JP3054508B2 - 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 - Google Patents
容器のガス漏れを計測する方法及び装置Info
- Publication number
- JP3054508B2 JP3054508B2 JP4346347A JP34634792A JP3054508B2 JP 3054508 B2 JP3054508 B2 JP 3054508B2 JP 4346347 A JP4346347 A JP 4346347A JP 34634792 A JP34634792 A JP 34634792A JP 3054508 B2 JP3054508 B2 JP 3054508B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- time
- measured
- thermal equilibrium
- compressed gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、容器（被測定容器）の
ガス漏れを差圧方式によって正確に計測するための方法
及び装置に関する。
ガス漏れを差圧方式によって正確に計測するための方法
及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来において、被測定容器の空気漏れを
計測するために、被測定容器と全く同一の形状及び容積
を有し且つ空気漏れの全くない容器（バランス容器）を
製作し、被測定容器及びバランス容器に対して圧縮空気
を供給して互いに同一の圧力となるように充填した後、
圧縮空気の供給を停止し、その後のこれらの容器間にお
ける差圧を測定することが行われている。
計測するために、被測定容器と全く同一の形状及び容積
を有し且つ空気漏れの全くない容器（バランス容器）を
製作し、被測定容器及びバランス容器に対して圧縮空気
を供給して互いに同一の圧力となるように充填した後、
圧縮空気の供給を停止し、その後のこれらの容器間にお
ける差圧を測定することが行われている。
【０００３】差圧が測定されると、差圧と被測定容器の
容積から被測定容器の空気漏れ量を推定することができ
る。
容積から被測定容器の空気漏れ量を推定することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の方法では、圧縮空気の圧縮又は膨張にともなう温度変
化の影響をなくすため、被測定容器と全く同一の形状及
び容積のバランス容器を用いる必要がある。
の方法では、圧縮空気の圧縮又は膨張にともなう温度変
化の影響をなくすため、被測定容器と全く同一の形状及
び容積のバランス容器を用いる必要がある。
【０００５】したがって、被測定容器が異なる毎にそれ
ぞれに対応したバランス容器を製作し、且つそれを配管
接続して取り付けなければならず、その手間が大変であ
り実用上極めて不便であった。
ぞれに対応したバランス容器を製作し、且つそれを配管
接続して取り付けなければならず、その手間が大変であ
り実用上極めて不便であった。
【０００６】しかも、正確に計測するためには、バラン
ス容器は空気漏れの全くないものでなければならないの
で、バランス容器の製作が容易ではなく、空気漏れの計
測に多大の時間とコストとを要していた。
ス容器は空気漏れの全くないものでなければならないの
で、バランス容器の製作が容易ではなく、空気漏れの計
測に多大の時間とコストとを要していた。
【０００７】本発明は、上述の問題に鑑み、異なる被測
定容器に対し、同一の基準容器を用いて空気漏れを正確
に計測する方法及び装置を提供することを目的とする。
定容器に対し、同一の基準容器を用いて空気漏れを正確
に計測する方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方
法は、上述の課題を解決するため、基準容器と形状また
は容積の異なる被測定容器のガス漏れを計測する方法で
あって、被測定容器及び基準容器に対して圧縮ガスを供
給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し、その後、
これら各容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達する時
点ｔｓまで待ち、熱平衡状態に達した時点ｔｓ以降にお
けるそれらの間の差圧の時間変化に基づいてガス漏れを
計測する。
法は、上述の課題を解決するため、基準容器と形状また
は容積の異なる被測定容器のガス漏れを計測する方法で
あって、被測定容器及び基準容器に対して圧縮ガスを供
給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し、その後、
これら各容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達する時
点ｔｓまで待ち、熱平衡状態に達した時点ｔｓ以降にお
けるそれらの間の差圧の時間変化に基づいてガス漏れを
計測する。
【０００９】請求項２の発明に係る方法は、前記熱平衡
状態に達した時点ｔｓを、各容器内の圧縮ガスの温度変
化が一次遅れ要素のインディシャル応答であるとみなし
た場合の熱平衡時定数ｔｈに基づいて求める。
状態に達した時点ｔｓを、各容器内の圧縮ガスの温度変
化が一次遅れ要素のインディシャル応答であるとみなし
た場合の熱平衡時定数ｔｈに基づいて求める。
【００１０】請求項３の発明に係る方法は、前記被測定
容器の熱平衡時定数ｔｈｗを、基準容器の熱平衡時定数
