JP2003240670A

JP2003240670A - 気密漏れ検査方法及び装置

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Publication number: JP2003240670A
Application number: JP2002042974A
Authority: JP
Inventors: Koji Shioya; 浩司塩屋; Atsushi Otani; 篤史大谷; Hiroaki Sasaki; 宏明佐々木; Yoshikatsu Sekiai; 良勝堰合
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: US20030154768A1; US6729177B2; JP3698108B2

Abstract

(57)【要約】【課題】検査対象物全体を真空容器に入れることなく
大気圧下で行え、かつ漏れ量の定量化、高精度化が実現
できる気密漏れ検査方法と装置を提供する。【解決手段】本発明の気密漏れ検査方法は、検査対象
物１０の検査部位を囲むように形成されたカバー１１
内、及び検出器１７内にそれぞれ独立した気体の定常流
れを発生させる初期化段階と、検査対象物内にトレーサ
ガスを加圧封入し、カバーを検査部位に装着する検査前
段階と、カバーから吸引された漏れトレーサガスを含む
気体を検出器に導入して漏れを計測する計測段階と、計
測後に気体の流路系を形成する流路及び機器類をクリー
ンアップする浄化段階とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリウムガス等の
漏洩検査媒体（トレーサガス）を用いて、検査対象物の
気密漏れ検査を行う方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】検査対象物の微少な気密漏れに対する検
査方法には、従来技術として、検査対象物から漏れ出た
トレーサガスの量を検出するヘリウムリークディテクタ
（ヘリウム漏洩検出器）を用いた検査法がある。この方
法としては、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように真空式
ヘリウムリーク検査方法とスニファ式ヘリウムリーク検
査方法の２つの方法がある。

【０００３】図２Ａに示されるように真空式は、排気ポ
ンプ３より排気され真空下にある真空容器２内に検査対
象物１を収容し、トレーサガスであるヘリウムを検査対
象物１中に加圧封入し、検査対象物１から真空容器２内
に漏れ出たヘリウムを検出器（ヘリウムリークディテク
タ）４に導入し、ヘリウムの質量分析を利用して検出す
るという手法である。なお、符号５は検出器４のための
排気ポンプ５であり、符号６は、バルブのコントロール
やデータを取得するための制御機器である。しかし、こ
の方法で微少量の漏れを高速、高精度に検出しようとし
た場合、検査対象物１を真空容器２内に入れ、検査対象
物の周囲、即ち真空容器２内を真空化した上で検出器４
を接続して使用しなければならない。また、真空容器２
の内部は、繰り返し使用時にヘリウムの吸着を可能な限
り減らすように面精度の高いものにする必要がある。

【０００４】また、この方法で大型のもの、複雑な形状
のものを検査しようとする場合、真空容器２が大型とな
り、その耐久性や面精度を確保するために多大な労力や
コストを必要とするという問題がある。また、検査時間
を短縮するためには大容量の真空容器２内をできるだけ
短時間で真空引きするために、真空引きのためのポンプ
を高能力のものにする必要があり、更なるコストアップ
となるという問題もある。更には、この真空式の検査方
法を利用するには、検査対象物１の形状は真空容器２に
入るものに制限されるという問題がある。

【０００５】一方、もう一つの従来技術である図２Ｂに
示されるスニファ式ヘリウムリーク検査方法は、ヘリウ
ムを加圧封入された検査対象物１は大気下にさらされた
ままの状態で置かれ、検出器（ヘリウムリークディテク
タ））４′に接続されたスニファプローブ７を検査対象
物１の外面に当接させて走査し、検査対象物１内部から
のヘリウムの漏れを検出するものである。なお、符号
５′は検出器４′内を排気するための排気ポンプであ
り、符号６′は、データ取得等のための外部機器であ
る。このスニファ式による方法は、検査対象物１の漏れ
位置や大雑把な漏れ量を知るには有効な手法であるが、
漏れ量の定量化や高精度化の実現は困難であるという問
題がある。

