JP4087773B2

JP4087773B2 - 洩れ検査装置の校正方法、洩れ検査装置

Info

Publication number: JP4087773B2
Application number: JP2003338353A
Authority: JP
Inventors: 宏治竹内; 和敏濱出
Original assignee: Cosmo Instruments Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Cosmo Instruments Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: JP2005106539A

Description

この発明は各種の容器、エンジンのシリンダブロック、ガス器具などの洩れがあってはならない機器の洩れの有無を検査する洩れ検査装置に関し、特に短時間に洩れの有無を正確に判定することができる洩れ検査装置の校正方法及び装置を提案しようとするものである。

洩れ検査装置は被検査体に加圧した空気を封入し、その空気圧の変化を測定して洩れの有無を検査している。然し乍ら、空気は被検査体の温度、或は被検査体に接触する治具或は被検査体を取り巻く外気などの温度の影響を受け、洩れが無いのに洩れのあるような圧力変動（これをドリフトと称している）を来し、洩れの有無の判定を難しいものとしている。

図４に従来から用いられている差圧検出型の洩れ検査装置の概略の構成を示す。この形式の洩れ検査装置は、例えばコンプレッサのような空圧源１０と、この空圧源１０から供給される圧搾空気圧を調整する調圧弁１１と、調圧弁１１で調整された空気圧の圧力値を測定して表示する圧力計１２と、３方電磁弁１３と、電磁弁１４Ａ、１４Ｂと、被検査体１７の開口部分を塞いで被検査体１７に圧搾空気圧を印加するシール治具１６と、基準タンク１８と、被検査体１７と基準タンク１８との間の差圧を測定する差圧検出器１５と、シール治具１６と被検査体１７との間の温度差又は外気温度と被検査体１７との間の温度差を測定する温度センサ１６Ａ，１７Ａと、差圧検出器１５の出力信号を増幅する可変利得増幅器１９と、この可変利得増幅器１９の出力信号を受けて洩れの有無を判定する判定手段２０と、判定手段２０の判定結果を表示する表示器２１とによって構成される。

非検査モードでは３方電磁弁１３がＡ−Ｂ間が導過した状態で電磁弁１４Ａと１４Ｂが閉じた状態に維持され、その状態で調圧弁１１により空圧源１０からの空気圧が調整されて圧力計１２に所望のテスト圧が表示される。
検査モードでは電磁弁１４Ａ、１４Ｂが開の状態に制御され、電磁弁１４Ａと、１４Ｂを通じて被検査体１７と基準タンク１８に圧搾空気が印加される。この圧搾空気の印加状態を図５に示すように加圧期間Ｔ１と称している。
加圧期間Ｔ１が経過（Ｔ１＝数秒）すると電磁弁１４Ａ、１４Ｂが閉じられ、一定期間の安定期間が設けられる。この安定期間を一般に平衡期間Ｔ２と称している。平衡期間Ｔ２の期間に差圧検出器１５が判定値ＮＧを越える大きな差圧検出信号ΔＤＳ（図５参照）を出力した場合は、判定手段２０はそのときシール治具１６に接続されている被検査体１７は大きな洩れがあると判定し、表示器２１にその判定結果を表示し、検査を終了する。

平衡期間Ｔ２の期間内で差圧検出値が判定値ＮＧを越えなかった場合は「大きな洩れが無い」と判定され、差圧検出器１５の検出信号は強制的にゼロリセットされる。ゼロリセット後、可変利得増幅器１９の利得は高い利得に切替えられ、測定期間Ｔ３に入る。
測定期間Ｔ３で差圧検出器１５の検出信号が判定値ＮＧを越えなかった場合は「微少な洩れ無し」と判定される。もし測定期間Ｔ３の期間内に差圧検出信号が判定値ＮＧを越えると、この場合は「微少な洩れが有る」と判定する。
測定期間Ｔ３が終了すると３方電磁弁１３はＢ−Ｃ間が導通状態に制御され、また電磁弁１４Ａ、１４Ｂが開の状態に制御されて被検査体１７及び基準タンク１８内の圧縮空気を大気に排気し、初期状態に戻される。

