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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025004357
(43)【公開日】2025-01-15
(54)【発明の名称】リーク検査方法及びリーク検査装置
(51)【国際特許分類】
G01M 3/38 20060101AFI20250107BHJP
G01N 21/64 20060101ALI20250107BHJP
【ＦＩ】
G01M3/38 Z
G01N21/64 B
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023103988
(22)【出願日】2023-06-26
(71)【出願人】
【識別番号】899000068
【氏名又は名称】学校法人早稲田大学
(71)【出願人】
【識別番号】312003595
【氏名又は名称】タカハタプレシジョン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162341
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬崎 幸典
(72)【発明者】
【氏名】安倍 悠朔
(72)【発明者】
【氏名】松田 佑
(72)【発明者】
【氏名】高橋 咲貴子
(72)【発明者】
【氏名】松江 朋彦
【テーマコード（参考）】
2G043
2G067
【Ｆターム（参考）】
2G043AA03
2G043BA09
2G043CA07
2G043EA01
2G043FA03
2G043KA02
2G043KA08
2G043LA02
2G043NA01
2G067AA15
2G067BB03
2G067BB13
2G067BB17
2G067CC01
2G067DD11
2G067EE12
2G067EE13
(57)【要約】
【課題】被検査体のエアリークを精度よく短時間で検査できるリーク検査方法及びリーク検査装置を提供する。
【解決手段】所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査方法であって、内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間外から励起用の光を投射する光投射ステップと、発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、減衰速度が所定の閾値を超えた場合にエアリーク有りと判定する判定ステップと、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査方法であって、内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間外から励起用の光を投射する光投射ステップと、発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、減衰速度が所定の閾値を超えた場合にエアリーク有りと判定する判定ステップと、を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査方法であって、
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する光投射ステップと、
前記発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にエアリーク有りと判定しその旨を報知する報知ステップと、を含む、
ことを特徴とするリーク検査方法。
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する光投射ステップと、
前記発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にエアリーク有りと判定しその旨を報知する報知ステップと、を含む、
ことを特徴とするリーク検査方法。
【請求項2】
前記減衰速度において（１）式で表される前記発光強度が最大値の３７％にまで減少する時間を測定したとき、前記エアリークの有無を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のリーク検査方法。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ０×ｅｘｐ（－ｔ／τ） （１）
ここで、Ｉ（ｔ）は時刻ｔにおける発光強度、Ｉ０は励起光が消えた際の発光強度、τは発光寿命である。
ことを特徴とする請求項１に記載のリーク検査方法。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ０×ｅｘｐ（－ｔ／τ） （１）
ここで、Ｉ（ｔ）は時刻ｔにおける発光強度、Ｉ０は励起光が消えた際の発光強度、τは発光寿命である。
