JP6781063B2 - Leak inspection method Leak inspection equipment - Google Patents

Description

本発明は、検査対象の容器の漏れを検査するリーク検査方法、リーク検査装置に関する。 The present invention relates to a leak inspection method and a leak inspection device for inspecting a leak in a container to be inspected.

空気加圧式のリーク試験では、密閉容器内に封入した空気圧力の変化に基づいて、リークの有無を判定する。工業規格（JIS Z2332:2012,圧力変化による漏れ試験方法）に定めてある方法によると、日(day)の単位の長時間を要するものもあるし、指定時間における圧力降下の上限を定めているものもある。 In the air-pressurized leak test, the presence or absence of a leak is determined based on the change in the air pressure sealed in the closed container. According to the method stipulated in the industrial standard (JIS Z2332: 2012, leak test method due to pressure change), some require a long time in units of days, and the upper limit of pressure drop in the specified time is set. There are also things.

しかし、産業現場の生産ラインにおける検査では、これらのいずれよりも短い時間でリークの有無を判定することが要求される。短時間でのリーク判定の障害は、空気の温度変化が圧力変化を引き起こし、漏れが無くても圧力が変化することである。短時間測定という現場からの要求に応えるために取られてきた従来の検査法の代表的なものには以下のようなものがある。 However, inspections on production lines at industrial sites are required to determine the presence or absence of leaks in a shorter time than any of these. The obstacle to the leak determination in a short time is that the temperature change of the air causes the pressure change, and the pressure changes even if there is no leak. The following are typical conventional inspection methods that have been adopted to meet the demand from the field for short-time measurement.

(第１の検査法)
短い加圧検査時間の最後の圧力値から、温度補償値と呼ぶ数値を差し引き、その残りの数値の大きさにより、リークの有無を判定する(下記特許文献１、２、３参照)。 (First inspection method)
A numerical value called a temperature compensation value is subtracted from the final pressure value in the short pressurization inspection time, and the presence or absence of a leak is determined based on the magnitude of the remaining numerical value (see Patent Documents 1, 2 and 3 below).

（第２の検査法）
第１の検査法と同様に、圧力の時間に対する変化率（以下、圧力の変化率）を、圧力の測定値から求め、それとは別の測定によって、温度変化に起因する圧力変化率を何らかの方法で推定して、該温度変化に起因する圧力の変化率の推定値を、測定値から求めた圧力の変化率から差し引いた残りをリークによる圧力変化率であるとしてリークの有無を判定する（下記特許文献４、５参照）。 (Second inspection method)
Similar to the first inspection method, the rate of change of pressure with respect to time (hereinafter referred to as the rate of change of pressure) is obtained from the measured value of pressure, and the rate of change in pressure due to temperature change is determined by some method by another measurement. Estimates with, and determines the presence or absence of a leak by subtracting the estimated value of the pressure change rate due to the temperature change from the pressure change rate obtained from the measured value as the pressure change rate due to the leak (below). See Patent Documents 4 and 5).

(第３の検査法)
リークがない容器に対して行った試験において、加圧後の圧力の変化のパターンを記録装置に記録しておき、それと加圧後の検査対象の容器に生じる圧力変化のパターンとを比較し、検査対象の容器に生じた圧力低下がリークがない容器に生じた圧力低下より大きい場合に、検査対象の容器にリークがあると判定する。この場合、リークがない容器における圧力変化のパターンは、生産ライン上で測定した検査体の平均のパターンとするものもある（下記特許文献３、９、１０参照）。 (Third inspection method)
In the test conducted on a leak-free container, the pattern of pressure change after pressurization was recorded in a recording device, and this was compared with the pattern of pressure change occurring in the container to be inspected after pressurization. If the pressure drop in the container to be inspected is greater than the pressure drop in the container without leaks, it is determined that the container to be inspected has a leak. In this case, the pattern of the pressure change in the container without leak may be the average pattern of the inspection body measured on the production line (see Patent Documents 3, 9 and 10 below).

（第４の検査法）
加圧により生じる検査体と参照容器の間の差圧を、リークによる時間の線形関数と、温度変化による指数関数の和と考え、差圧対時間の曲線に対するフィティングによりリークを求める(下記特許文献６、７、８参照)。 (Fourth inspection method)
The differential pressure between the test piece and the reference container caused by pressurization is considered to be the sum of the linear function of time due to leakage and the exponential function due to temperature change, and the leakage is obtained by fitting to the curve of differential pressure vs. time (Patent below). References 6, 7 and 8).

特許第５８４４０８１号Patent No. 5844081 特開２０１３−０２４６３５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-024635 特公昭５３−０２５２６７号公報Tokukousho 53-0225267 特開昭６３−０２７７９４８JP-A-63-0277948 特許第３４１１３７４号Patent No. 341137 特開２００４−０６１２０１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-061201 特許第４１７３２５５号Patent No. 4173255 特許第４０５６８１８号Patent No. 4056818 特許第３２１２８９８号Patent No. 3212898 特許第３１３３２７５号Patent No. 3133275

上記第１〜第４の検査法はいずれも、検査時間の終わりでの値を用いて判定するので、検査時間が短いときには、温度変化の影響が残っていて、リークがない検査体をリーク有りと誤判定することが多い。リーク判定の分野では、「リトライ率」（全検査体数に対して測定のやり直しをする検査体数の割合）などという語が横行するほど、上記の誤判定が頻発する。このリトライは、同じ検査手順で再度測定を行うものが一般的であるが、リトライのときには検査時間を延長する選択もある。こうしたリトライ率を低下させるために、リーク判定の基準を甘くせざるを得ないこともあるが、それでは判定の信頼性が低下する。 Since all of the above 1st to 4th inspection methods are judged by using the value at the end of the inspection time, when the inspection time is short, the influence of the temperature change remains and there is a leak in the inspection body without leak. Is often misjudged. In the field of leak determination, the more prevalent the term "retry rate" (ratio of the number of inspection bodies to be remeasured to the total number of inspection bodies), the more frequently the above-mentioned erroneous judgment occurs. This retry is generally performed again by the same inspection procedure, but there is an option to extend the inspection time at the time of retry. In order to reduce such a retry rate, it may be necessary to loosen the criteria for leak determination, but this reduces the reliability of the determination.

差圧の時間に対する変化率は、容器内部空気の流出すなわち物質移動に伴う差圧変化率と、内部空気への熱の移動に起因する差圧変化率という二つの部分から構成されるが、リーク検査では、これらの合計が、差圧変化率として観測される。そのため、ある時刻における変化率値を見るだけの検査法や、単にある時刻における差圧値を見るだけの検査法では、リークによる圧力変化率と、熱移動による圧力変化率を区別して認識することはできない。こうした瞬時値に基づくリーク判定を有効にするために、長時間待つことで熱移動による成分を十分に減少させるとか、あらかじめ熱移動による成分を別測定データを用いて推定するなどの対応が行われてきたが、いずれも良好な判定精度を得るには至らず、リトライが当然視される現状となっている。 The rate of change of differential pressure with respect to time consists of two parts: the rate of change in differential pressure due to the outflow of air inside the container, that is, mass transfer, and the rate of change in differential pressure due to the transfer of heat to the internal air. In the inspection, the sum of these is observed as the rate of change in differential pressure. Therefore, in the inspection method that only looks at the rate of change value at a certain time or the inspection method that simply looks at the differential pressure value at a certain time, the pressure change rate due to leakage and the pressure change rate due to heat transfer should be recognized separately. Can't. In order to make the leak judgment based on such an instantaneous value effective, measures are taken such as sufficiently reducing the component due to heat transfer by waiting for a long time, or estimating the component due to heat transfer in advance using separate measurement data. However, none of them have achieved good judgment accuracy, and the current situation is that retries are naturally regarded.

本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、短時間の測定であっても高い精度でリークの有無を判定することのできるリーク検査方法およびリーク検査装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a leak inspection method and a leak inspection apparatus capable of determining the presence or absence of a leak with high accuracy even in a short-time measurement. There is.

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。 The gist of the present invention for achieving such an object lies in the inventions of the following items.

［１］検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査方法であって、
検査対象容器の内圧と漏れの無い参照容器の内圧とを共に所定圧力P₁にして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録する第１測定ステップと、
前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧とを共に所定圧力P₂にして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録する第２測定ステップと、
差圧の変化率の時間経過のモデル関数を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数f₁(t)として、前記第１測定ステップで測定した測定値からf₁(t)の各係数の値を決定する第１係数算出ステップと、
差圧の変化率の時間経過のモデル関数を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数f₂(t)として、前記第２測定ステップで測定した測定値からf₂(t)の各係数の値を決定する第２係数算出ステップと、
前記第１係数算出ステップで求めた係数のうちの定数項をD₁、前記第２係数算出ステップで求めた係数のうちの定数項をD₂とし、下記の演算の結果の値を漏れ流路の形状のみにより決定される係数として、容器の漏れの有無を判定するステップと、
（ただし、P_aは環境圧力、Vは検査対象容器の容積、μは気体粘度）
を有する
ことを特徴とするリーク検査方法。 [ 1 ] A leak inspection method that inspects the container to be inspected for leaks.
The difference pressure between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when the container to be inspected and the internal pressure of the reference container without leakage are both set to a predetermined pressure P ₁ and left to stand after being sealed is sequentially measured. , The first measurement step of recording the measurement time and the measured value in association with each other,
The difference pressure between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container are both set to a predetermined pressure P ₂ and left to stand after being sealed is sequentially measured. The second measurement step of recording the measurement time and the measured value in association with each other,
The time-lapse model function of the rate of change of the differential pressure is a function f ₁ (t), which is a linear combination of a single constant and multiple smooth functions that uniformly converge to 0 as time t approaches infinity. ), The first coefficient calculation step for determining the value of each coefficient of f ₁ (t) from the measured value measured in the first measurement step, and
The time-lapse model function of the rate of change of the differential pressure is a function f ₂ (t), which is a linear combination of a single constant and multiple smooth functions that uniformly converge to 0 as the time t approaches infinity. ), The second coefficient calculation step of determining the value of each coefficient of f ₂ (t) from the measured value measured in the second measurement step, and
The constant term of the coefficients obtained in the first coefficient calculation step is D ₁ , the constant term of the coefficients obtained in the second coefficient calculation step is D _2, and the value of the result of the following calculation is the leakage flow path. As a coefficient determined only by the shape of, the step of determining the presence or absence of leakage of the container and
(However, P _a is the environmental pressure, V is the volume of the container to be inspected, and μ is the gas viscosity)
A leak inspection method characterized by having.

上記発明では、差圧の変化率の時間経過のモデル関数を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数f(t)として、測定ステップで測定した測定値から、該線形結合の各係数の値を決定する。たとえば、差圧の変化率のモデル関数として、簡単で合理的な例は、時間tの逆数のべき乗の線形結合である。しかし、上記の条件を満足するものであれば時間の負の整数べき乗以外の関数であって差し支えはなく、たとえばexp(-αt)/t などを関数の一つに加えると良い場合もある。それらの複数の関数の線形結合の係数値を、差圧の測定値に基づいて求める。求めた係数のうちの定数項は、時間無限大における差圧の変化率を示している。温度や外部環境による差圧の変化率が時間無限大でゼロに収束する環境条件では、上記の定数項は漏れ量を示すことになるので、該定数項の値に基づいて、検査対象容器の漏れの有無を判定する。
また上記発明では、異なるチャージ圧下で差圧の測定を各１回行うことで、定数項に含まれる環境温度変化の影響を消去して、より正確な漏れ量を求めることができる。 In the above invention, the model function of the rate of change of the differential pressure over time is a function that is a linear combination of a plurality of smooth functions that uniformly converge to 0 when the time t goes to infinity and one constant. As f (t), the value of each coefficient of the linear combination is determined from the measured value measured in the measuring step. For example, a simple and rational example of a model function of the rate of change of differential pressure is a linear combination of powers of the reciprocals of time t. However, if the above conditions are satisfied, it may be a function other than the power of a negative integer power of time. For example, exp (-αt) / t may be added to one of the functions. The coefficient value of the linear combination of these multiple functions is obtained based on the measured value of the differential pressure. The constant term of the obtained coefficients indicates the rate of change of the differential pressure at infinity of time. Under environmental conditions where the rate of change of differential pressure due to temperature and the external environment converges to zero at infinite time, the above constant term indicates the amount of leakage. Therefore, based on the value of the constant term, the container to be inspected Determine if there is a leak.
Further, in the above invention, by measuring the differential pressure once each under different charge pressures, the influence of the environmental temperature change included in the constant term can be eliminated and a more accurate leakage amount can be obtained.

