JP3143299B2 - 容器のガス漏れの計測方法 - Google Patents
容器のガス漏れの計測方法Info
- Publication number
- JP3143299B2 JP3143299B2 JP05311713A JP31171393A JP3143299B2 JP 3143299 B2 JP3143299 B2 JP 3143299B2 JP 05311713 A JP05311713 A JP 05311713A JP 31171393 A JP31171393 A JP 31171393A JP 3143299 B2 JP3143299 B2 JP 3143299B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential pressure
- container
- measured
- time
- leakage
- 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
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
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計測するための方法に関す
る。
ガス漏れを差圧方式によって計測するための方法に関す
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ガスの漏れを正
確に計測する方法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ガスの漏れを正
確に計測する方法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、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、その後における前記基準容器と前記被測定容
器との間の差圧Ｄ（ｔ）を所定の時間計測し、計測され
た差圧Ｄ（ｔ）から、被測定容器及び基準容器について
の２つの一次遅れ要素のインディシャル応答の差とみな
して求めておいた伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）、及び
初期差圧Ｄ（ｔｂ）を、それぞれ差し引くことによっ
て、漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）を求め、求めた漏れ
による差圧成分ＤＬ（ｔ）に基づいてガス漏れを求める
方法である。
法は、上述の課題を解決するため、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、その後における前記基準容器と前記被測定容
器との間の差圧Ｄ（ｔ）を所定の時間計測し、計測され
た差圧Ｄ（ｔ）から、被測定容器及び基準容器について
の２つの一次遅れ要素のインディシャル応答の差とみな
して求めておいた伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）、及び
初期差圧Ｄ（ｔｂ）を、それぞれ差し引くことによっ
て、漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）を求め、求めた漏れ
による差圧成分ＤＬ（ｔ）に基づいてガス漏れを求める
方法である。
【０００９】
【００１０】
【作用】ガスの状態を支配する主なパラメータは、体積
Ｖ、圧力Ｐ、及び温度Ｔである。したがって、容積変化
の無い容器の場合には、容器内のガスの圧力変化及び温
度変化を正確に測定できれば容器からのガス漏れを高精
度で検出することができる。しかし、現在のセンサー技
術では、圧力変化を差圧計（差圧センサー）によって比
較的正確に（誤差±Ｐ×１０-5）測定することはできる
が、温度変化を正確に（誤差制限±Ｔ×１０-5）測定す
ることは極めて困難である。
Ｖ、圧力Ｐ、及び温度Ｔである。したがって、容積変化
の無い容器の場合には、容器内のガスの圧力変化及び温
度変化を正確に測定できれば容器からのガス漏れを高精
度で検出することができる。しかし、現在のセンサー技
術では、圧力変化を差圧計（差圧センサー）によって比
較的正確に（誤差±Ｐ×１０-5）測定することはできる
が、温度変化を正確に（誤差制限±Ｔ×１０-5）測定す
ることは極めて困難である。
【００１１】そこで、本発明においては、固定的に取り
付けて内蔵した基準容器ＭＶ及び差圧計ＤＰＳを用い
て、基準容器ＭＶ内の圧力Ｐｍと被測定容器ＷＶ（ワー
ク）内の圧力Ｐｗとの差（差圧）Ｄ＝Ｐm −ＰW を差圧
計ＤＰＳによって比較的に正確に測定し、得られた差圧
の時間変化Ｄ（ｔ）から伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）
及び漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）を解析することによ
って、ガスの漏れ量ＶＬ又は漏れ率ｑが高精度で計測さ
れる。すなわち、図４に示されるように、測定された差
圧Ｄ（ｔ）は、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）と、漏れ
による差圧成分ＤＬ（ｔ）と、初期差圧Ｄ（ｔｂ）とを
合成したものである。したがって、測定された差圧Ｄ