【請求項3】
前記励起用の光はパルス状で前記感圧塗料の励起波長が４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のリーク検査方法。
ことを特徴とする請求項１に記載のリーク検査方法。
【請求項4】
前記感圧塗料がルテニウム錯体を含む、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリーク検査方法。
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリーク検査方法。
【請求項5】
所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査装置であって、
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する励起光源と、
前記感圧塗料からの発光を受光する受光手段と、
受光した光の前記発光強度の減衰速度を測定する測定手段と、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知手段と、を備えた、
ことを特徴とするリーク検査装置。
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する励起光源と、
前記感圧塗料からの発光を受光する受光手段と、
受光した光の前記発光強度の減衰速度を測定する測定手段と、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知手段と、を備えた、
ことを特徴とするリーク検査装置。
【請求項6】
前記感圧塗料は白色板上に塗布されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のリーク検査装置。
ことを特徴とする請求項５に記載のリーク検査装置。
【請求項7】
前記感圧塗料がルテニウム錯体を含む、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のリーク検査装置。
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のリーク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リーク検査方法及びリーク検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
励起光を受けて発光する発光層、及び酸素濃度に応じて変化する酸素分子との結合程度によって光吸収スペクトルが変化する吸収色素層を組み合わせて用い、発光層を発光させるための入射光又は前記発光層からの発光光が吸収色素層を通過するときに一部吸収されることに基づいて変化する出力光の光強度を検出することにより、酸素濃度を測定することから成る光学的酸素濃度測定方法が知られている（特許文献１）。
【0003】
流体に接する物体表面の圧力分布を感圧塗料によって光学的に測定する圧力場測定工程と、流体内に可視性の粒子を散布して流体の空間挙動を光学的に測定する速度場測定工程とを同時に行い、同一事象に対する圧力場と速度場の情報を時間方向で相関した情報とし
て取得する流体測定方法も知られている（特許文献２）。
て取得する流体測定方法も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４－２８６５０号公報
【特許文献2】特開２０１３－７９８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、被検査体のエアリークを精度よく短時間で検査できるリーク検査方法及びリーク検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のリーク検査方法は、
所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査方法であって、
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する光投射ステップと、
前記発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にエアリーク有りと判定しその旨を報知する報知ステップと、を含む、
ことを特徴とする。
所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査方法であって、
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する光投射ステップと、
前記発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にエアリーク有りと判定しその旨を報知する報知ステップと、を含む、
ことを特徴とする。
