JPS5942675Y2 - ボンベの自動耐圧測定装置における水位差測定器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はボンベ・の自動耐圧測定装置における水位差測
定器に関する。

ＬＰガスボンベ、酸素ボンベ等の高圧ボンベは製造時お
よび再検査時に耐圧測定を受けることが義務づけられて
おり、漏れおよび異常膨張がなく恒久増加率は一定値以
下であることが規定されている。

そして、水槽式の試験方法における従来の測定装置は、
ビユレット管内の液の水位を目で読み取り測定するもの
であった。

そのため、視覚上の読み誤りによる測定誤差を避けられ
ず、測定値の信頼性がない問題がある。

本考案は、液パイプ内の液面が水位計測用電極を過ぎる
まで、その液パイプを降下させて、その過ぎる瞬間の導
体と電極間の静電容量を、水位計測用電極における水位
の計測点に相当する設定レベル値を設定している静電式
水位検出回路で判別してその設定レベル値との一致時に
液面検知すると共にその液パイプの降下量をパルス数さ
らに液量に換算することによって、測定開始時の零点レ
ベル設定から、加圧測定時におけるボンベの全増加量お
よび恒久増加量まで自動測定し得るようにしたことを特
徴とする。

以下図面により実施の一例を説明すれば、自動耐圧測定
装置Ａの機枠１は窓２位置に本考案水位差測定器の水位
検出器３を内蔵し、この水位検出器３内には液パイプ４
を遊貫挿せしめると共に液パイプ４には原動機５の螺子
状駆動軸６と螺合して軸の正逆回転にともない自転する
ことなく上下動する作動体Ｔを一体連動状に接続して昇
降動自在にし、且つ上記駆動軸６には水位検出器３と電
気的に接続しているパルス発振器８を連結し、このパル
ス発振器８には計算器９を電気的に接続する。

液パイプ４は絶縁性且つ非磁性の部材で管状に成型され
ていて、液室１０の管心位置には線状導体１１を設ける
。

この液パイプ４下端には螺旋状で上下に伸縮動作自在な
連通管１２および電磁弁１３を介して水槽１５と連通せ
る通水管１４を接続し、通水管１４の途上には補給水タ
ンク１８からきて且つ電磁弁１７を有する給水管１６を
接続すると共に電磁弁２０を備えた流水管１９を接続し
て、オーバーフロータンク２１と連通せしめる。

オーバーフロータンク２１はその溢水口２２が上記水位
検出器３よりも高位に位置するようにして機枠１内に定
設する。

上記液パイプ４内の液の水位を検出する水位検出器３は
器枠２３内の上下位置に環状の水位計測用電極２４と水
条件測定用電極２５とを適宜間隔状に取付けて、両電極
２４，２５内を液パイプ４が昇降動作自在に形成し、上
記両電極２４．２５と液パイプ４内の導体１１に静電式
水位検出回路２６を連絡せしめて構成しており、水位の
計測に先だち、その水条件を水条件測定用電極２５と導
体１１間の水の誘電率により測定し、然る後に液面が水
位計測用電極２４における水位の計測点を降下して通過
するさいにおける液と空気との誘電率の差すなわち導体
１１と電極２４間の静電容量の差の変化を検出して静電
式水位検出回路２６で判別して液面検知し、且つその検
知信号をパルス発振器８に作動信号として発するように
しである。

静電式水位検出回路２６は回路内に、水位計測用電極２
４における水位の計測点すなわち成る静電容量値に相当
するレベル値をあらかじめ設定していて、水位計測用電
極２４における水位の変動にともない変化する上記導体
１１と水位計測用電極２４間の静電容量Ｃｘを検知して
、そのＣｘとレベル値との一致時に液パイプ４内の水位
を検出するもので、具体的には静電容量Ｃｘを受けた計
測用発振回路イはｆｘなる発振周波数のパルスを発振し
、このｆｘの周期Ｔｘを計数時間として、その基準周波
数のパルスを計数回路トで計数する。

