ISO 3530:1979 真空技術—質量分析計タイプのリークディテクタキャリブレーション | ページ 4

この規格 プレビューページの目次

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

2 つの定義

ノート

  • 1真空技術で使用される用語の ISO 用語集はまだ利用できません。これを考慮して、次の定義のリストが作成されました。この国際規格での用法は、これらの定義に準拠します。
  • 2単語が名詞または動詞のいずれかである場合、カッコ内の文字「n」 or 「v」は、どちらの用法が関係しているかを示します。

2.1 バックグラウンド(または残留シグナル)

2.1.1

バックグラウンド

一般に、注入されたサーチガスなしでリークディテクターによって与えられるスプリアス指示の合計。バックグラウンドは、質量分析計のチューブ (以下を参照) または関連する電気および電子回路、あるいはその両方で発生する可能性があります。 (多くの場合、この用語は、注入された探索ガスから生成されたイオン以外のイオンによる兆候を具体的に指すために使用されます。)

2.1.2

ドリフト

背景の比較的ゆっくりした変化。重要なパラメータは、指定された期間に測定された最大ドリフトです。

2.1.3

ノイズ

背景の比較的急速な変化。重要なパラメータは、指定された期間に測定されたノイズです。

2.1.4

ヘリウムの背景

漏れ検出器または漏れ検出システムの壁から放出されたヘリウムによるバックグラウンド。

2.2 コンポーネント

2.2.1

入口ラインまたはサンプル入口ライン

検査対象物からリークディテクタまでサーチガスが通過するライン。

2.2.2

インレットバルブ

サンプル入口ラインの端に配置され、漏れ検出器に隣接するバルブ。 (図 1 を参照してください。) ほとんどの場合、インレットバルブは漏れ検出器の不可欠な部分です。

2.2.3

リークアイソレーションバルブ

リークディテクターのテストに使用されるリークとサンプル入口ラインの間に配置されるバルブ。 (図 1 を参照してください。)

2.2.4

ポンプバルブ

サンプル入口ラインを排気するために使用される粗引きポンプとそのラインの間に配置されたバルブ。 (図 1 を参照してください。)

2.2.5

ベントバルブ

排気された空間に空気やその他の気体を導入して、その空間の圧力を大気圧まで上昇させるために使用されるバルブ。 (図 1 を参照してください。)

2.2.6

制御を戻す

ゼロコントロール

ほとんどのリークディテクタに搭載されている電気制御で、デバイスの出力表示をシフトするために使用できます。多くの場合、バックオフ制御は、出力表示をスケールのゼロに戻すために使用されます。これが別名の由来です。

2.2.7

フィラメント

質量分析管内のガスをイオン化する (熱) 電子のソース。フィラメントはこのチューブにあります。

2.2.8

質量分析管

探索ガスがイオン化されて検出される漏れ検出器の要素。

2.3 検索ガス

サーチガス: リークテスト中の機器の外面に適用され、リークから機器に入った後、真空テストで検出されるガス、またはテスト中の機器に導入され、リークから放出された後に検出されるガス。圧力テスト。

2.4 リーク

2.4.1

リーク

n

真空技術において、壁全体に存在する圧力または濃度差の作用下で、壁の一方の側から他方の側にガスを通過させることができるエンクロージャの壁の穴、多孔性、透過性要素、またはその他の構造。
また、真空システムにガスを導入するために使用できる装置。

2.4.2

チャンネルリーク

理想的には長い毛細血管として扱うことができる 1 つまたは複数の個別の通路からなる漏れ。

2.4.3

膜漏れ

非多孔質の壁をガスが透過することによってガスの流れを可能にする漏れ。ヘリウムの場合、この壁はガラス、石英、または他の適切な材料でできています。

2.4.4

分子漏れ

質量流速が流れるガスの分子量の平方根の逆数に実質的に比例する漏れ。

2.4.5

粘性リーク

質量流量が流れるガスの粘度の逆数に実質的に比例する漏れ。

2.4.6

校正リーク

特定の条件下で特定のガスの既知の質量流量を提供するリーク装置。

2.4.7

デフォルトリーク

標準条件下での漏れ率がわかっている校正済みの漏れ。すなわち、23 ± 7 °C, 漏れの一方の端で 100 kPa ± 5% の圧力、もう一方の端での圧力が非常に低いため、漏れ率にほとんど影響を与えません。

