JP5754286B2 - Volume measuring device - Google Patents

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本発明は、被測定物を入れた密閉容器の容積を変化させ、その際の内部の圧力変化を検出することで被測定物の体積を測定する体積測定装置に関するものである。   The present invention relates to a volume measuring apparatus for measuring the volume of a measurement object by changing the volume of a sealed container containing the measurement object and detecting a pressure change inside the container.

従来より、野菜や果物等の品質評価を行うための指標の一つとして密度が用いられている。こうした密度を測定するための方法として、被測定物を液体に浸けて浮力の程度を評価するアルキメデスの方法がある。   Conventionally, density has been used as one of the indexes for quality evaluation of vegetables and fruits. As a method for measuring such a density, there is an Archimedes method in which an object to be measured is immersed in a liquid and the degree of buoyancy is evaluated.

しかしながら、この方法を用いる場合には、液体量の管理を行うため測定に時間がかかることや、測定後に被測定物の表面に付着した液体を拭き取るために手間がかかること、あるいは被測定物の種類によっては腐敗等の品質低下が生じやすくなること等が問題になる。   However, when this method is used, it takes time to measure the amount of liquid, and it takes time to wipe off the liquid adhering to the surface of the object to be measured after the measurement. Depending on the type, there is a problem that quality deterioration such as corruption tends to occur.

そのため、液体を用いることなく密度を得るための手法として、被測定物の体積と質量を各々求めて密度を算出することが考えられる。例えば、下記特許文献1においては、液体を用いることなく、気体の圧力変化を利用して被測定物の体積を求める方法が開示されている。   Therefore, as a method for obtaining the density without using a liquid, it is conceivable to calculate the density by obtaining the volume and mass of the object to be measured. For example, Patent Document 1 below discloses a method for obtaining the volume of an object to be measured using a change in pressure of a gas without using a liquid.

このものは、容積一定である測定容器内に存在する固体または液体の体積を測定するため、実質的に密閉状態で気体を測定容器内に挿入または除去することで生じる圧力変化に基づいて固体または液体の体積を測定する方法と、その方法を実現するための測定装置について述べたものである。この装置によれば、簡単な構成でありながら被測定物を液体に浸けることなく体積の測定が可能となり、別途重量を測定すれば密度を求めることができる。   It measures the volume of solids or liquids present in a constant volume measuring vessel, so that the solid or liquid based on pressure changes caused by inserting or removing gas in the measuring vessel in a substantially sealed condition. A method for measuring the volume of a liquid and a measuring apparatus for realizing the method are described. According to this apparatus, the volume can be measured without immersing the object to be measured in the liquid while having a simple configuration, and the density can be obtained by separately measuring the weight.

特開平6−26906号公報JP-A-6-26906

しかしながら、上記特許文献1にかかる体積測定装置を現実に使用した場合、被測定物の種類によっては、測定誤差が大きくなるとの欠点がある。すなわち、この体積測定装置では密閉状態とした測定容器内で被測定物より放出される物質があり、内部の気体の物質量が増加する点を考慮していないため、これに伴う測定容器内の圧力変化による誤差を含むことになってしまう。   However, when the volume measuring device according to Patent Document 1 is actually used, there is a drawback that the measurement error increases depending on the type of the object to be measured. That is, in this volume measuring device, there is a substance released from the object to be measured in the sealed measurement container, and it does not take into consideration that the amount of the substance in the gas increases, An error due to a pressure change will be included.

そのため、金属ブロック等の測定は可能であっても、野菜や果物、魚、液体など空気中に水分を蒸発しやすい性質を有するものにおいては、精度の良い測定を行うことができない。   Therefore, even if it is possible to measure a metal block or the like, it is not possible to measure with high accuracy in the case of things that easily evaporate moisture in the air, such as vegetables, fruits, fish, and liquids.

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、水分を蒸発しやすい性質を有する被測定物であっても、高精度で体積測定が可能な体積測定装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to effectively solve such problems, and specifically, volume measurement capable of measuring a volume with high accuracy even for an object to be measured that easily evaporates moisture. An object is to provide an apparatus.

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。   In order to achieve this object, the present invention takes the following measures.

すなわち、本発明の体積測定装置は、被測定物を内部に収めた状態で密閉空間を形成することが可能な密閉空間形成手段と、前記密閉空間の容積を変化させる容積変化手段と、前記密閉空間内の気体の圧力を測定する圧力測定手段と、前記容積変化手段によって前記密閉空間の容積を変化させる前と変化させた後に前記圧力測定手段によって得られる圧力測定値を基にして前記被測定物の体積値を決定する体積決定部とを備えたものであって、前記容積変化手段によって前記密閉空間の容積を変化させる前に行う圧力測定と、変化させた後に行う圧力測定との間における前記被測定物からの水分蒸発量を記憶しておく水分蒸発量記憶部と、当該水分蒸発量記憶部から得た水分蒸発量のデータを基にして前記体積決定部が決定した体積値の補正を行う体積補正部とを備えることを特徴とする。   That is, the volume measuring device according to the present invention includes a sealed space forming unit capable of forming a sealed space with an object to be measured inside, a volume changing unit for changing the volume of the sealed space, and the sealed A pressure measuring means for measuring the pressure of the gas in the space, and the measured object based on a pressure measurement value obtained by the pressure measuring means before and after changing the volume of the sealed space by the volume changing means. A volume determining unit that determines a volume value of an object, and between the pressure measurement performed before changing the volume of the sealed space by the volume changing unit and the pressure measurement performed after changing the volume Correction of the volume value determined by the volume determination unit based on the moisture evaporation amount storage unit for storing the amount of moisture evaporation from the measurement object and the moisture evaporation amount data obtained from the moisture evaporation amount storage unit Characterized in that it comprises a volume correction section performing.

このように構成すると、被測定物から蒸発する水分による密閉空間内での気体の物質量の増加の影響を修正して、精度良く被測定物の体積を測定することが可能となる。   If comprised in this way, it will become possible to measure the volume of a to-be-measured object accurately, correcting the influence of the increase in the amount of gaseous substances in the sealed space by the water evaporated from the to-be-measured object.

また、より簡単に体積値の補正を行うことができるようにするためには、測定中の被測定物の質量の減少量を水分蒸発量として補正を行うことが好ましく、前記被測定物の質量を測定する質量測定手段を備えており、前記密閉空間の容積を変化させる前と変化させた後に行う圧力測定の際の質量測定値を前記質量測定手段より得て、前記質量測定値の差より得られる質量減少量を前記水分蒸発量として前記水分蒸発量記憶部が記憶するように構成することが好適である。   In order to more easily correct the volume value, it is preferable to perform correction using the amount of decrease in the mass of the measurement object during measurement as the amount of water evaporation, and the mass of the measurement object. Mass measurement means for measuring the pressure of the mass measured before and after changing the volume of the sealed space is obtained from the mass measurement means, from the difference of the mass measurement value It is preferable that the moisture evaporation amount storage unit stores the obtained mass reduction amount as the moisture evaporation amount.

さらに、測定の効率を向上させるとともに装置をコンパクトに構成可能とするためには、体積値の決定のための圧力測定と、被測定物の質量測定とを同時に行うことができるようにすることが好ましいため、前記質量測定手段が前記密閉空間の内部に設けられ被測定物を載置するための台座と一体化して構成することが好適である。   Furthermore, in order to improve the measurement efficiency and make the apparatus compact, it is possible to simultaneously perform pressure measurement for determining the volume value and mass measurement of the object to be measured. Therefore, it is preferable that the mass measuring unit is integrated with a pedestal for placing the object to be measured provided inside the sealed space.

また、被測定物の特性を表す指標として重要である密度を素早く演算してその結果を伝達させることができるようにするためには、前記体積補正部により得られる補正後の体積値と、前記質量測定手段により得られる質量値とを基にして前記被測定物の密度を演算する密度演算部を有するように構成することが好適である。   Further, in order to be able to quickly calculate the density that is important as an index representing the characteristic of the object to be measured and transmit the result, the volume value after correction obtained by the volume correction unit, It is preferable to have a density calculating unit that calculates the density of the object to be measured based on the mass value obtained by the mass measuring means.