【０００６】また、スニファプローブの往復運動の途中
が壁や管やワイヤ等で複雑に入り込んだ状態になってい
る場合には、スニファプローブが検査対象物の検査部近
傍にまで近づくことができず、正確な検査ができない。
この問題を解決するものとして、特開２００１−２２８
０４５号公報により開示されたリーク検知装置が知られ
ている。この公知のリーク検知装置は、スニファプロー
ブの吸込口を取付手段によって検査対象物の検査部近く
に着脱可能に取り付けられるようにしたものである。し
かしながら、この装置においても、漏れ位置をかなり正
確に特定できるが、漏れ量の定量化や高精度化は達成で
きない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みなされたもので、その目的は、以下のことを一挙に
実現するにある。（１）小型の検査対象物に対する検査、或いは比較的大
型の検査対象物であっても検査部位を限定した検査に対
して微少量の気密漏れ検査の低コスト化を実現する。（２）比較的大型又は複雑な形状のものの検査において
も、検査対象物全体を真空容器に入れることなく大気下
での検査を可能とする。（３）大気圧下の検査においても従来のスニファ式ヘリ
ウムリークディテクタとは異なり、漏れの定量化、高精
度検出を実現する。（４）気密漏れ検査において、検査対象物に対する制約
を緩和する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載の気密漏れ検査方法及び装置を提供する。請求項１
に記載の気密漏れ検査方法は、検査対象物の検査部位を
囲むように形成されたカバー内、及び検出器内にそれぞ
れ独立した気体の定常流れを発生させる初期化段階と、
検査対象物内にトレーサガスを加圧封入し、カバーを検
査部位に装着する検査前段階と、カバーから吸引された
漏れトレーサガスを含む気体を検出器に導入して漏れを
計測する計測段階と、計測後に気体の流路系を形成する
流路及び機器類をクリーンアップする浄化段階とを具備
している。これにより、検査対象物全体を真空容器に入
れることなく大気下での検査が可能であると共に、漏れ
量の定量化、高精度化が実現できる。

【０００９】請求項２の該方法は、初期化段階における
カバー内を流れる気体の定常流れと検出器内を流れる気
体の別の定常流れとが同一流量となるように調整される
もので、これにより、一層の漏れ量の定量化や高精度化
が実現できる。請求項３の該方法は、流路系を形成して
いる流路及び機器類をクリーンアップする浄化段階が、
３つのモードを含んでいるものであり、これによって、
流路及び機器類全体が完全にクリーンアップされ、トレ
ーサガスがカバー内や流路及び機器類内に残留すること
がなく、高精度な計測が可能となる。

【００１０】請求項４の該方法は、トレーサガスの成分
が大気中に存在する場合は、漏れがないときの出力と漏
れを発生させているときの出力との差分によって計測を
行うものであり、これによって、大気中成分の変動の影
響を軽減している。請求項５に記載の気密漏れ検査装置
は、請求項１〜４の方法の発明を物の発明である装置発
明にしたものであり、その作用効果は、方法の発明と同
様である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態の気密漏れ検査方法及び装置について説明す
る。図１は、本発明の気密漏れ検査装置の全体構成を示
す図である。本発明の気密漏れ検査装置は、検査対象物
１０の検査部位を囲うカバー１１、気体の流路を切り替
え制御する第１〜第５の複数のバルブ１２〜１６、検査
対象物１０から漏れたヘリウムの質量分析を行うヘリウ
ム検出器（ヘリウムリークディテクタ）１７、流路内に
気体の流れを生み出すための第１と第２の２つの排気ポ
ンプ１８，１９、流路内の気体の流れを管理するための
圧力計２０及び流量計２１とそれらの出力をもとに流れ
の状態を制御する圧力制御機器２２及び流量制御機器２
３、検査対象物１０内部を真空引きした後にトレーサガ
ス（ヘリウム）を加圧封入するための真空装置（図示せ
ず）と加圧装置（図示せず）、及び装置全体の一連の動
作制御やデータ処理等を行うための制御機器２４とから
構成されている。

【００１２】カバー１１は、検査対象物１０が小型のも
のであればその全体を、大型のものであれば検査対象部
位だけを囲うことができ、カバー１１の一方は検出器１
７へ通ずる流路へ接続され、他方が大気に開口してい
る。したがって、開口された方から積極的にカバー１１
内に空気を流すことで、検査対象物１０から漏れ出たト
レーサガスを逃がさないようにして検出器１７に導くこ
とができる。

【００１３】本発明の検査装置においては、第１〜第５
のバルブ１２〜１６を適宜切り替え操作することで、検
査対象物１０からのトレーサガスの漏れをカバー１１か
らヘリウム検出器１７に導入するテスト流路系と、カバ
ー１１内の大気の定常流れ及びヘリウム検出器１７内の
同様な大気の定常流れとを作る二系統の初期流路系と、
機器及び流路内のクリーンアップを図る浄化流路系等の
流路系を形成することができる。