［２］前記第１係数算出ステップでは、前記第１測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₁(t)とし、r₁(t)を近似するモデル関数を前記f₁(t)とし、前記第１測定ステップで測定したK₁個の測定値から、
の値が最小になるようにf₁(t)の各係数の値を決定し、
前記第２係数算出ステップでは、前記第２測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₂(t)とし、r₂(t)を近似するモデル関数を前記f₂(t)とし、前記第２測定ステップで測定したK₂個の測定値から、
の値が最小になるようにf₂(t)の各係数の値を決定する
ことを特徴とする［１］に記載のリーク検査方法。
r(t)は、測定した差圧J(t)に対して線形の演算を施した量であって、その主要部が差圧の変化率を表現するものであれば良い。最も簡単に着想するのは、測定差圧J(t)の数値微分であるが、実際にこれを行うと、測定に伴うノイズが増幅され、目的とする差圧変化率が不正確になり、実用性において他のものに劣る。次に簡単なr(t)は、測定差圧を時間tで割ったJ(t)/tであろう。これは微分のようにノイズを増幅しないが、減衰もさせない。それゆえ、差圧センサーや信号処理回路のノイズ水準が低い測定装置では、これをr(t)として実用することが可能である。
ノイズを減衰させ、差圧変化率を正確に表示できる方法として優秀な例は、下記の式(13)である。以上、例を述べたが、その本質は、測定した差圧に線形演算を施した結果の主要部が差圧の変化率となる量を用いることを特徴とする。 [ 2 ] In the first coefficient calculation step, r ₁ (t) is a function of the rate of change of the differential pressure based on the measured value in the first measurement step, and a model function that approximates r ₁ (t). Is f ₁ (t), and from the measured value of K ₁ measured in the first measurement step,
Determine the value of each coefficient of f ₁ (t) so that the value of
In the second coefficient calculation step, the function of the rate of change of the differential pressure based on the measured value in the second measurement step over time is r ₂ (t), and the model function that approximates r ₂ (t) is f. Let it be ₂ (t), and from the measured values of K ₂ measured in the second measurement step,
The leak inspection method according to [ 1 ], wherein the value of each coefficient of f ₂ (t) is determined so that the value of is minimized.
r (t) may be a quantity obtained by performing a linear calculation on the measured differential pressure J (t), and the main part thereof may represent the rate of change of the differential pressure. The simplest idea is the numerical differentiation of the measured differential pressure J (t), but when this is actually done, the noise associated with the measurement is amplified and the target differential pressure change rate becomes inaccurate. Inferior to others in practicality. The next simpler r (t) would be J (t) / t, which is the measured differential pressure divided by the time t. It does not amplify noise like differentiation, but it does not attenuate it either. Therefore, in a measuring device having a low noise level of a differential pressure sensor or a signal processing circuit, this can be put into practical use as r (t).
An excellent example of a method that can attenuate noise and accurately display the differential pressure change rate is the following equation (13). Although the example has been described above, the essence is that the main part of the result of performing the linear calculation on the measured differential pressure is the amount at which the rate of change of the differential pressure is used.

［３］検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査方法であって、
P_aを環境圧力として、
検査対象容器の内圧と漏れの無い参照容器の内圧とを共に所定圧力P_１＝P_aにして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録する第１測定ステップと、
前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧とを共に所定圧力P_２にして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を、前記放置の開始時を基準とした各測定タイミングを前記第１測定ステップの場合と同じにして順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録するする第２測定ステップと、
前記第１測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₁(t)とし、前記第２測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₂(t)とし、r₂(t)-(P₂/P₁)r₁(t)を近似するモデル関数F(t)を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数F(t)として、前記第１、第２測定ステップで測定したK個の測定値から、
の値が最小になるようにF(t)の各係数の値を決定する係数算出ステップと、
前記係数算出ステップで決定した定数項の値に基づいて、前記検査対象容器の漏れの有無を判定する判定ステップと、
を有する
ことを特徴とするリーク検査方法。 [ 3 ] A leak inspection method that inspects the container to be inspected for leaks.
With P _a as environmental pressure
The difference between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when the container to be inspected and the internal pressure of the reference container without leakage are both set to a predetermined pressure P ₁ = P _a and left to stand after being sealed. The first measurement step of sequentially measuring and recording the measurement time and the measured value in association with each other,
The difference pressure between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container are both set to a predetermined pressure P ₂ and left to stand after being sealed is determined by the standing. A second measurement step in which each measurement timing with reference to the start time is sequentially measured in the same manner as in the first measurement step, and the measurement time and the measured value are recorded in association with each other.
Let r ₁ (t) be the function of the rate of change of the differential pressure based on the measured value in the first measurement step, and the function of the rate of change of the differential pressure based on the value measured in the second measurement step. Let r ₂ (t) be, and the model function F (t) that approximates r ₂ (t)-(P ₂ / P ₁ ) r ₁ (t) is uniformly 0 when the time t goes to infinity. From the K measured values measured in the first and second measurement steps, as a function F (t) which is a linear combination of a plurality of smooth functions converging to one constant and one constant.
A coefficient calculation step that determines the value of each coefficient of F (t) so that the value of
A determination step for determining the presence or absence of leakage of the container to be inspected based on the value of the constant term determined in the coefficient calculation step, and
A leak inspection method characterized by having.

［４］前記係数の決定において、前記放置の開始後の所定期間の測定値は除外する
ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１つに記載のリーク検査方法。 [ 4 ] The leak inspection method according to any one of [1] to [ 3 ], wherein the measured value for a predetermined period after the start of the neglect is excluded in determining the coefficient.

上記発明では、所定圧力にチャージした後の所定期間は、測定される差圧に特異な変動がみられるため、時間無限大での定数項を得る目的から、その期間を排除してモデル関数の係数値を決定する。 In the above invention, since a fluctuation peculiar to the measured differential pressure is observed in a predetermined period after charging to a predetermined pressure, the period is excluded for the purpose of obtaining a constant term at infinity of time, and the model function is used. Determine the coefficient value.

［５］［１］乃至［４］のいずれか１つに記載のリーク検査方法を用いて検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査装置。
[ 5 ] A leak inspection device that inspects the container to be inspected for leakage by using the leak inspection method according to any one of [1] to [ 4 ].

本発明に係るリーク検査方法およびリーク検査装置によれば、短時間の測定であっても高い精度でリークの有無を判定することができる。また、適切な測定時間を決めることができる。 According to the leak inspection method and the leak inspection apparatus according to the present invention, the presence or absence of a leak can be determined with high accuracy even in a short time measurement. In addition, an appropriate measurement time can be determined.

観測した関数r(t)と、推定した関数F(t)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the observed function r (t) and the estimated function F (t). 本発明に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the leak inspection apparatus which carries out the leak inspection method which concerns on this invention. データ採取から第１の漏れ量推定方法で漏れ量を推定して漏れの有無を判定する処理の手順を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the procedure of the process of estimating the leakage amount by the first leakage amount estimation method from data collection, and determining the presence or absence of leakage. データ採取から第２の漏れ量推定方法で漏れ量を推定して漏れの有無を判定する処理の手順を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the procedure of the process of estimating the leakage amount by the second leakage amount estimation method from data collection, and determining the presence or absence of leakage. データ演算の詳細を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the detail of a data operation. 図５の続きを示す流れ図である。It is a flow chart which shows the continuation of FIG. D₁, D₂の関係を示すグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph which shows the relationship of D ₁ and D ₂ . 測定した差圧の時間経過を示す図である。It is a figure which shows the time passage of the measured differential pressure. 図８のデータに対して(13)式の左辺の計算を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the calculation of the left side of Eq. (13) with respect to the data of FIG. 容器内と容器外とのエネルギーの授受を示す図である。It is a figure which shows the transfer of energy between the inside of a container and the outside of a container.

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明に係るリーク検査方法の概要を説明する。 First, an outline of the leak inspection method according to the present invention will be described.

検査対象容器と漏れのない参照容器を共に所定の圧力にした後に封止して放置したときの検査対象容器内の圧力と参照容器内の圧力との差圧を順次測定し、測定時刻と測定値を対応付けて記録する。測定から得られる差圧の変化率は検査時間内においては一つの時間関数である。そこで、測定値から、差圧の変化率を表す関数の形を表すパラメータを検出し、この関数の時間無限大のときの値からリークの有無を判定する。温度変動などの影響による差圧の変化率が時間無限大においてゼロに収束するという条件が成立すれば、差圧の変化率の関数が時間無限大のときにとる値は、漏れによる差圧の変化率を表している。 The differential pressure between the pressure inside the container to be inspected and the pressure inside the reference container when the container to be inspected and the reference container without leakage are both set to the specified pressure and then sealed and left to be measured is sequentially measured, and the measurement time and measurement are performed. Record the values in association with each other. The rate of change of the differential pressure obtained from the measurement is a time function within the inspection time. Therefore, a parameter representing the shape of the function representing the rate of change of the differential pressure is detected from the measured value, and the presence or absence of a leak is determined from the value of this function when the time is infinite. If the condition that the rate of change of the differential pressure due to the influence of temperature fluctuations converges to zero at infinity of time is satisfied, the value taken when the function of the rate of change of differential pressure is infinite time is the differential pressure due to leakage. It represents the rate of change.

このように差圧の変化率を表す関数を特定できれば、時刻を特定することに伴う誤りを防ぐことができるばかりでなく、測定をしていない未来値からリークの有無を判定することができる。なお、このような予測が可能であるためには、測定対象が、想定した物理法則にしたがっていることが前提である。すなわち、漏れ以外の要因による差圧の変化率が時間無限大に向かってゼロに収束することが前提である。 If the function representing the rate of change of the differential pressure can be specified in this way, not only can it be possible to prevent errors associated with specifying the time, but it is also possible to determine the presence or absence of a leak from a future value that has not been measured. In order for such prediction to be possible, it is premised that the measurement target follows the assumed physical laws. That is, it is premised that the rate of change of the differential pressure due to factors other than leakage converges to zero toward infinity of time.

差圧の変化率を表す関数の推定は次のように行う。まず圧力の変化率の時間経過を表す関数を差圧の測定値から算定する。これはいろいろな量が定義できる。これを関数r(t)とする。次にr(t)を良く近似する近似関数(モデル関数f(t))を設定する。このモデル関数を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数f(t)とする。滑らかな関数とは、連続かつ微分可能ということであり、そのグラフが段付きステップや折れのない関数である。 The function that represents the rate of change of the differential pressure is estimated as follows. First, a function representing the time course of the rate of change in pressure is calculated from the measured value of the differential pressure. This can be defined in various quantities. Let this be the function r (t). Next, an approximation function (model function f (t)) that closely approximates r (t) is set. Let this model function be a function f (t) which is a linear combination of a plurality of smooth functions that uniformly converge to 0 when the time t goes to infinity and one constant. A smooth function means that it is continuous and differentiable, and the graph is a function without stepped steps or breaks.

言い換えると、モデル関数f(t)は下記のように設定ればよい。
１．時間tが無限大に向かうときに０に収束する関数を複数設定する。
２．上記関数は、全て微分可能である。
３．上記関数をグラフで示すと、全てが、段付きステップや折れのない関数である。
４．上記１．で設定した各々の関数に定数を設定して線形結合する。
５．上記４．で線形結合して得た関数（f(t)）をモデル関数とする。 In other words, the model function f (t) may be set as follows.
1. 1. Set a plurality of functions that converge to 0 when the time t goes to infinity.
2. All of the above functions are differentiable.
3. 3. Graphing the above functions, they are all stepped steps and unbroken functions.
4. Above 1. Set constants for each function set in step and linearly combine them.
5. Above 4. Let the function (f (t)) obtained by linear combination with be a model function.

この近似関数(モデル関数f(t))は、時間無限大において一つの値に収束するものであれば良いが、簡単なアルゴリズムで関数が決定できるものであることが望ましい。ここでいう簡単なアルゴリズムとは、既知の回数の既知の演算で完結する算法で係数を決定できることである。 This approximate function (model function f (t)) may be one that converges to one value at time infinity, but it is desirable that the function can be determined by a simple algorithm. The simple algorithm here is that the coefficient can be determined by an arithmetic method that is completed by a known number of known operations.

本実施の形態では、この条件を満足する簡単な関数として、時間tの逆数のべき乗の線形結合を使用する。すなわち、f(t)の一例として、次のF(t)
を用い、
を最小にするように、D、c₁、c₂を定める。 In this embodiment, a linear combination of the reciprocals of time t to the power of power is used as a simple function that satisfies this condition. That is, as an example of f (t), the following F (t)
Using
Define D, c ₁ , and c ₂ so as to minimize.

式(1)の代わりにたとえば、F(t)=D+c₁/t²+c₂/t³ を用いても良いのであるが、混乱を避けるために、この説明では、式(1)の場合について説明を行う。この場合、通常の最小二乗法を適用することで、これらのパラメータを有限回の計算で定めることができる。図１は観測した関数r(t)と、推定した関数F(t)の関係を示している。r(t)は有限時間Tで終了しているが、これを近似したF(t)には無限遠で収束する値Dがある。この値Dを時間無限大における漏れ量に対応する値としてリークの有無を判定する。 For example, F (t) = D + c ₁ / t ² + c ₂ / t ³ may be used instead of equation (1), but to avoid confusion, equation (1) is used in this explanation. The case of is explained. In this case, these parameters can be determined by a finite number of calculations by applying the usual least squares method. FIG. 1 shows the relationship between the observed function r (t) and the estimated function F (t). r (t) ends at T for a finite time, but F (t), which approximates this, has a value D that converges at infinity. The presence or absence of a leak is determined by setting this value D as a value corresponding to the amount of leakage at infinity of time.

このようにして求められるDは、同じ物理的環境のもとで平衡状態に達したときの圧力変化率を表すから、測定時間の最終端(時刻T_ｐ)における圧力の変化率F(T_p)を、リークを表わす量としていた従来の方法よりも、真値に近い値である。また、圧力変化率曲線を近似するので、ある時点の関数値をもって判定の根拠とする従来の方法に比べて、ノイズの影響を受けにくい。また、求めるべきは圧力変化率であるとして、差圧曲線の測定端部の近傍で最小二乗法を用いて平均勾配を求めてしまう方法のように、温度変化の影響を直接受けることもない。 Since D obtained in this way represents the rate of change in pressure when an equilibrium state is reached under the same physical environment, the rate of change in pressure F (T _p ) at the final end of the measurement time (time T _p ). ) Is a value closer to the true value than the conventional method in which the amount representing the leak is used. In addition, since the pressure change rate curve is approximated, it is less susceptible to noise than the conventional method in which the function value at a certain point in time is used as the basis for determination. Further, assuming that the pressure change rate should be obtained, it is not directly affected by the temperature change as in the method of obtaining the average gradient by using the least squares method in the vicinity of the measurement end of the differential pressure curve.

