JPH0355093Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は段ボール、ライナー、織布、皮革、ゴ
ム引布等の破裂強度を測定する為の低圧形又は高
圧形に夫々用途に応じて構成された破裂度試験機
に関するのもである。

（従来の技術） 従来に於いては、試験片の破裂強度のピーク値
を測定するに際して、公知の捨て針方式を採用し
ていたものであり、そのために測定精度が低いと
いう欠点があつた。又他の例として圧力変位を電
気変位に変換してその電気信号の立上り微分（勾
配）と立下り微分（勾配）とによりピーク値を算
出する方式のものもあるが、圧力のサンプリング
タイムに左右されるのでその時間領域内での圧力
の急激な変動を検知することが難しい等の欠点が
あつた。

（技術的課題） 而して、本考案は従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、特に圧力センサー出力の正確な真のピ
ーク値を検出して該ピーク値を先ずデジタル変換
を行う以前にアナログでピークホールドせしめて
から後にデジタル表示ホールドすることにより、
破裂強度の測定精度を向上せしめることを技術的
課題とするものである。

（技術的手段） 本考案では、上記の技術的課題を解決するため
に従来のホールド信号の発生方法に改良を加えて
デジタルパネルメーター（Ｄ，Ｐ，Ｍ）に送られ
るアナログ信号にピークホールド回路を附加せし
めると共にデジタルパネルメーターのデジタル表
示のホールドに対してピーク発生点よりサンプリ
ングタイムの略２倍の遅延をかけることによりピ
ークホールド値と最高圧力値とを合致せしめて、
試験片の破裂強度を正確に自動測定なさしめたも
のであり、具体的には図示の実施例（第１図ない
し第３図）に示す如く下記の構成となる。

１は高圧形又は低圧形破裂度試験機の締付けシ
リンダーであり、該締付けシリンダー１には試料
押え３が取付けてあり、該試料押え３の下側には
試料受面２と開口部７を有するゴム膜押え４を対
向位置せしめてある。

５は段ボール、ライナー、等の薄板状の試料片
で前記試料押え３とゴム膜押え４の試料受面２と
の間に挟持固定してある。

９はゴム膜で前記ゴム膜押さえ４と基台８との
間に挟持し、ゴム膜押えネジ１０でもつて前記ゴ
ム膜押え４を介して基台８側へ押圧固定せしめて
ある。６は圧力室であり、該圧力室６内へは油圧
ポンプ（図示せず）からの試薬１級のグリセリン
等の油圧材１１を油圧誘導管（図示せず）を介し
て充満せしめてあり、該油圧材１１の油圧ポンプ
の作動下での加圧又減圧によつて前記ゴム膜９の
下面に油圧力が作用することとなり、従つてゴム
膜９を試料片５側へ膨出せしめたり、試料片５と
は反対側へ復帰せしめたりすることが出来る。

即ち、試料片５の下面をゴム膜９の膨出変形に
よる押圧力でもつて該試料片５は破裂限界強度に
到るまで押圧せしめられる。

又油圧材１１を圧力室６内に気泡が残らないよ
うに注入し充満せしめるためのクラツチレバー
（図示せず）が別所に取付てあり、該クラツチレ
バーを操作することにより前記ゴム膜９に対する
圧力制御を行うことが出来る。

１２は破裂度試験機に内蔵せしめた電気回路部
であり、その具体的な構成は下記の如くである。

１３はゴム膜９の膨出変形による試料片５の押
圧作用の際の応力を感知するための圧力センサー
であり、例えば本実施例ではストレインゲージ等
を採用している。

１４は圧力変換増幅器であり、前記圧力センサ
ー１３からの適宜力学的押圧力を電気信号V_N（電
圧）に変換して増幅する機能を有している。

１５はピークホールド回路であり、前記圧力変
換増幅器１４から出力した電気信号V_Nをアナロ
グ値として、或る一定の最大電圧値としてホール
ドすべく機能するものであり、ホールド電気信号
V_N（電圧）を出力すべく成してある。

１６は減算回路で前記ピークホールド回路１５
の出力端Ｐに接続すると共に圧力変換増幅器１４
の出力端Ｑに各々接続してあり、前記ピークホー
ルド回路１５からはホールド電気信号V_Nを入力
すべく成してある。

