圧力との差圧の時間変化量であって密閉空間ＷＳのリークに起因する差圧の時間変化量である実差圧変化量ｄＰａが算出される。【選択図】  図２Ｃ
2017116387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端が圧力源に接続されるとともに他方端がワーク内に形成される密閉空間に接続された第一配管と、
前記第一配管に介装された第一開閉弁と、
一方端が前記第一開閉弁よりも下流に配置されて前記密閉空間に連通されるとともに他方端がマスターワーク内に形成される比較空間に連通された第二配管と、
前記第二配管に介装された第二開閉弁と、
前記密閉空間の圧力と前記比較空間の圧力との差圧を検出する差圧センサと、
前記ワークの温度を検出するワーク温度センサと、
前記第一開閉弁の開閉動作及び前記第二開閉弁の開閉動作を制御することによって、前記密閉空間の圧力と前記比較空間の圧力との差圧の時間変化量を算出する制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁を開弁して、前記圧力源、前記密閉空間及び前記比較空間を連通させるとともに、前記圧力源から前記密閉空間及び前記比較空間に所定のテスト圧力が印加されるように、前記密閉空間の圧力及び前記比較空間の圧力を調整する圧力調整処理と、
前記圧力調整処理の実行後に前記第一開閉弁を閉弁して前記圧力源と前記密閉空間との連通及び前記圧力源と前記比較空間との連通を遮断するとともに、前記第二開閉弁を閉弁して前記密閉空間と前記比較空間との連通を遮断する閉弁処理と、
前記差圧センサにて検出された差圧が前記閉弁処理の実行により前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁が閉弁している第一期間内に変化した量である第一差圧変化量及び、前記ワーク温度センサにて検出された前記ワークの温度が前記第一期間内に変化した量である第一ワーク温度変化量を取得する第一状態取得処理と、
前記差圧センサにて検出された差圧が前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁が閉弁している期間であり前記第一期間よりも後の第二期間内に変化した量である第二差圧変化量及び、前記ワーク温度センサにて検出された前記ワークの温度が前記第二期間内に変化した量である第二ワーク温度変化量を取得する第二状態取得処理と、
前記第一差圧変化量、前記第一ワーク温度変化量、前記第二差圧変化量、及び前記第二ワーク温度変化量に基づいて、前記密閉空間の圧力と前記比較空間の圧力との差圧の時間変化量であって前記密閉空間のリークに起因する差圧の時間変化量である実差圧変化量を算出する実差圧変化量算出処理と、
を実行する、差圧変化量算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の差圧変化量算出装置において、
前記第一差圧変化量をｄＰａ１、前記第一ワーク温度変化量をｄＴｗ１、前記第一期間をｔｔ１、前記第二差圧変化量をｄＰａ２、前記第二ワーク温度変化量をｄＴｗ２、前記第二期間をｔｔ２、前記実差圧変化量をδＰａとしたとき、前記制御部は、前記実差圧変化量算出処理にて、以下の式
δＰａ＝ｄＰａ２／ｔｔ２−（ｄＰａ１／ｔｔ１−ｄＰａ２／ｔｔ２）/（ｄＴｗ１／ｔｔ１−ｄＴｗ２／ｔｔ２）・（ｄＴｗ２／ｔｔ２）
により、前記実差圧変化量δＰａを算出する、差圧変化量算出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の差圧変化量算出装置において、
前記制御部は、前記実差圧変化量に基づいて、前記ワークの前記密閉空間のリークの有無を判断するリーク判断処理を実行する、
差圧変化量算出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の差圧変化量算出装置において、
前記制御部は、
前記第一状態取得処理の実行後であって前記第二状態取得処理の実行前に、前記第一開閉弁を閉弁させたまま前記第二開閉弁を所定時間開弁して前記密閉空間と前記比較空間とを連通させる平衡処理を実行する、差圧変化量算出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の差圧変化量算出装置において、
前記圧力調整処理は、
前記密閉空間及び前記比較空間の圧力が前記テスト圧力よりも高い第一圧力になるように前記密閉空間及び前記比較空間を加圧する加圧処理と、
前記加圧処理の実行後に前記密閉空間及び前記比較空間の圧力が前記テスト圧力になるように前記密閉空間及び前記比較空間を減圧する減圧処理と、
を含む、差圧変化量算出装置。
【請求項６】
ワーク内に形成された密閉空間及びマスターワーク内に形成された比較空間を圧力源に連通させることにより、前記密閉空間の圧力及び前記比較空間の圧力が同一のテスト圧力になるように前記密閉空間の圧力及び前記比較空間の圧力を調整する圧力調整工程と、
前記圧力源と前記密閉空間との連通及び前記圧力源と前記比較空間との連通を遮断する遮断工程と、
前記密閉空間の圧力と前記比較空間の圧力との差圧が、前記遮断工程により前記圧力源と前記密閉空間との連通及び前記圧力源と前記比較空間との連通が遮断されている第一期間内に変化した量である第一差圧変化量、及び、前記ワークの温度が前記第一期間内に変化した量である第一ワーク温度変化量を取得する第一状態取得工程と、
前記密閉空間の圧力と前記比較空間の圧力との差圧が、前記圧力源と前記密閉空間との連通及び前記圧力源と前記比較空間との連通が遮断されている期間であって前記第一期間よりも後の第二期間内に変化した量である第二差圧変化量、及び、前記ワークの温度が前記第二期間内に変化した量である第二ワーク温度変化量を取得する第二状態取得工程と、
前記第一差圧変化量、前記第一ワーク温度変化量、前記第二差圧変化量、及び前記第二ワーク温度変化量に基づいて、前記密閉空間の圧力と前記比較空間の圧力との差圧の時間変化量であって前記密閉空間のリークに起因する差圧の時間変化量である実差圧変化量を算出する実差圧変化量算出工程と、
を含む、差圧変化量算出方法。
【請求項７】
請求項６に記載の差圧変化量算出方法において、
前記実差圧変化量算出工程は、前記第一差圧変化量をｄＰａ１、前記第一ワーク温度変化量をｄＴｗ１、前記第一期間をｔｔ１、前記第二差圧変化量をｄＰａ２、前記第二ワーク温度変化量をｄＴｗ２、前記第二期間をｔｔ２、前記実差圧変化量をδＰａとしたとき、以下の式
δＰａ＝ｄＰａ２／ｔｔ２−（ｄＰａ１／ｔｔ１−ｄＰａ２／ｔｔ２）/（ｄＴｗ１／ｔｔ１−ｄＴｗ２／ｔｔ２）・（ｄＴｗ２／ｔｔ２）
により、前記実差圧変化量δＰａを算出する工程である、差圧変化量算出方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の差圧変化量算出方法において、
前記実差圧変化量に基づいて、前記ワークの前記密閉空間のリークの有無を判断するリーク判断工程を含む、差圧変化量算出方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の差圧変化量算出方法において、
前記第一状態取得工程後であって前記第二状態取得工程前に実行され、前記密閉空間と前記比較空間とを連通させることによって前記密閉空間の圧力と前記比較空間の圧力を一致させる平衡工程を含む、差圧変化量算出方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の差圧変化量算出方法において、
前記圧力調整工程は、
前記圧力源から前記密閉空間及び前記比較空間に前記テスト圧力よりも高い第一圧力を印加する加圧工程と、
前記密閉空間及び前記比較空間の圧力が前記テスト圧力になるように前記密閉空間及び前記比較空間の圧力を減圧する減圧工程と、