本発明に係るリーク検査方法は圧力(差圧)の変化率の発生が容器の放熱以外の原因によるものが加わっていても、長い時間後にその原因による圧力の変化率が一つの定常値に限りなく近づくという性質を有する物理現象に起因するならば、応用が可能である。 In the leak inspection method according to the present invention, even if the generation of the pressure (differential pressure) change rate is caused by a cause other than heat dissipation of the container, the pressure change rate due to the cause is limited to one steady value after a long time. It can be applied if it is caused by a physical phenomenon that has the property of approaching without pressure.

図２は、本発明に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置１０の概略構成を示している。リーク検査装置１０は、検査対象容器（例えば、貯湯タンクや熱交換器等）の漏れを検査する装置であって、ハード部分は周知のものである。検査対象容器をワークＷとする。漏れのないことが確認されている参照容器をマスタＭとする。ワークとマスタは同じ力学的および熱力学的パラメータを持った異なる容器であることが望ましいが、必ずしもその条件に沿わなくてもよい。 FIG. 2 shows a schematic configuration of a leak inspection device 10 that implements the leak inspection method according to the present invention. The leak inspection device 10 is a device for inspecting a leak in a container to be inspected (for example, a hot water storage tank, a heat exchanger, etc.), and the hardware portion is well known. The container to be inspected is the work W. The reference container that has been confirmed to be leak-free is the master M. It is desirable that the workpiece and master be different containers with the same mechanical and thermodynamic parameters, but the conditions do not necessarily have to be met.

リーク検査装置１０は、加圧された空気の供給源３の接続口となる加圧源接続口１１と、ワークＷを接続するためのワーク接続口１２と、マスタＭを接続するためのマスタ接続口１３を備えている。リーク検査装置１０は内部の管路として、加圧源接続口１１に一端が接続された第１配管２１を有し、第１配管２１は途中で二手に分岐して第２配管２２と第３配管２３となり、第２配管２２の他端はマスタ接続口１３に、第３配管２３の他端はワーク接続口１２にそれぞれ接続されている。 The leak inspection device 10 is a master connection for connecting a pressure source connection port 11 which is a connection port for the pressurized air supply source 3, a work connection port 12 for connecting the work W, and a master M. It has a mouth 13. The leak inspection device 10 has a first pipe 21 whose one end is connected to a pressurizing source connection port 11 as an internal pipeline, and the first pipe 21 branches into two in the middle to form a second pipe 22 and a third pipe. The second pipe 22 is connected to the master connection port 13, and the other end of the third pipe 23 is connected to the work connection port 12.

第１配管２１には第１開閉弁３１が介挿されている。第２配管２２には第２開閉弁３２が介挿されている。第３配管２３には第３開閉弁３３が介挿されている。第２開閉弁３２とマスタ接続口１３との間の第２配管２２と、第３開閉弁３３とワーク接続口１２との間の第３配管２３との間には、差圧計３８が接続されている。また、第１開閉弁３１と第３開閉弁３３との間の所定箇所で第３配管２３から排気管２４が分岐しており、排気管２４の途中に排気弁３４が設けてある。排気管２４の終端は排気ポートとなっており大気開放されている。 A first on-off valve 31 is inserted in the first pipe 21. A second on-off valve 32 is inserted in the second pipe 22. A third on-off valve 33 is inserted in the third pipe 23. A differential pressure gauge 38 is connected between the second pipe 22 between the second on-off valve 32 and the master connection port 13 and the third pipe 23 between the third on-off valve 33 and the work connection port 12. ing. Further, the exhaust pipe 24 is branched from the third pipe 23 at a predetermined position between the first on-off valve 31 and the third on-off valve 33, and the exhaust valve 34 is provided in the middle of the exhaust pipe 24. The end of the exhaust pipe 24 is an exhaust port and is open to the atmosphere.

第２配管２２のうち差圧計３８の一方が接続されている箇所とマスタ接続口１３との間、および、第３配管２３のうち差圧計３８の他方が接続されている箇所とワーク接続口１２との間には、それぞれ測定器保全用の第５開閉弁３５、第６開閉弁３６が介挿されている。 The part of the second pipe 22 to which one of the differential pressure gauges 38 is connected and the master connection port 13, and the part of the third pipe 23 to which the other of the differential pressure gauge 38 is connected and the work connection port 12 A fifth on-off valve 35 and a sixth on-off valve 36 for maintaining the measuring instrument are inserted between the two.

リーク検査装置１０は、検査の流れの制御、測定、および測定値の記録、測定結果に基づく漏れ判定等を行う記録演算部１５を有する。記録演算部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を主要部とする回路であり、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＣＰＵが処理を実行することで、リーク検査装置１０における検査の制御、測定・記録および判定が行われる。測定結果に基づく漏れの判定は、パーソナルコンピュータ等の外部装置で行われてもよい。 The leak inspection device 10 has a recording calculation unit 15 that controls the inspection flow, measures, records measured values, determines leaks based on the measurement results, and the like. The recording calculation unit 15 is a circuit whose main unit is a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc., and the CPU executes processing according to a program stored in the ROM. The inspection control, measurement / recording, and determination in the leak inspection device 10 are performed. The determination of leakage based on the measurement result may be performed by an external device such as a personal computer.

加圧源接続口１１には、供給圧力を設定する圧力レギュレータ２を介して加圧気体の供給源３が接続される。また圧力レギュレータ２と加圧源接続口１１との間の配管には圧力計５が接続される。圧力レギュレータ２は、下流側が設定圧力となるように下流側に供給する圧力を調整する機能を果たす。 A pressurized gas supply source 3 is connected to the pressurizing source connection port 11 via a pressure regulator 2 that sets the supply pressure. A pressure gauge 5 is connected to the pipe between the pressure regulator 2 and the pressure source connection port 11. The pressure regulator 2 functions to adjust the pressure supplied to the downstream side so that the downstream side becomes the set pressure.

ワーク接続口１２にはワークＷが接続され、マスタ接続口１３にはマスタＭが接続される。 The work W is connected to the work connection port 12, and the master M is connected to the master connection port 13.

図２において、Pは圧力、θは温度、V（大文字）は容積であり、これらには次のように添え字が付けてある。マスタＭ（参照容器）に関する変数には添え字Rを、ワークＷ（検査対象容器）に関する変数には添え字Tを付ける。たとえば、マスタＭ側の圧力はP_R、ワークＷ側の圧力はP_Tである。P_Sは加圧気体の供給源３の圧力、P_０は圧力レギュレータ２によって制御された圧力である。P_aは大気圧である。 In FIG. 2, P is pressure, θ is temperature, and V (capital letter) is volume, which are subscripted as follows. Variables related to the master M (reference container) are given the subscript R, and variables related to the work W (container to be inspected) are given the subscript T. For example, the pressure on the master M side is PR _{, and} the pressure on the work W side is P _T. P _S is the pressure of the pressurized gas supply source 3, and P ₀ is the pressure controlled by the pressure regulator 2. P _a is atmospheric pressure.

リーク検査装置１０におけるデータ採取および漏れの有無の判定は、次のような手順で行われる。 Data collection and determination of the presence or absence of leakage in the leak inspection device 10 are performed by the following procedure.

＜データ採取＞
[１]第１開閉弁３１を閉じ、第２開閉弁３２、第３開閉弁３３、排気弁３４、第５開閉弁３５、第６開閉弁３６はすべてを開放する。これを初期状態とする。 <Data collection>
[1] The first on-off valve 31 is closed, and the second on-off valve 32, the third on-off valve 33, the exhaust valve 34, the fifth on-off valve 35, and the sixth on-off valve 36 are all opened. This is the initial state.

[２]圧力レギュレータ２を調整して出力をP₀=P₁とし、排気弁３４を閉じ、その後、第１開閉弁３１を開いて、第１開閉弁３１の下流全域の圧力をP₁とする。なお、排気弁３４を閉じた後であれば、第１開閉弁３１を閉じた状態でP₁の設定をしてから第１開閉弁３１を開いてもよい。 [2] Adjust the pressure regulator 2 to set the output to P ₀ = P ₁ , close the exhaust valve 34, and then open the first on-off valve 31 to set the pressure in the entire downstream area of the first on-off valve 31 to P ₁ . To do. After closing the exhaust valve 34, the first on-off valve 31 may be opened after setting P ₁ with the first on-off valve 31 closed.

[３]第２開閉弁３２、第３開閉弁３３を閉鎖してマスタＭとワークＷの連絡路を遮断してから、ただちに差圧計３８を用いた差圧の測定を開始し、適当な時間 [t₁, t₂, ..., t_N1] において差圧を記録する。ただし、t₁=0とする。N₁回測定・記録して、P₁のもとでの測定を終える。このようにして第１のデータセット、
[P₁(t₁),P₁(t₂)...,P₁(t_N1)]
を得る。なお、測定した圧力はそれぞれの測定時刻に対応付けされて記録される。 [3] After closing the second on-off valve 32 and the third on-off valve 33 to block the communication path between the master M and the work W, the differential pressure measurement using the differential pressure gauge 38 is immediately started, and the measurement of the differential pressure is started for an appropriate time. Record the differential pressure at [t ₁ , t ₂ , ..., t _N1 ]. However, t ₁ = 0. N ₁ times measured and recorded to finish the measurement of the original P _1. In this way the first dataset,
[P ₁ (t ₁ ), P ₁ (t ₂ ) ..., P ₁ (t _{N 1} )]
To get. The measured pressure is recorded in association with each measurement time.

[４]第１開閉弁３１を閉じ、第２開閉弁３２、第３開閉弁３３、排気弁３４、第５開閉弁３５、第６開閉弁３６をすべて開放し、装置を初期状態に戻す。 [4] The first on-off valve 31 is closed, the second on-off valve 32, the third on-off valve 33, the exhaust valve 34, the fifth on-off valve 35, and the sixth on-off valve 36 are all opened to return the device to the initial state.

[５]圧力レギュレータ２を調整して出力をP₀=P₂とし、排気弁３４を閉じ、その後、第１開閉弁３１を開いて、第１開閉弁３１の下流全域の圧力をP₂とする。この場合も、排気弁３４を閉じた後であれば、第１開閉弁３１を閉じた状態でP₀の設定をしてから第１開閉弁３１を開いてもよい。ただし、P₂を大気圧に等しく選ぶ場合は、[４]の初期状態に対して、排気弁３４を閉じるだけで良い。 [5] Adjust the pressure regulator 2 to set the output to P ₀ = P ₂ , close the exhaust valve 34, and then open the first on-off valve 31 to set the pressure in the entire downstream area of the first on-off valve 31 to P ₂ . To do. Also in this case, after the exhaust valve 34 is closed, the first on-off valve 31 may be opened after setting P ₀ with the first on-off valve 31 closed. However, when P ₂ is selected to be equal to the atmospheric pressure, it is sufficient to close the exhaust valve 34 with respect to the initial state of [4].

[６]第２開閉弁３２、第３開閉弁３３を閉鎖してマスタＭとワークＷの連絡路を遮断してから、直ちに差圧の測定を開始し、適当な時間 [s₁, s₂, ..., s_N2] において差圧を記録する。ただし、s₁=0とする。N₂回測定記録して、P₂のもとでの測定を終える。このようにして第２のデータセット、
[P₂(s₁),P₂(s₂)...,P₂(s_N2)]
を得る。なお、測定した圧力はそれぞれの測定時刻に対応付けされて記録される。 [6] After closing the second on-off valve 32 and the third on-off valve 33 to cut off the communication path between the master M and the work W, the measurement of the differential pressure is immediately started, and an appropriate time [s ₁ , s _2] , ..., s _N2 ] to record the differential pressure. However, s ₁ = 0. N ₂ measurements are recorded and the measurement under P ₂ is completed. In this way the second dataset,
[P ₂ (s ₁ ), P ₂ (s ₂ ) ..., P ₂ (s _{N 2} )]
To get. The measured pressure is recorded in association with each measurement time.

[７]第１開閉弁３１を閉じ、第２開閉弁３２、第３開閉弁３３、排気弁３４、第５開閉弁３５、第６開閉弁３６をすべてを開放し、装置を初期状態に戻す。 [7] The first on-off valve 31 is closed, the second on-off valve 32, the third on-off valve 33, the exhaust valve 34, the fifth on-off valve 35, and the sixth on-off valve 36 are all opened to return the device to the initial state. ..

なお、通常はP₂>P₁とするが、P₂<P₁とした方が良い場合もある。 Normally, P ₂ > P ₁ is set, but it may be better to set P ₂ <P ₁ .

以上により、基準圧力P₁及びP₂におけるデータセット[P₁(t₁),P₁(t₂)...,P₁(t_N1)]および[P₂(s₁),P₂(s₂)...,P₂(s_N2)]を得る。これらのデータセットにおいて、データの個数、N₁とN₂は必ずしも等しくなくて良いし、時間 [t₁, t₂, ..., t_N1]と、[s₁, s₂, ..., s_N2] は一致しなくてもよい。 Thus, the data set _{[P 1 (t 1),} P 1 (t 2) ..., P 1 (t N1)] in the reference pressure P ₁ and P ₂ and _{[P 2 (s 1),} P 2 ( s ₂ ) ..., P ₂ (s _{N 2} )] is obtained. In these datasets, the number of data, N ₁ and N ₂ , do not necessarily have to be equal, and the time [t ₁ , t ₂ , ..., t _{N 1} ] and [s ₁ , s ₂ , ... , s _N2 ] do not have to match.

