JPH1090104A - ヘリウムリークディテクター - Google Patents

ヘリウムリークディテクター

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JPH1090104A
JPH1090104A JP24171796A JP24171796A JPH1090104A JP H1090104 A JPH1090104 A JP H1090104A JP 24171796 A JP24171796 A JP 24171796A JP 24171796 A JP24171796 A JP 24171796A JP H1090104 A JPH1090104 A JP H1090104A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】分析感度が良くプローブの吸引力が大きいスニ
ッファー法による漏洩探知に適したヘリウムリークディ
テクターを提供する。 【解決手段】分析管1内を排気するターボ分子ポンプ2
の排気口に接続管3を介して補助排気ポンプ4を接続
し、プローブ6に接続した排気管7を流量調整バルブ8
を介して該接続管へ接続したヘリウムリークディテクタ
ーに於いて、該接続管に該ターボ分子ポンプと直列に接
続した第2ターボ分子ポンプ5を介在させ、該第2ター
ボ分子ポンプの前方の第1の接続管3aに流量調整バル
ブを介して該排気管を接続すると共に該第2ターボ分子
ポンプの後方の第2の接続管3bに該流量調整バルブの
前方の第1の排気管を接続した。補助排気ポンプにはド
ライポンプを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍機のコンプレ
ッサーや自動車のラジェーター等の気密を要する機器の
内部にヘリウムガスを封入加圧し、その漏れの有無をプ
ローブを使用して試験するヘリウムリークディテクター
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ヘリウムリークディテクターに於
いてヘリウムガスを測定する分析管は、その内部を質量
分析の原理に基づき10-3Pa程度の圧力に排気しなけ
ればならない。スニッファー法、すなわちヘリウムリー
クディテクターから延びるプローブで試験体の表面を走
査し、コンプレッサー等の試験体から大気中に漏れてく
るヘリウムガスを吸引する方法により該試験体の漏洩箇
所を探知するには、ヘリウムリークディテクターに必ず
大気と真空との差圧をつくる箇所が必要で、これがない
と分析管の内部が10-3Pa程度の圧力にならず漏洩探
知ができない。近時はターボ分子ポンプの排気口から分
析管内へヘリウムガスを逆拡散させて漏洩を探知するカ
ウンターフローという探知手法が開発され、試験体の圧
力が100Pa程度であっても探知ができるヘリウムリ
ークディテクターが出現しているが、この種のリークデ
ィテクターは分岐点が多く、そのためにヘリウムガス濃
度が減少して分析管の感度が鈍りプローブによる漏洩探
知には適さない不都合がある。
【0003】従来のカウンターフロー(逆拡散)式の代
表的な例は図1に示す如くであり、これのプローブaは
排気管bを介して掃引ポンプcに常時吸引されるように
接続され、該プローブaを試験体の周囲に接近させ、該
試験体から漏れるヘリウムガスを大気と共に該排気管b
内へ吸入する。該排気管bの途中の分岐点Aからは流量
調整バルブdを設けた分岐管iが分岐され、該分岐管i
の端部はターボ分子ポンプfの排気口と補助排気ポンプ
gを結ぶ接続管hの途中に接続される。該流量調整バル
ブdの役割は、該ターボ分子ポンプfが分析管eの内部
を10-3Pa程度の圧力に排気するための背圧大気圧と
の差圧を与えることである。
【0004】該排気管b内へ吸入されたヘリウムガスと
大気の一部は、分岐点Aから流量調整バルブdを介して
分岐点Bから接続管hへ流入し、補助排気ポンプgへ導
かれるが、ヘリウムガスの一部のみが該分岐点Bからタ
ーボ分子ポンプf内を逆拡散して分析管eへ到達し、そ
こで質量分析されて検出器によりその漏れ量が検出され
る。
【0005】また、図2に示したものは、ダイレクトフ
ローとも称されるもので、通常、プローブa自体が大気
圧との間に10-3Pa程度の差圧を生じさせる流量調整
機能を有する構成になっており、排気管bを直接に分析
管eに接続してヘリウムガスと大気を導入する形式のも