【００１４】以下、本発明の検査装置の作動について説
明する。まず、検査装置の初期状態においては、第１〜
第５のバルブ１２〜１６は図１のような状態になってお
り、カバー１１から吸引された気体は、第１バルブ１２
及び第２バルブ１３を経由して第１排気ポンプ１８から
排気される。一方、第２排気ポンプ１９によって大気吸
引口ａされた大気は、第３バルブ１４及び第４バルブ１
５を通り、ヘリウム検出器１７を経由して第２排気ポン
プ１９から排気される。第１及び第２排気ポンプ１８，
１９の手前には、それぞれ流量計２１が設けられてお
り、流量制御機２３からの指令によって、これら二系統
の初期流路系の気体の流量は同じになるように調整され
ている。初期状態において、このような定常流れを予め
作っておくことにより、検査の高精度化、高速化を実現
している。

【００１５】検査対象物１０からのトレーサガスの漏れ
計測時においては、第１バルブ１２と第３バルブ１４と
が図１の状態から切り替え操作され、カバー１１から吸
引された気体は、第１バルブ１２→第３バルブ１４→第
４バルブ１５→ヘリウム検出器１７→第２排気ポンプ１
９という経路で流れる。このとき、検査対象物１０にト
レーサガス（ヘリウム）を封入する前であれば、周囲の
環境の大気中のヘリウム量を計測し、検査対象物１０に
トレーサガスを加圧封入後であれば、大気中のヘリウム
に加えて検査対象物１０からの漏れによるヘリウム量を
計測することになる。このときも、気体の流量は初期状
態のときと同じになるように調整されている。

【００１６】計測後の機器及び流路内のクリーンアップ
と復帰動作は３モードある。まず、第１モードでは第１
〜第５のバルブ１２〜１６を初期状態（図１の状態）に
戻してカバー１１から第１バルブ１２及び第２バルブ１
３を経て第１排気ポンプ１８に至る流路と、カバー１１
内部とに残留したヘリウムを取り除き空気置換する。こ
のとき同時に検査対象物１０からトレーサガスであるヘ
リウムを減圧し回収する。更に、もう一方の大気吸引口
ａから第３バルブ１４と第４バルブ１５及びヘリウム検
出器１７を経て第２排気ポンプ１９に至る流路と、検出
器１７内部の分析管内部との残留ヘリウムを取り除き空
気置換する。

【００１７】第２モードでは、第１〜第４バルブ１２，
１３，１４，１５を図１の状態から切り替えて、カバー
１１から第１バルブ１２→第３バルブ１４→第４バルブ
１５→第２バルブ１３を経由して第１排気ポンプ１８に
至る流れを作り、第１、第３バルブ１２，１４間及び第
３、第４バルブ１４，１５間の流路内の残留ヘリウムを
取り除き空気置換する。また、同時に第５バルブ１６を
図１の状態から切り替えて、大気吸引口ｂから第５バル
ブ１６、ヘリウム検出器１７を経由して第２排気ポンプ
１９に至る流れを作り、ヘリウム検出器１７内のヘリウ
ム除去を継続するとともに、流路が閉塞して第４バルブ
１５とヘリウム検出器１７間が真空引きされることによ
り、第４バルブ１５や流路内に吸着しているヘリウムを
吸い出してしまうことを防いでいる。

【００１８】第３モードでは、計測時と同様に第１バル
ブ１２及び第３バルブ１４のみを図１の状態から切り替
える。これにより、第４バルブ１４とヘリウム検出器１
７の間に残留したヘリウムを取り除くことができる。た
だし、このとき検出器１７の分析管内に再度ヘリウムが
導入される場合があるので、復帰動作は上述した第１モ
ードから第３モードまでを数回繰り返す。

【００１９】制御機器２４のデータ処理部では検出器１
７からの出力を随時モニタし、大気中のヘリウム量の値
と大気中のヘリウムと漏れヘリウムとの加算量の値とか
ら漏れ量の演算を行ったり、大気中のヘリウム量の値か
ら周辺環境を監視したり、検査装置のクリーンアップ状
態の監視などを行う。