［８］以上の二組のデータセットを解析して、漏れ量の推定を行い、推定した漏れ量が基準値以下ならば、ワークＷは漏れ無しと判定し、推定した漏れ量が基準値を超える場合は、ワークＷは漏れありと判定する。 [8] The above two sets of data sets are analyzed to estimate the amount of leakage. If the estimated amount of leakage is less than the reference value, the work W determines that there is no leakage, and the estimated amount of leakage sets the reference value. If it exceeds, the work W determines that there is a leak.

＜漏れ量の推定＞
次に、測定で取得したデータセットから漏れ量を推定する方法について説明する。なお、ここでは、ワークＷからの微小な漏れ以外に外部との物質交換がなく、かつエネルギーの能動的注入もない場合を考える。この場合、測定した差圧の変化率は、長時間後には指数関数的に減衰して消滅する部分と、定数として残る部分からなる。定数項はリークに起因する部分と、環境温度変化に起因する部分からなる。 <Estimation of leakage amount>
Next, a method of estimating the leakage amount from the data set acquired by the measurement will be described. Here, consider a case where there is no substance exchange with the outside other than a minute leakage from the work W, and there is no active injection of energy. In this case, the measured rate of change of the differential pressure consists of a portion that decays exponentially and disappears after a long period of time and a portion that remains as a constant. The constant term consists of a part caused by a leak and a part caused by a change in environmental temperature.

＜第１の漏れ量推定方法＞
第１の漏れ量推定方法では、第１のデータセットに対する解析から、差圧変化率の時間無限大における値D₁（定数項として残る部分）を求め、第２のデータセットに対する解析から、差圧変化率の時間無限大における値D₂（定数項として残る部分）を求める。次に、容器におけるエネルギー保存法則等から、D₁、D₂のそれぞれを、リークに起因する部分と環境温度変化に起因する部分で表した理論式を作成し、これら２つの式を連立させて環境温度変化に起因する部分を消去して漏れ量を求める式を導出し、この式にD₁、D₂、等を代入して得た値に基づいて漏れ量を求める。以下詳細に説明する。 <First leakage amount estimation method>
In the first leakage amount estimation method, the value D ₁ (the part remaining as a constant term) of the differential pressure change rate at time infinity is obtained from the analysis for the first data set, and the difference is obtained from the analysis for the second data set. Find the value D ₂ (the part that remains as a constant term) of the pressure change rate at time infinity. Next, from the energy conservation law in the container, etc., a theoretical formula was created in which each of D ₁ and D ₂ was expressed by the part caused by the leak and the part caused by the change in the environmental temperature, and these two formulas were combined. Eliminate the part caused by the change in the environmental temperature and derive an equation to obtain the leak amount, and substitute D ₁ , D ₂ , etc. into this equation to obtain the leak amount based on the obtained value. This will be described in detail below.

＜第１のデータセットに対する解析＞
チャージ圧がP₁のときに生じる差圧をp₁と表す。これは時間の関数である。
式(3)においてp₁は時間の関数である。基準圧力P₁のもとで生じた差圧の変化率は、
と表すことができる。D₁は時間に関して定数項で、y₁は時間の関数である。 <Analysis for the first data set>
The differential pressure charge pressure occurs when the P ₁ represents a p _1. This is a function of time.
In equation (3), p ₁ is a function of time. The rate of change of the differential pressure generated under the reference pressure P ₁ is
It can be expressed as. D ₁ is a constant term with respect to time, and y ₁ is a function of time.

これらは、
と表される。
なお、式(4)〜式(6)の導出に関する詳細は後に説明する。 They are,
It is expressed as.
Details regarding the derivation of equations (4) to (6) will be described later.

式(5)の右辺の第１項は漏れの質量流量により生じる圧力変化率であって、これは漏れ流量に比例する。第２項は２つの容器（ワークＷとマスタＭ）内の温度の差により生じる差圧の変化率のうちの定数項部分である。式(6)は、２つの容器（ワークＷとマスタＭ）内の温度の差により生じる差圧の変化率のうち、時間の経過に従って減衰(指数関数的に減衰)する部分に対応する。時間無限大ではゼロになると考えられる。なお、式(6)の係数A_1、1, A_2、1は容器内空気や容器の初期値（温度）によって決定される値である。 The first term on the right side of equation (5) is the rate of change in pressure caused by the mass flow rate of the leak, which is proportional to the leak flow rate. The second term is a constant term portion of the rate of change of the differential pressure caused by the difference in temperature between the two containers (work W and master M). Equation (6) corresponds to the portion of the rate of change in differential pressure caused by the temperature difference between the two containers (work W and master M) that decays (exponentially decays) with the passage of time. It is considered to be zero at infinity of time. The coefficients A ₁ , ₁ , A ₂ , and ₁ in Eq. (6) are values determined by the air inside the container and the initial value (temperature) of the container.

漏れ流路は微小断面で漏れは層流と考えられるから、上流圧力がP_1、下流圧力が大気圧P_aのときの質量流量Gは、
である。K_Tは漏れ流路の形状のみにより決定する定数であるが、検査以前には未知量である。また、C_Bも未知量である。しかし、D₁は、測定値から推定できる量である。その推定は次のように行うことができる。 Since the leak flow path is a minute cross section and the leak is considered to be a laminar flow, the mass flow rate G when the upstream pressure is P _{1 and the} downstream pressure is atmospheric pressure P _a is
Is. K _T is a constant determined only by the shape of the leak channel, but it is unknown before the inspection. Also, C _B is unknown. However, D ₁ is a quantity that can be estimated from the measured values. The estimation can be made as follows.

データセット
[P₁(t₁),P₁(t₂)...,P₁(t_N1)]
に関連する計算をまず行う。この実施例ではr₁(T)として、後出の式(16)で表されるI₁を用いる。それは次のように導いた量である。まず式(4)の両辺にtⁿをかける。ただしnは正整数である。
この式を区間 [0, T] で定積分する(ただし、T = t_N1)。左辺の積分では、
に注意する。なぜなら、t=0ではマスタＭとワークＷは連通しているので差圧は0だからである。 data set
[P ₁ (t ₁ ), P ₁ (t ₂ ) ..., P ₁ (t _{N 1} )]
First perform the calculations related to. In this embodiment, I ₁ represented by the following equation (16) is used as r ₁ (T). It is the amount derived as follows. First, multiply both sides of equation (4) by t ⁿ . Where n is a positive integer.
Definitely integrate this equation over the interval [0, T] (where T = t _N1 ). In the integral on the left side,
Pay attention to. This is because when t = 0, the master M and the work W are in communication with each other, so the differential pressure is 0.

両辺を積分して両辺をTⁿ⁺¹で割ると、
である。この式はn=2では、
n=1では
である。 If you integrate both sides and divide both sides by T ^{n + 1} ,
Is. This formula is n = 2
At n = 1
Is.

式(12)から式(11)を引いて
を得る。右辺は定数項D₁と、時間に伴い減衰する項の和である。 Subtract equation (11) from equation (12)
To get. The right-hand side is the sum of the constant term D ₁ and the term that decays with time.

ここで式(13)の左辺を記号I₁で表す。すなわち、
と表す。式(13)右辺の第２項は時間経過に伴ってゼロに減衰する項であるから、
と表すことができる。 Here, the left side of Eq. (13) is represented by the symbol I ₁ . That is,
It is expressed as. Since the second term on the right side of equation (13) is a term that decays to zero with the passage of time,
It can be expressed as.

式(14)で表した I₁はp₁の測定値、すなわちデータセット [P₁(t₁),P₁(t₂)...,P₁(t_N1)] の数値積分によってその値を求めることができる。従って、I₁ に最小二乗法を適用して、D₁, b₁, c₁ などを推定することができる。これは式(15)の無限級数を適当に打ち切って近似し、次のように行うことができる。 I ₁ represented by Eq. (14) is the measured value of p ₁ , that is, its value by the numerical integration of the data set [P ₁ (t ₁ ), P ₁ (t ₂ ) ..., P ₁ (t _{N 1} )]. Can be sought. Therefore, D ₁ , b ₁ , c _1, etc. can be estimated by applying the least squares method to I ₁ . This can be done by appropriately cutting off the infinite series of Eq. (15) and approximating it as follows.

なお、この場合の計算は測定時間の全範囲を使うのではなく、時間の下限M₁は、0よりも最終計測時刻に近い値を取る方が良い近似を得やすい。すなわち、
とする。t_M1はI₁(t)のグラフが極値を取る値よりも大きく取るのがよい。D₁, b₁, c₁は周知の最小二乗法を適用して決定する。 Note that the calculation in this case does not use the entire range of measurement time, but it is easier to obtain an approximation if the lower limit M ₁ of the time is a value closer to the final measurement time than 0. That is,
And. t _{M 1} should be larger than the value at which the graph of I ₁ (t) takes an extremum. D ₁ , b ₁ , and c ₁ are determined by applying the well-known least squares method.

ここで言う周知の最小二乗法とは次のものである。その手順は周知であるが、有限回の代数演算でD₁を決定できることを示すために、以下に記す。まず式(14)を各パラメータで偏微分をし、それを0とおく。
これらを整理して、連立方程式
を得る。ただし
である。式(18)を解いてD₁を求めると、次のようになる。
The well-known least squares method referred to here is as follows. The procedure is well known, but it is described below to show that D ₁ can be determined by a finite number of algebraic operations. First, partial derivative of Eq. (14) with respect to each parameter is set to 0.
By organizing these, simultaneous equations
To get. However
Is. Solving Eq. (18) to find D ₁ gives:

＜第２のデータセットに対する解析＞
次にデータセットP₂のもとで求めた第２のデータセット、
[P₂(s₁),P₂(s₂)...,P₂(s_N2)]
に対するデータ処理も、第１のデータセットに対する式(5)〜式(16)と同様に行う。 <Analysis for the second data set>
Next, a second data set obtained in the original data set P _2,
[P ₂ (s ₁ ), P ₂ (s ₂ ) ..., P ₂ (s _{N 2} )]
The data processing for the first data set is also performed in the same manner as in equations (5) to (16) for the first data set.

式(5)に対応する式は以下の(22)式となる。
The equation corresponding to equation (5) is equation (22) below.

式(14)に対応する式は以下の式になる。
The equation corresponding to equation (14) is as follows.

式(16)に対応する式は以下の式になる。
D₂, b₂, c₂は前述したものと同様の最小二乗法で決定する。 The equation corresponding to equation (16) is as follows.
D ₂ , b ₂ , and c ₂ are determined by the same least squares method as described above.

＜D₁、D₂から漏れ量を求める＞
次に、上記のようにして第１、第２のデータセットから算出したD₁, D₂に基づいてワークＷの漏れ量を求める。(5)式と(22)式とが未知数K_TとC_Bに関する連立方程式となっていることに注目する。これを次のように再記する。
D₁, D₂の関係をグラフで示すと図７のようになる。 <Calculate the amount of leakage from D ₁ and D ₂ >
Next, the leakage amount of the work W is obtained based on D ₁ and D ₂ calculated from the first and second data sets as described above. Note that equations (5) and (22) are simultaneous equations for the unknowns K _T and C _B. This is rewritten as follows.
A graph showing the relationship between D ₁ and D ₂ is shown in FIG.

この連立方程式式を解けば、
となる。このK_Tを用いれば、任意の封入圧のもとでの漏れが、式(7)の形の式で決定できる。 If you solve this system of equations,
Will be. Using this K _T , leakage under any encapsulation pressure can be determined by an equation of the form Eq. (7).

たとえば、圧力P₂のもとでの漏れ流量は、
である。 For example, the leak flow rate under pressure P ₂ is
Is.

このようにして求めた漏れ流量が基準値以下ならばワークＷは漏れ無しと判定し、基準値を超える場合はワークＷは漏れありと判定する。 If the leakage flow rate obtained in this way is equal to or less than the reference value, the work W is determined to have no leakage, and if it exceeds the reference value, the work W is determined to have leakage.

以上説明したデータ採取から第１の漏れ量推定方法により漏れの有無を判定するまでの処理の流れは図３に示すような手順になる。 The process flow from the data collection described above to the determination of the presence or absence of leakage by the first leakage amount estimation method is as shown in FIG.

＜第２の漏れ量推定方法＞
第１の漏れ量推定方法は一般的な計算法であるが、第２の漏れ量推定方法では、若干の条件を付加することにより、漏れ流量をより簡単に算出する。 <Second leak amount estimation method>
The first leak amount estimation method is a general calculation method, but in the second leak amount estimation method, the leak flow rate is calculated more easily by adding some conditions.

簡単化の第１は、P₁もしくはP₂の一方を大気圧P_aに等しく選ぶことである。たとえばP₁をP_aに等しく取れば、式(27)は以下のようになる。
The first simplification is to choose either P ₁ or P ₂ equal to atmospheric pressure P _a . For example, if P ₁ is equal to P _a , then Eq. (27) becomes:

簡単化の第２は、P₁, P₂のもとでのデータセットを同じ時間ステップ、同じ個数の、同じ時間のデータとして揃えることである。すなわち、
とすることである。 The second simplification is to align the datasets under P ₁ and P ₂ as the same time step, the same number of data, and the same time. That is,
Is to be.