【0007】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリーク検査方法において、
前記減衰速度において（１）式で表される前記発光強度が最大値の３７％にまで減少する時間を測定したとき、前記エアリークの有無を判定する、
ことを特徴とする。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ０×ｅｘｐ（－ｔ／τ） （１）
ここで、Ｉ（ｔ）は時刻ｔにおける発光強度、Ｉ０は励起光が消えた際の発光強度、τは発光寿命である。
前記減衰速度において（１）式で表される前記発光強度が最大値の３７％にまで減少する時間を測定したとき、前記エアリークの有無を判定する、
ことを特徴とする。
Ｉ（ｔ）＝Ｉ０×ｅｘｐ（－ｔ／τ） （１）
ここで、Ｉ（ｔ）は時刻ｔにおける発光強度、Ｉ０は励起光が消えた際の発光強度、τは発光寿命である。
【0008】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のリーク検査方法において、
前記励起用の光はパルス状で前記感圧塗料の励起波長が４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下 の波長域を含む、
ことを特徴とする。
前記励起用の光はパルス状で前記感圧塗料の励起波長が４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下 の波長域を含む、
ことを特徴とする。
【0009】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずか１項に記載のリーク検査方法において、
前記感圧塗料がルテニウム錯体を含む、
ことを特徴とする。
前記感圧塗料がルテニウム錯体を含む、
ことを特徴とする。
【0010】
前記課題を解決するために、請求項５に記載のリーク検査装置は、
所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査装置であって、
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する励起光源と、
前記感圧塗料からの発光を受光する受光手段と、
受光した光の前記発光強度の減衰速度を測定する測定手段と、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査装置であって、
前記内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料に前記内部空間の外から励起用の光を投射する励起光源と、
前記感圧塗料からの発光を受光する受光手段と、
受光した光の前記発光強度の減衰速度を測定する測定手段と、
前記減衰速度が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知手段と、を備えた、
ことを特徴とする。
【0011】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のリーク検査装置において、
前記感圧塗料は白色板上に塗布されている、
ことを特徴とする。
前記感圧塗料は白色板上に塗布されている、
ことを特徴とする。
【0012】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のリーク検査装置において、
前記感圧塗料がルテニウム錯体を含む、
ことを特徴とする。
前記感圧塗料がルテニウム錯体を含む、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
請求項１に記載の発明によれば、被検査体のエアリークを精度よく短時間で検査することができる。
【0014】
請求項２に記載の発明によれば、感圧塗料の発光寿命でエアリークを検知することができる。
【0015】
請求項３に記載の発明によれば、励起用光源の光強度や周囲の明るさによらずエアリークを検知することができる。
【0016】
請求項４に記載の発明によれば、白金錯体に比べて、低コストでエアリークを検知することができる。
【0017】
請求項５に記載の発明によれば、被検査体のエアリークを精度よく短時間で検査することができる。
【0018】
請求項６に記載の発明によれば、励起光源の反射をよくすることができる。
【0019】
請求項７に記載の発明によれば、白金錯体に比べて、低コストでエアリークを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本実施形態に係るリーク検査装置の機能構成を示すブロック図である。
【図2】本実施形態に係るリーク検査装置の一例を模式的に示す概略図である。
【図3】本実施形態に係るリーク検査の流れを模式的に示すフローチャート図である。
【図4】発光強度の減衰を概念的に示す図である。