を含む、差圧変化量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク内に形成された密閉空間の圧力とマスターワーク内に形成された比較空間の圧力との差圧の時間変化量（差圧変化量）を算出するための差圧変化量算出装置及び差圧変化量算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の密閉空間が内部に形成された容器等のリークの有無を検査する方法の一つとして、ヘリウムガスを用いたトレーサガス法が例示される。しかしながら、トレーサガス法を用いるリーク検査は、設備コスト、ランニングコストが高いという問題を有する。そこで、検査対象のワークに形成された密閉空間の圧力とマスターワークに形成された比較空間の圧力との差圧を計測するとともに計測した差圧の時間変化量（差圧変化量）を算出し、算出した差圧変化量に基づいて密閉空間のリークの有無を検査する差圧式リーク検査方法が、しばしば用いられる。
【０００３】
差圧式リーク検査方法により大気圧よりも高い高圧を密閉空間に印加した場合、密閉空間内の気体が圧縮されて、圧縮熱により密閉空間内の気体の温度が上昇する。そのため、密閉空間の圧力と比較空間の圧力との差圧の計測中に、圧縮熱の放熱により密閉空間内の気体の温度が変化（低下）し、その温度変化に起因して密閉空間の圧力が変化する。つまり、差圧変化量には、密閉空間内の気体の温度変化に起因した差圧変化量と、密閉空間のリークに起因した差圧変化量が含まれる。従って、差圧式リーク検査方法においては、密閉空間内の気体の温度変化に起因した差圧変化量が除外された差圧変化量、すなわち密閉空間のリークに起因した差圧変化量を算出するのが望ましい。従来では様々な方法により、密閉空間のリークに起因した差圧変化量を算出する試みがなされている。
【０００４】
特許文献１は、予め取得されているワークの放熱特性を表す放熱特性項とワークの密閉空間からの気体の漏れを表す漏れ特性項とを含む差圧方程式に、ワーク内の密閉空間の圧力を代入して差圧方程式の漏れ特性項に係る係数を求め、求めた漏れ特性項に係る係数を用いて密閉空間のリークの有無を判断するリーク検査方法を開示する。また、特許文献２は、ワーク温度とワークを固定する治具の温度との温度差から、放熱に起因するワーク内圧のドリフト量を求める方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０５６８１８号
【特許文献２】特開２００２−０２２５９２号公報
【発明の概要】
【０００６】
（発明が解決しようとする課題）
特許文献１によれば、放熱特性項と漏れ特性項とを含む予め定式化された差圧方程式を用いて、密閉空間内のリークに起因した差圧変化量が算出される。ここで、密閉空間内の気体の温度変化に起因する差圧変化量は、ワークの周囲環境の温度変化によっても変化する。特許文献１に示された差圧方程式はワークの周囲環境の温度変化を考慮していない。よって、ワークの周囲環境の温度変化が生じている場合において、特許文献１に記載の方法を適用した場合、漏れ特性項に係る係数を精度良く算出することができない。このため密閉空間のリークに起因する差圧変化量を正確に算出することができず、それ故に、精度の高いリーク検査を行うことができない。また、特許文献１に記載の方法は、予め設定した差圧方程式が成立し得る温度範囲内でのみ適用することができ、それ以外の温度範囲で適用した場合には、算出される差圧変化量の誤差が増大するため、精度の高いリーク検査を行うことができない。
【０００７】
また、特許文献２によれば、ワークを固定或いは密閉するための治具を経由した密閉空間内の気体の放熱を考慮して差圧のドリフト量を求めている。しかしながら、上述したように密閉空間内の気体の温度変化に起因する差圧変化量はワークの周囲環境の温度変化によって変化する。特許文献２に示される方法においては、差圧のドリフト量を求めるにあたり、ワークから治具への放熱による温度変化を考慮しているものの、ワークの周囲環境の温度変化を考慮していない。そのため特許文献１と同様に、ワークの周囲環境の温度変化が生じている場合において、特許文献２に記載の方法を適用しても、より正確に、密閉空間のリークに起因する差圧変化量を算出することができず、それ故に、精度の高いリーク検査を行うことができない。
【０００８】
本発明は、従来よりも正確に、密閉空間のリークに起因する差圧変化量を算出することができる差圧変化量算出装置及び差圧変化量算出方法を提供することを、目的とする。
【０００９】
（課題を解決するための手段）
本発明は、一方端が圧力源（２）に接続されるとともに他方端がワーク（Ｗ）内に形成される密閉空間（ＷＳ）に接続された第一配管（４ａ）と、第一配管に介装された第一開閉弁（５ａ）と、一方端が第一開閉弁よりも下流に配置されて密閉空間に連通されるとともに他方端がマスターワーク（６）内に形成される比較空間（ＣＳ）に連通された第二配管（４ｂ）と、第二配管に介装された第二開閉弁（５ｂ）と、密閉空間の圧力と比較空間の圧力との差圧（ΔＰｓ）を検出する差圧センサ（７）と、ワークの温度（Ｔｗ）を検出するワーク温度センサ（９ａ）と、第一開閉弁の開閉動作及び第二開閉弁の開閉動作を制御することによって、密閉空間の圧力と比較空間の圧力との差圧の時間変化量を算出する制御部（１０）と、を備え、制御部が、第一開閉弁及び第二開閉弁を開弁して、圧力源、密閉空間及び比較空間を連通させるとともに、圧力源から密閉空間及び比較空間に所定のテスト圧力（Ｐｔ）が印加されるように、密閉空間の圧力及び比較空間の圧力を調整する圧力調整処理（Ｓ２，Ｓ４）と、圧力調整処理の実行後に第一開閉弁を閉弁して圧力源と密閉空間との連通及び圧力源と比較空間との連通を遮断するとともに、第二開閉弁を閉弁して密閉空間と比較空間との連通を遮断する閉弁処理（Ｓ６，Ｓ８）と、差圧センサにて検出された差圧が閉弁処理の実行により第一開閉弁及び第二開閉弁が閉弁している第一期間（ｔｔ１）内に変化した量である第一差圧変化量（ｄＰａ１）及び、ワーク温度センサにて検出されたワークの温度が第一期間内に変化した量である第一ワーク温度変化量（ｄＴｗ１）を取得する第一状態取得処理（Ｓ１２，Ｓ１３）と、差圧センサにて検出された差圧が第一開閉弁及び第二開閉弁が閉弁している期間であり第一期間よりも後の第二期間（ｔｔ２）内に変化した量である第二差圧変化量（ｄＰａ２）及び、ワーク温度センサにて検出されたワークの温度が第二期間内に変化した量である第二ワーク温度変化量（ｄＴｗ２）を取得する第二状態取得処理（Ｓ２２，Ｓ２３）と、第一差圧変化量、第一ワーク温度変化量、第二差圧変化量、及び第二ワーク温度変化量に基づいて、密閉空間の圧力と比較空間の圧力との差圧の時間変化量であって密閉空間のリークに起因する差圧の時間変化量である実差圧変化量（δＰａ）を算出する実差圧変化量算出処理（Ｓ２４）と、を実行する、差圧変化量算出装置（１）を提供する。
【００１０】
本発明に係る差圧変化量算出装置によれば、異なる２つの検査期間（第一期間、第二期間）内における差圧変化量及びワーク温度変化量が取得される。ここで、密閉空間の容積は常に一定であるので、ボイル・シャルルの法則により、密閉空間の圧力変化量と密閉空間内の気体の温度変化量との比は一定である。よって、密閉空間の圧力変化量を差圧変化量とみなし、且つ、密閉空間内の気体の温度変化量をワーク温度変化量とみなすことにより、２つの異なる期間において取得した差圧変化量及びワーク温度変化量から、ワーク温度変化量が０であるときにおける、すなわち密閉空間内の気体の温度変化が無いときにおける差圧変化量を算出することができる。こうして算出された差圧変化量が、密閉空間のリークに起因して生じる差圧変化量（実差圧変化量）である。
【００１１】
すなわち、本発明によれば、異なる２つの期間で取得されるワーク温度変化量と差圧変化量から、差圧変化に対する温度変化の影響が除外された差圧変化量が算出される。このため、従来よりも正確に、密閉空間のリークに起因して生じる差圧変化量（実差圧変化量）を算出することができる。
【００１２】
また、ワークの周囲環境の温度等の外部要因の変化は、ワーク温度の変化に反映される。本発明においては、密閉空間のリークに起因する差圧変化量（実差圧変化量）を算出するにあたり、ワーク温度変化量を考慮している。よって、本発明によれば、ワークの周囲環境の温度が変化した場合、さらには、それ以外の外部要因が変化した場合においても、ワーク温度変化を考慮することにより、従来よりも正確に、密閉空間のリークに起因して生じる差圧変化量（実差圧変化量）を算出することができる。
【００１３】
また、本発明において、第一差圧変化量をｄＰａ１、第一ワーク温度変化量をｄＴｗ１、第一期間をｔｔ１、第二差圧変化量をｄＰａ２、第二ワーク温度変化量をｄＴｗ２、第二期間をｔｔ２、実差圧変化量をδＰａとしたとき、制御部は、実差圧変化量算出処理にて、以下の式
