JPH01180431A - 圧力分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧力記録シートを用いて被測定個所の圧力分
布を測定するための装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えばガスケットの締付は圧力のように、測定器具を用
いて圧力を直接に測定することが不可能な被測定個所に
対しては、圧力記録シートと濃度計とを用いて測定する
方法が知られている。この圧力記録シートは、マイクロ
カプセル化した色素が塗布されており、圧力が加えられ
るとマイクロカプセルが裂開するインクフィルムと、こ
れに重ね合わせて用いられ、裂開したマイクロカプセル
の色素で例えばアゼンタに染色される顕色剤フィルムと
から構成されている。この顕色剤フィルムの発色濃度（
以下、単に濃度という）は、加えられた圧力と相関関係
があるため、濃度計を使用して発色した部分の反射濃度
値を測定し、濃度値と圧力値との関係を示す濃度・圧力
曲線を参照することで、圧力記、録シートに加えられた
圧力値を調べることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来の圧力測定は、圧力記録シートの一部を濃
度計でスポット測光し、得られた濃度値から測定点の圧
力値を調べるものであるから、加圧力がほぼ均一な被測
定個所に対しては、測定上になんら不都合を生じること
がない、しかし、位置によっ加圧力に変化を生じる被測
定個所に対しては、前述した濃度計を使用する圧力測定
では、この圧力分布を測定することができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、圧力記録シートに記録された濃度分布から測
定個所の圧力分布を測定することができるようにした圧
力分布測定装置を提供することを目的とするものである
。

【課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するために本発明は、測光ヘッドを移
動して圧力記録シートを二次元的に走査し、圧力記録シ
ートに発色記録された濃度値を測定するスキャナーと、
濃度と圧力の関係を表すデータを使用して、スキャナー
で測定した各点の濃度値を圧力値に換算する演算部と、
圧力値のレンジに応じて色付けしたカラー画像を表示す
るカラーモニタとから構成したものである。

〔作用〕

圧力分布の測定を行う場合には、被測定個所に圧力記録
シートをセットし、圧力値に応じた濃度値に発色させる
。この発色済み圧力記録シート（正しくは顕色剤フィル
ム）をスキャナーにセットし、測光ヘッドを二次元方向
に移動して、各点の濃度値を測定する。得られた各点の
濃度値は演算部に送られ、メモリに記憶した変換データ
を使用して圧力値に変換する。この各点の圧力値は、圧
力レンジに応じて色付けされ、得られたカラー画像がカ
ラーモニタに表示される。このカラーモニタを観察する
ことにより、カラー画像の色から被測定個所の圧力分布
を調べることができる。また、このカラー画像は、カラ
ープリンタによってハードコピーに変換することもでき
る。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

（実施例〕 第１図において、スキャナー１０の上部には、ステージ
１１が水平に取り付けられており、被測定個所にセット
して発色させた圧力記録シート１２（正しくは顕色剤フ
ィルム）がこの上にセットされ、透明カバー１３で平坦
に押え付けられる。

この圧力記録シート１２は、加圧された部分がマゼンタ
に発色しており、その濃度が加圧力に関係している。透
明カバー１３は、左端部分が固定プレート１４に取り付
けられ、圧力記録シート１２のセット時に右端を持ち上
げることができるようになっている。また、透明カバー
１３の縁には、スキャン範囲を知ることができるように
するために目盛が付されている。前記ステージ１１には
、零点補正等に使用す°る赳めの基準色プレー□）１５
が貼着されており、これに赤マーク１６．白マーク１７
がそれぞれ施されている。

