JPH05223682A - トレーサガスによる漏れ検出器 - Google Patents
トレーサガスによる漏れ検出器Info
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- JPH05223682A JPH05223682A JP4256720A JP25672092A JPH05223682A JP H05223682 A JPH05223682 A JP H05223682A JP 4256720 A JP4256720 A JP 4256720A JP 25672092 A JP25672092 A JP 25672092A JP H05223682 A JPH05223682 A JP H05223682A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
- G01M3/202—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 乾式ポンプを一次ポンプとして使用する漏れ
検出器を提供する。 【構成】 分析セル１と、その吸気部が第１のバルブ７
を備えた第１の管６によって検出器の入口オリフィス５
に接続されている一次ポンプ４と、分析セル１に接続さ
れた入口、及び一次ポンプ４の吸気部に接続された排気
部を有する二次ポンプユニットとを備えたトレーサガス
漏れ検出器であって、一次ポンプ４が乾式ポンプであ
り、二次ポンプユニットが、第２のバルブ８によって互
いに離隔されている２つの機械型二次ポンプ２，３を備
え、第２の二次ポンプ３と称する乾式一次ポンプ４によ
り近い方の二次ポンプ３がその排気部に動的接合段１
８，２０を備え、第２の管９が第２のバルブ８の下流の
第２の二次ポンプ３の吸気部を第１の管６に接続し、第
３のバルブ１０が、第２の二次ポンプ３の排気部と第２
の管９が第１の管６へ交差する部分１１との間で第１の
管６上に配置され、第３のバルブ１０が第２の二次ポン
プ３の吸気部に配置された圧力センサ１６によって制御
されていることを特徴とする漏れ検出器。
検出器を提供する。 【構成】 分析セル１と、その吸気部が第１のバルブ７
を備えた第１の管６によって検出器の入口オリフィス５
に接続されている一次ポンプ４と、分析セル１に接続さ
れた入口、及び一次ポンプ４の吸気部に接続された排気
部を有する二次ポンプユニットとを備えたトレーサガス
漏れ検出器であって、一次ポンプ４が乾式ポンプであ
り、二次ポンプユニットが、第２のバルブ８によって互
いに離隔されている２つの機械型二次ポンプ２，３を備
え、第２の二次ポンプ３と称する乾式一次ポンプ４によ
り近い方の二次ポンプ３がその排気部に動的接合段１
８，２０を備え、第２の管９が第２のバルブ８の下流の
第２の二次ポンプ３の吸気部を第１の管６に接続し、第
３のバルブ１０が、第２の二次ポンプ３の排気部と第２
の管９が第１の管６へ交差する部分１１との間で第１の
管６上に配置され、第３のバルブ１０が第２の二次ポン
プ３の吸気部に配置された圧力センサ１６によって制御
されていることを特徴とする漏れ検出器。
Description
【０００１】
【従来の技術】ヘリウムによる漏れ検出器は、一方では
分析システム自体がポンプシステムから出る汚染物質か
ら保護されるように、他方では被試験部品がポンプ内で
使用される流体の蒸気を受けないように大いに進歩して
いる。
分析システム自体がポンプシステムから出る汚染物質か
ら保護されるように、他方では被試験部品がポンプ内で
使用される流体の蒸気を受けないように大いに進歩して
いる。
【０００２】初期の検出器は油拡散式二次ポンプを使用
し、ポンプの分析セルは、拡散式ポンプの油蒸気を凝縮
する極低温トラップによって保護されていた。しかし被
試験部品は、部品を約１０-2ｍｂａｒまでの圧力で予備
排気する（ｐｒｅｖｉｄｅｒ）のに役立つオイル接合の
一次機械ポンプから逆拡散する油蒸気からは保護されて
いなかった。
し、ポンプの分析セルは、拡散式ポンプの油蒸気を凝縮
する極低温トラップによって保護されていた。しかし被
試験部品は、部品を約１０-2ｍｂａｒまでの圧力で予備
排気する（ｐｒｅｖｉｄｅｒ）のに役立つオイル接合の
一次機械ポンプから逆拡散する油蒸気からは保護されて
いなかった。
【０００３】次世代の漏れ検出器では油拡散式二次ポン