【図5】真空下及び大気圧下における発光寿命の測定結果の一例を示す図である。
【図6】大気圧下における励起用光源の発光強度を変化させた発光寿命の測定結果の一例を示す図である。
【図7】真空下における励起用光源の発光強度を変化させた発光寿命の測定結果の一例を示す図である。
【図8】被検査体の一例としての水道メータの構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【0022】
本実施形態に係るリーク検査方法は、所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間を有する被検査体のエアリークを検査するリーク検査方法であって、内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料Ｐに内部空間の外から励起用の光を投射する光投射ステップと、発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、減衰速度が所定の閾値を超えた場合にエアリーク有りと判定する判定ステップと、を含んでいる。
【0023】
本実施形態に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置１は、内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料Ｐに内部空間の外から励起用の光を投射する発光部１０と、感圧塗料Ｐからの発光を受光する受光手段としての受光部２０と、受光した光の発光強度の減衰速度を測定する測定手段としての測定部３０と、減衰速度が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知手段としての報知部４０、を備えている。
【0024】
先ず、本実施形態に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置１および被検査体の一例としての水道メータ１００について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係るリーク検査装置１の機能構成を示すブロック図、図２は本実施形態に係るリーク検査装置１の一例を模式的に示す概略図、図８は被検査体の一例としての水道メータ１００の構成を示す断面模式図である。
図１は本実施形態に係るリーク検査装置１の機能構成を示すブロック図、図２は本実施形態に係るリーク検査装置１の一例を模式的に示す概略図、図８は被検査体の一例としての水道メータ１００の構成を示す断面模式図である。
【0025】
（水道メータ）
被検査体の一例としての水道メータ１００は、図８に示すように、両端に流入口１１１および流出口１１２が形成された下ケース１１０を有し、下ケース１１０内には、インナーケース１２０が収納されている。インナーケース１２０には、それぞれ複数の流入ノズル１２１と流出ノズル１２２が設けられ、インナーケース１２０の内底部の中心には羽根車支持部材１２３が立設されている。羽根車支持部材１２３には軸上部にマグネットＭ１を有する羽根車１２４が回転自在に支持されている。
被検査体の一例としての水道メータ１００は、図８に示すように、両端に流入口１１１および流出口１１２が形成された下ケース１１０を有し、下ケース１１０内には、インナーケース１２０が収納されている。インナーケース１２０には、それぞれ複数の流入ノズル１２１と流出ノズル１２２が設けられ、インナーケース１２０の内底部の中心には羽根車支持部材１２３が立設されている。羽根車支持部材１２３には軸上部にマグネットＭ１を有する羽根車１２４が回転自在に支持されている。
【0026】
羽根車１２４の上方には、ガスケットＧ１を介して指示ユニット１３０が設けられている。指示ユニット１３０は、レジスタボックス１３１、下台板１３２、上台板１３３、マグネットＭ２が装着されたマグネット歯車１３４、歯車列１３５、指針(不図示)、数字車１３６、ＯリングＳ１を介して取り付けられたガラス板１３７から構成されている。
そして、レジスタボックス１３１の底壁を挟んでマグネット歯車１３４のマグネットＭ２と羽根車１２４のマグネットＭ１とが対向して、磁気的に結合されている。
このように構成される指示ユニット１３０は、所定の真空度に減圧され気密に封止されている。本実施形態に係るリーク検査装置１は、上台板１３３上に感圧塗料Ｐを塗布した状態で真空引きして封止した指示ユニット１３０をリーク検査の被検査体としている。
そして、レジスタボックス１３１の底壁を挟んでマグネット歯車１３４のマグネットＭ２と羽根車１２４のマグネットＭ１とが対向して、磁気的に結合されている。
このように構成される指示ユニット１３０は、所定の真空度に減圧され気密に封止されている。本実施形態に係るリーク検査装置１は、上台板１３３上に感圧塗料Ｐを塗布した状態で真空引きして封止した指示ユニット１３０をリーク検査の被検査体としている。
