(57)【要約】    【課題】  漏れの測定精度を向上しつつ、漏れの測定時間を短縮できるリーク検査装置を提供すること。    【解決手段】  トレーサガスを被検査物８の圧力室８ａに加圧下で充填し、圧力室８ａの圧力変化に基づいて圧力室８ａの漏れを測定する差圧式リークテスタ２１と、圧力室８ａにトレーサガスが充填される間に、トレーサガスを含まない気体を被検査物８の圧力室８ｂにトレーサガスよりも低い圧力下で充填し、圧力室８ｂの圧力変化に基づいて圧力室８ｂの漏れを測定する差圧式リークテスタ２２と、圧力室８ｂ内のトレーサガスの濃度を測定する濃度測定装置１２と、圧力室８ｂに設けられ、圧力室８ｂ内の気体を攪拌するファン１３と、トレーサガスの濃度に基づいて圧力室８ａと圧力室８ｂとの間の漏れの量を演算する演算装置１４と、をリーク検査装置２０が備える構成としたこと。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が気密室である第１圧力室と第２圧力室の少なくとも２つの圧力室を有する被検査物の漏れを検査するリーク検査装置であって、
トレーサガスを前記第１圧力室に加圧下で充填し、前記第１圧力室の漏れを測定する第１の漏れ測定装置と、
前記トレーサガスを含まない気体を前記第２圧力室に前記トレーサガスよりも低い圧力下で充填し、前記第２圧力室の漏れを測定する第２の漏れ測定装置と、
前記第２圧力室と連通し、前記第２圧力室内の前記トレーサガスの濃度を測定する濃度測定装置と、
前記第２圧力室に設けられ、前記第１圧力室の漏れおよび前記第２圧力室の漏れが測定された後、前記第２圧力室内の気体を攪拌するファンと、
前記ファンにより攪拌された前記第２圧力室内の前記トレーサガスの濃度を前記濃度測定装置で測定し、前記第１圧力室と前記第２圧力室との間の漏れの量を演算する演算装置とを備えることを特徴とするリーク検査装置。
【請求項２】
前記第２圧力室は前記第１圧力室と同じ圧力勾配で加圧されることを特徴とする請求項１に記載のリーク検査装置。
【請求項３】
前記第１圧力室の漏れの測定は前記第２圧力室の漏れの測定と同期して行われることを特徴とする請求項２に記載のリーク検査装置。
【請求項４】
前記第１圧力室の漏れがない場合または前記第１圧力室の漏れが閾値を超える場合は前記トレーサガスの濃度の測定を中止することを特徴とする請求項３に記載のリーク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の漏れを検査するリーク検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検査物とマスタとの間の差圧を測定することによって被検査物の漏れを検出する装置がある（特許文献１）。
【０００３】
また、膜などの仕切り部で仕切られた２つの空間の間で発生する漏れ（内部漏れ）をトレーサガスの濃度で検出する装置がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−３１１０９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置では、異なるテスト圧力での検査が必要な２つの圧力室を被検査物が有する場合、２つの圧力室について別々に測定を実施すれば漏れの検査は可能であるが、通常の２倍の時間がかかると共に、測定装置も２台必要となる。時間を短縮するため、２つの圧力室での測定を同時に行おうとすると、圧力室の外に漏れるものについては測定できるが、２つの圧力室間の漏れ（内部漏れ）が発生した場合、その漏れ量が誤差となり、正確な漏れの測定ができない。
【０００５】
特許文献２に記載の装置では、トレーサガスの濃度を測定することで、２つの圧力室間の漏れは測定できるが、圧力室の外への漏れについては、その漏れ量が誤差となり、正確な測定ができない。