前記ステージ１１の両側は溝２０．２１が形成されてお
り、これに門型をしたＹ方向移動体２２の脚部がそれぞ
れ嵌合している。このＹ方向移動体２２は、満２０．２
１に沿ってＹ方向に一定ピッチずつ間欠送りされる。ま
た、Ｙ方向移動体２２には、Ｘ方向に延びた溝２３にＸ
方向移動体２４が嵌合しており、このＸ方向移動体２４
が溝２３に沿ってＸ方向に連続的に移動する。また、Ｘ
方向移動体２４には測光へラド２５が取り付けられてお
り、圧力記録シート１２上を二次元方向に移動し、圧力
値に応じたマゼンタ濃度に発色している部分を測定する
。

操作パネル２８には、測光へラド２５を四方向に移動さ
せるために、４個の移動キー２９が設けられている。更
に、操作パネル２８には、自動測定モードと手動測定モ
ードとを選択するための自動・手動切換えキー３０９手
動測定モードを表示するＬＥＤ３１．手動測定を行うた
めの手動測定キー３２．測定した濃度値をデジタル表示
するデイスプレィ３３が設けられている。

前記スキャナー１０は、パソコン３５に接続されており
、パソコン３５からの指示によって濃度測定を開始し、
得られた測定データと、濃度測定位置を表す位置データ
とをパソコン３５に送る。

キーボード３６は、測定モードや表示モードの指定６圧
力変換に必要なデータの人力に用いられる。

デ゛イスクドライブ３７には、測定プログラムを格納し
たシステムディスケット３８が挿入され、またディスク
ドライブ３９には測定データを記憶するためのデータデ
ィスケット（図示せず）が挿入される。

パソコン３５は、濃度値を圧力値に変換するとともに、
圧力値のレンジに応じて色付けしてカラー画像を作成す
る。このカラー画像は、カラーモニタ４０に表示され、
またカラープリンタ４１で記録紙４２にプリントアウト
される。

第２図は測光ヘッドの構造を示すものである。

測光ヘッド２５の下部には底板４５が固着されており、
これに測定用アパーチュア４５ａが形成されている。こ
の測定用アパーチュア４５ａに対して４５度に傾斜して
投光系の遮光筒４６が配置されており、この中にランプ
４７が収納されている。

この投光系においては、ランプ４７から放出された照明
光の光束が遮光筒４６の先端に形成した開口によって規
制され、測定用アパーチュア４５ａ内に位置している圧
力記録シート１２をスポット状に照明する。

前記測定用アパーチュア４５ａに対面するように、遮光
筒４８が垂直に配置されており、この中にレンズ４９が
収納されている。この反射光測定系においては、測定用
アパーチュア４５ａ内に位置している圧力記録シート１
２の表面で反射した光が、遮光筒４８の先端に設けた開
口で規制され、そしてレンズ４９９色フィルタ５０を経
て受光素子５１に入射し、ここで光電変換される。

参照光測定系は、遮光筒４６に連通した遮光筒５２と、
色フィルタ５０と、受光素子５３とから構成されており
、ランプ４７から放出された照明光の一部を取り出し、
受光素子５３で光電変換する。

前記色フィルタ５０は、特定な波長域の反射光だけを透
過させるためのものであり、この実施例では、マゼンタ
発色の濃度を測定するために、グリーンフィルタが用い
られている。なお、白黒濃度を測定する場合には、色フ
ィルタ５０が不要であり、さらにはフィルタ５０を交換
可能にすれば、三色濃度をそれぞれ測定することができ
る。

前記Ｘ方向移動体２４は、一対のガイド棒５５に案内さ
れており、Ｘ方向移動機構５６によってＸ方向に移動す
る。このＸ方向移動機構５６は、周知のように、Ｘ方向
移動体２４に両端が連結された牽引糸と、この牽引糸を
移動させるパルスモータとで構成されている。同様に、
Ｙ方向移動体２２もＹ方向移動機構５７で駆動され、ガ
イド棒に沿ってＹ方向に移動する。

第３図は本発明の電気構成を示すものである。

受光素子５１．５３から出力された信号は、対数変換ア
ンプ６０．６１にそれぞれ送られて、増幅および対数変
換される。この対数変換アンプ６０゜６１の出力信号は
、減算器６２で減算処理されて濃度信号に変換される。