ｔｈｍ、圧縮ガスの充填完了の時点ｔａ、圧縮ガスの供
給を停止した時点ｔｂ、圧縮ガスの供給を停止した後に
差圧が極値となった時点ｔｃ、及び、時点ｔｂにおける
差圧の関数として求める。
容器の熱平衡時定数ｔｈｗを、基準容器の熱平衡時定数
ｔｈｍ、圧縮ガスの充填完了の時点ｔａ、圧縮ガスの供
給を停止した時点ｔｂ、圧縮ガスの供給を停止した後に
差圧が極値となった時点ｔｃ、及び、時点ｔｂにおける
差圧の関数として求める。
【００１１】請求項４の発明に係る装置は、基準容器と
形状または容積の異なる被測定容器のガス漏れを計測す
る装置であって、被測定容器に接続するための配管接続
部と、漏れがなく熱平衡時定数ｔｈｍが既知の基準容器
と、前記基準容器及び被測定容器に対して圧縮ガスを供
給するための圧縮ガス源と、前記基準容器及び前記被測
定容器と前記圧縮ガス源との間にそれぞれ設けられた開
閉弁と、前記基準容器及び前記被測定容器と前記各開閉
弁との間に設けられた絞り弁と、前記熱平衡時定数ｔｈ
ｍに基づいて各容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達
する時点ｔｓを求める手段と、前記基準容器と前記被測
定容器との間の差圧Ｄを、少なくとも各容器内の圧縮ガ
スが共に熱平衡状態に達した時点ｔｓ以降において計測
するための差圧計と、を有して構成される。請求項５の
発明に係る方法は、被測定容器のガス漏れを計測する方
法であって、被測定容器及び基準容器に対して圧縮ガス
を供給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し、これ
ら各容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達した時点ｔ
ｓ以降におけるそれらの間の差圧の時間変化に基づいて
ガス漏れを計測し、ここにおいて、前記熱平衡状態に達
した時点ｔｓを、各容器内の圧縮ガスの温度変化が一次
遅れ要素のインディシャル応答であるとみなした場合の
熱平衡時定数ｔｈに基づいて求める。
形状または容積の異なる被測定容器のガス漏れを計測す
る装置であって、被測定容器に接続するための配管接続
部と、漏れがなく熱平衡時定数ｔｈｍが既知の基準容器
と、前記基準容器及び被測定容器に対して圧縮ガスを供
給するための圧縮ガス源と、前記基準容器及び前記被測
定容器と前記圧縮ガス源との間にそれぞれ設けられた開
閉弁と、前記基準容器及び前記被測定容器と前記各開閉
弁との間に設けられた絞り弁と、前記熱平衡時定数ｔｈ
ｍに基づいて各容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達
する時点ｔｓを求める手段と、前記基準容器と前記被測
定容器との間の差圧Ｄを、少なくとも各容器内の圧縮ガ
スが共に熱平衡状態に達した時点ｔｓ以降において計測
するための差圧計と、を有して構成される。請求項５の
発明に係る方法は、被測定容器のガス漏れを計測する方
法であって、被測定容器及び基準容器に対して圧縮ガス
を供給して充填した後に圧縮ガスの供給を停止し、これ
ら各容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達した時点ｔ
ｓ以降におけるそれらの間の差圧の時間変化に基づいて
ガス漏れを計測し、ここにおいて、前記熱平衡状態に達
した時点ｔｓを、各容器内の圧縮ガスの温度変化が一次
遅れ要素のインディシャル応答であるとみなした場合の
熱平衡時定数ｔｈに基づいて求める。
【００１２】
【作用】被測定容器のガス漏れは、同一の基準容器を用
い、これらの容器に対して圧縮ガスを供給して充填し且
つ圧縮ガスの供給を停止した後、これら各容器内の圧縮
ガスが共に熱平衡状態に達した時点ｔｓ以降における差
圧の時間変化に基づいて計測が行われる。
い、これらの容器に対して圧縮ガスを供給して充填し且
つ圧縮ガスの供給を停止した後、これら各容器内の圧縮
ガスが共に熱平衡状態に達した時点ｔｓ以降における差
圧の時間変化に基づいて計測が行われる。
【００１３】各容器内の圧縮ガスの温度変化は一次遅れ
要素のインディシャル応答であるとみなされ、その熱平
衡時定数ｔｈに基づいて時点ｔｓが求められる。被測定
容器の熱平衡時定数ｔｈｗは、熱平衡時定数ｔｈｍ、時
点ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、及び時点ｔｂにおける差圧の微分
値についての関数として求められる。
要素のインディシャル応答であるとみなされ、その熱平
衡時定数ｔｈに基づいて時点ｔｓが求められる。被測定
容器の熱平衡時定数ｔｈｗは、熱平衡時定数ｔｈｍ、時
点ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、及び時点ｔｂにおける差圧の微分
値についての関数として求められる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明に係る計測装置１の構成を示す
回路図である。図１において、計測装置１は、圧縮空気
源ＰＳ、フィルタＦＴ、圧力調整弁ＲＶ、ソレノイドバ
ルブＳＶ１〜３、絞り弁ＳＥ１〜２、基準容器（マスタ
容器）ＭＶ、差圧計ＤＰＳ、記録計ＲＥ、被測定容器Ｗ
Ｖを接続するための配管接続部２１などから構成されて
いる。
回路図である。図１において、計測装置１は、圧縮空気
源ＰＳ、フィルタＦＴ、圧力調整弁ＲＶ、ソレノイドバ
ルブＳＶ１〜３、絞り弁ＳＥ１〜２、基準容器（マスタ
容器）ＭＶ、差圧計ＤＰＳ、記録計ＲＥ、被測定容器Ｗ
Ｖを接続するための配管接続部２１などから構成されて