【0027】
（リーク検査装置の全体構成）
本実施形態に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置１は、図１に示すように、内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料Ｐに内部空間の外から励起用の光を投射する発光部１０と、感圧塗料Ｐからの発光を受光する受光手段としての受光部２０と、受光した光の発光強度の減衰速度を測定する測定手段としての測定部３０と、減衰速度が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知手段としての報知部４０と、を備えている。リーク検査装置１において、発光部１０、受光部２０、測定部３０、報知部４０の処理は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）からなるプロセッサが所定のプログラムを実行する一般的なコンピュータで実現される。
本実施形態に係るリーク検査方法を実施するリーク検査装置１は、図１に示すように、内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料Ｐに内部空間の外から励起用の光を投射する発光部１０と、感圧塗料Ｐからの発光を受光する受光手段としての受光部２０と、受光した光の発光強度の減衰速度を測定する測定手段としての測定部３０と、減衰速度が所定の閾値を超えた場合にその旨を報知する報知手段としての報知部４０と、を備えている。リーク検査装置１において、発光部１０、受光部２０、測定部３０、報知部４０の処理は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）からなるプロセッサが所定のプログラムを実行する一般的なコンピュータで実現される。
【0028】
（発光部）
発光部１０は、励起用光源１１と、励起用光源１１の発光を制御する駆動部１２からなる。
励起用光源１１は、発光波長が４００ｎｍから７００ｎｍであるＬＥＤ（light-emitting diode）であり、駆動部１２でパルス状に発光する。励起用光源１１の発光強度は、圧力を受けた感圧塗料Ｐが発光する光強度であればよく、後述するように、感圧塗料Ｐの発光強度の減衰速度は励起用光源１１の発光強度によらない。
発光部１０は、励起用光源１１と、励起用光源１１の発光を制御する駆動部１２からなる。
励起用光源１１は、発光波長が４００ｎｍから７００ｎｍであるＬＥＤ（light-emitting diode）であり、駆動部１２でパルス状に発光する。励起用光源１１の発光強度は、圧力を受けた感圧塗料Ｐが発光する光強度であればよく、後述するように、感圧塗料Ｐの発光強度の減衰速度は励起用光源１１の発光強度によらない。
【0029】
（受光部）
受光部２０は、感圧塗料Ｐからの発光を受光するフォトダイオード２１と、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Trans-impedance Amplifier）２２からなる。フォトダイオード２１に光が照射されると、光電変換によりフォトダイオード２１に電荷が発生する。発生する電荷量はフォトダイオード２１に照射された光量に依存する。受光部２０では、フォトダイオード２１で発生した電荷をＴＩＡ２２で電圧信号に変換する。
受光部２０は、感圧塗料Ｐからの発光を受光するフォトダイオード２１と、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Trans-impedance Amplifier）２２からなる。フォトダイオード２１に光が照射されると、光電変換によりフォトダイオード２１に電荷が発生する。発生する電荷量はフォトダイオード２１に照射された光量に依存する。受光部２０では、フォトダイオード２１で発生した電荷をＴＩＡ２２で電圧信号に変換する。
【0030】
（測定部）
測定部３０は、オシロスコープ３１を備え、ＴＩＡ２２で変換した電圧信号を読み出して、フォトダイオード２１で受光した光の発光強度の減衰速度を測定する。具体的には、オシロスコープ３１は、ＴＩＡ２２で変換した電圧信号を読み出すことで、フォトダイオード２１からの発光強度情報から発光強度の時間波形を取得する。測定部３０は、オシロスコープ３１からのデジタル信号化された発光強度の時間波形情報から信号処理を実施して、フォトダイオード２１で受光した光の発光強度の減衰速度を算出する。
測定部３０は、オシロスコープ３１を備え、ＴＩＡ２２で変換した電圧信号を読み出して、フォトダイオード２１で受光した光の発光強度の減衰速度を測定する。具体的には、オシロスコープ３１は、ＴＩＡ２２で変換した電圧信号を読み出すことで、フォトダイオード２１からの発光強度情報から発光強度の時間波形を取得する。測定部３０は、オシロスコープ３１からのデジタル信号化された発光強度の時間波形情報から信号処理を実施して、フォトダイオード２１で受光した光の発光強度の減衰速度を算出する。