この濃度信号は、Ａ／Ｄ変換器６３に送られ、所定の周
期でサンプリングされてデジタル信号（測定データ）に
変換され、Ｉ１０ボート６４に送られる。スキャナー１
０の自動測定モードでは、測定ヘッド２５の座標位置を
表す位置データと、この座標位置で測定して得た測定デ
ータとがＩ１０ポート６４を介してパソコン３５に送ら
れる。スキャナー１０の手動測定モードでは、指定した
座標位置の濃度値がデイスプレィ、３３に表示される。

ＣＰＵ６５は、測光ヘッド２５の位置データを出力する
とともに、メモリ６６に格納されたプログラムにしたが
って各部をシーケンス制御する。

モータコントローラ６７は、Ｘ方向移動機構５６のパル
スモータ６８を制御するためのものであり、またモータ
コントローラ６９は、Ｙ方向移動機構５７のパルスモー
タ７０を制御するためのものである。ドライバ７１は、
ランプ４７を点灯させるためのものである。

パソコン３５は、周知のようにＩ１０ボート７５、キー
ボード３６．ＣＰＵ７６、ＲＯＭ７８゜ＲＡＭ７９．デ
ィスクドライブ３７．３９から構成されている。このパ
ソコン３５は、スキャナー１０の作動を制御する他に、
スキャナー１０から送られた測定データと位置データと
をＣＰＵ７６に取り込み、ＲＡＭ７９に書き込む。一方
、フィルムタイプ、温度・湿度をキーボードより入力し
、第５図に示す温湿度条件図の一つのデータ曲線が演算
によって選択され、第６図に示すような環境区分補正デ
ータを設定する。そして、環境区分に適合した濃度・圧
力曲線のデータが選択され、これを参照して濃度値が圧
力値に変換される。また、ＲＯＭ７８には測定条件の設
定プログラム、測定手順のプログラム、圧力変換の演算
プログラム等が記憶されている。

第４図は濃度変換と色付は表示についてのパソコンの機
能ブロック図である。スキャナー１０からの測定データ
は、位置データをアドレスとしてＲＡＭ７９の一部であ
る記憶部８５に記憶される。

この記憶後に、環境区分判定部８６で選択された濃度・
圧力曲線を参照して、濃度値が圧力変換部８７で圧力値
に変換され、零点補正部８８の零点補正データで較正さ
れる。この零点補正データは、スキャンに先立って色基
準プレート１５を測定することにより作成される。較正
済み圧力値は、ＲＡＭ７９の一部である記憶部８９に一
旦記憶され、そして必要に応じてデータディスケット９
０に書き込まれる。記憶部８９から読み出した圧力値は
、色付は部９１で圧力レンジに応じて色データに変換さ
れてカラーモニタ４０に送られる。ここで、各圧力レン
ジに対して施す色については、色指定部９２で指定され
る。

次に、上記実施例の作用について説明する。スキャナー
１０の電源スィッチをＯＮにすると、Ｙ方向移動体２２
及びＸ方向移動体２４が基準色プレート１５のあるホー
ムポジションに復帰する。

次に、透明カバー１３の右端を持ち上げ、ステージｌｌ
の上に圧力記録シート１２をセットし、透明カバー１３
で平坦に押え付ける。自動測定を行う場合には、自動・
手動切換えキー３０を自動測定側にセットする。この自
動測定では、ＬＥＤ３１が点灯する。

パソコン３５の電源スィッチをＯＮにしてから、システ
ムディスケット３７を装填すると、カラーモニタ４０に
「自動測定モード」と「手動測定モード」のメニューが
表示される。自動測定モードを選択すると、データ入力
メニューが表示されるから、キーボード３６を操作して
、測定日、温度。