いる。
【００１５】基準容器ＭＶは、全ての被測定容器ＷＶに
対して共通に用いられるものであり、漏れが全くなく、
熱平衡時定数ｔｈｍが既知である。熱平衡時定数ｔｈｍ
については後述する。
対して共通に用いられるものであり、漏れが全くなく、
熱平衡時定数ｔｈｍが既知である。熱平衡時定数ｔｈｍ
については後述する。
【００１６】差圧計ＤＰＳは、基準容器ＭＶと被測定容
器ＷＶとの間の微少な差圧Ｄ（ｔ）を計測するためのも
のである。記録計ＲＥは、差圧Ｄ（ｔ）をメモリ上に記
録するものである。記録された差圧Ｄ（ｔ）の時間的な
変化はマイクロコンピュータなどによって処理される。
器ＷＶとの間の微少な差圧Ｄ（ｔ）を計測するためのも
のである。記録計ＲＥは、差圧Ｄ（ｔ）をメモリ上に記
録するものである。記録された差圧Ｄ（ｔ）の時間的な
変化はマイクロコンピュータなどによって処理される。
【００１７】圧縮空気源ＰＳは、基準容器ＭＶ及び被測
定容器ＷＶに対して圧縮空気を供給するためのものであ
り、圧力調整弁ＲＶによって適当な圧力に調整される。
ソレノイドバルブＳＶ１〜３は、基準容器ＭＶ又は被測
定容器ＷＶへの圧縮空気の供給及び停止を制御するため
のものであり、ソレノイドバルブＳＶ２、３を閉じた状
態では、これら容器ＭＶ、ＷＶへの空気の流通は完全に
遮断される。
定容器ＷＶに対して圧縮空気を供給するためのものであ
り、圧力調整弁ＲＶによって適当な圧力に調整される。
ソレノイドバルブＳＶ１〜３は、基準容器ＭＶ又は被測
定容器ＷＶへの圧縮空気の供給及び停止を制御するため
のものであり、ソレノイドバルブＳＶ２、３を閉じた状
態では、これら容器ＭＶ、ＷＶへの空気の流通は完全に
遮断される。
【００１８】絞り弁ＳＥ１〜２は、基準容器ＭＶ及び被
測定容器ＷＶへの圧縮空気の流量を調整することによっ
て、圧縮空気の供給時においてこれら容器ＭＶ、ＷＶ間
にできるだけ差圧を発生させないようにするためのもの
である。したがって、被測定容器ＷＶの側の絞り弁ＳＥ
２は可変絞りとなっており、被測定容器ＷＶの容積に応
じて調整を行う。
測定容器ＷＶへの圧縮空気の流量を調整することによっ
て、圧縮空気の供給時においてこれら容器ＭＶ、ＷＶ間
にできるだけ差圧を発生させないようにするためのもの
である。したがって、被測定容器ＷＶの側の絞り弁ＳＥ
２は可変絞りとなっており、被測定容器ＷＶの容積に応
じて調整を行う。
【００１９】図２は計測装置１によって空気漏れの計測
を行う場合の各機器の動作タイミングを示す図である。
図２においては、基準容器ＭＶ内の圧力Ｐｍ（ｔ）及び
被測定容器ＷＶ内の圧力Ｐｗ（ｔ）の縦軸のスケールは
互いに等しく、これらに対して差圧Ｄ（ｔ）の縦軸のス
ケールは拡大されている。
を行う場合の各機器の動作タイミングを示す図である。
図２においては、基準容器ＭＶ内の圧力Ｐｍ（ｔ）及び
被測定容器ＷＶ内の圧力Ｐｗ（ｔ）の縦軸のスケールは
互いに等しく、これらに対して差圧Ｄ（ｔ）の縦軸のス
ケールは拡大されている。
【００２０】ソレノイドバルブＳＶ１がオンし、その後
にソレノイドバルブＳＶ２、３が同時にオンすることに
よって、基準容器ＭＶ及び被測定容器ＷＶへの圧縮空気
の供給が開始される。供給の開始時点ｔｏ＝０である。
これによって、圧縮空気は絞り弁ＳＥ１〜２を通ってそ
れぞれの容器ＭＶ、ＷＶ内に流入し、それぞれの圧力Ｐ
ｍ（ｔ）、Ｐｗ（ｔ）が上昇する。
にソレノイドバルブＳＶ２、３が同時にオンすることに
よって、基準容器ＭＶ及び被測定容器ＷＶへの圧縮空気
の供給が開始される。供給の開始時点ｔｏ＝０である。
これによって、圧縮空気は絞り弁ＳＥ１〜２を通ってそ
れぞれの容器ＭＶ、ＷＶ内に流入し、それぞれの圧力Ｐ
ｍ（ｔ）、Ｐｗ（ｔ）が上昇する。
【００２１】この間に、差圧Ｄ（ｔ）が発生するが、圧
力Ｐｍ（ｔ）、Ｐｗ（ｔ）が共に供給圧力Ｐｓに達した
時点ｔａ、つまり両容器ＭＶ、ＷＶへの充填が完了した
時点で差圧Ｄ（ｔ）が０になる。
力Ｐｍ（ｔ）、Ｐｗ（ｔ）が共に供給圧力Ｐｓに達した
時点ｔａ、つまり両容器ＭＶ、ＷＶへの充填が完了した
時点で差圧Ｄ（ｔ）が０になる。
【００２２】その後の時点ｔｂにおいて、ソレノイドバ
ルブＳＶ２、３をオフし、両容器ＭＶ、ＷＶへの圧縮空
気の供給を停止する。そうすると、基準容器ＭＶにおい
ては圧縮空気の温度変化によって、被測定容器ＷＶにお
いては圧縮空気の温度変化と漏れによって、それぞれ圧
力Ｐｍ（ｔ）、Ｐｗ（ｔ）が低下するため、図に示すよ
うな差圧Ｄ（ｔ）が発生する。このとき、時点ｔｃにお
いて、差圧Ｄ（ｔ）の最初のピークが発生する。その
後、差圧Ｄ（ｔ）は一旦０となり、正負が逆になって徐
々に増大する。
ルブＳＶ２、３をオフし、両容器ＭＶ、ＷＶへの圧縮空
気の供給を停止する。そうすると、基準容器ＭＶにおい
ては圧縮空気の温度変化によって、被測定容器ＷＶにお
いては圧縮空気の温度変化と漏れによって、それぞれ圧
力Ｐｍ（ｔ）、Ｐｗ（ｔ）が低下するため、図に示すよ
うな差圧Ｄ（ｔ）が発生する。このとき、時点ｔｃにお
いて、差圧Ｄ（ｔ）の最初のピークが発生する。その
後、差圧Ｄ（ｔ）は一旦０となり、正負が逆になって徐
々に増大する。
【００２３】両容器ＭＶ、ＷＶ内の圧縮空気は、時点ｔ
ｓにおいて熱平衡状態となり、それ以降においては被測
定容器ＷＶの漏れのみによって差圧Ｄ（ｔ）が変化す
る。時点ｔｓから適当な時間を経過した後、ソレノイド
バルブＳＶ１がオフの状態でソレノイドバルブＳＶ２、
３をオンし、両容器ＭＶ、ＷＶ内の圧縮空気を排出す
る。その後、ソレノイドバルブＳＶ２、３をオフし、差
圧Ｄ（ｔ）の測定を終了する。
ｓにおいて熱平衡状態となり、それ以降においては被測