さらに、被測定物に関するデータを測定者より利用しやすいようにするためには、前記体積補正部により得られる補正後の体積値と、前記質量測定手段により得られる質量値と、前記密度演算部により得られる密度値の少なくともいずれかを表示する表示部または記憶する測定データ記憶部を有するように構成することが好適である。   Furthermore, in order to make it easier for the measurer to use data on the object to be measured, the corrected volume value obtained by the volume correction unit, the mass value obtained by the mass measurement means, and the density calculation unit It is preferable to have a display unit that displays at least one of the density values obtained by the above or a measurement data storage unit that stores the density value.

また、オフラインでの質量測定結果を基にして、体積測定値の補正を行うことができるようにするためには、前記被測定物の質量を測定したデ−タを入力するための質量測定データ入力部を備えており、当該質量測定データ入力部より入力された質量データが前記水分蒸発量として前記水分蒸発量記憶部に記憶されるように構成することが好適である。   Further, in order to be able to correct the volume measurement value based on the offline mass measurement result, the mass measurement data for inputting the data for measuring the mass of the object to be measured. An input unit is provided, and it is preferable that the mass data input from the mass measurement data input unit is stored in the moisture evaporation amount storage unit as the moisture evaporation amount.

以上説明した本発明によれば、測定作業を効率良く進めることができる上に、測定精度の高い体積測定装置を提供することが可能となる。   According to the present invention described above, it is possible to efficiently perform measurement work and to provide a volume measuring device with high measurement accuracy.

本発明の第1実施形態に係る体積測定装置のシステム構成図。1 is a system configuration diagram of a volume measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 同体積測定装置を構成する容器の内部に被測定物を収める際の模式図。The schematic diagram at the time of accommodating a to-be-measured object in the inside of the container which comprises the volume measuring apparatus. 同体積測定装置を用いて測定を行う際の動作を示す模式図。The schematic diagram which shows the operation | movement at the time of measuring using the same volume measuring apparatus. 同体積測定装置を用いて測定を行う際の容器内の気体の圧力変化の例を示したグラフ。The graph which showed the example of the pressure change of the gas in the container at the time of measuring using the same volume measuring apparatus. 同体積測定装置を用いて体積測定を行う被測定物の水分蒸発に伴う質量変化の一例を示したグラフ。The graph which showed an example of the mass change accompanying the water | moisture content evaporation of the to-be-measured object which measures a volume using the same volume measuring apparatus. 同体積測定装置を用いて得た補正前と補正後の体積値とアルキメデスの方法により得た体積値とを比較したグラフ。The graph which compared the volume value before and after correction | amendment obtained using the same volume measuring apparatus, and the volume value obtained by the Archimedes method. 本発明の第2実施形態に係る体積測定装置のシステム構成図。The system block diagram of the volume measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>

図1に示すように、この実施形態の体積測定装置1は、大きくは機器部11と、機器部11の動作を制御するとともに機器部11によって得られた測定データを基にして体積値の演算を行う制御部12から構成されている。また、制御部12には、測定者との間で情報を授受するための入力部70および表示部75、並びに測定データを記憶するための測定データ記憶部84が接続されている。   As shown in FIG. 1, the volume measuring apparatus 1 of this embodiment largely controls the operation of the device unit 11 and the device unit 11 and calculates the volume value based on the measurement data obtained by the device unit 11. It is comprised from the control part 12 which performs. The control unit 12 is connected to an input unit 70 and a display unit 75 for exchanging information with a measurer, and a measurement data storage unit 84 for storing measurement data.

そして、機器部11は、被測定物2を収めた状態で密閉空間を形成する密閉空間形成手段3と、その密閉空間の内部の容積を変化させる容積変化手段4と、密閉空間内の気体である空気13の圧力を測定するための圧力測定手段5と、密閉空間の内部で被測定物2の質量を測定する質量測定手段としての質量測定器61とから構成されている。   The instrument unit 11 includes a sealed space forming unit 3 that forms a sealed space in a state in which the DUT 2 is accommodated, a volume changing unit 4 that changes a volume inside the sealed space, and a gas in the sealed space. A pressure measuring means 5 for measuring the pressure of a certain air 13 and a mass measuring device 61 as a mass measuring means for measuring the mass of the object 2 to be measured inside the sealed space.

さらに、密閉空間形成手段3は、プレート状に構成された閉止部材としてのベース32と、ベース32の上に設けられたシール部材33と、直方体状に構成され被測定物2に被せるようにして設けられた容器31とから構成される。   Further, the sealed space forming means 3 includes a base 32 as a closing member configured in a plate shape, a seal member 33 provided on the base 32, and a rectangular parallelepiped shape so as to cover the object 2 to be measured. And a container 31 provided.

図2に示したように、体積の測定のため被測定物2を機器部11の内部に収める際には、被測定物2をベース32の上面32aの上に設けた質量測定器61の上に載置させた状態で、下側に開口部31aを形成された容器31を上側より被せていき、シール部材33を介してベース32の上面32aに当接させた状態とする。容器31には容積変化手段4および圧力測定手段5が連結するようにして設けられているために、これらは一体化された状態となって移動できるように構成されている。   As shown in FIG. 2, when the device under test 2 is placed inside the instrument unit 11 for measuring the volume, the device under test 2 is placed on the mass measuring device 61 provided on the upper surface 32 a of the base 32. In this state, the container 31 having the opening 31 a formed on the lower side is covered from the upper side and is brought into contact with the upper surface 32 a of the base 32 via the seal member 33. Since the container 31 is provided with the volume changing means 4 and the pressure measuring means 5 connected to each other, they are configured to move in an integrated state.

また、シール部材33はシリコンゴム等の弾性体によって形成されるとともに、容器31の開口部31aの全周に渡って密着できる形状とされていることで、ベース32と合わせて容器31の開口部31a全体を閉止することができるように構成されている。そのため、上記のようにして容器31をベース32の上面32aに、シール部材33を介して当接させるようにすることで、ベース32はシール部材33を介して容器31の開口部31aを閉止するための閉止部材として機能して、内部に気体としての空気13を閉じ込めた密閉空間が形成される。   In addition, the seal member 33 is formed of an elastic body such as silicon rubber, and has a shape that can be closely attached over the entire circumference of the opening 31 a of the container 31, so that the opening of the container 31 is combined with the base 32. It is comprised so that the whole 31a can be closed. Therefore, the base 32 closes the opening 31 a of the container 31 through the seal member 33 by bringing the container 31 into contact with the upper surface 32 a of the base 32 through the seal member 33 as described above. Therefore, a sealed space in which air 13 as a gas is confined is formed.

図1にもどって、機器部11の構成要素としての容積変化手段4は、シリンダ41と、そのシリンダ41を構成するピストンを往復動させるためのモータ42と、シリンダ41の内部と容器31の内部とを連通するシリンダ用配管43とから構成されている。モータ42にはステッピングモータが用いられ、制御部12からの指令によって動作し、シリンダ41のピストンを動かして細かくシリンダ41の内容積を変更することができるようになっている。シリンダ41はシリンダ用配管43を通じて容器31の内部と連通された状態となっているため、シリンダ41を動かすことによって、容器31の内部に空気13を送り込んだり、容器31の内部より空気13を吸引したりすることが可能となっている。   Returning to FIG. 1, the volume changing means 4 as a component of the device unit 11 includes a cylinder 41, a motor 42 for reciprocating a piston constituting the cylinder 41, the inside of the cylinder 41, and the inside of the container 31. And a cylinder pipe 43 communicating with each other. A stepping motor is used as the motor 42 and operates according to a command from the control unit 12 so that the internal volume of the cylinder 41 can be finely changed by moving the piston of the cylinder 41. Since the cylinder 41 is in communication with the inside of the container 31 through the cylinder pipe 43, by moving the cylinder 41, the air 13 is sent into the container 31 or the air 13 is sucked from the inside of the container 31. It is possible to do.

さらに、機器部11の構成要素としての圧力測定手段5は圧力計51と、その圧力計51と容器31の内部とを連通する圧力計用配管52とから構成されている。圧力計51は容器31の内部の空気13の圧力を測定することができるように構成されており、図示しない電源部より電源を供給されるとともに、アナログもしくはデジタルの電気信号で圧力の測定値を制御部12に向けて出力できるようにされている。   Further, the pressure measuring means 5 as a constituent element of the device unit 11 includes a pressure gauge 51 and a pressure gauge pipe 52 that communicates the pressure gauge 51 and the inside of the container 31. The pressure gauge 51 is configured so as to be able to measure the pressure of the air 13 inside the container 31, and is supplied with power from a power supply unit (not shown), and the pressure measurement value is obtained by an analog or digital electric signal. It can be output to the control unit 12.