【０００６】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、漏れの測定精度を向上しつつ、漏れの測定時間を短縮できるリーク検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、各々が気密室である第１圧力室と第２圧力室の少なくとも２つの圧力室を有する被検査物の漏れを検査するリーク検査装置であって、トレーサガスを前記第１圧力室に加圧下で充填し、前記第１圧力室の漏れを測定する第１の漏れ測定装置と、前記トレーサガスを含まない気体を前記第２圧力室に前記トレーサガスよりも低い圧力下で充填し、前記第２圧力室の漏れを測定する第２の漏れ測定装置と、前記第２圧力室と連通し、前記第２圧力室内の前記トレーサガスの濃度を測定する濃度測定装置と、前記第２圧力室に設けられ、前記第１圧力室の漏れおよび前記第２圧力室の漏れが測定された後、前記第２圧力室内の気体を攪拌するファンと、前記ファンにより攪拌された前記第２圧力室内の前記トレーサガスの濃度を前記濃度測定装置で測定し、前記第１圧力室と前記第２圧力室との間の漏れの量を演算する演算装置とを備える構成としたことである。
【０００８】
好ましくは、請求項２に記載の様に、前記第２圧力室は前記第１圧力室と同じ圧力勾配で加圧されると良い。
【０００９】
好ましくは、請求項３に記載の様に、前記第１圧力室の漏れの測定は前記第２圧力室の漏れの測定と同期して行われると良い。
【００１０】
好ましくは、請求項４に記載の様に、前記第１圧力室の漏れがない場合または前記第１圧力室の漏れが閾値を超える場合は前記トレーサガスの濃度の測定を中止すると良い。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、被検査物における第１圧力室と第２圧力室との間で漏れ（内部漏れ）がある場合、第１圧力室、第２圧力室の漏れが測定される間に、トレーサガスが第１圧力室から第２圧力室へと移動する。したがって、第２圧力室内に存在するトレーサガスの濃度を測定することで内部漏れを定量化でき、この内部漏れの量を上述の第１圧力室、第２圧力室の漏れに加味することで、内部漏れを考慮した第１圧力室、第２圧力室の正確な漏れの測定値を得ることができる。これにより、漏れの測定精度を向上できる。
【００１２】
なお、内部漏れは第１圧力室の漏れと第２圧力室の漏れが測定される間に発生し、内部漏れに係るトレーサガスの濃度の測定はきわめて短時間で行われる。これにより、漏れの測定精度を向上しつつ、漏れの測定時間を短縮できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、第１圧力室と第２圧力室との間の圧力差が一定に保たれるので、第１圧力室および第２圧力室の漏れの測定精度をさらに向上できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、第１圧力室の漏れの測定と第２圧力室の漏れの測定が並行して行われるので、漏れの測定時間をさらに短縮できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、第１圧力室と第２圧力室との間の漏れ（内部漏れ）を考慮する必要がない場合はトレーサガスの濃度の測定が中止されるので、無駄な測定を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を基に説明する。
【００１７】
尚、本実施形態は、二つの圧力室を備える被検査物にて説明するが、圧力室は、二つに限られるものではなく、二つ以上存在していても良い。
【００１８】
図１は、本発明のリーク検査装置２０によって検査される被検査物８の模式図である。
【００１９】
