(57)【要約】【課題】従来と比してより高周波数の圧力脈動を再現する。【解決手段】特性評価試験装置１００は、ガスメータ１０８に一端が接続され、他端が開放または閉塞された管路１１０と、ガスメータ１０８を介して管路１１０に接続され、印加される印加電圧に応じて気体供給源１０２から該管路に流入させる気体の流入流量を規制するサーボ弁１０４と、サーボ弁１０４に印加する印加電圧に対するサーボ弁１０４から管路１１０へ流入する気体の流量の関数モデルの逆関数で表される逆関数モデルに基づいて、模擬したい流量に対応する試験信号を印加電圧に変換する制御部１２０とを備える。【選択図】図１
2015081847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量器に一端が接続され、他端が開放または閉塞された管路と、
前記流量器を介して前記管路に接続され、印加される印加電圧に応じて気体供給源から該管路に流入させる気体の流入流量を規制するサーボ弁と、
前記サーボ弁に印加する印加電圧に対する該サーボ弁から前記管路へ流入する気体の流量の関数モデルの逆関数で表される逆関数モデルに基づいて、模擬したい流量に対応する試験信号を該印加電圧に変換する制御部と
を備えることを特徴とする特性評価試験装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記管路で模擬させたい任意の目標圧力脈動に対応する前記サーボ弁から前記管路へ流入する気体の脈動流量を導出する流量導出部と、
前記脈動流量に対応する試験信号に対する、前記印加電圧に対応する制御信号を、前記逆関数モデルに基づいて導出する印加電圧導出部と、
前記制御信号を電圧として前記サーボ弁に出力するサーボ弁制御部と
を有し、
前記管路で計測される圧力の計測結果を参照することなく、該管路で発生させる圧力脈動をオープンループ制御することを特徴とする請求項１記載の特性評価試験装置。
【請求項３】
前記サーボ弁と前記流量器との間に設けられ、該サーボ弁から該流量器へ流入する気体の流れを整流する整流抵抗を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の特性評価試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路（ガス管）で発生する圧力脈動を再現することで、気体の流量（消費量）を計測する流量器（ガスメータ）の圧力脈動に対する特性評価を試験する特性評価試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般生活においてはガス供給ライン、産業分野においてはプラント等でガス管が使用され、ガス管内を流れるガスの流量は、ガスメータで計測される。現在、ガスメータの特性について、定常流に関しては十分に評価が行われており、国際規格やＪＩＳ規格が存在する。
【０００３】
しかしながら、管路を流れるガスは、必ずしも定常流とは限らず、圧力脈動によって非定常な流れが生じることもある。このような非定常な流れにおけるガスメータの特性は、定常流における特性とは異なる可能性があるため、非定常な流れにおけるガスメータの特性を評価する必要がある。
【０００４】
非定常な流れにおけるガスメータの特性評価を試験する特性評価試験装置としては、例えば、等温化圧力容器およびガスメータを介して、一端が閉塞された管路の他端にサーボ弁が接続され、ガスメータと管路との間に圧力センサが設けられたものがある。かかる特性評価試験装置では、等温化圧力容器を集中定数系として扱った状態方程式に基づき、圧力センサで計測される圧力をフィードバックして生成した試験信号をサーボ弁に印加し、管路に圧力脈動を発生させている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の特性評価試験装置では、フィードバック制御の制御性の向上のために等温化圧力容器の容積が管路の容積に比べて充分に大きいため、フィードバックによる制御遅れが大きくなり、例えば高周波数の圧力脈動を再現することができない。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題に鑑み、従来と比してより高周波数の圧力脈動を再現することが可能な特性評価試験装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の特性評価試験装置は、流量器に一端が接続され、他端が開放または閉塞された管路と、前記流量器を介して前記管路に接続され、印加される印加電圧に応じて気体供給源から該管路に流入させる気体の流入流量を規制するサーボ弁と、前記サーボ弁に印加する印加電圧に対する該サーボ弁から前記管路へ流入する気体の流量の関数モデルの逆関数で表される逆関数モデルに基づいて、模擬したい流量に対応する試験信号を該印加電圧に変換する制御部とを備える。
