泄漏检测器及泄漏检测器用离子源的制作方法

1.本发明涉及一种泄漏检测器及泄漏检测器用离子源。


背景技术：

2.作为现有的泄漏检测器，如专利文献1所示，有将流入至被检体的氦气引导至分析管进行检测的所谓的被称为氦泄漏检测器的泄漏检测器。
3.所述泄漏检测器成为以下结构：通过利用真空泵对分析管进行抽真空来引导氦，并利用设置于所述分析管内的离子源使氦离子化。
4.若对离子源进行更详细说明，则所述离子源构成为：通过使电流在安装有灯丝的一对电极间流动，灯丝被加热而释放热电子，利用所述热电子使氦离子化并由离子收集器检测。
5.在所述结构中，电极支撑于将离子源的内部与外部隔开的基底构件。若进行更具体说明，则电极贯通作为嵌入至基底构件的贯通孔的绝缘物的玻璃而设置，利用所述玻璃，电极与基底构件之间绝缘，并且保持电极间的绝缘。
6.但是，若源自上文所述的真空泵所使用的油和附着于被检体的油的成分被经抽真空的分析管吸引并飞到离子源附近，则所述成分会由于灯丝的热而碳化，而导致其碳化物附着于上文所述的玻璃。其结果，由于附着的碳化物，产生无法保持电极与基底构件之间的绝缘，从而电极间桥接而产生绝缘破坏，热电子无法释放等问题。
7.为了防止此种绝缘破坏，考虑在电极与基底构件之间取得大的距离，但在此情况下，会引起电极周围的零件的大型化、伴随于此的重量的增大等，从而产生离子源的处理变得不方便等其他问题。
8.[现有技术文献]
[0009]
[专利文献]
[0010]
[专利文献1]日本专利特开2020-197127号公报


技术实现要素：

[0011]
[发明所要解决的问题]
[0012]
因此，本发明是鉴于上文所述的问题而成，其课题在于提高电极间的绝缘耐久性。
[0013]
[解决问题的技术手段]
[0014]
本发明的第一实施例涉及一种泄漏检测器，其将来自被检体的气体引导至经抽真空的分析管，并且使用设置于所述分析管内的离子源对所述气体进行离子化并检测，由此对所述被检体进行泄漏检查，且所述泄漏检测器中，所述离子源包括：灯丝，释放使所述气体离子化的热电子；电极，与所述灯丝电连接；基底构件，供所述电极贯通，并且将配置所述灯丝的内部空间与外部隔开；第一绝缘构件，设置于所述基底构件上所形成的电极用贯通孔内，且介隔存在于所述电极与所述基底构件之间；以及第二绝缘构件，设置于所述电极的周围，且向比所述基底构件的面对所述内部空间的面更靠所述内部空间侧延伸。
[0015]
本发明的第二实施例涉及一种泄漏检测器用离子源，其用于对被检体进行泄漏检查的泄漏检测器，且设置于经抽真空的分析管内，使被引导至所述分析管的来自所述被检体的气体离子化，且所述泄漏检测器用离子源包括：灯丝，释放使所述气体离子化的热电子；电极，与所述灯丝电连接；基底构件，供所述电极贯通，并且将配置所述灯丝的内部空间与外部隔开；第一绝缘构件，设置于所述基底构件上所形成的电极用贯通孔内，且介隔存在于所述电极与所述基底构件之间；以及第二绝缘构件，设置于所述电极的周围，且向比所述基底构件的面对所述内部空间的面更靠所述内部空间侧延伸。
[0016]
[发明的效果]
[0017]
根据本发明，由于包括向比基底构件的面对内部空间的面更靠内部空间侧延伸的第二绝缘构件，因此可利用所述第二绝缘构件的外周面获得电极与基底构件之间的绝缘距离，其结果，能够大幅度提高电极间的绝缘耐久性。
附图说明
[0018]
图1是表示本发明一实施方式中的泄漏检测器的整体结构的示意图。
[0019]
图2是表示所述实施方式的分析管的内部结构的示意图。
[0020]
图3是表示所述实施方式的离子源的结构的示意图。
[0021]
图4是表示所述实施方式的离子源的内部结构的示意图。
[0022]
图5是表示所述实施方式的第二绝缘体的结构的剖视图。
[0023]
图6是用于说明基于所述实施方式的第二绝缘体的作用效果的示意图。
[0024]
图7是表示其他实施方式中的第二绝缘构件的结构的剖视图。
[0025]
图8是表示其他实施方式中的第二绝缘构件的结构的剖视图。
[0026]
