リークディテクタ
【課題】ガスセンサの性能を良好に維持でき、測定精度を向上できるリークディテクタを提供すること。
【解決手段】測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、測定対象物から漏れたトレーサガスを検知するリークディテクタ１において、測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積するチャンバ２と、チャンバ２内部に連通する第１流路Ａ内に配設され、トレーサガスを検知する第２，第３水素センサ１６，１７と、第１流路Ａを介して、チャンバ２内部の空気を吸引する吸引ポンプ７と、チャンバ２内部に連通する第２流路Ｂを介して、チャンバ２内部に外部空気を供給する供給ポンプ６と、第１流路Ａまたは第２流路Ｂに切り換える第１切換バルブ１３とを備える。
【解決手段】測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、測定対象物から漏れたトレーサガスを検知するリークディテクタ１において、測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積するチャンバ２と、チャンバ２内部に連通する第１流路Ａ内に配設され、トレーサガスを検知する第２，第３水素センサ１６，１７と、第１流路Ａを介して、チャンバ２内部の空気を吸引する吸引ポンプ７と、チャンバ２内部に連通する第２流路Ｂを介して、チャンバ２内部に外部空気を供給する供給ポンプ６と、第１流路Ａまたは第２流路Ｂに切り換える第１切換バルブ１３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リークディテクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管等にトレーサガスを加圧封入して、この配管等の溶接部や繋ぎ目等からトレーサガスが漏れているか否か（リークの有無）をセンサで検知するリークディテクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このリークディテクタの測定法の一つであるチャンバ法（別名：グロスリークチェック法）は、トレーサガスを検知するガスセンサと、測定対象物を密閉する閉鎖室とで概略構成される。そして、リークディテクタは、閉鎖室内に測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積し、ガスセンサで検知する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のリークディテクタでは、測定対象物のリークの有無を検知した（以下、測定と記載）後、閉鎖室内に残留したトレーサガス（以下、残留ガスと記載）を積極的に除去していない。このため、測定時において、前回の測定時における閉鎖室内の残留ガスをガスセンサが検知するおそれがあり、測定精度が不安定なものとなってしまう、という問題がある。
また、一般的な半導体センサでは、残留ガスの濃度が高い場合には、測定開始時において、濃度の高い残留ガスにガスセンサが晒されることで、センサ出力が飽和してしまい、測定精度が低下してしまう傾向にある。このようにガスセンサの測定精度が低下した場合には、ガスセンサの測定精度が復帰するまでに所定の時間を要することとなる。
また、更に濃度の高い残留ガスにセンサが晒された場合には、ガスセンサの性能の劣化や、最悪の場合には復帰不能となってしまう可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、ガスセンサの性能を良好に維持できるとともに、測定精度を向上できるリークディテクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のリークディテクタは、測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを検知するリークディテクタであって、前記測定対象物を覆い、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積するチャンバと、前記チャンバ内部に連通する第１流路内に配設され、トレーサガスを検知するガスセンサと、前記第１流路を介して、前記チャンバ内部の空気を吸引する吸引ポンプと、前記チャンバ内部に連通する第２流路を介して、前記チャンバ内部に外部空気を供給する供給ポンプと、前記第１流路または前記第２流路に切り換える第１の切換バルブとを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、吸引ポンプにてチャンバ内部の空気を吸引するための第１流路と、供給ポンプにてチャンバ内部に外部空気を供給するための第２流路とを第１の切換バルブで切り換えることができる。このことにより、例えば、測定開始前においては、第１の切換バルブにより第２流路に切り換えることで、供給ポンプから第２流路を介してチャンバ内部に外部空気を供給させ、チャンバ内部の残留ガスを除去し、チャンバ内部をリフレッシュできる。また、測定開始後、第１の切換バルブにより第１流路に切り換えることで、吸引ポンプにより第１流路を介してチャンバ内部の空気を吸引させ、第１流路内に配設されたガスセンサにてトレーサガスを検知させることができる。
【０００８】
従って、チャンバ内部の残留ガスを除去してから測定するので、前回の測定時における残留ガスをガスセンサが検知することがなく、測定精度を向上できる。
また、残留ガスの濃度が高い場合であっても、チャンバ内部の残留ガスを除去してから測定するので、測定開始時において、濃度の高い残留ガスにガスセンサが晒されることがなく、ガスセンサの性能を良好に維持できる。
さらに、測定開始前において、供給ポンプ周辺（測定環境）の外部空気をチャンバ内部に供給するため、測定時において、ガスセンサがトレーサガスを検知する際のバックグラウンドを実際の測定環境の外部空気のレベルとすることができ、測定精度をより向上できる。
さらに、供給ポンプにより外部空気を供給することで、積極的にチャンバ内部の残留ガスを除去するので、チャンバ内部の残留ガスが完全に無くなるまで待つ必要がなく、次の測定を開始できるため、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【０００９】
本発明のリークディテクタにおいて、前記ガスセンサは、筐体内部に配設されてセンサユニットとして構成され、前記第２流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記第２流路に沿って流通する外部空気の一部を前記筐体内部に排出する分岐流路を有し、前記第１流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記チャンバ内部の空気を前記ガスセンサに向けて流通させるチャンバ側流路と、前記筐体内部の前記外部空気を前記ガスセンサに向けて流通させる筐体側流路とを有し、前記センサユニットは、前記チャンバ側流路または前記筐体側流路に切り換える第２の切換バルブを備えることが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、第２流路から分岐する分岐流路を有することで、供給ポンプから第２流路に流通する外部空気の一部を筐体内部に排出できる。また、第１流路の一部は、チャンバ内部の空気をガスセンサに向けて流通させるチャンバ側流路、および筐体内部の外部空気をガスセンサに向けて流通させる筐体側流路を備え、第２の切換バルブがこれらの流路を切り換えることができる。このことにより、例えば、チャンバ内部のリフレッシュを行っている際に、第２の切換バルブにて筐体側流路に切り換えれば、分岐流路から筐体内部に排出された外部空気を筐体側流路からガスセンサに向けて取り込むことができる。すなわち、チャンバ内部のみならず、第１流路におけるガスセンサが配設される空間をも同時にリフレッシュすることができ、上述したガスセンサの性能を良好に維持できるとともに、測定精度を向上できるという効果をさらに好適に図れる。
【００１１】
本発明のリークディテクタにおいて、前記センサユニットは、複数の前記ガスセンサ、および前記複数のガスセンサに応じた複数の前記第２の切換バルブを備えることが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、複数のガスセンサ、および各ガスセンサに応じた複数の第２の切換バルブを備えるので、一方のガスセンサに対応する第２の切換バルブにてチャンバ側流路から筐体側流路に切り換えて、筐体側流路を介して筐体内部の外部空気を前記一方のガスセンサに向けて取り込んで、前記一方のガスセンサを待機状態とする。これと同時に、他方のガスセンサに対応する第２の切換バルブを筐体側流路からチャンバ側流路に切り換えて、チャンバ側流路を介してトレーサガスを前記他方のガスセンサに向けて取り込んで、前記他方のガスセンサを測定可能な状態とする。従って、測定時において、一方のガスセンサがガス濃度の高いトレーサガスに晒された場合には、第２の切換バルブが他方のガスセンサに切り換えるため、一方のガスセンサの復帰時間を待つことなく、他方のガスセンサにて測定を開始でき、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【００１３】
本発明のリークディテクタにおいて、前記ガスセンサおよび前記第１の切換バルブを保持するブロック状の保持部材を備え、前記第１の切換バルブは、空気を流入出する第１から第３流入出ポートを有し、前記第１流入出ポートおよび前記第２流入出ポート間の接続、または前記第２流入出ポートおよび前記第３流入出ポート間の接続に切り換えることで、前記第１流路または前記第２流路に切り換え、前記保持部材は、前記ガスセンサを内部に収納する収納部を有するとともに、外面にて前記第１の切換バルブを保持し、前記保持部材には、前記第１流路の一部を構成し、前記第１流入出ポートに接続するとともに前記収納部内部に連通して前記第１の切換バルブを介した前記チャンバ内部の空気を前記収納部内部に向けて流通させる第１連通孔と、前記第１流路および前記第２流路の一部を構成し、前記第２流入出ポートに接続して前記チャンバ内部の空気を前記第１の切換バルブに向けて流通、または、前記第１の切換バルブを介した前記外部空気を前記チャンバ内部に向けて流通させる第２連通孔と、前記第２流路の一部を構成し、前記第３流入出ポートに接続して前記供給ポンプからの前記外部空気を前記第１の切換バルブへ流通させる第３連通孔とが形成されていることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、保持部材の内部に第１〜第３連通孔が形成されているので、供給ポンプからの第３連通孔を流通した外部空気は、第３流入出ポートを介して第１の切換バルブに流入する。そして、第１の切換バルブが、第２流入出ポートおよび第３流入出ポート間の接続に切り換えることで、前記外部空気は、第２流入出ポートから第２連通孔に流通し、チャンバ内部へ供給されることとなる。また、第１の切換バルブが、第１流入出ポートおよび第２流入出ポート間の接続に切り換えることで、チャンバ内部の空気は、第２連通孔を流通して、第２流入出ポートを介して、第１の切換バルブに流入し、第１流入出ポートから第１連通孔を通って、収納部内部に吸引される。
従って、これらの構成をブロック状の保持部材に集約したことで、チューブ等を引き回して流路を確保する必要が無いので、第１流路および第２流路を短くすることができ、流路内の残留ガスを大幅に減少することができ、測定精度をより一層向上できる。
【００１５】
本発明のリークディテクタにおいて、前記第１流路内には、前記ガスセンサの流路前段側に、前記トレーサガスを検知する補助ガスセンサが設けられていることが好ましい。
この発明によれば、補助ガスセンサをガスセンサの前段に設けることで、事前に補助ガスセンサが高濃度ガスであるかを検知できる。そして、高濃度ガスを事前に検知した場合には、例えば、第１の切換バルブまたは第２の切換バルブを切り換えることで、ガスセンサへ高濃度ガスを流通させることを確実に防止する。従って、ガスセンサが高濃度のトレーサガスに晒されることを防止でき、ガスセンサの性能の劣化や、復帰不能を確実に防止できる。
【００１６】
本発明のリークディテクタにおいて、前記チャンバは、前記測定対象物の一部を覆うように形成され、前記チャンバ、前記ガスセンサ、および前記第１の切換バルブは、検出ユニットとしてユニット化され、前記検出ユニットは、複数、設けられていることが好ましい。