δＰａ＝ｄＰａ２／ｔｔ２−（ｄＰａ１／ｔｔ１−ｄＰａ２／ｔｔ２）/（ｄＴｗ１／ｔｔ１−ｄＴｗ２／ｔｔ２）・（ｄＴｗ２／ｔｔ２）
により、前記実差圧変化量δＰａを算出するとよい。これによれば、ボイル・シャルルの法則に基づいて、従来よりも正確に実差圧変化量を算出することができる。
【００１４】
また、制御部は、実差圧変化量に基づいて、ワークの密閉空間のリークの有無を判断するリーク判断処理（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）を実行するとよい。これによれば、ワークの密閉空間のリークの有無を、実差圧変化量に基づいて従来よりも正確に判断することができる。この場合、制御部は、リーク判断処理にて、実差圧変化量が予め定められた閾値差圧変化量以下であるか否かに基づいて、ワークの密閉空間のリークの有無を判断するとよい。さらに、制御部は、リーク判断処理にて、実差圧変化量が閾値差圧変化量以下であるときに密閉空間がリークしていないと判断し、実差圧変化量が閾値差圧変化量よりも大きいときに密閉空間がリークしていると判断するとよい。
【００１５】
また、制御部は、第一状態取得処理の実行後であって第二状態取得処理の実行前に、第一開閉弁を閉弁させたまま第二開閉弁を所定時間開弁して密閉空間と比較空間とを連通させる平衡処理（Ｓ１５）を実行するとよい。二回の差圧変化量（第一差圧変化量と第二差圧変化量）を連続的に取得しようとする場合、大きな差圧の計測幅を有する差圧センサが必要とされる。これに対し、本発明のように、第一状態取得処理にて第一差圧変化量を取得した後に、いったん密閉空間と比較空間とを連通させて両空間を同圧にすることにより、小さな差圧の計測幅を有する差圧センサを用いて二回の差圧変化量（第一差圧変化量と第二差圧変化量）を取得することができる。なお、この平衡処理を実行する場合、第二状態取得処理の実行前に、第二開閉弁を閉弁する処理（Ｓ１８）が実行される。
【００１６】
また、圧力調整処理は、密閉空間及び比較空間の圧力がテスト圧力よりも高い第一圧力（Ｐ１）になるように密閉空間及び比較空間を加圧する加圧処理（Ｓ１，Ｓ２）と、加圧処理の実行後に密閉空間及び比較空間の圧力がテスト圧力になるように密閉空間及び比較空間を減圧する減圧処理（Ｓ４）と、を含むとよい。これによれば、減圧処理により密閉空間内の気体を断熱膨張させることにより急冷することができる。このため、密閉空間内の気体のワークへの放熱を促進することができ、それにより、密閉空間内の気体の温度とワークの温度とを早期に近づけることができる。よって、密閉空間の気体の温度変化量とワーク温度変化量とを近づけることができ、その結果、ワーク温度変化量を用いて算出される実差圧変化量の算出精度を向上することができる。加えて、ワークの温度を密閉空間内の気体の温度に近づけるための平衡時間を短縮することができる。従って、ワークの検査時間を短縮することができる。
【００１７】
また、本発明は、ワーク（Ｗ）内に形成された密閉空間（ＷＳ）及びマスターワーク（６）内に形成された比較空間（ＣＳ）を圧力源（２）に連通させることにより、密閉空間の圧力及び比較空間の圧力が同一のテスト圧力（Ｐｔ）になるように密閉空間の圧力及び比較空間の圧力を調整する圧力調整工程（Ｓ２，Ｓ４）と、圧力源と密閉空間との連通及び圧力源と比較空間との連通を遮断する遮断工程（Ｓ６，Ｓ８）と、密閉空間の圧力と比較空間の圧力との差圧が、遮断工程により圧力源と密閉空間との連通及び圧力源と比較空間との連通が遮断されている第一期間（ｔｔ１）内に変化した量である第一差圧変化量（ｄＰａ１）、及び、ワークの温度（Ｔｗ）が第一期間内に変化した量である第一ワーク温度変化量（ｄｔｗ１）を取得する第一状態取得工程（Ｓ１２，Ｓ１３）と、密閉空間の圧力と比較空間の圧力との差圧（ΔＰｓ）が、圧力源と密閉空間との連通及び圧力源と比較空間との連通が遮断されている期間であって第一期間よりも後の第二期間（ｔｔ２）内に変化した量である第二差圧変化量（ｄＰａ２）、及び、ワークの温度が第二期間内に変化した量である第二ワーク温度変化量（ｄＴｗ２）を取得する第二状態取得工程（Ｓ２２，Ｓ２３）と、第一差圧変化量、第一ワーク温度変化量、第二差圧変化量、及び第二ワーク温度変化量に基づいて、密閉空間の圧力と比較空間の圧力との差圧の時間変化量であって密閉空間のリークに起因する差圧の時間変化量である実差圧変化量（δＰａ）を算出する実差圧変化量算出工程（Ｓ２４）と、を含む、差圧変化量算出方法を提供する。
【００１８】
この場合、実差圧変化量算出工程は、第一差圧変化量をｄＰａ１、第一ワーク温度変化量をｄＴｗ１、第一期間をｔｔ１、第二差圧変化量をｄＰａ２、第二ワーク温度変化量をｄＴｗ２、第二期間をｔｔ２、実差圧変化量をδＰａとしたとき、以下の式
δＰａ＝ｄＰａ２／ｔｔ２−（ｄＰａ１／ｔｔ１−ｄＰａ２／ｔｔ２）/（ｄＴｗ１／ｔｔ１−ｄＴｗ２／ｔｔ２）・（ｄＴｗ２／ｔｔ２）
により、前記実差圧変化量δＰａを算出する工程であるのがよい。
【００１９】
また、本発明に係る差圧変化量算出方法は、実差圧変化量に基づいて、ワークの密閉空間のリークの有無を判断するリーク判断工程（Ｓ２５）を含むとよい。また、第一状態取得工程後であって第二状態取得工程前に実行され、密閉空間と比較空間とを連通させることによって密閉空間の圧力と比較空間の圧力を一致させる平衡工程（Ｓ１５）を含むとよい。また、圧力調整工程は、圧力源から密閉空間及び比較空間にテスト圧力よりも高い第一圧力（Ｐ１）を印加する加圧工程（Ｓ１，Ｓ２）と、密閉空間及び比較空間の圧力がテスト圧力になるように密閉空間及び比較空間の圧力を減圧する減圧工程（Ｓ４）と、を含むとよい。
【００２０】
本発明に係る差圧変化量算出方法によっても、上記した本発明に係る差圧変化量算出装置と同様な作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るリーク検査装置の構成を示す概略図である。
【図２Ａ】制御装置が実行するリーク検査処理ルーチンの流れを示すフローチャートの一部である。
【図２Ｂ】制御装置が実行するリーク検査処理ルーチンの流れを示すフローチャートの一部である。
【図２Ｃ】制御装置が実行するリーク検査処理ルーチンの流れを示すフローチャートの一部である。
【図３】制御装置が上記したリーク検査処理ルーチンを実行した場合における、ワークＷの密閉空間ＷＳの圧力Ｐ、差圧ΔＰｓ、ワーク温度Ｔｗ、第一開閉弁５ａの開閉状態、第二開閉弁５ｂの開閉状態、第三開閉弁５ｃの開度状態、密閉空間ＷＳ内の気体の温度Ｔａの推定値の、それぞれの時間変化を示すグラフである。
【図４】差圧変化量ΔＰｓとワーク温度変化量ｄＴｗとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る差圧変化量算出装置としてのリーク検査装置、及び、本発明に係る差圧変化量算出方法としてのリーク検査方法、について説明する。ここで、リーク検査対象であるワークＷは、大容量の密閉空間ＷＳが内部に形成された容器状の部材である。例えば、大型貯湯容器等が、検査対象のワークＷとして例示できる。密閉空間の容量は、例えば３０リットルであるが、これに限定されず、より大きくても良いし、より小さくても良い。また、密閉空間ＷＳとは、その空間に所定の圧力が印加されたときに、その圧力を維持し得るように構成された空間であり、ワークＷの壁面のみによって区画された空間であってもよいし、ワークＷの壁面及びその他の部材の壁面によって区画された空間であってもよい。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るリーク検査装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係るリーク検査装置１は、圧力調整器３と、第一配管４ａと、第二配管４ｂと、第一開閉弁５ａと、第二開閉弁５ｂと、マスターワーク６と、差圧センサ７と、制御装置１０と、を備える。
【００２４】
圧力調整器３は圧力源２に接続される。圧力源２は、検査対象であるワークＷに形成される密閉空間ＷＳに供給する高圧気体を圧力調整器３に供給する。高圧気体として高圧エアが例示できる。圧力調整器３は、圧力源２から供給された高圧気体を所定の圧力に調圧し、調圧した気体を図示しない排出口から排出する。
