JPS586143B2 - 漏れ量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に流体を収容する容器など気密を必要と
する物における単位時間当りの微少な漏れの量を測定す
る漏れ量測定装置に関する。

従来気密を必要とする物の漏れを検出するため．漏れの
ない基準タンクと被測定物とに同一の空気圧を与えた後
、これ等基準タンクと被測定物との内圧差が所定時間内
に生じるか否かを調べていた。

この漏れ検出装置は微少の漏れがあっても検出できるが
その漏れ量、つまり単位時間にどれだけ漏れたかを測定
するものではない。

被測定物が一定していれば一定時間経過した時の圧力差
の大きさから予め校正しておくことにより漏れ量を知る
ことができる。

しかし被測定物の内容積が未知であると、前記差圧だけ
では漏れ量を知ることはできない。

この発明の目的は被測定物の内容積に無関係に漏れ量を
測定でき、しかも小型に構成でき安定にして長寿命の漏
れ量測定装置を提供することにある。

以下この発明による漏れ量測定装置の実施例を１図面を
参照して説明しよう。

図において１２は漏れ量が測定されるべき被測定物を示
し、この発明においては被測定物１２と内圧の差を比較
されるべき基準タンク１１が設けられる。

基準タンク１１は漏れが全くないもので被測定物１２と
同一のものでも他のものでもよい。

これ等被測定物１２及び基準タンク１１に対し同一の圧
力を与える手段が設けられる。

例えば空圧源１３が三方弁１４に連結されその三方弁１
４は配管１５を空圧源１３側と大気とに切替えるように
される。

配管１５は配管１６，１７に分岐され、これ等配管１６
，１７は基準タンク１１及び被測定物１２内にそれぞれ
連通される。

配管１６，１７にそれぞれ三方弁１８及び１９が挿入さ
れる。

三方弁１４を空圧源１３側とし、二方弁１８，１９をそ
れぞれ開くことにより基準タンク１１内及び被測定物１
２内に同一の空気圧を与えることができる。

基準タンク１１内及び被測定物１２内に同一の圧力を与
えた後、三方弁１８，１９をそれぞれ閉じ、これ等基準
タンク１１及び被測定物１２の内圧差が差圧検出器２１
にて検出される。

従って差圧検出器２１の両受圧口は配管１６，１７の基
準タンク側及び被測定物側とそれぞれ連結される。

この例では被測定物１２の内部に連結された容積変化可
能手段２２が設けられる。

これは例えばシリンダ２３内を軸方向に分割するピスト
ン２４が軸方向に移動できるようにシリンダ２３内に収
容され、ピストン２４の周面にはＯリング２５が取付け
られてシリンダ２３の内周面と密接され、ピストン２４
の両側は気密的に隔離される。

シリンダ２３の閉塞された側は配管２６を通じて被測定
物１２及び弁１９間の配管１７に連結される。

ピストン２４には軸心位置にて軸２７の一端が固定され
、軸２７はシリンダ２３の開放側より突出され、軸２７
を軸方向に移動することによりシリンダ２３内の内容積
が変化する。

差圧検出器２１の出力により、その検出差圧が零になる
ように内容積可変手段２２が制御される。

例えばモータ２８が設けられ、モータ２８及びシリンダ
２３は共通の保持台２９上に保持される。

モータ２８の回転が変換部３１にて直線運動に変換され
、その直線運動により軸２７が移動される。

変換部３１としては例えば微小長を測定するいわゆるマ
イクロメータを使用し、その調整用回転部をモータ２８
により回転させ、その回転により軸方向に移動する可動
軸を軸２７に連結する。

モータ２８を差圧検出器２１の出力により駆動する。

いま基準タンク１１側と被測定物１２側とが圧力Ｐ１（
正圧）の状態で弁１８．１９を閉じると被測定物１２に
漏れがある場合、その内圧は圧力Ｐ１より時間とともに
減少して基準タンク１１側との間に僅かな差圧が発生す
る。

これを差圧検出器２１が検出しこれに応じた電気出力が
発生し、増幅器３２を経てモータ２８が駆動され、シリ
ンダ２３の内容積が減少する方向にピストン２４が移動
される。