【0031】
報知部４０は、測定部３０で検知された減衰速度が所定の閾値Ｔｈを超えた場合にエアリーク有りと判定してアラートを発する。
ここで発光強度の時間波形情報から検知される発光強度の減衰速度は酸素との衝突回数に依存することが知られている。発光寿命τとある時刻ｔにおける発光強度I（ｔ）との関係は式（１）
Ｉ（ｔ）＝Ｉ０×ｅｘｐ（－ｔ／τ） （１）
Ｉ０は励起光が消えた際の発光強度（最大値）
で表され、ｔ＝τのとき、発光強度Ｉ（τ）は、
Ｉ（τ）＝（１／ｅ）I０～０．３７I０となり、発光強度が最大値（I０）の３７％にまで減少する時間（減衰速度）を測定して、エアリークの有無を判定している。
ここで発光強度の時間波形情報から検知される発光強度の減衰速度は酸素との衝突回数に依存することが知られている。発光寿命τとある時刻ｔにおける発光強度I（ｔ）との関係は式（１）
Ｉ（ｔ）＝Ｉ０×ｅｘｐ（－ｔ／τ） （１）
Ｉ０は励起光が消えた際の発光強度（最大値）
で表され、ｔ＝τのとき、発光強度Ｉ（τ）は、
Ｉ（τ）＝（１／ｅ）I０～０．３７I０となり、発光強度が最大値（I０）の３７％にまで減少する時間（減衰速度）を測定して、エアリークの有無を判定している。
【0032】
報知部４０は、例えば、音により情報を報知するスピーカ、振動により情報を報知する振動子、点灯又は点滅により情報を報知するランプ等により構成されてよい。あるいは、リーク検査装置１の処理を実行するコンピュータのディスプレイに情報を表示することにより報知を行ってもよい。
報知部４０は、ここで示した例に限られず、情報を報知可能な他の機構により構成されていてもよく、複数の組合せによって構成されてもよい。また、これらの報知部４０がリーク検査装置１を構成するコンピュータとは独立して設けられ、通信によって制御されていてもよい。
報知部４０は、ここで示した例に限られず、情報を報知可能な他の機構により構成されていてもよく、複数の組合せによって構成されてもよい。また、これらの報知部４０がリーク検査装置１を構成するコンピュータとは独立して設けられ、通信によって制御されていてもよい。
【0033】
（リーク検査方法）
本実施形態に係るリーク検査方法は、所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料Ｐに内部空間の外から励起用の光を投射する光投射ステップと、発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、減衰速度が所定の閾値Ｔｈを超えた場合にエアリーク有りと判定しその旨を報知する報知ステップと、を含んでいる。
本実施形態に係るリーク検査方法は、所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間内の酸素濃度の変化で発光強度が変化する感圧塗料Ｐに内部空間の外から励起用の光を投射する光投射ステップと、発光強度の減衰速度を測定する測定ステップと、減衰速度が所定の閾値Ｔｈを超えた場合にエアリーク有りと判定しその旨を報知する報知ステップと、を含んでいる。
【0034】
図３は本実施形態に係るリーク検査の流れを模式的に示すフローチャート図である。
本実施形態において、所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間の一例として水道メータ１００の指示ユニット１３０をエアリーク検査の被検査体としている。
まず、被測定体となる指示ユニット１３０内に感圧塗料Ｐを挿入する（Ｓ１０１）。感圧塗料Ｐとしては、ＰｔＴＦＰＰ、ＰｔＯＥＰＰ等の白金－ポルフィリン錯体、ＰｄＴＦＰＰ等のパラジウム－ポルフィリン錯体、ルテニウム錯体、ピレン等の多環式芳香族炭化水素が挙げられる。
本実施形態において、所定の真空度に減圧され気密に封止された内部空間の一例として水道メータ１００の指示ユニット１３０をエアリーク検査の被検査体としている。
まず、被測定体となる指示ユニット１３０内に感圧塗料Ｐを挿入する（Ｓ１０１）。感圧塗料Ｐとしては、ＰｔＴＦＰＰ、ＰｔＯＥＰＰ等の白金－ポルフィリン錯体、ＰｄＴＦＰＰ等のパラジウム－ポルフィリン錯体、ルテニウム錯体、ピレン等の多環式芳香族炭化水素が挙げられる。
【0035】
本実施形態においては、感圧塗料Ｐとしては、白金－ポルフィリン錯体よりも安価なルテニウム錯体、例えばＲｕ（ｄｐｐ）３等のルテニウム－ジフェニルホスフィン錯体を白色板上に塗布して用いた。感圧塗料Ｐを白色板上に塗布することで励起光源の反射をよくすることができる。
感圧塗料Ｐは、酸素分圧に応じて発光強度及び発光寿命が変化する塗料であり、消光する際に発光強度が緩やかに減衰する。発光強度の減衰速度は酸素との衝突回数に依存することが知られており、発光強度の減衰速度を評価することで酸素分圧の多寡、すなわち減圧状態を判定することが可能となる。