プに代わって機械型ポンプ（翼付きターボ分子型又はＨ
ｏｌｖｅｃｋ型等）が使用されるようになった。この機
械型ポンプは構造上潤滑剤を全く含まない（磁気軸受ポ
ンプ）か又はほとんど含んでおらず（玉軸受ポンプ）、
このポンプは分析セル及び被試験部品を汚染しない。し
かしながら、被試験部品は予備排気段階時にまだオイル
接合の一次機械ポンプの潤滑剤の蒸気の作用を受けてい
る。但し、約１ｍｂａｒの圧力で機能し得る二次機械ポ
ンプを使用すると、被試験部品と予備排気用一次ポンプ
とが直接関係する予備排気段階は単に粘性流出で行わ
れ、それによって被試験部品への油蒸気の逆拡散は制限
される。しかし被試験部品が僅かな炭化水素（オイル接
合の一次機械ポンプの潤滑剤の主成分）の痕跡に悩まさ
れ得る極めて特有の適用では状況は不十分なままであ
る。
プに代わって機械型ポンプ（翼付きターボ分子型又はＨ
ｏｌｖｅｃｋ型等）が使用されるようになった。この機
械型ポンプは構造上潤滑剤を全く含まない（磁気軸受ポ
ンプ）か又はほとんど含んでおらず（玉軸受ポンプ）、
このポンプは分析セル及び被試験部品を汚染しない。し
かしながら、被試験部品は予備排気段階時にまだオイル
接合の一次機械ポンプの潤滑剤の蒸気の作用を受けてい
る。但し、約１ｍｂａｒの圧力で機能し得る二次機械ポ
ンプを使用すると、被試験部品と予備排気用一次ポンプ
とが直接関係する予備排気段階は単に粘性流出で行わ
れ、それによって被試験部品への油蒸気の逆拡散は制限
される。しかし被試験部品が僅かな炭化水素（オイル接
合の一次機械ポンプの潤滑剤の主成分）の痕跡に悩まさ
れ得る極めて特有の適用では状況は不十分なままであ
る。
【０００４】他方では、オイル接合の一次ポンプを使用
する場合は常に、特に高圧動作時には外部環境は油蒸気
又は油霧を受取る。これは、ポンプの排気部を吸気シス
テムに接続することにより排除され得るが、これは検出
器の補足管の換気システムへの接続を必要とする。
する場合は常に、特に高圧動作時には外部環境は油蒸気
又は油霧を受取る。これは、ポンプの排気部を吸気シス
テムに接続することにより排除され得るが、これは検出
器の補足管の換気システムへの接続を必要とする。
【０００５】漏れ検出器内でオイル接合の一次ポンプを
使用することによって生じる他の欠点は、装置の輸送・
動作時に −水平位置での輸送及び動作と、 −与圧されていない航空機の輸送時での又は非常に大き
な振動状況下でのポンプの排気と に関してある程度注意を払わねばならないことに起因し
ている。
使用することによって生じる他の欠点は、装置の輸送・
動作時に −水平位置での輸送及び動作と、 −与圧されていない航空機の輸送時での又は非常に大き
な振動状況下でのポンプの排気と に関してある程度注意を払わねばならないことに起因し
ている。
【０００６】一次ポンプがその潤滑のために流体を使用
していることに関連する欠点を避けるために、また一次
ポンプの気密性を確保するために、これらのポンプの代
わりに乾式ポンプ（ダイヤフラムポンプ、乾式ベーンポ
ンプ、回転プランジャポンプ、往復プランジャポンプ、
蠕動（ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｑｕｅ）ポンプ、ねじポン
プ等）を使用することができる。
していることに関連する欠点を避けるために、また一次
ポンプの気密性を確保するために、これらのポンプの代
わりに乾式ポンプ（ダイヤフラムポンプ、乾式ベーンポ
ンプ、回転プランジャポンプ、往復プランジャポンプ、
蠕動（ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｑｕｅ）ポンプ、ねじポン
プ等）を使用することができる。
【０００７】しかしながら、乾式ポンプには以下のよう
な幾つかの欠点がある。
な幾つかの欠点がある。
【０００８】乾式ポンプの吸気部での制限圧力は、より
低い二次ポンプの排気圧力に比べて非常に高い。
低い二次ポンプの排気圧力に比べて非常に高い。
【０００９】乾式ポンプの圧縮比はヘリウムのような軽
量ガスでは比較的小さく、それによって検出器がある程
度の量のヘリウムを吸収したときには検出器の回復時間
が長くなり、少量の漏れを検出したいときには装置が使
用不能にもなり得る。
量ガスでは比較的小さく、それによって検出器がある程
度の量のヘリウムを吸収したときには検出器の回復時間
