JPH01308937A - リーク検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、中空容器等の気密度を検査するため、該中空
容器等に供給した加圧気体の漏れを検出するリーク検査
装置に関する。

（従来の技術〉 従来、自動車のガソリンタンク等の中空容器のリーク検
査方法として、中空容器内に気体を加圧供給し、該中空
容器壁に生じているピンホールや溶接不備の箇所からの
漏れを、供給気体用の流量計、圧力計、気泡検出器等の
種々のリークディテクタ装置により検出し、または水槽
内に容器を浸漬して漏れ気泡の視認により検出するリー
ク検査装置が用いられている。

かかるリーク検査装置のうち、気泡検出器は、透明体か
らなる液体充填容器と、被検査物から直接リークしたリ
ーク気体の排出系路中若しくは被検査物に気体を導入す
るための供給系路中に設けられた通気用ノズルであって
、該容器内でその開口端が液中に配置され該開口端から
気泡が発生するように設けられた通気ノズルとを持ち、
この気泡を容器外方から視認するものがしられている。

〈発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のリーク検査装置では、
上述のように、通気用ノズルを介して液体充填容器内に
導かれる気泡を検出するわけであるが、この気泡は通気
用ノズル内に満たされた液体を押し出し尽くすことによ
り初めて容器内に吐出されるので、気泡が発生するまで
に時間が掛かり、その分検査時間が掛かる。また、この
ものでは、気泡発生の有無即ち、気体の漏れの有無しか
検出できず、気体の漏れ量の検出までは行えない。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑みて提
案されたリーク検査装置であって、リーク検査を迅速に
行うと共に、漏れ量をも検出可能で、検出精度に優れた
リーク検査装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段） このため本発明のリーク検査装置は、「被検査物へ供給
される加圧気体の供給系路中に、又は被検査物からのリ
ーク気体の排出系路中に介在して配設されるリーク検査
装置において、両端部を上記気体系路に連通接続すると
ともに、その一部を鉛直方向に配設し且つ透明細管に形
成した通気管と、該通気管内に充填されて、その液面が
常態において上記透明細管内の所定位置に静止している
とともに、通気管内の気圧変化により該液面が上下動す
るように設けた充填液体と、上記通気管を挟んで略水平
に対向配設した発光部および電荷結合素子からなる受光
部を有する液面検出手段と、からなるリーク検査装置」
を含んで構成した。

〈作用〉 係る構成では、透明細管内部の所定高さ位置まで液体が
満たされており、被検査物における気体リークに伴って
透明細管内に気体が導かれると、この細管内の液体は気
体の圧力によって下方に押し下げられ、その液体の液面
高さが変化する。

ここで、透明細管内の気体充満部分と液体充満部分とで
は、該細管を横切って通過する光の屈折率は異なるので
、光源から発射される光を受ける受光部での電荷結合素
子への入射光量が異なる。

従って、この透明細管内の液面移動による光の入射量の
変化を検出することによって、透明細管内への新たな気
体の導入されたこと、即ち被検出物からの気体リークを
検出することができる。

そして、受光部として電荷結合素子を用いたことにより
、透明細管内の液面高さの段階的上下変化を検出でき、
液面高さをアナログ的に捉えることができるので、液面
高さの段階的変化速度を漏れ量に変換するができる。

また、透明細管内に満たされる液体量が自然蒸発や事故
等により減少不足した際にも判定できる。

〈実施例〉 次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明のリーク検査装置の一実施例を適用した
リーク検査システムの回路構成を示す。

即ち、図において、１は被検査用ワークとしての中空容
器、２は該中空容器ｌ内に検査用の気体を加圧供給する
ための加圧気体供給源、３は加圧空気供給１１２の吐出
部に接続された管路。４，５は該管路３から分岐した２
つの分岐管路、６は該分岐管路４．５が合流して前記中
空容器ｌに接続される管路、７は前記管路３に介装され
たエアレギュレーティングパルプ、８は前記管路４に介
装された電磁開閉パルプである。

前記管路５には本発明に係るリーク検査装置９が介装さ
れている。

即ち、管路３側の管路５は気体導入路ｌＯとして構成さ
れ、透明体からなりかつ鉛直方向に配設された細管１１
が接続されている。管路６例の管路５は気体排出路１２
として構成され、透明細管１１と連通した液体充填容器
１３が接続されている。該液体充填容器は透明細管１１
と略平行した筒状に形成され、この両部材１１．１３に
より通気管が形成されている。

また、透明細管１１を挟んでその外周には、略水平位置
で相対向して配設された光源たる発光ダイオード（Ｌ　
Ｅ　Ｄ　；　ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ
　）　１４およびレンズ１５と、受光部たる電荷結合素
子（ＣＣＤ　；　ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖ
ｉｃ　）　　１６とを有する液面検出手段が設けられて
いる。

