JPH0829237A - ベンチレーション測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】紙巻たばこ等のベンチレーション測定装置にお
いて、流量計の環境による影響を補正して信頼のある測
定結果を得る。 【構成】検体の側部の一部を密閉する第１密閉室１ｃと
流量計６との間に三方電磁弁５を設ける。検体の端部を
密閉する第２密閉室２と臨界ノズルとの感に三方電磁弁
４を設ける。三方電磁弁４と三方電磁弁５との一口を配
管４ａ，５ａで接続する。三方電磁弁４，５を操作し
て、流量計６を閉塞して流量計６の出力値ｅ１を求める
（図２(A) ）。流量計６を臨界ノズル３に直接接続して
流量計６の出力ｅ２を求める（図２(B) ）。出力値ｅ
１，ｅ２、流量０、臨界ノズル３の一定流量から、校正
直線を求める。求めた校正直線を用いて測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検体の端部から規定量
の空気を吸引したときに、検体の側部の一部から透過す
る空気の割合を測定するベンチレーション測定装置に係
わり、特に紙巻たばこの巻紙やフィルタ部からの空気流
入割合を自動的に測定するベンチレーション測定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のベンチレーション測定装
置は例えば図６のようになっており、検体（紙巻たば
こ）Ａを保持する気密容器１は、上部ガイド１ａ、上部
支持体１ｂ、第１気密室１ｃ、下部支持体１ｄ、ストッ
パ１ｅ、第２気密室１ｆ、下部パイプ１ｇおよび閉塞手
段１ｈで構成されており、検体の落下を利用して検体Ａ
の保持と排出を自動的に行う自動測定用になっている。

【０００３】上部支持体１ｂと下部支持体１ｄの外周に
は、この上部支持体１ｂと下部支持体１ｄをそれぞれ保
持する保持器１ｉ，１ｊを備えており、上部支持体１ｂ
と下部支持体１ｄはこの保持器１ｉ，１ｊとの間で空間
１ｋを形成している。さらに、この空間１ｋは配管２ａ
を介して三方弁２ｂと接続されており、一方は大気、も
う一方は真空源２に接続されている。

【０００４】上部支持体１ｂおよび下部支持体１ｄは可
撓性の材料で形成されており、その中央部には検体Ａの
直径より小さい穴が設けられ、この穴に検体Ａを通すこ
とにより通常は検体を支持するとともに、検体の側面に
密着して空気を通さない構造になっている。

【０００５】そして、図示しない制御部で三方弁２ｂを
操作することにより、空間１ｋの圧力を変えて上部支持
体１ｂと下部支持体１ｄをそれぞれ空間１ｋ内に膨出さ
せ、上部支持体１ｂと下部支持体１ｄに設けた中央部の
穴の径を変更することが可能な構造になっている。

【０００６】また、ストッパ１ｅは下部支持体１ｄの中
央部の穴の下方に配設されており、ストッパ用シリンダ
１ｅ−１をＯＮにして前進したとき上方から落下してく
る検体Ａを受け止めれる位置へ、一方、ストッパ用シリ
ンダ１ｅ−１をＯＦＦにして後退したとき、検体Ａが下
方へ落下するのに支障のない位置となるように設けられ
ている。

【０００７】気密容器１の下部に設けられた下部パイプ
１ｇは可撓性の材料で形成されており、下部パイプ１ｇ
の途中に対向して設けられた閉塞手段１ｈが閉塞用シリ
ンダ１ｈ−１の“ＯＮ”により前進すると下部パイプ１
ｇを挟接し、下部支持体１ｄとの間に第２気密室１ｆが
形成される。また、閉塞手段１ｈが閉塞用シリンダ１ｈ
−１の“ＯＦＦ”により後退すると下部パイプ１ｇは元
の形状に戻る。

【０００８】第２気密室１ｆには臨界ノズル３が接続さ
れ、この臨界ノズル３は真空源２に接続されている。ま
た、第１気密室１ｃには流量計５が接続されている。

【０００９】以上の構成により、測定時には、ストッパ
１ｅを前進させるとともに、三方弁２ｂを操作して空間
１ｋ内を真空にして上部支持体１ｂと下部支持体１ｄの
中央部の穴の径を検体が通過することができる大きさに
広げ、上部ガイド１ａから検体Ａを落下し、検体Ａを上
部支持体１ｂと下部支持体１ｄの中央部の穴を通してス
トッパ１ｅで受け止める。

【００１０】そして、三方弁２ｂを操作して空間１ｋ内
を大気圧にして上部支持体１ｂと下部支持体１ｄの中央
部の穴を狭めて検体Ａを保持するとともにストッパ１ｅ
を後退させ、閉塞手段１ｈで下部パイプ１ｇを挟接す
る。これにより第１気密室１ｃと第２気密室１ｆは密閉
される。