被検査物８は、各々が気密室である２つの圧力室８ａ、８ｂを有する。圧力室８ａ（第１圧力室）は圧力Ｐ１が作用する状態で使われ、圧力室８ｂ（第２圧力室）は圧力Ｐ２が作用する状態で使われる。圧力Ｐ１は、圧力Ｐ２よりも大きく設定される。圧力Ｐ２は、被検査物８の周囲の圧力Ｐｔ（大気圧）よりも大きく設定される。したがって、被検査物８において発生する漏れとしては、圧力室８ａから外部（大気側）への漏れ（Ａ）、圧力室８ｂから外部（大気側）への漏れ（Ｂ）、および圧力室８ａから圧力室８ｂへの内部漏れ（Ｃ）が想定される。
【００２０】
図２は、本発明のリーク検査装置２０の模式図である。
【００２１】
リーク検査装置２０は、差圧式リークテスタ２１，２２と、濃度測定装置１２と、ファン１３と、演算装置１４と、を備える。
【００２２】
差圧式リークテスタ２１（第１の漏れ測定装置）は、バルブ２ａ、３ａ、４ａ、５ａと、差圧計６ａを備える。差圧式リークテスタ２１は、圧力源１ａから供給されるトレーサガス（例えば、ヘリウム、水素）を、被検査物８の圧力室８ａおよびマスタ７ａに加圧下で充填した後、差圧計６ａで検出される圧力室８ａの圧力変化に基づいて、圧力室８ａの漏れを測定する。
【００２３】
差圧式リークテスタ２２（第２の漏れ測定装置）は、バルブ２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂと、差圧計６ｂを備える。差圧式リークテスタ２２は、圧力源１ｂから供給される気体（トレーサガスを含まない気体、または、影響のない範囲でトレーサガスを微量に含んだ気体）を、被検査物８の圧力室８ｂおよびマスタ７ｂにトレーサガスよりも低い圧力下で充填した後、差圧計６ｂで検出される圧力室８ｂの圧力変化に基づいて、圧力室８ｂの漏れを測定する。差圧式リークテスタ２２は差圧式リークテスタ２１と同期して作動し、圧力室８ｂの漏れの測定は圧力室８ａの漏れの測定と同期して行われる。これにより、圧力室８ａの漏れの測定と圧力室８ｂの漏れの測定が並行して行われるので、漏れの測定時間がさらに短縮される。
【００２４】
濃度測定装置１２は、バルブ１０およびポンプ１１を介して被検査物８の圧力室８ｂと連通する。濃度測定装置１２は、被検査物８の圧力室８ｂ内に存在する気体の一部をサンプリングし、この気体中に含まれるトレーサガスの濃度を測定する。
【００２５】
ファン１３は、被検査物８の圧力室８ｂに設けられる。ファン１３は、圧力室８ａ、８ｂの漏れが差圧式リークテスタ２１，２２によってそれぞれ測定された後、圧力室８ｂ内の気体を攪拌し、圧力室８ｂ内の気体の濃度を均一にする。
【００２６】
演算装置１４は、濃度測定装置１２にて測定されたトレーサガスの濃度に基づいて、圧力室８ａから圧力室８ｂに移動したトレーサガスの量（すなわち、圧力室８ａと圧力室８ｂとの間の内部漏れの量）を演算する。つまり、演算装置１４は、ファン１３により攪拌された圧力室８ｂ内のトレーサガスの濃度を濃度測定装置１２で測定し、圧力室８ａと圧力室８ｂとの間の漏れの量（内部漏れの量）を演算する。演算装置１４は、内部漏れの量を圧力室８ａ、８ｂの漏れの測定値に加味することで、内部漏れを考慮した圧力室８ａ、８ｂの漏れの量を演算する。
【００２７】
次に、被検査物５の漏れ検査の手順について、図３を参照して説明する。図３は、被検査物５の漏れ検査における各バルブの作動状況を示すタイムチャートである。
【００２８】
まず、時間Ｔ１の間、バルブ２ａを開き、圧力室８ａにトレーサガスを加圧下で充填する。同時に、バルブ２ｂを開き、圧力室８ｂにトレーサガスを含まない気体を加圧下で充填する。このときの加圧圧力は、例えば、圧力室８ａはゲージ圧で０．４ＭＰａ、圧力室８ｂはゲージ圧で０．１ＭＰａとする。なお、図４に示す様に、圧力室８ｂを圧力室８ａと同じ圧力勾配で加圧すれば、圧力室８ａと圧力室８ｂの間の圧力差（差圧）が加圧中から安定し、圧力室８ａと圧力室８ｂの間の圧力差が一定に保たれるので、圧力室８ａ、８ｂの漏れの測定精度がさらに向上する。