定容器ＷＶの漏れのみによって差圧Ｄ（ｔ）が変化す
る。時点ｔｓから適当な時間を経過した後、ソレノイド
バルブＳＶ１がオフの状態でソレノイドバルブＳＶ２、
３をオンし、両容器ＭＶ、ＷＶ内の圧縮空気を排出す
る。その後、ソレノイドバルブＳＶ２、３をオフし、差
圧Ｄ（ｔ）の測定を終了する。
【００２４】このようにして測定した差圧Ｄ（ｔ）の時
点ｔｓ以降における時間変化に基づいて、被測定容器Ｗ
Ｖの漏れ率ｑを求めることができる。つまり、漏れ率ｑ
は、被測定容器ＷＶ内における空気量に対する単位時間
当たりに漏れた空気の割合であり、次の（１）式によっ
て求められる。
点ｔｓ以降における時間変化に基づいて、被測定容器Ｗ
Ｖの漏れ率ｑを求めることができる。つまり、漏れ率ｑ
は、被測定容器ＷＶ内における空気量に対する単位時間
当たりに漏れた空気の割合であり、次の（１）式によっ
て求められる。
【００２５】 ｑ＝〔１／Ｐｏ〕・ｄＤ（ｔ）／ｄｔ（ｔ＝ｔｓ） ……（１） 上述したように、計測装置１を用いた計測では、被測定
容器ＷＶの形状及び容積などに係わらず、つまり被測定
容器ＷＶを種々取り替えた場合でも、同一の基準容器Ｍ
Ｖを用い、基準容器ＭＶを取り替えることをしない。そ
の代わり、これら容器ＭＶ、ＷＶの形状及び容積が相違
することによる圧縮空気の温度変化の影響をなくすた
め、熱平衡状態となった時点ｔｓ以降における差圧Ｄ
（ｔ）の時間変化に基づいて漏れ率ｑ求めるのである。
容器ＷＶの形状及び容積などに係わらず、つまり被測定
容器ＷＶを種々取り替えた場合でも、同一の基準容器Ｍ
Ｖを用い、基準容器ＭＶを取り替えることをしない。そ
の代わり、これら容器ＭＶ、ＷＶの形状及び容積が相違
することによる圧縮空気の温度変化の影響をなくすた
め、熱平衡状態となった時点ｔｓ以降における差圧Ｄ
（ｔ）の時間変化に基づいて漏れ率ｑ求めるのである。
【００２６】なお、図２に示す差圧Ｄ（ｔ）の波形は、
被測定容器ＷＶの熱平衡時定数ｔｈｗが基準容器ＭＶの
熱平衡時定数ｔｈｍよりも小さい場合（ｔｈｗ≦ｔｈ
ｍ）のものであるが、図３はその逆の場合（ｔｈｗ＞ｔ
ｈｍ）の差圧Ｄ（ｔ）の波形の例を示す図である。
被測定容器ＷＶの熱平衡時定数ｔｈｗが基準容器ＭＶの
熱平衡時定数ｔｈｍよりも小さい場合（ｔｈｗ≦ｔｈ
ｍ）のものであるが、図３はその逆の場合（ｔｈｗ＞ｔ
ｈｍ）の差圧Ｄ（ｔ）の波形の例を示す図である。
【００２７】次に、熱平衡状態に達する時点ｔｓを求め
る方法について説明する。まず、本発明の発明者は、容
器の壁を介する熱伝達による容器内の圧縮空気の温度変
化を、一次遅れ要素のインディシャル応答であると近似
した。そうすると、容器内の圧縮空気の温度Ｔ（ｔ）
は、時定数ｔｈを用いて次の（２）式によって示され
る。
る方法について説明する。まず、本発明の発明者は、容
器の壁を介する熱伝達による容器内の圧縮空気の温度変
化を、一次遅れ要素のインディシャル応答であると近似
した。そうすると、容器内の圧縮空気の温度Ｔ（ｔ）
は、時定数ｔｈを用いて次の（２）式によって示され
る。
【００２８】 Ｔ（ｔ）＝Ｔｏ＋〔Ｔ（０）−Ｔｏ〕・ｅ-t/th ……（２） 但し、Ｔｏは容器の周囲温度Ｔ（０）はｔ＝０における
容器の温度そして、容器内の圧縮空気の熱平衡時定数は
（２）式の時定数ｔｈである、と定義できることを発見
し、それを実験的に確かめた。
容器の温度そして、容器内の圧縮空気の熱平衡時定数は
（２）式の時定数ｔｈである、と定義できることを発見
し、それを実験的に確かめた。
【００２９】被測定容器ＷＶ内の圧縮空気の熱平衡時定
数ｔｈｗは、次のようにして求められる。まず、容器の
熱伝達性質に関する定数（熱伝達定数）Ｈを Ｈ＝ｆ（Ｓｈ，ｈｔ，Ｖ） ……（３） と定義する。ここで、Ｓｈは容器の熱伝達面積を、Ｖは
容積を、ｈｔは熱伝達率を、それぞれ表す。この（３）
式に基づいて、基準容器ＭＶの熱伝達定数Ｈｍを実験的
に求めておく。
数ｔｈｗは、次のようにして求められる。まず、容器の
熱伝達性質に関する定数（熱伝達定数）Ｈを Ｈ＝ｆ（Ｓｈ，ｈｔ，Ｖ） ……（３） と定義する。ここで、Ｓｈは容器の熱伝達面積を、Ｖは
容積を、ｈｔは熱伝達率を、それぞれ表す。この（３）
式に基づいて、基準容器ＭＶの熱伝達定数Ｈｍを実験的
に求めておく。
【００３０】なお、理論的には、熱平衡時定数ｔｈと熱
伝達定数Ｈとの間には、 ｔｈ＝ｆ（Ｈ，ρｏ，ρ） ……（４） の関係式が成り立つ。また、容器内の圧縮空気圧力Ｐと
温度Ｔとの間には、 Ｐ＝Ｒ・ρ・Ｔ ……（５） の関係式が成り立つ。ここで、Ｒは空気のガス定数を、
ρｏは大気の密度を、ρは容器内の圧縮空気の密度を、
それぞれ表す。
伝達定数Ｈとの間には、 ｔｈ＝ｆ（Ｈ，ρｏ，ρ） ……（４） の関係式が成り立つ。また、容器内の圧縮空気圧力Ｐと
温度Ｔとの間には、 Ｐ＝Ｒ・ρ・Ｔ ……（５） の関係式が成り立つ。ここで、Ｒは空気のガス定数を、
ρｏは大気の密度を、ρは容器内の圧縮空気の密度を、
それぞれ表す。
【００３１】さらに具体的には、熱平衡時定数ｔｈｍと
熱伝達定数Ｈｍとの関係は次の（６）式で示される。 ｔｈｍ＝（ρｍ／ρｏ）・（１／Ｈｍ） ……（６） ここで、ρｍは次の（７）式で求められる。
熱伝達定数Ｈｍとの関係は次の（６）式で示される。 ｔｈｍ＝（ρｍ／ρｏ）・（１／Ｈｍ） ……（６） ここで、ρｍは次の（７）式で求められる。
【００３２】
【数１】
【００３３】さて、時刻（時点）ｔにおける基準容器Ｍ
Ｖと被測定容器ＷＶとの間の差圧Ｄ（ｔ）については、 Ｄ（ｔ）＝Ｐｍ（ｔ）−Ｐｗ（ｔ） ＝ｆ〔ｔ，Ｈｍ，ｔｈｗ，ρｏ，ρｍ，Ｔｍ（０），ρ