（ｔ）から、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）及び初期差
圧Ｄ（ｔｂ）を差し引くことにより、漏れによる差圧成
分ＤＬ（ｔ）が求められる。ここで、伝熱による差圧成
分ＤＨ（ｔ）は、伝熱による影響を２つのステップ入力
として扱うことにより、図５に示すように、被測定容器
及び基準容器についての２つの一次遅れ要素のインディ
シャル応答の差とみなして予め求めておくことができ
る。その際に、測定の初期においては誤差が大きいの
で、その間（ｔａ→ｔｂ）を無駄時間とし、時刻ｔｂを
始点としてそれ以降における差圧成分ＤＨ（ｔ）を求め
る。そして、予め求めておいたＤＨ（ｔ）を用いて、計
測された差圧Ｄ（ｔ）から、そのＤＨ（ｔ）および初期
差圧Ｄ（ｔｂ）を差し引き、漏れによる差圧成分ＤＬ
（ｔ）を求める。このようにして求めた差圧成分ＤＬ
（ｔ）を時間の一次関数とし、ガスの状態方程式などを
用いた式によってガスの漏れ量ＶＬ又は漏れ率ｑが求め
られる。
付けて内蔵した基準容器ＭＶ及び差圧計ＤＰＳを用い
て、基準容器ＭＶ内の圧力Ｐｍと被測定容器ＷＶ（ワー
ク）内の圧力Ｐｗとの差（差圧）Ｄ＝Ｐm −ＰW を差圧
計ＤＰＳによって比較的に正確に測定し、得られた差圧
の時間変化Ｄ（ｔ）から伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）
及び漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）を解析することによ
って、ガスの漏れ量ＶＬ又は漏れ率ｑが高精度で計測さ
れる。すなわち、図４に示されるように、測定された差
圧Ｄ（ｔ）は、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）と、漏れ
による差圧成分ＤＬ（ｔ）と、初期差圧Ｄ（ｔｂ）とを
合成したものである。したがって、測定された差圧Ｄ
（ｔ）から、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）及び初期差
圧Ｄ（ｔｂ）を差し引くことにより、漏れによる差圧成
分ＤＬ（ｔ）が求められる。ここで、伝熱による差圧成
分ＤＨ（ｔ）は、伝熱による影響を２つのステップ入力
として扱うことにより、図５に示すように、被測定容器
及び基準容器についての２つの一次遅れ要素のインディ
シャル応答の差とみなして予め求めておくことができ
る。その際に、測定の初期においては誤差が大きいの
で、その間（ｔａ→ｔｂ）を無駄時間とし、時刻ｔｂを
始点としてそれ以降における差圧成分ＤＨ（ｔ）を求め
る。そして、予め求めておいたＤＨ（ｔ）を用いて、計
測された差圧Ｄ（ｔ）から、そのＤＨ（ｔ）および初期
差圧Ｄ（ｔｂ）を差し引き、漏れによる差圧成分ＤＬ
（ｔ）を求める。このようにして求めた差圧成分ＤＬ
（ｔ）を時間の一次関数とし、ガスの状態方程式などを
用いた式によってガスの漏れ量ＶＬ又は漏れ率ｑが求め
られる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明に係る計測装置１の構成を示す
流体回路図である。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ＳＶ１〜４、ストップバルブＳＶ５、基準容器
（マスタ容器）ＭＶ、差圧計ＤＰＳ、被測定容器ＷＶ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。
流体回路図である。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ＳＶ１〜４、ストップバルブＳＶ５、基準容器
（マスタ容器）ＭＶ、差圧計ＤＰＳ、被測定容器ＷＶ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。
【００１３】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、漏れが実質的に全
くなく、容積Ｖｍが既知である。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。
対して共通に用いられるものであり、漏れが実質的に全
くなく、容積Ｖｍが既知である。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。
【００１４】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ＳＶ１〜４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
のものである。各ソレノイドバルブＳＶ１〜４によって
空気が流通する状態を「開」、遮断された状態を「閉」
という。また、ソレノイドへの通電を「オン」、通電の
停止を「オフ」という。したがって、図１から明らかな
ように、ソレノイドバルブＳＶ１〜３については「オ
ン」のときに流路が「開」となるが、ソレノイドバルブ
ＳＶ４については、常時開のバルブであるので、「オ
フ」のときには流路が「開」であり、「オン」のときに
流路が「閉」となる。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。また、ソレノイドバルブＳＶ４をオ
フした状態では、差圧Ｄ（ｔ）が零となり、測定を開始
するまでに差圧計ＤＰＳに大きな差圧力が加わるのを防
止できる。