【００２５】
圧力調整器３の排出口に第一配管４ａの一方端が接続される。第一配管４ａの他方端はワークＷの密閉空間ＷＳに開口する。従って、第一配管４ａは、一方端が圧力調整器３を介して圧力源２に接続されるとともに他方端がワークＷ内に形成される密閉空間ＷＳに接続されるように構成される。
【００２６】
第一配管４ａに第一開閉弁５ａが介装される。第一開閉弁５ａが開弁することにより第一配管４ａ内における気体の流通が許可され、第一開閉弁５ａが閉弁することにより第一配管４ａ内における気体の流通が遮断される。従って、第一開閉弁５ａが開弁した場合、圧力調整器３を経由して圧力源２から排出された気体が第一配管４ａを流れてワークＷの密閉空間ＷＳに供給されるとともに密閉空間ＷＳに圧力調整器３にて調整された所定の高圧が印加される。
【００２７】
第一配管４ａの途中位置であって、第一開閉弁５ａが介装された位置よりも下流側（すなわちワークＷの密閉空間ＷＳに近い側）の部分に、すなわち第一開閉弁５ａが介装された位置の下流位置に、第二配管４ｂの一方端が連通される。この第二配管４ｂの他方端は、マスターワーク６内に形成された比較空間ＣＳに連通する。従って、第二配管４ｂは、マスターワーク６内に形成された比較空間ＣＳを、第一配管４ａの途中位置であって第一開閉弁５ａが介装された位置よりも下流位置に接続するように構成される。また、第一配管４ａの途中位置であって第一開閉弁５ａよりも下流位置は、密閉空間ＷＳに連通している。従って、第二配管４ｂの一方端は、密閉空間ＷＳに連通していることになる。つまり、第二配管４ｂは、その一方端が密閉空間ＷＳに連通されるとともにその他方端が比較空間ＣＳに連通されるように構成される。また、第二配管４ｂには、第二開閉弁５ｂが介装される。第二開閉弁５ｂが開弁することにより第二配管４ｂ内における気体の流通が許可され、第二開閉弁５ｂが閉弁することにより第二配管４ｂ内における気体の流通が遮断される。従って、第二開閉弁５ｂが開弁した場合、第一配管４ａ及び第二配管４ｂを介してワークＷの密閉空間ＷＳとマスターワーク６の比較空間ＣＳが連通するとともに、両空間ＷＳ，ＣＳが同じ圧力にされる。なお、マスターワーク６は、その内部の比較空間ＣＳにリークが発生しないように構成される。また、マスターワーク６は、比較空間ＣＳの体積に対する比較空間ＣＳ内の気体の接触面積（比較空間ＣＳ内の気体がマスターワーク６の壁面と接触する面積）が、ワークＷに比べて非常に大きくなるように構成されている。例えば、比較空間ＣＳの体積に対して接触面積が非常に大きくなるように、マスターワーク６の内壁面に、リング状の複数の突起が積層されている。
【００２８】
差圧センサ７は、図１に示すように、内部に空間が形成されたケーシング７１と、ケーシング７１内の空間を第一空間７１ａと第二空間７１ｂとに気密的に区画するダイヤフラム７２と、ダイヤフラム７２の動きを検出する検出部７３とを備えて構成される。第一空間７１ａは、第一配管４ａの途中位置であって第二配管４ｂが連通する位置の下流位置に連通する。第二空間７１ｂは、第二配管４ｂの途中位置であって第二開閉弁５ｂが介装している位置よりも下流側（比較空間ＣＳに連通する側）の位置、すなわち第二開閉弁５ｂの下流位置に連通する。この差圧センサ７は、ダイヤフラム７２の動きに基づいて、第一空間７１ａの圧力と第二空間７１ｂの圧力との差圧を検出する。ここで、第一空間７１ａは密閉空間ＷＳに連通し、第二空間７１ｂは比較空間ＣＳに連通している。従って、この差圧センサ７により、ワークＷの密閉空間ＷＳの圧力と、マスターワーク６の比較空間ＣＳの圧力との差圧ΔＰｓが検出される。検出した差圧情報は、制御装置１０に送信される。
【００２９】
また、第一配管４ａの途中位置であって、密閉空間ＷＳに連通する部分の近傍位置に、第三配管４ｃの一方端が連通している。第三配管４ｃの他方端は大気開放している。また、第三配管４ｃに第三開閉弁５ｃが介装されている。第三開閉弁５ｃが開弁することによって、密閉空間ＷＳ内の気体が第三配管４ｃを経由して大気に開放される。また、第二開閉弁５ｂ及び第三開閉弁５ｃがともに開弁することによって、密閉空間ＷＳ内の気体及び比較空間ＣＳ内の気体が第三配管４ｃを経由して大気に開放される。
【００３０】
また、本実施形態に係るリーク検査装置１は、ワーク温度センサ９ａ及び圧力センサ９ｂを備える。ワーク温度センサ９ａは、ワークＷに取り付けられており、ワークＷの温度（ワーク温度Ｔｗ）を検出する。圧力センサ９ｂは、第一配管４ａの途中位置であって、差圧センサ７の第一空間７１ａが連通する位置より下流位置に取り付けられており、その取付位置における圧力を検出する。圧力センサ９ｂが圧力を検出する第一配管４ａ内の空間は、図１に示すように密閉空間ＷＳに連通している。従って、圧力センサ９ｂは、密閉空間ＷＳの圧力Ｐを検知することになる。各センサにより検出された温度情報或いは圧力情報は、制御装置１０に送信される。
【００３１】
制御装置１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えるマイクロコンピュータを主要構成部品として備える。制御装置１０は、差圧センサ７からの差圧情報、ワーク温度センサ９ａからの温度情報、圧力センサ９ｂからの圧力情報を入力するとともに、圧力調整器３の動作、第一開閉弁５ａ、第二開閉弁５ｂ、第三開閉弁５ｃの開閉動作を制御する。また、制御装置１０は、後述するように、圧力調整器３の動作、第一開閉弁５ａ、第二開閉弁５ｂの開閉動作を制御することにより、密閉空間ＷＳの圧力と比較空間ＣＳの圧力との差圧の変化量であって密閉空間のリークに起因して生じる差圧変化量（実差圧変化量δＰａ）を算出するとともに、算出した実差圧変化量δＰａに基づいて、密閉空間ＷＳのリークの有無を判断する。
【００３２】
上記構成のリーク検査装置１を用いて、検査対象のワークＷに形成されている密閉空間ＷＳのリーク検査を実行する際には、まず、作業者により、ワークＷの密閉空間ＷＳが第一配管４ａに連通するように、ワークＷがリーク検査装置１にセットされる。その後、作業者がリーク検査装置１に備えられるスタートスイッチを押圧する。すると、制御装置１０がリーク検査処理を実行する。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、制御装置１０が実行するリーク検査処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【００３３】
リーク検査処理ルーチンが起動すると、制御装置１０は、まず、図２Ａのステップ（以下、ステップをＳと略記する）１において、圧力調整器３の排出圧力が予め定められたテスト圧力Ｐｔよりも高い圧力として予め定められる第一圧力Ｐ１になるように、圧力調整器３を制御する。
【００３４】
次いで、制御装置１０は、第一開閉弁５ａ及び第二開閉弁５ｂに開作動信号を出力するとともに第三開閉弁５ｃに閉作動信号を出力する（Ｓ２）。これにより、第一開閉弁５ａが開弁するとともに第三開閉弁５ｃが閉弁する。また、初期状態において第二開閉弁５ｂは開弁している。そのため、Ｓ２の処理により第二開閉弁５ｂの開弁状態が維持される。
【００３５】
Ｓ２の処理の実行により第一開閉弁５ａが開弁することにより、圧力調整器３から排出された気体が第一配管４ａを流れてワークＷの密閉空間ＷＳに供給されるとともに、密閉空間ＷＳが加圧されて、密閉空間ＷＳの圧力が第一圧力Ｐ１にまで昇圧される。また、このとき第二開閉弁５ｂが開弁しているので密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳは連通している。よって、圧力調整器３から排出された気体は、第二配管４ｂを経由して比較空間ＣＳにも供給されるとともに、比較空間ＣＳの圧力が第一圧力Ｐ１にまで加圧される。Ｓ１及びＳ２の処理が本発明の加圧処理、すなわち、密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳの圧力がテスト圧力Ｐｔよりも高い第一圧力Ｐ１になるように密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳを加圧する処理を構成する。
【００３６】