ｗ，Ｔｗ（０），…〕 ……（８） という論理式が得られる。この（８）式を用いて導くこ
とによって、熱平衡時定数ｔｈｗについての計算式であ
る次の（９）式が得られる。
Ｖと被測定容器ＷＶとの間の差圧Ｄ（ｔ）については、 Ｄ（ｔ）＝Ｐｍ（ｔ）−Ｐｗ（ｔ） ＝ｆ〔ｔ，Ｈｍ，ｔｈｗ，ρｏ，ρｍ，Ｔｍ（０），ρ
ｗ，Ｔｗ（０），…〕 ……（８） という論理式が得られる。この（８）式を用いて導くこ
とによって、熱平衡時定数ｔｈｗについての計算式であ
る次の（９）式が得られる。
【００３４】
【数２】
【００３５】ここで、ｔａ、ｔｂ、ｔｃは、測定した差
圧Ｄ（ｔ）のグラフから求められ、ｄＤ（ｔ）／ｄｔは
時点ｔｂにおける差圧Ｄ（ｔ）の数値微分により求めら
れる。また、基準容器ＭＶの熱伝達定数Ｈｍは実験的に
求めたものである。
圧Ｄ（ｔ）のグラフから求められ、ｄＤ（ｔ）／ｄｔは
時点ｔｂにおける差圧Ｄ（ｔ）の数値微分により求めら
れる。また、基準容器ＭＶの熱伝達定数Ｈｍは実験的に
求めたものである。
【００３６】したがって、計測装置１のソレノイドバル
ブＳＶ１〜３の切り替えタイミングを適切に調整して差
圧Ｄ（ｔ）のグラフを得、上述の（９）式を用いること
によって被測定容器ＷＶの熱平衡時定数ｔｈｗが推定さ
れるのである。
ブＳＶ１〜３の切り替えタイミングを適切に調整して差
圧Ｄ（ｔ）のグラフを得、上述の（９）式を用いること
によって被測定容器ＷＶの熱平衡時定数ｔｈｗが推定さ
れるのである。
【００３７】このようにして被測定容器ＷＶ内の圧縮空
気の熱平衡時定数ｔｈｗが求められると、これから時点
ｔｓが次のようにして求められる。つまり、時点ｔｓは
容器内の圧縮空気の熱平衡時間であるから、時点ｔｓは
次の（１０）式により求められる。
気の熱平衡時定数ｔｈｗが求められると、これから時点
ｔｓが次のようにして求められる。つまり、時点ｔｓは
容器内の圧縮空気の熱平衡時間であるから、時点ｔｓは
次の（１０）式により求められる。
【００３８】 ｔｓ＝ｔｂ−ｔｈ・ｌｎ〔ｘ（ｔｓ）〕 ……（１０） この（１０）式においては、時刻ｔにおける熱伝達の影
響をｘ（ｔ）で評価しており、ここでのｘ（ｔｓ）は定
数（＝１０-7）とみなすことができる。
響をｘ（ｔ）で評価しており、ここでのｘ（ｔｓ）は定
数（＝１０-7）とみなすことができる。
【００３９】したがって、時点ｔｓは、 ｔｓ＝ｔｂ＋１６．１・ｔｈｗ ……（１１） なお、上述の（９）式は、熱伝達定数Ｈｍを熱平衡時定
数ｔｈｍに変えることにより、次の（１２）式のように
表すことができる。
数ｔｈｍに変えることにより、次の（１２）式のように
表すことができる。
【００４０】
【数３】
【００４１】この（１２）式は次の（１３）式から導か
れている。
れている。
【００４２】
【数４】
【００４３】但し、（１３）式において、
【００４４】
【数５】
【００４５】
【数６】
【００４６】ここで、κは比熱比を、Ｐｏは大気圧を、
Ｐｓは供給圧力をそれぞれ示す。上述したように、差圧
方式による漏れ率ｑの算出に当たっては、圧縮空気の温
度変化による影響を無視することができないが、原理的
には、容器内の圧縮空気の温度変化を理論式によって定
量的に評価することができれば、その問題を解決するこ
とが可能である。また、容器内の圧縮空気の熱平衡時定
数ｔｈを与え、さらに容器内の圧縮空気の初期状態及び
容器外の環境などを表す諸パラメータを与えれば、容器
内の圧縮空気の温度変化を表す理論式が求められる。
Ｐｓは供給圧力をそれぞれ示す。上述したように、差圧
方式による漏れ率ｑの算出に当たっては、圧縮空気の温
度変化による影響を無視することができないが、原理的
には、容器内の圧縮空気の温度変化を理論式によって定
量的に評価することができれば、その問題を解決するこ
とが可能である。また、容器内の圧縮空気の熱平衡時定
数ｔｈを与え、さらに容器内の圧縮空気の初期状態及び
容器外の環境などを表す諸パラメータを与えれば、容器
内の圧縮空気の温度変化を表す理論式が求められる。
【００４７】但し、熱平衡時定数ｔｈは容器の熱伝達性
質などに支配されているため、検査対象の被測定容器Ｗ
Ｖについての熱平衡時定数ｔｈｗは、漏れ率ｑの計測の
前には未知の定数である。
質などに支配されているため、検査対象の被測定容器Ｗ
Ｖについての熱平衡時定数ｔｈｗは、漏れ率ｑの計測の
前には未知の定数である。
【００４８】そこで、上述の計測装置１を用いた計測方
法では、熱平衡時定数ｔｈｗを、差圧Ｄ（ｔ）の計測の
実行時における圧縮空気の充填及び熱平衡といった段階
で差圧方式によって推定することとしたのである。
法では、熱平衡時定数ｔｈｗを、差圧Ｄ（ｔ）の計測の
実行時における圧縮空気の充填及び熱平衡といった段階
で差圧方式によって推定することとしたのである。
【００４９】このように推定された熱平衡時定数ｔｈｗ
から時点ｔｓが求められ、時点ｔｓ以降における差圧Ｄ
（ｔ）の時間変化に基づいて漏れ率ｑ求められるから、
同一の基準容器ＭＶを用いても被測定容器ＷＶとの相違
による温度変化の影響を受けることがなく、正確に漏れ
率ｑを計測することができる。
から時点ｔｓが求められ、時点ｔｓ以降における差圧Ｄ
（ｔ）の時間変化に基づいて漏れ率ｑ求められるから、
同一の基準容器ＭＶを用いても被測定容器ＷＶとの相違
による温度変化の影響を受けることがなく、正確に漏れ
率ｑを計測することができる。
【００５０】したがって、被測定容器ＷＶが異なる毎に
それぞれに対応した基準容器ＭＶを製作したりそれを配
管接続して取り付けたりする必要がなく、計測のための
作業が極めて簡便になる。しかも、１個の空気漏れのな
い基準容器ＭＶを製作すればよいので、時間とコストを