まず、I₁は式(14)で、I₂は式(14)の添え字を2に変えて得られる。これらを用いて、
を定義する。 First, I ₁ is obtained by Eq. (14), and I ₂ is obtained by changing the subscript of Eq. (14) to 2. With these,
To define.

観測値p_1、p₂を用いて導く量は
である。これは積分を用いたr(t)の一つの形である。 The quantity derived using the observed values p _{1 and} p ₂ is
Is. This is a form of r (t) using integrals.

これを近似する関数Fを
で表し、
となるように、a, b, cを前述したものと同様の最小二乗法によって決定する。 A function F that approximates this
Represented by
A, b, and c are determined by the least squares method similar to that described above.

このように最小二乗法の計算も１回で済む。こうして求めるaを用いて、漏れは
と求められる。 In this way, the least squares method can be calculated only once. Using a obtained in this way, the leak is
Is required.

以上説明したデータ採取から第２の漏れ量推定方法により漏れの有無を判定するまでの処理の流れは図４に示すような手順になる。 The process flow from the data collection described above to the determination of the presence or absence of leakage by the second leakage amount estimation method is as shown in FIG.

＜環境温度変化を無視できる場合＞
これまでの説明では、環境温度変化の影響を消去するために、異なるチャージ圧下で差圧の測定を２回行っていたが、環境温度変化を無視できる場合には、１つのデータセットから時間無限大のときにおける漏れ量Dを推定して漏れの有無を判定するようにしてもよい。以下、環境温度変化を無視できる場合であって、数値積分を、台形公式を用いて行う場合を例に、データ演算の詳細を説明する。図５、図６はその流れ図である。図５、図６に示す処理は、これまで説明した第１、第２の漏れ量推定方法における数値積分や定数項の決定に適用できる。 <When the change in environmental temperature can be ignored>
In the explanation so far, the differential pressure was measured twice under different charge pressures in order to eliminate the influence of the environmental temperature change, but if the environmental temperature change can be ignored, the time is infinite from one data set. The presence or absence of leakage may be determined by estimating the leakage amount D when the temperature is large. Hereinafter, the details of the data calculation will be described by taking as an example a case where the change in the environmental temperature can be ignored and the numerical integration is performed using the trapezoidal rule. 5 and 6 are flow charts thereof. The processes shown in FIGS. 5 and 6 can be applied to the numerical integration and the determination of the constant term in the first and second leakage amount estimation methods described so far.

ここでは、１回の測定で得たデータセットに基づいてリーク判定を行う例を示す。なお、複数回の測定結果を利用する場合は、その複数回の測定値（原始データ）から、このデータ処理に用いる１組のデータセットにまとめればよい。たとえば、それらの適当な線形結合を用いる。本発明では、それがどのような原始データであるか、線形結合の様式が何であるかを問題にせず、時間の関数として差圧データの形で得られたものでありさえすれば良い。 Here, an example of performing leak determination based on the data set obtained in one measurement is shown. When using the results of a plurality of measurements, the measured values (primitive data) of the plurality of times may be combined into a set of data sets used for this data processing. For example, use their appropriate linear combination. In the present invention, it does not matter what kind of primitive data it is or what the linear combination style is, as long as it is obtained in the form of differential pressure data as a function of time.

図５のステップＳ３０１では、測定により、差圧データJ(t_n)が、時間t_nに対してN個得られたものとする。なお、データを一定の時間間隔hで取るものとする。実際に得られた差圧データの例を図６に示す。 In step S301 of FIG. 5, it is assumed that N differential pressure data J (t _n ) are obtained with respect to time t _n by measurement. It is assumed that the data is collected at a fixed time interval h. An example of the differential pressure data actually obtained is shown in FIG.

次に、カウンタnの値を1に初期化する（ステップＳ３０２）。そして、n番目のデータを測定した時刻t_nをt_n=hnに設定し、時刻t_nにおいて測定した差圧J(t_n)をJ_nに設定する（ステップＳ３０３）。 Next, the value of the counter n is initialized to 1 (step S302). Then, set the time t _n of the measurement of the n-th data t _n = hn, differential pressure J measured at time t _n the (t _n) is set to J _n (step S303).

次に、式(14)により定積分を、測定値を用いて数値的に行う（ステップＳ３０４）。ここでは、数値積分の公式として台形公式を用いる。これ以外の積分公式を用いても良い。I_Aは差圧の時間による積分式(13)、I_Bは時間と差圧の積の積分式(14)である。ここでは、I_A,nなどと二つの添え字がつけてあり、第２の添え字によって時刻を表す。これらの数値積分の下限はt=0であって、I_A,0=0, I_B,0=0である。 Next, the definite integral is numerically performed using the measured value according to the equation (14) (step S304). Here, the trapezoidal rule is used as the formula for numerical integration. Other integral formulas may be used. I _A is the integral equation of the differential pressure over time (13), and I _B is the integral equation of the product of time and the differential pressure (14). Here, two subscripts such as I _{A and n} are attached, and the time is indicated by the second subscript. The lower limit of these numerical integrations is t = 0, I _{A, 0} = 0, I _{B, 0} = 0.

次に、これらの２種類の積分の線形結合を行い、関数F_nを算定する(ステップＳ３０５)。ここでの添え字nはt_nに対応する関数値であることを示している。ステップＳ３０５に示す代数演算は、前述の(14)式の右辺の演算に相当する。差圧をJとして書きなおすと、ステップＳ３０５の処理は式(13)の左辺の演算に対応している。この計算を図８のデータに対して行なった結果を図９に示す。 Next, a linear combination of these two types of integrals is performed to calculate the function F _n (step S305). The subscript n here indicates that it is a function value corresponding to t _n . The algebraic operation shown in step S305 corresponds to the operation on the right side of the above equation (14). When the differential pressure is rewritten as J, the process of step S305 corresponds to the operation on the left side of Eq. (13). The result of performing this calculation on the data of FIG. 8 is shown in FIG.

ステップＳ３０５で求めるF_nは式(13)のP₁にJを代入したものである。ステップＳ３０６では、n=N かを判定し、Noならば、nを１つ増して（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０３に戻って順次計算を続ける。n=Nに達すると（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、データセット{F_n,t_n}, n=1,2,…,N が完成する(ステップＳ３０８)。 F _{n obtained in} step S305 is P ₁ in Eq. (13) with J substituted. In step S306, it is determined whether n = N, and if No, n is incremented by one (step S307), and the process returns to step S303 to continue the calculation in sequence. When n = N is reached (step S306; Yes), the dataset {F _n , t _n }, n = 1,2, ..., N is completed (step S308).

このデータセット{F_n，t_n}を用いて、リークを表すパラメータを最小二乗法を用いて求めるのであるが、目的の性質上、tが0に近いところまで近似する必要はない。すなわち、時間無限大における極限値を表すのに好都合な時間帯においてパラメータ決定をすべきである。ここでは、最小二乗法に用いるデータの下限MをN/2とする（図６、ステップＳ３０９）。すなわち、最小二乗法に適応する時間の下限MhをNhの1/2と仮に定める。M、Mhは他の値でもよい。 Using this data set {F _n , t _n }, the parameter representing the leak is obtained using the least squares method, but due to the nature of the purpose, it is not necessary to approximate t to a point close to 0. That is, the parameters should be determined in a time zone that is convenient for expressing the limit value at time infinity. Here, the lower limit M of the data used in the least squares method is N / 2 (FIG. 6, step S309). That is, the lower limit Mh of the time applicable to the least squares method is tentatively set to 1/2 of Nh. M and Mh may be other values.

また、下限があまり上限に近くなると、関数の変化が微小になって、数値計算上の打ち切り誤差の影響を受けるようになる。ここでは一応N-Mが10以下は計算対象外とする（ステップＳ３１０；Ｎｏ）。もちろんMの最小値=N/2といい、Mの最大値N-10といい、いずれも一時的なもので、検査対象や、要求精度、その他により調節される数である。 In addition, if the lower limit is too close to the upper limit, the change in the function becomes small and is affected by the truncation error in the numerical calculation. Here, if N-M is 10 or less, the calculation target is excluded (step S310; No). Of course, the minimum value of M = N / 2, and the maximum value of M is N-10, both of which are temporary and are adjusted according to the inspection target, required accuracy, and so on.

このようにして設定した範囲において最小二乗法の計算を行う(ステップＳ３１１)。具体的には、ステップＳ３０８で得たデータセットを用いて、式(16)や式(24)あるいは式(33)の演算を行う。 The least squares method is calculated in the range set in this way (step S311). Specifically, the data set obtained in step S308 is used to perform the calculation of equation (16), equation (24), or equation (33).

この問題における最小二乗法は、通常の正規方程式がそのまま使える形にしてあるから、Mに対する解となるリークを表すパラメータD_Mは代数的に陽な形で得られる（カットアンドトライを行わずに解がえられる）。 Since the least squares method in this problem is a form in which ordinary normal equations can be used as they are, the parameter D _M representing the leak that is the solution to _M can be obtained in an algebraically explicit form (without cut and try). Can be solved).

ところが、この計算を行うとD_MはMによって変化することがわかる。ただし、Nが適当に大きければ、おおむねM=N/2で良い。この場合には、これで得られるD_MをDとしてリーク判定を行えば良い。より信頼度の高い値での判定を望むならば、D_Mが最小値か否かを極値判定する。 However, when this calculation is performed, it can be seen that D _M changes depending on M. However, if N is appropriately large, then M = N / 2 is generally sufficient. In this case, the D _M obtained in this may be performed leakage determination as D. If desired the determination of a more reliable value, extreme values is determined whether the minimum value D _M.

ステップＳ３１２では、極値判定するか否かを判断し（ユーザから選択を受ける、あるいは予め選択値を設定しておく）、極値判定しない場合は（ステップＳ３１２；Ｎｏ）、始めに指定したM=N/2のときのD_MをDとして、ステップＳ３１６に移行する。 In step S312, it is determined whether or not to determine the extreme value (selection is received from the user or the selected value is set in advance), and if the extreme value is not determined (step S312; No), the M specified at the beginning. = the D _M when the N / 2 as D, and proceeds to step S316.

極値判定する場合は（ステップＳ３１２；Ｙｅｓ）、比較的小さなＭから初めて、D_Mを順次求めるようにする。D_MがMによりあまり変化しない、すなわち停留値のときが真値に近いと考えられる。停留値が極値であればその前後ではD_M-D_M+1の符号が代わるので、判定値が正ならば（ステップＳ３１３；Ｙｅｓ）、Mの値を変えて（ステップＳ３１４）D_Mを再計算する（ステップＳ３１１）。 When determining the extreme value (step S312; Yes), D _M is sequentially obtained starting from a relatively small M. It is considered that D _M does not change much with M, that is, when the stationary value is close to the true value. If the stationary value is an extreme value, the sign of D _M -D _{M + 1} changes before and after that, so if the judgment value is positive (step S313; Yes), the value of M is changed (step S314) and D _M is changed. Recalculate (step S311).

停留値が極値でなく、変曲点の可能性もある。そのような場合は、適当な割り込みにより、計算を打ち切るが、詳細にすぎるので、ここでは省略する。停留値が極値か否かを判定する判定値が正から負に変化したら（ステップＳ３１３；Ｎｏ）、一つ前のM-1での値であるD_M-1が極値に最も近い値なので、これをDとみなして（ステップＳ３１５）、ステップＳ３１６に移行する。 The stationary value is not an extreme value, and there is a possibility of an inflection point. In such a case, the calculation is terminated by an appropriate interrupt, but since it is too detailed, it is omitted here. When the determination value for determining whether the stationary value is an extremum changes from positive to negative (step S313; No), D _M-1, which is the value at the previous M-1, is the value closest to the extremum. Therefore, this is regarded as D (step S315), and the process proceeds to step S316.

ステップＳ３１６では、こうして決定したDが、あらかじめ設定してあるD₀と比較される。Dの絶対値がD₀より小さい場合は（ステップＳ３１６；Ｙｅｓ）、リーク無しと判定して（ステップＳ３１７）処理を終了する。Dの絶対値がD₀以上ならば（ステップＳ３１６；Ｎｏ）、リーク有りと判定して（ステップＳ３１８）処理を終了する。 In step S316, the D determined in this way is compared with the preset D ₀ . If the absolute value of D is smaller than D ₀ (step S316; Yes), it is determined that there is no leak (step S317), and the process ends. If the absolute value of D is D ₀ or more (step S316; No), it is determined that there is a leak (step S318), and the process ends.

＜最小二乗法を適用する測定期間の選択について＞
上記のデータ処理において最小二乗法を適用する測定期間を示すkの初期値Mや、kの最大値Nをどう選ぶかという問題がある。これは、測定対象の寸法や形状、材質により変わるので、F(T)をグラフ表示し、F(T) 曲線の傾向から判断して決めるのが良い。 <Selection of measurement period to which the least squares method is applied>
In the above data processing, there is a problem of how to select the initial value M of k indicating the measurement period to which the least squares method is applied and the maximum value N of k. This depends on the size, shape, and material of the measurement target, so it is better to display F (T) as a graph and judge from the tendency of the F (T) curve.

Ｔの上限はこのデータでは80sであるから、Tの下限は、それより小さい60sや50sなどで良い。あまり区間が短いと精度が出ないし、長く（つまりTの下限を小さく）しても近似は劣化する。グラフの形から見て、Tの下限は20s以下は無理であろうし、70s以上では、区間が短すぎてノイズの影響が現れ始める。 Since the upper limit of T is 80s in this data, the lower limit of T may be smaller than that, such as 60s or 50s. If the interval is too short, the accuracy will not be obtained, and even if it is long (that is, the lower limit of T is made small), the approximation will deteriorate. From the shape of the graph, the lower limit of T may not be 20s or less, and above 70s, the interval is too short and the influence of noise begins to appear.