かかるリーク検査装置の具体的構成を第１図に基づいて
説明する。

図において、１７はリーク検査装置９が配設された本体
ケーシング、１８は本体ケーシング１７内に配設された
取付部材、１９は取付部材１８の上端面から下端面に貫
通形成された通路。２０はこの通路１９と共に前述した
気体導入路ＩＯを構成する管体であり、咳管体２０の先
端開口部にはオネジ部２１ａを有する管継手２１が気密
に接続されている。

この管継手２１のオネジ部２１ａは通路１９の上端開口
部に形成された凹溝１９ａにおいてメネジ部１９ｂにネ
ジ込まれている。

そして、前記通路１９の下端開口部には、毛細管からな
る透明細管工ｌが嵌合接続されている。

一方、２２は取付部材１日の一方の側端面から水平に伸
びてのち下方向に直角に屈曲して取付部材１８の下面に
貫通開口して形成された通路、２３はこの通路２２と共
に気体排出通路１２を構成する管体であり、咳管体２３
の先端開口部には先端部外周面にオネジ部２４ａを有す
る管継手２４が接続されている。この管継手２４のオネ
ジ部２４ａは通路２２の側端開口部に設けられた凹溝２
２ａ内のメネジ部２２ｂにネジ込まれている。

そして、通路２２の下端開口部には、パイプ体２５を介
して円筒状の液体充填容器１３が気密に連通接続されて
いる。

前記透明細管１１は、取付部材１８の下面から鉛直に下
方向に所定の長さで伸びてのち直角に屈曲されて水平に
伸び、さらに上方に屈曲されて液体充填容器１３の底面
に形成された連通孔１３ａに接続される。

而して、該容器１３に適宜量の液体を充填すると、連通
した透明細管ｌｌ内にも液体が流入するので、毛細管現
象を無視すれば、常態において双方の液面が同一レベル
になるとともに、通路１９と通路２２の気圧変動により
、液面レベルが相対的に変動するものである。

発光ダイオード１４と電荷結合素　子１６は、前述した
ように、透明細管１１を挟んでその外周位置に略水平方
向で相対向して配設され１、発光ダイオード１４と透明
細管１１との間には、該発光ダイオード１４から照射さ
れる光を平行光に変換して前記電荷結合素子１６に入射
させるためのレンズ１５が配置されている。

ここで、電荷結合素子１６について簡単に説明すると、
半導体の薄膜上にマトリクス配列を持つ電極を設け、半
導体内の電位を電荷を順次転送する固体盪像素子（ＣＣ
Ｄという）であり、被写体の像を電気信号に変えて取り
出すことができるものであり、本発明ではこの被写体の
像を電気信号に変えて取り出す機能を利用して透明細管
１１における液面位置を検出するようにしている。

次に、かかる構成の作用について説明する。

第１図における加圧気体供給源２を駆動すると共に、電
磁開閉バルブ８を開弁すると、エアレギュレーティング
バルプマによって一定圧力に調整された加圧気体が管路
３，４゜６を介して中空容器１へと供給される。

このとき、管路３．１０を介して透明細管１１の上方へ
と気体が供給されると同時に、管路３，４．１２を介し
て液体充填容器１３にも気体が供給されるので、細管１
１の液面上に加わる圧力と液体充填容器１３の液面上に
加わる圧力とが平衡し、細管ｌｌ内の表面張力、毛細管
現象等を無視すれば、細管１１内の液面高さと液体充填
容器１３の液面高さとは略−敗した状態が維持される。

ここで、中空容器１内の気体が所定圧力に達したならば
、電磁開閉バルブ８を閉じる。

この瞬間には、上述した細管１１の液面上に加わる圧力
と液体充填容器１３の液面上に加わる圧力とが平衡した
ままの状態が維持されている。

そして、中空容器１に生じているピンホールや溶接不備
等の箇所から気体が漏れると、液体充填容器１３内の圧
力が徐々に低下する。

これによって双方の液面に作用する気圧に差が生じるの
で、通路１０内の気体は細管１１内に流れ込む。中空容
器ｌからの気体漏れがない時には、液体充填容器１３内
の液面高さと細管１１内の液面高さは、変動せず路間等
であるが、上記のように気体が漏れると、細管１１内の
液体は徐々に押し下げられて液体充填容器１３内に移動
する。

ここで、発光ダイオード１４から照射された光は、レン
ズ１５により平行光に変換されて細管１１を透過して電
荷結合素子１６に入射する。

透明細管１１内における気体充満部分と液体充満部分と
では、光の屈折率が異なるので、透明細管ｌｌ内の液面
高さの変化に応じて電荷結合素子１６に入射される光量
が変化する。