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ＳＶ１〜４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
のものである。各ソレノイドバルブＳＶ１〜４によって
空気が流通する状態を「開」、遮断された状態を「閉」
という。また、ソレノイドへの通電を「オン」、通電の
停止を「オフ」という。したがって、図１から明らかな
ように、ソレノイドバルブＳＶ１〜３については「オ
ン」のときに流路が「開」となるが、ソレノイドバルブ
ＳＶ４については、常時開のバルブであるので、「オ
フ」のときには流路が「開」であり、「オン」のときに
流路が「閉」となる。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。また、ソレノイドバルブＳＶ４をオ
フした状態では、差圧Ｄ（ｔ）が零となり、測定を開始
するまでに差圧計ＤＰＳに大きな差圧力が加わるのを防
止できる。
【００１５】図２は本発明に係る計測装置１の電気回路
を示すブロック図である。図２において、計測装置１
は、差圧計ＤＰＳから出力される検出信号を増幅する増
幅器３１、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３２、
漏れ量の演算を始めとする種々の演算やソレノイドバル
ブＳＶ１〜４の制御のための演算などを行って計測装置
１の全体を制御する演算装置３３、差圧Ｄ（ｔ）のデー
タを始めとして種々のデータを格納するメモリ３４、入
力装置３５、表示装置３６、プリンタ装置３７、ソレノ
イドバルブＳＶ１〜４を駆動するためのドライバ回路３
８などから構成されており、必要に応じて磁気ディスク
装置などの外部記憶装置が接続され、また回線を通じて
他のシステムとの通信が行われる。
を示すブロック図である。図２において、計測装置１
は、差圧計ＤＰＳから出力される検出信号を増幅する増
幅器３１、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３２、
漏れ量の演算を始めとする種々の演算やソレノイドバル
ブＳＶ１〜４の制御のための演算などを行って計測装置
１の全体を制御する演算装置３３、差圧Ｄ（ｔ）のデー
タを始めとして種々のデータを格納するメモリ３４、入
力装置３５、表示装置３６、プリンタ装置３７、ソレノ
イドバルブＳＶ１〜４を駆動するためのドライバ回路３
８などから構成されており、必要に応じて磁気ディスク
装置などの外部記憶装置が接続され、また回線を通じて
他のシステムとの通信が行われる。
【００１６】図３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３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３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。
【００１７】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。これによって、圧縮空気はそれぞ
れの容器ＭＶ、ＷＶ内に流入し、それぞれの圧力Ｐｍ
（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。これによって、圧縮空気はそれぞ
れの容器ＭＶ、ＷＶ内に流入し、それぞれの圧力Ｐｍ
（ｔ）、Ｐｗ（ｔ）が上昇する。
【００１８】そして、両容器ＭＶ、ＷＶへの充填が完了
した時点ｔａ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
るとともに、ソレノイドバルブＳＶ４をオンする。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）は時点ｔｐ
において一旦零となり、その後増大する。
した時点ｔａ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
るとともに、ソレノイドバルブＳＶ４をオンする。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）は時点ｔｐ
において一旦零となり、その後増大する。
【００１９】差圧Ｄ（ｔ）を所定の時間だけ計測し、そ
のデータをメモリ３４に格納する。その後、ソレノイド
バルブＳＶ４をオフするとともにソレノイドバルブＳＶ
２、３をオンし、両容器ＭＶ、ＷＶ内の圧縮空気を排出
する。そして、ソレノイドバルブＳＶ２、３をオフし、
測定を終了する。
のデータをメモリ３４に格納する。その後、ソレノイド
バルブＳＶ４をオフするとともにソレノイドバルブＳＶ
２、３をオンし、両容器ＭＶ、ＷＶ内の圧縮空気を排出
する。そして、ソレノイドバルブＳＶ２、３をオフし、
測定を終了する。
【００２０】このようにして測定した差圧Ｄ（ｔ）の時
間変化に基づいて、被測定容器ＷＶの漏れ量ＶＬが演算
装置３３によって求められる。次に、差圧Ｄ（ｔ）から
漏れ量ＶＬの求め方について説明する。
間変化に基づいて、被測定容器ＷＶの漏れ量ＶＬが演算
装置３３によって求められる。次に、差圧Ｄ（ｔ）から
漏れ量ＶＬの求め方について説明する。
【００２１】まず、検出された差圧Ｄ（ｔ）の時間変化
から、最小２乗法などの近似方法を用いて次の近似式
（１）を求める。 Ｄ（ｔ）＝ＤＨ（ｔ）＋ＤＬ（ｔ）＋Ｄ（ｔｂ） …（１） 但し、差圧変化についての始点を時点ｔｂとする。した
