JP2008504608A - 漏れ検知器および漏れ検知方法 - Google Patents

Abstract

大気圧と異なるある圧力に保つべき密閉定容積空間に接続するよう構成された圧力センサ（１５）、可聴音発生器（１８）およびＬＥＤ（２６）を有する内蔵ユニットを用いた漏れ検知器および漏れ検知方法（２０）であって、 圧力が所定の限界に達したことを前記圧力センサ（１５）が検知すると、前記可聴音発生器（１８）およびＬＥＤ（２６）がこれに応動してそれぞれ可聴音および可視警報を発する。

Description

本発明は、複合構造体の製造技術に関するものである。

いくつかの作業や業務では、一定の系に一時的または連続的に真空あるいは圧力を保つことが必要な場合や望ましい場合がある。一例として、複合構造体の製造においては、マット、織地および／またはロービングのような層状の高強度長繊維を開口型内に入れて、エポキシ樹脂または他の樹脂で含浸処理する。次に、軟質部材を型にかぶせて、樹脂含浸高強度長繊維を密封した後、真空に引き、硬化に先立って樹脂含浸集成体から空気と揮発性成分を除去する。その後、樹脂を硬化させ、型を開き、成形品を取り出す。硬化時、複合構造体は真空に保つこともあれば、真空解除することもある。

上述の集成工程においては、所望の結果を達成するために必要な真空を必要な時間だけ維持しなければならない。そうしないと、仕上がり品の完全性が損なわれる可能性があり、特に、航空機部品のような高度の危険に曝される用途においては、真空の不具合が検知されないと、仕上がり品を廃棄しなければならない結果を招くことにもなり得る。

このような工程で真空を監視するためには、従来技術の場合、真空計を使用して、所要の真空レベルが失われたときそれを検知することにより、オペレータが必要に応じて漏れをなくし、真空を回復させるようにしている。しかしながら、これは、他方では、オペレータにそれだけの注意が要求されることにより、オペレータがこの工程時に他の仕事に振り向ける力を制限することになる。

上記の例は、真空、または他の場合においては圧力を処理、試験あるいはその他の目的のために所定の時間保たなければならないほんの一例でしかない。

本発明の方法の一実施態様においては、可視警報と可聴警報の両方を発生することが可能で、オペレータが、型に注意を向ける必要があることを指示する警報に気づかない限り、あるいは気づくまで、他の業務に注意を傾けることができるようにした真空検出システムが得られる。特に、図１に示すように、手動で設定することができる調整可能な圧力スイッチを型のキャビティに接続し、好ましくは、必要な初期真空レベルに達した後、許容できない真空レベル（真空損失）になるかあるいはこれに近づきつつあることを検知するように手動で設定する。圧力スイッチが閉じると同時に、装置アセンブリに設けたブザーや発光体、好ましくは赤色ＬＥＤにバッテリーまたは他の電源を供給することにより、オペレータに警報を発する。その際、ブザーはオペレータに視覚的注意を要することなく警報し、他方、ＬＥＤは、最初に気づかれなかったとしても、少なくともどの型が注意を必要としているかを特定するのに効果的である。

ＬＥＤとブザーは、圧力スイッチによって起動されると、オンになり、真空が回復するまでオン状態に保つことも、あるいはバッテリー電源を節約するために断続動作させることも可能である。この場合、圧力スイッチは、作動しない限り、あるいは作動するまでは開いたままであり、バッテリーまたは他の電源からの電力消費を阻止する。真空が故意に解除されたとき圧力スイッチが作動するのを防ぐためには、オン／オフスイッチを設ければよく、あるいは、単に圧力スイッチの手動設定を真空の解除で作動することがない位置に変えるようにしてもよい。

上述した本発明の装置の一実施形態を図２に斜視図で示す。図示の装置は、迅速着脱式の真空接続部を持つが、必要ならば他のタイプの接続手段を使用することも可能である。真空レベルの手動設定用のつまみ２２は図ではっきり見られるが、ＬＥＤはこの図では見えず、ブザーも内部に取り付けられていて、見えない。図３は、図１、２に示す装置を型のキャビティを密封する軟質部材（可撓性部材）２４に取り付けた状態を示し、図２、３では装置の上面に設けたＬＥＤ２６が見られる。

