JPH11148881A - 圧力変換器校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同時に複数個の圧力変換器について、広範囲
の圧力設定のもとに静的圧力校正を行えるとともに、衝
撃波に対する動的特性の校正を行いうるようにした圧力
変換器校正装置を提供する。 【解決手段】 管体Ｂの内部を２枚の隔膜６で低圧室
３、二重隔膜室４および高圧室５に仕切り、その低圧室
３には管端部に複数個の被校正用圧力変換器２の取付け
部と、管胴部に管軸方向に間隔を保ってａ〜ｅの位置に
衝撃波速度を計測するための複数個の圧力変換器の取付
け部とを設ける。前記低圧室３、二重隔膜室４および高
圧室５の各々には、各室内の圧力を設定するための圧力
設定用圧力変換器１５−１〜１５−３と、所要の内部圧
力に加圧するため圧力調整弁１４−１，１４−２を介し
てガス供給源７，８とを接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力変換器（圧力
センサ）の静的圧力校正及び衝撃波による動的圧力校正
を行う圧力変換器校正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧力変換器は風洞試験等で広く使われる
が、使用に際してはその静的圧力校正とともに、衝撃波
伝播速度を計測するような場合にはその動的特性を計測
校正、すなわち、各圧力変換器について設定圧力と出力
信号の関係を求める必要がある。

【０００３】圧力変換器を校正するための静的／動的圧
力校正装置は国内外で既に開発されているが、いづれも
単一の圧力変換器を校正する構成となっており、複数個
の圧力変換器について同時に、静的及び動的に圧力校正
できるものは提案されていない。

【０００４】ここで従来の圧力変換器校正装置について
具体的に説明する。まず、静的特性校正装置としては、
その校正に必要な圧力を生成するのに気体（空気）と分
銅を利用する分銅式校正装置と、気体（空気）と液体
（油）を使いスクリューやピストンによって圧縮し圧力
を生成するピストン式校正装置がある。

【０００５】次に、動的特性校正装置としては、垂直型
筒内に重錘をとどめ、重錘高さを適宜調整し、瞬時に落
下させることにより、動的圧力を発生するインパルス型
圧力校正装置がある。これらの従来の圧力変換器校正装
置はいづれも１個の圧力変換器を校正する装置である。

【０００６】従来の校正装置の一つとして分銅式の静的
圧力校正装置における圧力設定システムの一例を図３に
示してある。図３において、２１は圧力供給源、２２は
フィルタ、２３は取入口バルブ、２４は流量計、２５−
１，２５−２はタンク、２６は分銅、２７は圧力設定
部、２８は圧力取出バルブ、３０はバランス用鋼球を示
している。

【０００７】圧力供給源２１からの加圧空気はフィルタ
２２、圧力取入口バルブ２３、流量計２４を経てタンク
２５−１に供給される。タンク２５−１から圧縮空気は
圧力設定部２７に導かれ、分銅２６の重さにバランスす
る圧力に設定され、こうして設定された圧力の空気が圧
力設定部２７からタンク２５−２、圧力取出バルブ２８
を経て、Ａにアダプタを介して接続された被校正用の単
一圧力変換器へ導かれ、その圧力での静的特性が校正さ
れる。２９はバイパス弁である。

【０００８】圧力取出バルブ２８は、分銅２６を増減す
るときに流路を開閉するのに使われる。この圧力設定シ
ステムを用いた分銅式の静的圧力校正装置は圧力の能力
から単一の圧力変換器の校正に限られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の圧力変換器校正装置は単一の圧力変換器の校正が
行えるだけであり複数個の圧力変換器の校正を同時に行
うことはできない。また、校正装置によって圧力レンジ
が異るため、低圧力から中圧、高圧までの広領域での校
正を一台の校正装置では行えない。

【００１０】また、従来の校正装置では、高圧・高速で
の衝撃波発生機能をもち衝撃波に対する圧力変換器の動
的圧力校正が可能なものは提供されていない。

【００１１】本発明は、複数個の圧力変換器の校正を同
時に、しかも広範囲の圧力設定のもとに行なうことがで
きる圧力変換器校正装置を提供することを課題としてい
る。更に、本発明は、上記に加え、設定された高圧力の
もとで衝撃波に対する複数個の圧力変換器の動的特性を
同時に校正可能にした圧力変換器校正装置を提供するこ
とを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するための圧力変換器校正装置として、破損により衝撃
波を発生させるための隔膜２枚で管体の内部を低圧室、
二重隔膜室および高圧室に仕切り、その低圧室には管端
部に複数個の被校正用圧力変換器の取付け部と、管胴部
に管軸方向に間隔を保って衝撃波速度を計測するための
複数個の圧力変換器とを取付けた構成を採用する。