がって、時点ｔｂにおいて時刻ｔ＝０、つまりｔｂ＝０
である。
から、最小２乗法などの近似方法を用いて次の近似式
（１）を求める。 Ｄ（ｔ）＝ＤＨ（ｔ）＋ＤＬ（ｔ）＋Ｄ（ｔｂ） …（１） 但し、差圧変化についての始点を時点ｔｂとする。した
がって、時点ｔｂにおいて時刻ｔ＝０、つまりｔｂ＝０
である。
【００２２】（１）式において、ＤＨ（ｔ）は伝熱によ
る差圧成分、ＤＬ（ｔ）は漏れによる差圧成分、Ｄ（ｔ
ｂ）は時刻ｔｂ（＝０）における差圧Ｄ（ｔ）の測定値
である。この（１）式により、漏れによる差圧成分ＤＬ
（ｔ）は、差圧Ｄ（ｔ）から差圧成分ＤＨ（ｔ）及び初
期差圧Ｄ（ｔｂ）を差し引くことにより求められる。
る差圧成分、ＤＬ（ｔ）は漏れによる差圧成分、Ｄ（ｔ
ｂ）は時刻ｔｂ（＝０）における差圧Ｄ（ｔ）の測定値
である。この（１）式により、漏れによる差圧成分ＤＬ
（ｔ）は、差圧Ｄ（ｔ）から差圧成分ＤＨ（ｔ）及び初
期差圧Ｄ（ｔｂ）を差し引くことにより求められる。
【００２３】次に、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）、及
び漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）は、それぞれ次式
（２）（３）によって示される。
び漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）は、それぞれ次式
（２）（３）によって示される。
【００２４】
【数１】
【００２５】但し、式（２）（３）において、ｔｈは一
次遅れ要素の時定数、Ｐｏは周囲環境の大気圧、ｑは被
測定容器ＷＶから単位容積且つ単位時間当たりに大気へ
漏れるガスの体積である漏れ率を示す。ここで、伝熱に
よる差圧成分ＤＨ（ｔ）を示す（２）式は、伝熱による
影響を２つのステップ入力として扱うことにより、図５
に示すように、被測定容器及び基準容器についての２つ
の一次遅れ要素のインディシャル応答の差とみなして求
めることができる。その際に、測定の初期においては誤
差が大きいので、その間（ｔａ→ｔｂ）を無駄時間と
し、時刻ｔｂを始点としてそれ以降における差圧成分Ｄ
Ｈ（ｔ）を求める。
次遅れ要素の時定数、Ｐｏは周囲環境の大気圧、ｑは被
測定容器ＷＶから単位容積且つ単位時間当たりに大気へ
漏れるガスの体積である漏れ率を示す。ここで、伝熱に
よる差圧成分ＤＨ（ｔ）を示す（２）式は、伝熱による
影響を２つのステップ入力として扱うことにより、図５
に示すように、被測定容器及び基準容器についての２つ
の一次遅れ要素のインディシャル応答の差とみなして求
めることができる。その際に、測定の初期においては誤
差が大きいので、その間（ｔａ→ｔｂ）を無駄時間と
し、時刻ｔｂを始点としてそれ以降における差圧成分Ｄ
Ｈ（ｔ）を求める。
【数１】の式（２）の差圧成分ＤＨ（ｔ）を見ると、こ
れは、一見すると求めたい漏れ率ｑの関数となっている
が、次の理由により、ｑ値に関わらず一意的に決定され
る関数である。 すなわち、式（２）の右辺の１つ目の大
括弧内は、
れは、一見すると求めたい漏れ率ｑの関数となっている
が、次の理由により、ｑ値に関わらず一意的に決定され
る関数である。 すなわち、式（２）の右辺の１つ目の大
括弧内は、
【数１２】 となり、ｑ・Ｐ 0 がキャンセルされるからである。 この
ように、差圧成分ＤＨ（ｔ）は、漏れ率ｑに関わらない
で一意的に決定されるものである。 しかし、差圧成分Ｄ
Ｈ（ｔ）の値は、段落番号００１１および００４８にお
いて説明されるように、上の式（２）により、計測され
たｑ・Ｐ 0 の値を用いて計算で予め求めておくことがで
きるものである。
ように、差圧成分ＤＨ（ｔ）は、漏れ率ｑに関わらない
で一意的に決定されるものである。 しかし、差圧成分Ｄ
Ｈ（ｔ）の値は、段落番号００１１および００４８にお
いて説明されるように、上の式（２）により、計測され
たｑ・Ｐ 0 の値を用いて計算で予め求めておくことがで
きるものである。
【００２６】次に、漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）から
ｑを求め、さらにｑの値に基づいて、被測定容器ＷＶか
ら単位時間当たりに大気へ漏れるガスの体積であるガス
漏れ率ＱＬ、及び被測定容器ＷＶから所定時間内に大気
へ漏れるガスの体積である漏れ量ＶＬを、それぞれ次式
（４）（５）によって求める。
ｑを求め、さらにｑの値に基づいて、被測定容器ＷＶか
ら単位時間当たりに大気へ漏れるガスの体積であるガス
漏れ率ＱＬ、及び被測定容器ＷＶから所定時間内に大気
へ漏れるガスの体積である漏れ量ＶＬを、それぞれ次式
（４）（５）によって求める。
【００２７】ＱＬ＝ｑ・Ｖｗ …（４） ＶＬ＝ｑ・Ｖｗ・（ｔｄ−ｔｂ）…（５） 但し、式（４）（５）において、Ｖｗは被測定容器ＷＶ
の容積、ｔｄは差圧変化の測定の終了時刻を示す。
の容積、ｔｄは差圧変化の測定の終了時刻を示す。
【００２８】ここで、上述した式（２）及び式（３）に
ついて説明する。図４は差圧Ｄ（ｔ）の成分を示す図、
図５は伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）を求めるためのブ
ロック図である。
ついて説明する。図４は差圧Ｄ（ｔ）の成分を示す図、
図５は伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）を求めるためのブ
ロック図である。
【００２９】上述した式（１）及び図４に示されるよう
に、時点ｔｂから時点ｔｄまでの間における差圧Ｄ
（ｔ）は、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）、漏れによる
差圧成分ＤＬ（ｔ）、及び時点ｔｂにおける初期差圧Ｄ
（ｔｂ）に分解される。またＤＨ（ｔ）及びＤＬ（ｔ）
の初期値は零である。
に、時点ｔｂから時点ｔｄまでの間における差圧Ｄ
（ｔ）は、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）、漏れによる
差圧成分ＤＬ（ｔ）、及び時点ｔｂにおける初期差圧Ｄ
（ｔｂ）に分解される。またＤＨ（ｔ）及びＤＬ（ｔ）
の初期値は零である。
【００３０】漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）について
は、被測定容器ＷＶ内の圧力Ｐｗ（ｔ）が周囲環境にお
ける大気圧の１．９倍（絶対圧での比較）以上であれ
ば、漏れの質量流量は被測定容器ＷＶ内の圧力変化又は
温度変化によらないことから、時間の一次関数とするこ
とができ、ガスの状態方程式を用いて上述の式（３）が
得られる。
は、被測定容器ＷＶ内の圧力Ｐｗ（ｔ）が周囲環境にお
ける大気圧の１．９倍（絶対圧での比較）以上であれ
ば、漏れの質量流量は被測定容器ＷＶ内の圧力変化又は
温度変化によらないことから、時間の一次関数とするこ
とができ、ガスの状態方程式を用いて上述の式（３）が
得られる。
【００３１】また、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）につ
いては、伝熱による影響を２つのステップ入力として扱
い、図５に示されるように、被測定容器ＷＶ及び基準容
器ＭＶについての２つの一次遅れ要素のインディシャル
応答の差として扱うことができる。
いては、伝熱による影響を２つのステップ入力として扱
い、図５に示されるように、被測定容器ＷＶ及び基準容
器ＭＶについての２つの一次遅れ要素のインディシャル
応答の差として扱うことができる。
【００３２】図５より、伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）
のラプラス変換ＤＨ（ｓ）は次式（６）のようになる。
のラプラス変換ＤＨ（ｓ）は次式（６）のようになる。
【００３３】
【数２】
【００３４】ここで、Ｒはガス定数、ρｗ及びρｍはそ
れぞれ被測定容器ＷＶ又は基準容器ＭＶの内部のガス密
度ｗを、ｔｈｗ及びｔｈｍはそれぞれ被測定容器ＷＶ又
は基準容器ＭＶの時定数を示す。
れぞれ被測定容器ＷＶ又は基準容器ＭＶの内部のガス密
度ｗを、ｔｈｗ及びｔｈｍはそれぞれ被測定容器ＷＶ又
は基準容器ＭＶの時定数を示す。
【００３５】さて、式（６）によって伝熱による差圧成
分ＤＨ（ｔ）を求めることができるが、ＤＨ（ｔ）を表
す理論式には未知の定数が多い。そこで、本発明者は、
式（６）に対して適切な近似を行い、伝熱による差圧成
分ＤＨ（ｔ）を表す近似式を得た。すなわち、式（６）
の内の二次遅れ要素である次の式（７）、
分ＤＨ（ｔ）を求めることができるが、ＤＨ（ｔ）を表
す理論式には未知の定数が多い。そこで、本発明者は、
式（６）に対して適切な近似を行い、伝熱による差圧成
分ＤＨ（ｔ）を表す近似式を得た。すなわち、式（６）
の内の二次遅れ要素である次の式（７）、
【００３６】
【数３】
【００３７】を、一次遅れ要素である次の式（８）、
【００３８】
【数４】
【００３９】と、無駄時間要素である次の式（９）、
【００４０】
【数５】
【００４１】との組み合わせで近似し、この近似による
誤差が非常に大きい無駄時間（ｔａ→ｔｂ）内における
過渡応答を０とし、時間ｔｂ以降における一次遅れ要素
である式（８）のステップ入力（１／ｓ）に対する応答
を求めることとした。なお、Ａは一次遅れ要素のゲイン
定数、ｔｈは一次遅れ要素の時定数を示す。
誤差が非常に大きい無駄時間（ｔａ→ｔｂ）内における
過渡応答を０とし、時間ｔｂ以降における一次遅れ要素
である式（８）のステップ入力（１／ｓ）に対する応答
を求めることとした。なお、Ａは一次遅れ要素のゲイン
定数、ｔｈは一次遅れ要素の時定数を示す。
【００４２】一次遅れ要素である式（８）のインディシ
ャル応答（ステップ入力に対する応答）の一般解は次の
式（１０）で示される。
ャル応答（ステップ入力に対する応答）の一般解は次の
式（１０）で示される。
【００４３】
【数６】
【００４４】この式（１０）から次の式（１１）が得ら
れる。
れる。
【００４５】
【数７】
【００４６】また、式（１）（３）から次の式（１２）
が得られる。
が得られる。
【００４７】
【数８】 これらの式（１０）（１１）（１２）から、上述した式
（２）が得られる。
（２）が得られる。
【００４８】この式（１２）において、右辺の第１項
は、計測によって得られた差圧Ｄ（ｔ）を、時間ｔ＝ｔ
ｂにおいて微分した値であり、計算によって求めること
ができる。この値の中には、伝熱による差圧成分ＤＨ
（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微分値と、差圧成分ＤＬ
（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微分値ｑ・Ｐ 0 （直線の
傾き）とが含まれている。 このｑ・Ｐ 0 値は、差圧Ｄ
（ｔ）に含まれる差圧成分ＤＨ（ｔ）が定常値に収束し
た後の差圧Ｄ（ｔ）の微分値、つまり図３において時間
が充分に経過した後の差圧Ｄ（ｔ）の傾きと等しくな
り、差圧Ｄ（ｔ）を長時間計測することから求められ
る。 したがって、右辺の第１項から第２項（ｑ・Ｐ 0 値
自体）を差し引くことによって、伝熱による差圧成分Ｄ
Ｈ（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微分値が求められる。
ここで求められたＤＨ（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微
分値、つまり、
は、計測によって得られた差圧Ｄ（ｔ）を、時間ｔ＝ｔ
ｂにおいて微分した値であり、計算によって求めること
ができる。この値の中には、伝熱による差圧成分ＤＨ
（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微分値と、差圧成分ＤＬ
（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微分値ｑ・Ｐ 0 （直線の
傾き）とが含まれている。 このｑ・Ｐ 0 値は、差圧Ｄ
（ｔ）に含まれる差圧成分ＤＨ（ｔ）が定常値に収束し
た後の差圧Ｄ（ｔ）の微分値、つまり図３において時間
が充分に経過した後の差圧Ｄ（ｔ）の傾きと等しくな
り、差圧Ｄ（ｔ）を長時間計測することから求められ
る。 したがって、右辺の第１項から第２項（ｑ・Ｐ 0 値
自体）を差し引くことによって、伝熱による差圧成分Ｄ
Ｈ（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微分値が求められる。
ここで求められたＤＨ（ｔ）の時間ｔ＝ｔｂにおける微
分値、つまり、
【数１３】 は、右辺の第１項（これはｑ・Ｐ 0 を含んでいる）と右
辺の第２項（ｑ・Ｐ 0 値自体）とを引き算したものであ
り、実はｑ・Ｐ 0 が相殺されて得られているものである
ことが分かり、したがって、漏れ率ｑには依存せず、一
意的に決定されるものであることも明らかである。な
お、上述の実施例の計測装置１は、演算装置３３内のＲ
ＯＭに適切なプログラムが組み込まれている。そのＲＯ
Ｍを計測装置１にインストールするときに、計測装置１
に用いられている実際の流体機器に合わせて、次のパラ
メータを設定しておく。
辺の第２項（ｑ・Ｐ 0 値自体）とを引き算したものであ
り、実はｑ・Ｐ 0 が相殺されて得られているものである
ことが分かり、したがって、漏れ率ｑには依存せず、一
意的に決定されるものであることも明らかである。な
お、上述の実施例の計測装置１は、演算装置３３内のＲ
ＯＭに適切なプログラムが組み込まれている。そのＲＯ
Ｍを計測装置１にインストールするときに、計測装置１
に用いられている実際の流体機器に合わせて、次のパラ
メータを設定しておく。
【００４９】差圧計ＤＰＳの測定レンジＤmax （ｍｍＨ
2 Ｏ） 基準容器ＭＶの容積Ｖｍ（ｃｃ） 配管接続部２１などを含めた被測定容器側のデッドボリ
ュームＶｗｄ（ｃｃ） 計測装置１による計測を実際に行う際に、被測定容器Ｗ
Ｖの容積Ｖｗ（ｃｃ）、許容される漏れ率の最大値ＮＧ
（ｃｃ／ｍｉｎ）、及び時点ｔｄ（ｓ）の値を、オペレ
ータが入力装置３５から入力することによって、差圧Ｄ
（ｔ）の計測及び漏れ率ｑ、漏れ量ＶＬの演算が自動的
に行われ、その結果が表示装置３６に表示され、必要に
応じてプリンタ装置３７によってプリントされる。
2 Ｏ） 基準容器ＭＶの容積Ｖｍ（ｃｃ） 配管接続部２１などを含めた被測定容器側のデッドボリ
ュームＶｗｄ（ｃｃ） 計測装置１による計測を実際に行う際に、被測定容器Ｗ
Ｖの容積Ｖｗ（ｃｃ）、許容される漏れ率の最大値ＮＧ
（ｃｃ／ｍｉｎ）、及び時点ｔｄ（ｓ）の値を、オペレ
ータが入力装置３５から入力することによって、差圧Ｄ
（ｔ）の計測及び漏れ率ｑ、漏れ量ＶＬの演算が自動的
に行われ、その結果が表示装置３６に表示され、必要に
応じてプリンタ装置３７によってプリントされる。
【００５０】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ＭＶを用いることとし、基準容器ＭＶを取り
替えることをしない。
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ＭＶを用いることとし、基準容器ＭＶを取り
替えることをしない。
【００５１】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。
【００５２】上述の実施例の計測装置１の他の利点を列
挙すると次のとおりである。 温度変化による影響は理論計算によって処理される
ため、被測定容器ＷＶまでの配管やその周辺の温度など
といった計測条件の制限が緩和され、ガス漏れの計測が
容易である。 漏れ率ｑは差圧Ｄ（ｔ）の時間変化の曲線の形から
算出されるため、差圧Ｄ（ｔ）のばらつきやノイズなど
による影響は計算によって補正され、高い精度が得られ
る。 理論計算をベースとして差圧Ｄ（ｔ）の計測タイミ
ングが決定されるので、短時間で計測が行われ、１つの
被測定容器ＷＶの漏れ量ＶＬを計測し又は検査する時間
が短縮される。また、計測装置１によって対応可能な計
測範囲が極めて広いので、計測又は検査に要するコスト
が大幅に低減される。
挙すると次のとおりである。 温度変化による影響は理論計算によって処理される
