真空漏れ検出機は真空システムまたは容器の密封性能を検出するための重要な設備であり、その検出方法は主に真空環境下のガス漏れの物理特性に基づいて、圧力変化、ガス成分または流動特性を測定することによって漏れ点を位置決めする。一般的な検出方法とその原理、手順、適用シーンを次に示します。
一、圧力降下法(直接圧力法)
原理:
被検体を真空状態に吸引した後、真空ポンプを閉じ、システム内の圧力の時間変化を監視する。圧力が上昇すると、漏れがあることを示します。
手順:
被検体を真空漏れ検出機に接続し、設定圧力(例えば10㎥Pa)まで真空引きする。
真空ポンプとバルブを閉じて、被検体を隔離します。
圧力の経時変化曲線を記録し、漏洩率(例えばPa・L/s)を計算する。
特徴:
利点:操作が簡単で、迅速なスクリーニングと大漏洩の検査に適している。
欠点:感度が低く、微小漏洩を検出することが困難である(例えば<10µPa・L/s)。
応用:工業配管、大型容器、真空炉などの粗検査。
二、ヘリウム質量分析漏れ検出法(高感度検出)
原理:
ヘリウムガスをトレーサガスとして用い、質量分析計により漏洩箇所のヘリウムガス濃度を検出した。ヘリウムガスは分子が小さく、透過性が強く、質量分析計は極低濃度(10㎥²Pa・m³/sに達する)を検出することができる。
手順:
スプレーガン法(ガン吸引モード):
被検体を高真空状態まで真空引きする。
スプレーガンを用いて疑似漏洩点にヘリウムガスを噴霧し、質量分析計は吸引ガンを通じてヘリウムガス信号を検出した。
真空箱法:
被検体をヘリウムガスを充填した真空タンクに入れ、真空引き後、質量分析計によりタンク内のヘリウムガス濃度変化を検出した。
特徴:
利点:感度が高く、微小漏洩点を位置決めできる。
欠点:設備コストが高く、専門的な操作が必要である。
応用:半導体、航空宇宙、核工業などの高精度分野。
三、ハロゲン漏れ検出法(フロン代替案)
原理:
トレーサーとしてR 12、R 22などのハロゲンガスを使用し、漏れ箇所のガス濃度をハロゲン検出器(電子ハロゲン検出器など)で検出します。
手順:
被検体内に加圧ハロゲンガスを充填する。
検出器プローブを用いて表面を走査し、示度変化を観察した。
特徴:
利点:コストが低く、中低感度検出に適している。
欠点:ハロゲンガスはオゾン層を破壊する可能性があり(環境保護代替品を使用する必要がある)、感度はヘリウム質量分析法より低い。
応用:冷凍システム、自動車エアコンなど。
四、超音波漏れ検出法(非侵入型検出)
原理:
漏れによるガス乱流は超音波(20 kHz以上)を発し、超音波センサで信号を捕捉し、漏れ点を位置決めする。
手順:
被検体表面に超音波プローブを走査した。
信号強度と周波数変化から漏洩位置を判断する。
特徴:
利点:真空引きやガス充填が必要なく、帯圧システムに適している、液体漏れを検出できます。
欠点:環境騒音は検出結果に干渉する可能性がある。
応用:配管、バルブ、圧力容器などの現場で迅速に検査する。
五、蛍光漏れ検出法(可視化検査)
原理:
蛍光染料を被検システムに注入すると、漏れたところから染料が滲出し、紫外線照射下で発光し、カメラや肉眼で観察して位置決めする。
手順:
系内に蛍光染料を注入する。
システムを実行して染料を循環させる。
紫外線ランプを照射し、発光点を観察する。
特徴:
利点:複雑なシステムに適した直感的な可視化。
欠点:残留染料を除去するためにシステムを洗浄する必要がある。
応用:自動車エアコン、油圧システムなど。
六、差圧法(比較測定)
原理:
2つの同じ容器(1つは既知の密封、1つは検査待ち)を同時に真空引きし、両者の圧力変化の違いを比較した。検査待ち容器の圧力上昇が速いと、漏れがある。
手順:
被検体を標準部品と並列に真空システムに接続する。
真空引き後に隔離し、両者の圧力差を監視する。
特徴:
利点:環境要因の干渉を取り除き、正確性を高める。
欠点:標準部品が必要で、操作が複雑である。
応用:量産中の品質検査。
七、累積漏れ検出法(長時間監視)
原理:
被検体内の圧力またはガス濃度変化を長時間監視し、積分により総漏洩量を算出する。
手順:
真空引き後、被検体を隔離する。
圧力またはガス濃度データを記録し続ける。
データを解析して漏洩率を計算する。
特徴:
利点:極微小漏洩の長期モニタリングに適している。
欠点:検査周期が長く、効率が低い。
応用:高真空システム、宇宙機密封性試験。
八、レーザー干渉法(高精度光学検出)
原理:
レーザ干渉計を用いて漏洩によるガス屈折率変化を検出し、光路差により漏洩位置を計算した。
手順:
被検領域にレーザービームを放射する。
反射光または透過光の干渉縞変化を解析する。
特徴:
利点:非接触式で、精度が高い(ミクロン級に達することができる)。
欠点:設備が高価で、操作が複雑である。
応用:半導体チップパッケージ、光学素子検出。
まとめ:方法選択根拠
感度要件:ヘリウム質量分析法(最高)>ハロゲン法>圧力降下法。
検出速度:超音波法、蛍光法が速い、ヘリウム質量分析法は遅いが正確である。
コスト制限:圧力降下法、超音波法はコストが低い、ヘリウム質量分析法、レーザー法はコストが高い。
システム状態:帯圧システムは超音波法を適用する、真空システムはヘリウム質量分析法を適用する。
具体的な場面(例えば工業生産、科学研究実験、現場修理)と漏洩率の要求(例えば10㎥Pa・L/sまたは10㎥²Pa・m³/s)に基づいて、最も適切な方法を選択するか、複数の方法を組み合わせて使用して信頼性を高める。