が長くなり、少量の漏れを検出したいときには装置が使
用不能にもなり得る。
【００１０】乾式ポンプは、１０ｍｂａｒ以下の低い吸
気圧力ではポンプ速度が非常に小さくなる。
気圧力ではポンプ速度が非常に小さくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、乾式ポンプ
を一次ポンプとして使用する漏れ検出器を提起して、前
記欠点を克服し且つ１０ｍｂａｒ以下の小さい圧力で試
験すべきエンクロージャの良好なポンプ速度を自動的に
確保することを目的とする。
を一次ポンプとして使用する漏れ検出器を提起して、前
記欠点を克服し且つ１０ｍｂａｒ以下の小さい圧力で試
験すべきエンクロージャの良好なポンプ速度を自動的に
確保することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】従って本発明は、分析セ
ルと、その吸気部が第１のバルブを備えた第１の管によ
って検出器の入口オリフィスに接続されている一次ポン
プと、分析セルに接続された入口及び一次ポンプの吸気
部に接続された排気部を有する二次ポンプユニットとを
備えたトレーサガスによる漏れ検出器を目的とする。該
検出器は、一次ポンプが乾式ポンプであり、二次ポンプ
ユニットが、第２のバルブによって互いに離隔されてい
る２つの機械型二次ポンプを備え、第２の二次ポンプと
称する乾式一次ポンプにより近い方の二次ポンプがその
排気部に動的接合段を備え、第２の管が第２のバルブの
下流の第２の二次ポンプの吸気部を第１の管に接続し、
第３のバルブが、第２の二次ポンプの排気部と第２の管
が第１の管へ交差する部分との間で第１の管上に配置さ
れ、第３のバルブが第２の二次ポンプの吸気部に配置さ
れた圧力センサによって制御されていることを特徴とす
る。
ルと、その吸気部が第１のバルブを備えた第１の管によ
って検出器の入口オリフィスに接続されている一次ポン
プと、分析セルに接続された入口及び一次ポンプの吸気
部に接続された排気部を有する二次ポンプユニットとを
備えたトレーサガスによる漏れ検出器を目的とする。該
検出器は、一次ポンプが乾式ポンプであり、二次ポンプ
ユニットが、第２のバルブによって互いに離隔されてい
る２つの機械型二次ポンプを備え、第２の二次ポンプと
称する乾式一次ポンプにより近い方の二次ポンプがその
排気部に動的接合段を備え、第２の管が第２のバルブの
下流の第２の二次ポンプの吸気部を第１の管に接続し、
第３のバルブが、第２の二次ポンプの排気部と第２の管
が第１の管へ交差する部分との間で第１の管上に配置さ
れ、第３のバルブが第２の二次ポンプの吸気部に配置さ
れた圧力センサによって制御されていることを特徴とす
る。
【００１３】他の特徴として、ある程度のヘリウムを吸
収した後の検出器の回復時間をかなり短くするために、
検出器は、トレーサガスとは異なるガスの注入を可能と
する入口オリフィスを乾式一次ポンプの上流に含んでい
る。
収した後の検出器の回復時間をかなり短くするために、
検出器は、トレーサガスとは異なるガスの注入を可能と
する入口オリフィスを乾式一次ポンプの上流に含んでい
る。
【００１４】
【実施例】これから添付図面を参照して本発明を説明す
る。
る。
【００１５】図１の検出器は、ガス分析器１と、第１の
二次機械ポンプ２及び第２の二次機械ポンプ３を含んで
いる二次ポンプユニットとを備えている。第２の二次機
械ポンプ３は、図２に示すようにその排気部に動的接合
段（ｅｔａｇｅ ｊｏｉｎｔｄｙｎａｍｉｑｕｅ）を含
んでいる二次ポンプである。第２の二次ポンプ３の排気
部は、前述したポンプのいずれかのような乾式一次ポン
プ４の吸気部に接続されている。検出器は、試験すべき
エンクロージャに接続されるべき入口オリフィス５を備
えている。このオリフィスは、第１のバルブ７を備えた
第１の管６によって一次ポンプ４の吸気部に接続されて
いる。第１の二次ポンプ２と第２の二次ポンプ３とは第
２のバルブ８によって離隔されている。第２の管９は、
第２のバルブ８の下流の第２の二次ポンプ３の吸気部を
第１の管６に接続している。第３のバルブ１０は、一次
ポンプ４の吸気部と第２の管９が第１の管６へ交差する
部分１１との間で第１の管６上に配置されている。第４
のバルブ１３を備えた第３の管１２は、更に検出器の入
口５をガス分析器１に接続している。
二次機械ポンプ２及び第２の二次機械ポンプ３を含んで