分周回路口はｆｘをｌ／Ｎに分周して水位計測の分解能
力をＮ倍に高め、計数時間をＮＴｘとして計数回路トに
出力する。

計数回路トは計数したデジタル値をタイミング回路チお
よび記憶回路すを通じてＤ−Ａ変換回路ヌに送る。

タイミング回路チは計数時間ＮＴｘに対応して記憶回路
すの読込信号として働くパルスすなわち計数完了パルス
信号を出力し、記憶回路、りは次の計数時間の完了まで
計測数を記憶してＤ−Ａ変換回路ヌの出力を保持する。

Ｄ−Ａ変換回路ヌは計数回路トで計数されたデジタル値
をアナログ値に変換して、その出力を判別回路ワに送る
。

判別回路ワは水位レベル設定器を有していて、水位計測
用電極２４における水位の任意の計測点におけるレベル
値を設定していて、Ｄ−Ａ変換回路ヌから送られてくる
出力とレベル値を比較して、その一致時を液面検知とし
て判別して、検知信号をパルス発振器８に発振する。

又、静電式水位検出回路２６は水を誘電体として計測す
ることにともなう影響すなわち水の温度、汚れ等の水条
件を測定し得るように、測定用発振回路ハを液パイプ４
外周における水位計測用電極２４の下位置に設けられた
水条件測定用電極２５および導体１１と電気的に接続さ
せている。

この測定用発振回路ハは水を誘電体とする導体１１と水
位計測用電極２５間の静電容量Ｃｓを受けてｆｓなる発
振周波数のパルスを発振し、計数時間ＮＴｘを受けてい
る計数回路トに入力することにより、計数回路トの出力
はｆｓ−ＮＴｘとなり、Ｄ−Ａ変換回路ヌの出力Ｖｘは
ＶＸａｃｆｓ・ＮＴＸ＝Ｎｆｓ／ｆｘとなって、水の温
度、汚れ等による影響は除去される。

分周回路二はｆｓを、水位計測用電極２４における水位
が同電極長さＬのｌ／１０の時に計測用発振回路イから
出力されるパルスｆｘと等しくする分周比Ｍで分周して
、初期値削除回路ホが作動できるようにする整合回路で
ある。

初期値削除回路ホは、水位計測用電極２４における水位
が零の附近ではｆｘの変化は直線性を示さないので、水
位計測用電極２４における水位が同電極長さＬの１／１
０の時に計測用発振回路イから出力されるパルスｆｘと
等しいｆｏｌｏの時には計数回路ト並びにＤ−Ａ変換回
路ヌが零値を示すようにしていて、ｆｘ≧ｆｏｌｏの時
にゲート回路へを閉じ、ｆｘ＜ｆｏｌｏの時にはゲート
回路へを開く様に信号を発して、回路２６全体の動作安
定度が増すようにしている。

即ち、ｆｘ／Ｎとｆｓ／Ｍとの差分を出力してゲート回
路へに送り、水位計測用電極２４の水位の計測領域を同
電極長のＬ／１０以上に設定して、動作安定度を高めて
いる。

又、静電式水位検出回路２６は水条件測定用電極２５に
おける水位が減少するのに比例して大きくな６ｆｓ値に
よって再度判別回路ワから誤りの信号がゲート回路力に
出力されないように、ｆ−ｖ変換回路ルと判別回路ヲを
有していて、ｆ−ｖ変換回路ルはデジタル−アナログ変
換回路で、入力するｆｓに比例した電圧ＶＡを判別回路
ヲに出力する。

判別回路ヲは異常水位レベル設定器を有していて、水条
件測定用電極２５における異常水位の計測点の静電容量
値に相当するレベル値を設定しており、この判別回路ヲ
は水条件測定用電極２５における水位が計測点に下がっ
た時に、そのことをｆ−ｖ変換回路ルかも送られてきて
いる出力とレベル値とを比較して、その一致時を異常水
位検知として判別して、検知信号をゲート回路力に出力
して同回路力を閉じ、判別回路ワかもの誤信号を切断す
る。

それにより水位検出器３は基準用電極２５位置に液が存
在しているときでＪ計測用電極２４の位置範囲内のあら
かじめ設定された計測ポイントを液パイプ４とともに液
が降下して通過する都度（ボンベＢの耐圧測定時におけ
る零点（零加圧時の基準水位点を指す）設定時、第２次
加圧時、第２次加圧後の除圧時）その液面すなわち水位
を瞬時に検出し、その検出信号をパルス発振器８に作動
信号として出す。