【００２９】
つまり、図４に記載のように加圧勾配を同じにする加圧パターンとすることにより、圧力室１と圧力室２の間に生じる圧力差が加圧完了（図４のｔ２）より早く一定になる（図４のｔ１）。これにより、差圧の大きさによって流量が変化する内部漏れ流量が早期に一定になり、より正確な単位時間当たりの内部洩れ量（図５のＱｃ）を得ることができる。
【００３０】
時間Ｔ１が経過した後、バルブ４ａ、５ａ、４ｂ、５ｂを閉じ、時間Ｔ２が経過したところで、時間Ｔ３の間、差圧計６ａ、６ｂにて圧力変化を測定する。時間Ｔ３が経過した後、圧力室８ｂ内に配置されているファン１３により、時間Ｔ４の間、圧力室８ｂ内の気体を攪拌し、圧力室８ｂ内の気体の濃度を均一にする。
【００３１】
時間Ｔ４が経過した後、時間Ｔ５の間、バルブ１０を開き、圧力室８ｂ内の気体を所定分量（たとえば１０ｍｌ）ポンプ１１によってサンプリングし、この気体中に含まれるトレーサガスの濃度を濃度測定装置１２にて測定する。続いて、演算装置１４にて、濃度測定装置１２にて測定されたトレーサガスの濃度から圧力室８ａと圧力室８ｂの間での内部漏れ量を演算し、時間Ｔ３で測定した圧力変化の量から求めた圧力室８ａ、８ｂの漏れ量に内部漏れ量を加味することにより、内部漏れを考慮した圧力室８ａ、８ｂの正確な漏れ量が得られる（図５参照）。
【００３２】
なお、時間Ｔ３にて、圧力室８ａの漏れがない場合または圧力室８ａの漏れが予め設定した閾値を超える場合は、時間Ｔ５におけるトレーサガスの濃度の測定を中止する。つまり、圧力室８ａと圧力室８ｂの間の内部漏れを考慮する必要がない場合はトレーサガスの濃度の測定が中止されるので、無駄な測定を省くことができる。
【００３３】
時間Ｔ５が経過した後、時間Ｔ６の間、バルブ３ａ、４ａ、５ａ、３ｂ、４ｂ、５ｂを開くことで圧力室８ａ、８ｂ内の気体を外部に排出し、被検査物５の漏れの検査を終了する。
【００３４】
以上説明した様に、本発明のリーク検査装置２０によれば、被検査物８における圧力室８ａと圧力室８ｂとの間で漏れ（内部漏れ）がある場合、圧力室８ａ、８ｂの漏れが差圧計６ａ、６ｂによって測定される間に、トレーサガスが圧力室８ａから圧力室８ｂに移動する。したがって、圧力室８ｂ内に存在するトレーサガスの濃度を測定することで内部漏れを定量化でき、この内部漏れの量を上述の圧力室８ａ、８ｂの漏れに加味することで、内部漏れを考慮した圧力室８ａ、８ｂの正確な漏れの測定値を得ることができる。これにより、漏れの測定精度を向上できる。
【００３５】
なお、内部漏れは圧力室８ａ、８ｂの漏れが差圧計６ａ、６ｂによって測定される間に発生し、内部漏れに係るトレーサガスの濃度の測定はきわめて短時間で行われる。これにより、漏れの測定精度を向上しつつ、漏れの測定時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のリーク検査装置２０によって検査される被検査物８の模式図。
【図２】本発明のリーク検査装置２０の模式図。
【図３】被検査物５の漏れ検査における各バルブの作動状況を示すタイムチャート。
【図４】圧力室８ａ、８ｂの加圧パターンを示す図。
【図５】内部漏れを考慮した漏れ量算出の概念図。
【符号の説明】
【００３７】
８  被検査物
８ａ  圧力室（第１圧力室）
８ｂ  圧力室（第２圧力室）
１２  濃度測定装置
１３  ファン
１４  演算装置
２０  リーク検査装置
２１  差圧式リークテスタ（第１の漏れ測定装置）
２２  差圧式リークテスタ（第２の漏れ測定装置）
【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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