この発明によれば、チャンバ、ガスセンサ、および第１の切換バルブで構成される検出ユニットを複数備えているので、複数の検出ユニットを用いて、測定対象物における複数位置のリークの有無を並行して同時に検知できる。
【００１７】
本発明のリークディテクタにおいて、前記吸引ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第１流路を介して、各前記チャンバ内部の空気を一括して吸引し、前記供給ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第２流路を介して、前記各チャンバ内部に外部空気を一括して供給することが好ましい。
この発明によれば、供給ポンプおよび吸引ポンプをそれぞれ単体で構成できるので、検出ユニットを複数設けた場合であっても、リークディテクタが大型化することがない。
【００１８】
本発明のリークディテクタにおいて、前記供給ポンプは、前記複数の検出ユニット毎にそれぞれ設けられていることが好ましい。
この発明によれば、供給ポンプが検出ユニット毎に設けられているので、測定対象物における複数の各測定位置近傍に供給ポンプをそれぞれ配設すれば、各供給ポンプ周辺の外部空気と、各測定位置における実際の測定環境の外部空気とを略同一の空気とすることができる。
従って、実際の測定環境の外部空気と略同一の空気を各チャンバ内部等に供給でき、ガスセンサがトレーサガスを検知する際のバックグラウンドを実施の測定環境により近い外部空気のレベルとすることができ、測定精度をより一層向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
[第１実施形態]
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔リークディテクタの概略構成〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るリークディテクタ１を示す概略図である。
リークディテクタ１は、トレーサガス漏れの有無（リークの有無）を検知する測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、この測定対象物からトレーサガスの漏れを検知する試験装置である。本実施形態でのトレーサガスには、水素５％と窒素９５％との混合ガスである希薄水素が使用される。
このリークディテクタ１は、図１に示すように、チャンバ２と、装置本体３と、センサユニット４とで構成される。
【００２０】
チャンバ２は、測定対象物を覆うように測定対象物の上方側に設置され、測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積して、高濃度化する容器である。本実施形態では、チャンバ２は、例えば、椀型に形成されている。
なお、チャンバ２としては、椀型の形状に限らず、測定対象物を内部に収納する容器と、容器の開口部分を閉塞する蓋体とで構成した略密閉構造のチャンバを採用しても構わない。チャンバ２は、チャンバ２内部に連通するチューブ５を介してセンサユニット４に接続される。
【００２１】
〔装置本体の構成〕
装置本体３は、図１に示すように、供給ポンプ６と、吸引ポンプ７と、制御部８とを備える。この他に、具体的な図示は省略したが、装置本体３には、リークディテクタ１を稼働させる電源スイッチや、漏れ試験を開始する測定開始ボタン等が配置される。
供給ポンプ６は、供給流路２１およびチューブ５を介して、外部空気（以下、フレッシュエア）をチャンバ２内部やセンサユニット４の筐体４１内部に供給するものである。
供給流路２１は、内部に後述する補助センサとしての第１水素センサ１２が配設されチューブ５と後述する保持部材９とを接続する前段流路２２と、保持部材９内部に形成される流路と、保持部材９と供給ポンプ６とを接続する第２後段流路２３とで構成される。また、第２後段流路２３は、センサユニット４の筐体４１内で分岐する分岐流路１９を有している。
【００２２】
吸引ポンプ７は、チューブ５および吸引流路２０を介して、チャンバ２内部に蓄積された空気を吸引するものである。
吸引流路２０は、前記前段流路２２と、保持部材９内部に形成される流路と、吸引ポンプ７とセンサユニット４とを接続する第１後段流路２４と、第１後段流路２４から分岐して保持部材９に接続される第１分岐流路２５および第２分岐流路２６とで構成される。
そして、上述した供給流路２１およびチューブ５が、本発明の第２流路Ｂに相当し、吸引流路２０およびチューブ５が、本発明の第１流路Ａに相当する。
本実施形態では、上述した前段流路２２およびチューブ５は、第１流路Ａ、および第２流路Ｂの双方の流路の一部を構成している。
制御部８は、センサユニット４との間で信号を出入力するものであり、構成の詳細は後述する。
【００２３】
〔センサユニットの構成〕
センサユニット４は、図１に示すように、筐体４１内に、保持部材９と、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂと、流量計１１Ａ，１１Ｂと、第１水素センサ１２とを備える。
保持部材９は、第１の切換バルブとしての第１切換バルブ１３と、第２の切換バルブとしての第２切換バルブ１４および第３切換バルブ１５と、ガスセンサとしての第２水素センサ１６と、およびガスセンサとしての第３水素センサ１７とを保持する。そして、保持部材９には、上述したように供給流路２１および吸引流路２０の一部が形成され、保持部材９は、保持した各切換バルブ１３〜１５、および第２，第３水素センサ１６，１７に空気を流通させる。
ここで、本実施形態で用いられる第１切換バルブ１３〜第３切換バルブ１５は、マイクロバルブであり、例えば、３方弁式のデジタル・ソレノイド・バルブである。本実施形態では、Ｘ−ＶＡＬＶＥ（Parker Hannifin社製）が使用されている。
なお、保持部材９の内部構造の詳細は後述する。
【００２４】
流量制御弁１０Ａ，１０Ｂは、ニードルバルブであり、それぞれ第１分岐流路２５、および第２分岐流路２６に配設される。流量制御弁１０Ａ，１０Ｂは、制御部８が出力する流量信号Ｑ１，Ｑ２により、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを通過するガス流量が一定となるように制御される。
【００２５】
流量計１１Ａ，１１Ｂは、第１分岐流路２５、および第２分岐流路２６の途中にそれぞれ配設され、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂの後段側（吸引ポンプ７側）に位置する。流量計１１Ａ，１１Ｂは、流量を測定し、制御部８に測定した流量に応じた信号Ｆ１，Ｆ２を出力する。
第１水素センサ１２は、後述する第２，第３水素センサ１６，１７とは異なるセンサであり、例えば、接触型半導体センサである。この接触型半導体センサは、高感度、高反応速度、高濃度ガス（水素濃度が高い）に耐えうる機能を有している。そして、第１水素センサ１２は、チャンバ２内部から吸引した水素の濃度を測定し、測定信号を制御部８に出力する。
【００２６】
第１切換バルブ１３、第２切換バルブ１４、および第３切換バルブ１５は、三方式切換弁である。
第１切換バルブ１３は、前段流路２２、吸引流路２０、および供給流路２１にそれぞれ接続され、制御部８からの切換信号に応じて、吸引流路２０または供給流路２１を選択して、吸引流路２０または供給流路２１を前段流路２２に連通させる。より具体的には、第１切換バルブ１３は、第１流入出ポート１３１〜第３流入出ポート１３３（図４〜図６の二点鎖線）を有し、切換信号に応じて第２流入出ポート１３２、第３流入出ポート１３３間の接続（以下、ＮＯ（Normal Open）側と記載）、または第１流入出ポート１３１、第２流入出ポート１３２間の接続（以下、ＮＣ（Normal Close）側と記載）に切り換わる。
【００２７】
第２，第３切換バルブ１４，１５は、吸引流路２０の途中に配設され、第１切換バルブ１３の後段側（吸引ポンプ７側）に配置される。
第２，第３切換バルブ１４，１５は、第１切換バルブ１３と同様に、第１流入出ポート１４１，１５１〜第３流入出ポート１４３，１５３（図４〜図６の二点鎖線）を有し、切換信号に応じて、ＮＣ側に切り換わると、第１流入出ポート１４１，１５１および第２流入出ポート１４２，１５２間が接続、またはＮＯ側に切り換わると、第２流入出ポート１４２，１５２および第３流入出ポート１４３，１５３間が接続する。
【００２８】
第２水素センサ１６および第３水素センサ１７は、酸化スズ半導体ガスセンサであり、吸引流路２０の途中に配設され、第２，第３切換バルブ１４，１５の後段側（吸引ポンプ７側）に位置する。第２水素センサ１６および第３水素センサ１７は、チャンバ２内部から吸引した水素の濃度を測定し、測定信号を制御部８へ出力する。また、第２水素センサ１６および第３水素センサ１７のいずれか一方は、待機状態となるように、第２切換バルブ１４または第３切換バルブ１５を切り換えて設定される。
【００２９】
〔制御部の構成〕
図２は、装置本体３の制御部８のブロック図である。
制御部８は、図２に示すように、記憶部８１、水素濃度算出部８２、比較部８３、流路切換制御部８４、および流量制御部８５を備える。
記憶部８１は、チャンバ２内部の水素が高濃度であるか否かを判断する第１閾値、中濃度であるか否かを判断する第２閾値、およびリーク有無を判断するガス濃度の基準値を記憶している。第１閾値がこれらの数値の中で最大で、次に第２閾値、基準値の順に設定されている。
水素濃度算出部８２は、第１水素センサ１２、第２水素センサ１６、および第３水素センサ１７から測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が入力され、ガス濃度を算出する。
比較部８３は、水素濃度算出部８２で算出されたガス濃度と記憶部８１に記憶された基準値等と比較して、リークの有無を判断したり、高濃度ガスであるか否か、または中濃度ガスであるか否かを判断する。
【００３０】
流路切換制御部８４は、電源ボタンからの電源信号、測定開始ボタンからの開始信号、または比較部８３の判断結果に応じて、各切換バルブ１３〜１５をＮＯ側またはＮＣ側に切り換える切換信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を各切換バルブ１３〜１５に出力する。また、測定開始ボタンからの開始信号が入力後、一定時間経過した場合には、第２または第３切換バルブ１４，１５に切換信号Ｖ２，Ｖ３を出力する。
流量制御部８５は、流量計１１Ａ，１１Ｂから出力される信号Ｆ１，Ｆ２に応じて、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを通過するガス流量を一定でかつ共に等しくなるように、流量信号Ｑ１，Ｑ２を流量制御弁１０Ａ，１０Ｂに出力する。
【００３１】
〔保持部材の内部構造〕
図３は、保持部材９の斜視図、図４は、図３でのIV−IV線断面図、図５は、図３でのV−V線断面図、図６は、図３でのVI−VI線断面図、図７は、保持部材９の底面図である。なお、以下で記載する「上」、「下」、「左」、「右」は、図３における図面視において、上下左右に相当するものである。また、以下で記載する「前面」、「背面」も、図３における前面側、背面側に相当するものである。
【００３２】
保持部材９は、図３に示すようにブロック状に形成され、図４〜図６に示すように側面視断面Ｌ字状に形成されている。
なお、以下では、説明の便宜上、保持部材９の各外面を、図３に示すように、第１前面部９Ａ、第２前面部９Ｂ、右側面部９Ｃ、左側面部９Ｄ、下面部９Ｅ、背面部９Ｆ、第１上面部９Ｇ、および第２上面部９Ｈとする。
【００３３】
第１前面部９Ａには、後述する収納部９８Ａ，９８Ｂに連通する吸引孔９１Ａ，９１Ｂが形成されている。そして、吸引孔９１Ａ，９１Ｂには、第１分岐流路２５、第２分岐流路２６がそれぞれ接続される。
右側面部９Ｃには、本発明の第１流路Ａの一部を構成する側面側連通孔９２が形成されている。この側面側連通孔９２は、図７に示すように、右側面部９Ｃに対して略直交して延出する。そして、側面側連通孔９２の一端（右側面部９Ｃ側）は、皿ねじ（図示略）で封止される。
【００３４】
下面部９Ｅには、各切換バルブ１３〜１５を保持する部分である。この下面部９Ｅには、図７に示すように、背面側連通孔９３Ａ〜９３Ｃ、センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ、Ｌ字状連通孔９５、前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃが形成されている。
背面側連通孔９３Ａ〜９３Ｃは、図４〜図７に示すように、側面側連通孔９２と連通する。
センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂは、本発明の第１流路Ａの一部を構成し、収納部９８Ａ，９８Ｂと連通する。
また、Ｌ字状連通孔９５は、図６に示すように、本発明の第１流路Ａおよび第２流路Ｂの一部を構成し、背面部９Ｆと連通する。そして、Ｌ字状連通孔９５には、前段流路２２が接続される。
前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃは、図４〜図６に示すように、本発明の第２流路Ｂの一部を構成し、第２上面部９Ｈと連通する。
ここで、側面側連通孔９２およびセンサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂが、本発明に係る第１連通孔に相当し、Ｌ字状連通孔９５が、本発明に係る第２連通孔に相当する。また、前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃが、本発明に係る第３連通孔に相当する。
【００３５】
背面側連通孔９３Ａ、Ｌ字状連通孔９５、および前面側連通孔９６Ａには、第１切換バルブ１３（図４〜図６での２点鎖線）の各流入出ポート１３１〜１３３が装着される。
また、背面側連通孔９３Ｂ、センサ側連通孔９４Ａ、および前面側連通孔９６Ｂには、第２切換バルブ１４（図４〜図６での２点鎖線）の各流入出ポート１４１〜１４３が装着される。
背面側連通孔９３Ｃ、センサ側連通孔９４Ｂ、および前面側連通孔９６Ｃには、第３切換バルブ１５（図４〜図６での２点鎖線）の各流入出ポート１５１〜１５３が装着される。
すなわち、各切換バルブ１３〜１５の第１流入出ポート１３１，１４１，１５１は、図４〜図６に示すように、側面側連通孔９２と連通する。
【００３６】
第１上面部９Ｇには、第２、第３水素センサ１６，１７を収納する収納部９８Ａ，９８Ｂが形成されている。この収納部９８Ａ，９８Ｂは、図３〜図６に示すように円柱状に形成されている。
すなわち、第２，第３切換バルブ１４，１５の第２流入出ポート１４２，１５２は、センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂを介して各収納部９８Ａ，９８Ｂと連通する。
【００３７】
例えば、第１切換バルブ１３がＮＣ側に切り換わり、かつ、第２，第３切換バルブ１４，１５がＮＣ側に切り換わった場合には、図４〜図６に示す吸引ポンプ７が、チャンバ２内部の空気を吸引する流路Ｃ（破線矢印）が構成される。流路Ｃは、流路Ｃ１〜Ｃ３を有する。
流路Ｃ１は、図６に示すように、前段流路２２を辿った空気を、Ｌ字状連通孔９５〜第１切換バルブ１３（第２流入出ポート１３２〜第１流入出ポート１３１）〜背面側連通孔９３Ａ〜側面側連通孔９２を辿って流通させる流路である。
流路Ｃ２，Ｃ３は、図４，５に示すように、流路Ｃ１を辿った空気を、背面側連通孔９３Ｂ，９３Ｃ〜第２，３切換バルブ１４，１５（第１流入出ポート１４１，１５１〜第２流入出ポート１４２，１５２）〜センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ〜収納部９８Ａ，９８Ｂ（第２水素センサ１６、第３水素センサ１７）〜吸引孔９１Ａ，９１Ｂを辿って、第１分岐流路２５、第２分岐流路２６に流通させる流路である。
ここで、チューブ５、前段流路２２、流路Ｃ１、および背面側連通孔９３Ｂ，９３Ｃが、本発明に係るチャンバ側流路に相当する。
なお、図１では、説明の便宜上、第２，第３切換バルブ１４，１５がＮＣ側に切り換わった状態をチャンバ側流路１４Ａ，１５Ａとして図示している。
【００３８】
第２上面部９Ｈには、下面部９Ｅと連通する前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃが形成され、この前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃには、管部材１８Ａ〜１８Ｃが嵌合している。
すなわち、各切換バルブ１３〜１５の第３流入出ポート１３３，１４３，１５３は、前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃに連通する。
管部材１８Ｂには、供給ポンプ６と連通する第２後段流路２３が接続される。
管部材１８Ａ，１８Ｃには、特段、何も接続されない。すなわち、各切換バルブ１４，１５の第３流入出ポート１４３，１５３は、筐体４１内部に連通する。
【００３９】
例えば、各切換バルブ１４，１５がＮＯ側に切り換わった場合には、図４、図５に示す吸引ポンプ７が、筐体４１内部のフレッシュエアを収納部９８Ａ，９８Ｂへ供給する流路Ｄ（破線矢印）が構成される。
流路Ｄは、図４，５に示すように、筐体４１内部の空気を、管部材１８Ａ，１８Ｃ〜前面側連通孔９６Ｂ，９６Ｃ〜第２，３切換バルブ１４，１５（第３流入出ポート１４３，１５３〜第２流入出ポート１４２，１５２）〜センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ〜収納部９８Ａ，９８Ｂ（第２水素センサ１６、第３水素センサ１７）〜吸引孔９１Ａ，９１Ｂを辿って、第１分岐流路２５、第２分岐流路２６に流通させる流路である。
ここで、管部材１８Ａ，１８Ｃおよび前面側連通孔９６Ｂ，９６Ｃが、本発明に係る筐体側流路に相当する。
なお、図１では、説明の便宜上、第２，第３切換バルブ１４，１５がＮＯ側に切り換わった状態を筐体側流路１４Ｂ，１５Ｂとして図示している。
【００４０】
また、第１切換バルブ１３がＮＯ側に切り換わった場合には、図６に示す供給ポンプ６が、フレッシュエアをチャンバ２内部へ供給する流路Ｅ（破線矢印）が構成される。
流路Ｅは、図６に示すように、第２後段流路２３を辿ったフレッシュエアを、管部材１８Ｂ〜前面側連通孔９６Ａ〜第１切換バルブ１３（第３流入出ポート１３３〜第２流入出ポート１３２）〜Ｌ字状連通孔９５を辿って、前段流路２２に流通させる流路である。
【００４１】
図８、図９は、リークディテクタ１の動作を示すフローチャートである。
図８および図９を参照して、上述したリークディテクタ１の動作を説明する。
先ず、測定対象物の測定位置にチャンバ２が設置され、装置本体３の電源スイッチがＯＮされると、リークディテクタ１は以下に示すように、動作する。
すなわち、電源スイッチからの電源信号が制御部８の流路切換制御部８４に出力され、流路切換制御部８４は、切換信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を各切換バルブ１３〜１５に出力し、各切換バルブ１３〜１５をＮＯ側に切り換える（ステップＳ１）。
【００４２】
また、電源スイッチのＯＮにより、供給ポンプ６および吸引ポンプ７が駆動する。
供給ポンプ６からのフレッシュエアは、供給流路２１に沿って流通し、第２後段流路２３を介して、流路Ｅに流通して、前段流路２２およびチューブ５を介して、チャンバ２内部に供給される。これにより、フレッシュエアがチャンバ２内部の残留ガスを除去し、チャンバ２内部をリフレッシュする。
【００４３】
第２後段流路２３を流通するフレッシュエアの一部は、分岐流路１９からセンサユニット４の筐体４１内部に供給される。このフレッシュエアは、吸引ポンプ７の駆動により、流路Ｄに流通して、収納部９８Ａ，９８Ｂに供給される。これにより、筐体側流路１４Ｂ，１５Ｂ、センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ、および収納部９８Ａ，９８Ｂの残留ガスが除去される。
【００４４】
次に、測定対象物にトレーサガスが加圧封入され、制御部８は、装置本体３の測定開始ボタンがＯＮされているか否かを判断し（ステップＳ２）、リークディテクタ１は、以下に示すように、動作する。
すなわち、測定開始ボタンからの開始信号が流路切換制御部８４に出力されると、流路切換制御部８４は、第１切換バルブ１３をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ３）。
ステップＳ３から一定時間経過後、流路切換制御部８４は、第２切換バルブ１４をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ４）。
ステップＳ４において、第１切換バルブ１３および第２切換バルブ１４は、ＮＣ側に切り換わっているため、前段流路２２は、流路Ｃ１、流路Ｃ２、および吸引孔９１Ａを介して、第１分岐流路２５と接続する。これにより、チャンバ２内部の空気は、上記流路を辿って、吸引ポンプ７に吸引される。
【００４５】
ステップＳ４の後、第１水素センサ１２は、チューブ５を介して吸引された水素の濃度を測定し、測定信号Ｓ１を制御部８の水素濃度算出部８２に出力する。制御部８の比較部８３は、水素濃度算出部８２にて算出された算出値と記憶部８１に記憶された第１閾値とを比較する（ステップＳ５）。
【００４６】
ステップＳ５において、比較部８３により算出値が第１閾値より大きい高濃度であると判断された場合には、比較部８３は、リーク有りと判断して測定を終了し、ステップＳ１に戻る（ステップＳ６）。
【００４７】
一方、ステップＳ５において、比較部８３により算出値が第１閾値より小さく高濃度ではないと判断された場合には、第１切換バルブ１３をＮＣ側のままにしておく。すなわち、上述したように、吸引ポンプ７によりチャンバ２内部の空気を吸引し、第２水素センサ１６に向けて流通させる（ステップＳ４の状態）。
そして、第２水素センサ１６は、この吸引された空気を測定し、測定信号Ｓ２を水素濃度算出部８２に出力する。比較部８３は、水素濃度算出部８２にて算出された算出値と記憶部８１に記憶された基準値とを比較する（ステップＳ７）。
【００４８】
ステップＳ７において、比較部８３は、算出値が基準値よりも低い場合には、リーク無しと判断して測定を終了し、ステップＳ１に戻る（ステップＳ８）。
一方、ステップＳ７において、比較部８３は、算出値が基準値よりも高い場合には、リーク有りと判断し（ステップＳ９）、算出値と記憶部８１に記憶された第２閾値とを比較する（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ９においてリーク有りと判断したガス濃度は、Ｓ６でのリーク有りと判断したガス濃度より低い。
【００４９】
ステップＳ１０において、比較部８３は、算出値が第２閾値よりも低い場合には、測定を終了して、ステップＳ１に戻る。
一方、ステップＳ１０において、比較部８３により算出値が第２閾値よりも高く中濃度であると判断された場合には、流路切換制御部８４は、第１〜第３切換バルブ１３〜１５をＮＯ側へ切り換える（ステップＳ１１）。これにより、第２水素センサ１６を待機状態とし、待機状態であった第３水素センサ１７を次の測定に備える状態となるとともに、フレッシュエアがチャンバ２内部の残留ガスを除去し、チャンバ２内部をリフレッシュして、測定を終了する。
【００５０】
次に、前述したステップＳ２と同様に、測定対象物にトレーサガスが加圧封入され、制御部８は、装置本体３の測定開始ボタンがＯＮされているか否かを判断し（ステップＳ１２）する。測定開始ボタンがＯＮされていれば、流路切換制御部８４は、第１切換バルブ１３をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ１３）。ステップＳ１３から一定時間経過後、流路切換制御部８４は、第３切換バルブ１５をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ１４）。
この後のリークディテクタ１が動作するフローは、前述したステップＳ５〜Ｓ１０に相当するステップＳ１５〜Ｓ２０であるため、ここでの説明は省略する。そして、ステップＳ２０の後は、測定を終了して、ステップＳ１に戻ることとなる。
【００５１】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）測定開始前に、フレッシュエアがチャンバ２内部に供給されるので、チャンバ２内部の残留ガスを積極的に除去できる。従って、前回測定時における残留ガスを第２水素センサ１６や第３水素センサ１７が検知することがなく、測定精度を向上できる。
（２）また、残留ガスの濃度が高い場合であっても、チャンバ２内部の残留ガスを除去してから測定するので、測定開始時において、濃度の高い残留ガスに第２水素センサ１６や第３水素センサ１７が晒されることがなく、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７の性能を良好に維持できる。
（３）