他の業務・作業においては、製造あるいは試験のような目的のために、一定の系に対して一時的に圧力をかけ続けることが必要な場合がある。再度、複合材料の製造技術との関連で説明すると、時として、樹脂含浸高強度長繊維を真空に引いてエアポケットや気泡を膨張させることにより合理的に可能な最大の程度まで取り除いた後、硬化のために、圧力をかけて残りの小さな気泡を押しつぶすことが行われる。この場合、硬化前または硬化時に圧力損失が起こると、最終製品の品質が損なわれる可能性があり、高度の危険が伴う用途に使う場合は、それらの製品を破棄しなければならないことが起こり得る。したがって、図１に示す本発明の実施形態は、所与のレベルを下回る圧力低下を検知するよう改造することによって、差し迫っている圧力損失にオペレータの注意を容易に引きつけて、不都合な結果が起こる以前に適切な是正処置を行わせることも可能である。

その他の用途においては、漏れ試験として、一定の系に圧力（または真空）をかけたまま圧力損失や真空損失のない状態を長期間保持することが必要な場合がある。このような用途においても、他の任意の用途と同様、本発明を、本願開示の装置とは別個にあるいはこれと一体に設けた圧力計と共に使用することも可能である。この用途では、圧力計は圧力または真空が長期間にわたり許容限度内に保たれ続けているかどうか確認するために使用し、調整可能な圧力スイッチまたは真空スイッチで、より急速な漏れを検知して、オペレータがその漏れをより早急に見つけて調整し、かつ系をリセットして、そのとき以後より長期の試験期間にわたって正しく機能するようにすることが可能である。

別の態様として、圧力スイッチに代えて圧力トランスデューサを用いることができ、圧力トランスデューサはアナログ型でもデジタル型でもよい。また、マイクロプロセッサを使用してすべての構成要素とのインタフェースを取り、これによって、外部較正と通信、較正、電源管理、リモート設定、データ保存、さらには、データに基づく決定をソフトウェアとして実装するというようなさらなる機能を備えることも可能である。このような実施形態を図４に示す。この実施形態は、コントローラとインタフェースへ入力させるために圧力トランスデューサを使用している。圧力トランスデューサは、好ましくは比例圧力を持つものを使用し、絶対圧力トランスデューサでもよいが、大気圧を基準にした圧力指示値が得られるゲージ圧力トランスデューサを用いることが好ましい。圧力トランスデューサは、維持するべき真空または圧力とコネクタを介して接続し、コネクタＣＯＮＮは、便宜上の問題ではあるが、前の実施形態における迅速着脱式コネクタを用いることができる。コントローラとインタフェースは、好ましくは、バッテリー電源で動作する低電力ＣＭＯＳプロセッサを使用するが、バッテリー電源に代えて、あるいはこれに加えて何らかの他の電源を用いて動作させるようにすることも可能である。コントローラとインタフェースは、パーソナルコンピュータ、あるいはコントローラとインタフェースを制御しかつ記憶装置に保存されたデータを読み出すために使用することが可能なハンドヘルド型機器のような他の機器との入出力接続を介して制御することになる。これに関して、本実施形態では、コントローラとインタフェースは、オン／オフスイッチを切ることによる電源喪失、または電源自体における電源喪失（電池切れなど）より前に取り込んだデータを保持するためにＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリのような不揮発性メモリを備え、あるいは含む。もちろん、別の態様として、データは、不注意で失う危険性はあるものの、ランダムアクセスメモリに記憶することも可能である。さらに別の態様として、本発明の装置は、ハードワイヤード型かワイヤレス型かを問わず、バッテリーまたは他の電源で動作するインタフェースを介して常時監視することも可能である。

休止期間と休止期間との間の通常動作時には、通常一時的にしか入出力部に接続しないパーソナルコンピュータまたは他の機器により設定される頻度で、コントローラは圧力トランスデューサに定期的に電力を供給し、圧力トランスデューサの出力を読み取って、その指示値を不揮発性メモリに保存する。その蓄積データは、必要に応じて随時、それらの外部機器により入出力部を介して読み出すことが可能である。これについては、入出力部は通常、双方向通信ポート、好ましくは例えばＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ポートまたは他の標準ポートのようなシリアルポートであるが、必要に応じてワイヤードポートまたは赤外線あるいは高周波のようなワイヤレスポートを用いることも可能である。ワイヤレスポートを用いる場合、機器は、定期的にかつまたは問題（不適切な圧力またはバッテリー電圧低下）が起きたときに随時報告するようプログラミングすることが可能である。