ところで、この種の差圧検出型の洩れ検査装置では被検査体１７の温度変化、周囲温度の変化等の外乱要因により洩れが無いのに差圧検出信号を発生する現象が見られる。この現象を一般にドリフトと称している。ドリフトの発生により「洩れが無いのに洩れ有り」と判定したり、「洩れが有るのに洩れ無し」と判定する不都合が生じる。
この不都合を解消するためにドリフト補正が施される。図６乃至図８を用いて従来のドリフト補正の方法を説明する。図６に示す曲線Ｐ１は差圧検出器１５が出力する差圧検出信号を示す。この差圧検出信号には曲線Ｐ２とＰ３に示すドリフト量と洩れ量とを含んでいる。

洩れによって発生する差圧は平衡期間Ｔ２の開始時点からある一定の増加率で上昇する直線で表わされる。これに対し、ドリフト量は検査期間Ｔ３の開始直後は指数関数的に上昇するが、ある時点を越えると増加率は一定となり、終局的には飽和し、一定値を維持する。
従って、このドリフトが一定値に収束した状態で真の洩れ量を測定することができる。つまり、検査期間Ｔ３を終了する時点で差圧値Ｄ１を測定しておき、その時点から更に差圧測定状態を維持し、所定の時間、例えば数１０秒間程度経過した時点で差圧値Ｄ２を測定し、その測定時点から検査期間Ｔ３と同じ時間Ｔ３（数秒程度）を経過後に再び差圧値Ｄ３を測定する。この測定によりＤ３−Ｄ２は洩れによる圧力変化値である。よってＤ３−Ｄ２の減算結果が判定値ＮＧより大きいか小さいかによって洩れの有無を判定すればドリフトに影響されずに正しい判定を下すことができる。

然し乍ら、この検査方法を採った場合には検査時間が数１０秒ずつ必要であることから、実際の検査に利用することはできない。このため、一般にはΔＤ３＝Ｄ３−Ｄ２を演算し、この洩れ量ΔＤ３を第１測定値Ｄ１から減算すると残りはドリフト値となる。つまり、ドリフト値Ｄは、
Ｄ＝Ｄ１−ΔＤ３ ……… （１）
で求められる。このドリフト値Ｄを記憶しておくことにより次回以後の検査では第１測定結果Ｄ１からドリフト値Ｄを除去すれば短時間にドリフト値を除去した洩れ量を算出することができ、正しい判定を行うことができる。尚、差圧値Ｄ２とＤ３を測定し、ドリフト値Ｄを求める作業を一般にマスタリングと称している。
特開平９-２５７６３１号公報

上記した（１）式で得られたドリフト値Ｄを第１測定値Ｄ１から除去すれば正しいドリフト補正を施すことができると説明したが、現実には被検査体１７は常温とは限らないため、不都合が発生することがある。以下にその理由を説明する。図７は（１）式で求めたドリフト量Ｄを第１測定値Ｄ１から除去すれば正しくドリフト補正を行うことができる状況を示す。つまり、図７に示す横軸は環境温度として測定するシール治具１６と被検査体１７との間の温度差、縦軸は差圧値を示す。Ｘ１は第１測定値Ｄ１の温度差−差圧変化特性、Ｘ２は第２測定値Ｄ２の温度差−差圧変化特性を示す。尚、Ｘ１とＸ２を測定する際には洩れのない被検査体を用いる。洩れのない被検査体を用いることにより温度差−差圧変化特性Ｘ２は原点を通る曲線を得ることができる。

図７に示すように、シール治具１６と被検査体１７との間の温度差がゼロ（外乱要因が無い状態）を中心に温度差を或る範囲に限ればＸ１とＸ２はほぼ直線と見なすことができる。更に、Ｘ１とＸ２がほぼ平行している場合にはどの温度差において検査を行っても、その検査の測定値Ｘ１からドリフト量Ｄを差し引くことによりＸ２に対応した値を求めることができ、正しいドリフト補正を施すことができる。
これに対し、図８に示すように断熱変化によるドリフトの温度特性のために第１測定値Ｄ１の温度差−差圧変化特性Ｘ１と第２測定値Ｄ２の温度差−差圧変化特性Ｘ２の傾斜が異なっている場合には、各温度差毎にドリフト補正量がＤ_A，Ｄ_B，Ｄ_Cのように異なる値をとるため、ドリフト補正量を求めた温度差以外の温度差では正しいドリフト補正を施すことができない不都合が生じる。