ため、被測定容器ＷＶまでの配管やその周辺の温度など
といった計測条件の制限が緩和され、ガス漏れの計測が
容易である。 漏れ率ｑは差圧Ｄ（ｔ）の時間変化の曲線の形から
算出されるため、差圧Ｄ（ｔ）のばらつきやノイズなど
による影響は計算によって補正され、高い精度が得られ
る。 理論計算をベースとして差圧Ｄ（ｔ）の計測タイミ
ングが決定されるので、短時間で計測が行われ、１つの
被測定容器ＷＶの漏れ量ＶＬを計測し又は検査する時間
が短縮される。また、計測装置１によって対応可能な計
測範囲が極めて広いので、計測又は検査に要するコスト
が大幅に低減される。
【００５３】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
ＳＶ１〜４を用いたが、これ以外の種々の弁を用いるこ
とができる。その他、計測装置１の流体回路、電気回
路、又はそれらの各部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。
び基準容器ＭＶの流路の開閉のためにソレノイドバルブ
ＳＶ１〜４を用いたが、これ以外の種々の弁を用いるこ
とができる。その他、計測装置１の流体回路、電気回
路、又はそれらの各部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。
【００５４】
【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ガスの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ガスの漏れを正確に計測す
ることができる。
【図１】本発明に係る計測装置の構成を示す流体回路図
である。
である。
【図２】本発明に係る計測装置の電気回路を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】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４】差圧Ｄ（ｔ）の成分を示す図である。
【図５】伝熱による差圧成分ＤＨ（ｔ）を求めるための
ブロック図である。
ブロック図である。
１ 計測装置 ＷＶ 被測定容器 ＭＶ 基準容器 Ｄ（ｔ） 差圧
Claims (1)
- 【請求項１】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、 その後における前記基準容器と前記被測定容器との間の
差圧Ｄ（ｔ）を所定の時間計測し、 計測された差圧Ｄ（ｔ）から、被測定容器及び基準容器
についての２つの一次遅れ要素のインディシャル応答の
差とみなして求めておいた伝熱による差圧成分ＤＨ
（ｔ）、及び初期差圧Ｄ（ｔｂ）を、それぞれ差し引く
ことによって、漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）を求め、 求めた漏れによる差圧成分ＤＬ（ｔ）に基づいてガス漏
れを求める、 ことを特徴とする容器のガス漏れの計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05311713A JP3143299B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 容器のガス漏れの計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05311713A JP3143299B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 容器のガス漏れの計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174661A JPH07174661A (ja) | 1995-07-14 |
| JP3143299B2 true JP3143299B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18020579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05311713A Expired - Fee Related JP3143299B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 容器のガス漏れの計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3143299B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103604572A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-26 | 安徽皖仪科技股份有限公司 | 一种中央空调铜管的泄漏检测方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100946506B1 (ko) * | 2008-05-28 | 2010-03-11 | 현대자동차주식회사 | 에스씨알시스템의 크랙 진단방법 |
| JP4994494B2 (ja) * | 2010-12-14 | 2012-08-08 | 株式会社エイムテック | 差圧計測方法及び装置 |
| JP6738702B2 (ja) * | 2016-06-29 | 2020-08-12 | 暎三 浦田 | リーク検査方法 リーク検査装置 |
