JPS58168935A - 空気漏れ測定方法 - Google Patents

空気漏れ測定方法

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JPS58168935A
JPS58168935A JP5181982A JP5181982A JPS58168935A JP S58168935 A JPS58168935 A JP S58168935A JP 5181982 A JP5181982 A JP 5181982A JP 5181982 A JP5181982 A JP 5181982A JP S58168935 A JPS58168935 A JP S58168935A
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JP
Japan
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air
pressure
measured
container
air pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP5181982A
Other languages
English (en)
Inventor
Nen Komada
駒田 捻
Chikahisa Hayashi
林 知加久
Hisao Totani
戸谷 日左男
Sadachika Suzukida
鈴木田 貞親
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58168935A publication Critical patent/JPS58168935A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/32Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
    • G01M3/3236Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers

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】 本発明は、微小な正、又は負の一定の相対空気圧下にお
ける、容器等の空気漏れ聞を精密にかつ迅速に測定する
方法に関する。
従来、空気漏れの測定方法は、被測定物容器内に、外圧
に対して正又は負の相対圧力を印加し、(の後被測定物
容器内の圧力が時間に伴って変動りる様子を測定し、こ
の圧力変動の割合から空気漏れ量を換斡するという手法
であった。
即ら、第1図に示す様に、被測定物容器内の圧力をM準
外気圧Poから時刻toにおいてP +気圧まで加圧し
、その後放@する。づると被測定物容器内の圧力は曲線
工に示1様に時間の経過(こ伴つてP1気圧からPO気
圧に緩和される。ぞ17でその緩和の様子は被測定物容
器内の時刻tにおける圧力をP(t)とすれば、 P(t )−(P+  Po)eXI)  C−(t 
 −I G)、5/α] +Poと書ける。ただしαは
斤力緩和助定数である。したがって原理的には、圧力緩
和時定数が測定されれば単位時間当りの空気漏れ吊を肋
間の関数として又は圧力の関数として求めることが可能
である。このため、通常は、一定I5間経過後の圧力緩
和聞、あるいは、一定圧力にまで緩和されるまでの経過
時間を測定して」記の圧力緩和時定数を締定し、圧力P
”1での中イウ時間当りの空気漏れ量を節用していた。
ところが、上記の様な手法では、第1図からし理解され
るように圧力緩和速度dp/dt(空気漏れ速度に比例
)は時間の経過に伴って遅くなるため又測定時間が短い
と圧力緩和速度が大きいため誤差が大きい。したがって
測定時間は圧力緩和時定数程度が必要となる。さらには
空気漏れ速度は時間の経過に伴って変化するため、精確
な値を求めるには連続的な測定、あるいは時刻の異なる
数点で測定しなければならない。さらに圧力が時間と共
に変動していくため一定圧力下における単位時間当りの
空気漏れ量を直接測定することができないという欠点が
あった。
本発明測定方法は、従来のこの様な欠点を改良するため
になされたものであり、被測定物容器の内圧を常に一定
の値に制御しながら、空気の吐出量又は吸入量を直接測
定することによって、一定圧力下における単位時間当り
の空気漏れ量を精確かつ短時間で測定しようとするもの
である。
即ち本発明方法は、外部信号により空気の吐出又は吸入