すなわち、温度値変化に対する圧力値の変化の比率（傾斜）はどの時期でも同じで、Ｘ１とＸ２はほぼ平行と考えることができるのであるが、断熱圧縮により被検査体及び周囲が指数関数的に増加している時点と、増加率が一定となった時点では、それぞれ温度値変化に対する圧力値の変化の比率（傾斜）が異なってしまう。
このような場合、被検査体とシール治具又は外気温度の温度差毎にドリフト補正値を予め求めて記憶しておくことも考えられるが、その作業は膨大であり実現は困難である。特に、被検査体の品種毎にその作業を行わなくてはならないため、更にその実現は困難である。

この発明の目的は図８に示したように、第１測定値Ｄ１と第２測定値Ｄ２の温度差−差圧変化特性Ｘ１とＸ２の傾斜が異なる場合でも、ドリフト補正値を求めた温度差以外の温度差でも正しくＸ１の特性曲線を修正することができ修正されたドリフト特性曲線から正しい、洩れ量を求めることができる洩れ検査装置の校正方法及びこの校正方法を用いて動作する洩れ検査装置を提供しようとするものである。

この発明の請求項１では、被検査体と基準タンクに空気圧を印加し、両者間に発生する差圧値に応じて被検査体の洩れの有無を判定する洩れ検査装置において、
第１校正モードで洩れのない被検査体を用いて加圧・平衡期間を経て所定の第１測定期間における差圧変化値と、この第１測定期間終了時点から或る時間経過した第２測定期間の差圧変化値を環境温度と被検査体の温度の差毎に測定して第１温度差−差圧変化特性Ｘ１及び第２温度差−差圧変化特性Ｘ２として記憶し、第２校正モードではこの第２校正モード実行時点の環境温度と被検査体の温度の差ΔＴ₁及びΔＴ₂における第１温度差−差圧変化特性及び第２温度差−差圧変化特性の傾斜値ａ₁とａ₂を求めると共に洩れ成分ｂ₂と初期断熱変化成分に洩れ成分ｂ₂を含む成分ｂ₁を発生する被検査体と基準タンクに加圧・平衡期間を経て第１測定期間と第２測定期間を与えて、第１測定期間の差圧変化値Ａ₁と第２測定期間の差圧変化値Ａ₂を測定し、これら差圧変化値Ａ₁とＡ₂を
Ａ₁＝ａ₁・ΔＴ₁＋ｂ₁
Ａ₂＝ａ₂・ΔＴ₂＋ｂ₂
と規定し、これらの式から温度差が零の場合のドリフト値ｂ₁とｂ₂を、
ｂ₁＝Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁
ｂ₂＝Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂
で求め、これらの演算値から温度差が零におけるドリフト補正値Ｄ₁を
Ｄ₁＝ｂ₁−ｂ₂＝（Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁）−（Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂）
で求め、このドリフト補正値Ｄ₁により第１校正モードで求めた第１温度差−差圧変化特性を修正し、検査モードでは修正された第１温度差−差圧変化特性を用いて検査時のドリフト補正を施す、洩れ検査装置の校正方法を提案する。

この発明の請求項２では、請求項１記載の洩れ検査装置の校正方法において、第２校正モードを複数回実行し、複数のドリフト補正量Ｄ₁を算出し、この複数のドリフト補正量の平均値を求め、この平均値を真のドリフト補正量として記憶することを特徴とする洩れ検査装置の校正方法を提案する。

この発明の請求項３では、請求項１記載の洩れ検査装置の校正方法において、予め充分長い周期で第１測定期間の差圧変化値LA₁と第２測定期間の差圧変化値LA₂を複数回測定し、各差圧変化値LA₁とLA₂のそれぞれの平均値AVLA₁及びAVLA₂を求めると共に、短い周期で第1測定期間の差圧変化値ShA₁と第2測定期間の差圧変化値ShA₂を複数回測定し、各差圧変化値ShA₁とShA₂のそれぞれの平均値AVShA₁、AVShA₂を求め、長い周期で測定した差圧変化値の平均値AVLA₁とAVLA₂及び短い周期で測定した差圧変化値の平均値AVShA₁とAVShA₂の各誤差ε₁とε₂をε₁＝AVLA₁−AVShA₁及びε₂＝AVLA₂−AVShA₂により求め、これらの誤差値ε₁とε₂を用いて以後に短い周期で測定される差圧変化値ShA₁とShA₂を補正して実質的に長い周期で測定した測定値LA₁とLA₂を求める洩れ検査装置の校正方法を提案する。