【０００９】
また、前記制御部は、前記管路で模擬させたい任意の目標圧力脈動に対応する前記サーボ弁から前記管路へ流入する気体の脈動流量を導出する流量導出部と、前記脈動流量に対応する試験信号に対する、前記印加電圧に対応する制御信号を、前記逆関数モデルに基づいて導出する印加電圧導出部と、前記制御信号を電圧として前記サーボ弁に出力するサーボ弁制御部とを有し、前記管路で計測される圧力の計測結果を参照することなく、該管路で発生させる圧力脈動をオープンループ制御するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記サーボ弁と前記流量器との間に設けられ、該サーボ弁から該流量器へ流入する気体の流れを整流する整流抵抗を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来と比してより高周波数の圧力脈動を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】特性評価試験装置の構成を示した概要図である。
【図２】目標圧力脈動Ｐｒｅｆと脈動流量Ｑｒｅｆとの関係を示したグラフである。
【図３】（ａ）は、サーボ弁の静特性試験結果（関数モデル）を示したグラフであり、（ｂ）は、サーボ弁の逆関数モデルを示したグラフである。
【図４】本実施形態における特性評価試験装置による圧力脈動の再現結果を示したグラフである。
【図５】従来の特性評価試験装置による圧力脈動の再現結果を示したグラフである。
【図６】本実施形態における特性評価試験装置による圧力脈動の再現結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、特性評価試験装置１００の構成を示した概要図である。図１に示すように、特性評価試験装置１００は、気体供給源１０２、サーボ弁１０４、整流抵抗１０６、流量器としてのガスメータ１０８、管路１１０、真空ポンプ１１２、圧力センサ１１４、１１６、１１８、制御部１２０、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器１２２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１２４および導管１２６（１２６ａ〜１２６ｅ）を含んで構成される。なお、導管１２６ａ〜１２６ｅの断面積は、サーボ弁１０４の有効断面積の４倍以上とすることが好ましい。これは、導管１２６ａ〜１２６ｅの断面積が、この範囲にあると、導管１２６ａ〜１２６ｅによる圧力降下をほとんど無視することができるからである。
【００１５】
気体供給源１０２は、コンプレッサ等のポンプにより構成され、一定圧力（例えば５０ｋＰａ）に空気を圧縮して導管１２６ａを介してサーボ弁１０４に供給する。なお、気体供給源１０２は、空気が高圧に充填されたガスボンベを適用してもよい。また、気体供給源１０２は、空気でなく、都市ガス等の他の気体をサーボ弁１０４に供給してもよい。
【００１６】
サーボ弁１０４は、例えば流量制御型サーボ弁が適用され、少なくとも吸気ポート１０４ａ、排気ポート１０４ｂ、制御ポート１０４ｃが設けられた３方弁である。吸気ポート１０４ａは、導管１２６ａを介して気体供給源１０２に接続される。排気ポート１０４ｂは、導管１２６ｂを介して真空ポンプ１１２に接続される。制御ポート１０４ｃは、導管１２６ｃを介して整流抵抗１０６に接続される。サーボ弁１０４は、制御部１２０からＤ／Ａ変換器１２２を介して出力される制御信号に基づいて、制御ポート１０４ｃと、吸気ポート１０４ａまたは排気ポート１０４ｂとの接続および開度を調整することで、気体供給源１０２から整流抵抗１０６へ流れる空気の流入流量を規制し、また、整流抵抗１０６から真空ポンプ１１２へ逆流する空気の流出流量（負の流入流量）を規制する。
【００１７】
整流抵抗１０６は、導管１２６ｃを介して一端がサーボ弁１０４に接続され、導管１２６ｄを介して他端がガスメータ１０８に接続される。導管１２６ｃおよび１２６ｄは、整流抵抗１０６を介して連通する。整流抵抗１０６は、サーボ弁１０４からガスメータ１０８への空気の流れを整流するものであり、例えば、一定の容量（管路１１０の容積よりも充分に小さい容量）を有する等温化圧力容器や、５０Ｈｚまでの脈動流の流速を測定し得る双方向高速応答流量計等が適用される。
