JPH0122156Y2

JPH0122156Y2 -

Info

Publication number: JPH0122156Y2
Application number: JP3965881U
Authority: JP
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1989-06-29
Also published as: JPS57153287U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は電磁弁等の開閉時間、即ち動作時間を
測定する測定装置に関する。

電磁弁に電流を供給して電磁弁を開弁する場
合、又は電磁弁への電流を絶つて電磁弁を閉弁す
る場合、電流供給、供給停止から全開又は全閉に
至るまでには若干の時間（以下動作時間とする）
を必要とする。この動作時間は従来電磁オシロ等
でもつて測定されている。ところで電磁オシロで
もつて繰り返し動作時間を測定せんとすると、大
量のオシロペーパを必要とすると共に、長時間の
測定と膨大なデータの読み取り時間とを必要とし
実用的でない。加えて、弁動作時間は、電磁弁が
配置される配管の管内流量の所定値までの到達時
間を測定することによつて求められるが、この場
合、管内圧力の変化開始時点（以下これをも動作
時間と称する）をも同時に求めることができる
と、弁動作に関する電磁弁の特性をより詳細に知
り得る。しかし乍ら、従来、このような管内流量
と管内圧力との両方に関する弁動作時間を短時間
で求めるようにした装置は提案されていない。

本考案は前記諸点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、管内流量及び管内圧力
に関する弁動作時間を短時間で測定し得、繰り返
し測定に要する時間を極めて短縮し得る上に、弁
製品の信頼性、耐久性試験を容易に実施し得る弁
動作時間測定装置を提供することにある。

本考案によれば前記目的は、弁を流れる流体の
流量を検出する流量検出器と、弁に供給される流
体の圧力を検出する圧力検出器と、前記流量検出
器及び前記圧力検出器に接続されており、前記流
量検出器からの単位時間毎の流量データ及び前記
圧力検出器からの単位時間毎の圧力データを検出
順に夫々記憶する記憶手段と、当該記憶手段に接
続されており、前記記憶手段に記憶された流量デ
ータ及び圧力データを記憶順とは逆に夫々順次読
出し、読出した流量データと予め設定された流量
値との大小を比較するとともに圧力データと予め
設定された圧力値との大小を比較して比較結果を
示す信号を流量及び圧力に関して夫々出力する比
較器と、当該比較器と接続されており、前記比較
器から供給される信号の示す大小の比較結果が変
化したときに該変化を流量及び圧力に関して夫々
検出するとともに、前記弁の動作開始の時点か
ら、該変化を検出した時点に対応する流量を検出
したときまでの時間を流量に関する弁の動作時間
として決定し、前記弁の動作開始の時点から、該
変化を検出した時点に対応する圧力を検出したと
きまでの時間を圧力に関する弁の動作時間として
決定する決定回路とからなる弁動作時間測定装置
によつて達成される。

前述の如く本考案によれば、比較器が記憶手段
に記憶された流量データ及び圧力データを記憶順
とは逆に夫々順次読出し、読出した流量データと
流量値との大小を比較するとともに圧力データと
圧力値との大小を比較して比較結果を示す信号を
流量及び圧力に関して夫々出力し、決定回路が比
較器から供給される信号の示す大小の比較結果の
変化を流量及び圧力に関して夫々検出するととも
に弁の動作開始の時点から、変化を検出した時点
に対応する流量及び圧力を夫々検出したときまで
の時間を流量及び圧力に関する弁の動作時間とし
て夫々決定するが故に、弁の動作開始初期におけ
る乱流による測定の過誤を防止し得、弁の動作時
間を適切に設定し得る。