大幅に低減することができる。
それぞれに対応した基準容器ＭＶを製作したりそれを配
管接続して取り付けたりする必要がなく、計測のための
作業が極めて簡便になる。しかも、１個の空気漏れのな
い基準容器ＭＶを製作すればよいので、時間とコストを
大幅に低減することができる。
【００５１】また、基準容器ＭＶと被測定容器ＷＶとの
容積が大きく異なる場合には、計測の全過程における充
填、平衡、及び測定などといった各段階におけるソレノ
イドバルブＳＶ１〜３の切り替えタイミングによって、
差圧計ＤＰＳの測定レンジよりもかなり大きいオーバー
プレッシャーが測定時に発生する可能性がある。しか
し、絞り弁ＳＥ２を調整することによってそれぞれの充
填完了までの時間がほぼ同じになるように調整し、差圧
Ｄ（ｔ）が余り大きくならないようにすることができ
る。
容積が大きく異なる場合には、計測の全過程における充
填、平衡、及び測定などといった各段階におけるソレノ
イドバルブＳＶ１〜３の切り替えタイミングによって、
差圧計ＤＰＳの測定レンジよりもかなり大きいオーバー
プレッシャーが測定時に発生する可能性がある。しか
し、絞り弁ＳＥ２を調整することによってそれぞれの充
填完了までの時間がほぼ同じになるように調整し、差圧
Ｄ（ｔ）が余り大きくならないようにすることができ
る。
【００５２】つまり、差圧Ｄ（ｔ）は、被測定容器ＷＶ
の空気漏れによる以外に、被測定容器ＷＶと基準容器Ｍ
Ｖとの容積差、及び温度変化の影響によっても発生す
る。図２に示される時点ｔａ以前の差圧Ｄ（ｔ）は前者
により、時点ｔａ以降の差圧Ｄ（ｔ）は後者により、そ
れぞれ発生することが判明している。
の空気漏れによる以外に、被測定容器ＷＶと基準容器Ｍ
Ｖとの容積差、及び温度変化の影響によっても発生す
る。図２に示される時点ｔａ以前の差圧Ｄ（ｔ）は前者
により、時点ｔａ以降の差圧Ｄ（ｔ）は後者により、そ
れぞれ発生することが判明している。
【００５３】この内、時点ｔａ以前の差圧Ｄ（ｔ）は絞
り弁ＳＥ２の調整により軽減される。時点ｔａ以降の差
圧Ｄ（ｔ）については、その極値〔Ｄ（ｔｃ）〕及び熱
平衡状態すなわち時点ｔｓ以降の差圧Ｄ（ｔ）の値が時
点ｔｂなどの関数となっているので、ソレノイドバルブ
ＳＶ１〜３の切り替えタイミングによって時点ｔｂを調
整することによって、オーバープレッシャーを無くし又
は軽減することができる。
り弁ＳＥ２の調整により軽減される。時点ｔａ以降の差
圧Ｄ（ｔ）については、その極値〔Ｄ（ｔｃ）〕及び熱
平衡状態すなわち時点ｔｓ以降の差圧Ｄ（ｔ）の値が時
点ｔｂなどの関数となっているので、ソレノイドバルブ
ＳＶ１〜３の切り替えタイミングによって時点ｔｂを調
整することによって、オーバープレッシャーを無くし又
は軽減することができる。
【００５４】なお、基準容器ＭＶの熱伝達定数Ｈｍは、
時点ｔｂからの基準容器内空気の圧力Ｐｍ（ｔ）を実験
的に測定し、次式を用いて最小二乗法により求められ
る。
時点ｔｂからの基準容器内空気の圧力Ｐｍ（ｔ）を実験
的に測定し、次式を用いて最小二乗法により求められ
る。
【００５５】
【数７】
【００５６】但し、時点ｔａ以前の加圧工程において
は、容器内空気の渦流れなどの影響によって、容器壁の
熱伝達率ｔｈｍが加圧工程以外の場合に比べてかなり大
きくなり、基準容器ＭＶの熱伝達定数Ｈｍは上述の方法
で求めたものよりもかなり大きくなることが予想され
る。このため、加圧工程における熱伝達定数Ｈｍの値の
みを次式を用いて実験的に求める必要がある。
は、容器内空気の渦流れなどの影響によって、容器壁の
熱伝達率ｔｈｍが加圧工程以外の場合に比べてかなり大
きくなり、基準容器ＭＶの熱伝達定数Ｈｍは上述の方法
で求めたものよりもかなり大きくなることが予想され
る。このため、加圧工程における熱伝達定数Ｈｍの値の
みを次式を用いて実験的に求める必要がある。
【００５７】
【数８】
【００５８】上述の実施例において、被測定容器ＷＶ及
び基準容器ＭＶの流路の開閉のためにソレノイドバルブ
ＳＶ１〜３を用いたが、これ以外の種々の弁を用いるこ
とができる。絞り弁ＳＥ１を可変としてもよい。その
他、計測装置１の構成は本発明の主旨に沿って種々変更
することができる。本発明は、自動車業界、バルブ業
界、医療器具業界、電機業界、その他の種々の業界にお
ける種々の容器のガス漏れの計測に適用することができ
る。
び基準容器ＭＶの流路の開閉のためにソレノイドバルブ
ＳＶ１〜３を用いたが、これ以外の種々の弁を用いるこ
とができる。絞り弁ＳＥ１を可変としてもよい。その
他、計測装置１の構成は本発明の主旨に沿って種々変更
することができる。本発明は、自動車業界、バルブ業
界、医療器具業界、電機業界、その他の種々の業界にお
ける種々の容器のガス漏れの計測に適用することができ
る。
【００５９】
【発明の効果】本発明によると、異なる被測定容器に対
し、同一の基準容器を用いて空気漏れを正確に計測する
ことができる。
し、同一の基準容器を用いて空気漏れを正確に計測する
ことができる。
【００６０】請求項２、３、又は５の発明によると、漏
れの計測において時点ｔｓを求めることができ、熱平衡
状態に達したことをより早く知って計測を短時間で行う
ことができる。
れの計測において時点ｔｓを求めることができ、熱平衡
状態に達したことをより早く知って計測を短時間で行う
ことができる。
【図１】本発明に係る計測装置の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図２】計測装置によって空気漏れの計測を行う場合の
各機器の動作タイミングを示す図である。
各機器の動作タイミングを示す図である。