また、吸引ポンプ７で筐体４１内部のフレッシュエアを吸引し、収納部９８Ａ，９８Ｂに送り込まれ、第２水素センサ１６および第３水素センサ１７近辺の残留ガスを除去できる。
【００５２】
（４）測定開始前において、供給ポンプ６周辺（測定環境）の外部空気をチャンバ２内部や収納部９８Ａ，９８Ｂ等に供給するため、測定時において、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７がトレーサガスを検知する際のバックグラウンドを実際の測定環境の外部の空気のレベルとすることができ、測定精度をより向上できる。
（５）供給ポンプ６や吸引ポンプ７により積極的にチャンバ２内部、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７近辺の残留ガスを除去するので、残留ガスを完全に無くなるまで待つ必要がなく、次の測定を開始できるため、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【００５３】
（６）センサユニット４内に内部に流路を有するブロック状の保持部材９を設けたので、筐体４１内部でチューブ等を引き回して流路を確保し、測定する必要が無い。また、保持部材９は小型に製造され、各連通孔９２〜９６が短縮して設計されている。そのため、これらの連通孔９２〜９６内の残留ガスを大幅に低減できるとともに、残留ガスを除去する時間を短縮できる。従って、測定開始するまでの待ち時間を短縮化でき、測定精度も向上できる。
（７）第２水素センサ１６および第３水素センサ１７の一方のセンサを待機状態に設定されているので、他方のセンサが濃度の高いガスに晒されてしまった場合でも、第２、第３切換バルブ１４，１５を切り換えて待機状態のセンサを測定状態にでき、センサ出力が初期状態になるまでの復帰時間を待つことがないので、測定開始するまでの待ち時間を短縮化できる。
（８）第１水素センサ１２を保持部材９のチューブ５側に配置したので、高濃度なガスを予め検知し、第１切換バルブ１３を切り換えることで、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７に高濃度ガスが流れることがないため、これらのセンサの性能が劣化することを確実に防止できる。
【００５４】
[第２実施形態]
図１０は、本発明の第２実施形態に係るリークディテクタ１を示す概略図である。図の説明にあたって、前記実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、リークディテクタ１には、複数の検出ユニット４２が構成され、この検出ユニット４２は、チャンバ２と、センサユニット４とを含んで構成される。すなわち、本実施形態でのリークディテクタ１は、装置本体３が単数であるのに対して、検出ユニット４２を複数備える。供給ポンプ６は、検出ユニット４２毎の供給流路２１を介して、各チャンバ２内部に一括してフレッシュエアを供給し、吸引ポンプ７は、検出ユニット４２毎の吸引流路２０を介して、各チャンバ２内部の空気を一括して吸引する。
なお、図１０では、説明の便宜上、２つのみの検出ユニット４２を図示しているが、３つ以上、検出ユニット４２を設けても構わない。本実施形態のチャンバ２は、測定対象物の一部を覆うように形成されている。
【００５５】
上述した第２実施形態によれば、測定対象物の複数位置のリークの有無を検知する場合に、複数の検出ユニット４２を用いて、同時に複数の測定を並行して行うことができる。従って、従来では、測定対象物が大きい場合において、大きなチャンバを必要としていたが、本実施形態によれば、測定対象物を分割して複数に分けることで、測定対象物は小さめのチャンバ２内部に配置されて、チャンバ２内部にトレーサガスが蓄積する時間を短縮でき、測定までの待ち時間を短縮できる。
【００５６】
[第３実施形態]
図１１は、本発明の第３実施形態に係るリークディテクタ１を示す概略図である。図の説明にあたって、前記各実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、リークディテクタ１は、第２実施形態での検出ユニット４２と、検出ユニット４２の数に応じた供給ポンプ６と、装置本体３１とを備える。装置本体３１には、一つの吸引ポンプ７と、一つの制御部８とが設けられている。すなわち、それぞれの供給ポンプ６がそれぞれのチャンバ２および筐体４１内部にフレッシュエアを供給する構成となっており、装置本体３１は単数で構成されている。
なお、図１１では、図１０と同様に、説明の便宜上、２つのみの検出ユニット４２を図示しているが、３つ以上、検出ユニット４２を設けても構わない。
【００５７】
上述した第３実施形態によれば、複数の検出ユニット４２を備えるので、一つの測定対象物に対して測定対象箇所が複数ある場合には、並行して同時に測定できる。
また、検出ユニット４２毎に供給ポンプ６がそれぞれ設けられているので、測定開始前において、複数の測定箇所における各チャンバ２内部に供給されるフレッシュエア、および各センサユニット４の筐体４１内に供給されるフレッシュエアが各測定場所周辺のフレッシュエアと常時同一にできる。従って、第２，第３水素センサ１６，１７は、チャンバ２内部と同じフレッシュエアに晒されることになり、リークの有無を判断する精度を向上できる。
【００５８】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、前記各実施形態では、第１切換バルブ１３は、三方式の切換弁であったが、四方式の切換弁であってもよい。これによれば、第２，第３切換バルブ１４，１５を設ける必要が無く、構成を簡素化できる。
また、前記各実施形態では、第１水素センサ１２が高濃度ガスを検知した場合に、第１切換バルブ１３を切り換えていたが、第２切換バルブ１４および第３切換バルブ１５を切り換えてもよい。この場合でも、高濃度ガスが第２，第３水素センサ１６，１７に流入することを防止できる。
前記各実施形態では、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを制御部８で制御することで流量を一定にしていたが、手動により流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを絞り調整することで流量を一定にしてもよい。
【００６０】
前記各実施形態では、第２，第３水素センサ１６，１７の切り換えをガス濃度の算出値と第２閾値とを比較し、算出値が第２閾値を超えた場合に第２，第３水素センサ１６，１７のいずれかの待機センサに切り換える設定であったが、制御部８にタイマーを設けて切り換え設定してもよい。すなわち、第２，第３水素センサ１６，１７のいずれかの測定に使用されたセンサの出力が、測定後一定時間、リークの有無を判断する基準値より小さくならない場合に待機センサに切り換えるものである。これにより、センサの出力が初期状態にまで低下するのを待つことなく、次の測定が行えるので、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のリークディテクタは、リークの有無を検知する試験装置に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリークディテクタの概略図。
【図２】前記リークディテクタのコントローラのブロック図。
【図３】前記リークディテクタの流路切換部材の斜視図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】前記流路切換部材の底面図。
【図８】前記リークディテクタの動作フロー。
【図９】前記リークディテクタの動作フロー。
【図１０】第２実施形態に係るリークディテクタの概略図。
【図１１】第３実施形態に係るリークディテクタの概略図。
【符号の説明】
【００６３】
１…リークディテクタ、２…チャンバ、４…センサユニット、６…供給ポンプ、７…吸引ポンプ、９…保持部材、９Ｅ…下面部（外面）、１２…第１水素センサ（補助ガスセンサ）、１３…第１切換バルブ（第１の切換バルブ）、１４…第２切換バルブ（第２の切換バルブ）、１５…第３切換バルブ（第２の切換バルブ）、１４Ａ，１５Ａ…チャンバ側流路、１４Ｂ，１５Ｂ…筐体側流路、１６…第２水素センサ（ガスセンサ）、１７…第３水素センサ（ガスセンサ）、１９…分岐流路、４１…筐体、４２…検出ユニット、９２…側面側連通孔（第１連通孔）、９４Ａ，９４Ｂ…センサ側連通孔（第１連通孔）、９５…Ｌ字状連通孔（第２連通孔）、９６Ａ〜９６Ｃ…前面側連通孔（第３連通孔）、９８Ａ，９８Ｂ…収納部、１３１…第１流入出ポート、１３２…第２流入出ポート、１３３…第３流入出ポート、Ａ…第１流路、Ｂ…第２流路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リークディテクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管等にトレーサガスを加圧封入して、この配管等の溶接部や繋ぎ目等からトレーサガスが漏れているか否か（リークの有無）をセンサで検知するリークディテクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このリークディテクタの測定法の一つであるチャンバ法（別名：グロスリークチェック法）は、トレーサガスを検知するガスセンサと、測定対象物を密閉する閉鎖室とで概略構成される。そして、リークディテクタは、閉鎖室内に測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積し、ガスセンサで検知する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のリークディテクタでは、測定対象物のリークの有無を検知した（以下、測定と記載）後、閉鎖室内に残留したトレーサガス（以下、残留ガスと記載）を積極的に除去していない。このため、測定時において、前回の測定時における閉鎖室内の残留ガスをガスセンサが検知するおそれがあり、測定精度が不安定なものとなってしまう、という問題がある。
また、一般的な半導体センサでは、残留ガスの濃度が高い場合には、測定開始時において、濃度の高い残留ガスにガスセンサが晒されることで、センサ出力が飽和してしまい、測定精度が低下してしまう傾向にある。このようにガスセンサの測定精度が低下した場合には、ガスセンサの測定精度が復帰するまでに所定の時間を要することとなる。
また、更に濃度の高い残留ガスにセンサが晒された場合には、ガスセンサの性能の劣化や、最悪の場合には復帰不能となってしまう可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、ガスセンサの性能を良好に維持できるとともに、測定精度を向上できるリークディテクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のリークディテクタは、測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを検知するリークディテクタであって、前記測定対象物を覆い、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積するチャンバと、前記チャンバ内部に連通する第１流路内に配設され、トレーサガスを検知するガスセンサと、前記第１流路を介して、前記チャンバ内部の空気を吸引する吸引ポンプと、前記チャンバ内部に連通する第２流路を介して、前記チャンバ内部に外部空気を供給する供給ポンプと、前記第１流路または前記第２流路に切り換える第１の切換バルブとを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、吸引ポンプにてチャンバ内部の空気を吸引するための第１流路と、供給ポンプにてチャンバ内部に外部空気を供給するための第２流路とを第１の切換バルブで切り換えることができる。このことにより、例えば、測定開始前においては、第１の切換バルブにより第２流路に切り換えることで、供給ポンプから第２流路を介してチャンバ内部に外部空気を供給させ、チャンバ内部の残留ガスを除去し、チャンバ内部をリフレッシュできる。また、測定開始後、第１の切換バルブにより第１流路に切り換えることで、吸引ポンプにより第１流路を介してチャンバ内部の空気を吸引させ、第１流路内に配設されたガスセンサにてトレーサガスを検知させることができる。
【０００８】
従って、チャンバ内部の残留ガスを除去してから測定するので、前回の測定時における残留ガスをガスセンサが検知することがなく、測定精度を向上できる。