次に本考案による好ましい一具体例を図面に基
づいて説明する。

図において、電磁弁１はオン−オフタイマリレ
ー２により供給される電流で開弁、閉弁される。
リレー２のオン−オフ信号は例えばマイクロコン
ピユータで構成される測定部３に供給されてい
る。電磁弁１は液体循環用管４の途中に設けられ
ており、弁１から流出する液体はタンク５にもど
される。タンク５内の液体は空気作動のポンプ６
により蓄圧用のボリユームタンク７に供給されて
おり、タンク７から流出される液体は流量計８及
び圧力調整用のニードル弁９を介して電磁弁１に
導びかれている。流量計８は管４を通る液体の流
量を検出し、流量検出値をパルス信号として前置
増幅器１０に出力する。タンク７と流量計８との
間での管４内の流体圧力は圧力計１１により監視
されている。増幅器１０によつて所定レベルに増
幅されたパルス信号は測定部３に供給されてい
る。弁９と弁１との間での管４内の流体圧力は、
圧力計１２により監視されると共に、圧力検出器
１３により検出され、圧力検出器１３は、検出し
た流体圧力を２進デイジタル電気信号に変換して
圧力データとして測定部３に供給する。

測定部３には、リレー２、流量計８、後述する
計数器１５及び演算器１６とともに流量検出器を
構成する増幅器１０からのパルス１４を計数する
計数器１５、計数器１５の計数内容から単位時間
内毎、例えば1ms内毎に何個のパルスが増幅器１
０から供給されたかを演算する演算器１６、単位
時間毎に演算器１６で得られたパルス後、すなわ
ち流量データ及び単位時間毎に検出器１３で得ら
れる２進デイジタル信号、すなわち圧力データを
夫々順番に記憶する記憶装置１７、記憶装置１７
に記憶された流量データを記憶時の記憶順番と逆
に順次読み出し、読み出した流量データと設定器
１８に設定された流量値との大小を比較して比較
結果を示す信号を出力する比較器１９、比較器１
９から供給される大小の比較結果を示す信号がこ
れに続いて供給される大小の比較結果を示す信号
と同じであるか否か、すなわち大小の比較結果信
号が変化したか否かを変化が検出されるまで逐次
比較し、流量に関して弁動作時間を決定する決定
回路２０、記憶装置１７に記憶された圧力データ
を記憶時の記憶順番と逆に順次読み出し、読み出
した圧力データと設定器２１に設定された圧力値
との大小を比較して比較結果を示す信号を出力す
る比較器２２及び比較器２２から供給される大小
の比較結果を示す信号がこれに続いて供給される
大小の比較結果を示す信号と同じであるか否か、
すなわち大小の比較結果信号が変化したか否かを
変化が検出されるまで逐次比較し、圧力に関して
弁動作時間を決定する決定回路２３が設けられて
おり、設定器１８及び２１に設定される流量値、
すなわちパルス数及び圧力値は操作盤２４で任意
に可変設定し得、決定回路２０及び２３の決定値
は操作盤２４のスイツチの指示により操作盤２４
の表示器にデジタル的に表示し得る。計数器１５
にはリレー２からのオン−オフ信号が供給されて
いる。操作盤２４には、測定部３に対して、測定
繰り返し数、測定開始、開弁又は閉弁における弁
動作時間、測定終了及び測定結果の読み出し等を
指示し得るスイツチが設けられていると共に、前
記の表示器及び流量値、圧力値を設定し得るスイ
ツチが設けられている。表示器には測定結果、測
定繰り返し数等が表示される。２５及び２６はフ
イルタであり、管４を流れる流体から塵埃を除去
し、２７及び２８は止め弁であり、弁２７は弁動
作時間測定に際しては開弁され、シート漏れ確認
時には閉弁され、弁２８はシート漏れ確認時には
開弁され、弁動作時間測定に際しては閉弁され
る。

次にこのように構成されている弁動作時間測定
装置の動作を説明すると、弁２０が開弁されると
共に弁２８が閉弁され、ポンプ６が作動される
と、タンク５内の液体が管４を通つてタンク７、
流量計８、ニードル弁９、電磁弁１ひ夫々流され
弁２７を介して再びタンク５にもどされる。即
ち、タンク５内の液体は循環使用される。一方、
電磁弁１がリレー２により開弁、閉弁されると、
順次流量計８からは流量計８、電磁弁１に流れる
流体の量に相当したパルス１４が発生され、検出
器１３からは、弁９と弁１との間で管４内の流体
の圧力に相当した２進デイジタル信号が発生され
る。以下まず、開弁時の弁動作時間の測定動作を
第３図と共に説明する。

