JPH04270932A - 洩れ探査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洩れ探査装置に関し、
特に核融合装置や加速器等の真空装置やスペースチャン
バーのシュラウド等、極めて高い気密性を要求される容
器体や配管等の洩れを探査する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、上記真空装置等の接合部から
の洩れを探査する方法として加圧スニッファー法が知ら
れている。この加圧スニッファー法は、図３に示すよう
に、被試験体Ａ内にボンベ１等からヘリウムを導入して
内部を１気圧以上に加圧し、ピンホールやクラック等の
微細な隙間から外部に洩れ出してくる微量のヘリウムを
プローブノズル（スニッファー）２で吸引し、このヘリ
ウムをヘリウムリークディテクタ３で検知して洩れを検
出するものである。

【０００３】上記従来の加圧スニッファー法では、ヘリ
ウムリークディテクタ３単独でガスを吸入排気するもの
であり、ヘリウムリークディテクタ３内の真空度を１０
−４Ｔｏｒｒ台に維持する必要があるため、吸入ガス量
が１０−４〜１０−３Ｔｏｒｒ・ｌ／秒と少なかった。 このため、リーク箇所から放出されるヘリウムを効率よ
く吸込むことができず、１か所の試験に対する所要時間
も長かった。またプローブが長くなると現実的な試験時
間が得られないため、注射器等でサンプリングして試験
を行う必要があった。

【０００４】これに対して、特開昭６０−１３３３４０
号公報に記載された洩れ探査装置では、ヘリウムリーク
ディテクタの吸入側に、液体空気温度以下に冷却される
ソープションポンプを直列に配置して装置の性能向上を
図っている。

【０００５】上記方法は、プローブノズルから吸入した
ガス中の窒素，酸素等をソープションポンプで吸着除去
することでプローブノズルでの吸込み量を増加させると
ともに、ヘリウムリークディテクタが実際に吸引するガ
ス量を低下させている。このため、プローブノズルでの
吸込み量を大幅に増加させることが可能になり、ヘリウ
ムの検出感度の向上及び検出時間の短縮を図ることがで
きるとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報記載の方法では、大気中に含まれる約５ｐｐｍ　の
ヘリウムがソープションポンプを通過し、濃縮されてヘ
リウムリークディテクタに吸引され、ヘリウムリークデ
ィテクタの検出上限以上になることを避けるために、容
器の試験部分をポリエチレンシート等で目張り（マスキ
ング）し、該ポリエチレンシート内を窒素ガスで置換し
、上記大気中のヘリウムの吸引を防止する必要があった
。 またプローブノズルを移動させる際にも大気中のヘリウ
ムを吸引させない対策を実施する必要があった。

【０００７】そこで本発明は、試験部をマスキングする
ことなく、迅速に、しかも高感度な洩れ探査を行うこと
のできる洩れ探査装置を提供することを目的としている
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の洩れ探査装置は、被検ガスを吸引する
プローブノズルと、該プローブノズルから吸引したガス
中のヘリウムを検知するヘリウムリークディテクタと、
プローブノズルとヘリウムリークディテクタとを連通す
る連結導管を備えた洩れ探査装置において、前記プロー
ブノズルを可撓性細管を介して前記連結導管と接続し、
かつ前記連結導管に分岐管を設け、該分岐管を高真空排
気管に接続したことを特徴としている。

【０００９】

【作　　用】上記のごとく構成し、ヘリウムリークディ
テクタと高真空排気系とで試験部のガスを吸引すること
により、プローブノズルから吸引するガス量を増大でき
る。また、ヘリウムの濃縮も生じないので、試験部をマ
スキングすることなく洩れ探査を行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
、さらに詳細に説明する。まず、図１は本発明の第１実
施例を示している。この洩れ探査装置１１は、被試験体
Ａの試験部の被検ガスを吸引するプローブノズル１２と
、該プローブノズル１２から吸引したガス中のヘリウム
を検知するヘリウムリークディテクタ１３と、該プロー
ブノズル１２とヘリウムリークディテクタ１３との間を
接続する可撓性細管１４及び連結導管１５と、該連結導
管１５から分岐する分岐管１６と、該分岐管１６に接続
された高真空排気系１７と、分岐管１６より下流側の連
結導管１５に設けられた流量調整弁１８とにより構成さ
れている。