また、残留ガスの濃度が高い場合であっても、チャンバ内部の残留ガスを除去してから測定するので、測定開始時において、濃度の高い残留ガスにガスセンサが晒されることがなく、ガスセンサの性能を良好に維持できる。
さらに、測定開始前において、供給ポンプ周辺（測定環境）の外部空気をチャンバ内部に供給するため、測定時において、ガスセンサがトレーサガスを検知する際のバックグラウンドを実際の測定環境の外部空気のレベルとすることができ、測定精度をより向上できる。
さらに、供給ポンプにより外部空気を供給することで、積極的にチャンバ内部の残留ガスを除去するので、チャンバ内部の残留ガスが完全に無くなるまで待つ必要がなく、次の測定を開始できるため、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【０００９】
本発明のリークディテクタにおいて、前記ガスセンサは、筐体内部に配設されてセンサユニットとして構成され、前記第２流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記第２流路に沿って流通する外部空気の一部を前記筐体内部に排出する分岐流路を有し、前記第１流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記チャンバ内部の空気を前記ガスセンサに向けて流通させるチャンバ側流路と、前記筐体内部の前記外部空気を前記ガスセンサに向けて流通させる筐体側流路とを有し、前記センサユニットは、前記チャンバ側流路または前記筐体側流路に切り換える第２の切換バルブを備えることが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、第２流路から分岐する分岐流路を有することで、供給ポンプから第２流路に流通する外部空気の一部を筐体内部に排出できる。また、第１流路の一部は、チャンバ内部の空気をガスセンサに向けて流通させるチャンバ側流路、および筐体内部の外部空気をガスセンサに向けて流通させる筐体側流路を備え、第２の切換バルブがこれらの流路を切り換えることができる。このことにより、例えば、チャンバ内部のリフレッシュを行っている際に、第２の切換バルブにて筐体側流路に切り換えれば、分岐流路から筐体内部に排出された外部空気を筐体側流路からガスセンサに向けて取り込むことができる。すなわち、チャンバ内部のみならず、第１流路におけるガスセンサが配設される空間をも同時にリフレッシュすることができ、上述したガスセンサの性能を良好に維持できるとともに、測定精度を向上できるという効果をさらに好適に図れる。
【００１１】
本発明のリークディテクタにおいて、前記センサユニットは、複数の前記ガスセンサ、および前記複数のガスセンサに応じた複数の前記第２の切換バルブを備えることが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、複数のガスセンサ、および各ガスセンサに応じた複数の第２の切換バルブを備えるので、一方のガスセンサに対応する第２の切換バルブにてチャンバ側流路から筐体側流路に切り換えて、筐体側流路を介して筐体内部の外部空気を前記一方のガスセンサに向けて取り込んで、前記一方のガスセンサを待機状態とする。これと同時に、他方のガスセンサに対応する第２の切換バルブを筐体側流路からチャンバ側流路に切り換えて、チャンバ側流路を介してトレーサガスを前記他方のガスセンサに向けて取り込んで、前記他方のガスセンサを測定可能な状態とする。従って、測定時において、一方のガスセンサがガス濃度の高いトレーサガスに晒された場合には、第２の切換バルブが他方のガスセンサに切り換えるため、一方のガスセンサの復帰時間を待つことなく、他方のガスセンサにて測定を開始でき、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【００１３】
本発明のリークディテクタにおいて、前記ガスセンサおよび前記第１の切換バルブを保持するブロック状の保持部材を備え、前記第１の切換バルブは、空気を流入出する第１から第３流入出ポートを有し、前記第１流入出ポートおよび前記第２流入出ポート間の接続、または前記第２流入出ポートおよび前記第３流入出ポート間の接続に切り換えることで、前記第１流路または前記第２流路に切り換え、前記保持部材は、前記ガスセンサを内部に収納する収納部を有するとともに、外面にて前記第１の切換バルブを保持し、前記保持部材には、前記第１流路の一部を構成し、前記第１流入出ポートに接続するとともに前記収納部内部に連通して前記第１の切換バルブを介した前記チャンバ内部の空気を前記収納部内部に向けて流通させる第１連通孔と、前記第１流路および前記第２流路の一部を構成し、前記第２流入出ポートに接続して前記チャンバ内部の空気を前記第１の切換バルブに向けて流通、または、前記第１の切換バルブを介した前記外部空気を前記チャンバ内部に向けて流通させる第２連通孔と、前記第２流路の一部を構成し、前記第３流入出ポートに接続して前記供給ポンプからの前記外部空気を前記第１の切換バルブへ流通させる第３連通孔とが形成されていることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、保持部材の内部に第１〜第３連通孔が形成されているので、供給ポンプからの第３連通孔を流通した外部空気は、第３流入出ポートを介して第１の切換バルブに流入する。そして、第１の切換バルブが、第２流入出ポートおよび第３流入出ポート間の接続に切り換えることで、前記外部空気は、第２流入出ポートから第２連通孔に流通し、チャンバ内部へ供給されることとなる。また、第１の切換バルブが、第１流入出ポートおよび第２流入出ポート間の接続に切り換えることで、チャンバ内部の空気は、第２連通孔を流通して、第２流入出ポートを介して、第１の切換バルブに流入し、第１流入出ポートから第１連通孔を通って、収納部内部に吸引される。
従って、これらの構成をブロック状の保持部材に集約したことで、チューブ等を引き回して流路を確保する必要が無いので、第１流路および第２流路を短くすることができ、流路内の残留ガスを大幅に減少することができ、測定精度をより一層向上できる。
【００１５】
本発明のリークディテクタにおいて、前記第１流路内には、前記ガスセンサの流路前段側に、前記トレーサガスを検知する補助ガスセンサが設けられていることが好ましい。
この発明によれば、補助ガスセンサをガスセンサの前段に設けることで、事前に補助ガスセンサが高濃度ガスであるかを検知できる。そして、高濃度ガスを事前に検知した場合には、例えば、第１の切換バルブまたは第２の切換バルブを切り換えることで、ガスセンサへ高濃度ガスを流通させることを確実に防止する。従って、ガスセンサが高濃度のトレーサガスに晒されることを防止でき、ガスセンサの性能の劣化や、復帰不能を確実に防止できる。
【００１６】
本発明のリークディテクタにおいて、前記チャンバは、前記測定対象物の一部を覆うように形成され、前記チャンバ、前記ガスセンサ、および前記第１の切換バルブは、検出ユニットとしてユニット化され、前記検出ユニットは、複数、設けられていることが好ましい。
この発明によれば、チャンバ、ガスセンサ、および第１の切換バルブで構成される検出ユニットを複数備えているので、複数の検出ユニットを用いて、測定対象物における複数位置のリークの有無を並行して同時に検知できる。
【００１７】
本発明のリークディテクタにおいて、前記吸引ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第１流路を介して、各前記チャンバ内部の空気を一括して吸引し、前記供給ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第２流路を介して、前記各チャンバ内部に外部空気を一括して供給することが好ましい。
この発明によれば、供給ポンプおよび吸引ポンプをそれぞれ単体で構成できるので、検出ユニットを複数設けた場合であっても、リークディテクタが大型化することがない。
【００１８】
本発明のリークディテクタにおいて、前記供給ポンプは、前記複数の検出ユニット毎にそれぞれ設けられていることが好ましい。
この発明によれば、供給ポンプが検出ユニット毎に設けられているので、測定対象物における複数の各測定位置近傍に供給ポンプをそれぞれ配設すれば、各供給ポンプ周辺の外部空気と、各測定位置における実際の測定環境の外部空気とを略同一の空気とすることができる。
従って、実際の測定環境の外部空気と略同一の空気を各チャンバ内部等に供給でき、ガスセンサがトレーサガスを検知する際のバックグラウンドを実施の測定環境により近い外部空気のレベルとすることができ、測定精度をより一層向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
[第１実施形態]
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔リークディテクタの概略構成〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るリークディテクタ１を示す概略図である。
リークディテクタ１は、トレーサガス漏れの有無（リークの有無）を検知する測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、この測定対象物からトレーサガスの漏れを検知する試験装置である。本実施形態でのトレーサガスには、水素５％と窒素９５％との混合ガスである希薄水素が使用される。
このリークディテクタ１は、図１に示すように、チャンバ２と、装置本体３と、センサユニット４とで構成される。
【００２０】
チャンバ２は、測定対象物を覆うように測定対象物の上方側に設置され、測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積して、高濃度化する容器である。本実施形態では、チャンバ２は、例えば、椀型に形成されている。
なお、チャンバ２としては、椀型の形状に限らず、測定対象物を内部に収納する容器と、容器の開口部分を閉塞する蓋体とで構成した略密閉構造のチャンバを採用しても構わない。チャンバ２は、チャンバ２内部に連通するチューブ５を介してセンサユニット４に接続される。
【００２１】
〔装置本体の構成〕
装置本体３は、図１に示すように、供給ポンプ６と、吸引ポンプ７と、制御部８とを備える。この他に、具体的な図示は省略したが、装置本体３には、リークディテクタ１を稼働させる電源スイッチや、漏れ試験を開始する測定開始ボタン等が配置される。
供給ポンプ６は、供給流路２１およびチューブ５を介して、外部空気（以下、フレッシュエア）をチャンバ２内部やセンサユニット４の筐体４１内部に供給するものである。
供給流路２１は、内部に後述する補助センサとしての第１水素センサ１２が配設されチューブ５と後述する保持部材９とを接続する前段流路２２と、保持部材９内部に形成される流路と、保持部材９と供給ポンプ６とを接続する第２後段流路２３とで構成される。また、第２後段流路２３は、センサユニット４の筐体４１内で分岐する分岐流路１９を有している。
【００２２】
吸引ポンプ７は、チューブ５および吸引流路２０を介して、チャンバ２内部に蓄積された空気を吸引するものである。
吸引流路２０は、前記前段流路２２と、保持部材９内部に形成される流路と、吸引ポンプ７とセンサユニット４とを接続する第１後段流路２４と、第１後段流路２４から分岐して保持部材９に接続される第１分岐流路２５および第２分岐流路２６とで構成される。
そして、上述した供給流路２１およびチューブ５が、本発明の第２流路Ｂに相当し、吸引流路２０およびチューブ５が、本発明の第１流路Ａに相当する。
本実施形態では、上述した前段流路２２およびチューブ５は、第１流路Ａ、および第２流路Ｂの双方の流路の一部を構成している。
制御部８は、センサユニット４との間で信号を出入力するものであり、構成の詳細は後述する。
【００２３】
〔センサユニットの構成〕
センサユニット４は、図１に示すように、筐体４１内に、保持部材９と、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂと、流量計１１Ａ，１１Ｂと、第１水素センサ１２とを備える。
保持部材９は、第１の切換バルブとしての第１切換バルブ１３と、第２の切換バルブとしての第２切換バルブ１４および第３切換バルブ１５と、ガスセンサとしての第２水素センサ１６と、およびガスセンサとしての第３水素センサ１７とを保持する。そして、保持部材９には、上述したように供給流路２１および吸引流路２０の一部が形成され、保持部材９は、保持した各切換バルブ１３〜１５、および第２，第３水素センサ１６，１７に空気を流通させる。