すなわち、本実施の形態で示すリーク検査方法においては、差圧の変化率の時間経過に伴う変化から漏れを判定するので、差圧の変化率の時間経過に伴う変化が適切に現れる適切な測定期間（Tの上限Nhおよび下限Mh）があり、定常状態で漏れを見ようとする従来の測定方法のように、測定期間(Tの上限Nh)が長ければ長いほど良い、といったものではない。具体的には、図１に示すように、差圧の変化率の観測値のグラフr(t)においては、初期変動があるので、その期間を除外してTの下限Mhを設定する。一方、測定開始からの経過時間が長くなると、差圧の変化率の時間経過に伴う変化が小さくなり、差圧の変化率の時間経過に伴う変化に対して、温度変動など外乱の影響が相対的に大きくなるため、このような期間が含まれないようにTの上限を設定する。 That is, in the leak inspection method shown in the present embodiment, since the leak is determined from the change in the rate of change of the differential pressure with the passage of time, an appropriate measurement in which the change in the rate of change of the differential pressure with the passage of time appears appropriately. There is a period (upper limit Nh of T and lower limit Mh), and the longer the measurement period (upper limit Nh of T) is, the better it is not like the conventional measurement method that tries to see the leak in the steady state. Specifically, as shown in FIG. 1, in the graph r (t) of the observed value of the rate of change of the differential pressure, since there is an initial fluctuation, the lower limit Mh of T is set by excluding that period. On the other hand, as the elapsed time from the start of measurement becomes longer, the change in the rate of change of the differential pressure with the passage of time becomes smaller, and the influence of disturbance such as temperature fluctuation is relative to the change in the rate of change of the differential pressure with the passage of time. Therefore, the upper limit of T is set so as not to include such a period.

たとえば、Tの上限Nの適切値は、Tの上限を各種に変更したときのDの値から求める。このように、本実施の形態に係るリーク検査方法は、適切な測定期間を定めるのに役立つ。そして、適切な測定時間の長さを設定すれば、以後は、ワークを測定する場合に、その設定した測定時間を適用して適切な測定時間でワークの漏れを検査することができ、精度の高い漏れの判定を効率的に短時間で行うことができる。測定時間の設定は、たとえば、測定環境にもよるが、工場等では空調により環境が管理されている場合が多いので、月に一度、あるいは、季節ごとに行う程度としてもよい。 For example, the appropriate value of the upper limit N of T is obtained from the value of D when the upper limit of T is changed in various ways. As described above, the leak inspection method according to the present embodiment is useful for determining an appropriate measurement period. Then, if an appropriate length of measurement time is set, thereafter, when measuring the work, it is possible to apply the set measurement time and inspect the work for leakage at an appropriate measurement time, and the accuracy is improved. High leakage can be determined efficiently in a short time. The measurement time is set, for example, depending on the measurement environment, but since the environment is often controlled by air conditioning in factories and the like, the measurement time may be set once a month or seasonally.

本実施の形態に係るリーク検査方法を用いれば、たとえば、40-80sでのデータから推定される漏れは、P₂=200kPa(Abs.)、P₁=100kPa(Abs.)としたとき、標準状態で0.0152 ml/minとなる。これはグラフの端（T=80s）での値を近似値とした推定流量の約1/4である。この値は本来0のはずなので、精度が４倍に向上したことになる。 Using the leak inspection method according to the present embodiment, for example, the leak estimated from the data at 40-80s is standard when P ₂ = 200 kPa (Abs.) And P ₁ = 100 kPa (Abs.). In the state, it becomes 0.0152 ml / min. This is about 1/4 of the estimated flow rate with the value at the end of the graph (T = 80s) as an approximation. Since this value should be 0, the accuracy has improved four times.

[式(4)〜式(6)の誘導に関する説明]
式(5)に至る物理的な根拠を次に説明する。
容器内の圧力変化と漏れの関係は、
と表される。右辺の第１項は漏れによるもの、第２項は容器内の空気温度変化によるものである。容器内空気は、注入や排気の際には熱と仕事の間の変換を伴うが、そのとき以外は、熱交換のみにより保有熱量が変わる。漏れ測定を行う時間帯における温度変化は、熱交換によって引き起こされる。このとき、内部空気は、まず容器と熱交換するのであって、外部環境と直接熱交換するのではない。内部空気と容器との熱交換及び、容器と外部との熱交換は、図１０のように描くことができる。空気も容器も熱容量があるから、熱の流れと保存される熱量の関係は、それぞれ、次の微分方程式で表される。 [Explanation of induction of equations (4) to (6)]
The physical basis leading to Eq. (5) will be explained below.
The relationship between the pressure change in the container and the leak is
It is expressed as. The first term on the right side is due to leakage, and the second term is due to changes in the air temperature inside the container. The air in the container involves a conversion between heat and work during injection and exhaust, but other than that, the amount of heat retained changes only by heat exchange. The temperature change during the time of leak measurement is caused by heat exchange. At this time, the internal air first exchanges heat with the container, not directly with the external environment. The heat exchange between the internal air and the container and the heat exchange between the container and the outside can be drawn as shown in FIG. Since both air and the container have heat capacities, the relationship between the heat flow and the amount of heat stored is expressed by the following differential equations, respectively.

空気に関する熱量の保存は次のように表される。
ただし、c_Vは空気の定積比熱、Mは容器内空気質量、h_iは容器内面と内部空気の間の熱伝達率、S_iは容器内面面積、θ_Cは容器の温度である。なお、漏れ流れによるわずかなエネルギの損失はこの式では無視してある。この式の第1項は空気が保有している熱量の変化率、第2項は空気が失う単位時間あたり熱量である。 The storage of heat with respect to air is expressed as follows.
However, c _V is the constant volume specific heat of air, M is the mass of air inside the container, h _i is the heat transfer coefficient between the inner surface of the container and the internal air, S _i is the area of the inner surface of the container, and θ _C is the temperature of the container. The slight energy loss due to the leak flow is ignored in this equation. The first term of this equation is the rate of change of the amount of heat held by air, and the second term is the amount of heat lost per unit time of air.

次に容器に関する熱量の保存は次のように表される。
ただし、M_Cは容器質量、c_Cは容器材料の比熱、h_eは容器外面における熱伝達率、S_eは容器外面の面積、θ_Eは容器環境の温度である。 Next, the storage of heat in the container is expressed as follows.
However, M _C is the vessel mass, c _C is the container material specific heat, is h _e heat transfer coefficient at the outer surface of the container, the S _e area of the outer surface of the container, theta _E is the temperature of the container environment.

この式の第1項は容器に保有される熱の増加率、第2項は空気から容器に流れ込む単位時間あたりの熱量、第3項は容器から単位時間に周囲に逃げる熱量を表す。温度の原点を絶対零度としなくて良い。周囲温度の平均的な値をθ_mとし、これらの式のすべての温度表示を、θ→θ-θ_m、θ_c→θ_c-θ_mのように置き換えても、式(36), (37)は不変のまま成立する。以下では、この置き換えを済ませてあるとする。 The first term of this equation represents the rate of increase in heat retained in the container, the second term represents the amount of heat that flows from the air into the container per unit time, and the third term represents the amount of heat that escapes from the container to the surroundings in a unit time. The origin of temperature does not have to be absolute zero. Even if the average value of the ambient temperature is θ _m and all the temperature indications in these equations are replaced with θ → θ-θ _m and θ _c → θ _c -θ _m , equations (36), ( 37) holds unchanged. In the following, it is assumed that this replacement has been completed.

式(36), (37)は連立微分方程式であって、これを解いて、空気温度を求めると、結果は次のように表される。
ただし
である。またθ(0), θ_C(0) はそれぞれ内部空気、容器の初期値、すなわち、t=0における値である。 Equations (36) and (37) are simultaneous differential equations, and when they are solved to obtain the air temperature, the result is expressed as follows.
However
Is. Further, θ (0) and θ _C (0) are the initial values of the internal air and the container, that is, the values at t = 0, respectively.

上の式で、積分記号内の周囲温度θ_Eが定まらなければ、容器内温度も決まらない。これは物理現象として当然である。しかし、漏れ測定ではθ_Eの測定を要求することには無理がある。なぜなら、容器内空気圧力が600kPa程度では、温度(1/1000)Kが圧力2Paの変化となって現れるので、そのような温度測定は実施限度外である。一つの容器の周囲でも、場所によりそれ以上の温度変化がある。どこの温度かということになるが、実はその温度は熱の流れに関しての平均であって、空間平均で良いという根拠すらない。それゆえ、内部圧力の変化から逆算するのが、唯一の実用性のあるθ_Eの推定法である。 In the above equation, if the ambient temperature θ _E in the integration symbol is not determined, the temperature inside the container cannot be determined either. This is natural as a physical phenomenon. However, it is unreasonable to require the measurement of θ _{E in} the leak measurement. This is because when the air pressure inside the container is about 600 kPa, the temperature (1/1000) K appears as a change in pressure of 2 Pa, so such temperature measurement is out of the practical limit. Even around one container, there are further temperature changes depending on the location. It depends on what temperature it is, but in reality, that temperature is an average of the heat flow, and there is no evidence that a spatial average is sufficient. Therefore, back calculation from the change in internal pressure is the only practical method for estimating θ _E.

簡単な場合、たとえば周囲温度が一定の場合については、θ_Eを具体的に求めなくても、漏れの推定が行える。ただし、周囲温度一定というのは仮定であって、実際に周囲温度が変動すれば、それは漏れ推定値の誤差となって現れてくる。それで、θ_Eが時間の一次関数として変化すると仮定すれば、推定誤差が減少する。本発明はその場合に適用できる漏れ推定法を開示してある。 In a simple case, for example, when the ambient temperature is constant, leakage can be estimated without specifically obtaining θ _E. However, it is a hypothesis that the ambient temperature is constant, and if the ambient temperature actually fluctuates, it will appear as an error in the estimated leakage value. So, assuming that θ _E changes as a linear function of time, the estimation error is reduced. The present invention discloses a leak estimation method applicable in that case.

測定環境の温度は急変しないようにしてあるとする。これは突風が当たらない程度の環境であればよい。短時間であれば、温度変化があっても、それを時間に関して直線的に変化すると仮定できる。この場合について問題を次のように解決する。 It is assumed that the temperature of the measurement environment does not change suddenly. This may be an environment where gusts do not hit. For a short period of time, it can be assumed that even if there is a temperature change, it changes linearly with time. In this case, the problem is solved as follows.

まず、
と仮定し、これを式(38)に代入し、積分を実行する。この場合、C_AとC_Bは未知の定数である。積分を実行し、(38)を微分すれば、結果は次のようになる。
これが漏れ推定に必要な、式(35)の第２項を与えることになる。 First,
Assuming that, substitute this into Eq. (38) and execute the integration. In this case, C _A and C _B are unknown constants. If we perform the integration and differentiate (38), the result is:
This gives the second term of Eq. (35), which is necessary for leak estimation.

これは一つの容器に関して行った計算であって、参照容器と検査容器の圧力差を測定する差圧式の漏れ測定の場合は、たとえばチャージ圧力がP₁の場合について表せば
と、見かけは複雑になるが、参照容器における量（添え字Rがつけてある）から、検査容器に関する量を引いただけのものである。 This is a calculation performed for one container, and in the case of differential pressure type leak measurement that measures the pressure difference between the reference container and the inspection container, for example, if the charge pressure is P _1.
Although it looks complicated, it is just the amount related to the inspection container subtracted from the amount in the reference container (with the subscript R).

ここでは、このシステムの固有値により決定するT1、 T2が参照容器と検査容器で等しいとしてある。それは容器が同じないし合同であるときに成り立つ。しかし、温度初期値は、参照容器と検査容器では異なり、それらに差が存在することが、容器内空気差圧の主たる原因なのである。
さて、それゆえ、本文式(4)のように差圧の変化率を表すことにすれば、
とし、本文式(6)の指数関数にかかっている係数は、上の(43)式より
である。また本文式(4)の定数部分D₁は、漏れによる項だけではなく、環境温度の変化率による成分も加わっていることが、本文式(5)に表されている。 Here, it is assumed that T1 and T2 determined by the eigenvalues of this system are equal in the reference container and the inspection container. It holds when the containers are the same or congruent. However, the initial temperature value differs between the reference container and the inspection container, and the existence of a difference between them is the main cause of the air differential pressure in the container.
Now, therefore, if we decide to express the rate of change of the differential pressure as in the text equation (4),
Then, the coefficient applied to the exponential function of the text equation (6) is from the above equation (43).
Is. Moreover, it is expressed in the text equation (5) that the constant part D ₁ of the text equation (4) includes not only the term due to leakage but also the component due to the rate of change of the environmental temperature.

差圧変化のうちで、時間に比例する成分は漏れであるとしているのが、従来の文献に散見する(たとえば、特許文献6、7、8）が、漏れ以外のものが含まれることが、本文の式(5)に示されている。周囲温度のこのような形での関与が見過ごされてきたことが、従来技術において誤判定が多かったことの一因といえよう。 Of the differential pressure changes, the component proportional to time is said to be a leak, which is often found in conventional literature (for example, Patent Documents 6, 7, and 8), but it is possible that something other than a leak is included. It is shown in formula (5) of the text. It can be said that the fact that the involvement of the ambient temperature in this form has been overlooked is one of the reasons why there were many misjudgments in the prior art.