質量測定器61は、被測定物2を安定して載置するための台座と一体化して機能するとともに、図示しない電源部より電源を供給されるとともに、被測定物2の質量測定値をアナログもしくはデジタルの電気信号で制御部12に向けて出力できるようになっている。この質量測定器61からの制御部12に向けて出力する電気信号は、有線ケーブルで伝達するように構成しても、電磁波を利用した無線手段によって伝達するように構成しても差し支えない。被測定物2を台座に載せたままベルトコンベヤ等の搬送手段によって搬送させ、ラインの途中に設置した体積測定装置1によって測定を行うように構成する場合には、複数の台座を準備してそれらの台座ごとに質量測定器61としての機能を持たせるように構成しても良い。   The mass measuring device 61 functions in an integrated manner with a pedestal for stably placing the device under test 2, and is supplied with power from a power supply unit (not shown) and analogizes the mass measurement value of the device under test 2. Or it can output to the control part 12 with a digital electric signal. The electric signal output from the mass measuring device 61 toward the control unit 12 may be configured to be transmitted by a wired cable, or may be configured to be transmitted by wireless means using electromagnetic waves. When the object to be measured 2 is transported by a transport means such as a belt conveyor while being placed on the pedestal and configured to perform measurement by the volume measuring device 1 installed in the middle of the line, a plurality of pedestals are prepared and those are prepared. Each pedestal may be configured to have a function as the mass measuring device 61.

上述したように、容器31の開口部31a(図2参照)が閉止部材としてのベース32によって閉止されている状態となった場合に密閉空間が形成されるが、詳細には、ここでいう密閉空間とは容器31とベース32との間で形成される空間に、シリンダ41、シリンダ用配管43、圧力計51および圧力計用配管52の内容積を加えたものになる。これらのうちシリンダ用配管43、圧力計51および圧力計用配管52の内容積は、ほぼ一定値とみることができるが、シリンダ41の内容積は上記の通りピストンの動作によって変更されるものであるため、その分密閉空間の内容積は変更されることになる。   As described above, when the opening 31a (see FIG. 2) of the container 31 is closed by the base 32 as a closing member, a sealed space is formed. The space is a space formed between the container 31 and the base 32 plus the internal volumes of the cylinder 41, the cylinder pipe 43, the pressure gauge 51, and the pressure gauge pipe 52. Among these, the internal volumes of the cylinder pipe 43, the pressure gauge 51, and the pressure gauge pipe 52 can be regarded as substantially constant values, but the internal volume of the cylinder 41 is changed by the operation of the piston as described above. Therefore, the internal volume of the sealed space is changed accordingly.

なお、本発明において述べる密閉空間とは、上記のようにして形成される空間そのものをいい、完全に外部との遮断がなされて真の意味での密閉が実現できているか否かを問題とするものではない。   In addition, the sealed space described in the present invention refers to the space itself formed as described above, and it is a problem whether or not a true seal can be realized by being completely blocked from the outside. It is not a thing.

本体積測定装置1は、上述のように容器31等によって形成された密閉空間の容積を、容積変化手段を構成するシリンダ41の動作によって変化させ、その容積変化の前後における容器31内部の空気13の圧力を測定することによって、内部の被測定物2の体積を測定しようとするものである。   The volume measuring device 1 changes the volume of the sealed space formed by the container 31 and the like as described above by the operation of the cylinder 41 constituting the volume changing means, and the air 13 inside the container 31 before and after the volume change. The volume of the object 2 to be measured is to be measured by measuring the pressure.

そのため、入力部70から与えられる測定者からの命令に基づいて、上記の機器部11を動作させるとともに、測定値から適宜演算を行った結果を出力するため、制御部12は次のように構成されている。   Therefore, based on the instruction from the measurer given from the input unit 70, the control unit 12 is configured as follows in order to operate the device unit 11 and to output a result of appropriate calculation from the measured value. Has been.

まず制御部12と接続されている入力部70を通じて、適宜動作モード変更にかかる指令や、測定や演算に必要な情報および具体的な動作命令が基本指令部71に与えられる。基本指令部71では、入力部70より与えられた指令に基づき、校正モードまたは測定モードのいずれかの動作モードで、各部に対して動作命令や、測定値に基づく演算、表示を行わせる命令を与えるように構成されている。校正モードと測定モードの選択は測定者によって行い、入力部70を通じて指定することができるように構成されており、基本指令部71ではモードに応じた動作指令を各部に与える。   First, through the input unit 70 connected to the control unit 12, a command for changing the operation mode, information necessary for measurement and calculation, and a specific operation command are given to the basic command unit 71. In the basic command unit 71, based on the command given from the input unit 70, in either the calibration mode or the measurement mode, an operation command, a command to perform calculation and display based on the measured value is given to each unit. Is configured to give. The calibration mode and the measurement mode are selected by the measurer and can be designated through the input unit 70. The basic command unit 71 gives an operation command corresponding to the mode to each unit.

校正モードとは、実際の体積測定に先駆けて、室温、大気圧、湿度、機器部11の経時変化等の要因による影響分を把握して、測定誤差を排除するためのものであり、圧力測定値と被測定物の体積値との関係が機器特性や環境に応じた所定の関係とするための校正用データを得ることを目的とした動作モードということができる。   The calibration mode is for eliminating the measurement error by grasping the influence due to factors such as room temperature, atmospheric pressure, humidity, aging of the equipment unit 11, etc. prior to the actual volume measurement. It can be said that this is an operation mode for the purpose of obtaining calibration data for making the relationship between the value and the volume value of the object to be measured a predetermined relationship according to the device characteristics and environment.

この校正モードを使用する場合には、容器31の内部に被測定物2を入れない状態、あるいは、被測定物2の代わりに既知の体積値を有するアルミブロックで形成した校正用部材を入れた状態で、体積測定時と同様の動作および測定を行わせることによって校正用データを作成する。測定者は、内部に収容させる対象物がない場合にはその旨、校正用部材を収容させる場合には、その体積値を入力部70より入力する。なお、使用する校正用部材が限定されている場合には、それらの体積値を内部メモリに保存しておき、その中から選択して呼び出すようにして構成しても良い。   When this calibration mode is used, a calibration member formed of an aluminum block having a known volume value is placed in place of the object to be measured 2 in place of the object 31 or in place of the object to be measured 2. In this state, calibration data is created by performing the same operation and measurement as in the volume measurement. The measurer inputs the volume value from the input unit 70 when there is no object to be accommodated therein, and when the calibration member is accommodated. When the calibration members to be used are limited, the volume values may be stored in the internal memory, and selected from among them and called up.

測定モードにおける体積測定にあたっては、基本指令部71からは密閉空間内の容積を変化させるためにモータ制御部72に命令を出力する。モータ制御部72はその命令に合致するように具体的な指令値を定めてモータ42の動作を制御する。   In the volume measurement in the measurement mode, the basic command unit 71 outputs a command to the motor control unit 72 in order to change the volume in the sealed space. The motor control unit 72 controls the operation of the motor 42 by setting a specific command value so as to match the command.

また、基本指令部71からは、圧力測定が必要となるタイミングでもって圧力測定部73に対して命令を出力し、圧力測定部73においてはその際に得られた圧力計51による圧力測定値を体積決定部74に対して出力できるようになっている。   Further, the basic command unit 71 outputs a command to the pressure measurement unit 73 at a timing when pressure measurement is required, and the pressure measurement unit 73 displays the pressure measurement value obtained by the pressure gauge 51 at that time. It can output to the volume determination unit 74.

体積決定部74は、圧力測定部73より入力された圧力測定値に加えて、基本指令部71から与えられる容積変化量のデータおよび校正用データ記憶部79に記憶された校正用データを与えられて、被測定物2の体積値を演算して決定し、出力できるように構成されている。なお、演算を行わせることなく、圧力測定値に応じてデータテーブルから選択するようにして被測定物2の体積値を決定するように構成することも可能である。   In addition to the pressure measurement value input from the pressure measurement unit 73, the volume determination unit 74 is given the volume change data provided from the basic command unit 71 and the calibration data stored in the calibration data storage unit 79. Thus, the volume value of the device under test 2 is calculated and determined and output. Note that the volume value of the DUT 2 can be determined by selecting from the data table according to the pressure measurement value without performing the calculation.

表示部75では、体積決定部74より得られる体積値や、基本指令部71からの得られる種々の動作状況を表示できるように構成されている。   The display unit 75 is configured to be able to display the volume value obtained from the volume determination unit 74 and various operation situations obtained from the basic command unit 71.

校正用データを取得する際には、入力部70より校正モード実行の命令が与えられ、基本指令部71よりそれに合致した命令が各部に出力されるとともに、校正用データ作成部78に対して必要なデータを取り込んで校正用データを作成するように命令される。この際にも、通常の体積測定と同様に、モータ制御部72によってモータ42を通じてシリンダ41が動作され、その時の圧力測定結果が圧力測定部73を通じて校正用データ作成部78に対して入力される。   When acquiring calibration data, a command for executing a calibration mode is given from the input unit 70, and a command corresponding to the command is output from the basic command unit 71 to each unit, and necessary for the calibration data creation unit 78. You are instructed to capture the correct data and create calibration data. At this time, similarly to the normal volume measurement, the cylinder 41 is operated through the motor 42 by the motor control unit 72, and the pressure measurement result at that time is input to the calibration data creation unit 78 through the pressure measurement unit 73. .

校正用データ作成部78は、基本指令部71から得られる校正用部材の体積データと、圧力測定部73を通じて得られた圧力測定値を基にして、校正用データを作成する。質量の異なる校正用部材を用いて同様の測定を繰り返すことによって、より精度の高い校正用データを作成する場合もある。   The calibration data creation unit 78 creates calibration data based on the volume data of the calibration member obtained from the basic command unit 71 and the pressure measurement value obtained through the pressure measurement unit 73. More accurate calibration data may be created by repeating the same measurement using calibration members having different masses.

上記のようにして作成された校正用データは校正用データ記憶部79に出力されて、ここで記憶される。校正用データは上述したように実際の体積測定の際に体積決定部74より呼び出されて使用されることで、より高精度に体積値を求めることができるようになっている。   The calibration data created as described above is output to the calibration data storage unit 79 and stored therein. As described above, the calibration data is called and used by the volume determination unit 74 in actual volume measurement, so that the volume value can be obtained with higher accuracy.

また、本実施形態では、制御部12は質量測定器61からのインターフェイスとして質量測定値を入力され、これを変換して出力する質量測定部80を有しており、基本指令部71からの命令に従って質量測定部80から入力される質量値の時間経過に伴う変化量を算出し、水分蒸発量として記憶する水分蒸発量記憶部82を有している。   Further, in the present embodiment, the control unit 12 has a mass measurement unit 80 that receives a mass measurement value as an interface from the mass measurement device 61, converts the mass measurement value, and outputs the mass measurement value. Accordingly, a moisture evaporation amount storage unit 82 that calculates a change amount of the mass value input from the mass measuring unit 80 with time and stores it as a moisture evaporation amount is provided.

さらに、上述したように体積決定部81によって決定された体積値を補正するための体積補正部81を有しており、体積補正部81では、基本指令部71からの命令に基づいて、上記水分蒸発量記憶部82に記憶されている水分蒸発量データに基づいて被測定物2の体積値を補正する。   Furthermore, as described above, the volume correction unit 81 for correcting the volume value determined by the volume determination unit 81 is provided, and the volume correction unit 81 performs the above-described moisture based on a command from the basic command unit 71. The volume value of the DUT 2 is corrected based on the water evaporation amount data stored in the evaporation amount storage unit 82.

さらには、本実施形態では、制御部12は質量測定部80より得られる質量値と、体積補正部より得られる補正後の体積値とを入力され、被測定物2の密度を演算する密度演算部83を備えている。   Furthermore, in the present embodiment, the control unit 12 receives the mass value obtained from the mass measurement unit 80 and the corrected volume value obtained from the volume correction unit, and calculates the density of the device under test 2. Part 83 is provided.

体積補正部81より得られる補正後の体積値、質量測定部80より得られる質量値および密度演算部83より得られる密度値は、表示部75に出力されて測定者によって即座に確認ができるよう表示されるとともに、測定データ記憶部84に対しても出力されて記憶される。必要な場合に応じて、ここから測定データを取り出すことが可能となっている。   The corrected volume value obtained from the volume correction unit 81, the mass value obtained from the mass measurement unit 80, and the density value obtained from the density calculation unit 83 are output to the display unit 75 so that they can be immediately confirmed by the measurer. In addition to being displayed, it is also output to and stored in the measurement data storage unit 84. If necessary, measurement data can be extracted from here.

なお、表示部75では、基本指令部71より入力される情報を基にして、種々の動作状況も表示できるように構成されている。   The display unit 75 is configured to display various operating conditions based on information input from the basic command unit 71.

ここで、上記のように気体の圧力の変化を利用して、被測定物2の体積を測定する原理について説明する。   Here, the principle of measuring the volume of the DUT 2 using the change in gas pressure as described above will be described.

まず、図3(a)のように内容積がV0である密閉空間の中に、体積Vxの被測定物2を収容させた状態とする。このとき、密閉空間内に閉じ込められる空気13の体積は(V0−Vx)で表される。また、この際の密閉空間内の空気13の圧力はP0で表され、圧力計51によって測定される。   First, as shown in FIG. 3A, the object to be measured 2 having a volume Vx is accommodated in a sealed space whose internal volume is V0. At this time, the volume of the air 13 confined in the sealed space is represented by (V0−Vx). Further, the pressure of the air 13 in the sealed space at this time is represented by P 0 and is measured by the pressure gauge 51.

この後、図3(b)のようにシリンダ41を動作させ密閉空間内の内容積をV1に増加させる。このとき、密閉空間内に閉じ込められる空気13の体積は(V1−Vx)で表される。このような内容積の変化によって、内部での気圧は図4のように減少する。図中のA点よりシリンダ41(図3(b)参照)を動作させ、B点でその動作が終わっている。B点に達した直後には多少気圧が変動するため、B点よりt1時間経過するのを待ち、安定した状態となってから気圧の測定を行うようにしている。この際の密閉空間内の空気13の圧力はP1で表される。   Thereafter, as shown in FIG. 3B, the cylinder 41 is operated to increase the internal volume in the sealed space to V1. At this time, the volume of the air 13 confined in the sealed space is represented by (V1-Vx). Due to the change in the internal volume, the internal atmospheric pressure decreases as shown in FIG. The cylinder 41 (see FIG. 3B) is operated from the point A in the figure, and the operation ends at the point B. Immediately after reaching point B, the atmospheric pressure slightly fluctuates. Therefore, after the time t1 has elapsed from point B, the atmospheric pressure is measured after a stable state is reached. The pressure of the air 13 in the sealed space at this time is represented by P1.

このようにして、密閉空間内の容積が変化した際において、容器31の内部の密閉状態が完全に保たれて外部との空気の授受がないものであり、かつ、温度変化が無いとの条件では、一般によく知られているボイルの法則より次の関係が導かれる。
P0(V0−Vx)=P1(V1−Vx) ………………………………数式(1)
In this way, when the volume in the sealed space changes, the condition that the sealed state inside the container 31 is completely maintained and there is no exchange of air with the outside, and there is no temperature change. Then, the following relation is derived from the well-known Boyle's law.
P0 (V0−Vx) = P1 (V1−Vx) ………………………… Formula (1)

さらに、密閉空間内の容積の増加量は、シリンダ41の内容積の増加量ΔVaとしてモータ42を駆動することで正確に与えることができるため、
V1=V0+ΔVa …………………………………………………………数式(2)
の関係がある。
Furthermore, since the increase amount of the volume in the sealed space can be accurately given by driving the motor 42 as the increase amount ΔVa of the inner volume of the cylinder 41,
V1 = V0 + ΔVa ………………………………………………………… Formula (2)
There is a relationship.

以上の数式(1)、数式(2)より、下記の関係式が得られる。
P0(V0−Vx)=P1(V0+ΔVa−Vx) ……………………数式(3)
From the above formulas (1) and (2), the following relational expressions are obtained.
P0 (V0−Vx) = P1 (V0 + ΔVa−Vx) …………………… Formula (3)

これを変形することで次のようにして、Vxが求められる。
Vx=V0−ΔVa・P1/(P0−P1) ……………………………数式(4)
By transforming this, Vx is obtained as follows.
Vx = V0−ΔVa · P1 / (P0−P1) ………………………… Formula (4)

なお、上述した校正モードによって校正用の計算式を事前に得ている場合には、V1、ΔVaのデータを入力することなく、さらに精度良く体積Vxを求めることが可能である。   In addition, when the calculation formula for calibration is obtained in advance by the calibration mode described above, the volume Vx can be obtained with higher accuracy without inputting the data of V1 and ΔVa.

すなわち、理想状態の式である数式(4)を基にして、実際の気温、大気圧、湿度、密閉空間の内容積の誤差、シリンダ内容積の誤差、および各部の変形を考慮した現実の式として、次のように近似することができる。
Vx=a+b・P1/(P0−P1) ……………………………………数式(5)
ここで、aおよびbはそれぞれ、校正モードによって求めることが必要な係数である。
That is, based on Equation (4), which is an ideal state equation, an actual equation that takes into consideration the actual temperature, atmospheric pressure, humidity, error in the internal volume of the sealed space, error in the cylinder volume, and deformation of each part. Can be approximated as follows.
Vx = a + b · P1 / (P0−P1) ……………………………… Formula (5)
Here, a and b are coefficients that need to be obtained in the calibration mode.

上述したように、校正モードでは被測定物を挿入しない状態、あるいは、既知の体積値を有するアルミブロックで形成した校正用部材を被測定物のかわりに用いた状態で複数回測定動作を行わせて、数式(5)における係数a、bを求める。このようにして、事前にa、bの係数を求めておけば、同じ動作を再現させてP0、P1を測定するのみで、数式(5)により体積Vxを求めることが可能となる。   As described above, in the calibration mode, the measurement operation is performed a plurality of times in a state in which the object to be measured is not inserted or a state in which a calibration member formed of an aluminum block having a known volume value is used instead of the object to be measured. Thus, the coefficients a and b in Equation (5) are obtained. In this way, if the coefficients a and b are obtained in advance, the volume Vx can be obtained by Equation (5) only by measuring P0 and P1 while reproducing the same operation.

また、数式(5)よりも、さらに精度が要求される際には、次のようにP1に比例する項を増やした近似式を用いることも考えられる。
Vx=a+b・P1/(P0−P1)+c・P1…………………………数式(6)
In addition, when higher accuracy is required than Expression (5), it is conceivable to use an approximate expression in which a term proportional to P1 is increased as follows.
Vx = a + b · P1 / (P0−P1) + c · P1 Equation (6)

ここで、a〜cは校正モードによって求めることが必要な係数である。   Here, a to c are coefficients that need to be obtained in the calibration mode.

この場合には、未知の係数が数式(5)の場合に比べて多いために、校正モードで要する時間が長くなるとの短所があるものの、係数a〜cが決定された後には、より精度の高い測定ができるとの長所がある。   In this case, since there are more unknown coefficients than in the case of Equation (5), there is a disadvantage that the time required in the calibration mode becomes longer. However, after the coefficients a to c are determined, the accuracy becomes higher. There is an advantage that a high measurement can be performed.

なお、上述の校正モードによる測定は、実際の測定と同じ動作とすることが高い精度を得るために必要である。そのため、実際の測定と同じ体積変化を行わせるためにシリンダ41への制御指令を同一にし、圧力値の測定タイミングも同じようにすることが肝要である。   Note that the measurement in the calibration mode described above is required to obtain the same accuracy as the actual measurement in order to obtain high accuracy. Therefore, it is important to make the control command to the cylinder 41 the same and make the measurement timing of the pressure value the same in order to perform the same volume change as the actual measurement.

上記のようにして、図1におけるシリンダ41の内容積を変化させて、それによる体積変化の前後における密閉容器内の圧力をそれぞれ測定して、その圧力測定値を用いた演算を行うことで精度良く被測定物2の体積Vxを求めることができる。   As described above, the internal volume of the cylinder 41 in FIG. 1 is changed, the pressure in the sealed container before and after the change in volume is measured, and the calculation using the measured pressure value is performed. The volume Vx of the DUT 2 can be obtained well.

上記のようにして求める体積Vxは、図1における体積決定部74によって求めるものであり、容積変化前後の圧力測定値を基にして、校正用データを用いることで高精度に被測定物2の体積値を求めることが可能となっている。ただし、発明者らの知見によれば、被測定物2が水分を多く含むものである場合には、圧力P0の測定から圧力P1の測定の間に被測定物2より蒸発した水分によって、密閉空間内の気体の物質量が増加するために、体積測定値に誤差が生じることがある。   The volume Vx obtained as described above is obtained by the volume determination unit 74 in FIG. 1, and based on the pressure measurement values before and after the volume change, the calibration data is used to obtain the measurement object 2 with high accuracy. The volume value can be obtained. However, according to the knowledge of the inventors, when the object to be measured 2 contains a lot of moisture, the inside of the sealed space is caused by the water evaporated from the object to be measured 2 between the measurement of the pressure P0 and the measurement of the pressure P1. An error may occur in the volume measurement value due to an increase in the amount of the gaseous substance.

その原因について以下に詳細に説明する。   The cause will be described in detail below.

上述したボイルの法則を発展させたボイル・シャルルの法則として、以下の関係式が一般に知られている。
P・V=n・R・T …………………………………………………………数式(7)
The following relational expression is generally known as Boyle-Charle's law, which is an extension of Boyle's law described above.
P ・ V = n ・ R ・ T ………………………………………………………… Formula (7)

ここで、Pは気体の圧力(Pa)、Vは体積(m)、nは気体の物質量(mol)、Tは温度(K)、Rは気体定数8.314472(J・mol−1・K−1)である。 Here, P is a gas pressure (Pa), V is a volume (m 3 ), n is a gas substance amount (mol), T is a temperature (K), and R is a gas constant of 8.314472 (J · mol −1 -K <-1> ).

この式を用いた場合、上述した密閉空間内の気体の体積変化の前で測定する密閉空間内の圧力値P0(Pa)と、体積値V0(m)、その際の密閉空間内の気体の物質量n0(mol)との間には、次の関係があることが分かる。
P0・(V0−Vx2)=n0・R・T …………………………………数式(8)
When this equation is used, the pressure value P0 (Pa) in the sealed space and the volume value V0 (m 3 ) measured before the volume change of the gas in the sealed space described above, and the gas in the sealed space at that time It can be seen that there is the following relationship with the amount of substance n0 (mol).
P0 · (V0−Vx2) = n0 · R · T ………………………………… Formula (8)

ここで、Vx2は気体の物質量を考慮した場合の被測定物の体積、Tは密閉容器内の気体の温度(K)である。   Here, Vx2 is the volume of the object to be measured when the amount of the gaseous substance is taken into account, and T is the temperature (K) of the gas in the sealed container.

同様に、密閉空間内の気体の体積変化の後で測定する密閉空間内の圧力値P1(Pa)と、体積値V1(m)と、その際の密閉空間内の気体の物質量n1(mol)との間には、次の関係があることが分かる。
P1・(V1−Vx2)=n1・R・T …………………………………数式(9)
Similarly, the pressure value P1 (Pa) in the sealed space measured after the volume change of the gas in the sealed space, the volume value V1 (m 3 ), and the substance amount n1 of the gas in the sealed space at that time ( mol) is found to have the following relationship:
P1 · (V1−Vx2) = n1 · R · T ………………………………… Formula (9)

ここで、密閉容器内の気体の温度T(K)は一定のものとして扱っている。   Here, the temperature T (K) of the gas in the hermetic container is treated as being constant.

上述したように、V1=V0+ΔVaの関係があり、圧力測定中の水分蒸発に伴う密閉空間内の気体物質量の増加量をΔn(mol)として、n1=n0+Δnの関係があるとすれば、数式(9)は次のように変形できる。
P1・(V0+ΔVa−Vx2)=(n0+Δn)・R・T …………数式(10)
As described above, there is a relationship of V1 = V0 + ΔVa, and if an increase amount of the gaseous substance in the enclosed space due to moisture evaporation during pressure measurement is Δn (mol), a relationship of n1 = n0 + Δn is established. (9) can be modified as follows.
P1 · (V0 + ΔVa−Vx2) = (n0 + Δn) · R · T (10)

すると、数式(10)および数式(8)より、以下の関係が導かれる。
Vx2=V0−ΔVa・P1/(P0−P1)+Δn・R・T/(P0−P1) ……………………………………………………………………………………………数式(11)
Then, the following relationship is derived from Equation (10) and Equation (8).
Vx2 = V0−ΔVa · P1 / (P0−P1) + Δn · R · T / (P0−P1) …………………………………………………………………… ……………………… Formula (11)

さらに、数式(11)と、数式(4)を比較すれば次のようになる。
Vx2=Vx+Δn・R・T/(P0−P1) …………………………数式(12)
Furthermore, the following equation can be obtained by comparing Equation (11) with Equation (4).
Vx2 = Vx + Δn · R · T / (P0−P1) ………………………… Formula (12)

すなわち、体積測定のために必要な体積変化前後の2回の圧力測定の間に密閉空間内の気体物質量がΔn増加するとすれば、Δn・R・T/(P0−P1)の補正を行わなければならず、これを行わないとその分体積値が実際よりも小さく測定されることになる。なお、この大小関係は、本実施形態のように体積の測定を、密閉空間内の容積を増大させる方向に変化させつつ行うものであってP0がP1よりも大きくなる場合に当てはまり、逆に容積を減少させる方向で変化させつつ体積測定を行う場合には大小関係は逆になる。   That is, if the amount of gaseous substance in the sealed space increases by Δn between two pressure measurements before and after the volume change necessary for volume measurement, Δn · R · T / (P0−P1) is corrected. If this is not done, the volume value will be measured smaller than it actually is. This magnitude relationship applies when the volume is measured while changing in the direction of increasing the volume in the sealed space as in the present embodiment, and P0 is larger than P1. When the volume measurement is performed while changing in the direction of decreasing the size, the magnitude relationship is reversed.

また、発明者らの知見によれば、上記の密閉空間内の物質量の増加値は、多くの場合被測定物からの水分蒸発量によるものであり、この水分蒸発量は圧力測定の間の質量の減少量にほぼ対応するものであることが分かっている。   Further, according to the knowledge of the inventors, the increase value of the substance amount in the sealed space is often due to the amount of moisture evaporated from the object to be measured, and this amount of moisture evaporation is measured during pressure measurement. It has been found that this roughly corresponds to the mass loss.

例えば、被測定物2をトマトとした場合には、このトマトの質量を厳密に測定すると、時間に応じて、図5のようにして減少していくことが分かっている。この質量変化は、図1における質量測定器61によって測定を行った結果である。この中でも、実際の体積測定を行っている間の質量減少量は、図中横軸の20〜30secに対応する部分となっている。   For example, when the to-be-measured object 2 is a tomato, it is known that when the mass of the tomato is strictly measured, it decreases as shown in FIG. 5 according to time. This mass change is a result of measurement by the mass measuring device 61 in FIG. Among these, the amount of mass reduction during the actual volume measurement is a portion corresponding to 20 to 30 sec on the horizontal axis in the figure.

このような体積測定中の質量減少量をΔm(g)として、これが全て水分の蒸発量と一致すると仮定すると、水1molの質量は18gであるから、このときの増加量Δn(mol)は次式で求められる。
Δn=Δm/18 ……………………………………………………………数式(13)
Assuming that the amount of mass decrease during volume measurement is Δm (g), and this is all equal to the amount of evaporation of water, the mass of 1 mol of water is 18 g, so the increase amount Δn (mol) at this time is It is calculated by the formula.
Δn = Δm / 18 …………………………………………………………… Formula (13)

このように、密閉空間内で質量測定器61によって質量減少量を測定して、これを数式(13)によって気体物質量の増加量に変換し、その値を用いて数式(12)によって体積値の補正を行うことができる。   Thus, the mass decrease amount is measured by the mass measuring device 61 in the sealed space, and this is converted into the increase amount of the gaseous substance amount by the equation (13), and the volume value is calculated by the equation (12) using the value. Can be corrected.

本実施形態の体積測定装置1においては、容積変化手段4によって行われる体積変化の前後で圧力測定手段5によって密閉空間内の圧力測定が行われ圧力測定部73に出力される。そして、そのデータを基に体積決定部74により、まずは水分蒸発量を考慮しない体積値Vxが求められる。この際にも、事前にアルミブロックで形成した校正用部材を用いて作成され、校正用データ記憶部79に記憶されている校正用データを使用して、機器の特性や環境の影響による誤差を排除しつつ体積値Vxの決定がなされる。   In the volume measuring apparatus 1 of the present embodiment, the pressure measuring means 5 measures the pressure in the sealed space before and after the volume change performed by the volume changing means 4 and outputs it to the pressure measuring unit 73. Then, based on the data, the volume determination unit 74 first obtains a volume value Vx that does not consider the amount of water evaporation. Also at this time, using calibration data created using a calibration member formed in advance with an aluminum block and stored in the calibration data storage unit 79, errors due to the characteristics of the device and the influence of the environment are eliminated. The volume value Vx is determined while eliminating.

さらに、本実施形態における体積測定装置1では、質量測定器61より質量測定部80を介して質量値が水分蒸発量記憶部82に入力されるようになっており、ここで1回目の圧力測定の際の質量値と2回目の圧力測定の際の質量値が記憶されるようになっている。   Furthermore, in the volume measuring apparatus 1 in the present embodiment, the mass value is input to the moisture evaporation amount storage unit 82 from the mass measuring device 61 via the mass measuring unit 80, and here, the first pressure measurement is performed. The mass value at the time of measurement and the mass value at the time of the second pressure measurement are stored.

そして、体積補正部81では、上記体積値Vxに対して水分蒸発量を考慮した補正を加えるため、水分蒸発量記憶部82より質量値のデータを得て圧力測定中の質量減少量Δmを算出するとともに、上記体積決定部74より補正前の体積値Vxを得て、これらより上記数式(12)および数式(13)を用いて、補正後の体積値Vx2を求めることになる。なお、計算に際して必要となる温度Tは、事前に入力部70より入力し、基本指令部71を通じて体積補正部81に対して与えられるように構成してある。これを質量測定器61と同様に、密閉空間内の温度データを自動的に測定できるようにして、その測定値を体積補正部81に入力できるように構成しても差し支えない。   Then, the volume correction unit 81 calculates the mass decrease amount Δm during the pressure measurement by obtaining the mass value data from the water evaporation amount storage unit 82 in order to add correction considering the water evaporation amount to the volume value Vx. At the same time, the volume value Vx before correction is obtained from the volume determination unit 74, and the volume value Vx2 after correction is obtained using the above formulas (12) and (13). The temperature T required for the calculation is input from the input unit 70 in advance and is given to the volume correction unit 81 through the basic command unit 71. Similarly to the mass measuring device 61, the temperature data in the sealed space can be automatically measured, and the measured value can be input to the volume correction unit 81.

具体的な演算結果を示す例として、被測定物2をトマトとして本体積測定装置1によって測定を行い、上述のような水分蒸発量による補正を加えた場合、補正を行わなかった場合の体積値を比較して図6に示す。この図は、横軸に前述したアルキメデスの方法により測定した体積値を、縦軸に本体積測定装置1より得られた体積値をとってプロットしたものである。なお、本図でいう補正前の体積値とは体積決定部74からの出力値をそのまま取り出したものであり、補正後の体積値とは体積補正部81からの出力値を取り出したものである。   As an example showing a specific calculation result, when the object to be measured 2 is a tomato, measurement is performed by the volume measuring apparatus 1 and the correction based on the amount of water evaporation as described above is added, the volume value when the correction is not performed. Are shown in FIG. In this figure, the volume value measured by the Archimedes method described above is plotted on the horizontal axis, and the volume value obtained from the volume measuring apparatus 1 is plotted on the vertical axis. In this figure, the volume value before correction refers to the output value from the volume determination unit 74, and the volume value after correction refers to the output value from the volume correction unit 81. .

同図より分かるように、補正前の体積値は、実際の体積に比べて低く現れる傾向にあり、質量変化量を基にして水分蒸発量の影響を補正した後の体積値は、実際の体積とほぼ一致する。   As can be seen from the figure, the volume value before correction tends to appear lower than the actual volume, and the volume value after correcting the influence of moisture evaporation based on the amount of mass change is the actual volume. Almost matches.