のである。この場合、該排気管bを点線で示すように接
続管hに接続してカウンターフローとすることも行われ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図1のカウンターフロ
ー式の場合、掃引ポンプcによってプローブaの吸引力
を上げられるため、漏洩探知の際に見落としが少ないと
いう利点があるが、排気管bに吸入されたヘリウムガス
は、2箇所の分岐点を通過するたびに大幅に減少し、分
析管eに到達する量はわずかになり、図2のものと比較
すると分析管eに於ける検出感度は2桁ほど低下する欠
点がある。
【0007】一方、図2の場合は、プローブaの吸引力
が極めて小さいため、高濃度のヘリウムガスを分析管e
へ導入できるが、プローブaを動かす速さや試験体から
の距離に気を付けないと吸引力が弱いので漏洩箇所を見
落としてしまう欠点がある。これらの欠点は、相反する
もので、従来のヘリウムリークディテクターでは解決さ
れていない問題点である。
【0008】本発明は、分析感度が良くプローブの吸引
力が大きいスニッファー法による漏洩探知に適したヘリ
ウムリークディテクターを提供することを目的とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、分析管内を
排気するターボ分子ポンプの排気口に接続管を介して補
助排気ポンプを接続し、プローブに接続した排気管を流
量調整バルブを介して該接続管へ接続したヘリウムリー
クディテクターに於いて、該接続管に該ターボ分子ポン
プと直列に接続した第2ターボ分子ポンプを介在させ、
該第2ターボ分子ポンプの前方の第1の接続管に流量調
整バルブを介して該排気管を接続すると共に該第2ター
ボ分子ポンプの後方の第2の接続管に該流量調整バルブ
の前方の第1の排気管を接続することにより、上記の目
的を達成するようにした。該補助排気ポンプにはターボ
分子ポンプの起動を妨げる不純物の発生の少ないドライ
ポンプを使用することが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図3に基づ
き説明すると、同図において符号1はガスを質量分析す
る分析管、2は該分析管1内を排気するターボ分子ポン
プ、3は該ターボ分子ポンプ2の排気口に接続した接続
管、4は該接続管3の後端に接続した補助排気ポンプを
示す。こうした分析管1の補助排気系の配列は従来のも
のと同様であるが、本発明のものでは、該接続管3にも
う1つの第2ターボ分子ポンプ5を介在させ、該第2タ
ーボ分子ポンプ5の前方の第1の接続管3aにプローブ
6から延びる流量調整バルブ8を備えた排気管7を接続
すると共に該第2ターボ分子ポンプ5の後方の第2の接
続管3bに流量調整バルブ8の前方の第1の排気管7を
分岐管9を介して接続するものとし、分析管1の分析感
度の向上とプローブ6の吸引力の増大が得られるように
した。
【0011】これを更に説明すると、ターボ分子ポンプ
2及び第2ターボ分子ポンプ5として、例えば両ポンプ
2、5の掛け合わせた圧縮比が空気に対して106とな
るものを使用し、分岐部Xの圧力が1000Pa程度で
あっても分析管1内の圧力として10-3Pa付近を得る
ことができるようにした。一般に管路を流れる流量Qは
排気速度(S)×圧力(P)で表されるから、補助排気
ポンプ4の排気速度を8×10-53/sとすると、プ
ローブ6の流量はおよそ8×10-2Pa・m3/sとな
る。この流量は、図2の場合の補助排気ポンプgがこの
排気速度である場合の100倍以上の流量になり、プロ
ーブ6の吸引力が高まるから前記した漏洩箇所の見落と
し等を防ぐことができる。また、図1の分岐点A、Bの
ようなヘリウムガスを外部へ排除することになる分岐点
は、本発明のものではY点のみであるから、排気管7内
へ吸引されたヘリウムガスを高濃度の状態に維持でき
る。従って、本発明のものでは、プローブ6の排気速度
が速く、しかも高濃度のヘリウムガスが接続管3に供給
されるから分析管1へ逆拡散するヘリウムガスの量も多
くなり、分析管1の感度が大きくなる。
【0012】ターボ分子ポンプ2の大気に対する圧縮比
を例えば10000程度に設定すれば、分岐点Yの圧力
を10Pa程度にできる。排気管7に介在させた流量調
整バルブ8は接続管3への導入圧力を調整するもので、
第2ターボ分子ポンプ5の排気速度が例えば2×10-3
3/sであれば、該流量調整バルブ8の流量はおよそ