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to that shown in the embodiment, and there are changes and additions within the scope of the gist of the present invention. Is also included in the present invention.

実施の形態で示したF(t)は一例である。F(t)を構成する線形結合に用いて良い関数グループは無限に指定できるが、簡単なものを挙げると、次のようなものである。
(1) tの逆数のべき乗、すなわち、
{1/t、1/t²、…、1/tⁿ} ただし、t >0 の範囲で使用する。
(2) aを任意の整数、nを正整数とするときの指数関数
{e^-at、e^-2at、…、e^-nat 、…} ただし、t >0 の範囲で使用する。
(3) tのべき乗と指数関数の積
{e^-at、te^-2at、…、tⁿe^-nat 、…} ただし、t>n/a の範囲で使用する。
(4) tと指数関数の積
{e^-at、te^-2at、…、te^-nat 、…} ただし、t>1/aの範囲で使用する。 F (t) shown in the embodiment is an example. The function groups that can be used for the linear combination that composes F (t) can be specified infinitely, but the simple ones are as follows.
(1) The power of the reciprocal of t, that is,
{1 / t, 1 / t ² ,…, 1 / t ⁿ } However, it is used in the range of t> 0.
(2) Exponential function when a is an arbitrary integer and n is a positive integer
{e ^-at , e ^-2at ,…, e ^-nat ,…} However, it is used in the range of t> 0.
(3) Product of power of t and exponential function
{e ^-at , te ^-2at ,…, t ⁿ e ^-nat ,…} However, it is used in the range of t> n / a.
(4) Product of t and exponential function
{e ^-at , te ^-2at , ..., te ^-nat , ...} However, it is used in the range of t> 1 / a.

実施の形態で示すリーク検査装置１０は一例であり、これに限定されるものではない。実施の形態では、記録演算部１５により判定処理を行ったが、測定データを通常のデータ転送装置でパーソナルコンピュータ等に送り、そこで、本発明のリーク検査方法に係る演算が行われてもよい。また、その演算やグラフの作成を市販の表計算ソフト等を使って行うような場合も本発明のリーク検査方法に含まれる。 The leak inspection device 10 shown in the embodiment is an example, and the present invention is not limited thereto. In the embodiment, the determination process is performed by the recording calculation unit 15, but the measurement data may be sent to a personal computer or the like by a normal data transfer device, and the calculation according to the leak inspection method of the present invention may be performed there. In addition, the leak inspection method of the present invention also includes a case where the calculation and graph creation are performed using commercially available spreadsheet software or the like.

最後に、先行技術文献として挙げた特許文献８と本発明との相違について説明しておく。
特許文献８には、差圧の近似式を、
と設定し、複数のサンプリング値をこれにフィッティングさせて、これらの係数を求め、aの値により漏れの有無を判定することが開示される。カーブフィットないしフィッティングの技法は、多くが最小二乗法の応用であって、これは既知の関数の線形結合で近似関数を作り、観測値を最良近似するように線形結合の係数を求めるものである。その手法は統計学や数値解析の初等的な教科書などに記載されているから、それは「周知の最小二乗法」といえる。しかし、式(46)はこれにあてはまらない。 Finally, the difference between Patent Document 8 mentioned as the prior art document and the present invention will be described.
Patent Document 8 describes an approximate expression of the differential pressure.
It is disclosed that a plurality of sampling values are fitted to this, these coefficients are obtained, and the presence or absence of leakage is determined by the value of a. Curve-fitting or fitting techniques are often applications of the least-squares method, which are linear combinations of known functions to create approximate functions and find the coefficients of the linear combination to best approximate the observed values. .. Since the method is described in elementary textbooks of statistics and numerical analysis, it can be said to be the "well-known least squares method". However, equation (46) does not apply to this.

これに対し、未知係数を含んだ任意のモデル関数を想定して、観測値とモデル関数の差の平方和を最小にするという、一般に非線形な最小二乗法があり、これもフィッティングのうちに入る。こちらのフィッティングは、前述の未知量の線形結合を使う周知の最小二乗法と異なり、未知係数を見出す一般的方法はない。すなわち、フィッティング自体が数学的に難問の場合が多く、一般的な解法ないしアルゴリズムはない。式(46)のパラメータに対するフィッティングを行うことは現実的には困難であって、特許文献８には数理的な方針すら示されていない。 On the other hand, there is a generally non-linear least squares method that minimizes the sum of squares of the difference between the observed value and the model function, assuming an arbitrary model function including unknown coefficients, which is also included in the fitting. .. This fitting is different from the well-known least squares method using the linear combination of unknown quantities described above, and there is no general method for finding the unknown coefficient. That is, the fitting itself is often a mathematically difficult problem, and there is no general solution or algorithm. It is practically difficult to perform fitting to the parameter of the equation (46), and Patent Document 8 does not even show a mathematical policy.

さて、より的確な理解を得るために、式(46)の場合を例に説明を行う。この式へのカーブフィットをするのであれば、サンプリング値Y_iを用いて
とするものと解釈するのがまず常識である。ここで、最初に考えられるのは、「周知の最小二乗法」にならうことである。それは、未知数で偏差自乗和を偏微分して、それを０とおいた、いわゆる正規方程式を作り、それを解くというものである。この場合の未知数はa, b, cであるから、これらの未知数で偏差自乗和を偏微分して、それを0とおいた正規方程式は次の連立方程式である。
Now, in order to obtain a more accurate understanding, the case of Eq. (46) will be described as an example. If you want a curve fit to this equation, use the sampling value Y _i
First of all, it is common sense to interpret it as. The first thing we can think of here is to follow the "known least squares method". It is to partially differentiate the sum of deviation squares with an unknown number, set it to 0, create a so-called normal equation, and solve it. Since the unknowns in this case are a, b, and c, the normal equations obtained by partially differentiating the sum of squared deviations with these unknowns and setting it to 0 are the following simultaneous equations.

これは、複雑な非線形の超越方程式であるが、もしこれが解けたならば、フィッティングに成功したといえる可能性がある。ただし、その解の唯一性(uniqueness)は不明である。これをa, b, cに関して有限回の代数演算など、有限回の演算によって解く方法は発見されていないし、今後も発見される見込みは乏しい。このような方程式を解くには、通常は試行錯誤の数値解法が用いられるが、極めて実行困難で、どの程度の試行回数を要するかは、数値解析の専門家でも見当をつけ難いであろう。それゆえ、これを最小二乗法で解く、あるいはカーブフィットする、などと表現しても、技術問題の解決には一歩も進み得ていない。 This is a complex non-linear transcendental equation, but if it can be solved, it may be said that the fitting was successful. However, the uniqueness of the solution is unknown. No method has been found to solve this by finite number of operations such as finite number of algebraic operations on a, b, and c, and it is unlikely that it will be discovered in the future. Numerical methods of trial and error are usually used to solve such equations, but they are extremely difficult to carry out, and it is difficult for even a numerical analysis expert to guess how many trials will be required. Therefore, even if it is expressed as solving this by the least squares method or curve fitting, it has not been possible to take a step toward solving the technical problem.

フィッティングないし最小二乗法の思想をこの問題に適用するもう一つの方法は、直接法である。これは(a, b, c)の数値の組を仮定し
とおき、想定される範囲のすべての(a, b, c)の数値の組に対して、ε^２を求めて、それが最小になる場合を決定するというものである。この方が論理も計算も容易である。 Another way to apply the idea of fitting or least squares to this problem is the direct method. This assumes a set of numbers (a, b, c)
Then, for all the sets of numerical values of (a, b, c) in the assumed range, ε ² is obtained and the case where it becomes the minimum is determined. This is easier to logic and calculate.

しかし、この方法は非現実的である。すなわち、上記の計算で得るa, b, c の有効数字は3桁以内でよいとしても、未知数は３つであるから、一つの未知数につき1000通り、全体では最低10⁹組の(a, b, c)に対する計算を行わなければならない。最小二乗法であるから、一つのεを求めるのに少なくとも10点 (つまりN=10)の実験点を用いるであろうから、指数関数の呼び出しは10¹⁰回となる。高速計算機でも指数関数を呼び出す計算は1マイクロ秒くらい必要になる。そうすると、この非線形関数に対する最小二乗法の数値演算には、少なくとも10⁴秒を要することになる。すなわち約3時間程度である。これでは測定時間を短縮しても意味がなくなる。 However, this method is unrealistic. That is, even if the number of significant figures of a, b, and c obtained in the above calculation can be 3 digits or less, since there are 3 unknowns, there are 1000 ways for each unknown, and at least 10 ⁹ sets (a, b) in total. , C) must be calculated. Since it is the least squares method, at least 10 experimental points (that is, N = 10) will be used to find one ε, so the exponential function will be called 10 ¹⁰ times. Even with a high-speed computer, the calculation to call the exponential function requires about 1 microsecond. Then, the numerical computation of the least square method to this non-linear function, it takes at least 10 ⁴ seconds. That is, it takes about 3 hours. In this case, there is no point in shortening the measurement time.

問題はこれだけではない。はじめに設定する(a,b,c)の枠内における最小値はこれで見出せても、それは仮定した数値枠内の最小値であり、物理的に求めようとしている数値がこの枠内に入っていたという保証がない。このように、式(46)へのフィッティングができたならば、漏れが算定できる可能性があるが、現実にはそのフィッティングを行うことができず、この点が特許文献８に開示の発明において未解決の問題である。 This is not the only problem. Even if the minimum value in the frame of (a, b, c) set at the beginning can be found with this, it is the minimum value in the assumed numerical value frame, and the numerical value to be physically obtained is included in this frame. There is no guarantee that it was. If the fitting to the equation (46) can be performed in this way, there is a possibility that the leakage can be calculated, but in reality, the fitting cannot be performed, and this point is described in the invention disclosed in Patent Document 8. It is an open issue.

以上で式(46)にフィッティングを適用して係数を求めるという手法が実用しがたいことを説明したが、これは数値計算法の問題である。式(46)には、それよりも重大な問題がある。式(46)の第1項は漏れによる圧力変化を表し、第2項は温度変化による圧力変化を表すとしている。この温度変化による圧力変化が、一つの指数関数で近似できるのは、ごく限られた場合だけである。それは圧力測定を行っている空間を囲む隔壁が空気の熱容量に比べて非常に大きな熱容量を持っていて、その温度が変わらない場合に、式(46)となるのである。 The method of applying the fitting to equation (46) to obtain the coefficient has been explained above, but this is a problem of the numerical calculation method. Equation (46) has a more serious problem. The first term of equation (46) represents the pressure change due to leakage, and the second term represents the pressure change due to temperature change. The pressure change due to this temperature change can be approximated by one exponential function only in very limited cases. It becomes equation (46) when the partition wall surrounding the space where the pressure is measured has a heat capacity very large compared to the heat capacity of air and the temperature does not change.

実際には、空気は容器の内部にあり、その空気と容器が熱交換をする。そして、この容器の外壁では外部との熱交換がある。本発明で説明するように、これらの物理的事実の帰結は、簡単化した場合でも、式(46)のようにはならず、二つの指数関数を含んだ
から考察を始めなければならない。すなわちモデルとしている関数が、物理的実体に良く合わないのである。 In reality, the air is inside the container, and the air and the container exchange heat. And there is heat exchange with the outside on the outer wall of this container. As explained in the present invention, the consequences of these physical facts, even when simplified, do not look like Eq. (46), but include two exponential functions.
We must start the discussion from. That is, the function used as a model does not fit the physical entity well.

なお、式(50)は式(46)よりも未知パラメータが2つ多いから、前と同じように全調査式の最小二乗法ないしフィッティングを適用するとなると、前の10⁶倍の計算時間を必要とし、全く実現性が乏しくなる。 Incidentally, formula (50) from the two more unknown parameters than equations (46), when it comes just as applying the least squares method to fit the entire survey type as before, requires the previous 10 ⁶ times the computation time And the feasibility is completely poor.

これに対して本発明では、差圧の時間的な変化をモデル関数で近似するのではなく、差圧の変化率の時間変化をモデル関数で近似する。それにより、漏れによる部分は定数項となり、温度変化に係る部分は時間の経過に伴ってゼロに収束する滑らかな関数で表すことができる。そこで、差圧変化率の観測値に対して、モデル関数を、定数項と、時間の経過に伴ってゼロに収束する滑らかな既知関数の線形結合とし、このモデル関数における未知の係数を「周知の最小二乗法」を適用して求める。既知関数は計算が簡単なものを任意に選択することができる。実施の形態では、既知関数を、1/t、1/t²、とし、モデル関数を定数項と既知関数の線形結合の関数、I=D+b/t+c/t² (D, b, cが求めるべき未知数)として、式(16)に周知の最小二乗法を適用して未知数D, b, cを求めている。 On the other hand, in the present invention, the temporal change of the differential pressure is not approximated by the model function, but the temporal change of the rate of change of the differential pressure is approximated by the model function. As a result, the part due to leakage becomes a constant term, and the part related to the temperature change can be represented by a smooth function that converges to zero with the passage of time. Therefore, for the observed value of the differential pressure change rate, the model function is a linear combination of a constant term and a smooth known function that converges to zero with the passage of time, and the unknown coefficient in this model function is "well known". It is calculated by applying the "least squares method". Any known function that is easy to calculate can be selected. In the embodiment, the known function is 1 / t, 1 / t ² , and the model function is a linear combination function of a constant term and a known function, I = D + b / t + c / t ² (D, b). As the unknowns to be obtained by c, the unknowns D, b, c are obtained by applying the well-known least squares method to Eq. (16).