いる二次ポンプユニットとを備えている。第２の二次機
械ポンプ３は、図２に示すようにその排気部に動的接合
段（ｅｔａｇｅ ｊｏｉｎｔｄｙｎａｍｉｑｕｅ）を含
んでいる二次ポンプである。第２の二次ポンプ３の排気
部は、前述したポンプのいずれかのような乾式一次ポン
プ４の吸気部に接続されている。検出器は、試験すべき
エンクロージャに接続されるべき入口オリフィス５を備
えている。このオリフィスは、第１のバルブ７を備えた
第１の管６によって一次ポンプ４の吸気部に接続されて
いる。第１の二次ポンプ２と第２の二次ポンプ３とは第
２のバルブ８によって離隔されている。第２の管９は、
第２のバルブ８の下流の第２の二次ポンプ３の吸気部を
第１の管６に接続している。第３のバルブ１０は、一次
ポンプ４の吸気部と第２の管９が第１の管６へ交差する
部分１１との間で第１の管６上に配置されている。第４
のバルブ１３を備えた第３の管１２は、更に検出器の入
口５をガス分析器１に接続している。
【００１６】最後に、検出器は一次ポンプ４の上流にオ
リフィス１４を備え、該オリフィスは、圧縮ガスタンク
１５に接続されている。このタンクは膨張システムを備
え、該システムによって約１０-1〜１０-2ｃｍ3／秒と
流量の少ない膨張ガスを供給することができる。
リフィス１４を備え、該オリフィスは、圧縮ガスタンク
１５に接続されている。このタンクは膨張システムを備
え、該システムによって約１０-1〜１０-2ｃｍ3／秒と
流量の少ない膨張ガスを供給することができる。
【００１７】第２の二次ポンプ３の吸気部に配置された
圧力センサ１６は、第３のバルブ１０の開閉を制御して
いる。
圧力センサ１６は、第３のバルブ１０の開閉を制御して
いる。
【００１８】前述した如く、第２の二次ポンプ３は、そ
の排気部に動的接合段を備えた二次ポンプである。ポン
プは翼付きターボ分子型であるか又はＨｏｌｗｅｃｋ型
であり得る。
の排気部に動的接合段を備えた二次ポンプである。ポン
プは翼付きターボ分子型であるか又はＨｏｌｗｅｃｋ型
であり得る。
【００１９】図２は、排気部に動的接合部を備えた翼付
きターボ分子ポンプを示している。翼付きロータ１７の
延長上には滑らかな円筒形ロータ１８があり、該ロータ
は、ねじ山２０を含むステータ部分１９の正面で回転し
ている。
きターボ分子ポンプを示している。翼付きロータ１７の
延長上には滑らかな円筒形ロータ１８があり、該ロータ
は、ねじ山２０を含むステータ部分１９の正面で回転し
ている。
【００２０】このようにして図１の検出器は、排気部に
動的接合部１８，２０を含んでいる二次ポンプ３のおか
げで、乾式一次ポンプ４の高い制限圧力に適合し得る比
較的高い圧力で排気を実施し得る。
動的接合部１８，２０を含んでいる二次ポンプ３のおか
げで、乾式一次ポンプ４の高い制限圧力に適合し得る比
較的高い圧力で排気を実施し得る。
【００２１】動作は以下のように行われる。検出器の入
口５に接続された被試験部品の予備排気は２サイクルで
実施される。大気圧から約２０ｍｂａｒまでは、第１の
バルブ７と第３のバルブ１０とを通じて単一の乾式一次
ポンプ４によって排出が行われる。バルブ１３，８は閉
鎖されている。２０ｍｂａｒ以下では、圧力センサ１６
によって制御されるバルブ１０は閉鎖され、部品は第２
の二次ポンプ３と一次ポンプ４とによって排気される。
かくして、小さい圧力では、二次ポンプ３によって発生
された流量の寄与が加わる。
口５に接続された被試験部品の予備排気は２サイクルで
実施される。大気圧から約２０ｍｂａｒまでは、第１の
バルブ７と第３のバルブ１０とを通じて単一の乾式一次
ポンプ４によって排出が行われる。バルブ１３，８は閉
鎖されている。２０ｍｂａｒ以下では、圧力センサ１６
によって制御されるバルブ１０は閉鎖され、部品は第２
の二次ポンプ３と一次ポンプ４とによって排気される。
かくして、小さい圧力では、二次ポンプ３によって発生
された流量の寄与が加わる。
【００２２】次に漏れ検出試験は、バルブ１３，１０が
閉鎖され且つバルブ７，８が開放された状態で逆流で実
施されるか、又はバルブ７，１０が閉鎖された状態でバ
ルブ１３，８を開放してダイレクト（ｅｎ ｄｉｒｅｃ
ｔ）に実施される。
閉鎖され且つバルブ７，８が開放された状態で逆流で実
施されるか、又はバルブ７，１０が閉鎖された状態でバ
ルブ１３，８を開放してダイレクト（ｅｎ ｄｉｒｅｃ