この減算回路１６では、前記入力したホールド
電気信号V_Hから電気信号V_Nの減算が行われる。

即ち、V_H−V_N＝V_st ここにV_stは差分電気信号である。

１７は減算回路１６に接続した比較器で油圧系
をoffする信号を発生するためのｃ接点回路１７
Ａからの出力信号Ｗと前記減算回路１６からの差
分電気信号V_stとを比較するものである。

１７Ｂは敷居値レベル設定器で、前記差分電気
信号V_stが敷居値レベルＳに達するまでの時間を
調整するためのものである。（第３図上ｅ） この敷居値レベルＳの低位設定により圧力室６
内の油圧力を抜く動作が直ちに働き前記ゴム膜９
に対し過負荷が加わらないようにすることが出来
る。１８は遅延回路で前記比較器１７の出力側に
接続してあり、前記減算された差分電気信号V_st
のデジタル表示でホールドを、圧力センサー１３
によつて検出される破裂時のピーク発生点Ｍ（第
３図ａ又はｂ）よりサンプリングタイムSTの約
２倍の遅延をかけるように予め構成してある。而
して、遅延回路１８には比較器１７からのホール
ド差分電気信号V_stN（第３図ｄ）が入力されデジ
タル表示ホールド信号V_DHが出力される。

１９は油圧系制御リレー回路で出力端Ｒに接続
してあり前記ホールド差分電気信号V_stHの一部が
入力され試料片５破裂時のゴム膜９の早期復帰の
ための油圧回路の開放をコントロールする。

２０はデジタルパネルメーターであり、デジタ
ル表示器２１及びアナログ−デジタル変換器２２
から構成されている。

前記遅延回路１８とアナログ−デジタル変換器
２２とは接続してあり、該遅延回路１８からのデ
ジタル表示ホールド信号V_DHが入力する。

又、前記ピークホールド回路１５からのホール
ド電気信号V_Nの一部はアナログ−デジタル変換
器２２へ入力すべく成してあり、前記デジタル表
示ホールド信号V_DHと共にデジタル表示器２１へ
送られる。従つて、このデジタルパネルメーター
２０の表示がホールドされるのでピークホールド
回路１５の状態が可変しても何等表示値には関係
せず、安定した表示がなされる。

例えばホールドキヤパシター等のリークのため
ホールド電気信号V_Hが時間と共に低下しても直
接デジタルパネルメーター２０の表示値に影響す
ることなく、常に一定の最大出力を得ることが出
来る又、アナログ−デジタル変換器２２からは別
にコンピユーター用のデジタル信号が外部へ出力
される。

２３はピークホールドノーマルスイツチ、２４
は同じくリセツトスイツチ、２５はピークホール
ドスイツチであり前記ピークホールド回路１５の
スイツチ回路を構成している。

又、ピークホールド回路１５へは外部のリセツ
ト信号が入力すべく成してある。

２６は前記圧力変換増幅器１４に接続した零点
設定回路、２７は同じく圧力変換増幅器１４に接
続したスパン設定回路である。

（作用） 上記の技術的手段は下記の如く作用する。

先ず、ゴム膜押えネジ１０を取り外して、ゴム
膜押え４とゴム膜９とを取り除く。

次ぎに油圧ポンプから油圧誘導管を通じて油圧
材１１を基台８表面すれすれまでに充填せしめた
後、前記ゴム膜９を基台８上に圧力室６内に気泡
が残らないように載置して、ゴム膜押え４をかぶ
せてから最後にゴム膜押えネジ１０でもつて挟持
固定する。

次にゴム膜押え４の上面である処の試料受面２
上に段ボール、ライナー等の試料片５を載置し
て、然る後、締付シリンダー１の試料押え３でも
つて該試料片５の一部分を挟持固定する。

この時、圧力室６内の油圧材１１の充満させた
状態での内圧力は零点を示すように予めデジタル
パネルメーター２０の表示をセツトしておく。

次にクラツチレバーを加圧側に倒して圧力室６
内を油圧材１１にて加圧することにより前記ゴム
膜９は矢標Ｂ方向へ膨出して、該ゴム膜９の上側
に位置する開口部７内部分の試料片５を押圧する
こととなり、破裂時に至るまでその押圧作用が続
くこととなる。