【００１１】このようにして、第１気密室１ｃと第２気
密室１ｆを密閉すると、臨界ノズル３が接続されている
第２気密室１ｆ内は、常時、規定量の空気が流れ、一
方、検体Ａは上端部と側部の一部に空気透過性を持つ材
料であることから、その通気抵抗の違いにより、一定の
割合で空気が流れる。そして、検体の側部の一部が閉じ
込められた第１気密室１ｃは配管を介して流量計６が接
続されているので、検体Ａの側部から流入する空気量を
測定することができる。

【００１２】なお、空気流量の測定が終わると、上部支
持体１ｂと下部支持体１ｄの外周を再び真空にして検出
Ａを解放するとともに、閉塞手段１ｈを後退させて下部
パイプ１ｇを所定の形状に戻し、検体Ａを落下させて気
密容器１から排出する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな装置の流量計６としては、圧力損失の極めて小さい
サーマル式のものが用いられており、このタイプの流量
計は、センサ部への塵埃の付着に弱く、また空気の温湿
度の影響を受けるため、測定器の設置場所が限定され、
常時空調を行っている場所でなければ、測定結果の信頼
性が保証できないという問題があった。

【００１４】本発明は、流量計が環境による影響を受け
ても信頼できる測定結果が得られるようなベンチレーシ
ョン測定装置を提供することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明のベンチレーション測定装置は、検体
の側部の一部を閉じ込める第１気密室と、検体の一端を
閉じ込める第２気密室と、一定圧力以下のもとで音速域
となり得ず一定容積の空気を流すことが可能な臨界ノズ
ルと、空気の流れ状態を測定する流量計とを備え、上記
流量計と前記第１気密室、前記第２気密室と前記臨界ノ
ズルの間にそれぞれ配管経路を形成し、前記流量計の出
力値から検体の側部の一部を透過する空気の流量を測定
するようにしたベンチレーション測定装置であって、前
記第１気密室と前記流量計、前記第２気密室と前記臨界
ノズルの間にそれぞれ三方弁を設けるとともに、該三方
弁の一口をおのおの接続し、該三方弁を操作することに
より、前記流量計が閉塞される第１状態と、上記流量計
と前記臨界ノズルとを直接接続する配管経路が形成され
る第２状態とを切り換え、上記第１状態における流量計
の第１出力値と前記第２状態における流量計の第２出力
値とから該流量計における検量線を校正するようにした
ことを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明のベンチレーション測定装置において、
前記第１状態における第１出力値は流量計を流れる空気
の流量が０のときの出力値であり、また、前記第２状態
における第２出力値は流量計を流れる空気の流量が臨界
ノズルによって規定された一定の流量のときの出力値で
ある。したがって、この、第１出力値と第２出力値とか
ら流量計における検量線を校正すると、流量計の環境に
よる影響を補正することができる。

【００１７】なお、流量計として、該流量計を流れる空
気の流量と出力値との関係が線形関係となるものを用い
ると、この流量計における検量線を第１出力値と第２出
力値から校正直線として容易に求めることができる。

【００１８】さらに、空気の流量が既知であるときの出
力値である第１出力値と、第２出力値とを、各々の規定
値で比較することにより、流量計の異常を判定すること
もできる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明実施例のベンチレーション測定
装置を示す図であり、前記従来の装置と同様の要素には
図６の符号と同符号を付記してあり、その詳細な説明は
省略する。

【００２０】図において、４および５はそれぞれ三方電
磁弁であり、臨界ノズル３の一端は配管３ａを介して三
方電磁弁４に接続され、三方電磁弁４は一端が配管４ａ
を介して第２気密室１ｆに接続され、他端は配管４ｂを
介して流量計６に接続されている。

【００２１】一方、第１気密室１ｃは配管５ｃを介して
三方電磁弁５に接続され、この三方電磁弁５の一端は配
管５ａによって配管４ａと、また、他端は配管５ｂによ
って配管４ｂとそれぞれ接続されている。

【００２２】制御部１０はマイクロコンピュータ等で構
成されており、図示しないメモリに記憶されている制御
プログラムに基づいて測定制御を行う。三方電磁弁２
ｂ，４，５、ストッパ用シリンダ１ｅ−１、閉塞用シリ
ンダ１ｈ−１等のＯＮ／ＯＦＦは制御部１０から出力さ
れる制御信号によって切り換えられる。また、操作・表
示パネル２０は測定操作の入力、測定結果、流量計異常
の表示等を行う。