ここで、本実施形態で用いられる第１切換バルブ１３〜第３切換バルブ１５は、マイクロバルブであり、例えば、３方弁式のデジタル・ソレノイド・バルブである。本実施形態では、Ｘ−ＶＡＬＶＥ（Parker Hannifin社製）が使用されている。
なお、保持部材９の内部構造の詳細は後述する。
【００２４】
流量制御弁１０Ａ，１０Ｂは、ニードルバルブであり、それぞれ第１分岐流路２５、および第２分岐流路２６に配設される。流量制御弁１０Ａ，１０Ｂは、制御部８が出力する流量信号Ｑ１，Ｑ２により、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを通過するガス流量が一定となるように制御される。
【００２５】
流量計１１Ａ，１１Ｂは、第１分岐流路２５、および第２分岐流路２６の途中にそれぞれ配設され、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂの後段側（吸引ポンプ７側）に位置する。流量計１１Ａ，１１Ｂは、流量を測定し、制御部８に測定した流量に応じた信号Ｆ１，Ｆ２を出力する。
第１水素センサ１２は、後述する第２，第３水素センサ１６，１７とは異なるセンサであり、例えば、接触型半導体センサである。この接触型半導体センサは、高感度、高反応速度、高濃度ガス（水素濃度が高い）に耐えうる機能を有している。そして、第１水素センサ１２は、チャンバ２内部から吸引した水素の濃度を測定し、測定信号を制御部８に出力する。
【００２６】
第１切換バルブ１３、第２切換バルブ１４、および第３切換バルブ１５は、三方式切換弁である。
第１切換バルブ１３は、前段流路２２、吸引流路２０、および供給流路２１にそれぞれ接続され、制御部８からの切換信号に応じて、吸引流路２０または供給流路２１を選択して、吸引流路２０または供給流路２１を前段流路２２に連通させる。より具体的には、第１切換バルブ１３は、第１流入出ポート１３１〜第３流入出ポート１３３（図４〜図６の二点鎖線）を有し、切換信号に応じて第２流入出ポート１３２、第３流入出ポート１３３間の接続（以下、ＮＯ（Normal Open）側と記載）、または第１流入出ポート１３１、第２流入出ポート１３２間の接続（以下、ＮＣ（Normal Close）側と記載）に切り換わる。
【００２７】
第２，第３切換バルブ１４，１５は、吸引流路２０の途中に配設され、第１切換バルブ１３の後段側（吸引ポンプ７側）に配置される。
第２，第３切換バルブ１４，１５は、第１切換バルブ１３と同様に、第１流入出ポート１４１，１５１〜第３流入出ポート１４３，１５３（図４〜図６の二点鎖線）を有し、切換信号に応じて、ＮＣ側に切り換わると、第１流入出ポート１４１，１５１および第２流入出ポート１４２，１５２間が接続、またはＮＯ側に切り換わると、第２流入出ポート１４２，１５２および第３流入出ポート１４３，１５３間が接続する。
【００２８】
第２水素センサ１６および第３水素センサ１７は、酸化スズ半導体ガスセンサであり、吸引流路２０の途中に配設され、第２，第３切換バルブ１４，１５の後段側（吸引ポンプ７側）に位置する。第２水素センサ１６および第３水素センサ１７は、チャンバ２内部から吸引した水素の濃度を測定し、測定信号を制御部８へ出力する。また、第２水素センサ１６および第３水素センサ１７のいずれか一方は、待機状態となるように、第２切換バルブ１４または第３切換バルブ１５を切り換えて設定される。
【００２９】
〔制御部の構成〕
図２は、装置本体３の制御部８のブロック図である。
制御部８は、図２に示すように、記憶部８１、水素濃度算出部８２、比較部８３、流路切換制御部８４、および流量制御部８５を備える。
記憶部８１は、チャンバ２内部の水素が高濃度であるか否かを判断する第１閾値、中濃度であるか否かを判断する第２閾値、およびリーク有無を判断するガス濃度の基準値を記憶している。第１閾値がこれらの数値の中で最大で、次に第２閾値、基準値の順に設定されている。
水素濃度算出部８２は、第１水素センサ１２、第２水素センサ１６、および第３水素センサ１７から測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が入力され、ガス濃度を算出する。
比較部８３は、水素濃度算出部８２で算出されたガス濃度と記憶部８１に記憶された基準値等と比較して、リークの有無を判断したり、高濃度ガスであるか否か、または中濃度ガスであるか否かを判断する。
【００３０】
流路切換制御部８４は、電源ボタンからの電源信号、測定開始ボタンからの開始信号、または比較部８３の判断結果に応じて、各切換バルブ１３〜１５をＮＯ側またはＮＣ側に切り換える切換信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を各切換バルブ１３〜１５に出力する。また、測定開始ボタンからの開始信号が入力後、一定時間経過した場合には、第２または第３切換バルブ１４，１５に切換信号Ｖ２，Ｖ３を出力する。
流量制御部８５は、流量計１１Ａ，１１Ｂから出力される信号Ｆ１，Ｆ２に応じて、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを通過するガス流量を一定でかつ共に等しくなるように、流量信号Ｑ１，Ｑ２を流量制御弁１０Ａ，１０Ｂに出力する。
【００３１】
〔保持部材の内部構造〕
図３は、保持部材９の斜視図、図４は、図３でのIV−IV線断面図、図５は、図３でのV−V線断面図、図６は、図３でのVI−VI線断面図、図７は、保持部材９の底面図である。なお、以下で記載する「上」、「下」、「左」、「右」は、図３における図面視において、上下左右に相当するものである。また、以下で記載する「前面」、「背面」も、図３における前面側、背面側に相当するものである。
【００３２】
保持部材９は、図３に示すようにブロック状に形成され、図４〜図６に示すように側面視断面Ｌ字状に形成されている。
なお、以下では、説明の便宜上、保持部材９の各外面を、図３に示すように、第１前面部９Ａ、第２前面部９Ｂ、右側面部９Ｃ、左側面部９Ｄ、下面部９Ｅ、背面部９Ｆ、第１上面部９Ｇ、および第２上面部９Ｈとする。
【００３３】
第１前面部９Ａには、後述する収納部９８Ａ，９８Ｂに連通する吸引孔９１Ａ，９１Ｂが形成されている。そして、吸引孔９１Ａ，９１Ｂには、第１分岐流路２５、第２分岐流路２６がそれぞれ接続される。
右側面部９Ｃには、本発明の第１流路Ａの一部を構成する側面側連通孔９２が形成されている。この側面側連通孔９２は、図７に示すように、右側面部９Ｃに対して略直交して延出する。そして、側面側連通孔９２の一端（右側面部９Ｃ側）は、皿ねじ（図示略）で封止される。
【００３４】
下面部９Ｅには、各切換バルブ１３〜１５を保持する部分である。この下面部９Ｅには、図７に示すように、背面側連通孔９３Ａ〜９３Ｃ、センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ、Ｌ字状連通孔９５、前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃが形成されている。
背面側連通孔９３Ａ〜９３Ｃは、図４〜図７に示すように、側面側連通孔９２と連通する。
センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂは、本発明の第１流路Ａの一部を構成し、収納部９８Ａ，９８Ｂと連通する。
また、Ｌ字状連通孔９５は、図６に示すように、本発明の第１流路Ａおよび第２流路Ｂの一部を構成し、背面部９Ｆと連通する。そして、Ｌ字状連通孔９５には、前段流路２２が接続される。
前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃは、図４〜図６に示すように、本発明の第２流路Ｂの一部を構成し、第２上面部９Ｈと連通する。
ここで、側面側連通孔９２およびセンサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂが、本発明に係る第１連通孔に相当し、Ｌ字状連通孔９５が、本発明に係る第２連通孔に相当する。また、前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃが、本発明に係る第３連通孔に相当する。
【００３５】
背面側連通孔９３Ａ、Ｌ字状連通孔９５、および前面側連通孔９６Ａには、第１切換バルブ１３（図４〜図６での２点鎖線）の各流入出ポート１３１〜１３３が装着される。
また、背面側連通孔９３Ｂ、センサ側連通孔９４Ａ、および前面側連通孔９６Ｂには、第２切換バルブ１４（図４〜図６での２点鎖線）の各流入出ポート１４１〜１４３が装着される。
背面側連通孔９３Ｃ、センサ側連通孔９４Ｂ、および前面側連通孔９６Ｃには、第３切換バルブ１５（図４〜図６での２点鎖線）の各流入出ポート１５１〜１５３が装着される。
すなわち、各切換バルブ１３〜１５の第１流入出ポート１３１，１４１，１５１は、図４〜図６に示すように、側面側連通孔９２と連通する。
【００３６】
第１上面部９Ｇには、第２、第３水素センサ１６，１７を収納する収納部９８Ａ，９８Ｂが形成されている。この収納部９８Ａ，９８Ｂは、図３〜図６に示すように円柱状に形成されている。
すなわち、第２，第３切換バルブ１４，１５の第２流入出ポート１４２，１５２は、センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂを介して各収納部９８Ａ，９８Ｂと連通する。
【００３７】
例えば、第１切換バルブ１３がＮＣ側に切り換わり、かつ、第２，第３切換バルブ１４，１５がＮＣ側に切り換わった場合には、図４〜図６に示す吸引ポンプ７が、チャンバ２内部の空気を吸引する流路Ｃ（破線矢印）が構成される。流路Ｃは、流路Ｃ１〜Ｃ３を有する。
流路Ｃ１は、図６に示すように、前段流路２２を辿った空気を、Ｌ字状連通孔９５〜第１切換バルブ１３（第２流入出ポート１３２〜第１流入出ポート１３１）〜背面側連通孔９３Ａ〜側面側連通孔９２を辿って流通させる流路である。
流路Ｃ２，Ｃ３は、図４，５に示すように、流路Ｃ１を辿った空気を、背面側連通孔９３Ｂ，９３Ｃ〜第２，３切換バルブ１４，１５（第１流入出ポート１４１，１５１〜第２流入出ポート１４２，１５２）〜センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ〜収納部９８Ａ，９８Ｂ（第２水素センサ１６、第３水素センサ１７）〜吸引孔９１Ａ，９１Ｂを辿って、第１分岐流路２５、第２分岐流路２６に流通させる流路である。
ここで、チューブ５、前段流路２２、流路Ｃ１、および背面側連通孔９３Ｂ，９３Ｃが、本発明に係るチャンバ側流路に相当する。
なお、図１では、説明の便宜上、第２，第３切換バルブ１４，１５がＮＣ側に切り換わった状態をチャンバ側流路１４Ａ，１５Ａとして図示している。
【００３８】
第２上面部９Ｈには、下面部９Ｅと連通する前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃが形成され、この前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃには、管部材１８Ａ〜１８Ｃが嵌合している。
すなわち、各切換バルブ１３〜１５の第３流入出ポート１３３，１４３，１５３は、前面側連通孔９６Ａ〜９６Ｃに連通する。
管部材１８Ｂには、供給ポンプ６と連通する第２後段流路２３が接続される。
管部材１８Ａ，１８Ｃには、特段、何も接続されない。すなわち、各切換バルブ１４，１５の第３流入出ポート１４３，１５３は、筐体４１内部に連通する。
【００３９】
例えば、各切換バルブ１４，１５がＮＯ側に切り換わった場合には、図４、図５に示す吸引ポンプ７が、筐体４１内部のフレッシュエアを収納部９８Ａ，９８Ｂへ供給する流路Ｄ（破線矢印）が構成される。
流路Ｄは、図４，５に示すように、筐体４１内部の空気を、管部材１８Ａ，１８Ｃ〜前面側連通孔９６Ｂ，９６Ｃ〜第２，３切換バルブ１４，１５（第３流入出ポート１４３，１５３〜第２流入出ポート１４２，１５２）〜センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ〜収納部９８Ａ，９８Ｂ（第２水素センサ１６、第３水素センサ１７）〜吸引孔９１Ａ，９１Ｂを辿って、第１分岐流路２５、第２分岐流路２６に流通させる流路である。
ここで、管部材１８Ａ，１８Ｃおよび前面側連通孔９６Ｂ，９６Ｃが、本発明に係る筐体側流路に相当する。
なお、図１では、説明の便宜上、第２，第３切換バルブ１４，１５がＮＯ側に切り換わった状態を筐体側流路１４Ｂ，１５Ｂとして図示している。
【００４０】
また、第１切換バルブ１３がＮＯ側に切り換わった場合には、図６に示す供給ポンプ６が、フレッシュエアをチャンバ２内部へ供給する流路Ｅ（破線矢印）が構成される。