【００１３】そして、低圧室、二重隔膜室および高圧室
の各々には各室内の圧力を設定する圧力設定用圧力変換
器と、内部を所要の圧力に加圧するため圧力調整弁を介
してガス供給源を接続する。圧力設定は手動でも自動設
定でもよい。

【００１４】本発明による圧力変換器校正装置は前記構
成を有しており、その低圧室の管端部にある取付け部に
複数個の被校正用圧力変換器を取付け、低圧室内を所定
の圧力に昇圧してその複数個の被校正用圧力変換器につ
いて静的圧力校正を行うことができる。

【００１５】そのためには、まず、圧力調整弁を調節し
ガス供給源からガスを供給して加圧する。低圧室の圧力
設定用圧力変換器は低圧室内の圧力を検知してフィード
バックし、低圧室内を所望の圧力にする。こうして低圧
室内を所定圧力にして管端部に取付けられた複数個の被
校正用圧力変換器を同時に校正することができる。

【００１６】次に、低圧室の管端部に取付けられた複数
個の被校正用圧力変換器についての衝撃波による動的特
性の校正は、次のようにしてその複数個の被校正用圧力
変換器について同時に行うことができる。

【００１７】まず、衝撃波を測定するための複数個の圧
力変換器を管胴部の取付け部に取付ける。そして低圧
室、二重隔膜室、高圧室の圧力が所定値となるよう各圧
力調整弁を設定して各室内にガス供給源から空気を導入
し各室を設定圧力にする。

【００１８】この状態から二重隔膜室と高圧室の圧力を
隔膜が破損しないぎりぎりの高さまで更に上げたのち、
二重隔膜室の圧力を降下させてゆく。これによって二重
隔膜室と高圧室の間の圧力差が次第に大きくなりついに
管体内を仕切っていた隔膜が破損し衝撃波が発生する。

【００１９】隔膜の瞬間的な破損で発生した衝撃波の速
度は低圧室の管胴部に取付けられた複数個の圧力変換器
の出力から計測され、また、低圧室の管端部に取付けら
れた複数個の被校正用圧力変換器における衝撃波による
動的特性についてのデータが計測される。

【００２０】このように、本発明によれば、複数個の圧
力変換器について同時に、広範囲な圧力設定のもとでの
静的圧力校正とともに、衝撃波に対する動的圧力校正を
行うことのできる圧力変換器校正装置が提供される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧力変換器校正装
置を図１及び図２に示す一実施形態に基づいて具体的に
説明する。図１において、Ｂは圧力変換器校正装置の小
型衝撃波管を構成する円管体で、１はその管端部円板
（フランジ）である。この管端部円板１には複数個の被
校正用圧力変換器２を取付ける取付け部が設けられてい
る。

【００２２】円管体Ｂは、２枚の隔膜６によって管軸方
向に低圧室３、二重隔膜室４、及び高圧室５の３つに仕
切られるようになっている。隔膜６は中央に十字形の溝
を持ち、その溝は深さ、幅、長さを変えることによって
設定圧力で破損するようになっている。７と８はガス供
給源である。

【００２３】９−１〜９−５は電磁弁であ、１０−１〜
１０−４はニードル弁、１１−１〜１１−８はボール弁
である。１２は各室３〜５を真空引き可能に連絡された
ポンプであり、１３はフィルタを示している。１４−
１，１４−２は圧力調整弁、１５−１〜１５−３は各室
に取付けられた圧力設定用圧力変換器である。

【００２４】また、低圧室の管胴部には、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅに示す所に衝撃波速度を計測するための圧力変換
器の取付け部が設けられている。

【００２５】次に図２は、図１に示した校正装置の圧力
制御系を示すもので、１６は計算機の設定圧力指令部、
１７はサーボアンプ、１８は計算機演算部を示してい
る。

【００２６】低圧室３、二重隔膜室４、高圧室５は、そ
れぞれ圧力調整弁１４−１，１４−２、フィルタ１３、
ニードル弁１０−１，１０−２，１０−３、電磁弁９−
１，９−２，９−３を介してガス供給源に連絡されてい
る。

【００２７】一方、低圧室３は電磁弁９−４、二重隔膜
室４はボール弁１１−４、高圧室５はボール弁１１−５
をそれぞれ経たのちボール弁１１−７を介してポンプ１
２に連絡されている。

