ヘリウムガスリークによるガス圧低下

質問

素人で大変申し訳御座いませんが、ヘリウムリークディテクターについて御教授願います。

クライオポンプを使用しており、スニファーモードで
ベース値6.4×10^-7Pam^3/sec
リーク値1.0×10^-4Pam^3/sec
のリーク量が検出されましたが、
圧縮機+Heホース+クライオポンプの封入圧1.9MPaはどれくらいの期間で封入圧0MPaになるのでしょうか。
計算式等も教えて頂けますと助かります。

提示情報が足りないかもしれませんが、ご指摘下されば調べて掲載致します。
宜しくお願い致します。

回答No.5

noname#230359 · ベストアンサー

下記の式から求められます。
t=-(V/L) x (Ln(Pt/Pi))

V: 密閉容器の体積、例えばガスボンベの体積
L: リークレート
Pt: ある時間経過後の密閉容器の圧力(分圧)
Pi: 密閉容器のはじめの圧力(分圧)
t: 密閉容器の圧力がPiからPtになるまでの時間
(Lnは自然対数)

はじめの情報では、(密閉容器の)体積の値が無いので、
推定値を求めて上記の方程式に入れて計算してみてください。

お礼

Masan様

入院しておりましてご返事が大変遅くなり申し訳御座いませんでした。
体積は未だ不明ですがこれで少し計算してみます。
ありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

素人その３

あまり意味はないと思うが、
大きいほうの　リーク値：1.0×10^-4Pa･m^3/sec
を使って単純に計算すると、

(1.9[MPa]-1.5[MPa])/(1.0×10^-4[Pa･m^3/sec])
=(0.4[MPa])/(1.0×10^-10[MPa･m^3/sec])
=0.4×10^10[sec/m^3]
=6.67×10^7[min/m^3]
=1.11×10^6[hour/m^3]
=4.63×10^4[day/m^3]
=1.27×10^2[year/m^3]

容量が　1000ml　とすると、1/1,000 なので、
1,110時間＝46.3日

回答No.3

noname#230359

真空装置側の漏れでは無く、冷凍機の漏れという意味ですね。

不具合があっての質問ですよね？
正常値では無いということですよね？
となると、メーカーに相談するのがいいと思います。

修理となるとかなりします。新品を考えるくらい。
それでも、いつか不良品が発生することを考えるとそのまま使うことはありえない。

昔、真空装置は使っていてディテクターも使ってましたが、このケースは素人です。

お礼

回答（３）様

御回答ありがとうございます。
確かに不具合ではありますが今回の場合は
リーク量によりどの程度封入圧力が低下してしまうのかが
知りたくて投稿致しました。
漏れ箇所も把握しており修理予定です。

回答No.2

noname#230359

素人その２
余計なおせっかいですが
回答（１）さんの
＞2)「クライオポンプの封入圧1.9MPaはどれくらいの期間で封入圧0MPa」
http://www.ulvac-cryo.com/about_cp/cp_basic/kouzou/index.html
憶測ですが、クライオポンプのヘリウム冷凍サイクルの圧漏れじゃあないかな？

お礼

回答（２）様

御回答ありがとうございます。
まさにそれを調べたい内容でして
掲示したリーク量で封入圧1.9MPaはどれくらいの期間で0MPaになるのかが知りたいわけです。

回答No.1

noname#230359

素人回答です。
ご専門の方であれば、ご質問の文章を正しく把握できるのかと思いますが
当方の知識が不足しているので、ご質問の意図がうまく読み取れません。
ご面倒掛けますが、もう少々情報を補って頂けないでしょうか。

1)ヘリウムディテクターについてのお問い合わせですが、ご所望の答えは
　リーク量の検出方法（ヘリウムディテクター）ではなく、封入圧1.9MPaが
　どの程度の時間で低下するかということでしょうか？
　リーク量の検出方法の検出方法が、時間に影響するとお考えであれば、
　同時にご教示下さるようにお願いします。

2)「クライオポンプの封入圧1.9MPaはどれくらいの期間で封入圧0MPa」
　ど素人の質問で申し訳ありませんが、クライオポンプは真空ポンプであって
　1.9MPaというような圧力がどこにかかるか想像がつきません。どの部分に　
　圧力がかかるか、その部分の体積はどれ程でしょうか？

3)圧縮機及びクライオポンプの動作を停止させた状態で、1.9MPaが0MPaに低下
　する時間を求めていらっしゃるのでしょうか？

4)0MPaに低下するとは、ゲージ圧でゼロであって大気圧に等しくなることを
　指していると思いますが、リークがあっても完全にゲージ圧がゼロになる
　には無限大の時間がかかります。時間を求めたいのであれば、1.9MPaが
　もとの圧力の1/10の0.19MPaに低下する等の条件設定が必要と思います。

5)扱う気体は何でしょうか？

回答(2)さんのご説明で、クライオポンプには、ヘリウム(He)を冷媒とする
冷凍機が付属していて、高圧のHeを扱うことが理解できました。

http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/semicon_vacuum_tech/2_2_4a.htm

ところで、1.9MPaの圧力は、圧縮機運転中の圧力のことでしょうか？

お礼

回答（１）様

御回答ありがとうございます。
こちらも素人で申し訳御座いません。

（１）おっしゃる通りで検出方法ではなく封入圧1.9MPaがどの程度の時間で低下するかということです。

（２）追記の通りです。運転圧ではなく停止圧です。
（３）その通りです。
（４）条件設定ですか。1.9MPaから1.5MPaまで低下する時間でお願いします。
（５）ヘリウムガスです。