差圧テストを使用してリークを検出する方法
リークディテクターを使用しないリーク検知方法
使用されるリーク検知テスト方法の中で最も合理的な違いは、特別なリーク検知装置を使用するかどうかです。
最も単純なケースでは、リークは質的に判定できます。また、特定のテスト手法を使用する場合は、特別なリークディテクターの助けを借りずに定量的に（これがリークレート）行うこともできます。たとえば、一定の期間に漏れている蛇口から滴り落ちる水の量は、測定容器で水を回収することで決定できます。この場合、これをリークディテクターと呼ぶことにはほとんどありません。
リークディテクターを使用せずにリーク検知中にリークレートを決定できる場合、このリークレートは、ヘリウム標準リークレートに変換されることがよくあります。この標準リークレートの値は、受け入れ証明書を発行するときに頻繁に必要になりますが、ヘリウムリークディテクターデバイスによって決定されたリークレートの値を比較するときにも使用できます。
個々のエンジニアリングコンポーネントを慎重に検査しても、シールの取り付け不良やシール面の損傷など、組み立て後の装置にリークが発生する場合があります。装置の検査に使用されるプロセスは、リークのサイズ、目標とする密閉度、さらに装置が金属、ガラス、またはその他の材料で構成されているかどうかによって異なります。
以下に、リーク検知技術の一部を示します。これらは、特定のアプリケーションの状況に応じて選択されます。ここでは経済的な要因が重要な役割を果たすことがよくあります。
圧力上昇テスト
このリークテスト方法では、リークがあると一定の時間内に一定量のガスが均一に、十分に排気されたデバイスに入るという事実を活用します。対照的に、壁やシールから放出されるガスの量は、時間とともに減少します。
真空容器のポンプ側のバルブは、圧力上昇測定の準備として閉じておきます。次に、圧力が一定量Δp（例えば、10の累乗）上昇する時間Δtが測定されます。バルブが再び開き、ポンプがしばらくの間再作動し、その後圧力上昇の測定が繰り返されます。圧力上昇量Δpの時間Δtが一定のままである場合、2回の圧力上昇測定間の待機時間が十分に長いと仮定すると、リークが存在することになります。待機時間の適切な長さは、デバイスの性質とサイズによって異なります。圧力上昇Δpの時間が長くなると、この効果は装置内部のガス放出が減少したことが原因と考えられます。
また、圧力の上昇を示す曲線（= 時間の関数としての圧力）を解釈することで、リークと汚染を区別することもできます。
線形スケールのグラフにプロットすると、圧力上昇の曲線は、リークが存在する場所では、高い圧力でも直線でなければなりません。
圧力上昇が、ガスが壁から放出されたことによるものである場合、圧力上昇は徐々に徐々に先細りし、最終的に安定した値に近づきます。ほとんどの場合、この2つの現象は同時に発生するため、2つの原因を分離することは不可能ではないとしても難しいことが多いです。
以下に、これらの関係を概略的に示します：
真空ポンプを停止した後の時間の関数としての真空コンテナ内の圧力上昇
- リーク
- 容器壁面から発生するガス
- リーク＋ガスの発生
圧力の上昇が実際のリークによるものであることが明らかになったら、次の式に従って、圧力上昇から定量的にリークレートを判定できます：
qL = V·(Δp/Δt)
ただし、
- qL = リークレート（mbarl/秒）
- V = 真空リザーバーの容量（l）
- Δp/Δt = 真空リザーバーの圧力上昇（Δpを測定時間で割った値Δt（mbar/秒））
圧力降下テスト
ここでの考え方は、圧力上昇法と似ています。ただし、圧力降下テストは、真空システムのリークをチェックするために使用されることはほとんどありません。ただし、これを行う場合、真空技術で使用されるフランジコネクタは高い圧力に耐えられないため、ゲージ圧力は1 barを超えないようにしてください。
一方、圧力降下テストは一般にタンクエンジニアリングで採用されている技術です。大容量容器および圧力降下に必要な結果的に長い測定期間を処理する場合は、特定の状況下で温度変化の影響を考慮する必要がある場合があります。その結果、例えば、システムが水蒸気の飽和圧力以下に冷却され、水が凝縮して測定値が歪むことがあります。
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