続いて、制御装置１０は、圧力センサ９ｂから入力される圧力情報に基づいて、密閉空間ＷＳの圧力Ｐが第一圧力Ｐ１に達したか否かを判断する。密閉空間ＷＳの圧力Ｐが第一圧力Ｐ１に達していない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、制御装置１０はＳ３の処理を繰り返す。密閉空間ＷＳの圧力Ｐが第一圧力Ｐ１に達した場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、制御装置１０は、圧力調整器３の排出圧力が第一圧力Ｐ１よりも低いテスト圧力Ｐｔになるように圧力調整器３を制御する（Ｓ４）。Ｓ４の処理の実行により、密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳが減圧されて、密閉空間ＷＳの圧力Ｐ及び比較空間ＣＳの圧力がテスト圧力Ｐｔにされる。Ｓ４の処理が本発明の減圧処理、すなわち、加圧処理の実行後に密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳの圧力がテスト圧力Ｐｔになるように密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳを減圧する処理を構成する。また、Ｓ２及びＳ４の処理が、本発明の圧力調整処理、すなわち、第一開閉弁５ａ及び第二開閉弁５ｂを開弁して、圧力源２、密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳを連通させるとともに、圧力源２から密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳに所定のテスト圧力Ｐｔが印加されるように、密閉空間ＷＳの圧力及び比較空間ＣＳの圧力を調整する処理を構成する。
【００３７】
次いで、制御装置１０は、圧力センサ９ｂから入力される圧力情報に基づいて、密閉空間ＷＳの圧力Ｐがテスト圧力Ｐｔまで低下したか否かを判断する（Ｓ５）。密閉空間ＷＳの圧力Ｐがテスト圧力Ｐｔにまで低下していない場合、（Ｓ５：Ｎｏ）、制御装置１０はＳ５の処理を繰り返す。密閉空間ＷＳの圧力がテスト圧力Ｐｔにまで下降した場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、制御装置１０はＳ６に処理を進める。
【００３８】
Ｓ６では、制御装置１０は、第一開閉弁５ａに閉作動信号を出力する。これにより第一開閉弁５ａが閉弁する。第一開閉弁５ａが閉弁することにより、第一配管４ａを介した密閉空間ＷＳと圧力源２との連通、及び、第一配管４ａ及び第二配管４ｂを介した比較空間ＣＳと圧力源２との連通が、共に遮断される。その後、制御装置１０はＳ７に処理を進める。
【００３９】
Ｓ７では、制御装置１０は、Ｓ６の処理の実行により第一開閉弁５ａが閉弁されてからの経過時間ｔａが、予め定められる第一平衡時間ｔｅ１に達したか否かを判断する。経過時間ｔａが第一平衡時間ｔｅ１に達していない場合（Ｓ７：Ｎｏ）、制御装置１０はＳ７の処理を繰り返す。経過時間ｔａが第一平衡時間ｔｅ１に達した場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、制御装置１０は第二開閉弁５ｂに閉作動信号を出力する（Ｓ８）。これにより第二開閉弁５ｂが閉弁して、密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳとの連通が遮断されるとともに、差圧センサ７による１回目の差圧ΔＰｓの計測が開始される。Ｓ６及びＳ８の処理が本発明の閉弁処理、すなわち、圧力調整処理の実行後に第一開閉弁５ａを閉弁して圧力源２と密閉空間ＷＳとの連通及び圧力源２と比較空間ＣＳとの連通を遮断するとともに、第二開閉弁５ｂを閉弁して密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳとの連通を遮断する処理を構成する。Ｓ８の処理を実行した後に、制御装置１０は、図２ＢのＳ９に処理を進める。
【００４０】
Ｓ９では、制御装置１０は、ワーク温度センサ９ａから入力される温度情報に基づいて、Ｓ８の処理の実行により第二開閉弁５ｂが閉弁した直後におけるワーク温度Ｔｗを、ワーク温度Ｔｗ１ａとして取得する。その後、制御装置１０は、Ｓ８の処理の実行により第二開閉弁５ｂが閉弁されてからの経過時間ｔｂが、予め定められる期間であって第一開閉弁５ａ及び第二開閉弁５ｂが閉弁している期間である第一検査時間ｔｔ１に達したか否かを判断する（Ｓ１０）。経過時間ｔｂが第一検査時間ｔｔ１に達していない場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、制御装置１０はＳ９の処理を繰り返す。経過時間ｔｂが第一検査時間ｔｔ１に達した場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御装置１０は、Ｓ１１に処理を進める。Ｓ１１では、制御装置１０は、ワーク温度センサ９ａから入力される温度情報に基づいて、経過時間ｔｂが第一検査時間ｔｔ１に達した時点におけるワーク温度Ｔｗを、ワーク温度Ｔｗ１ｂとして取得する。
【００４１】
次に、制御装置１０は、差圧ΔＰｓが第一検査時間ｔｔ１内に変化した量を、第一差圧変化量ｄＰａ１として取得する（Ｓ１２）。ここで、差圧センサ７による１回目の差圧ΔＰｓの計測は、Ｓ８の処理の実行により第二開閉弁５ｂが閉弁することによって開始されるが、計測開始時点においては、その直前まで第二開閉弁５ｂが開弁していることにより密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳが連通されているので、差圧ΔＰｓは０である。従って、差圧ΔＰｓが第一検査時間ｔｔ１内に変化した量は、経過時間ｔｂが第一検査時間ｔｔ１に達した時点における差圧ΔＰｓに等しい。よって、制御装置１０は、Ｓ１２にて、差圧センサ７から入力される差圧ΔＰｓに基づいて、第一差圧変化量ｄＰａ１を取得することができる。
【００４２】
その後、制御装置１０は、Ｓ９にて取得したワーク温度Ｔｗ１ａとＳ１１にて取得したワーク温度Ｔｗ１ｂとの差の大きさである第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１（＝Ｔｗ１ａ−Ｔｗ１ｂ）を算出する（Ｓ１３）。第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１は、ワーク温度Ｔｗが第一検査時間ｔｔ１内に変化した量である。
【００４３】
Ｓ１２及びＳ１３の処理が本発明の第一状態取得処理、すなわち、差圧センサ７にて検出された差圧ΔＰｓが第一検査時間ｔｔ１内に変化した量である第一差圧変化量ｄＰａ１及び、ワーク温度Ｔｗが第一検査時間ｔｔ１内に変化した量である第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１を取得する処理を構成する。
【００４４】
続いて制御装置１０は、Ｓ１２にて取得した第一差圧変化量ｄＰａ１が最大差圧変化量ｄＰｍａｘ以下であるか否かを判断する（Ｓ１４）。最大差圧変化量ｄＰｍａｘは、差圧変化量がその値よりも大きい場合には、ワークＷに大きな傷などが形成されていて、内部の密閉空間ＷＳからのリーク量が非常に大きいと判断し得る差圧変化量として予め定められる。第一差圧変化量ｄＰａ１が最大差圧変化量ｄＰｍａｘよりも大きい場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、制御装置１０はＳ１６に処理を進め、ワークＷの密閉空間ＷＳが大きくリークしているという判定（大リーク判定）を行う。
【００４５】
一方、第一差圧変化量ｄＰａ１が最大差圧変化量ｄＰｍａｘ以下である場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、制御装置１０はＳ１５に処理を進め、第二開閉弁５ｂに開作動信号を出力する。これにより第一開閉弁５ａが閉弁したまま第二開閉弁５ｂが開弁する。第二開閉弁５ｂが開弁することによって、密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳが連通され、両空間の圧力が同じにされる。すなわち差圧ΔＰｓが、一旦０にされる。Ｓ１５の処理が本発明の平衡処理、すなわち、第一状態取得処理の実行後であって後述する第二状態取得処理の実行前に、第一開閉弁５ａを閉弁させたまま第二開閉弁５ｂを所定時間開弁して密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳとを連通させる処理を構成する。