また、図４には、実際の圧力および／またはバッテリー充電状態、圧力変化率のような他の情報を表示するために使用可能なディスプレイも示されている。このようなディスプレイは、入出力部に他の機器を接続するかまたは少なくとも他の機器と通信が可能な場合に限ってではあるが、入出力部経由で同じ情報を介して得ることができるので、任意の構成要素である。ディスプレイを使用する場合、液晶表示装置でよく、ディスプレイは、例えばメモリと同じ周期で定期的に更新するようにすることが可能である。

圧力限界は、通常正方向変化または負方向変化の限度の形で入出力部を介して設定することが可能である。特に、通常、大気圧以上の圧力については、圧力損失の有無を監視し、したがって、圧力の下限を設定することになる。大気圧以下の圧力（真空）については、通常、真空損失の有無を監視し、したがって、圧力の上限（上限といっても通常はなおかつ大気圧以下）を設定することになる。これに関しては、同じ機器をその時々で圧力上昇も圧力低下も監視しなければならない用途に使用することがある場合においては、圧力トランスデューサは正負両方のゲージ圧力を読み取ることができるものを用いることが好ましい。

最後に、図４に示すように、圧力の状態とバッテリーの状態を指示するためのブザーやＬＥＤが備えられている。これについては、監視中の圧力が設定限界の上または下にドリフト、すなわち緩慢に変化すると、この実施形態では、赤色ＬＥＤが点灯し、ブザーが鳴る。これは、連続動作方式で行うことも、あるいはバッテリー電源を用いる場合、バッテリー電源を長持ちさせるためにおそらく連続動作にはしないまでも、所望の警告を与えるのに十分な頻度でもって何らかの所定の断続動作方式により行うことが可能である。他の場合においては、緑色ＬＥＤを連続的にまたは断続的点灯させることによって、この検知ユニットが十分正常に動作していることや、圧力が所望の限界内に保たれていることを示す可視指示を得ることが可能である。これに関しては、便宜上の問題ではあるが、圧力トランスデューサがパワーアップし、圧力指示値を取り込んで記憶する都度、緑色ＬＥＤを点滅させることによって、検知ユニットが正しく動作していることを指示すると共に、データの取り込み頻度が適正に設定されていることも指示する両方の機能のために使用することが可能である。また、バッテリー電圧低下の場合は、ブザーとＬＥＤ（通常赤色ＬＥＤ）を作動させることによってバッテリーの状態を指示させることも可能である。この場合、異なるブザー音、好ましくはある種の小鳥の鳴き声を短期間発しかつ赤色ＬＥＤを短く点滅させることによって、バッテリー電圧低下の状態を大きなエネルギーを消費することなく指示させることも可能であろう。

以上、本発明を、限定のためではなく例示説明のために、そのいくつかの実施形態ついて開示し、説明したが、当業者ならば、発明の趣旨および範囲を逸脱することなく本発明についてその形態および細部に種々の変更・修正をなすことが可能なことは理解されよう。

本発明の一実施形態のブロック図である。 本発明の一実施形態の斜視図である。 型の真空バッグに接続した他の接続部を介してその内部に供給される真空を監視するよう同真空バッグに接続した本発明の一実施形態の斜視図である。 本発明のもう一つの実施形態のブロック図である。

Claims (26)

