JPH11287748A - 広い測定範囲を有する透気率計 - Google Patents
広い測定範囲を有する透気率計Info
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Abstract
る装置を提供すること。 透気率計は、 【解決手段】一方では試験片4の2つの面上に開放する
2つのチャンバを含む測定ヘッド1を含んでなり、これ
らのチャンバのうちの1つCAは、少なくとも1つの流
量計8及び回路6内で圧力又は部分真空を生成すること
のできるポンプ手段14を連続的に含む回路6に接続さ
れており、回路6を一定の与えられた圧力に維持するた
めに調整手段CP、R、11が具備されており;他方で
は、流量計8の出力端に接続された入力端及び、アナロ
グ・デジタル変換器CA/Nを介してプロセッサPCに
接続された出力端をもつマルチプレクサMUXの入力端
に接続されている出力端を有する複数の較正された増幅
器A1…An を含む電子回路を含んでなる。
Description
ち顕著に枚葉紙形状でありうる多孔質材料の透気率を測
定する目的のための装置に関する。
紙及び/又はオーバースリーブの透気率の測定に適用さ
れるが、この応用分野に限定されるわけではない。
ている可能性のある試験片の透気率を測定するために
は、この試験片の2つの相対する面を差圧下に置き、こ
れら2つの面の間に含まれる材料の中に、流量を測定す
べき空気流をもたらすことが知られている。
らもう一つの面で部分真空を生成することによって、又
はその逆に一方の面を大気圧にしながらもう一方の面に
空気圧を加えることによって得られる。
試験片に適用される部分真空又は圧力を一定のレベルに
維持することによって、及び流量計を用いて回路内を循
環する空気流を測定し、場合に応じて部分真空又は圧力
を生成することによって得られる。
項第40号に従って、次に、以下の公式から一定の与え
られた圧力での透気率の値UCを得ることができる:
(通常は1kPa)。Qは、測定ヘッドにより画定され
る試験片の横断面Aを通過する空気流(通常は2cm2)で
ある。
き空気流と同様、物体の透気率は非常に可変的なものと
なる。
す係数(「ペルシヤージュ」係数と呼ばれる)を決定す
る目的で、通常0.25kPa及び1kPaという2つ
の異なる圧力(又は部分真空)での流量を同じ試験片に
ついて測定することも往々にして有用である。
的で、試験片を通過する空気流の流量/圧力特性のグラ
フをプロットすることが望ましい場合もある。
必ず非常に広い範囲内で圧力(又は部分真空)を変動さ
せなければならないという事実を考慮すると、流量計の
測定範囲の狭さに由来する問題はきわめて深刻である。
今まで、この問題のために、オペレータは、スケールの
変更を行なうことが必要であった。したがって、この種
の測定を完全に自動化することは考えられないことであ
った。
は、上記の欠点を補正すること、特に測定結果の変化が
発生することなくこのような自動化を可能にする透気率
計を提供することにある。
なくとも部分的に気密な形で締め付けることができるよ
うにする測定ヘッドを用い、試験片の2つの別々の面上
にそれぞれに開放する2つのチャンバを含む透気率計が
提供されており、ここで測定チャンバとして知られるこ
れらのチャンバは、少なくとも1つの流量計と測定回路
内に圧力又は部分真空を生成することのできるポンプ手
段を連続的に含んでなる測定回路に接続されており、回
路を一定の与えられた圧力に維持するために調整手段が
具備されている。
計のアナログ出力端に接続されている入力端及びプロセ
ッサにより駆動されるマルチプレクサのそれぞれの入力
端に接続されている出力端を有する複数の較正された増
幅器を含む電子回路が含まれている。このマルチプレク
サ出力端は、プロセッサに接続されている出力端を有す
るアナログ・デジタル変換器に接続されている。
定圧力値生成装置及びマルチプレクサの両方を制御する
ように、及びアナログ・デジタル変換器からデジタル形
態でそれが受けとる流量値及び圧力値の関数として物体
の透気率を計算するようにプログラミングされている。
力電圧は、複数の増幅器の入力端に印加される。
ついて測定回路内で検出された流れを優れた感度限界度
で測定することが可能となる。
する添付図面を参考にしながら記述するが、これは本発
明を制限するものではない。
合透気率を測定すべき試験片を構成する枚葉紙4をその
半径方向環状縁部B1、B2の間に挟み込みながら互いに
対し突き合わさるように互いとの関係において同軸的に
配置させることができる、互いとの関係において可動で
実質的に同じ直径をもつ2つの円筒形管状部分2、3を
含む測定ヘッド1を含んでなる。これらの半径方向環状
縁部B1、B2を、枚葉紙4とヘッド1の2つの部分2、
3の間に優れた気密性を確保できるようにするライニン
グで被覆することが可能である。管状部分3はその両端
部で開放しており、一方管状部分2は、枚葉紙4により
閉ざされている吸込みチャンバCAを限定するように、
縁部B1とは反対の側にある底面5を含んでいる。
含む吸込み管6と連絡している: − 吸込み管の中に材料の粒子が吸込まれて測定が中断
されるのを防ぐ目的のためのフィルタ7; − 吸込み管6と直列にとりつけられた部分真空生成装
置9及びこの部分真空生成装置9の入力端と出力端の間
の圧力差を測定する圧力センサー10を含んでなる流量
計8; − 制御電磁弁11; − 電磁弁13により制御される大気圧12にするため
の回路;及び − 吸上げポンプ14(もしくはその他の任意の真空生
成装置)。
ジタル変換器CA/N及び自動制御回路Rに対し、その
出力端で接続された圧力センサCPによって測定され、
ここでこの自動制御回路Rは、測定プログラムに従って
プロセッサPCで駆動されるアナログ・デジタル変換器
CA/N GCによって課せられる設定値VCとセンサ
CPにより測定される圧力の値の間の差の関数として、
電磁弁11を制御する。
グ信号は、ろ過及び予備増幅(前置増幅器15)の後、
プロセッサPCで駆動されるマルチプレクサMUXのそ
れぞれの入力端に接続されている出力端をもつ複数の較
正済み増幅器A1、A2、A3、Anの入力端に適用され
る。
幅器A1…Anが供給した電圧に対応するデジタル値をプ
ロセッサPCに連続的に伝送するアナログ・デジタル変
換器CA/Nの入力端に接続される。
ン制御卓CEと結合され、自動制御回路Rに付随する設
定値発生装置GCに接続されている。
増幅器A1…Anの出力端での電圧変動の曲線を示すダイ
アグラムを含む図2に例示されている。この図では、曲
線T 1、T2、T3はそれぞれ、増幅器A1、A2、A3によ
り供給される電圧に対応する。これらの増幅器の利得は
それぞれ1、10及び100である。
サMUXは連続的に、増幅器A1、A2、A3の出力電圧
をアナログ・デジタル変換器CA/Nの入力端に印加す
るが、与えられた任意の瞬間において、飽和電圧より低
いこれらの出力電圧のうちの最も高いもののみが考慮に
入れられることになる。
御回路Rの設定値を制御する。このようにして、プロセ
ッサは、最小の設定圧力値から作業を始めて、以下のも
のを各々含む一連のサイクルを含むシーケンスを配列す
ることによって、スクリーンE又はプリンタ上に圧力/
流量をプロットできるようになる: − 設定圧力値の増分(ΔP); − 新たに獲得した圧力値の安定化; − 流量のアナログ測定; − 増幅器(A1…An)の出力電圧のアナログ・デジタ
ル変換を伴うその出力電圧の多重化による流量のデジタ
ル値の決定、ならびに必要な場合、増幅器(A 1…An)
間の利得変動を計算に入れる目的での結果の補正; − 実際の圧力のアナログ測定; − アナログ・デジタル変換による、圧力のデジタル値
の決定; − プロセッサPCと結びつけたメモリー内への測定圧
力/流量対の記憶。
流量曲線の圧力変動範囲に対応するすべての流量/圧力
対がメモリー内に記憶された時点で、プロセッサPCは
次にプリンタを用いてスクリーン上に流量/圧力関係に
ついて曲線をプロットでき、ならびに以下の段階に従っ
て、この流量/圧力関係を特徴づける「ペルシヤージ
ュ」係数と同様に前述の公式に従った透気性を計算する
ことができる: − 0.25kPA及び1.00kPaの圧力をチャンバ
CA内で連続的に確立する段階; − これら2つの圧力に関して測定されたそれぞれの空
気流量Q1及びQ2(cm 3/min-1)をメモリ内に記憶する
段階; − Y=(Q1/Q2)×(1.0/0.25)という公式を
用いて比率Yを計算する段階; − さらなる試験片についてこの手順を反復し、値Yに
ついて得られた値の平均を計算する段階; − Yの平均値が1.00から2%以内にある場合(す
なわち、実際に、1.02を超えない場合)、流量/圧
力関係は線形とみなされることになる; − テストされた材料が万一非線形特性を有する場合、
単一圧力差についての空気流の測定だけでは、材料を特
徴づけするのに充分でない。空気流は、0.25kPa
の第2の圧力差を用いることによっても決定されるべき
である。