【００４６】
Ｓ１５にて第二開閉弁５ｂに開作動信号を出力した後に、制御装置１０はＳ１７に処理を進める。Ｓ１７では、制御装置１０は、Ｓ１５の処理の実行により第二開閉弁５ｂが開弁されてからの経過時間ｔｃが予め定められた第二平衡時間ｔｅ２に達したか否かを判断する。経過時間ｔｃが第二平衡時間ｔｅ２に達していない場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、制御装置１０はＳ１７の処理を繰り返す。経過時間ｔｃが第二平衡時間ｔｅ２に達した場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、制御装置１０は、第二開閉弁５ｂに閉作動信号を出力する（Ｓ１８）。これにより第二開閉弁５ｂが閉弁する。第二開閉弁５ｂが閉弁することにより、ワークＷ内の密閉空間ＷＳとマスターワーク６内の比較空間ＣＳとの連通が再度遮断されるとともに、差圧センサ７による差圧ΔＰｓの２回目の計測が開始される。その後、制御装置１０は、図２ＣのＳ１９に処理を進める。
【００４７】
Ｓ１９では、制御装置１０は、ワーク温度センサ９ａから入力される温度情報に基づいて、Ｓ１８の処理の実行により第二開閉弁５ｂが閉じた直後におけるワーク温度Ｔｗを、ワーク温度Ｔｗ２ａとして取得する。その後、制御装置１０は、Ｓ１８の処理の実行により第二開閉弁５ｂが閉弁されてからの経過時間ｔｄが、予め定められる第二検査時間ｔｔ２に達したか否かを判断する（Ｓ２０）。第二検査時間ｔｔ２は、第一開閉弁５ａ及び第二開閉弁５ｂが閉弁している期間であって第一検査時間ｔｔ１よりも後の時間である。経過時間ｔｄが第二検査時間ｔｔ２に達していない場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、制御装置１０はＳ２０の処理を繰り返す。経過時間ｔｄが第二検査時間ｔｔ２に達した場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、制御装置１０は、Ｓ２１に処理を進める。Ｓ２１では、制御装置１０は、ワーク温度センサ９ａから入力される温度情報に基づいて、経過時間ｔｄが第二検査時間ｔｔ２に達した時点におけるワーク温度Ｔｗを、ワーク温度Ｔｗ２ｂとして取得する。
【００４８】
次に、制御装置１０は、差圧ΔＰｓが第二検査時間ｔｔ２内に変化した量を、第二差圧変化量ｄＰａ２として取得する（Ｓ２２）。ここで、差圧センサ７による２回目の差圧ΔＰｓの計測は、Ｓ１８の処理の実行により第二開閉弁５ｂが閉弁することによって開始されるが、計測開始時点においては、その直前まで第二開閉弁５ｂが開弁していることにより密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳが連通されているので、差圧ΔＰｓは０である。従って、差圧ΔＰｓが第二検査時間ｔｔ２内に変化した量は、経過時間ｔｄが第二検査時間ｔｔ２に達した時点における差圧ΔＰｓに等しい。よって、制御装置１０は、Ｓ２２にて、差圧センサ７から入力される差圧ΔＰｓに基づいて、第二差圧変化量ｄＰａ２を取得することができる。
【００４９】
その後、制御装置１０は、Ｓ１９にて取得したワーク温度Ｔｗ２ａとＳ２１にて取得したワーク温度Ｔｗ２ｂとの差の大きさである第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２（＝Ｔｗ２ａ−Ｔｗ２ｂ）を算出する（Ｓ２３）。第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２は、ワーク温度Ｔｗが第二検査時間ｔｔ２内に変化した量である。
【００５０】
Ｓ２２及びＳ２３の処理が本発明の第二状態取得処理、すなわち、差圧センサ７にて検出された差圧ΔＰｓが第二検査時間ｔｔ２内に変化した量である第二差圧変化量ｄＰａ２及び、ワーク温度Ｔｗが第二検査時間ｔｔ２内に変化した量である第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２を取得する処理を構成する。
【００５１】
続いて制御装置１０は、Ｓ２４に処理を進め、以下の式を用いて、実差圧変化量δＰａを算出する。
δＰａ＝ｄＰａ２／ｔｔ２−（ｄＰａ１／ｔｔ１−ｄＰａ２／ｔｔ２）/（ｄＴｗ１／ｔｔ１−ｄＴｗ２／ｔｔ２）・（ｄＴｗ２／ｔｔ２）
この実差圧変化量δＰａについては後述する。
【００５２】
次いで、制御装置１０は、Ｓ２４にて算出した実差圧変化量δＰａが、閾値差圧変化量δＰｔｈ以下であるか否かを判断する（Ｓ２５）。閾値差圧変化量δＰｔｈは、密閉空間ＷＳにリークが発生していないと判断できる単位時間当たりの差圧変化量の上限値として予め定められる。実差圧変化量δＰａが閾値差圧変化量δＰｔｈ以下である場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、制御装置１０は、密閉空間ＷＳにリークが発生していない（リークしていない）と判断して、合格判定を行う（Ｓ２６）。一方、実差圧変化量δＰａが閾値差圧変化量δＰｔｈよりも大きい場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、制御装置１０は、密閉空間ＷＳにリークが発生している（リークしている）と判断して、リーク判定（不合格判定）を行う（Ｓ２７）。Ｓ２５、Ｓ２６，Ｓ２７の処理が本発明のリーク判断処理及びリーク判断工程、すなわち、実差圧変化量δＰａに基づいて、ワークＷの密閉空間ＷＳのリークの有無を判断する処理及び工程を構成する。
【００５３】
Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ１６にて、いずれかの判定（合格判定、リーク判定、大リーク判定）を行った後に、制御装置１０は、Ｓ２８に処理を進め、第二開閉弁５ｂ及び第三開閉弁５ｃに開作動信号を出力する。これにより第二開閉弁５ｂが開弁して密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳが連通されるとともに、第三開閉弁５ｃが開弁して密閉空間ＷＳ内の気体及び比較空間ＣＳ内の気体が大気開放される。その後、制御装置１０は、このルーチンを終了して、ワークＷの密閉空間ＷＳのリーク検査を終了する。
【００５４】
以上の処理の流れからわかるように、本実施形態においては、一つのワークＷについて、時間間隔をあけて間欠的に２回のリーク検査（差圧計測）が実行される。また、それぞれのリーク検査で得られた温度変化量と差圧変化量に基づいて、Ｓ２４にて実差圧変化量δＰａが算出される。そして、算出された実差圧変化量δＰａに基づいて、密閉空間ＷＳのリークの有無が判定される。
【００５５】
図３は、制御装置１０が上記したリーク検査処理ルーチンを実行した場合における、ワークＷの密閉空間ＷＳの圧力Ｐ、差圧ΔＰｓ、ワーク温度Ｔｗ、第一開閉弁５ａの開閉状態、第二開閉弁５ｂの開閉状態、第三開閉弁５ｃの開閉状態、密閉空間ＷＳ内の気体の温度Ｔａの推定値の、それぞれの時間変化を示すグラフである。図３（ａ）が圧力Ｐ（密閉空間ＷＳの圧力）の時間変化を示すグラフ、図３（ｂ）が差圧ΔＰｓの時間変化を示すグラフ、図３（ｃ）がワーク温度Ｔｗの時間変化を示すグラフ、図３（ｄ）が第一開閉弁５ａの開閉状態の時間変化を示すグラフ、図３（ｅ）が第二開閉弁５ｂの開閉状態の時間変化を示すグラフ、図３（ｆ）が第三開閉弁５ｃの開閉状態の時間変化を示すグラフ、図３（ｇ）がワークＷの密閉空間ＷＳ内の気体（エアー）の温度Ｔａの推定値の時間変化を示すグラフである。
【００５６】