この試料片５の破裂した瞬間の急激な圧力変化
は前記圧力センサー１３によつてサンプリングさ
れて、該圧力センサー１３からの出力信号は第３
図上ａに示す如く縦軸を圧力Ｐ、横軸を時間Ｔと
したときの過渡現象曲線を示し、夫々立ち上り加
圧時間Ｔ１、破裂時の最大圧力値Ｍ、破裂直後の
圧力減衰時間Ｔ２で表わしてある。（例えば、立
ち上り加圧時間Ｔ１内では圧力Ｐは時間Ｔをパラ
メーターとして高次曲線Ｐ＝αTⁿの如き形を有
し、破裂瞬間以後の圧力Ｐは時間Ｔをパラメータ
ー，１／γを時定数として指数関数Ｐ＝Mexp
（−γT）の如き曲線を描くこととなる。） 次に圧力センサー１３からの出力は圧力変換増
幅器１４へ送られて、そこで電気信号V_N（電圧）
に変換される。

この時の電気信号V_Nと時間Ｔとの曲線関係は
前記圧力Ｐと時間Ｔとの曲線関係と略同一の形状
を有する。（第３図ｂ参照） 又、圧力変換増幅器１４からの出力信号V_Nの
一部はピークホールド回路１５へ送られて、その
最大圧力Ｍに対応する最大出力の電気信号V_Hが
アナログホールドされ、出力端Ｑからのもう一つ
の出力信号V_Nは減算回路１６へ送られる。（第３
図ｃ参照） 前記ピークホールド回路１５から出力したホー
ルド電気信号V_Nの一部はアナログ−デジタル変
換器２２へ送られる一方、出力端Ｐからのもう一
つのホールド電気信号V_Hは前記減算回路１６へ
送られて、そこで前記入力した電気信号V_Nとの
減算が行なわれる。

而して、試料片５の加圧時の立ち上り部分の電
気信号V_Nとピークホールド回路１５から出力す
る立ち上り部分のホールド電気信号V_Hとがオフ
セツトせしめられて破裂瞬間時間以後の一定ホー
ルド値（アナログホールド）だけが残存し、その
出力波形はサンプリングタイムSTの幅に亘つて
方形波形となる。（第３図ｄ参照） 次いで、減算回路１６から出力する差分電気信
号V_st＝V_H−V_Nは比較器１７っへ送られて、そこ
で油圧系をoffする信号を発生するためのＣ接点
回路１７Ａからの出力信号Ｗと前記差分電気信号
V_stとを比較する。

差分電気信号V_stは、敷居値レベル設定器１７
Ｂの調節設定により或る敷居値レベルＳ即ち低位
置に設定することにより、差分電気信号V_stの敷
居値レベルＳまでの到達時間を適宜短かくとるこ
とが出来、このときゴム膜９の油圧力の突発的変
化による過負荷の影響を防止することができる。
（第３図ｅ参照） 然る後、前記比較器１７の出力側に接続した遅
延回路１８へホールド差分電気信号V_stHを入力せ
しめて、圧力センサー１３によつて検出される破
裂時のピーク発生点Ｍよりサンプリングタイム
STの約２倍の遅延をかけて、ホールド差分電気
信号V_stHは矢標Ａ方向へその波形を保存したまま
時間的にシフトする。

従つて、毎秒約2.5回程度の短いサンプリング
タイムSTであつても、そのホールド領域内でも
つて破裂瞬時の圧力の急激過渡的な変動の際の鋭
い立上りピークの最大圧力値Ｍの外れた処をホー
ルド値から取り除くことが出来、この最大到達圧
力を確実にデジタルホールドすることが出来る。
（第４図ｇ参照） 又、前記比較器１７から出力した出力端Ｒから
のホールド差分電気信号V_stHは油圧系制御リレー
回路１９へと送られて、前記ゴム膜９による試料
片５の押圧破裂時に直ちにリレーを作動せしめて
圧力室６内の油圧を減圧状態にすべくコントロー
ルされる。（第４図ｆ参照） 最後に、遅延回路１８から出力したデジタル表
示ホールド信号V_DHはデジタルパネルメーター２
０内のアナログ−デジタル変換器２２へ送られ、
前記ピークホールド回路１５からのホールド電気
信号V_Nと共にデジタル変換せしめられてからデ
ジタル表示器２１によつて検出値として表示され
る。