湿度、スキャン範囲をそれぞれ入力する。ここで、温度
と湿度は、予め標準値例えば「２３°Ｃ１゜「６５％Ｒ
Ｈ，が入力されているから、これ以外の場合には数字キ
ーを操作して実際の数値を人力する。また、スキャン範
囲は、透明カバー１３の縁に施した目盛を参照して指定
することができる。

圧力記録シートのタイプはモニターの表示にしたがって
番号で入力する。

キーボード３６を操作してパソコン３５にスキャン開始
を指示すると、スキャナー１０の作動が開始する。まず
、ＣＰＵ６５はドライバ７１を介してランプ４７を点灯
させる。これとともに、圧力記録シート１２の測定に先
立って、基準色プレート１５を測定して零点補正データ
を作成する。

この零点補正データの作成に際しては、ＣＰＵ６５はモ
ータコントローラ６７に回転指令を送り、パルスモータ
６８を回転させて、Ｘ方向移動体２４をＸ方向に連続的
に移動させる。このＸ方向移動体２４がホームポジショ
ンからスタートしてＸ方向に移動すると、測光ヘッド２
５が白マーク、１７と赤マーク１６とを順次測光する。

この測光時には、ランプ４７から放出された照明光は、
遮光筒４６でスポット光にされてから、測定用アパーチ
ュア４５ａ内を通過して圧力記録シー）１２をスポット
状に照明する。この圧力記録シート１２で反射された光
は、測定用アパーチュア４５ａを通って遮光筒３８に入
り、レンズ４９９色フィルタ５０を介して受光素子５１
に入射し、ここで光電変換される。他方、ランプ４７か
ら放出された照明光の一部は、参照光として遮光筒５２
を介して取り出され、色フィルタ５０を通ってから受光
素子５３に入射し、ここで光電変換される。

前記受光素子５１．５３から出力された信号は、対数変
換アンプ６０．６１で対数変換及び増中峠されてから減
算器６２に送られ、その差が濃度信号として出力される
。ＣＰＵ６５は、Ａ／Ｄ変換器６．３を所定の周期で駆
動し、濃度信号をサンプリングしてデジタル信号に変換
する。このデジタル変換された測定データは、Ｉ１０ポ
ート６４を介してパソコン３５に送られる。また、ＣＰ
Ｕ５５は、測光ヘッド２５の位置データをパソコン３５
に送る。

前記パソコン３５は、スキャナー１０の測定データと位
置データとを記憶部８５に書き込む。零点補正部８８は
、測光へラド２５の位置データから、現在測光中のもの
が赤マーク１６と白マーク１７のいずれであるかを判別
する。そして、これらのマーク１６．１７を実際に測定
して得た濃度値と、予め決めである濃度値のズレから、
零点補正データ（定数項、係数項）を作成する。

この零点補正データの作成が終了すると、ＣＰＵ６５は
、モータコントローラ６７を介してパルスモータ６８を
逆転させてＸ方向の原点位置に戻すとともに、モータコ
ントローラ６９を介してパルスモータ７０を一定量回転
させる。このパルスモータ７０は、Ｘ方向移動体２２を
Ｘ方向でのスキャン開始位置へ移動する。次に、パルス
モータ６８が回転するため、測光ヘッド２５をＸ方向で
のスキャン開始位置から移動を開始させる。この測光ヘ
ッド２５がＸ方向に連続移動する際に、圧力記録シート
１２のマゼンタ発色濃度を測定し、得られた測定データ
と測光ヘッド２５の位置データとをパソコン３５に送る
。測光ヘッド２５が端まで移動すると、パルスモータ６
８が逆転するとともに、パルスモータ７０が一定ピッチ
だけ回転して、Ｘ方向移動体２２を間欠送りする。測光
ヘッド２５は、Ｘ方向の送りとＸ方向の送りとが交互に
行われ、それにより圧力記録シー）１２を二次元的にス
キャンする。