を制御しろる空気圧調整機と被測定物容    訂器と
を空気漏れのないように連結し、該被測定物容器内の空
気圧を感知し、この圧力が基準空気圧以−Lのときは、
前記空気圧調整機を吸入圧に釣用させ、一方前記被測定
物容器内の圧力が基準空気圧以下のときは、前記空気圧
調整機を吐出圧に作用させるフィードバック制御を行な
うことにより、被測定物容器内の圧力を測定期間一定の
基準空気圧に保存しつづけ、前記空気圧調整機から吐出
又は吸入される空気の流量を測定することからなる。
第2図は、本発明測定方法を示したブロックダイヤグラ
ムである。被測定物容器10、圧hセンサ21及び圧力
調整機40は均一圧力に連係されている。圧力センサ2
1で感知した出力信号は制御部30に入力し、設定部5
0から人力された基準空気圧信号と比較される。次に比
較の結果基準空気圧よりも被測定物容器1oの内圧が低
いときは、制御部30はその程度に応じた動作信号を圧
力調整機40に加え、圧力調整機40を吐出圧に作動さ
せ被測定物容器10の内圧を基準空気圧まで加圧する。
一方被測定物容器10の内圧が基準空気圧より高いとき
は、制御部30はその程度に応じた動作信号を圧力調整
機40に加え、圧力調整機40を吸入圧に作動させ、被
測定物容器10の内圧を基準空気圧まで減圧する。この
様に被測定物容器10の内圧を感知し基準値と比較しそ
の差を圧力調整機40を通じて被測定物容器10の内圧
に負方向にフィードバックさせているので、被測定物容
器10に空気漏れがあっても常に一定の圧力を維持する
ことができる。そしてこの様に一定の定常圧力状態に達
してから圧力調整機40から吐出又吸入される空気の単
位時間当りの流量を測定すれば、この値が定常圧力下に
おける被測定物容器10から流出される単位時間当りの
空気の漏れ量に等しい。以上の手段によって一定圧力下
での空気の漏れ量を直接測定できる。ここで圧力センサ
21は制御系、測定精醍及び測定圧力範囲によって選択
され限定されない。制御系が電気系であれば半導体系の
圧力センサが感度が良く望ましい。圧力調整機40は、
外部信号によって吐出、吸入圧の調整作用をしうるちの
であれば何でも良い。たとえばシリンダにピストンを組
合わせピストンの往復運動を制御することによって空気
の吐出吸入圧を制御する構造にしたものが使用される。
この場合にはピストンの移動量と空気の吐出、吸入量が
比例するのでピストンの移動量をHlれば空気の漏れ量
が測定されることになる。このため簡便に空気の漏れ量
が測定できる。又は、回出圧力タンクと吸入圧力タンク
を電磁弁を介して分校接続しこの電磁弁の開閉を制御す
ることに五って被測定物容器に吐出圧又は吸入圧を併給
しうる様にしても良い。制御部3oはフィードバック制
御しうる構造であれば何でも良く、案内弁式リーボ機構
、噴射管式サーボ機構、ノズルフラッパ式サーボ機構等
の油圧式サーボ機構で構成することも可能である。また
電気系で構成した場合には、アナログ量で制御してもデ
ィジタル量で制御しても良い。ディジタルがで制御すれ
ば測定が精確であると共にデータを直続できる。又ディ
ジタルf1ンビュータを使用した場合には所定のプログ
ラムに従って制御できるので測定開始、終了時刻を変え
たり系が過渡特性状態にあるが定常特性状態にあるかの
判断が容易に行なえる等の幅の広い制御な測定が可能で
ある。又圧力調整機の駆動は油圧モータ、操作シリンダ
サーボモータの他公知の手段で良いが、ディジタル制御
の場合はパルスモータを使用すれば精度の高い制御が可
能である。空気の流量の測定は一般に公知の差圧流量計
等を用いることができるがシリンダピストンによって1
!1出、吸入をした場合にはピストンの作動量で、パル
スモータでこれを制御した場合には入力パルス数でそれ
ぞれ流量を求めることができ精度の高い測定ができる。
本発明測定方法によれば、被測定物容器の内圧を常に一
定の圧力になる様にフィードバック制御をしているので
測定精度を向上させることができる。また時間に対して
圧力が変動しないため常に最大の空気漏れ状態で測定で
きるので測定を短時間で行なうことができる。また一定
圧力下での吐出又は吸入空気量を直接計測するため測定
の精度     1が良い。
以下本発明を実施例に基づいてさらに詳述する。
第3図は本発明測定方法の一実施例を示した構成図であ
る。被測定物である自動車のフコ−1ルキヤツプ11を
一端面を開口する円筒状容器12の開口端面に空気漏れ
のない様に係止し被測定物容器10aを形成する。該円
筒状容器12の他端面には空気配管部材60が配設され