パルス発振器８は液パイプ４を駆動昇降ならしめる駆動
軸６端に一体連動状に連結し、水位検出器３かもの検出
信号により零点設定時から第２次加圧時まで、および第
２次加圧時から除圧時までの液パイプ４の降動時におけ
る駆動軸６の回転数に比例した各パルス数を計算器９に
発振する。

計算器９はそのパルス数を液量に換算して、零点設定時
から第２次加圧時までの液の増加量すなわち全増加量と
、第２次加圧時から除圧時までの液の減少量を差し引い
た恒久増加量とを算出し、パネル面５４に表示する一方
、それをプリンター２７に送り、用紙２８に記録する。

斯（構成した装置ＡにはボンベＢの加圧機構系すなわち
加圧器２９と、ボンベＢの吊下管３３へ至る送水管３０
と、この送水管３０途上の加圧用電磁弁３１および鉄管
３０から分岐して設けられた除圧用電磁弁３２とが内蔵
されてなると共にこの加圧機構系を含む上記作動および
制御機構系の操作盤５５がセットされており、自動或い
は任意に手動で耐圧測定操作する。

次にボンベＢの耐圧測定状態を自動測定の場合テ説明す
ると、操作盤５５の各キー３４を押して測定年月日とボ
ンベナンバーと客先コードとを各表示面３５，３６．３
７で確認しつつプリンター２７で用紙２８に記録し、水
槽１５内にボンベＢを吊下げて蓋３８で密閉すると共に
弁３９．３９から空気抜きする。

このとき電磁弁２０は開いているが、他の電磁弁１３，
１７，３１，３２は閉じている。

そして密閉および空気抜き完了後、弁３９．３９を閉じ
、次いで電磁弁１３を開き、設定完了ボタン４０を押す
。

然る後、零点調整に移りスタートボタン４１を押す。

それにより電磁弁１Ｔは開き、補給水タンク１８からの
水が給水管１６を通り水槽１５内に満水すると同時に原
動機５の駆動で昇動せる液パイプ４内に流入し、且つ流
水管１９よりオーバーフロータンク２１へ流れ込む。

そして該タンク２１内がその溢水口からオーバーフロー
するまで補給されたとき、これを検出器４２が検知して
電磁弁１７．２０を閉じる。

この時点で液パイプ４内の液の水位は水位検出器３より
も高位の上記オーバーフロータンク２１の溢水口２２と
水平線上にある。

上記電磁弁１７．２０が閉じられた後、逆転せる駆動軸
６により液パイプ４は降動し、液パイプ４内の液の水位
が水位検出器３を通過した瞬間に水位検出器３はその水
位を検知して検出信号をパルス発振器８に伝えて零点レ
ベルを設定する一方、液パイプ４は降動を停止する。

かくして零点設定が完了した後、第一次加圧に移行し、
電磁弁３１が開き、ボンベＢ内には加圧器２９かもの水
が圧入して２５に９／ｄまで加圧した時点で電磁弁３１
は一定時間閉じ、圧力洩れを調べた後、再び電磁弁３１
は開き第二次加圧に移行して３１Ｋｆ／ｃｒ／１まで加
圧する。

このとき液パイプ４内の水位はボンベＢの膨張度合に比
例して上昇している。

同圧力に達した時に電磁弁３１は３０秒間閉じ、それと
同時に液パイプ４は降動し始め、水位が再び水位検出器
３を通過した瞬間、これを検知した水位検出器３からの
信号がパルス発振器８に送られて、液パイプ４が降動を
停止すると共に上記零点設定時から第二次加圧時までの
液の増加量すなわちボンベＢの全増加量が計算器９によ
り算出されてパネル面５４に表示される一方、ブリンタ
ー２Ｔで用紙２８に記録する。