2×10-2Pa・m3/sとなり、分岐点Yへ分岐管9か
ら流入する流量とほぼ同じになる。排気管7内と分岐管
9内のヘリウムガスの分圧は同じであるから、圧縮比の
低い分岐点Xの方が感度が高いということになる。ま
た、分岐点Yから第2ターボ分子ポンプ5を介して分岐
点Xへとヘリウムガスが逆拡散するから、従来の接続管
に於ける分岐点が1箇所しかなかったものに比べ、分岐
点Xにおけるヘリウムガス量が多く、分析管1における
ヘリウムガスの検出量が大きくなって実質的な感度が向
上する。
【0013】分岐管9及び排気管7の圧力は接続管3a
に比べて圧力が高く、補助排気ポンプ4から分岐管9、
流量調整バルブ8を介して接続管3aへのガス循環をも
生じるが、補助排気ポンプ4がオイルミスト等の汚染物
質を生じるものであると、ターボ分子ポンプ2、5に汚
染物質が吸入されてその起動を損なうので、該補助排気
ポンプ4にはロータリポンプ等のドライポンプを使用す
るものとした。
【0014】その作動を説明すると、ます補助排気ポン
プ4を起動すると共に排気管7内が所定の圧力になった
らターボ分子ポンプ2、5を起動し、ヘリウムガスを注
入した試験体の周面をプローブ6で走査してスニッファ
ー法で漏洩探査する。試験体から漏れたヘリウムガスは
付近の空気と共に混合ガスとなってプローブ6から排気
管7内へ導入され、一部は流量調整バルブ8を介して接
続管3aに流入し、残りは分岐管9を介して補助排気ポ
ンプ8から外部へ排出される。該プローブ6は補助排気
ポンプ4に直結されているから排気速度が速く、試験体
周面の広範囲の漏洩探査を行える。また、該混合ガス
は、接続管3へ流入するまでの間に外部へ排除されるこ
とがないから、ヘリウムガスの濃度が高く、とりわけ分
岐点Xでは分岐点Yから第2ターボ分子ポンプ5を逆拡
散してヘリウムガスが流入するのみならず分岐点Yから
分岐管9及び流量調整バルブ8を介してもヘリウムガス
が循環流入するので、ヘリウム濃度が高まり、その結
果、分析管1へ拡散するヘリウムガス量が多くなって分
析管1の検出感度が高まる。排気速度が大きいため分岐
点Xのヘリウムガス濃度の上昇も速く、そのため分析管
1に於けるレスポンスも良好になる。更に、該流量調整
バルブ8を閉じれば、ターボ分子ポンプ2、5により分
析管1の圧力が短時間に低下し、クリーンアップも短時
間に行える。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、逆拡
散式のヘリウムリークディテクターのターボ分子ポンプ
の排気口と補助排気ポンプを結ぶ接続管に第2ターボ分
子ポンプを介在させ、該第2ターボ分子ポンプの前方の
接続管に流量調整バルブを介して該排気管を接続すると
共にその後方の接続管に該流量調整バルブの前方の排気
管を接続したので、分析感度が良くプローブの吸引力が
大きくスニッファー法による漏洩探査に適したヘリウム
リークディテクターが得られ、その構成も簡単で製作が
容易になる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例の説明図
【図2】他の従来例の説明図
【図3】本発明の実施例の説明図
【符号の説明】
1 分析管、2 ターボ分子ポンプ、3、3a、3b
接続管、4 補助排気ポンプ、5 第2ターボ分子ポン
プ、6 プローブ、7 排気管、8 流量調整バルブ、
9 分岐管、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分析管内を排気するターボ分子ポンプの排
    気口に接続管を介して補助排気ポンプを接続し、プロー
    ブに接続した排気管を流量調整バルブを介して該接続管
    へ接続したヘリウムリークディテクターに於いて、該接
    続管に該ターボ分子ポンプと直列に接続した第2ターボ
    分子ポンプを介在させ、該第2ターボ分子ポンプの前方
    の第1の接続管に流量調整バルブを介して該排気管を接
    続すると共に該第2ターボ分子ポンプの後方の第2の接
    続管に該流量調整バルブの前方の第1の排気管を接続し
    たことを特徴とするヘリウムリークディテクター。
  2. 【請求項2】上記補助排気ポンプはドライポンプである
    ことを特徴とする請求項1に記載のヘリウムリークディ
    テクター。
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