リレー２から得られるオン−オフ信号３０にお
いて、開弁開始時t₀を規定する立上りが生じる
と、計数器１５は計数動作を開始する。同時に電
磁弁１が開弁されるため、流量計８に液体が流
れ、増幅器１０からはパルス１４が出力され、計
数器１５はパルス１４を計数する。演算器１６は
時間t₀から一定時間経過毎、例えば1ms経過毎に
計数器１５の計数内容を読み取り、この読み取つ
た計数内容から一定時間毎に生起されたパルス１
４の数を算出する。即ち、演算器１６は、時間t₀
から一定時間経過後の時間t₁時の計数器１５の計
数内容がN₁であると、N₁−Ｏ＝n₁の演算を行い、
次に時間t₁から一定時間経過後の時間t₂時の計数
器１５の計数内容がN₂であると、N₂−N₁＝n₂の
演算を行い、以下閉弁開始時t_oを規定する立下り
がリレー２からのオン−オフ信号３０に生じるま
で前記の演算を繰り返し行う、記憶装置１７は演
算器１６から得られる演算結果、すなわち流量デ
ータ（パルス数に相当）n₁，n₂，……を順次例え
ば第１の記憶領域の第１番地、第２番地、……に
記憶する。同時に記憶装置１７は時間t₁，t₂，…
…時において検出器１３から得られる２進デイジ
タル信号、すなわち圧力データP_s，P₁……を順
次例えば第２の記憶領域の第１番地、第２番地、
……に記憶する。

閉弁開始時t_oを規定する立下りがリレー２から
のオン−オフ信号３０に生じると、計数器１５の
計数内容はクリアされると共に、計数器１５の計
数動作は停止される一方、比較器１９及び２２は
記憶装置１７に記憶された流量データn_o，n_o-1，
……及び圧力データP_o，P_o-1，……を夫々順次読
み出す。即ち、比較器１９は最後に記憶した番地
から順次流量データを、比較器２２は同じく最後
に記憶した番地から順次圧力データを夫々記憶装
置１７から読み出す。比較器１９は、読み出し毎
に、読み出した流量データと、電磁弁１の全開状
態を規定する設定器１８に設定された流量値（パ
ルス数に相当）n_Rとの大小を比較し、その比較結
果を示す信号決定回路２０に出力する。

流量値n_Rは電磁弁１が完全に開弁された際にお
ける単位時間当りの流量値n₀より若干少ない値、
例えば流量値n₀の90％の値に設定されているた
め、時間t_oからt_n+1で記憶された流量データとの
比較においては、比較器１９は、流量値n_Rよりも
読み出された流量データの方が大であることを示
す第１の比較結果を決定回路２０に出力する。次
に時間t_nで記憶された流量データn_nが読み出しに
おいて流量値n_Rより小である最初のものとする
と、比較器１９は時間t_nの流量データn_nに対する
比較動作後、決定回路２０に流量値n_Rよりも読み
出された流量データの方が小であることを示す第
２の比較結果信号を出力する。定回路２０は比較
器１９から出力される連続する二つの比較結果を
示す信号を出力順に逐次比較し、比較器１９から
出力される信号が第１の比較結果信号から第２の
比較結果信号へ変化したときにこの変化を検出す
ると、時間t_nより一定時間経過後の時間t_n+1を流
量に関する開弁時の弁動作時間として例えば操作
盤２４の表示器に出力すると共に、記憶装置１７
に供給して記憶させる。比較器１９は流量値n_Rよ
りも読み出した流量データの方が小であることを
示す第２の比較結果信号を出力すると、比較動作
を停止する。一方、比較器２２も比較器１９と同
様の動作を行い、読み出し毎に、読み出した圧力
データと、電磁弁１の開弁開始状態を規定する設
定器２１に設定された圧力値P_Rとを比較し、そ
の比較結果を示す信号を決定回路２３に出力す
る。圧力値P_Rは電磁弁１が完全に閉弁された際
における圧力値P_Sより若干少ない値、例えば圧力
値P_Sの90％の値に設定されているため、時間t_oか
らt₃で記憶された圧力データとの大小の比較にお
いては、比較器２２は圧力値P_Rよりも読み出さ
れた圧力データの方が小であることを示す第２の
比較結果信号を決定回路２３に出力する。次に、
時間t₂で記憶された圧力データP₂が読み出しにお
いて設定値P_Rより大である最初のものであると
すると、比較回路２２は時間t₂で記憶された圧力
データP₂に対する比較動作後、決定回路２３に
圧力値P_Rよりも読み出された圧力データの方が
大であることを示す第１の比較結果信号を出力す
る。決定回路２３は比較器２２から出力される信
号が第２の比較結果信号から第１の比較結果信号
へ変化したときにこの変化を検出すると、時間t₂
を流体圧力に関する開弁開始の弁動作時間として
操作盤２４の表示器に出力すると共に、記憶装置
１７に供給して記憶させる。比較器１９と同様に
比較器２２は圧力値P_Rよりも読み出した圧力デ
ータの方が大であることを示す第１の比較結果信
号を出力すると、比較動作を停止する。以後再び
オン−オフ信号３０において開弁開始時を規定す
る立上りが生じることによつて前記の動作が繰り
返される。