【図３】基準容器の熱平衡時定数が被測定容器の熱平衡
時定数よりも小さい場合の差圧の波形の例を示す図であ
る。
時定数よりも小さい場合の差圧の波形の例を示す図であ
る。
１ 計測装置 ２１ 配管接続部 ＷＶ 被測定容器 ＭＶ 基準容器 ｔｈ、ｔｈｗ、ｔｈｍ 熱平衡時定数 ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｓ 時点 Ｄ（ｔ） 差圧 ＰＳ 圧縮空気源（圧縮ガス源） ＳＶ１〜３ ソレノイドバルブ（開閉弁） ＳＥ１〜２ 絞り弁 ＤＰＳ 差圧計
Claims (5)
- 【請求項１】基準容器と形状または容積の異なる被測定
容器のガス漏れを計測する方法であって、 被測定容器及び基準容器に対して圧縮ガスを供給して充
填した後に圧縮ガスの供給を停止し、その後、これら各
容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達する時点（ｔ
ｓ）まで待ち、熱平衡状態に達した時点（ｔｓ）以降に
おけるそれらの間の差圧の時間変化に基づいてガス漏れ
を計測することを特徴とする容器のガス漏れを計測する
方法。 - 【請求項２】前記熱平衡状態に達した時点（ｔｓ）を、
各容器内の圧縮ガスの温度変化が一次遅れ要素のインデ
ィシャル応答であるとみなした場合の熱平衡時定数（ｔ
ｈ）に基づいて求めることを特徴とする請求項１記載の
容器のガス漏れを計測する方法。 - 【請求項３】前記被測定容器の熱平衡時定数（ｔｈｗ）
を、基準容器の熱平衡時定数（ｔｈｍ）、圧縮ガスの充
填完了の時点（ｔａ）、圧縮ガスの供給を停止した時点
（ｔｂ）、圧縮ガスの供給を停止した後に差圧が極値と
なった時点（ｔｃ）、及び、時点（ｔｂ）における差圧
の関数として求めることを特徴とする請求項２記載の容
器のガス漏れを計測する方法。 - 【請求項４】基準容器と形状または容積の異なる被測定
容器のガス漏れを計測する装置であって、 被測定容器に接続するための配管接続部と、 漏れがなく熱平衡時定数（ｔｈｍ）が既知の基準容器
と、 前記基準容器及び被測定容器に対して圧縮ガスを供給す
るための圧縮ガス源と、 前記基準容器及び前記被測定容器と前記圧縮ガス源との
間にそれぞれ設けられた開閉弁と、 前記基準容器及び前記被測定容器と前記各開閉弁との間
に設けられた絞り弁と、 前記熱平衡時定数（ｔｈｍ）に基づいて各容器内の圧縮
ガスが共に熱平衡状態に達する時点（ｔｓ）を求める手
段と、 前記基準容器と前記被測定容器との間の差圧Ｄを、少な
くとも各容器内の圧縮ガスが共に熱平衡状態に達した時
点（ｔｓ）以降において計測するための差圧計と、 を有することを特徴とする容器のガス漏れを計測する装
置。 - 【請求項５】被測定容器のガス漏れを計測する方法であ
って、 被測定容器及び基準容器に対して圧縮ガスを供給して充
填した後に圧縮ガスの供給を停止し、これら各容器内の
圧縮ガスが共に熱平衡状態に達した時点（ｔｓ）以降に
おけるそれらの間の差圧の時間変化に基づいてガス漏れ
を計測し、 ここにおいて、前記熱平衡状態に達した時点（ｔｓ）
を、各容器内の圧縮ガスの温度変化が一次遅れ要素のイ
ンディシャル応答であるとみなした場合の熱平衡時定数
（ｔｈ）に基づいて求めることを特徴とする容器のガス
漏れを計測する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346347A JP3054508B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346347A JP3054508B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194257A JPH06194257A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3054508B2 true JP3054508B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=18382799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4346347A Expired - Fee Related JP3054508B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054508B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6517192B2 (en) | 2001-02-23 | 2003-02-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and method |
| US9782986B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-10-10 | Ricoh Company, Limited | Image forming apparatus and computer program product |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11118657A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-04-30 | Cosmo Keiki:Kk | ドリフト補正値算出装置及びこの算出装置を具備した洩れ検査装置 |