2.4.8

仮想リーク

システム内のガスまたは蒸気の発生による漏れのように見えること。

2.5 リークレート

2.5.1

漏れ率

特定の条件下でリークを通過する特定のガスのスループット1) (Pa m 3 s -1 )

2.5.2

デフォルトの空気漏れ率

次のように指定された標準条件下での露点 - 25 °C 未満の大気のリークによるスループット: 入口圧力は 100 kPa ± 5 %、出口圧力は 1 kPa 未満、温度は23±7℃で。

2.5.3

同等の基準空気漏れ量

10 -7から 10 -8 Pa m 3 s -1未満の標準的な空気漏れ率を持つ短経路漏れは、分子タイプのものです (2.4.4 を参照)その結果、ヘリウム (相対分子量 4) は、空気 (相対分子量 29.0) よりも速くこのような漏れを通過し、ヘリウムの特定の流量は、より小さな流量の空気に対応します。この国際規格では、ヘリウム流量が測定され、「等価標準空気漏れ率」は、標準条件下でのヘリウム漏れ率の倍数として取得されます (2.5.2 を参照)

2.6 リークディテクターの操作

2.6.1

ピーク

n

リークディテクターが存在するガス (通常は探索ガス) で質量スキャンされた場合 (以下を参照)、チャートレコーダーで最大値を示すトレース。検出器が敏感です。

2.6.2

ピーク

v

特定の探索ガス入力による出力が最大になるようにリークディテクターのスキャン制御 (2.6.3 を参照) を設定します。チューニングの一種。

2.6.3

スキャン

v

特に探索ガスピークを生成するのに必要な電圧を含む電圧範囲にわたって、漏れ検出器の加速電圧(または他の同等の動作パラメータ)を変化させること。

2.6.4

v

漏れ検出技術において、探索ガスに対する応答が最大になるように、漏れ検出器の 1 つまたは複数の制御を調整すること。スキャニングコントロールのみによるチューニングを「ピーキング」と呼びます。

2.6.5

v

バックオフまたはゼロ制御を調整して、漏れ検出器の出力表示が表示スケールのゼロまたはその他の基準点になるようにします。

2.7 相対ガス濃度

2.7.1

濃度比

モル分率 (2.7.2) と同じ。

2.7.2

モル分率

混合物中の原子 (または分子) の総数に対する、混合物の特定の成分の原子 (または分子) の数の比率。理想気体の場合、モル分率は体積に基づく分数と同じ値になります。一般に、リークディテクターは、ガスが理想的に動作する圧力範囲で操作されます。濃度比と同じ。

2.7.3

分圧

ガスの混合物では、成分の分圧は、混合物の全圧と、特定の成分のモル分率または濃度比の積です。

2.8 感度用語

2.8.1

感度

デバイスの感度は、デバイスの出力の変化を、応答を引き起こした入力の変化で割ったものです。

2.8.2

最小検出シグナル

ノイズとドリフトの合計に等しい、入ってくる探索ガスによる出力信号。

2.8.3

最小検出漏れ

検出可能な最小リークレート

所定の漏れ検出器によって明確に検出できる、標準的な空気漏れ率によって指定される最小の漏れ (条項 1 を参照)検出可能な最小漏れ率は、多くの要因によって異なります。物理的には、式に従って、イオン源で測定された探索ガスの流量q viと、検出可能なイオン源内の探索ガスの最小分圧pgに依存します。

検出可能な最小漏れ量 = pg x qvi

検出可能な最小リークレートは、検出可能な最小シグナルと感度の比として計算されます。

注記 1この国際規格の目的の 1 つは,バックグラウンド,流量(ポンプ速度),時間係数を考慮して,検出可能な最小漏れ量を決定するための実際的な手順を記述することである。

2.8.4

最小検出濃度比

機器内の圧力が最適な高い値まで上昇するような速度で混合物が検出器に供給されたときに、特定の漏れ検出器によって明確に検出できる、空気混合物中の特定の探索ガスの最小濃度比。この国際規格では、既知のヘリウム濃度比(3.5 を参照)のヘリウムと空気の混合物に対する漏れ検出器の応答の観察から、やや恣意的な手順によって、検出可能な最小漏れ率が計算されます。