流路Ｅは、図６に示すように、第２後段流路２３を辿ったフレッシュエアを、管部材１８Ｂ〜前面側連通孔９６Ａ〜第１切換バルブ１３（第３流入出ポート１３３〜第２流入出ポート１３２）〜Ｌ字状連通孔９５を辿って、前段流路２２に流通させる流路である。
【００４１】
図８、図９は、リークディテクタ１の動作を示すフローチャートである。
図８および図９を参照して、上述したリークディテクタ１の動作を説明する。
先ず、測定対象物の測定位置にチャンバ２が設置され、装置本体３の電源スイッチがＯＮされると、リークディテクタ１は以下に示すように、動作する。
すなわち、電源スイッチからの電源信号が制御部８の流路切換制御部８４に出力され、流路切換制御部８４は、切換信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を各切換バルブ１３〜１５に出力し、各切換バルブ１３〜１５をＮＯ側に切り換える（ステップＳ１）。
【００４２】
また、電源スイッチのＯＮにより、供給ポンプ６および吸引ポンプ７が駆動する。
供給ポンプ６からのフレッシュエアは、供給流路２１に沿って流通し、第２後段流路２３を介して、流路Ｅに流通して、前段流路２２およびチューブ５を介して、チャンバ２内部に供給される。これにより、フレッシュエアがチャンバ２内部の残留ガスを除去し、チャンバ２内部をリフレッシュする。
【００４３】
第２後段流路２３を流通するフレッシュエアの一部は、分岐流路１９からセンサユニット４の筐体４１内部に供給される。このフレッシュエアは、吸引ポンプ７の駆動により、流路Ｄに流通して、収納部９８Ａ，９８Ｂに供給される。これにより、筐体側流路１４Ｂ，１５Ｂ、センサ側連通孔９４Ａ，９４Ｂ、および収納部９８Ａ，９８Ｂの残留ガスが除去される。
【００４４】
次に、測定対象物にトレーサガスが加圧封入され、制御部８は、装置本体３の測定開始ボタンがＯＮされているか否かを判断し（ステップＳ２）、リークディテクタ１は、以下に示すように、動作する。
すなわち、測定開始ボタンからの開始信号が流路切換制御部８４に出力されると、流路切換制御部８４は、第１切換バルブ１３をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ３）。
ステップＳ３から一定時間経過後、流路切換制御部８４は、第２切換バルブ１４をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ４）。
ステップＳ４において、第１切換バルブ１３および第２切換バルブ１４は、ＮＣ側に切り換わっているため、前段流路２２は、流路Ｃ１、流路Ｃ２、および吸引孔９１Ａを介して、第１分岐流路２５と接続する。これにより、チャンバ２内部の空気は、上記流路を辿って、吸引ポンプ７に吸引される。
【００４５】
ステップＳ４の後、第１水素センサ１２は、チューブ５を介して吸引された水素の濃度を測定し、測定信号Ｓ１を制御部８の水素濃度算出部８２に出力する。制御部８の比較部８３は、水素濃度算出部８２にて算出された算出値と記憶部８１に記憶された第１閾値とを比較する（ステップＳ５）。
【００４６】
ステップＳ５において、比較部８３により算出値が第１閾値より大きい高濃度であると判断された場合には、比較部８３は、リーク有りと判断して測定を終了し、ステップＳ１に戻る（ステップＳ６）。
【００４７】
一方、ステップＳ５において、比較部８３により算出値が第１閾値より小さく高濃度ではないと判断された場合には、第１切換バルブ１３をＮＣ側のままにしておく。すなわち、上述したように、吸引ポンプ７によりチャンバ２内部の空気を吸引し、第２水素センサ１６に向けて流通させる（ステップＳ４の状態）。
そして、第２水素センサ１６は、この吸引された空気を測定し、測定信号Ｓ２を水素濃度算出部８２に出力する。比較部８３は、水素濃度算出部８２にて算出された算出値と記憶部８１に記憶された基準値とを比較する（ステップＳ７）。
【００４８】
ステップＳ７において、比較部８３は、算出値が基準値よりも低い場合には、リーク無しと判断して測定を終了し、ステップＳ１に戻る（ステップＳ８）。
一方、ステップＳ７において、比較部８３は、算出値が基準値よりも高い場合には、リーク有りと判断し（ステップＳ９）、算出値と記憶部８１に記憶された第２閾値とを比較する（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ９においてリーク有りと判断したガス濃度は、Ｓ６でのリーク有りと判断したガス濃度より低い。
【００４９】
ステップＳ１０において、比較部８３は、算出値が第２閾値よりも低い場合には、測定を終了して、ステップＳ１に戻る。
一方、ステップＳ１０において、比較部８３により算出値が第２閾値よりも高く中濃度であると判断された場合には、流路切換制御部８４は、第１〜第３切換バルブ１３〜１５をＮＯ側へ切り換える（ステップＳ１１）。これにより、第２水素センサ１６を待機状態とし、待機状態であった第３水素センサ１７を次の測定に備える状態となるとともに、フレッシュエアがチャンバ２内部の残留ガスを除去し、チャンバ２内部をリフレッシュして、測定を終了する。
【００５０】
次に、前述したステップＳ２と同様に、測定対象物にトレーサガスが加圧封入され、制御部８は、装置本体３の測定開始ボタンがＯＮされているか否かを判断し（ステップＳ１２）する。測定開始ボタンがＯＮされていれば、流路切換制御部８４は、第１切換バルブ１３をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ１３）。ステップＳ１３から一定時間経過後、流路切換制御部８４は、第３切換バルブ１５をＮＣ側へ切り換える（ステップＳ１４）。
この後のリークディテクタ１が動作するフローは、前述したステップＳ５〜Ｓ１０に相当するステップＳ１５〜Ｓ２０であるため、ここでの説明は省略する。そして、ステップＳ２０の後は、測定を終了して、ステップＳ１に戻ることとなる。
【００５１】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）測定開始前に、フレッシュエアがチャンバ２内部に供給されるので、チャンバ２内部の残留ガスを積極的に除去できる。従って、前回測定時における残留ガスを第２水素センサ１６や第３水素センサ１７が検知することがなく、測定精度を向上できる。
（２）また、残留ガスの濃度が高い場合であっても、チャンバ２内部の残留ガスを除去してから測定するので、測定開始時において、濃度の高い残留ガスに第２水素センサ１６や第３水素センサ１７が晒されることがなく、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７の性能を良好に維持できる。
（３）
また、吸引ポンプ７で筐体４１内部のフレッシュエアを吸引し、収納部９８Ａ，９８Ｂに送り込まれ、第２水素センサ１６および第３水素センサ１７近辺の残留ガスを除去できる。
【００５２】
（４）測定開始前において、供給ポンプ６周辺（測定環境）の外部空気をチャンバ２内部や収納部９８Ａ，９８Ｂ等に供給するため、測定時において、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７がトレーサガスを検知する際のバックグラウンドを実際の測定環境の外部の空気のレベルとすることができ、測定精度をより向上できる。
（５）供給ポンプ６や吸引ポンプ７により積極的にチャンバ２内部、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７近辺の残留ガスを除去するので、残留ガスを完全に無くなるまで待つ必要がなく、次の測定を開始できるため、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【００５３】
（６）センサユニット４内に内部に流路を有するブロック状の保持部材９を設けたので、筐体４１内部でチューブ等を引き回して流路を確保し、測定する必要が無い。また、保持部材９は小型に製造され、各連通孔９２〜９６が短縮して設計されている。そのため、これらの連通孔９２〜９６内の残留ガスを大幅に低減できるとともに、残留ガスを除去する時間を短縮できる。従って、測定開始するまでの待ち時間を短縮化でき、測定精度も向上できる。
（７）第２水素センサ１６および第３水素センサ１７の一方のセンサを待機状態に設定されているので、他方のセンサが濃度の高いガスに晒されてしまった場合でも、第２、第３切換バルブ１４，１５を切り換えて待機状態のセンサを測定状態にでき、センサ出力が初期状態になるまでの復帰時間を待つことがないので、測定開始するまでの待ち時間を短縮化できる。
（８）第１水素センサ１２を保持部材９のチューブ５側に配置したので、高濃度なガスを予め検知し、第１切換バルブ１３を切り換えることで、第２水素センサ１６や第３水素センサ１７に高濃度ガスが流れることがないため、これらのセンサの性能が劣化することを確実に防止できる。
【００５４】
[第２実施形態]
図１０は、本発明の第２実施形態に係るリークディテクタ１を示す概略図である。図の説明にあたって、前記実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、リークディテクタ１には、複数の検出ユニット４２が構成され、この検出ユニット４２は、チャンバ２と、センサユニット４とを含んで構成される。すなわち、本実施形態でのリークディテクタ１は、装置本体３が単数であるのに対して、検出ユニット４２を複数備える。供給ポンプ６は、検出ユニット４２毎の供給流路２１を介して、各チャンバ２内部に一括してフレッシュエアを供給し、吸引ポンプ７は、検出ユニット４２毎の吸引流路２０を介して、各チャンバ２内部の空気を一括して吸引する。
なお、図１０では、説明の便宜上、２つのみの検出ユニット４２を図示しているが、３つ以上、検出ユニット４２を設けても構わない。本実施形態のチャンバ２は、測定対象物の一部を覆うように形成されている。
【００５５】
上述した第２実施形態によれば、測定対象物の複数位置のリークの有無を検知する場合に、複数の検出ユニット４２を用いて、同時に複数の測定を並行して行うことができる。従って、従来では、測定対象物が大きい場合において、大きなチャンバを必要としていたが、本実施形態によれば、測定対象物を分割して複数に分けることで、測定対象物は小さめのチャンバ２内部に配置されて、チャンバ２内部にトレーサガスが蓄積する時間を短縮でき、測定までの待ち時間を短縮できる。
【００５６】
[第３実施形態]
図１１は、本発明の第３実施形態に係るリークディテクタ１を示す概略図である。図の説明にあたって、前記各実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、リークディテクタ１は、第２実施形態での検出ユニット４２と、検出ユニット４２の数に応じた供給ポンプ６と、装置本体３１とを備える。装置本体３１には、一つの吸引ポンプ７と、一つの制御部８とが設けられている。すなわち、それぞれの供給ポンプ６がそれぞれのチャンバ２および筐体４１内部にフレッシュエアを供給する構成となっており、装置本体３１は単数で構成されている。
なお、図１１では、図１０と同様に、説明の便宜上、２つのみの検出ユニット４２を図示しているが、３つ以上、検出ユニット４２を設けても構わない。
【００５７】
上述した第３実施形態によれば、複数の検出ユニット４２を備えるので、一つの測定対象物に対して測定対象箇所が複数ある場合には、並行して同時に測定できる。
また、検出ユニット４２毎に供給ポンプ６がそれぞれ設けられているので、測定開始前において、複数の測定箇所における各チャンバ２内部に供給されるフレッシュエア、および各センサユニット４の筐体４１内に供給されるフレッシュエアが各測定場所周辺のフレッシュエアと常時同一にできる。従って、第２，第３水素センサ１６，１７は、チャンバ２内部と同じフレッシュエアに晒されることになり、リークの有無を判断する精度を向上できる。
【００５８】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、前記各実施形態では、第１切換バルブ１３は、三方式の切換弁であったが、四方式の切換弁であってもよい。これによれば、第２，第３切換バルブ１４，１５を設ける必要が無く、構成を簡素化できる。
また、前記各実施形態では、第１水素センサ１２が高濃度ガスを検知した場合に、第１切換バルブ１３を切り換えていたが、第２切換バルブ１４および第３切換バルブ１５を切り換えてもよい。この場合でも、高濃度ガスが第２，第３水素センサ１６，１７に流入することを防止できる。