【００１１】即ち、ヘリウムリークディテクタ１３と高
真空排気系１７とを並列に配置し、両者で試験部のガス
を吸引するように構成し、プローブノズル１２から吸引
するガス量を増大してプローブノズル１２における吸引
速度を、前記第３図に示す従来法に比べて大幅に高めた
ものである。

【００１２】上記高真空排気系１７は、高真空排気ポン
プ１７ａとバックアップ用の油回転ポンプ１７ｂとによ
り構成されており、ヘリウムリークディテクタ１３より
も大きな吸引能力を有している。この高真空排気ポンプ
１７ａとしては、１０−４Ｔｏｒｒ以下の高真空状態で
効率よく吸気できるものならば各種のものを使用するこ
とが可能であるが、特にターボモレキュラーポンプや油
拡散ポンプ等を用いることにより、プローブノズル１２
から吸引するガスの量を多くしても、ヘリウムリークデ
ィテクタ１３を動作させる真空を維持し、漏れ探しを行
うことができる。

【００１３】上記分岐管１６より下流側の連結導管１５
に設けられた流量調整弁１８は、ヘリウムリークディテ
クタ１３の吸入ガス量をさらに調整するもので、一般的
なニードル弁等の流量調整可能な弁を使用することがで
きる。このように流量調整弁１８を設けることにより、
ヘリウムリークディテクタ１３の吸入圧力を最適な範囲
に調整でき、ヘリウムリークディテクタ１３の検出能力
を最大限に発揮できるようにすることができる。尚、流
量制御弁１８に代えてオリフィスや焼結金属リークを設
け、適宜な流量に調節することもできる。さらに高真空
排気ポンプ１７ａの吸入側には高真空排気ポンプ１７ａ
の吸入量を調整できる吸入弁１９が設けられているが、
この吸入弁１９は高真空排気ポンプ１７ａやヘリウムリ
ークディテクタ１３の吸引能力あるいは操作性に応じて
適宜設けられるもので、省略することもできる。

【００１４】前記プローブノズル１２と連結導管１５と
の間を接続する可撓性細管１４は、操作性の向上及びプ
ローブノズル１２の細孔より試料ガスを吸引する際に発
生する脈動によるＳ／Ｎ比を改善して、検出能力を向上
する効果を得るために設けられるもので、可撓性のパイ
プ、例えば内径１ｍｍ以下，長さ数ｍ乃至数十ｍのステ
ンレススチール製パイプにより形成することができる。 また、被試験体Ａが大規模装置で作業性が要求される場
合は、該可撓性細管１４を長くする。この可撓性細管１
４の内径や長さは高真空排気系１７の容量により適宜設
定することができ、高真空排気系１７の吸入圧力が１０
−２Ｔｏｒｒ以下になるように選択することが望ましい
。

【００１５】このように洩れ探査装置１１を構成するこ
とにより、プローブノズル１２からのガスの吸引速度を
大幅に高めることができ、被試験体Ａの微細な隙間から
外部に洩れ出してくる微量のヘリウムをプローブノズル
１２で効率よく吸込むことができる。またプローブノズ
ル１２から吸引されたガスを分岐させて、ヘリウムリー
クディテクタ１３と並列に設けた高真空排気系１７で吸
引することにより、ヘリウムリークディテクタ１３に最
適な量のガスを吸引させることが可能となり、検出感度
を損うことなく、探査時間の短縮を図ることができる。 しかも大気中のヘリウムの濃縮も生じないため、試験部
分をマスキングする必要がなく、マスキングに要してい
た時間が不要となり作業性も良好となった。

【００１６】尚、本実施例装置においても、ある程度限
られた試験区域内のごく微細な隙間を探査する場合には
、試験部の周囲をマスキングしてその内部を窒素ガス等
で置換することにより、大気中に含まれるヘリウムによ
るバックグラウンドを完全に除去でき、検出感度を一層
向上させることができる。

【００１７】次に図２は本発明の第２実施例を示すもの
で、上記第１実施例の構成におけるヘリウムリークディ
テクタ１３の直前にソープションポンプ２０を配設した
ものである。

【００１８】このソープションポンプ２０は、前記従来
例で挙げた公報記載のものと略同様のものを、同様の目
的で使用するものであるが、上記第１実施例の構成の、
洩れ探査装置１１と組合せることにより、さらに、感度
の向上を図ることが可能となる。