2.9 時間要因

2.9.1

時定数

τ

機器またはシステムの出力が、入力の急激な変化 によって 生じる最終的な (定常状態の) 出力変化の 1 — 1/e または 63% 変化するのに必要な時間間隔。

2.9.2

反応時間

ゼロまたは小さい漏れ率表示から、正またはより大きい漏れ率表示への変化に対応する時定数。

2.9.3

クリーンアップ時間

クリアタイム

正の漏れ率表示から小さいまたはゼロの漏れ率表示への変化に対応する時定数。

注記 1この国際規格では、応答時間とクリーンアップ時間は等しいと想定されています。

2 Definitions

NOTES

  • 1 An ISO glossary of terms used in vacuum technology is not yet available. In view of this, the following list of definitions has been prepared; usage in this International Standard will conform to these definitions.
  • 2 Where a word may be either a noun or a verb, the letters "n" or "v", in parentheses, indicate which usage is involved.

2.1 Background (or residual signal)

2.1.1

background

In general, the total spurious indication given by the leak detector without injected search gas. Background can originate in either the mass spectrometer tube (see below) or the associated electric and electronic circuitry, or both. (Frequently, the term is used to refer specifically to the indication due to ions other than those produced from injected search gas.)

2.1.2

drift

The relatively slow change in the background. The significant parameter is the maximum drift measured in a specified period of time.

2.1.3

noise

The relatively rapid changes in the background. The significant parameter is the noise measured in a specified period of time.

2.1.4

helium background

Background due to helium released from the walls of the leak detector or leak-detection system.

2.2 Components

2.2.1

inlet line or sample inlet line

The line through which the search gas passes from the object under test to the leak detector.

2.2.2

inlet valve

A valve which is placed at the end of the sample inlet line and adjacent to the leak detector. (See figure 1.) Almost invariably the inlet valve is an integral part of the leak detector.

2.2.3

leak isolation valve

A valve placed between a leak which is to be used for testing the leak detector and the sample inlet line. (See figure 1.)

2.2.4

pump valve

A valve placed between the roughing pump used for evacuating the sample inlet line and that line. (See figure 1.)

2.2.5

vent valve

A valve used to admit air or other gas into an evacuated space so as to increase the pressure therein to atmospheric pressure. (See figure 1.)

2.2.6

backing-off control

zero control

An electrical control, present on most leak detectors, which may be used to shift the output indication of the device. Frequently, the backing-off control is used to return the output indication to zero of the scale, whence the alternative name.

2.2.7

filament

The source of the (thermal) electrons which ionize the gases in the mass spectrometer tube; the filament is located in this tube.

2.2.8

mass spectrometer tube

That element of a leak detector in which the search gas is ionized and detected.

2.3 Search gas

search gas: A gas applied to the outer surface of equipment under leak test and detected, after entry into the equipment through the leak, in a vacuum test, or introduced into theequipment under test and detected after it is emitted from the leak, in a pressure test.

2.4 Leaks

2.4.1

leak

n

In vacuum technology, a hole, porosity, permeable element, or other structure in the wall of an enclosure capable of passing gas from one side of the wall to the other under action of a pressure or concentration difference existing across the wall.
Also, a device which can be used to introduce gas into an evacuated system.

2.4.2

channel leak

A leak which consists of one or more discrete passages that may be ideally treated as long capillaries.

2.4.3

membrane leak

A leak which permits gas flow by permeation of the gas through a non-porous wall. For helium, this wall may be of glass, quartz, or other suitable material.

2.4.4

molecular leak

A leak through which the mass rate of flow is substantially proportional to the reciprocal of the square root of the molecular mass of the flowing gas.

2.4.5

viscous leak

A leak through which the mass rate of flow is substantially proportional to the reciprocal of the viscosity of the flowing gas.

2.4.6

calibrated leak

A leak device which provides a known mass rate of flow for a specific gas under specific conditions.

2.4.7

standard leak

A calibrated leak for which the rate of leakage is known under standard conditions; namely, 23 ± 7 °C, a pressure of 100 kPa ± 5 % at one end of the leak, and a pressure at the other end so low as to have a negligible effect on the leak rate.

2.4.8

virtual leak

The semblance of a leak due to evolution of gas or vapour within a system.