【００２３】ここで、三方電磁弁４，５は電磁力によっ
て操作されるものであり、制御部１０からの制御信号に
より図示しない電源でＯＮ／ＯＦＦされ、図２に実線で
示したように配管経路を切換える。これにより、制御部
１０はベンチレーション測定の前に流量計６の検量線を
校正する。

【００２４】すなわち、、三方電磁弁４，５のいずれも
が通電されないとき、すなわち“ＯＦＦ”のとき、図２
(A) の実線のように配管経路が構成され、常時真空状態
となっている臨界ノズル３で発生される所定の空気量
（この実施例では１７．５ｃｃ／秒）は配管５ｃから三
方電磁弁５を介して配管５ａと配管４ａへ合流して三方
電磁弁４へ流れ、一方、三方電磁弁５，４は流量計６に
対してはともに閉塞され、流量計６は流量０の状態（第
１状態）になる。このとき流量計６の出力電圧ｅ１（第
１出力値）が得られる。

【００２５】また、図２(B) に示したように、三方電磁
弁４のみを“ＯＮ”にすると配管４ａが閉塞し、配管４
ｂが解放され、その端部に設けた流量計６と臨界ノズル
３が導通する。これにより、流量計６には１７．５ｃｃ
／秒の全量の空気が流れる状態（第２状態）となり、こ
のとき流量計６の出力電圧ｅ２（第２出力値）が得られ
る。

【００２６】このようにして、流量計６の流量が０のと
きの出力電圧ｅ１と流量が１７．５ｃｃ／秒のときの出
力電圧ｅ２とに基づいて、出力電圧ｅと流量Ｘとの関係
を示す検量線を求めることができる。

【００２７】測定を行うときには、図２(C) に示したよ
うに、第１気密室１ｃおよび第２気密室１ｆに検出Ａを
セットして閉塞手段１ｈで下部パイプ１ｇを挟接した状
態にし、三方電磁弁４を“ＯＦＦ”、三方電磁弁５を
“ＯＮ”にして、流量計６→三方電磁弁５→第１気密室
１ｃ→検体Ａ→第２気密室１ｆ→三方電磁弁４→臨界ノ
ズル３のように配管経路を形成する。

【００２８】この状態で流量計６を通過する空気は、配
管５ｂを介して三方電磁弁５を通り、配管５ｃに接続し
た第１気密室１ｃに入り、検体Ａの側部から流入する。
一方、検体Ａの上部一端からも軸方向に空気が流入する
ことが可能であり、検体Ａ内で合流した空気は検体Ａの
下部端部から第２気密室１ｆを通って配管４ａ、三方電
磁弁４を介して臨界ノズル３へ流入する。

【００２９】なお、この臨界ノズル３を通過する空気量
は１７．５ｃｃ／秒と一定であるので、この基準流量に
対して、検体の側部の一部からどの程度空気が流入する
かを流量計６の出力から測定することができる。

【００３０】ここで、この実施例の流量計６は図３に示
したようなサーマル式のものである。すなわち、測定対
象のガス（空気）を流すパイプ６ａに２本の抵抗線６
ｂ，６ｃを巻いて断熱材で覆い、この抵抗線６ｂ，６ｃ
を含むブリッジ回路６ｄの出力電圧ｅを測定値として出
力するものである。

【００３１】このような流量計６は流量と出力電圧との
線型性が高く、検量線は図４に示したような校正直線と
して求めることができる。すなわち、前記の出力電圧ｅ
１，ｅ２から次式（１），（２）を解いて計数α，βを
求め、出力電圧ｅと流量Ｘの校正直線を次式（３）とし
て求める。

【００３２】１７．５＝α・ｅ２＋β …（１） ０＝α・ｅ１＋β …（２） Ｘ＝α・ｅ ＋β …（３）

【００３３】図５は制御部１０の制御を示すフローチャ
ートであり、同図に基づいてベンチレーション測定の制
御の一例を説明する。先ず、ステップＳ１で三方電磁弁
４，５をともに“ＯＦＦ”にして図２(A) のように流量
計６を閉塞し、ステップＳ２で流量計６の出力値ｅ１を
読み取って記憶する。次に、ステップＳ３で出力値ｅ１
と規定値とを比較して出力値ｅ１が所定の範囲内にある
か否かを判定し、出力値ｅ１が一定範囲内であればステ
ップＳ４に進み、一定範囲内でなければステップＳ１１
で流量計異常の表示を行って処理を終了する。

【００３４】ステップＳ４では、三方電磁弁４を“Ｏ
Ｎ”にして図２(B) のように臨界ノズル３を流量計６に
導通し、ステップＳ５で流量計６の出力値ｅ２を読み取
って記憶する。次に、ステップＳ６で出力値ｅ２と規定
値とを比較して出力値ｅ２が所定の範囲内にあるか否か
を判定し、出力値ｅ２が一定範囲内であればステップＳ
７に進み、一定範囲内でなければステップＳ１１で流量
計異常の表示を行って処理を終了する。