ており該空気配管部材60は2方向に分岐し一方端は圧
力調整It!40aに配管され他端は圧力感知部20に
配餡されている。
圧力調整機40aは圧力発生部44とてれを駆動する駆
動部42とからなる。圧力発生部44は主にシリンダ4
5とその内部を摺動するシリンダロッド46とからなる
。シリンダ45のハ端は0リング441aによって気密
を保持されヘッド側フランジ442に当接し、他端は同
様にOリング441bによって気密を保持されロッド側
7ランジ443に当接している。そして両7ランジ44
2及び443はタイロッド444によって連係されナツ
ト448によって締めつけ固定されている。
又ロッド側7ランジ443のシリンダロッド46の摺動
部はロンド用パツキン4/I5によって気密封止されて
いる。またシリンダロッド46を支持し摺動容易にする
ためロッド側7ランジ443とシリンダロッド46との
空隙にリニアモーシコンボールベアリング446が配設
されている。一方駆動部42は制御部30からの制御信
号パルスによって回転駆動するパルスモータ421とパ
ルスモータ421の回転を直線運動に変換するラックピ
ニオン装置422及びラックに固定されぞの動力をシリ
ンダロッド46に伝達する伝達ロッド423からなる。
圧力感知部20は分岐した空気配管部材60の一端に設
けられ被測定物容器内の圧力を感知する半導体圧力セン
サ21aが設けられている。半導体圧力センサ21aは
気密封止した状態で圧力感知部20からリード線202
によって制御部30へ電気的に接続されている。制御部
30の構成は第4図に示される。圧力センサ21aから
の感圧信号を増幅器301で増幅し次にアナログディジ
タル変挽回路302を通しディジタルコンビュ−タ30
3に入力する。なお本実施例では半導体圧力センサのフ
ルスケール0.4kg/cm  を12ヒツト2進デー
タで処理するため制御系の精度は0゜2mbarである
。一方基準空気圧の設定はデータ入力端51を通し基準
圧力設定回路52によって入力基準空気圧に対応したデ
ィジタル化された2進電圧値に変換されてディジタルコ
ンビコータ303に入力される。ディジタルコンビコー
タ303は測定入力値と基準圧力値どを比較しλ分に応
じて被測定物容器内の圧力を基準圧になる様にパルスモ
ータ421を駆動するようにパルスモータドライブ回路
304に信号を出力する。本実施例では200パルスで
1回転するパルスモータを使用しラックピニオン装置は
パルスモータ1回転当り2mmの直線運動をするのでシ
リンダロッド/16を1パルス当り10μの精度で制御
している。又ディジタルコンビコータ303からの情報
はディスプレイ装置306によつぞ出力され、空気漏れ
量等の測定値を出力づることができる。 以下測定方法
を説明する。便宜上被測・宝物容器内の圧力は大気圧に
対して正の相対圧力を印加した場合のみ説明するが、逆
に負の相対圧力を印加しても同様である。   基準空
気圧を1.1気圧に設定しておき制御部30を作動させ
ると圧力センサ21aによって圧力が測定されるが、初
めは大気圧であるため基準圧力より低いのでディジタル
コンピュータ303は処理プログラムに従って加圧方向
に所定の信号をパルスモータドライブ回路304に送出
する。パルスモータドライブ回路304はパルスモータ
421を駆動しうるパルスを発生しパルスモータ421
を所定の回転角度だけ回転させる。パルスモータ421
の回転はラックピニオン装置422を介して直線運動に
変換され、さらに動力伝達ロッド423を介しシリンダ
ロッド46を圧縮方向に動かす。そして圧力感知、比較
処理、制御信号送出、パルスモータ駆動、シリンダロッ
ドの作動のサイクルをくり返し第5図に示すように基準
空気圧1.1気圧まで印加時間t+    ’1を要し
−Cカ■丹される(本実施例では約1秒であった)。と
ころが系の慣性のため基準空気圧に安定するには所定の
安定時間t2が必要である(本実施例では約0.5秒で
あった)。圧力安定を持って空気漏れ量を13時間測定
する。被測定物容器10aに空気漏れがあると被測定物
容器10aの内圧は1.1気圧から減少しはじめ圧カセ
ンリの感度範囲内の変化を生じたときに圧力が感知され
所定の信号がディジタルコンピュータに送出され基準値
と比較されて減少分を補正するようにパルスモータ42
1及びシリンダロッド46が駆動される。以上の様なフ
ィードバックが行なわれ被測定物容器10aの内圧は圧
力セン+:J 21 aの感度及び制御系の最小制御量
系の慣性等で決められる精度及び安定度の範囲内で1.
