(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体で内圧が高められた気密試験品（１）を浸漬せしめる検査液体（３）を貯留する貯液槽（２）と、検査液体（３）中で気密試験品（１）の欠陥部から気泡が離脱する際の振動を検出して該振動に応じた電気信号を出力するセンサ（６）とを備える気密試験装置において、前記センサ（６）からの電気信号に基づいて前記気密試験品（１）からの気泡の離脱を判定する判定手段（９）と、該判定手段（９）による気泡の離脱判定時に気泡発生による発生周波数を検出する発生周波数検出手段（１０）と、発生周波数検出手段（１０）で検出された発生周波数に基づいて発生気泡の体積を算出する気泡体積算出手段（１１）と、予め設定された設定時間内で前記気泡体積算出手段（１１）で算出された気泡体積を加算して前記設定時間内の洩れ量を算出する洩れ量算出手段（１２）とを含むことを特徴とする気密試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体で内圧が高められた気密試験品を浸漬せしめる検査液体を貯留する貯液槽と、検査液体中で気密試験品の欠陥部から気泡が離脱する際の振動を検出して該振動に応じた電気信号を出力するセンサとを備える気密試験装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる気密試験装置が、たとえば特開平６─３００６５５号公報等で既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の気密試験装置では、検査液体中で気密試験品の欠陥部から気泡が離脱する際の振動を複数箇所に配置したＡＥセンサで検出することにより、気密試験品からの漏れの有無、ならびに洩れ発生箇所を検出するようにしているが、洩れ量を検出するものではないので、実用上差し支えない程度の漏れが生じていても漏れが生じていると判断することになり、気密試験品の気密性可否を判断するためには洩れ量を検出することが望ましい。
【０００４】
気密試験品からの洩れ量を検出するにあたって、気泡を直接採取することも考えられるが、検出に要する時間が長くなり、実用には適さない。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、気密試験品からの洩れ量を容易にかつ短時間に検出し得るようにした気密試験装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、気体で内圧が高められた気密試験品を浸漬せしめる検査液体を貯留する貯液槽と、検査液体中で気密試験品の欠陥部から気泡が離脱する際の振動を検出して該振動に応じた電気信号を出力するセンサとを備える気密試験装置において、前記センサからの電気信号に基づいて前記気密試験品からの気泡の離脱を判定する判定手段と、該判定手段による気泡の離脱判定時に気泡発生による発生周波数を検出する発生周波数検出手段と、発生周波数検出手段で検出された発生周波数に基づいて発生気泡の体積を算出する気泡体積算出手段と、予め設定された設定時間内で前記気泡体積算出手段で算出された気泡体積を加算して前記設定時間内の洩れ量を算出する洩れ量算出手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、検査液体中の気密試験品から気泡が離脱する際に発生する振動がセンサで検出されるので、該センサからの電気信号に基づいて気泡が離脱したと判定手段が判定することが可能である。一方、気泡の発生に伴って生じる振動の周波数と、発生した気泡の半径との間には相関関係があり、発生周波数検出手段で検出された発生周波数に基づけば発生気泡の体積を算出することが可能である。したがって前記発生周波数に基づいて気泡体積算出手段で算出された気泡の体積を設定時間内で順次加算していくことで、設定時間内での発生気泡の体積を得ることが可能である。すなわち気密試験品からの洩れ量を洩れ量算出手段で得ることが可能であり、気密試験品からの洩れ量を容易にかつ短時間に検出することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１は気密試験品を浸漬せしめた状態の貯液槽の縦断面図、図２は演算処理装置の構成を示すブロック図、図３は気泡発生に伴なう振動検出波形の一例を示す図、図４は図３の振動波形での発生周波数検出を説明するための波形図、図５は気泡半径および発生周波数の関係を示す図である。