図３に示すように、時刻ｔ０にて、圧力調整器３の排出圧力がテスト圧力Ｐｔよりも高い第一圧力Ｐ１に調整される（Ｓ１）。また、時刻ｔ０の時点で第一開閉弁５ａ及び第二開閉弁５ｂが開いており、第三開閉弁５ｃが閉じている。そのためワークＷ内に形成された密閉空間ＷＳ及びマスターワーク６内に形成された比較空間ＣＳが圧力調整器３を介して圧力源２に連通する。従って、密閉空間ＷＳの圧力Ｐ（及び比較空間ＣＳの圧力）が急上昇して第一圧力Ｐ１にまで加圧される（加圧工程）。この加圧に伴い、密閉空間ＷＳ内の気体が圧縮されて温度Ｔａが上昇し、それによりワーク温度Ｔｗも上昇する。そして、時刻ｔ０よりも後の時刻ｔ１において、圧力調整器３の排出圧力がテスト圧力Ｐｔに減圧される。これにより密閉空間ＷＳの圧力Ｐが減圧されて、密閉空間ＷＳの圧力Ｐ（及び比較空間ＣＳの圧力）がテスト圧力Ｐｔに調整される（減圧工程）。また、この減圧に伴い、断熱膨張によって密閉空間ＷＳ内の気体の温度Ｔａが低下し、それによりワーク温度Ｔｗも低下する。温度Ｔａ及びワーク温度Ｔｗは、その後も外部への放熱によってなだらかに低下していく。上記した加圧工程及び減圧工程により、ワークＷ内に形成された密閉空間ＷＳ及びマスターワーク６内に形成された比較空間ＣＳを圧力源に連通させて、密閉空間ＷＳの圧力及び比較空間ＣＳの圧力が同一のテスト圧力Ｐｔになるように密閉空間ＷＳの圧力及び比較空間ＣＳの圧力を調整する圧力調整工程が構成される。
【００５７】
時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２にて、第一開閉弁５ａが閉弁する（Ｓ６）。これにより、圧力源２と密閉空間ＷＳとの連通、及び、圧力源２と比較空間ＣＳとの連通が、ともに遮断される（遮断工程）。時刻ｔ２から第一平衡時間ｔｅ１が経過するまでの間は第二開閉弁５ｂが開いているので、密閉空間ＷＳの圧力と比較空間ＣＳの圧力が同圧にされる。この第一平衡時間中に密閉空間ＷＳ内の気体の熱がワークＷに放熱されることにより、ワーク温度Ｔｗが密閉空間ＷＳ内の気体の温度に近づけられる。そして、時刻ｔ２から第一平衡時間ｔｅ１が経過した時刻ｔ３にて、第二開閉弁５ｂが閉弁する（Ｓ８）。これにより密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳとの連通が遮断される（遮断工程）。この時点から１回目の差圧ΔＰｓの計測が開始される。
【００５８】
時刻ｔ３から第一検査時間ｔｔ１が経過するまでの期間に、差圧ΔＰｓが計測される。そして、時刻ｔ３から第一検査時間ｔｔ１が経過した時刻ｔ４の時点において、差圧ΔＰｓが第一検査時間ｔｔ１内に変化した量（第一差圧変化量ｄＰａ１）及び、ワーク温度Ｔｗが第一検査時間ｔｔ１内に変化した量（第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１）が取得される（Ｓ１２，Ｓ１３：第一状態取得工程）。
【００５９】
時刻ｔ４にて１回目の差圧ΔＰｓの計測が終了するとともに、第二開閉弁５ｂが開弁する（Ｓ１５）。これにより密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳが連通するとともに密閉空間ＷＳの圧力と比較空間ＣＳの圧力が同圧にされる（平衡工程）。そして、時刻ｔ４から第二平衡時間ｔｅ２が経過した時刻ｔ５にて、第二開閉弁５ｂが閉作動する（Ｓ１８）。これにより密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳとの連通が再度遮断される。この時点から２回目の差圧ΔＰｓの計測が開始される。
【００６０】
時刻ｔ５から第二検査時間ｔｔ２が経過するまでの期間に、差圧ΔＰｓが計測される。そして、時刻ｔ５から第二検査時間ｔｔ２が経過した時刻ｔ６の時点において、差圧ΔＰｓが第二検査時間ｔｔ２内に変化した量（第二差圧変化量ｄＰａ２）及び、ワーク温度Ｔｗが第二検査時間ｔｔ２内に変化した量（第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２）が取得される（Ｓ２２，Ｓ２３：第二状態取得工程）。
【００６１】
そして、時刻ｔ６にて第二開閉弁５ｂ及び第三開閉弁５ｃが開弁して、検査が終了する。検査の過程で得られた第一差圧変化量ｄＰａ１、第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１、第二差圧変化量ｄＰａ２、第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２を用いて、上記したように実差圧変化量δＰａが算出され（Ｓ２４）、算出された実差圧変化量δＰａに基づいて、密閉空間ＷＳのリークの有無が判断される（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）。
【００６２】
ところで、ボイル・シャルルの法則によれば、容積が一定である場合、理想気体の温度と圧力との比は一定である。よって、理想気体の単位時間当たりの温度変化量と、その温度変化に起因して生じる単位時間当たりの圧力変化量との比も、一定である。また、本実施形態において、マスターワーク６は、上述したように、その内部の比較空間ＣＳの体積に対する比較空間ＣＳ内の気体の接触面積（比較空間ＣＳ内の気体がマスターワーク６の壁面に接触する面積）が、ワークＷの密閉空間ＷＳに対する密閉空間ＷＳ内の気体の接触面積よりもはるかに大きくなるように構成されている。そのため、比較空間ＣＳ内に導入された高圧の気体の熱は速やかにマスターワーク６の壁面に放熱され、さらにマスターワーク６の壁面の熱が外部に速やかに放熱される。よって、第一平衡時間ｔｅ１の間に比較空間ＣＳ内の気体は外部温度とほぼ同じ温度にされる。そのため、第一平衡時間ｔｅ１の経過以降の差圧ΔＰｓの計測時における比較空間ＣＳ内の気体の温度変化は無視できる程度に小さくなり、それに伴い差圧ΔＰｓの計測時における比較空間ＣＳの圧力変化も非常に小さくなる。それ故に、密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳとの差圧変化量は、密閉空間ＷＳ内の気体の圧力変化量とみなすことができる。つまり、密閉空間ＷＳ内の気体の単位時間当たりの温度変化量と、それに起因して生じる単位時間当たりの差圧変化量との比は、一定である。さらに、密閉空間ＷＳ内の気体の温度は、ワークＷの温度に近いと考えられる。よって、ワーク温度Ｔｗを密閉空間ＷＳ内の気体の温度とみなすことにより、単位時間当たりのワーク温度変化量と、それに起因して生じる単位時間当たりの差圧変化量との比は、ほぼ一定であると考えられる。
【００６３】
従って、本実施形態において、単位時間当たりのワーク温度変化量をδＴｗとし、ワーク温度の変化に起因して生じる単位時間当たりの差圧変化量をδＰｂとすると、以下の式（１）が成立する
δＰｂ＝ｋ・δＴｗ      （１）
上記式（１）において、ｋは比例定数である。
【００６４】
また、本実施形態において、差圧センサ７から得られる差圧ΔＰｓにより表される差圧変化量（＝ΔＰｓ）は、ワーク温度の変化に起因して生じる差圧変化量と、密閉空間ＷＳのリークに起因して生じる差圧変化量とを含む。従って、差圧変化量のうち、密閉空間ＷＳのリークに起因して生じる単位時間当たりの差圧変化量（実差圧変化量）をδＰａとすると、以下の式（２）が成立する。
δＰｓ＝ｋ・δＴｗ＋δＰａ      （２）
上記式（２）において、δＰｓは、差圧センサ７から得られる単位時間当たりの差圧変化量である。
【００６５】
図４は、上記式（２）により表される差圧変化量δＰｓとワーク温度変化量δＴｗとの関係を示すグラフである。図４に示すように、差圧変化量δＰｓは、ワーク温度変化量δＴｗの一次関数として表される。また、１回目の計測にて取得された単位時間当たりの第一差圧変化量δＰａ１（＝ｄＰａ１／ｔｔ１）と単位時間当たりの第一ワーク温度変化量δＴｗ１（＝ｄＴｗ１／ｔｔ１）との関係、及び、２回目の計測にて取得された単位時間当たりの第二差圧変化量δＰａ２（＝ｄＰａ２／ｔｔ２）と単位時間当たりの第二ワーク温度変化量δＴｗ２（＝ｄＴｗ２／ｔｔ２）との関係は、図４に示す一次関数により表される直線上に表される。そして、図４に示すグラフの切片の大きさにより表される差圧変化量（＝δＰａ）が、ワーク温度変化量が０であるときの単位時間当たりの差圧変化量を表す。ワーク温度変化量が０であるときにおける差圧変化量は、密閉空間ＷＳのリークに起因して生じる差圧変化量であると考えられる。よって、図４のグラフの切片を求めることにより、密閉空間ＷＳのリークに起因して生じる単位時間当たりの差圧変化量（実差圧変化量）を正確に算出することができる。