この液面高さを受光量の境界を示す被写体の像として捉
えるものである。

従って、この像を電気信号として取り出すことにより、
透明細管１１内の液面高さの段階的変化が検出され、液
面高さをアナログ的に１足えることができる。

従って、細管１１における液面高さの変化があったか否
かによって気体のリークがあったか否かが判別でき、し
かも、液面高さ変化時間に基づいて漏れ量を検出するこ
とができる。

即ち、漏れ量が多いときは単位時間当たりの液面高さ変
化が大きく、また漏れ量が少ないときは液面高さ変化が
小さい。

従って、所定の液面高さ変化量に達するまでの時間、す
なわち電荷結合素子１６により１足えられる液面高さ像
が所定位置まで変化する時間を計測し、この時間を被検
査体１における漏れ量に換算すれば良い。

かかる構成によると、気泡の発生を検出せずに、細管１
１内の液面高さの変化を検出してリークを検出するよう
にしたから、微少なリーク量であっても素早く検出でき
るので検査時間を短縮できる。また、検出される液面高
さの分解能は、電荷結合素子１６の画素のピンチによっ
て決定されるので、この画素のピッチを細かくすること
によって高分解能（例えば、２０μｍ程度）が得られ、
より高精度なリーク検査を実行できる。

なお、上記のような漏れ検査を行った場合、漏れ量が大
き過ぎると、液体充填容器１３内の液体が吹き飛ばされ
、液体が無くなって、次の検査が実行できなくなる虞が
生しる。

上記の構成においては、このように液体充填容器１３内
の液体が残少したことを、次のようにして検出できる。

即ち、細管１１の液面上に加わる圧力と液体充填容器１
３の液面上に加わる圧力とが平衡している検査前の段階
において、液体充填容器１３内の液位が標準以下に低下
していると、細管１１内の液位も略液体充填容器１３の
液位と同じで低下した状態にあり、この状態が電荷結合
素子工６によって壜える液面の像の電気信号で判定でき
るので、液体充填容器１３内液位が低く、液体の充填量
が少ないことがインジケータ表示等によって判る。

従って、このようにして液体の充填量が少ないことを判
定したならば、液体の補充を行えば良く、この場合、液
体の補充程度も電荷結合素子１６から出力される電気信
号によって制御できる。

なお、上記実施例においては、発光ダイオード１４から
照射される光をレンズによって平行光に変換して、電荷
結合素子１６に入射させるようにしたが、発光ダイオー
ド１４等の光源を複数設けて、夫々から照射される光を
電荷結合素子１６に入射させるようにしても良い。

また、本実施例においては、透明細管１１に被検査物か
らのリーク作用に応じて吸引される気体を導入可能にし
て、この気体の導入の有無を液面変化として検出するこ
とによりリークを検査するようにしたものを示したが、
被検査物からリークしたリーク気体を透明細管に導入す
るように配管し、このリーク気体を使ってリークを検査
するようにしても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、内部の所定高さ位
置まで液体が満たされる透明体からなる気体導入ノズル
であって、気体が加圧供給される被検査物から直接リー
クしたリーク気体若しくは被検査物からのリーク作用に
相応して吸引される気体を導入することによって液面高
さを変動可能に構成した透明細管を備え、光源と電荷結
合素子とからなるセンナで前記細管内の液位変動を検出
してリークを検出するようにしたから、リーク検査を迅
速に行うことができると共に、漏れ量をも検出可能であ
る等の利点を有し、さらに、電荷結合素子を使用したこ
とによって、高分解能を得られ、検出精度の向上も図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るリーク検査装置の一実施例を示す
縦断面図、第２図は同上のリーク検査装置を適用したリ
ーク検査システムの概略構造を示す図である。 ｌ・・・・・・中空容器 １１・・・・・・透明細管 １４・・・・・・発光ダイオード １６・・・・・・電荷結合素子 特許出願人　株式会社日本オートメーション代理人　　
　弁理士　　　千　１）　稔第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検査物へ供給される加圧気体の供給系路 中に、又は被検査物からのリーク気体の排出系路中に介
   在して配設されるリーク検査装置において、 両端部を上記気体系路に連通接続するとと もに、その一部を鉛直方向に配設し且つ透明細管に形成
   した通気管と、 該通気管内に充填されて、その液面が常態 において上記透明細管内の所定位置に静止しているとと
   もに、通気管内の気圧変化により該液面が上下動するよ
   うに設けた充填液体と、上記通気管を挟んで略水平に対
   向配設した 発光部および電荷結合素子からなる受光部を有する液面
   検出手段と、 からなるリーク検査装置。