次に、特許文献８に開示の式(46)によるフィッティングに関する処理法に含まれる看過できない誤りについて説明する。式(46)の中の定数bは、放熱による温度変化を決定的にする量であるが、これは容器などの温度の初期値により定まり、指数cのような、検査対象固有の量ではない。bは検査のたびに値の異なる量であって、事前に測定しておいて、後で利用するというわけにはいかない。 Next, an error that cannot be overlooked in the processing method for fitting according to the equation (46) disclosed in Patent Document 8 will be described. The constant b in Eq. (46) is a quantity that determines the temperature change due to heat dissipation, but this is determined by the initial value of the temperature of the container, etc., and is not an quantity specific to the inspection target such as the index c. .. b is a quantity with a different value for each test, and it cannot be measured in advance and used later.

このことを以下に証明する。ここでは式(46)のために一歩譲って、検査体の放熱に関して、容器と空気の温度や熱容量を区別しない粗い近似を行うならば、容器と内部空気の総合の熱容量をC_T、 容器外表面積S、容器と外部の間の熱伝達率をhとするとき、
と表される（θ_Eは一定な外気温度）。 This is proved below. Here, if we take a step back for equation (46) and make a rough approximation of the heat dissipation of the inspection body without distinguishing between the temperature and heat capacity of the container and air, the total heat capacity of the container and internal air is C _T , outside the container. When the surface surface S and the heat transfer coefficient between the container and the outside are h,
It is expressed as (θ _E is a constant outside air temperature).

この微分方程式の解は、周知のように、bを任意定数として
である。この式が、式(46)において、a=0とした式に一致する。 As is well known, the solution of this differential equation uses b as an arbitrary constant.
Is. This equation corresponds to the equation in which a = 0 in equation (46).

式(46)と(52)に共通な係数bはt=0における放熱する物体（ここでは容器及び内部空気）の温度により決定する。すなわち微分方程式論では初期値と呼ぶ値である。これは微分方程式により決定するcとは異なり、たとえば測定を複数回行えば、毎回異なった値となるのが普通である。しかるに、特許文献８に開示の技術ではこれを事前測定しておいて、他日にも使える定数としている。これは明白な、初等的な過誤である。他日にも使えるのは、cのみである。bが事前に確定できるとするのは重大な判断ミスであり、それを利用する結果は誤ったものとなる。 The coefficient b common to equations (46) and (52) is determined by the temperature of the heat-dissipating object (here, the container and internal air) at t = 0. That is, it is a value called an initial value in the theory of differential equations. This is different from c, which is determined by a differential equation. For example, if the measurement is performed multiple times, the value is usually different each time. However, in the technique disclosed in Patent Document 8, this is measured in advance and used as a constant that can be used on other days. This is an obvious, elementary error. Only c can be used on other days. It is a serious misjudgment that b can be determined in advance, and the result of using it is wrong.

以上、特許文献８に開示の技術(従来技術とする)と本願発明を対比すると以下のようになる。
１．数式モデルの対象とする物理量
従来技術は差圧、
本願発明は差圧の変化率、
２．モデルにおける空気の熱容量と容器の熱量量
従来技術では区別されていない、
本願発明では区別している（式(4)〜式(6)）
３．数式モデル中の未知パラメータ
従来技術では未知数の決定法が示せていない、
本願発明では線形最小二乗法で未知数を求めている
４．現象を記述する物体固有の値（固有値）と毎回変わる初期値の特性の違い
従来技術では認識できていない（微分方程式の初期値と固有値を混同している）、
本願発明ではこれらを明確に区別して扱っている As described above, the technique disclosed in Patent Document 8 (referred to as the prior art) is compared with the present invention as follows.
1. 1. Physical quantity targeted by mathematical model Conventional technology is differential pressure,
The invention of the present application is the rate of change of differential pressure,
2. The heat capacity of the air in the model and the heat capacity of the container are not distinguished by the prior art.
In the present invention, they are distinguished (Equations (4) to (6)).
3. 3. Unknown parameters in mathematical models Conventional technology has not shown a method for determining unknowns,
In the present invention, the unknown is obtained by the linear least squares method. Differences in characteristics between the object-specific value (eigenvalue) that describes the phenomenon and the initial value that changes each time cannot be recognized by conventional technology (the initial value and eigenvalue of the differential equation are confused),
In the present invention, these are clearly distinguished and treated.

２…圧力レギュレータ
３…供給源
５…圧力計
１０…リーク検査装置
１１…加圧源接続口
１２…ワーク接続口
１３…マスタ接続口
１５…記録演算部
２１…第１配管
２２…第２配管
２３…第３配管
２４…排気管
３１…第１開閉弁
３２…第２開閉弁
３３…第３開閉弁
３４…排気弁
３５…第５開閉弁
３６…第６開閉弁
３８…差圧計
Ｍ…マスタ
Ｗ…ワーク
A_1,k, A_2,k ; 内部空気及び容器の温度の初期値による定数(k=1,2)
C_B ; 環境温度変化速度（環境温度の変化を，θ_E=C_A+C_Btと仮定する）
G; 質量流量
K_T; 漏れ流路の定数
p₁，p₂，J; 差圧
P_a; 環境圧力（大気圧）
P₀, P₁, P₂; 容器内圧力の基準値（＝チャージ圧力）
P_R; 参照容器内圧力
P_S; 供給源圧力
P_T; 検査対象容器内圧力
R; 気体定数
t; 時間
V; 容器容積
θ; 容器内空気温度
θ_E; 環境温度
μ; 気体粘度
2 ... Pressure regulator 3 ... Supply source 5 ... Pressure gauge 10 ... Leak inspection device 11 ... Pressure source connection port 12 ... Work connection port 13 ... Master connection port 15 ... Recording calculation unit 21 ... 1st piping 22 ... 2nd piping 23 ... 3rd piping 24 ... Exhaust pipe 31 ... 1st on-off valve 32 ... 2nd on-off valve 33 ... 3rd on-off valve 34 ... Exhaust valve 35 ... 5th on-off valve 36 ... 6th on-off valve 38 ... Differential pressure gauge M ... Master W …work
A _{1, k} , A _{2, k} ; Constants based on the initial values of the internal air and container temperature (k = 1,2)
C _B ; Environmental temperature change rate (assuming the change in environmental temperature is θ _E = C _A + C _B t)
G; mass flow rate
K _T ; Leakage channel constant
p ₁ , p ₂ , J; differential pressure
P _a ; Environmental pressure (atmospheric pressure)
P ₀ , P ₁ , P ₂ ; Reference value of container pressure (= charge pressure)
P _R; see container pressure
P _S ; Source pressure
P _T ; Pressure inside the container to be inspected
R; gas constant
t; time
V; Container volume θ; Air temperature inside the container θ _E ; Environmental temperature μ; Gas viscosity

Claims (5)

検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査方法であって、
検査対象容器の内圧と漏れの無い参照容器の内圧とを共に所定圧力P₁にして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録する第１測定ステップと、
前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧とを共に所定圧力P₂にして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録する第２測定ステップと、
差圧の変化率の時間経過のモデル関数を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数f₁(t)として、前記第１測定ステップで測定した測定値からf₁(t)の各係数の値を決定する第１係数算出ステップと、
差圧の変化率の時間経過のモデル関数を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数f₂(t)として、前記第２測定ステップで測定した測定値からf₂(t)の各係数の値を決定する第２係数算出ステップと、
前記第１係数算出ステップで求めた係数のうちの定数項をD₁、前記第２係数算出ステップで求めた係数のうちの定数項をD₂とし、下記の演算の結果の値を漏れ流路の形状のみにより決定される係数として、容器の漏れの有無を判定するステップと、
（ただし、P_aは環境圧力、Vは検査対象容器の容積、μは気体粘度）
を有する
ことを特徴とするリーク検査方法。 A leak inspection method that inspects the container to be inspected for leaks.
The difference between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when the container to be inspected and the internal pressure of the reference container without leakage are both set to a predetermined pressure P ₁ and left to stand after being sealed is sequentially measured. , The first measurement step of recording the measurement time and the measured value in association with each other,
The difference pressure between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container are both set to a predetermined pressure P ₂ and left to stand after being sealed is sequentially measured. The second measurement step of recording the measurement time and the measured value in association with each other,
The time-lapse model function of the rate of change of the differential pressure is a function f ₁ (t), which is a linear combination of a single constant and multiple smooth functions that uniformly converge to 0 as time t approaches infinity. ), The first coefficient calculation step for determining the value of each coefficient of f ₁ (t) from the measured value measured in the first measurement step, and
The time-lapse model function of the rate of change of the differential pressure is a function f ₂ (t), which is a linear combination of a single constant and multiple smooth functions that uniformly converge to 0 as the time t approaches infinity. ), The second coefficient calculation step of determining the value of each coefficient of f ₂ (t) from the measured value measured in the second measurement step, and
The constant term of the coefficients obtained in the first coefficient calculation step is D ₁ , the constant term of the coefficients obtained in the second coefficient calculation step is D _2, and the value of the result of the following calculation is the leakage flow path. As a coefficient determined only by the shape of, the step of determining the presence or absence of leakage of the container and
(However, P _a is the environmental pressure, V is the volume of the container to be inspected, and μ is the gas viscosity)
A leak inspection method characterized by having. 前記第１係数算出ステップでは、前記第１測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₁(t)とし、r₁(t)を近似するモデル関数を前記f₁(t)とし、前記第１測定ステップで測定したK₁個の測定値から、
の値が最小になるようにf₁(t)の各係数の値を決定し、
前記第２係数算出ステップでは、前記第２測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₂(t)とし、r₂(t)を近似するモデル関数を前記f₂(t)とし、前記第２測定ステップで測定したK₂個の測定値から、
の値が最小になるようにf₂(t)の各係数の値を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載のリーク検査方法。 In the first coefficient calculation step, the function of the rate of change of the differential pressure based on the measured value in the first measurement step over time is r ₁ (t), and the model function that approximates r ₁ (t) is f. Set to ₁ (t), and from the measured value of ₁ K measured in the first measurement step,
Determine the value of each coefficient of f ₁ (t) so that the value of
In the second coefficient calculation step, the function of the rate of change of the differential pressure based on the measured value in the second measurement step over time is r ₂ (t), and the model function that approximates r ₂ (t) is f. Let it be ₂ (t), and from the measured values of K ₂ measured in the second measurement step,
The leak inspection method according to claim 1 , wherein the value of each coefficient of f ₂ (t) is determined so that the value of is minimized. 検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査方法であって、
P_aを環境圧力として、
検査対象容器の内圧と漏れの無い参照容器の内圧とを共に所定圧力P_１＝P_aにして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録する第１測定ステップと、
前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧とを共に所定圧力P_２にして封止した後に放置したときの前記検査対象容器の内圧と前記参照容器の内圧との差圧を、前記放置の開始時を基準とした各測定タイミングを前記第１測定ステップの場合と同じにして順次測定し、測定時刻と測定値とを対応付けて記録するする第２測定ステップと、
前記第１測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₁(t)とし、前記第２測定ステップでの測定値に基づく差圧の変化率の時間経過の関数をr₂(t)とし、r₂(t)-(P₂/P₁)r₁(t)を近似するモデル関数F(t)を、時間tが無限大に向かうときに一様に０に収束する複数の滑らかな関数と、一つの定数との線形結合である関数F(t)として、前記第１、第２測定ステップで測定した各K個の測定値から
の値が最小になるようにF(t)の各係数の値を決定する係数算出ステップと、
前記係数算出ステップで決定した定数項の値に基づいて、前記検査対象容器の漏れの有無を判定する判定ステップと、
を有する
ことを特徴とするリーク検査方法。 A leak inspection method that inspects the container to be inspected for leaks.
With P _a as environmental pressure
The difference between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when left after sealing with the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container without leakage set to a predetermined pressure P ₁ = P _a. The first measurement step of sequentially measuring and recording the measurement time and the measured value in association with each other,
The difference pressure between the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container when the internal pressure of the container to be inspected and the internal pressure of the reference container are both set to a predetermined pressure P ₂ and left to stand after being sealed is determined by the standing. A second measurement step in which each measurement timing with reference to the start time is sequentially measured in the same manner as in the first measurement step, and the measurement time and the measured value are recorded in association with each other.
Let r ₁ (t) be the function of the rate of change of the differential pressure based on the measured value in the first measurement step, and the function of the rate of change of the differential pressure based on the value measured in the second measurement step. Let r ₂ (t) be, and the model function F (t) that approximates r ₂ (t)-(P ₂ / P ₁ ) r ₁ (t) is uniformly 0 when the time t goes to infinity. From each of the K measured values measured in the first and second measurement steps, as a function F (t) which is a linear combination of a plurality of smooth functions converging to and one constant.
A coefficient calculation step that determines the value of each coefficient of F (t) so that the value of
A determination step for determining the presence or absence of leakage in the container to be inspected based on the value of the constant term determined in the coefficient calculation step, and
A leak inspection method characterized by having. 前記係数の決定において、前記放置の開始後の所定期間の測定値は除外する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のリーク検査方法。 The leak inspection method according to any one of claims 1 to 3 , wherein in determining the coefficient, the measured value for a predetermined period after the start of the neglect is excluded. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載のリーク検査方法を用いて検査対象容器の漏れの有無を検査するリーク検査装置。 A leak inspection device that inspects the container to be inspected for leakage by using the leak inspection method according to any one of claims 1 to 4 .