图9是表示其他实施方式中的第二绝缘构件的结构的剖视图。
[0027]
图10是表示其他实施方式中的罩构件的结构的剖视图。
[0028]
[符号的说明]
[0029]
100：泄漏检测器
[0030]
x：被检体
[0031]
4：分析管
[0032]
6：离子源
[0033]
61：灯丝
[0034]
62：阳极
[0035]
63：屏蔽件
[0036]
64：加速狭缝
[0037]
65：电极
[0038]
66：基底构件
[0039]
66h：电极用贯通孔
[0040]
661：基底面
[0041]
67：第一绝缘构件
[0042]
671：相向面
[0043]
6s：内部空间
[0044]
68：第二绝缘构件
[0045]
68h：插入孔
[0046]
681：相向面
[0047]
682：外周面
[0048]
69：罩构件
具体实施方式
[0049]
参照附图对本发明一实施方式中的泄漏检测器进行说明。
[0050]
[整体结构]
[0051]
本实施方式的泄漏检测器100用于例如对真空容器等被检体x进行泄漏检查，且如图1所示，经由测试端口p配管连接于被检体x。
[0052]
具体而言，泄漏检测器100至少包括：油旋转泵1、牵引泵2及涡轮分子泵3此三台真空泵、使排气路径及氦导入路径开闭的三个阀v1～v3、以及分析管4。再者，各个阀v1～阀v3的开闭状态由控制装置(未图示)基于泄漏检测器100的操作者的指示来控制。另外，真空泵和阀的数量不限于图1所示的形态，可根据装置结构适宜变更。
[0053]
分析管4经由涡轮分子泵3、牵引泵2、阀v1配管连接于油旋转泵1。进行泄漏试验的被检体x经由测试端口p、阀v2配管连接于油旋转泵1。另外，被检体x经由测试端口p、阀v3配管连接于涡轮分子泵3的排气口3a，所述阀v3在氦泄漏检测器的逆扩散排气模式(或者，也可为中间排气模式、直接流动等其他模式)的情况下开放。
[0054]
被检体x的泄漏检查按照以下的程序进行。再者，此处，为了简单，仅对逆扩散排气模式的情况进行说明。
[0055]
(1)将阀v2、阀v3闭合，并且将阀v1打开，并以涡轮分子泵3、牵引泵2、油旋转泵1的串联结构对分析管4内进行真空排气，直至成为规定的真空度(氦的背景值)以下为止。
[0056]
(2)将泄漏试验的被检体x安装于测试端口p。
[0057]
(3)在分析管4内下降至规定的背景值以下之后，将阀v2打开，利用油旋转泵1对被检体x内进行真空排气(粗抽真空排气)。
[0058]
(4)将阀v2闭合并且将阀v3打开，开始利用分析管4进行的泄漏检测。即，试图使氦(he)气体从被检体x的外侧经由泄漏试验部位流入至被检体x内。
[0059]
(5)若在被检体x的泄漏试验部位有泄漏，则he气体会侵入至被检体x内。所述he气体经过开放的阀v3、涡轮分子泵3到达分析管4。通过分析管4对氦气进行检测来测定被检体x的泄漏量。
[0060]
接着，使用图2对分析管4进行说明。
[0061]
分析管4包括：离子源6，配置于密闭容器5内；永磁体7，形成被离子源6离子化的氦离子所射出的磁场；中间狭缝8，在使由于磁场而弯曲的氦离子通过的同时不使其他离子(例如，源自空气中所含的成分的离子)通过；以及离子收集器9，对通过了中间狭缝8的氦离子进行检测。
[0062]
而且，本发明的泄漏检测器100所述离子源6，因此以下进行详述。
[0063]
如图3所示，离子源6对灯丝61进行加热而释放热电子，并利用所述热电子使氦离子化。
[0064]
作为离子源6的具体的结构的一例，如图3所示，可列举包括灯丝61、阳极62、屏蔽件63、加速狭缝64的离子源。在所述结构中，从灯丝61表面释放的热电子朝向被施加正电位的阳极62飞行，但此处的阳极62由于包括细的金属线，因此热电子的大部分通过阳极62朝向屏蔽件63。而且，屏蔽件63由于被施加负电位，因此热电子不会到达屏蔽件63而是继续折返飞行。如此往复运动的热电子与存在于灯丝61与屏蔽件63之间的气体碰撞，由此所述气体电离为离子及电子。如此电离的离子相对于作为正极的阳极62朝向成为负极的加速狭缝64飞行，并通过形成于加速狭缝64的开口部641而射出至磁场中。再者，离子源6的结构并不限于此，可使用各种类型的离子源。