【００２０】なお、以上の説明においては、トレーサガ
スとしてヘリウムを使用する場合について説明している
が、トレーサガスとしてはヘリウムに限らず炭酸ガスや
メタン等も使用可能である。また、検出器もヘリウムリ
ークディテクタのような質量分析を使ったものに限ら
ず、他の検出器も使用可能である。即ち、炭酸ガスやメ
タン等のトレーサガスを使用し、レーザ光の吸収を検出
するなど、他のガスと検出法の組み合わせによることも
可能である。

【００２１】以上説明したように、本発明においては、
小型の検査対象物に対する検査、或いは比較的大型の検
査対象物であっても、検査部位を限定した検査に対して
検査対象物全体を真空容器に入れることなく大気下での
検査が可能となるので、検査が低コストとなる。また大
気圧下の検査において従来のスニファ式ヘリウムリーク
ディテクタとは異なり、テスト流路系とは別系統の流路
系で予めカバー内に気体の定常流れを作り出しておき、
検査時にその流れを検出器に導くことができる構造とな
っていること、及び検査前後の余分なトレーサガスがカ
バー内や流路内に残留するのを防止できる構造となって
いることから、漏れ量の定量化や高精度化が可能とな
り、安定した検査ができ、製品の品質が安定する。ま
た、トレーサガスの成分が大気中に存在する場合は、漏
れがないときの出力と漏れを発生させているときの出力
との差分を検査毎に調べることによって、大気中成分の
変動の影響を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の気密漏れ検査装置の全体
構成を示す図である。

【図２】（ａ）は、従来の真空式ヘリウムリーク検査方
法を、（ｂ）は、従来のスニファ式ヘリウムリーク検査
方法を説明する図である。

【符号の説明】

１０…検査対象物１１…カバー１２〜１６…第１〜第５バルブ１７…（ヘリウム）検出器１８，１９…第１、第２排気ポンプ２０…圧力計２１…流量計２２…圧力制御機器２３…流量制御機器２４…制御機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木宏明愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者堰合良勝愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 2G067 BB02 BB03 BB12 BB22 BB38 CC13 DD17 DD18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象物中にトレーサガスを加圧封入
し、該検査対象物からのトレーサガスの漏れを検査する
気密漏れ検査方法において、この方法が、以下の各段
階、（１）前記検査対象物の検査部位を囲むように形成さ
れ、一方が大気に開放され、他方が流路に接続している
カバー内に、第１排気ポンプにより気体の定常流れを発
生する第１の流路系と、この第１の流路系とは独立して
いて、大気吸引口から大気を吸引して検出器を経由して
第２排気ポンプより排出する大気の流れを発生する第２
の流路系とを形成する初期化段階と、（２）前記検査対象物内にトレーサガスを加圧封入する
と共に、前記カバーを前記検査対象物の検査部位を囲む
ように装着する検査前段階と、（３）漏れ計測時に、前記第２排気ポンプにより前記カ
バーから吸引された漏れトレーサガスを含む気体を前記
検出器に導入する流路系に切り替えて、前記検査部位か
らの漏れを計測する計測段階と、（４）計測後に、気体の流路系を形成する流路及び機器
類をクリーンアップする浄化段階と、を具備することを
特徴とする気密漏れ検査方法。
【請求項２】前記初期化段階において、前記第１の流
路系と前記第２の流路系とを流れる気体の流量が同じに
なるように調整されることを特徴とする請求項１に記載
の気密漏れ検査方法。
【請求項３】前記浄化段階が、前記初期化段階の２つ
の独立した前記第１と第２の流路系を形成し、それぞれ
の流路系を形成する流路及び機器類をクリーンアップす
る第１モードと、前記第１排気ポンプにより、計測時の
流路系の一部流路と機器類とをクリーンアップする流路
系と、この流路系とは独立し、前記第２排気ポンプによ
り別の大気吸引口から大気を吸引して前記検出器をクリ
ーンアップする流路系とを形成する第２モードと、計測
時の流路系を形成して、残余の流路をクリーンアップす
る第３モードとの３つのモードを含んでいることを特徴
とする請求項１又は２に記載の気密漏れ検査方法。
【請求項４】トレーサガスの成分が大気中に存在する
場合は、前記計測段階が、漏れがないときの前記検出器
の出力と漏れが発生しているときの前記検出器の出力の
差分によって計測を行っていることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか一項に記載の気密漏れ検出方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか一項に記載の気
密漏れ検査方法を実施するための気密漏れ検査装置。