| JP3820168B2 (ja) * | 2002-03-15 | 2006-09-13 | オリンパス株式会社 | リークテスタ |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4346347A patent/JP3054508B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6517192B2 (en) | 2001-02-23 | 2003-02-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and method |
| US9782986B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-10-10 | Ricoh Company, Limited | Image forming apparatus and computer program product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06194257A (ja) | 1994-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0139752B1 (en) | Pressure variation detecting type leakage inspection equipment | |
| US4675834A (en) | Pressure variation detecting type leakage inspection system with temperature compensation | |
| US4532795A (en) | Method of temperature compensating leak rate testing | |
| JP4684135B2 (ja) | 配管路の漏洩検査方法及び漏洩検査装置 | |
| US4686851A (en) | Method and apparatus for detecting leaks | |
| JPH0781927B2 (ja) | 中空容器の密封度試験方法と装置 | |
| JPS63277948A (ja) | 漏れ検出の温度補償方法及び装置 | |
| US5600996A (en) | Method and apparatus for testing the tightness of housings | |
| JP4994494B2 (ja) | 差圧計測方法及び装置 | |
| JP3054508B2 (ja) | 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 | |
| US20090299659A1 (en) | Method for determining the total leak rate of systems impinged upon by pressure,and control apparatus for carrying out said method | |
| US20180024026A1 (en) | System And Method For Integrity Testing Of Flexible Containers | |
| GB2164453A (en) | Apparatus for leak testing parts, and methods of determining optimum parameters for performing said tests | |
| JP2012255687A (ja) | 圧力洩れ測定方法 | |
| JP3411374B2 (ja) | リークテストにおける温度補償方法 | |
| JP2000039347A (ja) | 流量検査装置 | |
| JP3143299B2 (ja) | 容器のガス漏れの計測方法 | |
| JP6775434B2 (ja) | リーク検査装置 リーク検査方法 | |
| JP2017116387A (ja) | 差圧変化量算出装置及び差圧変化量算出方法 | |
| JP3715543B2 (ja) | 気密性能試験方法 | |
| JP4173255B2 (ja) | エアリークテスト装置 | |
| JP2525097B2 (ja) | 中空構造物の漏れ検査方法 | |
| JP3310224B2 (ja) | 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 | |
| JP3186644B2 (ja) | 気体漏洩検査方法 | |
| JP2002005779A (ja) | 容器のガス漏れの計測方法および装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000328 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080407 Year of fee payment: 8 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080407 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100407 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110407 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |