JP3580786B2 - Pressure calibration device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力スイッチなどの被測定物が設定圧力で正常に動作するかどうかを試験するときに、圧力源の圧力を速やかに所定の圧力に調整して供給するための圧力校正装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
圧力スイッチや圧力トランスミッターなど、圧力によって動作する装置を開発する場合、実際の試験を行って、設計通りに動作するかどうかをチェックする必要がある。
また、製品の経時変化による劣化部位の発見や、状態チェック等でも圧力による試験は実施される。
【0003】
このような場合に圧力源を精度よく、かつ、速やかに調整して供給するため、圧力校正装置が用いられる。
図3は、従来の圧力校正装置である。高圧の圧力源として、例えばN2ボンベ1は、減圧弁20から配管25によりコネクタ21、22を介して、被測定物26に接続される。また、前記コネクタ21の他方側にガスを逃がしてガス圧を微調整するためのミニチュアバルブ23が接続され、さらに、前記コネクタ22の他方側に圧力を表示するデジタルマノメータ24が接続されている。
このような構成において、圧力を低圧から目標値まで上昇させる場合、先ず、目標とする圧力値付近になるようにデジタルマノメータ24の表示を見ながらN2ボンベ1の減圧弁20を徐々に開いて、目標値に達したら減圧弁20をそのまま固定する。減圧弁20は、圧力調整幅が非常に大きいため、1回で目標値に調整されることがなく、通常は、目標値をオーバーする。目標値を少しでも超えたらミニチュアバルブ23を開いてガスを逃がし、減圧する。ミニチュアバルブ23も圧力調整幅が大きいため、このミニチュアバルブ23を開くと、若干圧力が下がりすぎる。圧力が目標値より下がりすぎると、減圧弁20をわずかに開いて加圧する。以下同様にして、図4に示すように10〜20回これを繰り返して、目標とする圧力値を得る。また、圧力を高圧から目標値まで降下させる場合も同様である。
【0004】
このように、従来の圧力校正装置では、減圧弁20とミニチュアバルブ23のどちらも、調整の変化幅が非常に大きいため、目標の圧力を得るのに圧力の上昇と下降を繰り返す必要があった。一旦調整が終われば安定するので、調整に手間取ったとしても一定の圧力値を得るだけで良い試験ではあまり問題ないが、圧力値を段階的に変化させるような試験のための圧力調整では、その都度調整が面倒であるという問題が生じてしまう。
図4は、従来の圧力校正装置において圧力を段階的に変化させようとしたときの圧力の変化を表したグラフで、3.0MPaを100%として、100%、75%、50%、25%、0%の順に、圧力を下げる方向に段階的に調整するときと、0%になったら、逆に、0%、25%、50%、75%、100%の順に、圧力を上げる方向に段階的に調整するときの過程を示している。
このように、従来の圧力校正装置による方法では、圧力を所定値に調整するまでに、その都度どうしても10〜20回の圧力値の上下動をしてしまい、一定値を保つまでに時間と熟練が必要であった。また、グラフに示すように、大きく上下してしまうと、この範囲内に動作点を持つような測定物を試験しても、測定物の品質の評価をすることが出来ないという問題点があった。さらに、圧力の急激な上下は、圧力を計測する計測器自体を破壊するおそれがあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、圧力の調整を上下動なく、速やかに、正確に調整でき、かつ、圧力源の消費量の少ない圧力校正装置を得ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧力源の圧力を所定の圧力に調整して被測定物26に供給するための圧力校正装置において、前記圧力源に、この圧力源の圧力を減圧するための圧力コントロール弁4を接続し、この圧力コントロール弁4と被測定物26のコネクタ16との間に、切換手段を介して、急速圧力調整部27と微速圧力調整部28を分岐して接続するようにしたものである。
【0007】
これによって、急速圧力調整部27で大まかな調整をして、微速圧力調整部28で微量な調整をすることで、目的とする圧力値を簡単に得ることが出来、さらに調整する際に加圧と減圧を繰り返す必要がなく、圧力源の消費量を節約することが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図1、図2を用いて説明する。
図1において、1は、圧力源としての高圧のN2ガスを封入したN2ボンベで、このN2ボンベ1は、減圧弁20を介してコネクタ2に接続され、このコネクタ2から三方弁3の入力側に接続される。この三方弁3の出力側の一方には、配管25が接続され、他方は排気に開放されている。前記配管25の他端には、圧力コントロール弁4が接続され、さらに配管25を介して三方弁5の入力側に接続されている。前記圧力コントロール弁4は、N2ボンベ1から供給された一次圧を、試験に用いる圧力に近い大まかな二次圧に減圧するためのもので、入力側に一次圧指示計17が、出力側に二次圧指示計18が接続されている。さらに安全弁としても作用する。前記三方弁5の2つの出力側には、それぞれ急速圧力調整部27と微速圧力調整部28とが分岐して切替え自在に接続されている。
【0009】
前記急速圧力調整部27は、二次圧調整リザーブタンク6、三方弁7、三方コネクタ8が順番に接続された後、四方コネクタ13の一方の入力側に接続されるとともに、前記三方コネクタ8の分岐路に急速減圧調整弁9と急速逃がし弁10が接続されて構成されている。前記二次圧調整リザーブタンク6は、ガスを一定量貯蔵し、圧力を急激に高めるためのものである。前記三方弁7の他方の出力側は、排気になっている。前記急速減圧調整弁9は、ニードルの角度が3度程度で、ある程度大きな圧力の減圧調整用である。
【0010】
前記微速圧力調整部28は、微速加圧調整弁11、三方コネクタ12を介して、前記四方コネクタ13の他方の入力側に接続されるとともに、前記四方コネクタ13の一方の出力側には、微速減圧調整弁14と微速逃がし弁15が接続され、さらに前記三方コネクタ12には、測定圧を表示する測定圧指示計19が接続されて構成されている。前記微速加圧調整弁11と微速減圧調整弁14は、ニードルの角度が1度程度の微調整用であり、0.001MPa単位で変化させることができ、また、変化スピードは0.001MPa/5secと勾配速度も緩やかに制御することが出来る。前記四方コネクタ13の他方の出力側には、コネクタ16を介して被測定物26が接続される。
【0011】
次に、本発明における圧力校正装置の作用を説明する。ここで、図2のように圧力を変化させるときの調整手順に即して、作用を説明する。
【0012】
1.図2の100%(3.0MPa)に安定させる手順
(1)三方弁3を止めた状態で、コネクタ2にN2ボンベ1を接続し、ボンベ圧を印加する。
(2)三方弁5を止め、三方弁3を圧力コントロール弁4側に切替えて一次圧ONにし、圧力コントロール弁4に加圧する。一次圧は一次圧指示計17に表示され、このとき、圧力コントロール弁4が全開ならば、二次圧指示計18も同じ値となっている。
(3)二次圧指示計18を見ながら、圧力コントロールバルブ4によって、二次圧を測定に用いる圧力値の105%〜110%に調整する。ここで5%〜10%大きく設定する理由は、被測定物の容量によって圧力が若干減少する恐れがあるためで、3.0MPaを測定で使用するならば、ここでは3.15MPa〜3.3MPaに設定しておくことで、3.0MPaを常に保つことが出来る。
(4)三方弁5を急速圧力調整部27側に切替えて、二次圧調整用リザーブタンク6に、測定圧の約90%(2.7MPa)まで圧力を急速に印加する。このとき、三方弁7は、三方コネクタ8側に切替えられ、急速減圧調整弁9は閉じている。これで大まかな調整を終了する。
(5)次に、三方弁5を微速圧力調整部28側に切替えて、微速加圧調整弁11により微速加圧し、測定圧指示計19を見ながら、急速圧力調整部27側を含めた三方弁5以降の回路内を100%(3.0MPa)に安定させる。もし、圧力が上がりすぎたら、微速減圧調整弁14で微速逃がし弁15から排気し、減圧調整する。100%に安定したら、三方弁5を止める。
(6)安定した状態で、コネクタ16を介して被測定物26に100%(3.0MPa)を加圧する。
【0013】
2.図2の100%から75%、50%、25%、0%に段階的に減圧する手順
(1)三方弁5は、閉じた状態にある。
(2)急速減圧調整弁9を開いて、急速逃がし弁10からガスを逃がして、100%の圧力(図2のa点)を、75%よりやや高い圧力(図2のb点)まで急速に減圧する。減圧後、急速逃がし弁10を閉じる。
(3)微速減圧調整弁14を開いて、測定圧指示計19を見ながら、微速逃がし弁15で微速排気して、図2のb点から徐々に75%に安定させ、微速逃がし弁15を閉じる(図2のc点)。
(4)c点で安定した状態で、コネクタ16を介して被測定物26に75%(2.25MPa)を加圧する。
(5)75%から50%に減圧する場合には、図2のd点からe点までを急速減圧調整弁9で急速減圧し、e点からf点までを微速減圧調整弁14で微速減圧して、50%に安定させる。
(6)50%から25%に減圧する場合には、図2のg点からh点までを急速減圧調整弁9で急速減圧し、h点からi点までを微速減圧調整弁14で微速減圧して、25%に安定させる。
(7)25%から0%に減圧するには、三方弁7を開いて排気にしてやれば、0%になる。
【0014】
3.図2の0%から25%、50%、75%、100%に段階的に加圧する手順
(1)三方弁5を閉じた状態で、二次圧指示計18を見ながら圧力コントロール弁4を調整して、二次圧を25%よりやや大きい値に調整する。
(2)三方弁5を急速圧力調整部27側に切替えて、測定圧指示計19を見ながら、24%程度(図2のm点)まで加圧する。このとき、三方弁7は三方コネクタ8側に接続され、急速減圧調整部9は閉じ、微速減圧調整部14は閉じている状態にある。
(3)三方弁5を微速圧力調整部28側に切替えて、測定圧指示計19を見ながら、微速加圧調整弁11によって25%(図2のn点)に安定させ、三方弁5を閉じる。
(4)n点で安定した状態で、コネクタ16を介して被測定物26に25%(0.75MPa)を加圧する。
(5)25%から50%に加圧する場合は、三方弁5を閉じた状態で、二次圧を50%よりやや大きい値に調整し、三方弁5を急速圧力調整部27側に切替えて、図2のo点からp点まで加圧し、次に、三方弁5を微速圧力調整部28側に切替えて、微速加圧調整弁11によって、図2のp点からq点まで加圧し、50%に安定させる。
(6)50%から75%に加圧する場合は、三方弁5を閉じた状態で、二次圧を75%よりやや大きい値に調整し、三方弁5を急速圧力調整部27側に切替えて、図2のr点からs点まで加圧し、次に、三方弁5を微速圧力調整部28側に切替えて、微速加圧調整弁11によって、図2のs点からt点まで加圧し、75%に安定させる。
(7)75%から100%に加圧する場合は、三方弁5を閉じた状態で、二次圧を100%よりやや大きい値に調整し、三方弁5を急速圧力調整部27側に切替えて、図2のu点からv点まで加圧し、次に、三方弁5を微速圧力調整部28側に切替えて、微速加圧調整弁11によって、図2のv点からw点まで加圧し、100%に安定させる。
【0015】
4.特性試験終了後の手順
(1)三方弁3を閉じ、かつ、三方弁5を閉じる。この状態で三方弁7を排気にして、急速圧力調整部27と微速圧力調整部28の内部を全て放散する。
(2)N2ボンベ1をコネクタ2から切り離す。三方弁3を排気にして、三方弁3から三方弁5までの内部を全て放散する。
【0016】
前記実施例では、圧力源としてN2ガスボンベを用いたが、これに限られるものではなく、無害なガスであればN2ガスでなくともよい。また、被測定物26の試験の種類、目的によっては、ガスではなく、液体の圧力源であってもよい。
【0017】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、圧力源に、この圧力源の圧力を減圧するための圧力コントロール弁4を接続し、この圧力コントロール弁4と被測定物26のコネクタ16との間に、切換手段を介して、急速圧力調整部27と微速圧力調整部28を分岐して接続したので、急速圧力調整部27で大まかな調整をして、微速圧力調整部28で微量な調整をすることで、目的とする圧力値を簡単に得ることが出来、さらに調整する際に加圧と減圧を繰り返す必要がなく、圧力源の消費量を節約することが出来る。
ちなみに、図2からも分かるように、圧力値が急激に上下している場所はなく、寧ろ、殆ど上下していないと言える。このように、簡単に目的とする圧力値の調整が出来、また、仮に調整の段階で目的とする圧力値を超えてしまっても、微速減圧調整弁14と微速加圧調整弁11を用いて再度調整することが出来るので、わずかな調整ミスがあっても簡単に目的の圧力値に戻すことが出来る。
【0018】
請求項2記載の発明によれば、急速圧力調整部27は、二次圧調整リザーブタンク6と、急速減圧調整弁9を具備し、微速圧力調整部28は、微速加圧調整弁11と、微速減圧調整弁14とを具備したので、加圧と減圧のどちらの圧力調整においても、急速加圧と微速加圧を切替えて使用出来、調整が簡単に行える。
【0019】
請求項3記載の発明によれば、圧力コントロール弁4の入力側に一次圧指示計17を接続し、出力側に二次圧指示計18を接続したので、圧力コントロール弁4で容易に二次圧を調整することが出来、また、常に一次圧と二次圧を把握しながら測定が行え、安全性が高まる。
【0020】
請求項4記載の発明によれば、微速加圧調整弁11の後段に測定圧指示計19を接続したので、測定圧の調節を容易に行え、また、測定圧のわずかな変化も把握することが出来る。
【0021】
請求項5記載の発明によれば、急速減圧調整弁9、微速加圧調整弁11、微速減圧調整弁14は、ニードル弁からなり、急速減圧調整弁9は、単位時間当たりの圧力調整量が、微速加圧調整弁11、微速減圧調整弁14よりも大きいものからなるようにしたので、圧力を変化させる場合に、その変化の勾配も任意に調節することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧力校正装置を示したガス圧回路図である。
【図2】本発明における圧力校正装置を用いて圧力値を段階的に変化させた場合のグラフを示した特性図である。
【図3】従来の圧力校正装置を示したガス圧回路図である。
【図4】従来の圧力校正装置を用いて、圧力値を段階的に変化させた場合のグラフを示した特性図である。
【符号の説明】
1…N2ボンベ、2…コネクタ、3…三方弁、4…圧力コントロール弁、5…三方弁、6…二次圧調整リザーブタンク、7…三方弁、8…三方コネクタ、9…急速減圧調整弁、10…急速逃がし弁、11…微速加圧調整弁、12…三方コネクタ、13…四方コネクタ、14…微速減圧調整弁、15…微速逃がし弁、16…コネクタ、17…一次圧指示計、18…二次圧指示計、19…測定圧指示計、20…減圧弁、21…コネクタ、22…コネクタ、23…ミニチュアバルブ、24…デジタルマノメータ、25…配管、26…被測定物、27…急速圧力調整部、28…微速圧力調整部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure calibration device for quickly adjusting and supplying a pressure of a pressure source to a predetermined pressure when testing whether a device under test such as a pressure switch operates normally at a set pressure. It is.
[0002]
[Prior art]
When developing pressure-operated devices, such as pressure switches and pressure transmitters, it is necessary to perform actual tests to check whether they operate as designed.
In addition, a pressure test is also performed for finding a deteriorated portion due to a change with time of a product and for checking a state.
[0003]
In such a case, a pressure calibration device is used in order to accurately and promptly adjust and supply the pressure source.
FIG. 3 shows a conventional pressure calibration device. As a high-pressure source, for example, the N 2 cylinder 1 is connected to the
When the pressure is increased from a low pressure to a target value in such a configuration, first, the
[0004]
As described above, in the conventional pressure calibrating device, since both the
FIG. 4 is a graph showing a change in pressure when the pressure is gradually changed in a conventional pressure calibrating device, where 100% is 75%, 50%, and 25%, where 3.0 MPa is 100%. , 0% in order of decreasing the pressure in the direction of decreasing the pressure, and when it becomes 0%, on the contrary, increasing the pressure in the order of 0%, 25%, 50%, 75%, 100% The process when adjusting stepwise is shown.
As described above, in the method using the conventional pressure calibrating device, the pressure value is inevitably moved up and down 10 to 20 times each time until the pressure is adjusted to the predetermined value, and it takes time and skill to maintain the constant value. Was needed. Further, as shown in the graph, if the measured value is greatly increased and decreased, it is not possible to evaluate the quality of the measured object even when testing a measured object having an operating point within this range. Was. Further, a sudden rise and fall of the pressure may destroy the measuring instrument itself for measuring the pressure.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pressure calibration device that can quickly and accurately adjust pressure without moving up and down, and that consumes less pressure source. It is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a pressure calibration device for adjusting the pressure of a pressure source to a predetermined pressure and supplying the pressure to a device under
[0007]
Thus, the rough pressure is adjusted by the rapid pressure adjusting unit 27 and the minute adjustment is performed by the slow
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1,
[0009]
The rapid pressure adjusting section 27 is connected to one input side of the four-
[0010]
The low-speed
[0011]
Next, the operation of the pressure calibration device according to the present invention will be described. Here, the operation will be described in accordance with the adjustment procedure when changing the pressure as shown in FIG.
[0012]
1. Procedure for stabilizing to 100% (3.0 MPa) in FIG. 2 (1) With the three-
(2) The three-
(3) While watching the secondary pressure indicator 18, the secondary pressure is adjusted to 105% to 110% of the pressure value used for measurement by the pressure control valve 4. The reason for setting 5% to 10% larger is that the pressure may slightly decrease depending on the capacity of the object to be measured. If 3.0 MPa is used in the measurement, here, 3.15 MPa to 3.3 MPa. , It is possible to always maintain 3.0 MPa.
(4) The three-
(5) Next, the three-
(6) In a stable state, 100% (3.0 MPa) is applied to the
[0013]
2. Procedure for gradually reducing the pressure from 100% to 75%, 50%, 25%, and 0% in FIG. 2 (1) The three-
(2) Open the rapid pressure reducing valve 9 to release the gas from the
(3) Open the slow speed pressure reducing valve 14 and, while observing the measurement pressure indicator 19, slowly exhaust the gas with the slow speed relief valve 15 and gradually stabilize it to 75% from the point b in FIG. Close (point c in FIG. 2).
(4) In a stable state at the point c, 75% (2.25 MPa) is applied to the
(5) When the pressure is reduced from 75% to 50%, the pressure is rapidly reduced from the point d to the point e in FIG. And stabilize to 50%.
(6) When the pressure is reduced from 50% to 25%, the pressure is rapidly reduced by the rapid pressure reducing valve 9 from the point g to the point h in FIG. And stabilize to 25%.
(7) In order to reduce the pressure from 25% to 0%, if the three-way valve 7 is opened and exhausted, the pressure becomes 0%.
[0014]
3. Procedure for pressurizing stepwise from 0% to 25%, 50%, 75%, and 100% in FIG. 2 (1) With the three-
(2) The three-
(3) The three-
(4) In a state stable at the point n, 25% (0.75 MPa) is applied to the
(5) When pressurizing from 25% to 50%, with the three-
(6) When pressurizing from 50% to 75%, the secondary pressure is adjusted to a value slightly larger than 75% with the three-
(7) When pressurizing from 75% to 100%, the secondary pressure is adjusted to a value slightly larger than 100% with the three-
[0015]
4. Procedure after the end of the characteristic test (1) The three-
(2) Disconnect the N 2 cylinder 1 from the
[0016]
In the above-described embodiment, the N 2 gas cylinder is used as the pressure source. However, the pressure source is not limited to this, and any non-harmful gas may be used instead of the N 2 gas. Further, depending on the type and purpose of the test of the
[0017]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the pressure source is connected to the pressure control valve 4 for reducing the pressure of the pressure source, and between the pressure control valve 4 and the connector 16 of the device under
Incidentally, as can be seen from FIG. 2, it can be said that there is no place where the pressure value fluctuates rapidly, and rather, it does not substantially fluctuate. In this manner, the target pressure value can be easily adjusted, and even if the target pressure value is exceeded in the adjustment stage, the target pressure value can be adjusted by using the fine speed depressurizing control valve 14 and the fine speed pressurizing control valve 11. Since the adjustment can be performed again, even if there is a slight adjustment error, it is possible to easily return to the target pressure value.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, the rapid pressure adjusting unit 27 includes the secondary pressure adjusting reserve tank 6 and the rapid pressure reducing adjusting valve 9, and the slow speed
[0019]
According to the third aspect of the present invention, the
[0020]
According to the fourth aspect of the invention, since the measuring pressure indicator 19 is connected to the subsequent stage of the slow speed pressurizing adjusting valve 11, the measuring pressure can be easily adjusted, and a slight change in the measuring pressure can be grasped. Can be done.
[0021]
According to the fifth aspect of the present invention, the rapid pressure reduction regulating valve 9, the slow speed pressure regulating valve 11, and the slow speed pressure regulating valve 14 comprise a needle valve, and the rapid pressure regulating valve 9 has a pressure regulation amount per unit time. Since the pressure control valve 11 and the pressure control valve 14 are larger than the pressure control valve 11 and the pressure control valve 14, the gradient of the change can be arbitrarily adjusted when the pressure is changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a gas pressure circuit diagram showing a pressure calibration device of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a graph in a case where a pressure value is changed stepwise using a pressure calibration device according to the present invention.
FIG. 3 is a gas pressure circuit diagram showing a conventional pressure calibration device.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a graph when a pressure value is changed stepwise using a conventional pressure calibration device.
[Explanation of symbols]
1 ... N 2 cylinder, 2 ... connector, 3 ... 3-way valve, 4 ... pressure control valve, 5 ... 3-way valve, 6 ... secondary pressure adjustment reserve tank, 7 ... 3-way valve, 8 ... 3-way connector, 9 ... rapid pressure reduction adjustment Valve: 10 quick release valve, 11: fine speed pressurization control valve, 12: three-way connector, 13: four-way connector, 14: fine speed decompression control valve, 15: fine speed relief valve, 16: connector, 17: primary pressure indicator, 18 Secondary pressure indicator, 19 Measurement pressure indicator, 20 Pressure reducing valve, 21 Connector, 22 Connector, 23 Miniature valve, 24 Digital manometer, 25 Pipe, 26 DUT, 27 Rapid pressure adjustment unit, 28 ... Slow speed pressure adjustment unit.
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