| WO2021065005A1 (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-08 | 三菱電機株式会社 | 気密性評価装置 |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP05311713A patent/JP3143299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103604572A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-26 | 安徽皖仪科技股份有限公司 | 一种中央空调铜管的泄漏检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07174661A (ja) | 1995-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4686638A (en) | Leakage inspection method with object type compensation | |
| US4675834A (en) | Pressure variation detecting type leakage inspection system with temperature compensation | |
| US4523452A (en) | Method of measuring leak rates | |
| EP0139752A1 (en) | Pressure variation detecting type leakage inspection equipment | |
| JP4684135B2 (ja) | 配管路の漏洩検査方法及び漏洩検査装置 | |
| JP4019322B2 (ja) | 湿度センサを較正する方法および装置、ならびに較正可能な湿度センサを備えるセンサ機構 | |
| CA2122250C (en) | Method for testing containers, use of the method, and a testing device | |
| US9429493B2 (en) | Manifold assembly for a portable leak tester | |
| JPH11118657A (ja) | 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 | |
| WO1991014164A1 (en) | Method and apparatus for leak testing | |
| JP4056818B2 (ja) | リークテスト方法及び装置 | |
| US4763518A (en) | Method for measuring net internal volume of a receptacle containing an unknown volume of residual liquid | |
| US4542643A (en) | Fluid leak testing method | |
| JP3143299B2 (ja) | 容器のガス漏れの計測方法 | |
| JP2000039347A (ja) | 流量検査装置 | |
| JP3054508B2 (ja) | 容器のガス漏れを計測する方法及び装置 | |
| US20160313153A1 (en) | Method and measuring assembly according to the differential pressure principle having a zero-point calibration | |
| JPH0240515Y2 (ja) | ||
| JP2618952B2 (ja) | 差圧伝送器の校正装置 | |
| JP4173255B2 (ja) | エアリークテスト装置 | |
| JP3038321B2 (ja) | リーク量測定装置 | |
| 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 | |
| JPH02213736A (ja) | 圧力測定装置 | |
| JPS6311827A (ja) | 差圧計の零点補正装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000229 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001212 |
|
| 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: 20071222 Year of fee payment: 7 |
|
| 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: 20071222 Year of fee payment: 7 |
|
| 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: 20081222 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |