JP2001516049A - 空気負荷適用デバイスを制御する際の手順および装置 - Google Patents
空気負荷適用デバイスを制御する際の手順および装置Info
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Abstract
Description
る際の請求項5の前文記載の装置に関する。
システムが使用されているが、このシステムにおいては、試験用の供試体に加え
られた力は、油圧油の流量および圧力を調整することにより調整される。しかし
、油圧システムはいくつかの欠点を持っている。制御信号に含まれているかもし
れない僅かな誤差でも、試験されている供試体に直接影響するために、油圧シス
テムは、極度に高い精度を持つ正確な制御システムを必要とする。さらに、多く
の場合、特に、例えば、プロセス工業または原子力発電所の炉心内のような、実
際の動作条件で材料を試験しなければならない場合には、オイル漏れの危険があ
るために、試験対象の材料を、油圧システムの使用が問題外であるような状況で
使用しなければならない。
3,548,646号および3,628,378号のように、試験用の供試体に
加えられた力は、圧縮空気の流量および圧力を調整することにより調整される。
これらの空気圧システムの場合には、二つの弁が使用され、一方の弁を通して、
圧力回路に圧縮空気を導入することにより、制御下で圧力の増大が行われる。上
記圧力は、両方の弁を閉じた状態に維持することにより一定に保たれる。上記圧
力は、出口弁を開くことにより低下する。このような空気圧システムの欠点は、
制御を正確にまたきちんと行うことができないことである。しかし、正確に注意
深く弁を開閉した場合でも、オイルの流れにインパルスが発生し、また圧力ショ
ックが発生し、それにより、測定結果の精度がかなり影響を受ける。
なる圧力および温度条件下で、すべての可能な環境において、高い精度と安全な
方法で材料の調査を行い、試験用供試体に負荷を掛けることができる新しいタイ
プの手順と対応する装置とを開示することである。
は、試験用の供試体に負荷を掛けるための圧力源に接続している空気圧動力手段
と、供試体に掛かる負荷の影響を測定するためのセンサを備える。本発明の場合
には、測定中、連続していて、中断されない一定のガスの流れが、空気圧動力手
段の圧力回路に供給され、圧力回路内の圧力、すなわち、空気圧動力手段が試験
用供試体に加える力は、圧力回路から流出するガスの流れだけを調整することに
より調整される。
それぞれの場合に使用される試験装置が必要とする、必要な数値に調整または適
応させることができる。一定のガスの流れは、好適には、一定の圧力で圧力回路
に供給することが好ましい。
れに等しい場合には、空気圧動力手段の圧力回路内の圧力は一定に維持される。
圧力回路の圧力を増大したい場合には、流出するガスの流れを少なくし、圧力回
路内の圧力を低くしたい場合には、流出するガスの流れを絞る力を弱くする。
空気圧動力手段と、試験用の供試体に対する負荷の影響を測定するためのセンサ
を備える空気負荷適用デバイスを制御するために使用される。負荷適用デバイス
を制御するための本発明の装置は、圧力源から空気圧動力手段の圧力回路へのガ
スの流れを一定に維持するための定流素子と、センサから得られる情報に基づい
て、空気圧動力手段の圧力回路から流出するガスの流れを調整するための調整弁
とを備える。
制限するために使用することができるニードル弁のようなスロットルまたは適当
な他の流体抵抗弁を使用することができる。スロットルのような定流素子は、好
適には、設定しようとする弁を通る一定の流れを必要なレベルにすることができ
る調整および設定を行うことができるものであることが好ましい。
的フィードバックにより電気的制御信号を供給する磁気制御サーボ弁またはモー
タ制御サーボ弁であることが好ましい。それ故、本発明の装置は、好適には、そ
れに対して、センサから得られる測定結果により、調整弁を調整するために、セ
ンサおよび調整弁が接続している制御ユニットを備えることが好ましい。
調整するための減圧弁を備えることが好ましい。そうすることにより、定流素子
を通るガスの流れを確実にできるだけ滑らかに一定にすることができる。
強度試験装置の制御の際の原子力発電所の材料の研究の際に試験された。また、
本発明と同じ技術を他の空気負荷適用デバイスの制御の際に使用することができ
る。
制御の際に発生する恐れがあるエラー信号を補償する能力が優れていること、シ
ステムで発生している漏洩により環境が汚染されないことなどがある。さらに、
本発明の制御システムは、非常に高速で、感度が高く、そのため、遷移速度を非
常に小さくすることができ、また負荷力を小さくすることができる。本発明のも
う一つの利点は、エネルギーの消費量が、非常に小さいことである。ベロー装填
破壊強度測定装置と一緒に使用した場合には、本発明は、例えば、プロセス工業
または原子力発電所の炉心内のような加圧条件下において、摩擦損失を起こさな
いで、試験材料を試験することができる。
しないで行うことができる。このことは、また、本発明の装置および手順を、弁
が周期に開閉する従来技術の手段を使用した場合に、もっと難しくなる、外圧の
変動を補償するのに使用することができることを意味する。
する。
空気圧動力手段3、すなわち、支持体12上に乗っている試験用の供試体に、圧
力を加えるためのベローを備える。試験用の供試体の中心の移動は、例えば、L
VDTセンサのようなセンサ4により測定される。
サおよび圧力蓄積装置13からなる。圧縮空気が、圧力源から、減圧装置10を
通して、定流素子5、すなわち、スロットルを通り、一定圧力下で、空気圧動力
手段3の圧力回路6に流れる。圧力回路6から流出することができるガスの量は
、調整弁7により制御される。上記調整弁としては、例えば、サーボ制御磁気弁