3つの自動空気流測定シーケンスを含むことができる。 0→800cm3/分 感度限界:0.3cm3/分 800→8000cm3/分 感度限界:3cm3/分 8,000→80,000cm3/分 感度限界:30cm3/分
圧力精度で、0〜2kPaの間に含まれている。
イプを有する可能性がある: − 単一の部分真空値(通常は1kPa)についての測
定、 − 「ペルシヤージュ」係数の計算を伴う、2つの連続
する部分真空値(通常は1kPa及び0.25kPa)
での測定; − 「ペルシヤージュ」係数の計算を伴う、流量/圧力
曲線のプロット(圧力範囲0〜2kPa)。
する自動透気率計の理論図である。
に具備されている較正済み増幅器の出力変動を示す曲線
を示す電圧/流量図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 気密な仕方で少なくとも部分的に試験片
(4)を固定することができるようにする測定ヘッドを
含むタイプの透気率計において、該測定ヘッド(1)に
はそれぞれ試験片の2つの別々の面上に開放する2つの
チャンバが含まれ、これらのチャンバのうちの1つ(C
A)は、連続的に少なくとも1つのアナログ流量計
(8)及び測定用回路(6)内に圧力又は部分真空を生
成できるポンプ手段(14)を含んでなる測定回路
(6)に接続されており、一定の与えられた圧力に測定
回路(6)を維持するための調整手段(CP、R、1
1)が具備されている透気率計であって、流量計(8)
のアナログ出力端に接続されている入力端及びプロセッ
サ(PC)により駆動されるマルチプレクサ(MUX)
のそれぞれの入力端に接続されている出力端を有する複
数の較正された増幅器(A1…An) を含む電子回路が含
まれており、このマルチプレクサ(MUX)の出力端
が、プロセッサ(PC)に接続された出力端をもつアナ
ログ・デジタル変換器(CA/N)に接続されているこ
とを特徴とする透気率計。 - 【請求項2】 プロセッサ(PC)が、前記調整手段
(R)上の設定圧力値生成装置(GC)及びマルチプレ
クサ(MUX)の両方を制御するようにプログラミング
されていることを特徴とする、請求項1に記載の透気率
計。 - 【請求項3】 プロセッサ(PC)が、測定チャンバ
(CA)内で確立された圧力値及びアナログ・デジタル
変換器(CA/N)からデジタル形態で自らが受けとる
流量値の関数として物体の透気率を計算するようにプロ
グラミングされていることを特徴とする、請求項1及び
2のいずれか1項に記載の透気率計。 - 【請求項4】 プロセッサ(PC)がマルチプレクサ
(MUX)に対して、アナログ・デジタル変換器(CA
/N)の入力端に増幅器(A1、A2、A3)の出力電圧
を連続的に印加するよう命令し、いつでも、前記増幅器
の飽和電圧よりも低いこれらの出力電圧のうちの最も高
いもののみを考慮に入れることを特徴とする、請求項1
〜3のいずれか1項に記載の透気率計。 - 【請求項5】 前記設定圧力値生成装置(GC)がプロ
セッサ(PC)により駆動されることを特徴とする、請
求項2に記載の透気率計。 - 【請求項6】 プロセッサが、最小設定圧力値から作業
を進めて、 − 設定圧力値の増分(ΔP); − 圧力の安定化及びその値の獲得; − 流量のアナログ測定; − 増幅器(A1…An) の出力電圧のアナログ・デジタ
ル変換を伴うその出力電圧の多重化による流量のデジタ
ル値の決定、ならびに必要な場合、増幅器(A 1…An)
間の利得変動を計算に入れる目的での結果の補正; − プロセッサ(PC)と結びつけたメモリー内への測
定圧力/流量対の記憶; を各々含む一連のサイクルを含んでなるシーケンスを介
して圧力/流量曲線をプロットするためプログラミング
されていることを特徴とする、請求項5に記載の透気率
計。 - 【請求項7】 プロセッサ(PC)が以下のプロセス: − 0.25kPA及び1.00kPaの圧力をチャンバ
内で連続的に確立し; − 測定されたそれぞれの空気流量Q1及びQ2(cm3/mi
n-1)をメモリ内に記憶し; − Y=(Q1/Q2) ×(1.0/0.25)という公式を
用いて比率Yを計算し; − 数種類の試験片についてこの手順を反復し;及び − 値Yについて得られた値の平均を計算する; に従って流量/圧力関係を特徴づける「ペルシヤージュ
<persillage>」係数を計算することを特徴とする、請
求項1〜6のいずれか1項に記載の透気率計。
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