JPH0419431B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、リークテスト方法に関する。

（従来の技術） 一般に、容器に亀裂等が生じているか否かを検
査するために、リークテストが行なわれる。

このリークテストでは、容器の内部を加圧（以
下、加圧法と称する）あるいは減圧（以下、減圧
法と称する）して容器内をテスト圧力にした後、
容器を流体圧力源から閉鎖し、その後の容器内の
圧力変動を圧力計等で検出する。加圧法において
は圧力が下がつていく場合には容器から気体が漏
洩しているものと判断し、減圧法においては圧力
が上がつていく場合には漏洩しているものと判断
する。

第６図，第７図は、それぞれ上記従来の加圧法
によるリークテストと減圧法によるリークテスト
の場合の時間経過に伴う容器内の圧力変動を表し
たグラフであり、以下これらのグラフについて説
明する。

加圧法の場合、加圧開始からt₁時間経過後にテ
スト圧力Ptに達する。この時、容器内の気体の
温度は加圧されたことにより外気温度よりも上昇
する。したがつて、上記t₁時間経過直後すなわち
テスト圧力Ptに達した直後に容器を流体圧力源
から閉鎖すると、容器から外気へ放熱されて容器
内の気体の温度が下がり、その結果、容器内の圧
力は、容器からの気体の漏れがなくても第６図中
実線Ａで示すように低下し、t₄時間経過したとこ
ろで安定する。又、容器内の圧力がテスト圧力
Ptに達した後、t₂時間又はt₃時間まで容器を圧力
源に接続したまま容器内を上記テスト圧力Ptに
維持してから容器を閉鎖すると、圧力低下量は減
るものの容器内の圧力はそれぞれ実線Ｂ又は実線
Ｃのように低下し、t₄時間で安定する。そして、
容器内の圧力をt₄時間までテスト圧力Ptに維持し
た後に容器を閉鎖した場合には、容器内の気体温
度は既に外気温と平衡状態に達しているため、圧
力変動はなくなる。

減圧法の場合には上記加圧法の場合と逆の現象
を生ずる。即ち、減圧開始からt₁′時間経過後に
テスト圧力Pt′に達する。この時、容器内の気体
の温度は減圧されたことにより外気温度よりも下
がる。したがつて、上記t₁′時間経過直後すなわ
ちテスト圧力Pt′に達した直後に容器を流体圧力
源から閉鎖すると、容器は外気から熱を奪い容器
内の気体の温度が上がり、その結果、容器内の圧
力は第７図中実線A′で示すように上昇し、t₄′時
間経過したところで安定する。又、容器内の圧力
がテスト圧力Pt′に達した後、t₂′時間又はt₃′時間
まで容器を圧力源にしたまま容器内を上記テスト
圧力Pt′に維持してから容器を閉鎖すると、容器
内の圧力はそれぞれ実線B′又は実線C′のように上
昇し、t₄′時間で安定する。そしてt₄′時間まで容
器内の圧力をテスト圧力Pt′に維持した後に容器
を閉鎖した場合には、容器内の気体温度は既に外
気温と平衡状態に達しているため、圧力変動はな
く圧力一定になる。

上記説明から明らかなように、t₄時間又はt₄′時
間前に容器を閉じてリークテストを行なつた場
合、容器内の気体の温度変化による自然な圧力変
動と、容器からのリークによる圧力変動とが一緒
に検出されるため、リークの有無を的確に判断す
るのが難しかつた。

したがつて、実際にはt₄時間又はt₄′時間まで、
すなわち容器内の温度が外気温と平衡状態になる
まで、容器と圧力源とを連通させてテスト圧力
Ptを維持し続けた後に、容器を閉鎖して圧力変
動を検出し、リークテストに正確を期している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、容器内の温度が自然に外気温と
平衡になるまで待つてリークテストを行なうた
め、リークテストに長時間を要するようになり、
能率が悪かつた。