【００１９】即ち高真空排気系１７とソープションポン
プ２０とにより大量のガスを吸引することが可能になる
とともに、ヘリウムリークディテクタ１３に吸引される
ガス中の窒素等を除去してヘリウムを濃縮し、試験部か
ら洩れ出るごく僅かなヘリウムの検出も可能となる。但
し、この第２実施例では、前述のごとく大気中のヘリウ
ムによるバックグラウンドを除去するため、高感度の検
出を行う際には、試験部の周囲にマスキング２１を施す
ことが好ましい。

【００２０】従って、本発明の前記第１実施例装置を用
いて洩れ探査を行うことにより、従来装置よりも感度を
多少犠牲にするものであるが、迅速に洩れ部分を特定す
ることができる。通常はこの洩れ探査でほとんどの洩れ
部分を特定することが可能であるが、さらに試験部分を
マスキングすることにより、またさらに第２実施例装置
を用いることにより、一層高感度の洩れ探査を行うこと
ができ、極微小のピンホールやクラック等までも特定す
ることが可能となる。

【００２１】ここで、前記第１実施例装置を用いて加圧
スニッファ法により行った実験の結果を説明する。内径
０．５８ｍｍ，長さ３０ｍのスニッファ（プローブノズ
ル及び可撓性細管を構成する）を用い、ヘリウムリーク
ディテクタと並列に吸引能力５００ｌ／秒の真空ポンプ
を接続し、ヘリウムリークディテクタ４内の真空度を１
０−４Ｔｏｒｒ台とした。

【００２２】ブランクテスト（大気吸引）の結果は、大
気中に存在する約５ｐｐｍ　のヘリウムの検出により、
３レンジで３５目盛りであった。次いで標準リーク（２
．２×１０−７Ｔｏｒｒ・ｌ／秒）を吸引した結果、３
レンジで４０目盛りとなった。このことから、連続して
大気中に放出されている洩れ箇所について、３レンジで
１目盛りの振れを検出可能と考えた場合、下記の式１か
ら、４．４×１０−８Ｔｏｒｒ・ｌ／秒の洩れまで連続
して検出可能であることが確認された。

【００２３】

【式１】

【００２４】

【００２５】また、試験体内にヘリウムを６ｋｇ／ｃｍ
２　Ｇ　程度封入するとともに、試験部をポリエチレン
シートでマスキングして洩れ探査を行う場合には、最小
検出感度を１×１０−９Ｔｏｒｒ・ｌ／秒以下とするこ
とができる。 尚、このことから、前記第２実施例装置を用いれば、さ
らに最小検出感度を低くすることが可能であることがわ
かる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、大型構造物におい
てヘリウムリークディテクタと被試験体の距離が離れて
いる試験体の漏れ探しにおいて、本発明の洩れ探査装置
は、スニッファーノズルと可撓性細管を用い、かつヘリ
ウムリークディテクタと並列に高真空排気系を設けるこ
とにより、試験部のガスを効率よく吸引できるとともに
、ヘリウムリークディテクタに最適な量のガスを吸引さ
せることが可能となり、従来法に比べて濃縮工程の少な
い分だけ検出感度を多少犠牲にするものであるが、探査
時間の大幅な短縮が図ることができ、大型装置等の漏れ
探査等において作業性を著しく改善できる。しかも大気
中のヘリウムの濃縮も生じないため、試験部分をマスキ
ングする必要がないため、作業性も良好である。また、
ヘリウムリークディテクタへの導入前に、ソープション
ポンプを介在させることにより、従来法と同程度の高感
度の検出感度で検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の洩れ探査装置の第１実施例を示す
説明図である。

【図２】　　同じく第２実施例を示す説明図である。

【図３】　　加圧スニッファ法の説明図である。

【符号の説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検ガスを吸引するプローブノズルと
   、該プローブノズルから吸引したガス中のヘリウムを検
   知するヘリウムリークディテクタと、プローブノズルと
   ヘリウムリークディテクタとを連通する連結導管を備え
   た洩れ探査装置において、前記プローブノズルを可撓性
   細管を介して前記連結導管と接続し、かつ前記連結導管
   に分岐管を設け、該分岐管を高真空排気管に接続したこ
   とを特徴とする洩れ探査装置。
2. 【請求項２】　　前記分岐管より下流側の連結導管にソ
   ープションポンプを介在させたことを特徴とする請求項
   １記載の洩れ探査装置。
3. 【請求項３】　　前記分岐管より下流側の連結導管にヘ
   リウムリークディテクタの吸入ガス量を調整する流量調
   整弁を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の洩
   れ探査装置。