ｔ）に実施される。
【００２３】第３のバルブ１０の制御は点線１７によっ
て示されている。
て示されている。
【００２４】ガスタンク１５によって、ある程度の量の
ヘリウムを吸収した後の検出器の回復時間をかなり短く
することができる。
ヘリウムを吸収した後の検出器の回復時間をかなり短く
することができる。
【００２５】このために、ガスは常時又は試験が実施さ
れた後に注入される。
れた後に注入される。
【００２６】注入されるガスは勿論、ヘリウムのない中
性ガスである。例えば窒素、炭酸ガス、アルゴン、又は
ヘリウム含有量がＰＰＭ以下の他のガスを使用すること
ができる。
性ガスである。例えば窒素、炭酸ガス、アルゴン、又は
ヘリウム含有量がＰＰＭ以下の他のガスを使用すること
ができる。
【００２７】図１ではガスの注入は第２の二次ポンプ３
の吸気部で実施されるが、二次ポンプ２の圧力を再上昇
させず、かくして分析器１の機能を損なわないように予
備排気段階中に注入を中断し得るためにバルブを注入シ
ステムが備えているならば、この注入は他の場所で、例
えば第１の二次ポンプ２の仲介点で実施され得る。
の吸気部で実施されるが、二次ポンプ２の圧力を再上昇
させず、かくして分析器１の機能を損なわないように予
備排気段階中に注入を中断し得るためにバルブを注入シ
ステムが備えているならば、この注入は他の場所で、例
えば第１の二次ポンプ２の仲介点で実施され得る。
【００２８】入口５に接続されたエンクロージャの予備
排気サイクルの一部分でポンプ３，４が結合されている
ことによって得られる他の利点は、第４のバルブ１３が
十分に高いコンダクタンスを有し得ることである。何故
ならば、この結合によって十分低い圧力に下げることが
できるために、ダイレクト法での試験では、このバルブ
１３の開放は、予備排気が一次ポンプ４によってのみ実
施される場合よりも遥かに低い圧力で実施され得るから
である。バルブ１３が高いコンダクタンスを有し得るた
めに、装置の応答時間はより短くなる。
排気サイクルの一部分でポンプ３，４が結合されている
ことによって得られる他の利点は、第４のバルブ１３が
十分に高いコンダクタンスを有し得ることである。何故
ならば、この結合によって十分低い圧力に下げることが
できるために、ダイレクト法での試験では、このバルブ
１３の開放は、予備排気が一次ポンプ４によってのみ実
施される場合よりも遥かに低い圧力で実施され得るから
である。バルブ１３が高いコンダクタンスを有し得るた
めに、装置の応答時間はより短くなる。
【図１】本発明の漏れ検出器を示す図である。
【図２】その排気部に動的接合段を含んでいる二次機械
ポンプの一例の概略図である。
ポンプの一例の概略図である。
１ ガス分析器 ２，３ 二次機械ポンプ ４ 乾式一次ポンプ ５ 入口オリフィス １５ 圧縮ガスタンク
Claims (4)
- 【請求項１】 分析セルと、その吸気部が第１のバルブ
を備えた第１の管によって検出器の入口オリフィスに接
続されている一次ポンプと、分析セルに接続された入
口、及び一次ポンプの吸気部に接続された排気部を有す
る二次ポンプユニットとを備えたトレーサガスによる漏
れ検出器であって、一次ポンプが乾式ポンプであり、二
次ポンプユニットが、第２のバルブによって互いに離隔
されている２つの機械型二次ポンプを備え、第２の二次
ポンプと称する乾式一次ポンプにより近い方の二次ポン
プがその排気部に動的接合段を備え、第２の管が第２の
バルブの下流の第２の二次ポンプの吸気部を第１の管に
接続し、第３のバルブが、第２の二次ポンプの排気部と
第２の管が第１の管へ交差する部分との間で第１の管上
に配置され、第３のバルブが第２の二次ポンプの吸気部
に配置された圧力センサによって制御されていることを
特徴とする漏れ検出器。 - 【請求項２】 トレーサガスとは異なるガスの注入を可
能とする入口オリフィスが、乾式一次ポンプの上流に備
えられていることを特徴とする請求項１に記載の漏れ検
出器。 - 【請求項３】 前記入口オリフィスがガスタンクに接続
されていることを特徴とする請求項２に記載の漏れ検出
器。 - 【請求項４】 第４のバルブを備えた第３の管が前記検
出器の入口をガス分析器に接続していることを特徴とす
る請求項１から３のいずれか一項に記載の漏れ検出器。
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