この発明の請求項４では、被検査体と基準タンクに空気圧を印加する加圧期間及び加圧期間の終了時点から安定期間、測定期間へと切替る検査モード用シーケンス制御手段と、安定期間及び測定期間に被検査体と基準タンクとの間に発生する差圧値を測定する差圧検出器と、被検査体と基準タンクに空気圧を印加する加圧期間及び加圧期間の終了時点から、安定期間、測定期間へと切替え、測定期間終了及び測定期間の終了時点から所定の時間が経過する時点まで、被検査体と基準タンクの空気圧の密封状態を維持する制御を実行するマスタリング用シーケンス制御手段と、このマスタリング用シーケンス制御手段が起動されている状態で、被検査体の温度と環境温度の差毎に差圧変化を測定して温度差−差圧変化特性を取得し、記憶する温度差−差圧変化特性取得・記憶手段と、温度差−差圧変化特性取得・記憶手段に記憶した第１温度差−差圧変化特性Ｘ１と第２温度差−差圧変化特性Ｘ２の傾きａ₁，ａ₂を算出する傾き算出手段と、この傾き算出手段が算出した傾きａ₁，ａ₂と第１温度差−差圧変化特性Ｘ１と第２温度差−差圧変化特性の温度差零における仮想切片ｂ₁，ｂ₂を算出する仮想切片算出手段と、傾き算出手段が算出した傾きａ₁，ａ₂と、仮想切片ｂ₁、ｂ₂とから、温度差零におけるドリフト補正量Ｄ₁を
Ｄ₁＝ｂ₁−ｂ₂＝（Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁）（Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂）
により求めるドリフト補正量算出手段と、によって構成した洩れ検査装置を提案する。

この発明によれば、予め温度差−差圧変化特性Ｘ１とＸ２を実測して記憶しておくことにより、爾後はシール治具１６又は外気温度と被検査体１７との間の温度差を零の状態に設定しなくても、これら温度差−差圧変化特性Ｘ１とＸ２及び或る温度差における測定値Ａ₁とＡ₂を実測すれば温度差零の状態のドリフト補正量Ｄ₁を求めることができる。このドリフト補正量を用いて温度差−差圧変化特性Ｘ１をＸ１′に修正し、この修正した温度差−差圧変化特性Ｘ１′を用いてドリフト補正すれば正しいドリフト補正を施すことができる。

また、この発明によれば短い時間間隔で第1差圧変化値ShA₁と第2差圧変化値ShA₂を測定しても被検査体１７内の内壁の温度変動による影響を加味した誤差値ε₁とε₂で第1差圧変化値ShA₁と第2差圧変化値ShA₂を充分長い周期で測定した第1差圧変化値LA₁と第2差圧変化値LA₂に補正することができる。これにより短時間に正しいドリフト値Ｄ₁を算出することができ、洩れ検査の効率を向上することができる。

この発明によるドリフト補正方法は、第１校正モードで予め第１測定値Ｄ１の温度差−差圧変化特性Ｘ１と第２測定値Ｄ２の温度差−差圧変化特性Ｘ２を求めて記憶して用意し、これらの温度差−差圧変化特性Ｘ１とＸ２から第２校正モードでは検査しようとする温度差で得られた測定値から標準状態（外乱要因が無い、例えば温度差が零の状態）におけるドリフト補正量を決定する。この第２校正モードを複数回実行して複数のドリフト補正量を求めて平均することにより温度差零におけるドリフト補正量のバラツキによる影響を小さくした真値に近いドリフト補正量を得ることができ、この真値に近いドリフト補正量を用いて温度差−差圧変化特性Ｘ１を修正する。

通常の検査モードでは測定によって得られる第１測定値を修正した温度差−差圧変化特性値Ｘ１を用いて検査毎に測定した温度差に従って修正した温度差−差圧変化特性Ｘ１から修正されたドリフト補正量を読み取り、このドリフト補正量を測定値から減ずることにより真の洩れ量を求める。

図１を用いて、この発明による校正方法を説明する。この発明による校正方法には、第１校正モードと第２校正モードとがある。図１に示すグラフの横軸は図３に示す温度センサ１６Ａと１７Ａで測定したシール治具１６と被検査体１７との間の温度差、縦軸は差圧値を示す。曲線Ｘ１は第１測定値Ｄ１の温度差−差圧変化特性、Ｘ２は第２測定値Ｄ２の温度差−差圧変化特性を示す。ここでは、温度差零をグラフの原点として示す。この温度差−差圧変化特性Ｘ１とＸ２は被検査体１７の品種毎に測定する。測定後、Ｘ１とＸ２の傾きａ₁とａ₂を求める。

次に、第２校正モードの手順を説明する。
ステップ１：温度差−差圧変化特性Ｘ１における温度差による傾きを或る関数ｆ（ΔＴ）であるが温度差が小さいときは直線とみなされるので傾きａ₁は一定とする。
ステップ２：温度差−差圧変化特性Ｘ２においても同様に傾きａ₂を一定とする。
ステップ３：加圧・平衡・測定期間を経て第１測定値Ａ₁（図２参照）を測定する。第１測定値Ａ₁が図１に示す曲線Ｘ１″上に存在する測定値と仮定し、その曲線Ｘ１″の仮想切片をｂ₁とする。このときの温度差はΔＴ₁であった。
Ａ₁＝ａ₁ΔＴ₁＋ｂ₁ ……… （２）
ｂ₁成分の中には断熱変化成分と洩れ成分ｂ₂が含まれている。

ステップ４：第２測定値Ａ２を求める。第２測定値Ａ₂が図１に示す曲線Ｘ２″上に存在する測定値と仮定し、その曲線Ｘ２″の仮想切片をｂ₂とする。このときの温度差はΔＴ₂であった。
Ａ₂＝ａ₂ΔＴ₂＋ｂ₂ ……… （３）
成分ｂ₂は洩れと見なされる差圧値、ａ₂は温度差に依存する傾きである。
ステップ５：温度差零の原点の値、つまり曲線Ｘ１″とＸ２″の仮想切片ｂ₁とｂ₂の値を算出する。
第１測定値Ａ₁の原点ｂ₁は
ｂ₁＝Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁ ……… （４）
同様に、第２測定値Ａ₂の原点ｂ₂は
ｂ₂＝Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂ ……… （５）
ステップ６：原点におけるドリフト量はｂ₁−ｂ₂であるから、原点におけるドリフト補正量Ｄ₁は
Ｄ₁＝ｂ₁−ｂ₂＝（Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁）−（Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂）………（６）
で求められる。

ステップ１〜６を複数回繰り返し、複数のドリフト補正量Ｄ₁を算出してその平均を求めることにより、信頼性の高いドリフト補正量Ｄ₁を得ることができる。
検査モードでは、図１に示した温度差−差圧変化特性Ｘ１の原点における切片をドリフト補正量Ｄ₁で修正し、修正された温度差−差圧変化特性Ｘ１´を用いて検査毎に測定した温度差に対応するドリフト補正量を読み出して検査を行えばよい。

図３にこの発明の洩れ検査装置の実施例を示す。図３に示す洩れ検査装置の構成において、特に判定手段２０の内部構造について詳細に説明する。
判定手段２０は一般にコンピュータで構成される。コンピュータはよく知られているように、ＣＰＵと呼ばれている中央演算処理装置１と、この中央演算処理装置１を起動させるためのプログラム等を記憶したＲＯＭ２と、この発明による洩れ検査用プログラムを格納し、このプログラムを中央演算処理装置１で実行させるＲＡＭ３と、入力ポート４及び出力ポート５等により構成される。

入力ポート４には可変利得増幅器１９から差圧検出器１５で検出した差圧信号が入力される。正確には可変利得増幅器１９の出力側にＡ／Ｄ変換器（特に図示していない）が設けられ、差圧検出信号をデジタル信号に変換して入力ポート４に入力する。入力ポート４に入力された差圧検出信号は中央演算処理装置１に読み込まれてＲＡＭ３のデータ格納部３Ａに格納される。
ＲＡＭ３に格納されている洩れ検査用プログラムは検査用シーケンス制御手段３Ｂを構成するプログラム、マスタリング用シーケンス制御手段３Ｃを構成するプログラム、温度差−差圧変化特性取得・記憶手段３Ｄを構成するプログラム、傾き算出手段３Ｅを構成するプログラム、仮想切片算出手段３Ｆを構成するプログラム、ドリフト補正量算出手段３Ｇを構成するプログラムである。

検査用シーケンス制御手段３Ｂは被検査体１７が交換される毎に、３方電磁弁１３と電磁弁１４Ａ、１４Ｂを開閉制御し、加圧・平衡・測定期間を生成し、図２に示す第１測定値Ａ１を得るまでの動作を繰返す制御を実行し、被検査体１７の洩れの有無を判定する。
マスタリング用シーケンス制御手段３Ｃは３方電磁弁１３と電磁弁１４Ａ、１４Ｂを開閉制御し、加圧・平衡・測定期間を生成し、図２に示す第１測定値Ａ₁と第２測定値Ａ₂を得るまでの動作を繰返す制御を実行し、第１校正モードでは温度差−差圧変化特性Ｘ１とＸ２を測定する場合に起動される。また、第２校正モードでは上述したステップ３で説明したＡ₁とＡ₂を測定する場合に起動される。

温度差−差圧変化特性取得・記憶手段３Ｄは上記したマスタリング用シーケンス制御手段３Ｃと共に起動され、シール治具１６又は外気温度と被検査体１７との温度差を異ならせながら図２に示した第１測定値Ａ₁と第２測定値Ａ₂を測定し、図１に示した温度差−差圧変化特性Ｘ１及びＸ２となるデータ列を取得し、これを記憶する。
傾き算出手段３Ｅは温度差−差圧変化特性取得・記憶手段３Ｄが記憶した温度差−差圧変化特性Ｘ１、Ｘ２を利用して上記した第２校正モードのステップ３で説明した傾きａ₁とａ₂を求める。
仮想切片算出手段３Ｆは上記した（４）式及び（５）式を用いて仮想切片ｂ₁とｂ₂を算出する。

ドリフト補正量算出手段３Ｇは仮想切片検出手段３Ｆが算出した仮想切片ｂ₁とｂ₂を（６）式に代入し、ドリフト補正量Ｄ₁を求める。
ドリフト補正量Ｄ₁が算出されることにより、温度差−差圧変化特性Ｘ１をドリフト補正量Ｄ₁に従って平行移動させ、各温度差毎に修正された温度差−差圧変化特性Ｘ１´（図２参照）を得る。
検査モードではこの修正された温度差−差圧変化特性Ｘ１´を用いて、各温度差におけるドリフト補正を行うことにより正しいドリフト補正を施すことができる。

この発明では更に、図２に示した第１差圧変化値Ａ₁と第２差圧変化値Ａ₂を得るための時間を短縮する方法を提案する。つまり、毎日洩れ検査を行っている現場では始業時に洩れ検査装置を起動させ、検査を開始する場合に、第１差圧値Ａ₁と第２差圧変化値Ａ₂を測定し、その差圧変化値を利用して当日に最適なドリフト補正量Ｄ₁を求める校正作業を行うことになる。

この校正作業は図２に示すように、第２差圧変化値Ａ₂を測定するまでの時間が長いため、第１差圧変化値Ａ₁と第２差圧変化値Ａ₂を複数測定するとかなりの時間を費やすことになる。更に、第1差圧変化値Ａ₁と第２差圧変化値Ａ₂を測定する毎に、被検査体１７に圧縮空気を印加し、測定終了時に排気するから、被検査体１７の内壁の温度が排気毎に変化する。この温度変化の影響を除くには次の測定までに時間をとらなければならないため、第１差圧変化値Ａ₁と第２差圧変化値Ａ₂を正確に求めるためには複数回測定しなければならないため、更に長い時間が必要となる。
この発明ではこの校正作業を短時間に済ませることができる校正方法をも提案することである。

この発明では予め時間を掛けて（繰り返しの周期を充分長く採る）第１差圧変化値LA₁と第２差圧変化値LA₂を各温度差毎に複数回求め、複数回測定した第１差圧変化値LA₁及び第２差圧変化値LA₂の平均値AVLA₁とAVLA₂を求め記録する。これと共に短い繰り返し周期で第１差圧変化値ShA₁と第２差圧変化値ShA₂を複数回求め、各差圧変化値ShA₁及びShA₂の平均値AVShA₁とAVShA₂とを求め、その差ε₁とε₂を誤差値として求める。
ε₁＝AVLA₁−AVShA₁
ε₂＝AVLA₂−AVShA₂
これらの誤差値ε₁とε₂を予め求め記憶しておく、この誤差値ε₁とε₂は短い時間間隔で測定した場合の被検査体１７内の内壁の温度変化による影響を受けた測定値ShA₁、ShA₂と、充分時間を掛けて測定した第１差圧変化値LA₁と第２差圧変化値LA₂の誤差である。この誤差値ε₁とε₂を予め記憶しておくことにより、以後短い時間間隔で第１差圧変化値ＳｈＡ₁と第２差圧変化値ShA₂を測定し、これらの第１差圧変化値ShA₁と第２差圧変化値ShA₂を誤差値ε₁とε₂で補正すれば充分時間を掛けて測定した第１差圧変化値LA₁と第２差圧変化値LA₂を求めることができる。特に短い周期で第１差圧変化値ShA₁と第２差圧変化値ShA₂を複数回測定し、各測定値ShA₁とShA₂を誤差値ε₁とε₂で補正し、その補正した第１差圧変化値と第２差圧変化値のそれぞれの平均を求めることにより信頼性の高い差圧変化値LA₁とLA₂を求めることができる。

従って、洩れ検査の始業時に短い時間間隔で第１差圧変化値ShA₁と第２差圧変化値ShA₂を複数回求め、この複数の第１差圧変化値ShA₁と第２差圧変化値ShA₂をそれぞれ誤差値ε₁とε₂で補正し、実質的に長い時間間隔で測定した第１差圧変化値LA₁と第２差圧変化値LA₂を求め、各差圧変化値LA₁とLA₂の平均値を求めることにより信頼性の高い第１差圧変化値LA₁と第２差圧変化値LA₂を求めることができる。更に、この信頼性の高い第１差圧変化値LA₁と第２差圧変化値LA₂を用いてドリフト補正量Ｄ₁を求めることにより信頼性の高いドリフト補正量Ｄ₁を求めることができる。よって短時間に信頼性の高いドリフト補正量Ｄ₁を得ることができ、洩れ検査を効率よく実施できる利点が得られる。

この発明による洩れ検査装置の校正方法及び洩れ検査装置は、例えば自動車等のエンジンブロックの洩れ検査に利用することができる。特にエンジンブロックは蓄熱容量が大きいため、温度ドリフトが大きい。この発明によれば温度ドリフトの影響を除去することができ、短時間に多量の検査を実行することができる。

この発明による洩れ検査装置の校正方法を説明するためのグラフ。この発明による洩れ検査装置の校正方法により正しいドリフト補正量を得るための過程を説明するためのグラフ。この発明による洩れ検査装置の一実施例を説明するためのブロック図。従来の洩れ検査装置を説明するためのブロック図。図４に示した洩れ検査装置の動作を説明するためのタイミングチャート。洩れ検査装置で発生するドリフト現象と、ドリフト補正量と、洩れの差圧発生関係を説明するためのタイミングチャート。従来の一般的なドリフト補正方法を説明するためのグラフ。この発明で解決しようとする課題を説明するためのグラフ。

符号の説明

Ａ₁ 第１測定期間の差圧変化値１４Ａ電磁弁
Ａ₂ 第２測定期間の差圧変化値１４Ｂ電磁弁
Ｘ１第１温度差−差圧変化特性１５差圧検出器
Ｘ２第２温度差−差圧変化特性１６シール治具
ａ₁，ａ₂ 傾き１７被検査体
１０空圧源１６Ａ，１７Ａ温度センサ
１１調圧弁１８基準タンク
１２圧力計１９可変利得増幅器
１３３方電磁弁２１表示器
３Ａデータ格納部３Ｂ検査用シーケンス制御手段
３Ｃマスタリング用シーケンス制御手段
３Ｄ温度差−差圧変化特性取得・記憶手段
３Ｅ傾き算出手段３Ｆ仮想切片算出手段
３Ｇドリフト補正量算出手段