感圧塗料Ｐは、酸素分圧に応じて発光強度及び発光寿命が変化する塗料であり、消光する際に発光強度が緩やかに減衰する。発光強度の減衰速度は酸素との衝突回数に依存することが知られており、発光強度の減衰速度を評価することで酸素分圧の多寡、すなわち減圧状態を判定することが可能となる。
【0036】
次にユニット１３０を真空ポンプに接続して真空引きを行うことでユニット１３０内を所定の真空度に減圧する（Ｓ１０２）。このとき、ユニット１３０の減圧状態を確認するために、圧力計を接続しておくことが望ましい。
そして、励起用光源１１を発光させて、所定の真空度に減圧されたユニット１３０内の感圧塗料Ｐに光照射を行う（Ｓ１０３）。本実施形態においては、励起用光源１１は発光波長４４０ｎｍのＬＥＤ（light-emitting diode）であり、駆動電流２０Ａ（Ａ：Ａｍｐｅｒｅ）でパルス状に発光する。
そして、励起用光源１１を発光させて、所定の真空度に減圧されたユニット１３０内の感圧塗料Ｐに光照射を行う（Ｓ１０３）。本実施形態においては、励起用光源１１は発光波長４４０ｎｍのＬＥＤ（light-emitting diode）であり、駆動電流２０Ａ（Ａ：Ａｍｐｅｒｅ）でパルス状に発光する。
【0037】
励起用光源１１を発光させて、感圧塗料Ｐに光照射を行いながら受光部２０のフォトダイオード２１で感圧塗料Ｐからの発光を受光する（Ｓ１０４）。フォトダイオード２１は、受光した光量に比例して電荷を発生させる。受光部２０では、フォトダイオード２１で発生した電荷をＴＩＡ２２で電圧信号に変換する（Ｓ１０５）。
ＴＩＡ２２は、フォトダイオード２１が生成した電荷信号を増幅した上で、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）でデジタル信号に変換し、電圧信号として測定部３０に出力する。
ＴＩＡ２２は、フォトダイオード２１が生成した電荷信号を増幅した上で、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）でデジタル信号に変換し、電圧信号として測定部３０に出力する。
【0038】
測定部３０では、ＴＩＡ２２で変換した電圧信号をオシロスコープ３１で読み出して、フォトダイオード２１で受光した光の発光強度の減衰速度を測定する（Ｓ１０６）。具体的には、オシロスコープ３１は、ＴＩＡ２２で変換した電圧を読み出すことで、フォトダイオード２１からの発光強度情報から発光強度の時間波形を取得する。測定部３０は、オシロスコープ３１からのデジタル信号化された発光強度の時間波形情報から信号処理を実施して、フォトダイオード２１で受光した光の発光強度の減衰速度を算出する。
すなわち、Ｉ０を励起光が消えた際の発光強度（最大値）とした場合、発光強度Ｉが最大値（Ｉ０）の３７％にまで減少する時間を減衰速度として算出している。
すなわち、Ｉ０を励起光が消えた際の発光強度（最大値）とした場合、発光強度Ｉが最大値（Ｉ０）の３７％にまで減少する時間を減衰速度として算出している。
【0039】
図４には発光強度の減衰を概念的に示している。図４に示すように、感圧塗料Ｐの発光は、励起用光源１１の照射を受けて励起光が照射されている間（励起用光源ＯＮ）は発光し、励起光の照射が無くなると減衰していく。この減衰速度は、内部空間内の酸素分圧に応じて変化し、酸素分圧が高いほど減衰速度が速くなり、真空だと遅くなる。本実施形態においては、発光強度Ｉが最大値（Ｉ０）の３７％にまで減少する時間を減衰速度として算出し、予め定められた閾値Ｔｈよりも大きい場合、一定の酸素分圧がある、すなわち真空状態ではなくエアリークが発生していると判定する（Ｓ１０７；Ｙｅｓ）。
【0040】
ステップＳ１０７でエアリーク有りと判定された場合、報知部４０は、その旨を報知する（Ｓ１０８）。ステップ１０７でエアリークが発生していないと判定された場合（Ｓ１０７；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、次の被検査体に対してエアリーク検査を実施する。
【実施例0041】
【0042】
「実施例１」
指示ユニット１３０の上台板１３３上に感圧塗料Ｐとしてルテニウム錯体を塗布して、真空引きした状態（真空下）及びバルブを開放した状態（大気圧下）における発光強度が最大値の３７％にまで減少する時間を発光強度の減衰速度としてそれぞれ測定した。
図５に示すように、真空下と大気圧下では発光強度の減衰速度に差が有る結果となった。真空では発光強度の減衰速度が１．０１μｓであるのに対し、大気圧では発光強度の減衰速度が０．６０μｓであった。
このように、指示ユニット１３０の内部空間が大気圧状態では真空状態に比べて発光強度の減衰速度が大きくなり、酸素消光による発光寿命の変化を測定することで指示ユニット１３０におけるエアリークの有無を精度よく短時間で判定することが可能となる。