[0065]
如图4所示，本实施方式的离子源6包括灯丝61、及分别与灯丝61电连接的一对柱状的电极65，且构成为通过使电流在这些电极65间流动，灯丝61被加热而释放热电子。再者，在本实施方式中，设置有一对灯丝61，在这些灯丝61与电极65之间介隔存在有导电构件611。另外，在上文所述的阳极62也电连接有电极65，以使得可经由所述电极65向阳极62施加正电位。
[0066]
在所述结构中，由于当上文所述的多条电极65电连接时会引起绝缘破坏，因此这些电极65需要相互绝缘。
[0067]
因此，如图4及图5所示，离子源6包括支撑电极65的金属制的基底构件66、及使电极65与基底构件66绝缘的第一绝缘构件67。
[0068]
如图5所示，基底构件66为支撑电极65，并且将配置灯丝61的内部空间6s与外部隔开的平板状的构件。此处的基底构件66例如为铁制的圆板，且形成有沿其厚度方向贯通而成的电极用贯通孔66h。但是，基底构件66的材质和形状不限于图示的材质和形状，可适宜变更。
[0069]
电极用贯通孔66h呈供电极65贯通的例如圆形形状。在本实施方式中，多个电极用贯通孔66h例如在基底构件66的中心周围等间隔地设置。但是，电极用贯通孔66h的形状、配置及个数不限于图示的形态，可适宜变更。
[0070]
第一绝缘构件67为设置于上文所述的电极用贯通孔66h内的例如玻璃等绝缘物。在本实施方式中，在电极用贯通孔66h预先填充有作为第一绝缘构件67的玻璃，通过在使所述玻璃熔融的状态下插入电极65并冷却，电极65在贯通了第一绝缘构件67的状态下支撑于基底构件66。由此，第一绝缘构件67介隔存在于电极65与基底构件66之间并将它们绝缘。
[0071]
而且，如图4及图5所示，本实施方式的离子源6还包括第二绝缘构件68，所述第二绝缘构件68协同第一绝缘构件67将电极65与基底构件66之间绝缘。
[0072]
所述第二绝缘构件68为设置于电极65的周围的例如氧化铝等绝缘物，且在本实施方式中与第一绝缘构件67为不同构件。但是，作为第二绝缘构件68，也可与第一绝缘构件67一体。
[0073]
若进行更具体说明，则如图4及图5所示，第二绝缘构件68例如为圆筒状等，形成有供电极65插入的插入孔68h。第二绝缘构件68经由所述插入孔68h插通至电极65，由此，第二绝缘构件68配置成包围电极65的外周面。
[0074]
第一绝缘构件67与第二绝缘构件68相互相向地配置，第一绝缘构件67与第二绝缘构件68的相向面671、相向面681相互接触。即，此处的第二绝缘构件68从第一绝缘构件67的面对内部空间6s的面朝向内部空间6s侧延伸。
[0075]
在本实施方式中，第二绝缘构件68的相向面681小于第一绝缘构件67的相向面671，第二绝缘构件68的相向面681的整体限制在第一绝缘构件67的相向面671的内侧。但是，第二绝缘构件68的相向面681可与第一绝缘构件67的相向面671为同一尺寸(同一形状)，也可大于第一绝缘构件67的相向面671。
[0076]
而且，如图5所示，所述第二绝缘构件68向比上文所述的基底构件66的面对内部空间6s的面661(以下，也称为基底面661)更靠内部空间6s侧延伸，换言之，第二绝缘构件68的外周面682向比基底面661更靠内部空间6s侧延伸。
[0077]
第二绝缘构件68的外周面682沿与基底面661正交的方向或从所述正交方向倾斜的方向延伸，作为具体的形状，可列举沿着其延伸的方向起伏的起伏形状(波纹形状)、沿着所述方向设置有凹凸的凹凸形状、或者沿着所述方向笔直地延伸的直管形状等。
[0078]
在所述实施方式中，第二绝缘构件68为其轴向与基底面661正交的筒状的构件，且例如利用了绝缘体等。
[0079]