又、アナログ−デジタル変換器２２からは前記
ピークホールド回路１５のホールド電気信号V_H
とデジタル表示ホールド信号V_DHとコンピユータ
用のデジタル信号出力として外部へ導出されてそ
こで記録保存される。

而して、試料片５の破裂寸前の最高圧力値をピ
ークホールド信号として適確にとらえることが出
来る。

以下に実施態様を記述する。

油圧力によつてゴム膜９を加圧弾性変形せしめ
ることにより、該ゴム膜９が試料片５の一部を破
裂強度領域に至るまで押圧せしめて、該破裂強度
を圧力センサー１３にて検出すべく成した破裂度
試験機に於いて、該圧力センサー１３による出力
を圧力変換増幅器１４へ送つて、そこから出力さ
れた電気信号V_Nの一部を減算回路１６へ送ると
同時に前記圧力変換増幅器１４からの電気信号
V_Nの一部をピークホールド回路１５へ送つてホ
ールド電気信号V_Hとしてから減算回路１６へ送
つて、前記電気信号V_Nとホールド電気信号V_Nと
から差分電気信号V_stを出力せしめる一方、該差
分電気信号V_stを比較器１７を介して遅延回路１
８へ入力せしめてデジタル表示ホールド信号V_DH
と成し、該デジタル表示ホールド信号V_DHと前記
ピークホールド回路１５からのホールド電気信号
V_Hとを同時にアナログ−デジタル変換器２２へ
入力してデジタルパネルメーター２０にデジタル
表示せしめたことを特徴とする破裂度試験機に於
けるピークホールド装置。

（効果） 而して、本考案は下記の如く特有の効果を有す
るものである。

特に圧力センサー１３からの出力をアナログホ
ールドせしめた信号として減算回路１６へ送り、
そこでアナログホールドする以前の電気信号V_N
と減算操作を施してホールド差分電気信号V_stHと
成すと共に、該ホールド差分電気信号V_stHを比較
器１７を介して遅延回路１８へ送ることによつ
て、最大圧力値Ｍであるピーク発生点にサンプリ
ングタイムSTより大きな遅延をかけてデジタル
表示ホールド信号V_DHと成して該最大圧力ちＭを
検知すべく成したので、その最大圧力値Ｍのピー
ク発生点を試料片５の過激的な破裂変化の下でも
適確にとらえることが出来ると共に。デジタルパ
ネルメーター２０の表示をホールドすることによ
つて何等ピークホールド回路１５の状態が変化し
ても関係せずに独立したピークホールド値を得る
ことが出来、その破裂強度値が自動的に精度良く
検知することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の実施例を示すもの
で、第１図は試料片載置個所の要部の縦断正面
図、第２図は電気回路部を示す回路構成図、第３
図ａ乃至ｇは縦軸を圧力Ｐ又は電気信号Ｖ、横軸
を時間Ｔに採つたときの各回路部に於ける出力波
形を示したグラフである。 １２……電気回路部、１３……圧力センサー、
１４……圧力変換増幅器、１５……ピークホール
ド回路、１６……減算増幅回路、１８……遅延回
路、２０……デジタルパネルメーター。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 破裂強度を検出すべく成した圧力センサー１３
   と、該圧力センサー１３からの出力を電気信号
   V_Nに変換するための前記圧力センサー１３に接
   続した圧力変換増幅器１４と、該圧力変換増幅器
   １４の出力側に接続したピークホールド回路１５
   と、該ピークホールド回路１５への入力電気信号
   V_N及びピークホールド回路１５のホールド電気
   信号V_Hを夫々入力せしめるために設けた減算回
   路１６と、該減算回路１６の出力側に接続した比
   較器１７と、ホールド差分電気信号V_stHを入力せ
   しめるために比較器１７の出力側に接続した遅延
   回路１８と、該遅延回路１８からのデジタル表示
   ホールド信号V_DHを入力すべく遅延回路１８の出
   力側に接続したデジタルパネルメーター２０とか
   ら成る破裂度試験機に於けるピークホールド装
   置。