（問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、その要旨は、次の二つのリークテスト
方法にある。

(A) 検査対象内部に正圧のテスト圧力を付与し
て、その後の検査対象内部の圧力変動から検査
対象の密閉性の良否を判断するリークテスト方
法において、初めに正圧源と上記検査対象とを
接続して上記テスト圧力よりも大きい初期圧力
を上記検査対象内部に付与し、次にこの検査対
象を上記正圧源から遮断し、検査対象内部の圧
力を検査対象の外に逃がして検査対象内部を上
記テスト圧力まで減圧することにより検査対象
内部の温度を外気温にほぼ一致させ、そして、
この後の検査対象内部の圧力変動から検査対象
の密閉性の良否を判断するようにしたことを特
徴とするリークテスト方法。

(B) 検査対象内部に負圧のテスト圧力を付与し
て、その後の検査対象内部の圧力変動から検査
対象の密閉性の良否を判断するリークテスト方
法において、初めに負圧源と上記検査対象とを
接続して上記テスト圧力よりも小さい初期圧力
を上記検査対象内部に付与し、次にこの検査対
象を上記負圧源から遮断し、検査対象内部に流
体を導入して検査対象内部を上記テスト圧力ま
で昇圧することにより検査対象内部の温度を外
気温にほぼ一致させ、そして、この後の検査対
象内部の圧力変動から検査対象の密閉性の良否
を判断するようにしたことを特徴とするリーク
テスト方法。

（作用） 加圧法によるリークテストの場合には、初めに
テスト圧力よりも大きな初期圧力を検査対象内部
に付与し、次に検査対象内部の圧力を検査対象の
外に逃がしてテスト圧力まで減圧するようにした
ことにより、また、減圧法によるリークテストの
場合には、初めにテスト圧力よりも小さな初期圧
力を検査対象内部に付与し、次に検査対象内部に
流体を導入してテスト圧力まで昇圧するようにし
たことにより、それぞれ、検査対象内部の温度が
自然的推移以上の速さで外気温と平衡状態に達す
るようになり、検査対象内部を短時間で安定した
テスト圧力にすることができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図から第３図
までの図面に従つて説明する。

第１図は、この発明の加圧法によるリークテス
トを実施する場合の概略フローダイアグラムを示
している。両端に加圧空気源１（正圧源）と容器
２（検査対象）を接続する配管ライン１１の途中
には、レギユレータ３、圧力計４、電磁弁SV₁、
圧力スイツチ５、電磁弁SV₃が配置されている。
これら電磁弁SV₁，SV₃は加圧空気源１と容器２
との間を遮断したり開通させるためのものであ
る。上記配管ライン１１は、電磁弁SV₁と圧力ス
イツチ５の間において、分岐配管ライン１２，１
３を有し、分岐配管ライン１２には排気用の電磁
弁SV₄が配置され、分岐配管ライン１３には圧力
逃がし用の電磁弁SV₂と絞り弁６が配置されてい
る。又、電磁弁SV₃と容器２の間の配管ライン１
１には分岐配管ライン１４を介して圧力センサ７
が接続されている。この圧力センサ７は、ダイヤ
フラム（図示しない）を内蔵し、このダイヤフラ
ムの変形を電磁的に検出するものであり、ダイヤ
フラムの一側のポートが上記分岐配管ライン１４
に接続され、他側のポートが大気に開放されてい
る。上記各電磁弁SV₁，SV₂，SV₃，SV₄、及び
圧力スイツチ５はシーケンス制御されている。
尚、加圧前においては、容器２内の圧力は外気圧
に等しい。

次に、第２図に示すタイムチヤートと第３図に
示す圧力推移グラフにしたがつて、時間を追つて
リークテスト手順を説明する。

リークテストの１サイクルは、加圧工程、減圧
工程、第一平衡工程、第二平衡工程、検出工程、
排気工程からなつており、加圧工程時間T₁、減
圧工程と第一平衡工程を合わせた所要時間T₂、
第二平衡工程時間T₃、検出工程時間T₄、排気工
程時間T₅はタイマーにより設定されている。

加圧工程においては、電磁弁SV₁，SV₃は開状
態になり、電磁弁SV₂，SV₄は閉状態になる。そ
の結果、加圧空気源１から加圧空気が、配管ライ
ン１１の途中でレギユレータ３によつて初期圧力
Poに減圧され、容器２に供給される。容器２内
の圧力は徐々に上昇してテスト圧力Ptを越え、
加圧開始よりTa時間経過後に初期圧力Poに達す
る。そして加圧工程の残りの時間Tbにおいて、
容器２内の圧力は初期圧力Poに維持される。

尚、圧力スイツチ５のＨ接点（High接点）は
テスト圧力Ptよりも大きく、且つ初期圧力Poよ
りも僅かに小さくセツトされていて、このＨ接点
がONになると容器２内の圧力がテスト圧力Pt以
上になつたことが確認され、万一Ｈ接点がONに
ならなかつた場合には、リークテストは次工程へ
進まないようになつている。

上記加圧工程の終了と同時に、電磁弁SV₃が開
状態のまま、電磁弁SV₁が閉じ、これと同時に電
磁弁SV₂が開いて、減圧工程に移行する。容器２
は電磁弁SV₁により加圧空気源１から閉鎖され、
容器２への加圧空気の供給が停止されるととも
に、電磁弁SV₁よりも下流に収容されていた空気
が分岐配管ライン１３を通り、電磁弁SV₂および
絞り弁６から外気へ放出され、容器２内の圧力は
徐々に下がつていく。

圧力がテスト圧力Ptまで下がると、圧力スイ
ツチ５のＬ接点（Low接点）がONになつて、電
磁弁SV₂が閉状態となり、第一平衡工程へ移行す
る。

第一平衡工程においては、電磁弁SV₃だけが開
状態になつている。そして第一平衡工程の終了と
ともに電磁弁SV₃も閉状態となり、第二平衡工程
に移行する。上記第一平衡工程及び第二平衡工程
において容器２内の圧力は安定しており、テスト
圧力Ptが維持される。

上記安定したテスト圧力Ptを得るまでの時間、
すなわち上記加圧工程時間と減圧工程時間の合計
時間は、従来方法における安定したテスト圧力
Ptを得るまでの時間t₄に比べて非常に短くて済
む。その理由は次のように推定される。

容器２内の空気温度は、加圧開始直後から初期
圧力Poになるまで上昇し、初期圧力Poを維持し
ている時間Tbでは下がる。しかし、この時間Tb
は短いので外気温と平衡になるまでは下がらな
い。次の減圧工程では、加圧空気の放出がなさ
れ、容器２内の空気温度がこの放出により低下さ
せられて外気温度と平衡になる。このように、自
然放熱を待たずに強制的に容器２内の温度を外気
温と平衡にするから、短時間で安定したテスト圧
力Ptとなる。

上記第二平衡工程の後に、検出工程に移行す
る。即ち、容器２内の圧力は分岐配管ライン１４
により圧力センサ７に導かれており、外気圧に対
するゲージ圧として検出される。なお、圧力セン
サ７からの検出圧力の電気信号は増幅されて圧力
計に送られ、この圧力計で上記ゲージ圧が表示さ
れる。そしてこのゲージ圧に変動がなければ容器
２の密封性が確認され、ゲージ圧が減少していく
のであれば容器２から空気が漏れているのであ
り、密封性不良が確認される。上記検出工程終了
後、排気工程に移行する。排気工程では、電磁弁
SV₃，SV₄が開状態となり、容器２内の空気は分
岐配管ライン１２を通つて放出される。

以上でリークテストの１サイクルが終了する
が、１サイクルの所要時間を前述した従来方法に
比べて約1/3にすることができる。

尚、上記実施例における減圧工程後に、容器２
内の空気圧力を安定させるためには、初期圧力
Poとテスト圧力Ptとの差圧ΔP、及び初期圧力Po
の維持時間Tbを、所定範囲内で設定しなければ
ならない。

上記差圧ΔPが所定範囲の上限値より大きいと、
減圧による容器２内の温度低下が大きくなり過ぎ
て一時的に外気温以下になるため、減圧終了後す
なわち容器２を閉じた後に容器２内の空気温度が
外気温と平衡になるまで圧力が上昇してしまい、
圧力が安定するまで検出工程を実行できない。ま
た、差圧ΔPが所定範囲の下限値より小さいと、
減圧による容器２内の温度低下が不充分で外気温
まで下がりきらないため、減圧終了後すなわち容
器２を閉じた後に容器２内の空気温度が外気温と
平衡になるまで圧力が下降してしまい、圧力が安
定するまで検出工程を実行できない。