以上のように、本実施形態の体積測定装置1は、被測定物2を内部に収めた状態で密閉空間を形成することが可能な密閉空間形成手段3と、前記密閉空間の容積を変化させる容積変化手段4と、前記密閉空間内の気体の圧力を測定する圧力測定手段5と、前記容積変化手段4によって前記密閉空間の容積を変化させる前と変化させた後に前記圧力測定手段5によって得られる圧力測定値を基にして前記被測定物2の体積値を決定する体積決定部74とを備えたものであって、前記容積変化手段4によって前記密閉空間の容積を変化させる前に行う圧力測定と、変化させた後に行う圧力測定との間における前記被測定物2からの水分蒸発量を記憶しておく水分蒸発量記憶部82と、当該水分蒸発量記憶部82から得た水分蒸発量のデータを基にして前記体積決定部74が決定した体積値の補正を行う体積補正部81とを備えることを特徴とするものである。   As described above, the volume measuring apparatus 1 according to the present embodiment changes the volume of the sealed space and the sealed space forming means 3 that can form the sealed space in a state where the DUT 2 is housed inside. Volume change means 4, pressure measurement means 5 for measuring the pressure of gas in the sealed space, and pressure change means 5 obtained by the pressure change means 5 before and after changing the volume of the sealed space by the volume change means 4. A volume determination unit 74 that determines the volume value of the device under test 2 based on the measured pressure value, and the pressure that is applied before the volume changing means 4 changes the volume of the sealed space A water evaporation amount storage unit 82 that stores the amount of water evaporation from the DUT 2 between the measurement and the pressure measurement performed after the change, and the water evaporation amount obtained from the water evaporation amount storage unit 82 Based on the data Is characterized in further comprising a volume compensation section 81 for correcting the volume value determined is the volume determining unit 74 Te.

このようにして構成されているため、被測定物2が水分を含むものである場合に生じる密閉空間内の気体の物質量の増加に伴う体積測定値の誤差を修正して、精度良く被測定物の体積を測定することが可能となる。   Since it is configured in this way, the error of the volume measurement value accompanying the increase in the amount of gas in the sealed space that occurs when the DUT 2 contains moisture is corrected, and the DUT is accurately measured. The volume can be measured.

さらに、前記被測定物2の質量を測定する質量測定手段61を備えており、前記密閉空間の容積を変化させる前と変化させた後に行う圧力測定の際の質量測定値を前記質量測定手段61より得て、前記質量測定値の差より得られる質量減少量を前記水分蒸発量として前記水分蒸発量記憶部82が記憶するように構成しているため、被測定物の質量測定結果より得られる質量減少量を水分蒸発量として補正を行い、より簡単に上記の体積の補正を行うことができる。   Furthermore, a mass measuring means 61 for measuring the mass of the object to be measured 2 is provided, and the mass measuring value at the time of pressure measurement performed before and after changing the volume of the sealed space is obtained. Since the moisture evaporation amount storage unit 82 stores the amount of decrease in mass obtained from the difference between the mass measurement values as the amount of moisture evaporation, it is obtained from the result of mass measurement of the object to be measured. It is possible to correct the volume more easily by correcting the mass decrease amount as the water evaporation amount.

また、前記質量測定手段61が前記密閉空間の内部に設けられ被測定物2を載置するための台座と一体化して構成されているため、装置をコンパクトに構成できるとともに、被測定物2を密閉空間内に収納させるのみで質量の測定と気体の圧力の測定も同時に行うことができるため、測定の効率が向上する。   In addition, since the mass measuring means 61 is integrated with a pedestal for placing the object to be measured 2 provided inside the sealed space, the apparatus can be made compact and the object to be measured 2 Since the measurement of the mass and the measurement of the pressure of the gas can be performed simultaneously only by storing in the sealed space, the measurement efficiency is improved.

また、前記体積補正部82により得られる補正後の体積値と、前記質量測定手段61により得られる質量値とを基にして前記被測定物2の密度を演算する密度演算部83を有するように構成しているため、被測定物2の特性を表す指標として重要である密度を、素早く演算してその結果を測定者に伝達することができるようになる。   In addition, a density calculating unit 83 that calculates the density of the DUT 2 based on the corrected volume value obtained by the volume correcting unit 82 and the mass value obtained by the mass measuring unit 61 is provided. Since it is configured, it is possible to quickly calculate the density that is important as an index representing the characteristics of the DUT 2 and to transmit the result to the measurer.

さらに、前記体積補正部81により得られる補正後の体積値と、前記質量測定手段61により得られる質量値と、前記密度演算部83により得られる密度値の少なくともいずれかを表示する表示部75または記憶する測定データ記憶部84を有しているため、被測定物2のデータを素早く表示すること、または、記憶して必要な際に取り出すことができるようになるため、測定をより簡便かつ速やかに行うことや、測定データを簡単にまとめることができるようになる。
<第2実施形態>
Further, a display unit 75 that displays at least one of the corrected volume value obtained by the volume correction unit 81, the mass value obtained by the mass measurement unit 61, and the density value obtained by the density calculation unit 83, or Since the measurement data storage unit 84 is stored, the data of the DUT 2 can be displayed quickly or stored and retrieved when necessary, making measurement easier and faster. It is possible to easily collect the measurement data.
Second Embodiment

第2実施形態における体積測定装置を図7に示す。上述した第1実施形態の体積測定装置1と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。   A volume measuring apparatus according to the second embodiment is shown in FIG. Portions common to the volume measuring device 1 of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

この実施形態における体積測定装置201は、図1で示した第1実施形態の場合と比べて、密閉容器31の内部の質量測定器62および制御部12の中の質量測定部80を有していない点が大きく異なる。   Compared with the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the volume measuring device 201 in this embodiment has a mass measuring device 62 inside the sealed container 31 and a mass measuring unit 80 in the control unit 12. There is not much difference.

そして、図7で示した第2実施形態の体積測定装置201では、外部より被測定物2にかかる質量測定データを入力することができる質量測定データ入力部285を備えており、ここから入力された質量データは、第1実施形態において質量測定部80(図1参照)を通じて得られた質量データと同様に、水分蒸発量記憶部282において記憶されるとともに、密度演算部283で密度の演算に使用されたり、体積値や密度値データとともに表示部275において表示されたり、測定データ記憶部284で記憶されたりすることができるようになっている。   The volume measuring apparatus 201 according to the second embodiment shown in FIG. 7 includes a mass measurement data input unit 285 that can input mass measurement data applied to the device under test 2 from the outside. The mass data is stored in the moisture evaporation amount storage unit 282 and is calculated by the density calculation unit 283 in the same manner as the mass data obtained through the mass measurement unit 80 (see FIG. 1) in the first embodiment. It can be used, displayed on the display unit 275 together with volume value or density value data, or stored in the measurement data storage unit 284.

この場合においても、第1実施形態と同様に体積補正部81によって、被測定物2からの水分蒸発量を基にした体積値の補正を行うことができるようになっている。   In this case as well, the volume correction unit 81 can correct the volume value based on the amount of water evaporated from the DUT 2 as in the first embodiment.

本実施形態においては、第1実施形態の場合と比べて、機器部211の構成を簡略化したものとすることができ、機器部の軽量化、製作コストの削減を図ることができる。しかしながら、質量測定器を備えていないために、体積値を測るための圧力測定と同時に質量減少量を測定することはできない。そのために、密閉空間形成手段3の外部で別に質量測定器を準備しておき、これを用いてオフラインで測定したデータを質量測定データ入力部285より入力し、当該データより得られる質量減少量を水分蒸発量として用いて水分蒸発に伴う誤差の補正を行うことが可能となっている。   In this embodiment, compared with the case of 1st Embodiment, the structure of the apparatus part 211 can be simplified, and the weight reduction of an apparatus part and reduction of manufacturing cost can be aimed at. However, since the mass measuring device is not provided, the mass reduction amount cannot be measured simultaneously with the pressure measurement for measuring the volume value. For this purpose, a mass measuring device is separately prepared outside the sealed space forming means 3, and data measured offline using this is input from the mass measurement data input unit 285, and the amount of mass reduction obtained from the data is calculated. It is possible to correct an error caused by moisture evaporation using the moisture evaporation amount.

具体的には、ある一定時刻における被測定物2の質量値と、この時刻より体積測定装置201内で圧力測定をする際にかかる時間分が経過した際の質量値とを各々測定し、これらの差を質量減少量として、水分蒸発量記憶部282に対して入力して記憶させる。こうすることによって、この実施形態の水分蒸発量記憶部282も上述の第1実施形態の場合とほぼ同様にデータを取り扱い、体積値の補正のための演算に使用することができる。   Specifically, the mass value of the object 2 to be measured at a certain time and the mass value when the time taken to measure the pressure in the volume measuring device 201 from this time are measured, respectively. The difference is input to the moisture evaporation amount storage unit 282 and stored as a mass reduction amount. By doing so, the water evaporation amount storage unit 282 of this embodiment can handle data in the same manner as in the first embodiment described above, and can be used for calculation for correcting the volume value.

また、このような構成に代えて、水分蒸発量記憶部282に対して、単位時間あたりに質量が減少する割合を入力しておき、当該データと実際の圧力測定に要した時間データから、水分蒸発量記憶部282が圧力測定の間における水分蒸発量を演算して記憶するように構成することも可能である。   Further, instead of such a configuration, a rate at which the mass decreases per unit time is input to the moisture evaporation amount storage unit 282, and the moisture content is calculated from the data and the time data required for actual pressure measurement. It is also possible to configure the evaporation amount storage unit 282 to calculate and store the amount of water evaporation during pressure measurement.

以上のように、本実施形態の体積測定装置201は、前記被測定物2の質量を測定したデ−タを入力するための質量測定データ入力部285を備えており、当該質量測定データ入力部285より入力された質量データが前記水分蒸発量として前記水分蒸発量記憶部282に記憶されることを特徴とするものである。   As described above, the volume measuring apparatus 201 of this embodiment includes the mass measurement data input unit 285 for inputting data obtained by measuring the mass of the DUT 2, and the mass measurement data input unit. The mass data input from 285 is stored in the water evaporation amount storage unit 282 as the water evaporation amount.

このようにして構成されているため、オフラインでの質量測定結果を基にして、体積測定値の補正を行うことができるようになるため、装置構成が簡単になる。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
Since it is configured in this way, the volume measurement value can be corrected based on the offline mass measurement result, so that the apparatus configuration is simplified.

The specific configuration of each unit is not limited to the above-described embodiment.

例えば、本発明が意図する効果は、上述したような密閉空間内の容積を増加させつつ圧力測定を行い、その圧力測定値の変化より体積値を決定する場合には限定されず、密閉空間内の容積を減少させつつ圧力測定を行い、その圧力測定値の変化を基にして体積値を決定する場合であっても変わらずに得ることができる。   For example, the effect intended by the present invention is not limited to the case where pressure measurement is performed while increasing the volume in the enclosed space as described above, and the volume value is determined from the change in the measured pressure value. Even if it is a case where a pressure value is measured, reducing the volume of this, and a volume value is determined based on the change of the pressure measurement value, it can obtain without changing.

また、上述の実施形態では、容積変化の前後での圧力測定結果を基にして、即座に水分蒸発の影響による誤差を補正した体積値が出力できるように構成していたが、質量減少量をオフラインの測定によって求める場合には、これを圧力測定の後に求めて、体積決定のために必要な圧力測定を全て終えた後で入力して、後から体積値の補正ができるようにすることも可能である。   In the above-described embodiment, the volume value obtained by correcting the error due to the influence of moisture evaporation can be immediately output based on the pressure measurement result before and after the volume change. When obtaining by offline measurement, this can be obtained after the pressure measurement, and input after completing all the pressure measurements necessary for volume determination, so that the volume value can be corrected later. Is possible.

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   Other configurations can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

1…体積測定装置
2…被測定物
3…密閉空間形成手段
4…容積変化手段
5…圧力測定手段
11…機器部
12…制御部
31…容器
32…ベース(閉止部材)
33…シール部材
41…シリンダ
42…モータ
43…シリンダ用配管
51…圧力計
52…圧力計用配管
61…質量測定器(質量測定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Volume measuring device 2 ... Object to be measured 3 ... Sealed space formation means 4 ... Volume change means 5 ... Pressure measuring means 11 ... Equipment part 12 ... Control part 31 ... Container 32 ... Base (closing member)
33 ... Seal member 41 ... Cylinder 42 ... Motor 43 ... Cylinder piping 51 ... Pressure gauge 52 ... Pressure gauge piping 61 ... Mass measuring instrument (mass measuring means)

Claims (6)

被測定物を内部に収めた状態で密閉空間を形成することが可能な密閉空間形成手段と、
前記密閉空間の容積を変化させる容積変化手段と、
前記密閉空間内の気体の圧力を測定する圧力測定手段と、
前記容積変化手段によって前記密閉空間の容積を変化させる前と変化させた後に前記圧力測定手段によって得られる圧力測定値を基にして前記被測定物の体積値を決定する体積決定部とを備えた体積測定装置であって、
前記容積変化手段によって前記密閉空間の容積を変化させる前に行う圧力測定と、変化させた後に行う圧力測定との間における前記被測定物からの水分蒸発量を記憶しておく水分蒸発量記憶部と、
当該水分蒸発量記憶部から得た水分蒸発量のデータを基にして前記体積決定部が決定した体積値の補正を行う体積補正部とを備えることを特徴とする体積測定装置。
A sealed space forming means capable of forming a sealed space with the object to be measured inside;
Volume changing means for changing the volume of the sealed space;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the gas in the sealed space;
A volume determination unit that determines a volume value of the object to be measured based on a pressure measurement value obtained by the pressure measurement unit before and after the volume of the sealed space is changed by the volume change unit; A volume measuring device comprising:
A moisture evaporation amount storage unit for storing the amount of moisture evaporation from the object to be measured between the pressure measurement performed before changing the volume of the sealed space by the volume changing unit and the pressure measurement performed after changing the volume. When,
A volume measuring device, comprising: a volume correction unit that corrects a volume value determined by the volume determination unit based on data of a water evaporation amount obtained from the water evaporation amount storage unit.
前記被測定物の質量を測定する質量測定手段を備えており、
前記密閉空間の容積を変化させる前と変化させた後に行う圧力測定の際の質量測定値を前記質量測定手段より得て、
前記質量測定値の差より得られる質量減少量を前記水分蒸発量として前記水分蒸発量記憶部が記憶することを特徴とする
請求項1に記載の体積測定装置。
Comprising mass measuring means for measuring the mass of the object to be measured;
Obtaining a mass measurement value at the time of pressure measurement performed before and after changing the volume of the sealed space from the mass measuring means,
The volume measuring apparatus according to claim 1, wherein the moisture evaporation amount storage unit stores a mass reduction amount obtained from a difference between the mass measurement values as the moisture evaporation amount.
前記質量測定手段が前記密閉空間の内部に設けられ被測定物を載置するための台座と一体化して構成されていることを特徴とする請求項2に記載の体積測定装置。 3. The volume measuring apparatus according to claim 2, wherein the mass measuring unit is integrated with a pedestal for placing an object to be measured provided inside the sealed space. 前記体積補正部により得られる補正後の体積値と、前記質量測定手段により得られる質量値とを基にして前記被測定物の密度を演算する密度演算部を有することを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の体積測定装置。 3. A density calculating unit that calculates a density of the object to be measured based on a corrected volume value obtained by the volume correcting unit and a mass value obtained by the mass measuring unit. Or the volume measuring apparatus in any one of 3. 前記体積補正部により得られる補正後の体積値と、前記質量測定手段により得られる質量値と、前記密度演算部により得られる密度値の少なくともいずれかを表示する表示部または記憶する測定データ記憶部を有していることを特徴とする請求項4に記載の体積測定装置。 A display unit for displaying or storing at least one of a volume value after correction obtained by the volume correction unit, a mass value obtained by the mass measuring means, and a density value obtained by the density calculation unit. The volume measuring apparatus according to claim 4, wherein: 前記被測定物の質量を測定したデ−タを入力するための質量測定データ入力部を備えており、当該質量測定データ入力部より入力された質量データが前記水分蒸発量として前記水分蒸発量記憶部に記憶されることを特徴とする請求項1に記載の体積測定装置。 A mass measurement data input unit for inputting data obtained by measuring the mass of the object to be measured is provided. The mass data input from the mass measurement data input unit is stored as the moisture evaporation amount as the moisture evaporation amount. The volume measuring device according to claim 1, wherein the volume measuring device is stored in the unit.
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