Claims

被検査体と基準タンクに空気圧を印加し、両者間に発生する差圧値に応じて被検査体の洩れの有無を判定する洩れ検査装置において、
第１校正モードで洩れのない被検査体を用いて加圧・平衡期間を経て所定の第１測定期間における差圧変化値と、この第１測定期間終了時点から或る時間経過した第２測定期間の差圧変化値を環境温度と被検査体の温度の差毎に測定して第１温度差−差圧変化特性及び第２温度差−差圧変化特性として記憶し、
第２校正モードではこの第２校正モード実行時点の環境温度と被検査体の温度の差ΔＴ₁及びΔＴ₂における上記第１温度差−差圧変化特性及び第２温度差−差圧変化特性の傾斜値ａ₁とａ₂を求めると共に洩れ成分ｂ₂と初期断熱変化成分に洩れ成分ｂ₂を含む成分ｂ₁を発生する被検査体と基準タンクに加圧・平衡期間を経て第１測定期間と第２測定期間を与えて、第１測定期間の差圧変化値Ａ₁と第２測定期間の差圧変化値Ａ₂を測定し、これら差圧変化値Ａ₁とＡ₂を
Ａ₁＝ａ₁・ΔＴ₁＋ｂ₁
Ａ₂＝ａ₂・ΔＴ₂＋ｂ₂
と規定し、これらの式から上記温度差が零の場合のドリフト値ｂ₁とｂ₂を、
ｂ₁＝Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁
ｂ₂＝Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂
で求め、これらの演算値から上記温度差が零におけるドリフト補正値Ｄ₁を
Ｄ₁＝ｂ₁−ｂ₂＝（Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁）−（Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂）
で求め、このドリフト補正値Ｄ₁により上記第１校正モードで求めた第１温度差−差圧変化特性を修正し、
検査モードでは上記修正された第１温度差−差圧変化特性を用いて検査時のドリフト補正を施す、
ことを特徴とする洩れ検査装置の校正方法。
請求項１記載の洩れ検査装置の校正方法において、上記第２校正モードを複数回実行し、複数のドリフト補正量Ｄ₁を算出し、この複数のドリフト補正量の平均値を求め、この平均値を真の温度差零におけるドリフト補正量として記憶することを特徴とする洩れ検査装置の校正方法。
請求項１記載の洩れ検査装置の校正方法において、予め充分長い周期で第１測定期間の差圧変化値LA₁と第２測定期間の差圧変化値LA₂を複数回測定し、各差圧変化値LA₁とLA₂のそれぞれの平均値AVLA₁及びAVLA₂を求めると共に、短い周期で第１測定期間の差圧変化値ShA₁と第２測定期間の差圧変化値ShA₂を複数回測定し、各差圧変化値ShA₁とShA₂のそれぞれの平均値AVSｈA₁、AVSｈA₂を求め、長い周期で測定した差圧変化値の平均値AVLA₁とAVLA₂及び短い周期で測定した差圧変化値の平均値AVSｈA₁とAVSｈA₂の各誤差ε₁とε₂をε₁＝AVLA₁−AVSｈA₁及びε₂＝AVLA₂−AVSｈA₂により求め、これらの誤差値ε₁とε₂を用いて以後に短い周期で測定される差圧変化値ShA₁とShA₂を補正して実質的に長い周期で測定した測定値LA₁とLA₂を求めることを特徴とする洩れ検査装置の校正方法。
Ａ．被検査体と基準タンクに空気圧を印加する加圧期間及び加圧期間の終了時点から安定期間、測定期間へと切替る検査モード用シーケンス制御手段と、
Ｂ．上記安定期間及び測定期間に上記被検査体と基準タンクとの間に発生する差圧値を測定する差圧検出器と、
Ｃ．被検査体と基準タンクに空気圧を印加する加圧期間及び加圧期間の終了時点から、安定期間、測定期間へと切替え、測定期間終了及び測定期間の終了時点から所定の時間が経過する時点まで、上記被検査体と基準タンクの空気圧の密封状態を維持する制御を実行するマスタリング用シーケンス制御手段と、
Ｄ．このマスタリング用シーケンス制御手段が起動されている状態で、上記被検査体の温度と環境温度の差毎に差圧変化を測定して温度差−差圧変化特性を取得し、記憶する温度差−差圧変化特性取得・記憶手段と、
Ｅ．上記温度差−差圧変化特性取得・記憶手段に記憶した第１温度差−差圧変化特性Ｘ１と第２温度差−差圧変化特性Ｘ２の傾きａ₁、ａ₂を算出する傾き算出手段と、
Ｆ．この傾き算出手段が算出した傾きａ₁、ａ₂と第１温度差−差圧変化特性Ｘ１と第２温度差−差圧変化特性Ｘ２の上記温度差零における仮想切片ｂ₁、ｂ₂を算出する仮想切片算出手段と、
Ｇ．上記傾き算出手段が算出した傾きａ₁、ａ₂と、上記仮想切片ｂ₁、ｂ₂とから、温度差零におけるドリフト補正量Ｄ₁を
Ｄ₁＝ｂ₁−ｂ₂＝（Ａ₁−ａ₁ΔＴ₁）（Ａ₂−ａ₂ΔＴ₂）
により求めるドリフト補正量算出手段と、
によって構成したことを特徴とする洩れ検査装置。