指示ユニット１３０の上台板１３３上に感圧塗料Ｐとしてルテニウム錯体を塗布して、真空引きした状態（真空下）及びバルブを開放した状態（大気圧下）における発光強度が最大値の３７％にまで減少する時間を発光強度の減衰速度としてそれぞれ測定した。
図５に示すように、真空下と大気圧下では発光強度の減衰速度に差が有る結果となった。真空では発光強度の減衰速度が１．０１μｓであるのに対し、大気圧では発光強度の減衰速度が０．６０μｓであった。
このように、指示ユニット１３０の内部空間が大気圧状態では真空状態に比べて発光強度の減衰速度が大きくなり、酸素消光による発光寿命の変化を測定することで指示ユニット１３０におけるエアリークの有無を精度よく短時間で判定することが可能となる。
【0043】
「実施例２」
指示ユニット１３０の上台板１３３上に感圧塗料Ｐとしてルテニウム錯体を塗布して、真空引きした状態（真空下）及びバルブを開放した状態（大気圧下）における発光強度の減衰速度を暗室及び明るい部屋のそれぞれで測定した。
指示ユニット１３０の上台板１３３上に感圧塗料Ｐとしてルテニウム錯体を塗布して、真空引きした状態（真空下）及びバルブを開放した状態（大気圧下）における発光強度の減衰速度を暗室及び明るい部屋のそれぞれで測定した。
【0044】
図６には大気圧下における発光強度の減衰速度を暗室で励起用光源１１の発光強度を２０Ａ、４０Ａ、８０Ａ（駆動部１２の駆動電流）と変化させ、明るい部屋で励起用光源１１の発光強度を４０Ａとして測定した結果を示している。図６に示すように、暗室において励起用光源１１の発光強度を２０Ａ、４０Ａ、８０Ａと変化させても発光強度の減衰速度は、それぞれ０．６８μｓ、０．６０μｓ、０．６０μｓであり、励起用光源１１の発光強度によらない結果となった。また、明るい部屋で励起用光源１１の発光強度を４０Ａとした場合の発光強度の減衰速度は０．６０μｓであり、検査環境の明るさに依存しない結果となった。
【0045】
図７には真空下における発光強度の減衰速度を、同様に暗室で励起用光源１１の発光強度を２０Ａ、４０Ａ、８０Ａ（駆動部１２の駆動電流）と変化させ、明るい部屋で励起用光源１１の発光強度を４０Ａとして測定した結果を示している。図７に示すように、暗室において励起用光源１１の発光強度を２０Ａ、４０Ａ、８０Ａと変化させても発光強度の減衰速度は、それぞれ１．０５μｓ、１．０２μｓ、０．９７μｓであり、励起用光源１１の発光強度によらない結果となった。また、明るい部屋で励起用光源１１の発光強度を４０Ａとした場合の発光強度の減衰速度は０．９２μｓであり、検査環境の明るさに依存しない結果となった。
【0046】
このように、真空及び大気圧のいずれであって発光強度の減衰速度は、励起用光源１１の発光強度によらず、また、検査環境の明るさに依存しない結果となった。
これにより、励起用光源１１の発光強度や検査環境の明るさによらず、発光強度の減衰速度を測定することで指示ユニット１３０におけるエアリークの有無を判定することが可能となる。すなわち、明るい部屋で測定可能で、例えば水道メータ１００の生産現場で指示ユニット１３０のエアリーク検査が可能となる。
これにより、励起用光源１１の発光強度や検査環境の明るさによらず、発光強度の減衰速度を測定することで指示ユニット１３０におけるエアリークの有無を判定することが可能となる。すなわち、明るい部屋で測定可能で、例えば水道メータ１００の生産現場で指示ユニット１３０のエアリーク検査が可能となる。
【0047】
以上、本発明に係る実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。例えば、感圧塗料Ｐとしては、ルテニウム錯体に比べて酸素消光による発光寿命がより長いＰｔＴＦＰＰ、ＰｔＯＥＰＰ等の白金－ポルフィリン錯体を用いても良い。励起用光源１１としては、発光波長４００ｎｍから７００ｎｍのレーザダイオードで構成される励起用光源を用いても良い。
【符号の説明】
【0048】
１・・・リーク検査装置
１０・・・発光部
１１・・・励起用光源、１２・・・駆動部
２０・・・受光部
２１・・・フォトダイオード、２２・・・トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）
３０・・・測定部
３１・・・オシロスコープ
４０・・・報知部
１００・・・水道メータ
１３０・・・指示ユニット
１３１・・・レジスタボックス、１３２・・・下台板、１３３・・・上台板
１０・・・発光部
１１・・・励起用光源、１２・・・駆動部
２０・・・受光部
２１・・・フォトダイオード、２２・・・トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）
３０・・・測定部
３１・・・オシロスコープ
４０・・・報知部
１００・・・水道メータ
１３０・・・指示ユニット
１３１・・・レジスタボックス、１３２・・・下台板、１３３・・・上台板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】