所述第二绝缘构件68的外周面682沿着轴向越长，基底构件66与电极65之间的绝缘距离越长。因此，就获得基底构件66与电极65之间的绝缘距离的观点而言，第二绝缘构件68的沿着轴向的尺寸(高度尺寸)以长为佳，具体而言，优选为第二绝缘构件68的直径的至少1/2倍以上。或者，第二绝缘构件68的沿着轴向的尺寸(高度尺寸)优选为电极65的高度的10％以上，更优选为30％以上，进而优选为50％以上。或者，第二绝缘构件68的沿着轴向的尺寸(高度尺寸)优选为2mm以上，更优选为4mm以上。特别是通过实验判明了在高度尺寸为2mm以上的区域中后述的碳化物难以附着。
[0080]
[本实施方式的作用效果]
[0081]
根据如此构成的泄漏检测器100，由于包括向比基底构件66的基底面661更靠内部空间6s侧延伸的第二绝缘构件68，因此可利用所述第二绝缘构件68的外周面682获得电极65与基底构件66之间的绝缘距离。
[0082]
具体而言，有助于绝缘的面包括第一绝缘构件67的与基底构件66平行且面对内部空间6s的面、及第二绝缘构件68的与基底构件66正交的外周面682、以及与基底构件66平行的面，由此可增大绝缘距离。
[0083]
其结果，能够在几乎不改变离子源6的尺寸和重量的情况下大幅度提高电极65间的绝缘耐久性。
[0084]
若进行更具体说明，则源自真空泵1～真空泵3所使用的油和附着于被检体x的油的成分由于灯丝61的热而碳化，因此其碳化物从灯丝61的方向飞来，结果为，其碳化物容易附着于第一绝缘构件67。然而，由于其碳化物从灯丝61的方向飞来，如图6所示，所述碳化物在方向上难以附着于第二绝缘构件68的外周面682，因此可利用所述外周面682保持电极65与基底构件66之间的绝缘，从而如上所述那样实现电极65间的绝缘耐久性的提高。
[0085]
[其他实施方式]
[0086]
对其他实施方式进行说明。
[0087]
例如，在所述实施方式中对第一绝缘构件67与第二绝缘构件68相互接触的形态进行了说明，但如图7所示，第一绝缘构件67与第二绝缘构件68也可非接触。在此情况下，作为第一绝缘构件67，不需要充满电极用贯通孔66h的整体。另外，作为第二绝缘构件68，可列举从基底面661向内部空间6s侧延伸，并且以堵塞电极用贯通孔66h的方式配置的形态。
[0088]
另外，作为第二绝缘构件68，不限于圆筒状，例如可为剖面呈三角形形状、矩形形状、多边形形状的筒状，只要是向比基底面661更靠内部空间6s侧延伸的形状，则也无需为筒状，可设为各种形状。
[0089]
在所述实施方式中，对第一绝缘构件67与第二绝缘构件68为不同构件的形态进行了叙述，但如图8所示，第一绝缘构件67与第二绝缘构件68也可为一体，此情况下的第二绝缘构件68为位于比基底面661更靠内部空间6s侧处的部分。
[0090]
另外，就防止碳化物向第二绝缘构件的附着的观点而言，如图9所示，第二绝缘构件68的与第一绝缘构件67面对面的相向面681的一部分也可与第一绝缘构件67非接触。若如此，则在相向面681的一部分难以附着碳化物，从而可保持电极65与基底构件66的绝缘。
[0091]
进而，就防止碳化物向第一绝缘构件67的附着的观点而言，如图10所示，也可包括设置于比第一绝缘构件67更靠内部空间6s侧处且覆盖第一绝缘构件67的罩构件69。在此情况下，作为罩构件69，未必需要具有绝缘性，可使用各种材质的罩构件。
[0092]
此外，只要不违背本发明的主旨，则也可进行各种实施方式的变形和组合。
[0093]
[实施方式]
[0094]
本领域技术人员将理解，上文所述的多个例示性的实施方式或其变形为以下实施方式的具体例。
[0095]
(第一项)一实施方式的泄漏检测器100将来自被检体x的气体引导至经抽真空的分析管4，并且使用设置于所述分析管4内的离子源6对所述气体进行离子化并检测，由此对所述被检体x进行泄漏检查，且所述泄漏检测器100中，
[0096]
所述离子源6包括：
[0097]
灯丝61，释放使所述气体离子化的热电子；
[0098]
电极65，与所述灯丝61电连接；
[0099]
基底构件66，供所述电极65贯通，并且将配置所述灯丝61的内部空间6s与外部隔开；
[0100]