次に閉弁時の弁動作時間の測定動作を第４図と
共に説明する。リレー２から得られるオン−オフ
信号３０において、閉弁開始時t₀を規定する立下
りが生じると、計数器１５は計数動作を開始す
る。同時に電磁弁１が閉弁されるため、流量計８
に流れていた液体の流量は減少し、減少流量に対
応して増幅器１０からはパルス１４が出力され、
このパルス１４を計数器１５は計数する。演算器
１６は、開弁の場合と同様に動作し、時間t₁，
t₂，……において、単位時間内毎に発生される増
幅器１０からのパルス数、すなわち流量データ
n₁，n₂を演算して記憶装置１７に供給する。記憶
装置１７は流量データn₁，n₂を順番に第１の記憶
領域に記憶する。同時に記憶装置１７は時間t₁，
t₂，……時において検出器１３から得られる圧力
データP₁，P₂……を順番に第２の記憶領域に記
憶する。開弁開始時t_oを規定する立上りがオン−
オフ信号３０に生じると、計数器１５の計数内容
はクリアされると共に、計数器１５の計数動作は
停止される一方、比較器１９及び２２は開弁の場
合と同様に動作し、最後に記憶した番地から順次
流量データ及び圧力データを夫々記憶装置１７か
ら読み出す。比較器１９は、読み出し毎に、読み
出した流量データと、電磁弁１の全閉状態を規定
する設定器１８に設定された流量値n_Rとの大小を
比較し、その比較結果を示す信号決定回路２０に
出力する。流量値n_Rは零より若干多い値、例えば
弁１が完全に開弁された際における単位時間当り
の流量値n₀の10％の値に設定されているため、時
間t_oからt_n+1で記憶された流量データとの比較に
おいては、比較器１９は、流量値n_Rよりも、読み
出された流量データの方が小であることを示す第
２の比較結果信号を決定回路２０に出力する。次
に時間t_nで記憶された流量データn_nが読み出しに
おいて流量値n_Rより大である最初のものとする
と、比較回路１９は時間t_nの流量データn_nに対す
る比較動作後、決定回路２０に流量値n_Rよりも読
み出した流量データの方が大であることを示す第
１の比較結果信号を出力する。決定回路２０は比
較器１９から出力される連続する二つの比較結果
を示す信号を出力順に逐次比較し、比較器１９か
ら出力される信号が第２の比較結果信号から第１
の比較結果信号へ変化したときにこの変化を検出
すると、時間t_nより一定時間経過後の時間t_n+1を
流量に関する閉弁動作時間として操作盤２４の表
示器に出力すると共に、記憶装置１７に記憶させ
る。比較器１９は流量値n_Rよりも読み出した流量
データの方が大であることを示す第１の比較結果
信号を出力すると、比較動作を停止する。一方、
比較器２２も比較器１９と同様の動作を行ない、
読み出し毎に、読み出した圧力データと電磁弁の
閉弁開始状態を規定する設定器２１に規定された
圧力値P_Rとを比較し、その比較結果を決定回路
２３に出力する。圧力値P_Rは電磁弁１が完全に
閉弁された際における圧力値Psの10％の値又は
電磁弁１が完全に開弁された際における圧力値
Poの10％増の値に設定されているため、時間t_oか
らt₃で記憶された圧力データとの比較において
は、比較器２２は圧力値P_Rよりも読み出された
圧力データの方が大であることを示す第１の比較
結果信号を決定回路２３に出力する。次に、時間
t₂で記憶された圧力データP₂が読み出しにおいて
設定値P_Rよりも小である最初のものであるとす
ると、比較回路２２は時間t₂で記憶された圧力デ
ータP₂に対する比較動作後、決定回路２３に圧
力値P_Rよりも読み出された圧力データの方が小
であることを示す第２の比較結果果信号を出力す
る。決定回路２３は比較器２２から出力される連
続する二つの比較結果を示す信号を出力順に逐次
比較し、比較器２２から出力される信号が第１の
比較結果信号から第２の比較結果信号へ変化した
ときにこの変化を検出すると、時間t₂を流体圧力
に関する閉弁開始の弁動作時間として操作盤２４
の表示器に出力すると共に、記憶装置１７に供給
して記憶させる。