スキャナー１０の測光が終了すると、環境区分判定部８
６で指定した濃度・圧力曲線を参照して、圧力値変換部
８７は記憶部８５から読み出した各測定点の濃度値を圧
力値に変換する。すなわち、環境区分判定部８６は、曲
線図のデータを参照して環境区分を判定する。例えば、
温度が２０°Ｃセ、湿度が６３％ＲＨの場合には、第５
図に示すよるに、環境区分がＢゾーンであることが判別
される。

圧力値変換部８７は、この環境区分に対応した濃度・圧
力曲線の補正データを選択する。この例では、環境区分
がｒ１３Ｊであるから、第６図に示す濃度・圧力曲線Ｂ
のデータが選択される。また、圧力値変換部８７は、零
点補正部８８の零点補正データを用いて、ランプ４７．
対数アンプ６０゜６１等の変動を補正して正しい圧力値
を求め、この較正済み圧力値が記憶部８９に記憶される
。

較正済み測定データの取込み後に、カラーモニタ４０に
表示モード選択メニューが表示される。

このメニューには、全圧力レンジ表示と、個別圧力レン
ジ表示とがある。ここで全圧力レンジ表示を選択すると
、各測定点の圧力値が記憶部８９から読み出されて色付
は部９１に送られる。この色付は部９１は、圧力値をそ
のレンジに応じた色に変換してカラー画像を作成する。

このカラー画像のデータはカラーモニタ４０に送られ、
第７図に示すようなカラー画像が表示される。この第７
図は、エンジン本体のガスケットの圧力分布を示すもの
であり、白地のエリア９５は１５ｋｇ／ｃｄ未満を表し
、ドツトで表した黄色のエリア９６は１５〜３０ｋｇ／
ｃ＋ａ未満を表し、クロスハツチングで表した緑色のエ
リアは３０〜４５ｋｇ／ｃＪ未満を表し、またハツチン
グで表した赤色のエリア９８は４５ｋｇ　／　ｃ４以上
を表している。また、このカラー画像とともに、表示色
と圧力レンジとの関係、測定日。

測定条件（温度、湿度）等が表示される。なお、この実
施例では圧力レンジが４段階であるが、これは３段階、
５段階、６段階等であってもよい。

カラーモニタ４０には、ハードコピーの有無についての
メニューも表示されているから、このメニューの番号を
入力すれば、カラープリンタ４１が作動して、カラー画
像や測定条件等を記録紙４２にプリントする。また、デ
ータ保存のメニューも表示されるから、これを指示すれ
ば、記憶部８９に記憶されている圧力値がデータディス
ケット９０に書き込まれる。また、全圧力レンジ表示モ
ードには、シングルカラー表示モードが用意されており
、表示したい圧力レンジの色を選択すると、この圧力レ
ンジの部分に色付けしたカラー画像が表示される。次に
表示したい圧力レンジの色を指定すれば、この圧力レン
ジの部分が色付けされ、かつ既に表示された色とともに
カラーモニタ４゜に表示される。この指定を順次行って
全ての圧力レンジを指定すれば、全圧力レンジ表示と同
じカラー画像が表示される。

前記表示モード選択において、個別圧力レンジを選択す
ると、各圧力レンジとその色とがそれぞれ表示されるか
ら、表示したい色の番号を指定する。この場合は、指定
した圧力レンジのエリアが指定された色で表示され、そ
れ以外は例えば青色で表示したカラー画像がカラーモニ
タ４ｏに表示される。次に、別の圧力レンジを指定すれ
ば、この圧力レンジのエリアだけが指定された色で表示
される。