同様に、上記維持時間Tbが所定範囲の上限値
より長いと、この維持時間Tbにおける容器２内
の空気温度の低下が大きくて外気温に近付くた
め、次の減圧工程で容器２内の温度が外気温以下
まで低下してしまう。このため減圧終了後すなわ
ち容器２を閉じた後に容器２内の空気温度が外気
温と平衡になるまで圧力が上昇してしまい、圧力
が安定するまで検出工程を実行できない。また、
維持時間Tbが所定範囲の下限値より短いと、こ
の維持時間Tbでの容器２内の温度低下が微少で
あり、次の減圧による容器２内の温度低下では外
気温まで下がりきらないため、減圧終了後すなわ
ち容器２を閉じた後に容器２内の空気温度が外気
温と平衡になるまで圧力が下降してしまい、圧力
が安定するまで検出工程を実行できない。

差圧ΔPと維持時間Tbとは、相関関係を有して
いる。すなわち、差圧ΔPを大きくすれば維持時
間Tbを短くすることができ、差圧ΔPが小さけれ
ば維持時間Tbを長くする必要がある。初期圧力
Poを大きくし差圧ΔPを大きくして、テスト時間
を短縮することが好ましいが、これらPo，ΔP
は、容器２の強度等に応じて決定される。

なお、上記ΔP，維持時間Tbは多少上記範囲か
ら外れていてもよく、この場合でも、テスト時間
は理想的な場合より長くなるが、従来方法よりも
短縮できる。

又、第４図は他の実施例のフローダイアグラム
を示すものであり、第一実施例と同一態様部分に
ついては同一符号を付して説明を省略し、第一実
施例と相違する点を以下に説明する。

圧力スイツチ５より下流において、配管ライン
１１は二つの配管ライン１１ａと配管ライン１１
ｂに分かれ、各配管ライン１１ａ，１１ｂにはそ
れぞれ電磁弁SV₃が配置されている。この二つの
電磁弁SV₃は共に第一実施例の電磁弁SV₃と同様
に開閉される。そして、一方の配管ライン１１ａ
には検査対象としての容器２が接続されており、
他方の配管ライン１１ｂには、上記容器２と同寸
法、同材質の容器であつて、予め漏れのないこと
が確認された基準容器２′が接続されている。又、
各配管ライン１１ａ，１１ｂの電磁弁SV₃の下流
側は分岐配管ライン１４ａ，１４ｂを介して圧力
センサ７の両入力ポートにそれぞれ接続されてお
り、この圧力センサ７は差動増幅器８を介して差
圧計９に接続されている。

上記第二実施例の場合のタイムチヤート及び圧
力推移グラフは、第一実施例と同様である。ただ
し、検出工程において容器２および配管ライン１
１ａ，１４ａ内の圧力は、基準容器２′および配
管ライン１１ｂ，１４ｂの圧力との差圧として圧
力センサ７で検出され、差圧計９で表示される。
上記のように差圧検出であるので、高感度で検出
できる。なお、上記基準容器２′は容器２と同一
寸法であり、外部要因による圧力変動を相殺する
ことができるが、この外部要因が小さい時には上
記基準容器２′は省くことができる。

第５図は本発明の第三実施例を示す。この実施
例では、圧力スイツチ５の下流側の配管ライン１
１に、排気用の三方電磁弁SV₅が設けられてい
る。この電磁弁SV₅と圧力スイツチ５との間の配
管ライン１１には、オリフイス１６が設けられて
おり、このオリフイス１６の両側の圧力差は、分
岐配管ライン１７ａ，１７ｂを介してセンサ７に
より検出され、センサ７の出力は差動増幅器８で
増幅され、差圧計９で表示されるようになつてい
る。

また、配管ライン１１にはオリフイス１６と並
列にバイパスライン１８が接続されており、この
バイパスライン１８には電磁弁SV₆が設けられて
いる。

上記第三実施例では、配管ライン１１の一端の
接続口に容器２を接続した状態で、排気用の電磁
弁SV₅を、容器２と加圧空気源１とを連通させる
状態にする。この状態で、前記実施例と同様に加
圧、減圧工程を行ない、容器２内を短時間で安定
したテスト圧力Ptとする。この後、電磁弁SV₆を
開から閉に切り換えてバイパスライン１８を閉
じ、検出工程を開始する。容器２にひび割れ等が
なく加圧空気の漏れがない場合には、オリフイス
１６には空気が流れず、その両端間に圧力差が生
じないから、差圧計９はゼロを表示する。容器２
からの漏れがある場合には、漏れによる圧力低下
を補うべく、加圧空気がオリフイス１６を通つて
容器２に供給されるため、オリフイス１６での圧
力損失分だけその両端間に圧力差が生じる。これ
を差圧計９で表示し、漏れを知らせる。なお、漏
れが大きい場合には配管ライン１１に接続したタ
ンク１９から加圧空気を補う。