【００６６】
式（２）の差圧変化量δＰｓ及びワーク温度変化量δＴｗに、１回目の計測にて取得された単位時間当たりの第一差圧変化量δＰａ１（＝ｄＰａ１／ｔｔ１）及び単位時間当たりの第一ワーク温度変化量δＴｗ１（＝ｄＴｗ１／ｔｔ１）を代入すると、下記式（３）が得られる。また、式（２）の差圧変化量δＰｓ及びワーク温度変化量δＴｗに、２回目の計測にて取得された単位時間当たりの第二差圧変化量δＰａ２（＝ｄＰａ２／ｔｔ２）及び単位時間当たりの第二ワーク温度変化量δＴｗ２（＝ｄＴｗ２／ｔｔ２）を代入すると、式（４）が得られる。
δＰａ１＝ｋ・δＴｗ１＋δＰａ      （３）
δＰａ２＝ｋ・δＴｗ２＋δＰａ      （４）
【００６７】
式（３）の両辺を式（４）の両辺で減算することにより式（５）が得られる。
δＰａ１−δＰａ２＝ｋ（δＴｗ１−δＴｗ２）      （５）
また、式（５）を変形すると、式（６）が得られる。
ｋ＝（δＰａ１−δＰａ２）／（δＴｗ１−δＴｗ２）      （６）
【００６８】
式（６）の右辺を式（４）のｋに代入して整理すると、式（７）が得られる。
δＰａ＝δＰａ２−（δＰａ１−δＰａ２）／（δＴｗ１−δＴｗ２）・δＴｗ２
（７）
【００６９】
式（７）のδＰａ１をｄＰａ１／ｔｔ１と、δＴｗ１をｄＴｗ１／ｔｔ１と、δＰａ２をｄＰａ２／ｔｔ２と、δＴｗ２をｄＴｗ２／ｔｔ２と、それぞれ書き換えると、式（８）が得られる。
δＰａ＝ｄＰａ２／ｔｔ２−（ｄＰａ１／ｔｔ１−ｄＰａ２／ｔｔ２）/（ｄＴｗ１／ｔｔ１−ｄＴｗ２／ｔｔ２）・（ｄＴｗ２／ｔｔ２）      （８）
上記式（８）は、Ｓ２４にて実差圧変化量δＰａを算出する際に用いる式に一致する。また、式（８）は、第一差圧変化量ｄＰａ１、第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１、第二差圧変化量ｄＰａ２、第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２に基づいて、実差圧変化量δＰａを算出するように構成されている。すなわち、Ｓ２４の処理及び工程は、第一差圧変化量ｄＰａ１、第一ワーク温度変化量ｄＴｗ１、第二差圧変化量ｄＰａ２、及び第二ワーク温度変化量ｄＴｗ２に基づいて、密閉空間ＷＳの圧力と比較空間ＣＳの圧力との差圧の時間変化量であって密閉空間ＷＳのリークに起因する差圧の時間変化量（具体的には単位時間当たりの時間変化量）である実差圧変化量δＰａを算出する実差圧変化量算出処理、及び、実差圧変化量算出工程である。
【００７０】
このように、本実施形態においては、上記式（８）に基づいて、密閉空間ＷＳの圧力と比較空間ＣＳの圧力との差圧の時間変化量である差圧変化量のうち、密閉空間ＷＳ内の気体の温度変化に起因して生じる差圧変化量を除外して、密閉空間ＷＳのリークに起因して生じる差圧変化量を、従来よりも正確に、算出することができるのである。
【００７１】
また、上記式（８）の右辺には、異なる２つの期間にて取得したワーク温度変化量が含まれている。ワーク温度変化量は、ワークＷの周囲環境の温度変化や、その他の外部環境の変化によって変化する。つまり、ワーク温度変化量には、ワークＷの周囲環境の温度変化や、その他の外部環境の変化が反映される。従って、上記式（８）により実差圧変化量δＰａを算出した場合、算出された実差圧変化量δＰａには、ワークＷの周囲環境の温度変化及びその他の外部環境の変化をも加味されていることになる。つまり、本実施形態においては、ワークの周囲環境の温度変化やその他の外部環境の変化が生じた場合であっても、より正確に、実差圧変化量δＰａ、すなわちワークＷの密閉空間ＷＳのリークに起因して生じる差圧変化量を算出することができる。
【００７２】
また、上記式（８）は、特定の条件を満たす場合にのみ成立するのではなく、一般的に成立する。よって、本実施形態で説明した差圧変化量の算出方法は、汎用性が高く、さまざまな条件下においても、式（８）を用いて、従来よりも正確に、密閉空間ＷＳのリークに起因して生じる差圧変化量を算出することができる。
【００７３】
また、本実施形態によれば、制御装置１０が、Ｓ２４にて算出した実差圧変化量δＰａに基づいて、ワークＷの密閉空間ＷＳのリークの有無を判断するリーク判断処理（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）を実行することにより、ワークＷの密閉空間ＷＳのリークの有無を正確に判断することができる。
【００７４】
また、本実施形態によれば、制御装置１０は、第一状態取得処理（Ｓ１２，Ｓ１３）の実行後であって第二状態取得処理（Ｓ２２，Ｓ２３）の実行前に、第一開閉弁５ａを閉弁させたまま第二開閉弁５ｂを所定時間開弁して密閉空間ＷＳと比較空間ＣＳとを連通させる平衡処理（Ｓ１５）を実行する。この平衡処理（平衡工程）により、二回目の差圧の計測前に差圧ΔＰｓが０に戻される。このため、計測幅の小さい差圧センサを用いた場合でも、二回の差圧ΔＰｓを計測することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態によれば、密閉空間ＷＳ及び比較空間ＣＳの圧力を調整する際に、密閉空間及び比較空間の圧力がテスト圧力よりも高い第一圧力（Ｐ１）になるように密閉空間及び比較空間を加圧する加圧処理（Ｓ１，Ｓ２）と、加圧処理の実行後に密閉空間及び比較空間の圧力がテスト圧力になるように密閉空間及び比較空間を減圧する減圧処理（Ｓ４）が、実行される。これによれば、減圧処理により密閉空間ＷＳ内の気体を断熱膨張させることにより急冷することができる。このため、密閉空間ＷＳ内の気体のワークＷへの放熱を促進することができ、それにより、密閉空間ＷＳ内の気体の温度Ｔａとワーク温度Ｔｗとを近づけることができる。よって、密閉空間ＷＳの気体の温度変化量とワーク温度変化量とを近づけることができ、その結果、ワーク温度変化量を用いて算出される実差圧変化量ｄＰａの算出精度を向上することができる。加えて、断熱膨張により急冷することで、ワークＷの温度を密閉空間ＷＳ内の気体の温度に近づけるための平衡時間を短縮することができる。そのため検査時間の短縮化を図ることができる。
【００７６】
さらに、本実施形態によれば、１回目の差圧ΔＰｓの計測時に得られる第一差圧変化量ｄＰａ１が大きい場合、具体的には第一差圧変化量ｄＰａ１が最大差圧変化量ｄＰｍａｘよりも大きい場合に、大リーク判定がなされるとともに以降の検査が省略される。このため、このような大きなリークが発生するワークに対して２回の差圧ΔＰｓの計測をする必要がない。よって、検査時間を短縮することができる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態においては、Ｓ１２，Ｓ１３の処理（第一状態取得処理）の実行後であってＳ２２，２３の処理（第二状態取得処理）の実行前に、第一開閉弁５ａを閉弁したまま第二開閉弁５ｂを開弁する平衡処理を実施しているが、計測幅の大きい差圧センサを用いることにより、第一開閉弁５ａと第二開閉弁５ｂを閉弁した状態で、連続的に、第一状態取得処理と第二状態取得処理を実行してもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１…リーク検査装置（差圧変化量算出装置）、２…圧力源、３…圧力調整器、４ａ…第一配管、４ｂ…第二配管、４ｃ…第三配管、５ａ…第一開閉弁、５ｂ…第二開閉弁、５ｃ…第三開閉弁、６…マスターワーク、７…差圧センサ、９ａ…ワーク温度センサ、９ｂ…圧力センサ、１０…制御装置（制御部）、δＰａ…実差圧変化量、ｄＰａ１…第一差圧変化量、ｄＰａ２…第二差圧変化量、ｄＰｍａｘ…最大差圧変化量、δＰｔｈ…閾値差圧変化量、ｄＴｗ１…第一ワーク温度変化量、ｄＴｗ２…第二ワーク温度変化量、Ｐ１…第一圧力、Ｐｔ…テスト圧力、ｔｔ１…第一検査時間（第一期間）、ｔｔ２…第二検査時間（第二期間）、Ｗ…ワーク、ＷＳ…密閉空間、ＣＳ…比較空間、ΔＰｓ…差圧
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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