1気圧に安定しこ制御される。そして空気漏れ量に比例
してシリンダロッド46がマクロ的に加圧方向に進行し
て(Xくことになり単位時間当りの移動量を測定するこ
とによって単位時間当りの被測定物容器10力)らの空
気漏れが測定される。本実施例は安定状態(こ達してか
ら1秒間の測定時間で十分な精度が得らitた。又この
シリンダロッド46の移動量(ま、制御パルス数とシリ
シタ1−1ツド46の移8早/)< IL PAI・す
ることがら正方向回転パルスと<I Ij向回転/<I
L/とを符号を含めてll1l nすることによンにR
U) ’(+ Lとができる。以上の方法によって1.
1気圧下(こお(プる空気の漏れ速度4.7CC/分を
実測時1211秒で測定することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来測定方法による被測定物容器内の空気汀の
変化を示リグラフ、第2図は本発明の1lJll定方法
を示Jブロック図、第3図は本発明渭1)定力法の1実
施例を示す構成図、第4図は本発明1III定方法の1
実施例の制御部の構成を示したプロ・ンク図、第5図は
本発明測定方法の1実施例【こよる被測定物容器の内圧
の変化を示したグラフである。 10・・・被測定物容器、30・・・制御部、40・・
・[Tクツ調整機、45・・・シリンダ、421・・・
ノクルスモータ、50・・・設定部 特許出願人   豊田合成株式会社 代理人  弁理士  大 川  宏

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)外部信号により空気の吐出又は吸入をit、11
    御しうる空気圧調整機と被測定物容器とを空気漏れのな
    いように連結し、該被測定物容器内の空気圧を感知し、
    この圧力が基準空気圧以上のとさは、前配空気圧調整機
    を吸入圧に作用さけ、 方前記被測定物容器内の圧力が
    基準空気圧以下のときは、前記空気圧調整機を吐出圧に
    作用させるフィードバック制御を行なうことにより被測
    定物容器内の圧力を測定期間一定の基準空気圧に保存し
    つづ(J、前記空気圧調整機から吐出又は吸入される空
    気の流量を測定することを特徴とげる空気漏れ測定り法
  2. (2)前記空気圧調整機の空気の1!1出叉は吸入はシ
    リンダ内に配設されたピストンの11復運動によって[
    1なうことを特徴とする特約ム^求の範囲第1項記載の
    空気漏れ測定方法。
  3. (3)前記ピストンの往復運動は、パルスモータによっ
    て駆動することを特徴とする特n請求の範囲第2項記載
    の空気漏れ測定り法。
  4. (4)前記被測定物容器内の1■力と基準空気r玉との
    比較及び空気圧調整機の作動量をディジタル−】ンピュ
    ータによって制御することを特徴とするVf訂請求の範
    囲第1項乃至第3項記載の空気漏れ測定方法。
  5. (5)前記空気の流量の測定は、空気圧調整機の作動量
    から求めることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
    第4項記載の空気漏れ測定り法。
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