前記各実施形態では、流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを制御部８で制御することで流量を一定にしていたが、手動により流量制御弁１０Ａ，１０Ｂを絞り調整することで流量を一定にしてもよい。
【００６０】
前記各実施形態では、第２，第３水素センサ１６，１７の切り換えをガス濃度の算出値と第２閾値とを比較し、算出値が第２閾値を超えた場合に第２，第３水素センサ１６，１７のいずれかの待機センサに切り換える設定であったが、制御部８にタイマーを設けて切り換え設定してもよい。すなわち、第２，第３水素センサ１６，１７のいずれかの測定に使用されたセンサの出力が、測定後一定時間、リークの有無を判断する基準値より小さくならない場合に待機センサに切り換えるものである。これにより、センサの出力が初期状態にまで低下するのを待つことなく、次の測定が行えるので、測定開始までの待ち時間を短縮できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のリークディテクタは、リークの有無を検知する試験装置に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリークディテクタの概略図。
【図２】前記リークディテクタのコントローラのブロック図。
【図３】前記リークディテクタの流路切換部材の斜視図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】前記流路切換部材の底面図。
【図８】前記リークディテクタの動作フロー。
【図９】前記リークディテクタの動作フロー。
【図１０】第２実施形態に係るリークディテクタの概略図。
【図１１】第３実施形態に係るリークディテクタの概略図。
【符号の説明】
【００６３】
１…リークディテクタ、２…チャンバ、４…センサユニット、６…供給ポンプ、７…吸引ポンプ、９…保持部材、９Ｅ…下面部（外面）、１２…第１水素センサ（補助ガスセンサ）、１３…第１切換バルブ（第１の切換バルブ）、１４…第２切換バルブ（第２の切換バルブ）、１５…第３切換バルブ（第２の切換バルブ）、１４Ａ，１５Ａ…チャンバ側流路、１４Ｂ，１５Ｂ…筐体側流路、１６…第２水素センサ（ガスセンサ）、１７…第３水素センサ（ガスセンサ）、１９…分岐流路、４１…筐体、４２…検出ユニット、９２…側面側連通孔（第１連通孔）、９４Ａ，９４Ｂ…センサ側連通孔（第１連通孔）、９５…Ｌ字状連通孔（第２連通孔）、９６Ａ〜９６Ｃ…前面側連通孔（第３連通孔）、９８Ａ，９８Ｂ…収納部、１３１…第１流入出ポート、１３２…第２流入出ポート、１３３…第３流入出ポート、Ａ…第１流路、Ｂ…第２流路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを検知するリークディテクタであって、
前記測定対象物を覆い、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積するチャンバと、
前記チャンバ内部に連通する第１流路内に配設され、トレーサガスを検知するガスセンサと、
前記第１流路を介して、前記チャンバ内部の空気を吸引する吸引ポンプと、
前記チャンバ内部に連通する第２流路を介して、前記チャンバ内部に外部空気を供給する供給ポンプと、
前記第１流路または前記第２流路に切り換える第１の切換バルブとを備える
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のリークディテクタにおいて、
前記ガスセンサは、筐体内部に配設されてセンサユニットとして構成され、
前記第２流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記第２流路に沿って流通する外部空気の一部を前記筐体内部に排出する分岐流路を有し、
前記第１流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記チャンバ内部の空気を前記ガスセンサに向けて流通させるチャンバ側流路と、前記筐体内部の前記外部空気を前記ガスセンサに向けて流通させる筐体側流路とを有し、
前記センサユニットは、前記チャンバ側流路または前記筐体側流路に切り換える第２の切換バルブを備える
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のリークディテクタにおいて、
前記センサユニットは、複数の前記ガスセンサ、および前記複数のガスセンサに応じた複数の前記第２の切換バルブを備える
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のリークディテクタにおいて、
前記ガスセンサおよび前記第１の切換バルブを保持するブロック状の保持部材を備え、
前記第１の切換バルブは、空気を流入出する第１から第３流入出ポートを有し、前記第１流入出ポートおよび前記第２流入出ポート間の接続、または前記第２流入出ポートおよび前記第３流入出ポート間の接続に切り換えることで、前記第１流路または前記第２流路に切り換え、
前記保持部材は、前記ガスセンサを内部に収納する収納部を有するとともに、外面にて前記第１の切換バルブを保持し、
前記保持部材には、
前記第１流路の一部を構成し、前記第１流入出ポートに接続するとともに前記収納部内部に連通して前記第１の切換バルブを介した前記チャンバ内部の空気を前記収納部内部に向けて流通させる第１連通孔と、
前記第１流路および前記第２流路の一部を構成し、前記第２流入出ポートに接続して前記チャンバ内部の空気を前記第１の切換バルブに向けて流通、または、前記第１の切換バルブを介した前記外部空気を前記チャンバ内部に向けて流通させる第２連通孔と、
前記第２流路の一部を構成し、前記第３流入出ポートに接続して前記供給ポンプからの前記外部空気を前記第１の切換バルブへ流通させる第３連通孔とが形成されている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のリークディテクタにおいて、
前記第１流路内には、前記ガスセンサの流路前段側に、前記トレーサガスを検知する補助ガスセンサが設けられている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のリークディテクタにおいて、
前記チャンバは、前記測定対象物の一部を覆うように形成され、
前記チャンバ、前記ガスセンサ、および前記第１の切換バルブは、検出ユニットとしてユニット化され、
前記検出ユニットは、複数、設けられている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のリークディテクタにおいて、
前記吸引ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第１流路を介して、各前記チャンバ内部の空気を一括して吸引し、
前記供給ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第２流路を介して、前記各チャンバ内部に外部空気を一括して供給する
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項８】
請求項６に記載のリークディテクタにおいて、
前記供給ポンプは、前記複数の検出ユニット毎にそれぞれ設けられている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項１】
測定対象物にトレーサガスを加圧封入し、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを検知するリークディテクタであって、
前記測定対象物を覆い、前記測定対象物から漏れたトレーサガスを蓄積するチャンバと、
前記チャンバ内部に連通する第１流路内に配設され、トレーサガスを検知するガスセンサと、
前記第１流路を介して、前記チャンバ内部の空気を吸引する吸引ポンプと、
前記チャンバ内部に連通する第２流路を介して、前記チャンバ内部に外部空気を供給する供給ポンプと、
前記第１流路または前記第２流路に切り換える第１の切換バルブとを備える
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のリークディテクタにおいて、
前記ガスセンサは、筐体内部に配設されてセンサユニットとして構成され、
前記第２流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記第２流路に沿って流通する外部空気の一部を前記筐体内部に排出する分岐流路を有し、
前記第１流路の一部は、前記筐体内部に配設され、前記チャンバ内部の空気を前記ガスセンサに向けて流通させるチャンバ側流路と、前記筐体内部の前記外部空気を前記ガスセンサに向けて流通させる筐体側流路とを有し、
前記センサユニットは、前記チャンバ側流路または前記筐体側流路に切り換える第２の切換バルブを備える
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のリークディテクタにおいて、
前記センサユニットは、複数の前記ガスセンサ、および前記複数のガスセンサに応じた複数の前記第２の切換バルブを備える
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のリークディテクタにおいて、
前記ガスセンサおよび前記第１の切換バルブを保持するブロック状の保持部材を備え、
前記第１の切換バルブは、空気を流入出する第１から第３流入出ポートを有し、前記第１流入出ポートおよび前記第２流入出ポート間の接続、または前記第２流入出ポートおよび前記第３流入出ポート間の接続に切り換えることで、前記第１流路または前記第２流路に切り換え、
前記保持部材は、前記ガスセンサを内部に収納する収納部を有するとともに、外面にて前記第１の切換バルブを保持し、
前記保持部材には、
前記第１流路の一部を構成し、前記第１流入出ポートに接続するとともに前記収納部内部に連通して前記第１の切換バルブを介した前記チャンバ内部の空気を前記収納部内部に向けて流通させる第１連通孔と、
前記第１流路および前記第２流路の一部を構成し、前記第２流入出ポートに接続して前記チャンバ内部の空気を前記第１の切換バルブに向けて流通、または、前記第１の切換バルブを介した前記外部空気を前記チャンバ内部に向けて流通させる第２連通孔と、
前記第２流路の一部を構成し、前記第３流入出ポートに接続して前記供給ポンプからの前記外部空気を前記第１の切換バルブへ流通させる第３連通孔とが形成されている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のリークディテクタにおいて、
前記第１流路内には、前記ガスセンサの流路前段側に、前記トレーサガスを検知する補助ガスセンサが設けられている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のリークディテクタにおいて、
前記チャンバは、前記測定対象物の一部を覆うように形成され、
前記チャンバ、前記ガスセンサ、および前記第１の切換バルブは、検出ユニットとしてユニット化され、
前記検出ユニットは、複数、設けられている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のリークディテクタにおいて、
前記吸引ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第１流路を介して、各前記チャンバ内部の空気を一括して吸引し、
前記供給ポンプは、単体で構成され、前記複数の検出ユニット毎の各前記第２流路を介して、前記各チャンバ内部に外部空気を一括して供給する
ことを特徴とするリークディテクタ。
【請求項８】
請求項６に記載のリークディテクタにおいて、
前記供給ポンプは、前記複数の検出ユニット毎にそれぞれ設けられている
ことを特徴とするリークディテクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１２７６８８（Ｐ２０１０−１２７６８８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００７７８（Ｐ２００８−３００７７８）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（５０８１４８６００）株式会社ＦＵＳＯ (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（５０８１４８６００）株式会社ＦＵＳＯ (3)
【Ｆターム（参考）】
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