【００２８】以上のように構成された図１に示す圧力変
換器校正装置によって低圧室３の管端部円板１に取付け
られた複数個の被校正用圧力変換器２について、同時に
静的圧力校正と衝撃波による動的圧力校正とを次のよう
にして行うことができる。

【００２９】（１） 静的圧力校正：小型衝撃波管（円
管体）Ｂを構成する管端部円板（フランジ）１に校正す
る複数個の被校正用圧力変換器２を取りつけ、各被校正
用圧力変換器２の入出力ケーブルを図示していない計測
装置に接続し、各被校正用圧力変換器の電気信号出力を
計測できるよう準備する。

【００３０】小型衝撃波管を構成する円管体Ｂは隔膜６
で低圧室３と二重隔膜室４に仕切って互いに遮蔽する。
圧力供給源７（例窒素ボンベ）に圧力を封入し、圧力調
整弁１４−１を所定の圧力になるよう調節する。

【００３１】ボール弁１１−１を開にし（この時１１−
２は閉）、電磁弁９−１の開閉指令を待機する。ニード
ル弁１０は、校正試験時、常時開とする。電磁弁９−４
も校正試験時は常時閉とする。

【００３２】計算機の設定圧力指令部１６からの信号に
より、計測装置のサーボアンプ１７に指令を与え、その
信号により電磁弁９−１が開動作を開始する。電磁弁９
−１の開と同時に圧力供給源７からの圧力が小型衝撃波
管を構成する円管体Ｂの低圧室３に気体が封入され、低
圧室３は指令信号に応じた圧力まで上昇する。

【００３３】低圧室３内の圧力は圧力設定用圧力変換器
１５−１が感知し、この出力信号をフィードバックさせ
計算機演算部１８で演算した後、比較器により比較さ
れ、その偏差が再びサーボアンプ１７に供給され電磁弁
９−１を動作させる。

【００３４】このくり返しにより、偏差が零付近（偏差
幅は予め決めておく）になったら小型衝撃波管を構成す
る円管体Ｂの低圧室３の圧力が所定の圧力となるため、
その時点で被校正用圧力変換器２の計測を開始する。

【００３５】これを何回か繰り返し、数点の設定圧力に
対する複数個の被校正用圧力変換器２の出力との対応が
求められる。以上のようにして、被校正圧力変換器２に
ついて同時に静的圧力校正が行われる。

【００３６】（２） 衝撃波生成及び衝撃波による動的
圧力校正：衝撃波による動的圧力校正を行う場合は、管
端部円板（フランジ）１に対し複数個の被校正圧力変換
器２を前記（１）と同様に取付け、低圧室３の管胴に間
隔を持たせて位置された取付部（図１のａ〜ｅ部）に衝
撃波速度を計測するための圧力変換器を取りつける。

【００３７】ボール弁１１−２，１１−３は閉、圧力調
整弁１４−１，１４−２は所要の圧力に設定し、そのま
まの状態とする。ニードル弁１０−１，１０−２，１０
−３は全て開とする。電磁弁９−１，９−２，９−３は
計算機からの指令待機状態とし、全閉とする。電磁弁９
−４、ニードル弁１１−４，１１−５を開とする。この
時、電磁弁９−５、ボール弁１１−７，１１−８は閉、
ボール弁１１−６は圧力モニタの為開とする。

【００３８】この状態で円管体Ｂ内の圧力設定を容易に
するためボール弁１１−７を開にし、ポンプ１２を起動
する。円管体Ｂ内が真空状態になった状態でポンプ１２
を停止し、ボール弁１１−７を閉とする。この真空状態
から、計算機の指令で電磁弁９−１，９−２，９−３を
各々低圧室３、二重隔膜室４、高圧室５の圧力が一定と
なるよう、除々に開とし、円管体Ｂ内の圧力を所要の圧
力に設定する。

【００３９】隔膜６を破損させる為、この状態で電磁弁
９−１を閉とし、電磁弁９−２，９−３を更に計算機の
設定圧力指令部１６からの指令でもって開とし、所定の
圧力まで上昇させる。このあと更に電磁弁９−２を開と
し、同様に電磁弁９−３を開動作させ二重隔膜室４と高
圧室５の圧力を上昇させる。

【００４０】この状態で、隔膜６が破れないよう、事前
に、隔膜６はどの圧力差で破損するかを調べておいて、
破損ぎりぎりの値まで二重隔膜室４と高圧室５の圧力を
高める。