また、手動測定モードを選択した場合にも、データ入力
のメニューが表示されるから、前述したように測定条件
等を入力する。次に、カラーモニタ４０に座標値入力モ
ードと、カーソル表示モードとが表示される。例えば座
標値入力モードを選択してから、キーボード３６を操作
して測定点の座標位置を指定すれば、パルスモータ６８
又は７０が回転し、測光ヘッド２５が指定された位置へ
移動する。この位置で測定した濃度値は、前述したよう
にパソコン３５で圧力値に変換され、カラーモニタ４０
に数字で表示される。また、カーソル入力モードを指定
すれば、カラーモニタ４ｏに十字カーソルが表示される
。そこで、キーボード３６の移動キーを操作して測定し
たい位置に十字カーソルを移動する。この十字カーソル
とともに、測光ヘッド２５が移動するから、所望の位置
においてキーボード３６のリターンキーを操作すれば、
この位置の濃度値が測定されてカラーモニタ４゜に圧力
値として表示される。

更に、スキャナー１０を使用して任意の位置の濃度測定
を行うことができる。この場合には、自動・手動切換え
キー３ｏを操作して手動測定側にセットする。ＬＥＤ３
１が消灯していることを確認してから、移動キー２９を
操作すると、パルスモータ６８又は７０が回転するため
、測光ヘッド２５を所望の位置へ移動することができる
。次に、手動測定キー３２を操作すれば、この位置の濃
度が測定され、デイスプレィ３３に濃度値が数字で表示
される。

前記実施例では、一種類の圧力記録シートについて説明
したが、実際は高圧用、中圧用、低圧用。

超低圧用の４種類が存在しているから、各圧力記録シー
トの温湿度条件図のデータと濃度・圧力曲線図のデータ
は、キーボードから入力されたデータにもとづいた演算
により選択される補正データが設定されるので、それぞ
れ濃度・圧力曲線が異なる。そこで、この測定方法と圧
力記録シートの種類とを組み合わせ、例えば高圧用瞬間
圧力記録シート、高圧用持続圧力記録シートとし、これ
らのデータをチャンネル分けするとよい。

また、前記実施例では、各測定点に対して１回ずつ測定
を行っているが、同一測定点に対して複数回測光し、そ
の平均値を用いれば、更に精度良い測定を行うことがで
きる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明は、圧力記録シート
を二次元的に走査して各測定点の濃度を調べ、濃度・圧
力曲線を参照して圧力値に変換し、得られた圧力値のレ
ンジに応じて色付けしてカラーモニタに表示するから、
圧力記録シートに記録された圧力分布を簡単に測定する
ことができるとともに、圧力分布の状態を一目で識別す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の圧力分布測定装置の外観図である。 第２図は、測光ヘッドの断面図である。 第３図は、本発明の電気的構成を示すブロック図である
。 第４図は、圧力変換と色付けの機能ブロック図である。 第５図は、温湿度条件図の一例を示すものである。 第６図は、濃度・圧力曲線図の一例を示すものである。 第７図は、カラーモニタに表示されるカラー画像の一例
を示す説明図である。 １０・・・スキャナー １１・・・ステージ １２・・・圧力記録シート １３・・・透明カバー ２２・・・Ｙ方向移動体 ２４・・・Ｘ方向移動体 ２５・・・測光ヘッド ３５・・・パソコン ３６・・・キーボード ４０・・・カラーモニタ ４１・・・カラープリンタ ４７・・・ランプ ５１．５３・・受光素子 ６０．６１・・対数変換アンプ。 幣翅

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）測光ヘッドを移動して圧力記録シートを二次元的
   に走査し、圧力記録シートに発色記録された濃度値を測
   定するスキャナーと、濃度と圧力の関係を表すデータを
   参照して、スキャナーで測定した各点の濃度値を圧力値
   に換算する演算部と、圧力値のレンジに応じて色付けし
   たカラー画像を表示するカラーモニタとからなることを
   特徴とする圧力分布測定装置。
2. （２）前記圧力記録シートは透明カバーで上から押えら
   れ、この透明カバーの上を測光ヘッドが移動することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧力分布測定装
   置。