尚、上記電磁弁３１０３０秒タイマーが切れる寸前に再
度水位検出器３を通過させて、当初検出した水位に変化
がないかを二重に測定し、異常をチェックしている。

かくして全増加量を測定したる後、ただちに恒久増加量
の測定に移り、上記３０秒タイマーが切れると同時に除
圧用電磁弁３２が開き、ボンへＢは除圧される。

それにともない液パイプ４内の水位はボンベの縮少度合
に見合い降下する。

そして除圧と同時に液パイプ４は昇動し、次に降動して
水位は再度水位検出器３を通過する。

その水位を瞬時に検知した水位検出器３は信号をパルス
発振器８に発し、パルス発振器８は液パイプ４を停止さ
せると共に先の全増加量測定時から除圧後進の液の水位
差をパルス数で計算器９に送り、計算器９は送られてき
たパルス数を換算してボンベＢの恒久増加量を算出し、
パネル面５４に表示する一方、プリンター２７に送り用
紙２８に記録する。

斯様にしてボンベＢの全増加量および恒久増加量が自動
的に測定記録されたる後、各機構系は当初に復帰し、再
び次のボンベＢの耐圧測定に移行する。

上記機構系は適時作動するように制御器５２によりコン
トロールされている。

したがって、水位を水位検出器３で瞬時にとらえて測定
するため、正確な値の測定値を得ることができると共に
その値を各ボンベ別に用紙から読み取ることができる。

尚、第一次および第二次加圧時における圧力は各圧力計
４３．４４により確認でき、且つ加圧時におけるボンベ
Ｂの圧力洩れ等は表示灯４５ 、４６およびブザー等で
知ることができる。

又、測定時における各状態は零点調整表示灯４Ｔ、第一
次加圧表示灯４８、第二次加圧表示灯４９全増加量およ
び恒久増加量の測定表示灯５０、同測定完了表示灯５１
により確認できるし、且又、各手動ボタン５３によりマ
ニアルで操作測定することもできる。

さらにプリンター２７は全増加量と恒久増加量の比を自
動的に演算して、その比すなわち恒久増加率がｌｏ％を
越えた場合は赤で印字すると共にブザーで知らせ、以内
であれば黒で印字するので、不良ボンベのチェックが容
易である。

本考案は以上のように、零点を固定せずに、水位が通過
した瞬間をとらえてその検出位置を零点レベルとするた
め、液の表面張力や水位ノハラツキ、読み誤り等で正確
に零点設定できないでいた従来の欠点を解消して、正確
な零点を設定することができた。

そしてボンベの加圧時および除圧時にも、液パイプを降
動させて水位検出器をすぎらせ、その水位を瞬間的に検
出してパルス発振器に伝え水位差をパルス数に換算して
会定するようにしたので、算出されるボンベの全増加量
および恒久増加量は叙上零点が正確に設定されているた
め信頼度の高い正確な値を得ることができた。

それにより、ボンベの耐圧測定を正確且つ自動的に効率
よく行なえる効果を呈する。

依って、所期の目的を達成し得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案水位差測定器を組込みした自動耐圧測定
装置の実施の一例を示す正面図、第２図は縦断側面図、
第３図はシステム図、第４図は水位検出器に一部断面し
て示す拡大図、第５図は回器の静電式水位検出回路を示
す回路図、第６図は同回路のタイムチャート図である。 図中１は機枠、３は水位検出器、４は液パイプ、６は駆
動軸、８はパルス発振器、９は計算器、１１は液パイプ
４内の導体、１４は通水管、１５は水槽、２４は水位計
測用電極、２６は静電式水位検出回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中心に導体を有し、水槽内と通水管で連絡している液パ
   イプ、液パイプを昇降駆動する駆動軸、パルス数を液量
   に換算する計算器と連絡して、駆動軸の回転数に比例し
   たパルス数を発振するパルス発振器、上記液パイプ途中
   の外周に定置された水位計測用電極を有していて、液パ
   イプの降下にともない液面が水位計測用電極を通過する
   際の上記導体と電極間の静電容量を、水位計測用電極に
   おける水位の計測点に相当する設定レベル値をあらかじ
   め設定している静電式水位検出回路で判別してその設定
   レベル値との一致時に液面検知すると共にその検知信号
   をパルス発振器に作動信号として発する水位検出器から
   なるボンベの自動耐圧測定装置における水位差測定器。