【００４１】所定の圧力設定が二重隔膜室４と高圧室５
で完了したら、電磁弁９−４、ニードル弁１１−５を閉
とする。ニードル弁１１−４のみ開とした状態で、ニー
ドル弁１１−７を開としポンプ１２を起動する。こうし
て除々に二重隔膜室４の真空引きを行うことによって、
高圧室５と二重隔膜室４間、二重隔膜室４と低圧室３間
の圧力差を作り出す。

【００４２】ある圧力差になると隔膜６が瞬時に破損
し、低圧室３に衝撃波を生成させることができる。隔膜
６の破損と同時に圧力設定用圧力変換器１５−１の出力
をトリガとすることにより、低圧室３の管胴のａ〜ｅに
取付けられた圧力変換器の計測を開始させ、所要のデー
タを取得する。

【００４３】圧力変換器は管軸方向に間隔を保たれたａ
〜ｅの位置に取付けられているので、各圧力変換器のデ
ータの立上がり時間を比較することにより、計算機で軸
間距離に対する衝撃波速度を求めその平均速度を求める
ことができる。この一連の試験終了後、各管内圧力を大
気状態に戻せるよう、随所にドレン用ニードルバルブを
備えておく。

【００４４】こうして、小型衝撃波管を構成する円管体
Ｂ内に衝撃波を発生させ、その衝撃波に対する複数個の
被校正用圧力変換器の動的圧力校正を同時に行うことが
できる。

【００４５】以上、本発明を図示した実施形態に基づい
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。

【００４６】例えば、上記実施形態では管体Ｂとして円
管を使用しているが、必ずしも円管である必要はなく、
また、被校正圧力変換器の数や衝撃波速度計測用の圧力
変換器の数も任意に選定してよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、管体内
部を２枚の隔膜で低圧室、二重隔膜室および高圧室に仕
切り、その低圧室には管端部に複数個の被校正用圧力変
換器の取付け部と、管胴部に管軸方向に間隔を保って取
付けられ衝撃波速度を計測するための複数個の圧力変換
器の取付け部とを設ける。

【００４８】そして前記低圧室、二重隔膜室および高圧
室の各々には、各室内の圧力を設定するための圧力設定
用圧力変換器と、所要の内部圧力に加圧するため圧力調
整弁を介してガス供給源とを接続してなるものである。

【００４９】これによれば低圧室内を所定の圧力に加圧
してその管端部に取付けられた複数個の被校正圧力変換
器の静的圧力校正を同時に行うことができる。

【００５０】また、管体内を隔膜で低圧室、二重隔膜
室、高圧室に仕切って、二重隔膜室と高圧室間に高圧力
差を生じさせて両室間の隔膜を破損させて衝撃波を発生
させ、その衝撃波の速度を管胴部に取付けられた圧力変
換器で計測すると共に、その衝撃波による複数個の被校
正圧力変換器の動的圧力校正を同時に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による圧力変換器校正装置
の構成を示す説明図。

【図２】図１に示した圧力変換器校正装置における圧力
制御系を示す系統図。

【図３】従来の分銅式の静的圧力校正装置における圧力
設定システムの一例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 管端部円板（フランジ） ２ 被校正用圧力変換器 ３ 小型衝撃波管の低圧室 ４ 小型衝撃波管の二重隔膜室 ５ 小型衝撃波管の高圧室 ６ 隔膜 ７ ガス供給源（ＮＯ．１系統） ８ ガス供給源（ＮＯ．２系統） ９ 電磁弁 １０ ニードル弁 １１ ボール弁 １２ ポンプ １３ フィルタ １４ 圧力調整弁 １５ 圧力設定用圧力変換器 １６ 計算機の設定圧力指令部 １７ サーボアンプ １８ 計算機演算部 ２１ 圧力供給源 ２２ フィルタ ２３ 圧力取入口バルブ ２４ 流量計 ２５ タンク ２６ 分銅 ２７ 圧力設定部 ２８ 圧力取出バルブ ２９ バイパス弁 ３０ バランス用鋼球

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 破損により衝撃波を発生させるための隔
   膜２枚で管体の内部を低圧室、二重隔膜室および高圧室
   に仕切り可能で、その低圧室には管端部に複数個の被校
   正用圧力変換器の取付け部と、管胴部に管軸方向に間隔
   を保って取付けられ衝撃波速度を計測するための複数個
   の圧力変換器の取付け部とを設けられ、前記低圧室、二
   重隔膜室および高圧室の各々には、各室内の圧力を設定
   するための圧力設定用圧力変換器と、所要の内部圧力に
   加圧するため圧力調整弁を介してガス供給源とを接続し
   てなることを特徴とする圧力変換器校正装置。