【００１０】
先ず図１において、タンクあるいは気化器用フロート等の気密性が要求される気密試験品１の気密試験にあたっては、図示しない気体昇圧手段によって内圧を高められた状態にある気密試験品１が、貯液槽２に貯溜された検査液体３中に浸漬されるようにして図示しない保持手段により貯液槽２内に保持される。前記検査液体３としては、気密試験品１に応じて適切な液体が適宜選択される。
【００１１】
前記貯液槽２内の底部には支持台４が固定されており、この支持台４上に伝送板５の一端が固定される。該伝送板５の他端には気密試験品１の略半周を囲むピックアップ部５ａが一体に設けられており、伝送板５上には、検査液体３中で気密試験品１の欠陥部から気泡が離脱する際の振動を検出して該振動に応じた電気信号を出力するセンサであるＡＥ（アコースティック・エミッション）センサ６が取付けられる。
【００１２】
而して気密試験品１の欠陥部から気泡が離脱するのに応じて生じる液体振動はピックアップ部５ａで検出されて固体振動に変換され、伝送板５を介してＡＥセンサ６に伝搬されることになる。
【００１３】
前記固体振動の検出に伴ってＡＥセンサ６から出力される電気信号は演算処理装置７に入力され、この演算処理装置７での演算結果が表示装置８に表示される。
【００１４】
図２において、演算処理装置７は、ＡＥセンサ６からの電気信号に基づいて気密試験品からの気泡の離脱を判定する判定手段９と、該判定手段９による気泡の離脱判定時に気泡発生による発生周波数を検出する発生周波数検出手段１０と、発生周波数検出手段１０で検出された発生周波数に基づいて発生気泡の体積を算出する気泡体積算出手段１１と、予め設定された設定時間内で気泡体積算出手段１１で算出された気泡体積を加算して前記設定時間内の洩れ量を算出する洩れ量算出手段１２とを含む。
【００１５】
判定手段９には、不必要な周波数成分のノイズをカットするために、たとえば３〜３０ＫＨｚの周波数フィルター１３を介してＡＥセンサ６からの電気信号が入力されるものであり、この周波数フィルター１３を、たとえば３〜６，６〜１０，１０〜１５，１５〜２０，２０〜２５，２５〜３０の細分割フィルターとしてＳ／Ｎを向上するようにしてもよい。またノイズが発生する惧れのない実験室等で気密試験が実施される場合には、上記周波数フィルター１３を省略することも可能である。
【００１６】
判定手段９では、ＡＥセンサ６からの電気信号が予め定められたしきい値を超えたときに、気密試験品１から気泡が発生したと判断する。たとえばＡＥセンサ６からの電気信号が図３で示すようなものであるときに、たとえば±２５ｍＶにしきい値Ｔｈが設定されており、そのしきい値ＴｈをＡＥセンサ６の出力電圧が超えた時点ｔに、判定手段９は気密試験品１から気泡が発生したと判断する。
【００１７】
発生周波数検出手段１０は、ＦＦＴアナライザ等で構成されるものであり、気密試験品１から気泡が発生したと前記判定手段９が判定した時点ｔから所定時間（たとえば１０ｍ秒）内のＡＥセンサ６からの入力信号を解析して発生周波数を検出する。而して気泡発生時の発生周波数分析結果が、たとえば図４で示すようなものであった場合には、発生周波数検出手段１０は、ピーク周波数である３．６ＫＨｚを発生周波数であるとして検出することになる。
【００１８】
ところで気密試験品１から発生する気泡の半径をｒ（ｍｍ）、比熱比をγ（気泡が空気の場合１．４）、気泡の内圧をＰ0 （液面近くでは大気圧のほぼ等しく０．３ｋｐａ）、検査液体３の密度をρ、表面張力をσ（Ｎ／ｍ）としたときに、発生周波数ｆは、次の理論式で表わされる。
ｆ＝〔（３γＰ0 ／ρ）−｛２σ／（ρｒ）｝〕1/2 ／（２πｒ）……（１）
ここで、検査液体３として、たとえば第三石油類を用い、ρを０．７５８、σを２７×１０-3（Ｎ／ｍ）としたときに、前記理論式に従う発生周波数ｆおよび気泡の半径ｒの関係は、