比較器１９と同様に比較器２２は圧力値P_Rよ
りも読み出した出力データの方が小であることを
示す第２の比較結果信号を出力すると、比較動作
を停止する。以後再びオン−オフ信号３０におい
て閉弁開始時を規定する立下りが生じることによ
つて前記の動作が繰り返される。

開弁時及び閉弁時の弁動作時間の測定におい
て、弁動作時間として記憶する時間t_n+1及びt₂
は、比較器１９及び２２から記憶装置１７にアク
セスする番地により特定し得、従つて、決定回路
２０及び２３に順次読み出し時の番地を供給する
ことにより、この番地により時間t_n+1及びt₂を計
算し得る。例えば単位時間を1_nsとし、時間t_n及
びt₂で記憶されたパルス数を読み出す番地をｍ番
地及び２番地とすると、弁動作時間は夫々（ｍ＋
１）_ns及び2_nsとなる。また、弁動作時間測定にお
いて、リレー２のオン−オフ時間T₁，T₂は、開
閉弁状態が完全に安定するまで、即ち例えば開弁
においては流量データn₀が安定して得られるよう
に設定される。

尚、前記具体例では電磁弁の弁動作時間測定に
ついて説明したが、本考案はこれに限定されず、
他の弁の弁動作時間測定にも適用し得、加えてマ
イクロコンピユータ等を用いれば小型、低価格で
実施し得る。

前記の如く、本考案によれば自動的かつ短時間
で流量及び流体圧力に関して弁動作時間を測定し
得るため、繰り返し測定を可能とし得、安価に弁
製品の信頼性、耐久性試験を実施し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による好ましい一具体例の説明
図、第２図は第１図に示す測定部のブロツク図、
第３図は開弁時の弁動作時間測定の説明図、第４
図は閉弁時の弁動作時間の説明図である。１……電磁弁、３……測定部、８……流量計、
１３……圧力検出器、１７……記憶装置、１８，
２１……設定器、１９，２２……比較器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

弁を流れる流体の流量を検出する流量検出器
と、弁に供給される流体の圧力を検出する圧力検
出器と、前記流量検出器及び前記圧力検出器に接
続されており、前記流量検出器からの単位時間毎
の流量データ及び前記圧力検出器からの単位時間
毎の圧力データを検出順に夫々記憶する記憶手段
と、当該記憶手段に接続されており、前記記憶手
段に記憶された流量データ及び圧力データを記憶
順とは逆に夫々順次読出し、読出した流量データ
と予め設定された流量値との大小を比較するとと
もに圧力データと予め設定された圧力値との大小
を比較して比較結果を示す信号を流量及び圧力に
関して夫々出力する比較器と、当該比較器と接続
されており、前記比較器から供給される信号の示
す大小の比較結果が変化したときに該変化を流量
及び圧力に関して夫々検出するとともに、前記弁
の動作開始の時点から、該変化を検出した時点に
対応する流量を検出したときまでの時間を流量に
関する弁の動作時間として決定し、前記弁の動作
開始の時点から、該変化を検出した時点に対応す
る圧力を検出したときまでの時間を圧力に関する
弁の動作時間として決定する決定回路とからなる
弁動作時間測定装置。