1. 大気圧と異なるある圧力に保つべき密閉定容積空間に接続するよう構成された圧力センサを有すると共に、可聴音発生器とＬＥＤを有し、圧力が所定限界に達したことを前記圧力センサが検知すると、前記可聴音発生器とＬＥＤがこれに応動してそれぞれ可聴音と可視警報を発する内蔵ユニットを含む圧力監視装置。
2. 前記内蔵ユニットがバッテリー電源を含む請求項１に記載の圧力監視装置。
3. 前記圧力センサが、前記内蔵ユニットに設けた手動操作部により調整可能な切り換え圧力を有する圧力スイッチを含む請求項２に記載の圧力監視装置。
4. 前記圧力センサが圧力トランスデューサである請求項１に記載の圧力監視装置。
5. 前記内蔵ユニットが、メモリとインタフェースを持つコントローラをさらに含み、そのコントローラが、前記インタフェースからの入力に応動して周期的に前記圧力トランスデューサの出力を決定しかつその出力を前記メモリに記憶させると共に、それらの記憶された出力を命令に応じて外部に供給する請求項４に記載の圧力監視装置。
6. 前記コントローラが、前記インタフェースを介して供給される入力に応動して、可聴音と可視警報を発生させる前記圧力の所定限界を設定する請求項５に記載の圧力監視装置。
7. 前記コントローラが、前記インタフェースを介して供給される入力に応動して、前記圧力の所定限界より高い圧力または低い圧力のいずれによって可聴音と可視警報を発生させるかをも決定する請求項６に記載の圧力監視装置。
8. 前記コントローラが、前記インタフェースを介して供給される入力に応動して、前記コントローラが前記圧力トランスデューサの出力をも決定する頻度を設定する請求項５に記載の圧力監視装置。
9. 前記圧力トランスデューサが、圧力が所定の限界に達したことを検知したとき、前記コントローラが前記可聴音発生器とＬＥＤにそれぞれ断続可聴音と断続可視警報を発生させる請求項５に記載の圧力監視装置。
10. 前記コントローラが、前記バッテリー電源の充電状態を監視して、その充電状態が低充電状態であるとき、前記圧力トランスデューサが圧力が所定限界に達したことを検知したとき発生したのと異なる断続可聴音と断続可視警報を前記可聴音発生器とＬＥＤにそれぞれ発生させる請求項９に記載の圧力監視装置。
11. 前記インタフェースがパーソナルコンピュータ接続用のインタフェースである請求項５に記載の圧力監視装置。
12. 前記インタフェースがワイヤレスインタフェースである請求項１１に記載の圧力監視装置。
13. 周期的に行われる作動と作動との間は、前記圧力トランスデューサがオフであり、前記コントローラがスリープモードになる請求項５に記載の圧力監視装置。
14. 前記内蔵ユニットが、メモリとインタフェースを持つコントローラをさらに含み、そのコントローラが連続的に前記圧力トランスデューサの出力を決定し、前記インタフェースを介して出力を供給する請求項４に記載の圧力監視装置。
15. 大気圧と異なるある圧力に保つべき密閉定容積空間に接続するよう構成された圧力スイッチ、可聴音発生器、ＬＥＤ、バッテリー電源を有し、圧力が所定限界に達したことを前記圧力センサが検知すると、前記可聴音発生器とＬＥＤがこれに応動してそれぞれ可聴音と可視警報を発する内蔵ユニットで、前記所定限界を調整するための外部調節可能な手動操作部を有する内臓ユニット、
    を含む圧力監視装置。
16. 圧力監視装置であって、
    大気圧と異なるある圧力に保つべき密閉定容積空間に接続するよう構成された圧力トランスデューサ、コントローラとインタフェース、可聴音発生器、ＬＥＤを有し、圧力が所定の限界に達したことを前記圧力センサが検知すると、前記可聴音発生器とＬＥＤがこれに応動してそれぞれ可聴音と可視警報を発する内蔵ユニット、
    を備えた圧力監視装置。
17. 前記内蔵ユニットがバッテリー電源を含む請求項１６に記載の圧力監視装置。
18. 前記コントローラが、前記インタフェースからの入力に応動して周期的に前記圧力トランスデューサの出力を決定しかつその出力を前記メモリに記憶させると共に、それらの記憶された出力を命令に応じて外部に供給する請求項１７に記載の圧力監視装置
19. 前記コントローラが、前記インタフェースを介して供給される入力に応動して、可聴音と可視警報を発生させる前記圧力の所定限界を設定する請求項１８に記載の圧力監視装置。
20. 前記コントローラが、前記インタフェースを介して供給される入力に応動して、前記圧力の所定限界より高い圧力または低い圧力のいずれによって可聴音と可視警報を発生させるかをも決定する請求項１９に記載の圧力監視装置。
21. 前記コントローラが、前記インタフェースを介して供給される入力に応動して、前記コントローラが前記圧力トランスデューサの出力を決定する頻度をも設定する請求項１８に記載の圧力監視装置。
22. 前記圧力トランスデューサが、圧力が所定の限界に達したことを検知したとき、前記コントローラが前記可聴音発生器とＬＥＤにそれぞれ断続可聴音と断続可視警報を発生させる請求項１８に記載の圧力監視装置。
23. 前記コントローラが、前記バッテリー電源の充電状態を監視して、その充電状態が低充電状態であるとき、前記圧力トランスデューサが圧力が所定限界に達したことを検知したとき発生したのと異なる断続可聴音と断続可視警報を前記可聴音発生器とＬＥＤにそれぞれ発生させる請求項２２に記載の圧力監視装置。
24. 前記インタフェースがパーソナルコンピュータ接続用のインタフェースである請求項１６に記載の圧力監視装置。
25. 前記インタフェースがワイヤレスインタフェースである請求項１６に記載の圧力監視装置。
26. 周期的に行われる作動と作動との間は、前記圧力トランスデューサがオフであり、前記コントローラがスリープモードになる請求項１６に記載の圧力監視装置。

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