を使用することができる。全システムは、アンプ14、機能ゼネレータ15、主
制御装置16および測定カード17を備える制御ユニット8により制御される。
センサ4は、制御ユニット8に電気的フィードバック18を行い、サーボ弁を制
御する電気制御入力は、同様に、制御ユニットに接続している。
は、スロットル5と唯一の弁であるサーボ弁7との協力により動作する。空気圧
動力手段3の圧力回路6内の圧力の調整は、スロットル5を通るガスの流れを一
定に維持しながら、サーボ弁7を通るガスの流れの量を増減することにより行わ
れる。サーボ弁を流れるガスの量が減少すると、圧力回路に接続しているベロー
3内の圧力が上昇し、試験バー1上の負荷の力が増大する。ベロー圧力を下げな
ければならない場合に、圧力調整システムの本発明の実際のアイデアが明らかに
なる。ベロー圧力を下げるために、サーボ弁の絞り作用が弱められる。このこと
は、サーボ弁を流れるガスの量が増大し、発生する圧力差が等化される傾向にあ
ることを意味する。上記システムが圧力差を等化しようとすると、スロットル5
を通るガスの流れは、実際上ほんの僅か増大するだけである。すなわち、スロッ
トル5を通る流れは、事実上一定であり、そのため、サーボ弁は圧力回路6内の
圧力を必要な数値に下げることができる。それ故、センサ4を通るフィードバッ
クを含む制御ループは、試験用供試体に加わる圧力および負荷に何等の変動を起
こさないで、正確に試験用の供試体1に加わる力を調整する。
試験を容易に行うことができる。何故なら、一本の空気圧ホースおよび一本の導
体により吊下げられている装填フレームを、機械的および油圧伝送装置を使用し
ないで、実際にすべての種類の状況に降下させることができるからである。
位測定を行うために使用することができ、また、変位が変化する、すなわち、1
分当りの変化が、0.05ミクロンの高い精度で、時間の関数として増減する、
線形変位測定を行うためにも使用することができ、また、必要な時間の間、試験
用の供試体に一定の圧力が掛けられる定力測定を行うためにも使用することがで
きる。
特許請求の範囲に記載の本発明のアイデアの範囲内で、本発明を異なる方法で実
行することもできる。
空気負荷適用デバイスが、圧力源(2)に接続していて、試験用供試体(1)に
負荷を掛けるための空気圧動力手段(3)と、前記試験用供試体に対する負荷の
影響を測定するためのセンサ(4)とを備え、該装置が、前記圧力源(2)から
、前記空気圧動力手段(3)の前記圧回路(6)内に流出するガスの流れを一定
に維持するための定流素子(6)と、前記センサ(4)が供給する情報に基づい
て、情報空気圧動力手段の前記圧力回路からのガスの流れを調整するための調整
弁(7)とを備えることを特徴とする装置。
Claims (10)
- 【請求項1】 空気負荷適用デバイスの制御の際の手順であって、前記空気
負荷適用デバイスが、圧力源(2)に接続していて、試験用の供試体(1)に負
荷を掛けるための前記空気圧動力手段(3)と、前記試験用の供試体に対する負
荷の影響を測定するためのセンサ(4)とを備え、空気圧動力手段(3)の圧力
回路(6)内に、連続していて、一定のガスの流れを供給し、前記圧力回路内の
圧力を前記圧力回路から流出することができる、ガスの流れを調整することによ
って調整することを特徴とする手順。 - 【請求項2】 請求項1に記載の手順において、前記一定のガスの流れが、
各測定の際に必要なレベルに調整されることを特徴とする手順。 - 【請求項3】 請求項1に記載の手順において、前記一定のガスの流れが、
一定の圧力から供給されることを特徴とする手順。 - 【請求項4】 請求項1−請求項3の何れか1項に記載の手順において、発
電所およびプロセス環境のそれのように、前記手順が、閉鎖空間内で行われる測
定の際に実行されることを特徴とする手順。 - 【請求項5】 空気負荷適用デバイスの制御を行う際の装置であって、前記
空気負荷適用デバイスが、圧力源(2)に接続していて、試験用供試体(1)に
負荷を掛けるための空気圧動力手段(3)と、前記試験用供試体に対する負荷の
影響を測定するためのセンサ(4)とを備え、該装置が、前記圧力源(2)から
、前記空気圧動力手段(3)の前記圧回路(6)内に流出するガスの流れを一定
に維持するための定流素子(6)と、前記センサ(4)が供給する情報に基づい
て、情報空気圧動力手段の前記圧力回路からのガスの流れを調整するための調整
弁(7)とを備えることを特徴とする装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の装置において、前記定流素子(5)が、ス
ロットルであることを特徴とする装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の装置において、前記スロットルが、一定の
流れの必要なレベルを設定するための調整を含む装置。 - 【請求項8】 請求項5−請求項8の何れか1項に記載の装置において、前
記調整弁(7)が、磁気制御サーボ弁またはモータ制御サーボ弁であることを特
徴とする装置。 - 【請求項9】 請求項5−請求項8の何れか1項に記載の装置において、前
記装置が、前記センサが供給する前記情報により、前記調整弁を調整するために
、前記センサ(4)および前記調整弁(7)が接続している制御ユニット(8)
を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項10】 請求項5−請求項9の何れか1項に記載の装置において、
前記装置が、前記定流素子に必要な一定の圧力を掛けるための、前記定流素子(
5)の前に設置された減圧弁(10)を備える装置。
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