上記検出後、電磁弁SV₅を切り換えて、容器内
の加圧空気を外部へ排出する。

尚、上述第一，第二，第三実施例ともに加圧法
によるリークテストで説明したが、減圧法による
リークテストにおいても同様な思想の基に行うこ
とができる。減圧法の場合には、第１図，第４
図，第５図において加圧空気源１の代わりに負圧
空気源（負圧源）を用いるが、他の構成および作
動は加圧方法と同様である。詳述すると、容器と
負圧空気源を接続して容器内を一旦テスト圧力以
下にセツトし、この状態を一定時間維持した後、
容器を負圧空気源から遮断して外気を容器内に導
入しテスト圧力まで昇圧せしめ、一定時間経過後
に、負圧の容器内への流体の流入の有無を検出す
ればよい。この方法では、上記昇圧時に容器内の
流体の温度が上昇して短時間で外気温と平衡にな
り安定したテスト圧力が得られる。この減圧法に
よる圧力の変化は、第３図において、縦軸を負圧
とすることにより表わすことができる。

また、第１図，第４図，第５図中想像線で示す
ように、電磁弁SV₂の代わりに、ピストン２０を
内蔵したシリンダ２１を配管ライン１１に接続し
てもよい。加圧法の場合には、減圧工程において
ピストン２０に連結されたロツド２２を引く。減
圧法の場合は、昇圧工程においてロツド２０を押
す。

この発明は上記実施例に制約されず種々の態様
が可能である。例えば、流体は空気に限らず、チ
ツソガスでもよいし、水や油等の液体であつても
よい。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、検査
対象内部を速やかに安定したテスト圧力にするこ
とができ、したがつて、リークテストの迅速化を
図ることができるという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までの図面はこの発明による
リークテスト方法の一実施例を示すものであり、
第１図は概略フローダイアグラム、第２図はタイ
ムチヤート、第３図は圧力推移グラフである。
又、第４図，第５図は互いに異なる他の実施例の
概略フローダイアグラムである。更に、第６図，
第７図は従来の加圧法及び減圧法によるリークテ
スト方法の際のそれぞれの圧力推移グラフであ
る。 １…加圧空気源（正圧源）、２…容器、Pt…テ
スト圧力、Po…初期圧力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検査対象内部に正圧のテスト圧力を付与し
   て、その後の検査対象内部の圧力変動から検査対
   象の密閉性の良否を判断するリークテスト方法に
   おいて、 初めに正圧源と上記検査対象とを接続して上記
   テスト圧力よりも大きい初期圧力を上記検査対象
   内部に付与し、次にこの検査対象を上記正圧源か
   ら遮断し、検査対象内部の圧力を検査対象の外に
   逃がして検査対象内部を上記テスト圧力まで減圧
   することにより検査対象内部の温度を外気温にほ
   ぼ一致させ、そして、この後の検査対象内部の圧
   力変動から検査対象の密閉性の良否を判断するよ
   うにしたことを特徴とするリークテスト方法。 ２ 検査対象内部に負圧のテスト圧力を付与し
   て、その後の検査対象内部の圧力変動から検査対
   象の密閉性の良否を判断するリークテスト方法に
   おいて、 初めに負圧源と上記検査対象とを接続して上記
   テスト圧力よりも小さい初期圧力を上記検査対象
   内部に付与し、次にこの検査対象を上記負圧源か
   ら遮断し、検査対象内部に流体を導入して検査対
   象内部を上記テスト圧力まで昇圧することにより
   検査対象内部の温度を外気温にほぼ一致させ、そ
   して、この後の検査対象内部の圧力変動から検査
   対象の密閉性の良否を判断するようにしたことを
   特徴とするリークテスト方法。