【００３５】ステップＳ７では、三方電磁弁４を“ＯＦ
Ｆ”、三方電磁弁５を“ＯＮ”にして図２(C) のように
配管経路を測定用に切り換え、ステップＳ８で、前掲の
式（１），（２）に基づいて出力値ｅ１，ｅ２から係数
α，βを求め、式（３）の校正直線の演算を行う。

【００３６】そして、ステップＳ９で、検体の供給、流
量の測定、検体の排出等の測定処理を行い、ステップＳ
１０で所定数の検体について測定したかを判定し、所定
数に達しいていなければステップＳ９に戻り、所定数に
達していれば処理を終了する。

【００３７】以上のように、流量計６を閉塞して空気の
流量を０にしたときの出力値ｅ１と、流量計６を臨界ノ
ズル３に直接接続して所定量（実施例では１７．５ｃｃ
／秒）の流量のときの出力値ｅ２とに基づいて校正直線
を求めるようにしているので、信頼できる測定を行うこ
とができる。

【００３８】なお、上記の実施例では流量計として検量
線が線形となるものを用いているが、非線形特性のもの
でも、上記同様に既知の流量とそのときの出力値とに基
づいて検量線を校正することにより、信頼できる測定を
行うことができる。

【００３９】また、上記の実施例では、出力値ｅ１およ
び出力値ｅ２の少なくともいずれか一方が規定値を越え
た場合に異常と判定するようにしているが、出力値ｅ１
および出力値ｅ２の両方がそれぞれの規定値を越えた場
合に異常と判定するようにしてもよい。

【００４０】さらに、上記の実施例では、測定に先立つ
校正を制御部１０の制御によって自動的に行うようにし
ているが、手動あるいは半自動で行うようにしてもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のベンチレー
ション測定装置によれば、検体の側部の一部を閉じ込め
る第１気密室と流量計、検体の一端を閉じ込める第２気
密室と臨界ノズルの間にそれぞれ三方弁を設けるととも
に、これらの三方弁の一口をおのおの接続し、これらの
三方弁を操作することにより、流量計が閉塞される第１
状態と、流量計と臨界ノズルとを直接接続する配管経路
が形成される第２状態とを切り換えるようにし、第１状
態における流量計の第１出力値と第２状態における流量
計の第２出力値とから流量計における検量線を校正する
ようにしたので、流量計が温湿度の変化や塵埃等の環境
による影響を受けても信頼できる測定を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のベンチレーション測定装置を示
す図である。

【図２】実施例における配管経路を切換えを説明する図
である。

【図３】実施例における流量計の回路図である。

【図４】実施例における流量計の検量線を示す図であ
る。

【図５】実施例におけるフローチャートである。

【図６】従来のベンチレーション測定装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ｃ…第１気密室、１ｆ…第２気密室、３…臨界ノズ
ル、４，５…三方電磁弁、６…流量計。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検体の側部の一部を閉じ込める第１気密
   室と、検体の一端を閉じ込める第２気密室と、一定圧力
   以下のもとで音速域となり得ず一定容積の空気を流すこ
   とが可能な臨界ノズルと、空気の流れ状態を測定する流
   量計とを備え、上記流量計と前記第１気密室、前記第２
   気密室と前記臨界ノズルの間にそれぞれ配管経路を形成
   し、前記流量計の出力値から検体の側部の一部を透過す
   る空気の流量を測定するようにしたベンチレーション測
   定装置であって、 前記第１気密室と前記流量計、前記第２気密室と前記臨
   界ノズルの間にそれぞれ三方弁を設けるとともに、該三
   方弁の一口をおのおの接続し、該三方弁を操作すること
   により、前記流量計が閉塞される第１状態と、上記流量
   計と前記臨界ノズルとを直接接続する配管経路が形成さ
   れる第２状態とを切り換え、上記第１状態における流量
   計の第１出力値と前記第２状態における流量計の第２出
   力値とから該流量計における検量線を校正するようにし
   たことを特徴とするベンチレーション測定装置。
2. 【請求項２】 前記流量計は、該流量計を流れる空気の
   流量と出力値との関係が線形関係であり、前記第１出力
   値および前記第２出力値から求めた校正直線を前記検量
   線とするようにしたことを特徴とする請求項１記載のベ
   ンチレーション測定装置。
3. 【請求項３】 前記第１出力値と、前記第２出力値と、
   それぞれ規定した規定値とを比較し、上記第１出力値お
   よび／または上記第２出力値が上記規定値を越えた場合
   に、流量計の異常を判定するようにしたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載のベンチレーション測定
   装置。