2.5 Leak rates

2.5.1

leak rate

The throughput 1), in Pa·m3·s-1, of a specific gas which passes through a leak under specific conditions.

2.5.2

standard air leak rate

The throughput, through a leak, of atmospheric air of dewpoint less than - 25 °C under standard conditions specified as follows: the inlet pressure shall be 100 kPa ± 5 %, the outlet pressure shall be less than 1 kPa, and the temperature shall be 23 ± 7 °C.

2.5.3

equivalent standard air leak rate

Short-path leaks having standard air leak rates less than 10 -7 to 10-8 Pa·m3·s-1 are of the molecular type (see 2.4.4). Consequently, helium (relative molecular mass 4) passes through such leaks more rapidly than air (relative molecular mass 29,0), and a given flow rate of helium corresponds to a smaller flow rate of air. In this International Standard, helium flow is measured and the"equivalent standard air leak rate" is taken as times the helium leak rate under standard conditions (see 2.5.2).

2.6 Operation of the leak detector

2.6.1

peak

n

The trace showing a maximum on the chart recorder when the leak detector is mass scanned (see below) with gas present, usually the search gas, to which the detector is sensitive.

2.6.2

peak

v

To so set the scanning control (see 2.6.3) of a leak detector that the output due to a given search gas input is maximized. A form of tuning.

2.6.3

scan

v

To vary the accelerating voltage (or other equivalent operating parameter) of a leak detector, particularly across that range of voltage which includes the voltage necessary to produce a search gas peak.

2.6.4

tune

v

In leak-detection technology, to adjust one or more of the controls of a leak detector so that its response to a search gas is maximized. Tuning by means of the scanning control only is called"peaking".

2.6.5

zero

v

To adjust the backing-off or zero control so that the output indication of the leak detector is at the zero of the indicating scale or at some other reference point.

2.7 Relative gas concentration

2.7.1

concentration ratio

Same as mole fraction (2.7.2).

2.7.2

mole fraction

The ratio of the number of atoms (or molecules) of a given constituent of a mixture to the total number of atoms (or molecules) in the mixture. For ideal gases, the mole fraction has the same value as the fraction based on volume; in general, leak detectors are operated in the pressure range where gases behave ideally. Same as concentration ratio.

2.7.3

partial pressure

In a mixture of gases, the partial pressure of a constituent is the product of the total pressure of the mixture and the mole fraction or concentration ratio of the given constituent.

2.8 Sensitivity terms

2.8.1

sensitivity

The sensitivity of a device is the change in output of the device divided by the change in input which caused the response.

2.8.2

minimum detectable signal

An output signal due to incoming search gas which is equal to the sum of the noise and the drift.

2.8.3

minimum detectable leak

minimum detectable leak rate

The smallest leak, as specified by its standard air leak rate, that can be detected unambiguously by a given leak detector (see clause 1). The minimum detectable leak rate depends on a number of factors. Physically, it depends on the volume rate of flow, qvi , of the search gas, measured at the ion source, and minimum partial pressure pg, of the search gas in the ion source that can be detected, according to the formula

minimum detectable leak rate = pg x qvi

The minimum detectable leak rate will be calculated as the ratio of the minimum detectable signal and the sensitivity.

Note 1 to entry: One of the purposes of this International Standard is to describe practical procedures for determining minimum detectable leak rate, taking into account background, volume rate of flow (pumping speed), and time factor.

2.8.4

minimum detectable concentration ratio

Thesmallest concentration ratio of a given search gas in an air mixture that can be detected unambiguously by a given leak detector when the mixture is fed to the detector at such a rate as to raise the pressure in the instrument to some optimum high value. In this International Standard, the minimum detectable leak rate is calculated — by a somewhat arbitrary procedure — from observations of the response of the leak detector to a helium-air mixture of known helium concentration ratio (see 3.5).

2.9 Time factors

2.9.1

time constantr

τ

The time interval required for the output of an instrument or system to change by 1 — 1/e or 63 % of the ultimate (steady-state) output change produced by an abrupt change in input.

2.9.2

response time

The time constant corresponding to a change from a zero or small leak-rate indication, to a positive or larger leak-rate indication.

2.9.3

cleanup time

clearing time

The time constant corresponding to a change from a positive leak-rate indication to a small or zero leak-rate indication.

Note 1 to entry: In this International Standard response time and cleanup time are assumed to be equal.