産業用および一体型テストにヘリウムリークディテクターを使用する方法

真空エンベロープテスト-一体型リークテスト

真空エンベロープテストは、テストガスとしてヘリウムを使用した一体型リークテストで、試験片は硬質（通常は金属）エンクロージャーまたは軽量プラスチック製エンベロープに入れられています。（テストの性質に応じて）試験片に出入りするヘリウムは、ヘリウムリークディテクターに渡され、そこで測定されます。エンベロープテストは、試験片をヘリウムで加圧するか（図5.4c）、試験片を真空にして（図5.4a）行います。いずれの場合も、ヘリウム濃縮度数値（累積）をヘリウム標準リーク率に変換する必要があります。

図5.4 リークテスト技術および用語

a：一体型リーク検知；試料内部の真空
b：ローカルリーク検知；試料内部の真空
c：一体型リーク検知（エンクロージャー内のテストガスの濃縮）；試料内部の加圧テストガス
d：ローカルリーク検知；試料内部の加圧テストガス

エンベロープテスト - ヘリウム加圧試験片

濃度測定とその後のリーク率計算を含むエンベロープテスト

ヘリウムで加圧されたテスト対象物の全体的なリークを判断するために、対象物は硬質または変形可能（プラスチック）のエンベロープに入れる必要があります。リークを出たテストガスが蓄積され、エンベロープ内のヘリウム濃度が上昇します。濃縮期間（動作期間）が決定された後、ヘリウム検出ユニットに接続されたスニファを使用して、エンベロープ内の濃度の変化が測定されます。全体的なリーク率（完全リーク率）は、基準濃度（大気など）を使用したテスト設定の較正後に計算できます。この方法では、全体的なリークを最小限に抑えて検出することができ、特に自動化された産業リークテストに適しています。ガスが蓄積しているため、通常のスニファ技術の制限は、低リーク率にシフトされ、温度、エアフロー、スニファトレース速度などの周囲条件は、影響を受けなくなります。プラスチックエンベロープを使用する場合は、長時間の濃縮時にプラスチックエンベロープにヘリウムが浸透することを考慮する必要があります。

リークディテクターによるリーク率の直接測定 - 硬質エンベロープ

ヘリウムで加圧された試験片をヘリウムリークディテクターに接続された硬質真空チャンバーに配置すると、リークディテクターで完全なリーク率を直接読み取ることができます。

試験片を真空にしたエンベロープテスト

エンベロープ=「プラスチックテント」

真空にした試験片を軽量（プラスチック）のエンクロージャーで囲み、大気が除去された後、ヘリウムで満たします。プラスチックバッグをエンベロープとして使用する場合は、ヘリウムを充填する前に、バッグを試験片に押し付けて空気を排出し、可能な限り純粋なヘリウム充填で測定を行う必要があります。試験対象物の外面全体がテストガスと接触します。テストガスがリークを通過し、試験片に入ると、リークの数に関係なく、完全なリーク率が示されます。また、密閉されたエリアでのテストを繰り返す際には、エンベロープを取り出すと室内のヘリウム含有量が急速に増加することを確認する必要があります。このため、大型プラントの「一回限り」のテストには、プラスチックバッグの使用をお勧めします。ここで使用されるプラスチック製のエンベロープは、「テント」と呼ばれることがよくあります。

硬質エンベロープ

一方、硬質真空容器を硬質エンベロープとして使用すると、一体型テストを行う場合の反復テストに適したものになります。硬質エンベロープを使用すると、テストが完了した後にヘリウムを回収することもできます。

「爆撃」テスト、「圧力下での保管」

「爆撃」テストは、すでに密閉され、ガス充填された内部キャビティを示すコンポーネントの気密性を確認するために使用されます。検査するコンポーネント（トランジスタ、ICハウジング、ドライリード継電器、リードコンタクトスイッチ、クォーツ発振器、レーザダイオードなど）は、ヘリウムを充填した圧力ベッセルに入れられます。比較的高い圧力（5～10 bar）でテストガスを使用し、システムを数時間以上放置すると、リークしている試料の内部にテストガス（ヘリウム）が集まります。この手順は、実際の「爆撃」です。リークテストを行うには、真空エンベロープテストの説明と同じ方法で、「爆撃」の後に試料を真空チャンバーに入れます。その後、全体的なリーク率が決定されます。ただし、大きなリークがある試料は、真空チャンバーを排気中にテストガス濃度を失うため、ディテクターによる実際のリークテストではリークと認識されません。このため、真空チャンバーでのリークテストの前に、非常に大きなリークを記録する別のテストを行う必要があります。

産業用リークテスト

テストガスとしてヘリウムを使用した産業リークテストは、リーク検知装置が製造ラインに完全に統合されるという点で特徴付けられます。このようなテストユニットの設計と構造は、当然のことながら、それぞれのケースで実施する作業を自然に考慮します（例：アルミニウム製の車両リムのリークテスト、金属ドラムのリークテスト）。可能な限り、大量生産され、標準化されたコンポーネントモジュールが使用されます。検査対象の部品は、コンベアシステムを使用して、リークテストシステム（硬質エンベロープと試験片の内部を陽圧または真空にするエンベロープテスト。上記の各セクションを参照）に供給されます。ここでは、積分解法を使用して個別に検査され、自動的に移動されます。リークが見つかった検体は、横にシャントされます。

ヘリウムテスト方法の利点は何ですか?

産業上観点から見たヘリウムテスト方法の利点は、次のとおりです。

このプロセスで検出できるリーク率は、すべての実際的な要件をはるかに超えています。
完全なリークテスト（すべての個々のリークの合計リーク率）により、微視的でスポンジのような分散リークの検知を容易にします。これにより、大きな個々のリークの場合と同様のリーク損失が発生します。
テスト手順とシーケンスは完全に自動化できます。
デバイスの周期的な自動テストシステムチェック（自己監視）により、テストの信頼性が高くなります。
ヘリウムは、毒性がなく、危険ではありません（最大許容濃度を遵守する必要はありません）。
テストは、簡単に文書化でき、パラメータと結果をプリンタに表示できます。

ヘリウムテスト方法を使用すると、効率が大幅に向上し（サイクル時間はほんの数秒です）、テストの信頼性が大幅に向上します。この結果、EN/ISO 9000の要件により、従来の産業用テスト方法（ウォーターバス、石鹸バブルテストなど）は、現在ほとんど放棄されています。

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