ｆ＝３．８０／ｒ……（２）
となり、図５において実線で示す曲線となる。
【００１９】
一方、発生周波数ｆの実測値は図５のグラフ上に○でプロットした値となり、実測値に基づく発生周波数ｆおよび気泡の半径ｒの関係は、
ｆ＝３．１５／ｒ……（３）
となり、図５において点線で示す曲線となる。
【００２０】
気泡体積算出手段１１は、上述の第（２）式もしくは第（３）式に基づいて得た気泡の半径ｒから気泡の体積を算出するものであり、より正確な気泡の体積を求めるためには上記第（３）式に基づく半径ｒを用いて気泡の体積を算出することが望ましい。なお、上記第（１）式における表面張力σは、検査液体３の温度で変化するので、検査液体３の温度検出結果に応じて表面張力σを補正するようにしてもよい。
【００２１】
洩れ量算出手段１２は、気密試験品１から気泡が発生したと前記判定手段９が判定した時点ｔから予め設定された設定時間が経過するまでに、気泡体積算出手段１１で算出された気泡体積を加算することで、前記設定時間内の洩れ量を算出するものであり、この洩れ量算出手段１２で得られた洩れ量が表示装置８に表示される。また洩れ量算出手段１２で得られた洩れ量が予め設定された設定値を超えるか否かを判定し、その判定結果を前記表示装置８に表示させようにすることも可能である。
【００２２】
次にこの実施例の作用について説明すると、貯液槽２に貯溜された検査液体３中の気密試験品１から気泡が離脱する際に発生する振動がＡＥセンサ６で検出され、判定手段９が、ＡＥセンサ６からの電気信号に基づいて気泡が離脱したと判定する。一方、気泡の発生に伴って生じる振動の周波数と、発生した気泡の半径との間には、上記第（２）および（３）式のような相関関係があり、発生周波数検出手段１０で検出された発生周波数に基づけば発生気泡の体積を算出することが可能である。したがって発生周波数検出手段１０で検出された発生周波数に基づいて気泡体積算出手段１１で算出された気泡の体積を、洩れ量算出手段１２において順次加算していくことで、設定時間内での発生気泡の体積を得ることが可能である。
【００２３】
このようにして判定手段９、発生周波数検出手段１０、気泡体積算出手段１１および洩れ量算出手段１２を含む演算処理装置７に、ＡＥセンサ６からの電気信号を入力することにより、気密試験品１からの洩れ量を、容易にかつ短時間に検出することが可能となる。
【００２４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２５】
たとえば上記実施例では、検査液体３中で気密試験品１の欠陥部から気泡が離脱する際の振動をピックアップ部５ａを有する伝送板５を介して伝搬せしめ、伝送板５に取付けられたＡＥセンサ６で伝送板５の固体振動を検出するようにしたが、伝送板５を用いずに気泡振動を直接検出するようにしてもよい。この場合、気泡振動を直接検出するセンサとては、ＡＥセンサ６に限定されるものではなく、水中マイク等の気泡振動を検出可能なものであればよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、気密試験品からの洩れ量を容易にかつ短時間に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】気密試験品を浸漬せしめた状態の貯液槽の縦断面図である。
【図２】演算処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】気泡発生に伴なう振動検出波形の一例を示す図である。
【図４】図３の振動波形での発生周波数検出を説明するための波形図である。
【図５】気泡半径および発生周波数の関係を示す図である。
【符号の説明】
１・・・気密試験品
２・・・貯液槽
３・・・検査液体
６・・・センサとしてのＡＥセンサ
９・・・判定手段
１０・・・発生周波数検出手段
１１・・・気泡体積算出手段
１２・・・洩れ量算出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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