その結果として基準タンク１１及び被測定物１２間の差
圧が零になるよう、つまり被測定物１２側の内圧がＰ１
に保たれるように自動平衡制御される。

このような状態において或る一定時間内に被測定物１２
より大気に漏れた空気の量を△ＶＬとし、ピストン２４
の移動による被測定物１２側の内容、積が測定開始時の
Ｖ１より△Ｖだけ減少したとする。

大気圧Ｐ０とすると（Ｐ１＋Ｐ０）Ｖ ＝（Ｐ１＋Ｐ０
）（Ｖ１−△Ｖ）＋Ｐ０△ＶＬ が成立ちこれより の関係が得られる。

この△Ｖはシリンダ２３内のピストン２４の移動量に比
例している。

従ってピストン２４の移動量又はモータ２８の回転数は
漏れ△■Ｌに比例し、かつ被測定物１２側の内容積■に
無関係となる。

なお被測定物１２及び基準タンク１１内を負圧に排気す
る真空方式の漏れ測定の場合は被測定物１２の漏れによ
る圧力変化は上述と逆になるのでピストス２４の移動方
向も逆となり、シリンダ２３内の内容積が時間とともに
増加する方向に動作するが漏れ測定に関しては同様の結
果が得られる。

漏れ△ＶＬは測定時間により異なるため、漏れの速さ即
ち漏れ量として表わすには前記△■の時間的変化、つま
り時間に対する微分値を測定出力とすればよい。

例えばモータ２８の回転数は前記△■Ｌに比例するから
モータ２８に速度発信機３３を連結し、これを駆動すれ
ば速度発信機３３はモータ２８の回転速度、つまり回転
数の微分値を出力する。

これは前記△ＶＬの微分値、つまり単位時間当りの漏れ
量に比例する。

よって速度発信機３３の出力を予め校正したメータ３４
に供給して指示させれば自動的に漏れ量が測定される。

以上述べたようにこの発明による漏れ量測定装置によれ
ば被測定物１２の内容積に無関係に被測定物１２の漏れ
量が測定される。

被測定物１２及び基準タンク１１の内圧の差を検出し、
それが零になるように容積可変手段２２の容積を変化さ
せるものであり漏れ量は一般に僅かであって容積可変手
段２２の容積は小さなものでよく、全体として小型に構
成できる。

かつその構成は機械的に比較的丈夫なものを使用でき差
圧を検出しこれが零になるように制御する一種の帰還制
御であるため動作が安定でかつ正確に測定できる。

上述では容積可変千段２２のピストン２４をモータ２８
で移動させたが、プランジャソレノイドのような電磁差
動装置によってもよい。

またシリンダ２３ではなくベローズを用い、その一端を
固定し、他端を軸２７で伸縮させてもよい。

更に軸２７の変位を電気量に変換しその電気量を微分し
て漏れ量としてもよい。

なお何れの場合でも一度測定し、次の測定を行う場合に
容積可変手段２２の容積量を予め決められた値に戻して
から行う。

この点から測定が終れば容積可変手段２２の可動部を自
動的に原位置に復帰させるようにすることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明による漏れ量測定装置の一例を示すブロッ
ク図である。 １１：基準タンク、１２：被測定物、１３：空圧源、２
１：差圧検出器、２２：容積可変手段、２３：シリンダ
、２４：ピストン、２８：モータ、３１：回転を直線運
動に変換する変換部、３２：増幅器、３３：速度発信機
、３４：指示メータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定物内と基準タンク内とに同一流体圧力を与え
   る手段と、これ等被測定物及び基準タンク内の圧力差を
   電気信号として検出する差圧検出器と、上記被側定物の
   内部と連通された内容積を変化可能とされた容積変化部
   と、上記差圧検出器の出力により上記容積変化部を上記
   圧力差が零になるように制御する制御手段と、その制御
   された上記容積変化部の容積変化量から上記被測定物の
   漏れ量を検出する手段とを具備する漏れ量測定装置。