JP6770388B2 - 漏れ素子の評価装置及び評価方法 - Google Patents
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Description
本発明は、前記事情に鑑み、漏れ素子の品質、性能等を評価する手段を提供し、ひいてはワークの漏れ量判定の信頼性を高めることを目的とする。
前記標準漏れ素子の一次ポート及び前記評価対象漏れ素子の一次ポートにそれぞれ流体圧を供給する流体圧供給手段と、
前記標準漏れ素子の二次ポートが接続される標準容積室と、
前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続される対象容積室と、
前記容積室どうし間の差圧を検出する差圧検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
また、評価対象漏れ素子からの漏れに応じて対象容積室の圧力が変化する。この圧力変化は、評価対象漏れ素子の漏れ特性の他、評価対象漏れ素子への供給流体圧、対象容積室の容積等によって決まる。
したがって、例えば各漏れ素子への供給流体圧及び各容積室の容積が既知等であれば、2つの容積室どうし間の差圧に基づいて、評価対象漏れ素子の漏れ特性又は実漏れ量を知ることができる。これによって、評価対象漏れ素子を評価することができる。
「評価」とは、評価対象漏れ素子を較正したり、評価対象漏れ素子の精度を保証したり、評価対象漏れ素子の誤差を測定したり、評価対象漏れ素子の良否(詰まり、経年劣化の有無等)を判定したりすることを含む。較正後の評価対象漏れ素子は、標準漏れ素子に準拠する漏れ素子となり、標準漏れ素子と同等の信頼性を付与できる。
前記流体圧供給手段が、前記標準容積室及び前記対象容積室に互いに等しい流体圧を供給することが好ましい。
これによって、検出差圧が2つの漏れ素子の漏れ量差と正比例の関係になる。したがって、評価対象漏れ素子の評価を容易に行なうことができる。
これによって、標準容積室と対象容積室とを互いに近接して配置でき、これら容積室の温度条件等を均等にすることができる。この結果、評価精度を高めることができる。
前記標準漏れ素子の一次ポートと前記評価対象漏れ素子の一次ポートとにそれぞれ流体圧を供給し、
前記標準漏れ素子の二次ポートが接続された標準容積室と、前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続された対象容積室どうし間の差圧を検出し、
検出差圧に基づいて前記評価を行なうことを特徴とする。
図1は、評価対象漏れ素子9を評価(較正、精度保証、誤差測定、良否判定等)する漏れ素子評価装置1を示したものである。漏れ素子評価装置1は、流体圧供給手段10と、容積器20を備えている。流体圧供給手段10は、共通路11と、標準用供給通路18と、対象用供給通路19を含む。流体圧源4から共通路11が延びている。流体圧源4は、エアコンプレッサ等の正圧源であってもよく、真空ポンプ等の負圧源であってもよい。共通路11には、レギュレータ12(供給流体圧設定手段)、圧力計13(供給流体圧検出手段)、及び常閉の共通路開閉弁41が設けられている。共通路11から標準用供給通路18と対象用供給通路19とが分岐されている。好ましくは、標準用供給通路18及び対象用供給通路19の流路断面積及び路長は互いに等しい。
標準漏れ素子8は、一定の温度及び一定の圧力下において一定の漏れ(Pa・m3/sec)を発生させる。標準漏れ素子8の漏れ量(実漏れ量)は、厳密に管理されて精度が極めて高い。つまり、標準漏れ素子8の実漏れ量は公称漏れ量と十分に一致している。好ましくは、標準漏れ素子8の漏れ量精度は、公的機関によって認証されている。
好ましくは、標準漏れ素子8と標準漏れ接続路38と標準容積室28の合計内容積と、評価対象漏れ素子9と対象漏れ接続路39と対象容積室29の合計内容積とが互いに等しい。
より好ましくは、漏れ素子評価装置1における通路18から室28までの標準漏れ素子8側の構造と、通路19から室29までの対象漏れ素子9側の構造は、互いに対称になっている。
<接続工程>
標準用供給通路18に標準漏れ素子8を取り付ける。対象用供給通路19には評価対象漏れ素子9を取り付ける。
<流体圧供給工程>
標準容積室28と対象容積室29とは、連通路50を介して連通させ、互いに等圧にしておく。
次に、共通路開閉弁41を開く。これによって、レギュレータ12にて設定された流体圧が、標準漏れ素子8の一次ポート8aと評価対象漏れ素子9の一次ポート9aとにそれぞれ供給される。
<連通遮断工程>
続いて、パイロット路開閉弁43をオンすることによって、連通路開閉弁42を閉じる。これによって、連通路50が遮断され、標準容積室28と対象容積室29がそれぞれ独立した閉鎖空間となる。
標準漏れ素子8からは、試験環境の温度及び圧力(ポート8a,8b間の圧力差)に応じて、一定の大きさの漏れが発生する。標準漏れ素子8からの漏れ量に応じて、標準容積室28の内圧が変化する。
評価対象漏れ素子9からは、試験環境の温度及び圧力(ポート9a,9b間の圧力差)に応じて、或る大きさの漏れ(実漏れ)が発生する。評価対象漏れ素子9からの漏れ量(実漏れ量)に応じて、対象容積室29の内圧が変化する。
標準漏れ素子8と評価対象漏れ素子9の漏れ量が互いに等しい場合には、標準容積室28と対象容積室29との内圧変化は互いに一致し、これら容積室28,29どうし間に差圧ΔPは生じない(ΔP=0)。一方、標準漏れ素子8と評価対象漏れ素子9の漏れ量に差があると、その差に応じて、標準容積室28と対象容積室29との間に差圧ΔPが現れる。この差圧ΔPを差圧検出手段2によって検出する。具体的には、例えば、連通路開閉弁42の閉時(時刻t0)から時間t1経過時点の差圧ΔP1と、時間t2経過時点の差圧ΔP2を検出する。t1とt2との時間間隔Δt(=t2−t1)は、例えばΔt=数十秒〜数百秒程度であるが、本発明がこれに限られるものではない。
検出差圧ΔP(ΔP1、ΔP2)は、処理手段3に入力される。これによって、処理手段3において、検出差圧ΔPに基づいて評価対象漏れ素子9を評価することができる。
つまり、評価対象漏れ素子9を較正したり、精度保証したり、誤差を測定したり、良否判定したりすることができる。較正後の評価対象漏れ素子9は、標準漏れ素子8に準拠した漏れ素子となる。この評価対象漏れ素子9を、実際のワークの漏れ検査における圧力(Pa)から漏れ量(Pa・m3/sec)への換算指標等として用いることによって、漏れ検査の信頼性を高めることができる。
図5は、本発明の第2実施形態を示したものである。漏れ素子評価装置1Bは、容積調節手段60を備えている。容積調節手段60が、標準容積室28に接続されている。
容積調節手段60は、シリンダ61と、ピストン62を有している。シリンダ61の内室が標準容積室28に連なっている。ピストン62をスライド調節することによって、シリンダ61と標準容積室28の合計内容積が、対象容積室29の内容積と等しくなるように調節することができる。
すなわち、容積既知タンクと標準容積室28を開閉弁を介して接続し、前記開閉弁を閉じた状態で、容積既知タンク及び標準容積室28の一方に所定の圧力を供給し、その後、前記開閉弁を開いて容積既知タンクと標準容積室28を連通させて圧力変化を測定する。連通前の所定圧力と、連通後の測定圧力と、容積既知タンクの内容積とに基づいて、ボイルの法則から標準容積室28の内容積を算出できる。
対象容積室29についても、同様にして、内容積を算出できる。
これら容積室28、29の算出内容積に基づいて、容積調節手段60のシリンダ61の内室の容積をピストン62によって調節することで、シリンダ61と標準容積室28の合計内容積と、対象容積室29の内容積とを等しくすることができる。
例えば、標準容積室28と対象容積室29の内容積が互いに異なっていてもよい。前記流体圧供給手段10から前記標準容積室28に供給される流体圧と、前記対象容積室29に供給される流体圧とが互いに異なる大きさであってもよい。標準漏れ素子8の漏れ特性に加えて、標準容積室28及び対象容積室29それぞれの内容積及び供給流体圧、並びに検出差圧ΔPに基づいて、評価対象漏れ素子9の漏れ流量を演算してもよい。
第2実施形態(図5)の変形態様として、容積調節手段60が、対象容積室29に接続されていてもよい。或いは、標準容積室28及び対象容積室29の各々に容積調節手段60が接続されていてもよい。
2 差圧検出手段
3 処理手段
4 流体圧源
8 標準漏れ素子
8a 一次ポート
8b 二次ポート
8c キャピラリ
8d オリフィス
9 評価対象漏れ素子
9a 一次ポート
9b 二次ポート
9c キャピラリ(漏れ路)
9d オリフィス(漏れ路)
10 流体圧供給手段
11 共通路
12 レギュレータ(供給流体圧設定手段)
13 圧力計(供給流体圧検出手段)
18 標準用供給通路
19 対象用供給通路
20 容積器
23 隔壁
28 標準容積室
29 対象容積室
38 標準漏れ接続路
39 対象漏れ接続路
41 共通路開閉弁
42 連通路開閉弁
43 パイロット路開閉弁
50 連通路
53 パイロット路
60 容積調節手段
61 シリンダ
62 ピストン
Claims (4)
- 一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子を用いて評価対象漏れ素子を評価する漏れ素子評価装置であって、
前記標準漏れ素子の一次ポート及び前記評価対象漏れ素子の一次ポートにそれぞれ流体圧を供給する流体圧供給手段と、
前記標準漏れ素子の二次ポートが接続される標準容積室と、
前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続される対象容積室と、
前記容積室どうし間の差圧を検出する差圧検出手段と、
を備えたことを特徴とする漏れ素子評価装置。 - 前記標準容積室と前記対象容積室とが互いに等容積であり、
前記流体圧供給手段が、前記標準容積室及び前記対象容積室に互いに等しい流体圧を供給することを特徴とする請求項1に記載の漏れ素子評価装置。 - 容積器を備え、前記容積器の内部が、隔壁によって前記標準容積室と前記対象容積室とに区画されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の漏れ素子評価装置。
- 一定の温度及び一定の圧力下で一定の漏れを発生させる標準漏れ素子を用いて評価対象漏れ素子を評価する方法であって、
前記標準漏れ素子の一次ポートと前記評価対象漏れ素子の一次ポートとにそれぞれ流体圧を供給し、
前記標準漏れ素子の二次ポートが接続された標準容積室と、前記評価対象漏れ素子の二次ポートが接続された対象容積室どうし間の差圧を検出し、
検出差圧に基づいて前記評価を行なうことを特徴とする漏れ素子評価方法。
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JP2016190653A JP6770388B2 (ja) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 漏れ素子の評価装置及び評価方法 |
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