第一绝缘构件67，设置于所述基底构件66上所形成的电极用贯通孔66h内，且介隔存在于所述电极65与所述基底构件66之间；以及
[0101]
第二绝缘构件68，设置于所述电极的周围，且向比所述基底构件66的面对所述内部空间6s的面661更靠所述内部空间6s侧延伸。
[0102]
根据如此构成的泄漏检测器100，由于包括向比基底构件66的面对配置灯丝61的内部空间6s的面661更靠内部空间6s侧延伸的第二绝缘构件68，因此可在从所述面朝向内部空间6s侧的方向上获得电极65与基底构件66之间的绝缘距离，其结果，能够大幅度提高电极65间的绝缘耐久性。第一绝缘构件在与基底构件平行的面上具有绝缘的效果，第二绝缘构件在平行于与基底构件正交的面的面上具有绝缘的效果。由于在第二绝缘构件的与基底构件正交的面上碳化物难以附着，因此可极其良好地维持绝缘效果。
[0103]
(第二项)另一实施方式的泄漏检测器100在第一项的实施方式的泄漏检测器100中，所述第二绝缘构件68与所述第一绝缘构件67为不同构件。
[0104]
根据此种结构，作为第一绝缘构件67和设置有所述第一绝缘构件67的基底构件66，可使用现有的构件，因此可在不大幅改变至此为止的装置结构的情况下大幅度提高电极65间的绝缘耐久性。
[0105]
(第三项)另一实施方式的泄漏检测器100在第一项或第二项的实施方式的泄漏检测器100中，所述第二绝缘构件68形成有供所述电极65插通的插入孔68h。
[0106]
根据此种结构，通过将第二绝缘构件68插通至电极65，可延长电极65与基底构件66的绝缘距离，因此可确保生产性。
[0107]
(第四项)另一实施方式的泄漏检测器100在第一项或第二项中的任一项的泄漏检测器100中，所述第二绝缘构件68呈筒状，沿着其轴向的尺寸为2mm以上。
[0108]
通过实验判明在第二绝缘构件的高度尺寸为2mm以上的区域中碳化物难以附着，因此，若为此种结构，则可起到关于绝缘的更显著的效果。
[0109]
(第五项)一实施例的泄漏检测器用离子源6用于对被检体x进行泄漏检查的泄漏检测器100，且设置于经抽真空的分析管4内，使被引导至所述分析管4的来自所述被检体x的气体离子化，且所述泄漏检测器用离子源6包括：
[0110]
灯丝61，释放使所述气体离子化的热电子；
[0111]
电极65，与所述灯丝61电连接；
[0112]
基底构件66，供所述电极65贯通，并且将配置所述灯丝61的内部空间6s与外部隔开；
[0113]
第一绝缘构件67，设置于所述基底构件66上所形成的电极用贯通孔66h内，且介隔存在于所述电极65与所述基底构件66之间；以及
[0114]
第二绝缘构件68，设置于所述电极的周围，且向比所述基底构件66的面对所述内部空间6s的面661更靠所述内部空间6s侧延伸。
[0115]
根据如此构成的泄漏检测器用离子源6，可起到与上文所述的泄漏检测器100相同的作用效果，即，可起到可利用第二绝缘构件68获得电极65与基底构件66之间的绝缘距离，大幅度提高电极65间的绝缘耐久性的作用效果。
[0116]
(第六项)一实施例的泄漏检测器100将来自被检体x的气体引导至经抽真空的分析管4，并且使用设置于所述分析管4内的离子源6对所述气体进行离子化并检测，由此对所述被检体x进行泄漏检查，且所述泄漏检测器100中，
[0117]
所述离子源6包括：
[0118]
灯丝61，释放使所述气体离子化的热电子；
[0119]
电极65，与所述灯丝61电连接；
[0120]
基底构件66，供所述电极65贯通，并且将配置所述灯丝61的内部空间6s与外部隔开；
[0121]
第一绝缘构件67，设置于所述基底构件66上所形成的电极用贯通孔66h内，且将所述电极65与所述基底构件66绝缘；以及
[0122]
罩构件69，设置于比所述第一绝缘构件67更靠所述内部空间6s侧处且覆盖所述第一绝缘构件67。
[0123]
根据如此构成的泄漏检测器100，由于可利用罩构件69抑制碳化物向第一绝缘构件67的附着，因此能够提高电极65间的绝缘耐久性。