【００１８】
ガスメータ１０８は、プラントや一般家庭で使用されるガスの流量を計測する際に使用されるものであり、導管１２６ｄを介して一端が整流抵抗１０６に接続され、導管１２６ｅを介して他端が管路１１０に接続される。導管１２６ｄおよび１２６ｅは、ガスメータ１０８を介して連通する。
【００１９】
管路１１０は、ガスメータ１０８が設置される管路（例えば、一般家庭へのガス供給システムにおける家屋内の管路）の容積および形状を模擬したものであり、導管１２６ｅを介して一端がガスメータ１０８に接続され、他端が開放または閉塞される。なお、特性評価試験装置１００では、管路１１０の他端が開放されることで、空気に流れがある場合における圧力脈動を再現することができ、管路１１０の他端が閉塞されることで、空気に流れがない場合における圧力脈動を再現することができる。
【００２０】
圧力センサ１１４は、導管１２６ａに接続され、気体供給源１０２からサーボ弁１０４へ流入する空気の圧力を計測する。圧力センサ１１６は、導管１２６ｄに接続され、整流抵抗１０６とガスメータ１０８との間の空気の圧力を計測する。圧力センサ１１８は、管路１１０の他端に接続され、管路１１０の他端の空気の圧力を計測する。
【００２１】
圧力センサ１１６は、計測した空気の圧力を示す計測結果（圧力値）を検出信号として出力し、制御部１２０は、Ａ／Ｄ変換器１２４を介して検出信号を受信する。なお、圧力センサ１１４、１１８は、圧力センサ１１６と同様に、計測した空気の圧力を示す計測結果を検出信号として出力し、制御部１２０は、Ａ／Ｄ変換器を介して当該検出信号を受信するが、説明の便宜上、図１においては省略する。
【００２２】
制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を含むコンピュータにより構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、後述する圧力制御処理を実行する。制御部１２０は、圧力制御処理を実行する際、逆関数モデル導出部１３０、流量導出部１３２、印加電圧導出部１３４、サーボ弁制御部１３６として機能する。かかる各機能部については、後程、詳述する。
【００２３】
Ｄ／Ａ変換器１２２は、制御部１２０から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換してサーボ弁１０４に出力する。Ａ／Ｄ変換器１２４は、圧力センサ１１６から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部１２０に出力する。
【００２４】
このような構成でなる特性評価試験装置１００では、制御部１２０がサーボ弁１０４の開閉を制御することで、サーボ弁１０４から導管１２６ｃに流入する空気の流量を制御し、管路１１０に圧力脈動（圧力波）を発生させる。これにより、特性評価試験装置１００は、実際に使用されるガス管で発生する圧力脈動、つまり非定常の流れを再現する。そして、管路１１０で発生した圧力脈動を圧力センサ１１６で計測することで、制御部１２０で発生させようとした目標圧力脈動に対する、管路１１０で発生した圧力脈動の正確性を確認することができる。以下に、特性評価試験装置１００で発生させる圧力振幅について説明した後、制御部１２０が実行する圧力制御処理について説明する。
【００２５】
（特性評価試験装置１００で発生させる圧力振幅）
特性評価試験装置１００では、例えば３０Ｈｚ以下の１または複数の周波数成分の微小振幅の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動を発生させる。ここで、複数（ｉ）の周波数成分の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動Ｐ（Ｐａ）は、フーリエ級数展開することができ、下記（１）式で示すような三角関数の和で表すことができる。
【数１】
2015081847.tif 000003
…（１）
なお、Ａは振幅であり、ｆは周波数であり、ｔは時間であり、αは位相である。
【００２６】
一方で、サーボ弁１０４は、印加される印加電圧が変化することで管路１１０に流入させる空気の流量を規制するものであるため、管路１１０に圧力脈動を発生させるためには、管路１１０で発生させる１または複数の周波数成分の圧力脈動それぞれに対応する正弦波状の脈動流量を発生させる必要がある。
【００２７】
サーボ弁１０４で発生させる１の正弦波状の脈動流量Ｑｒｅｆ（Ｌ／ｍｉｎ）は、下記（２）式のように表される。
【数２】
2015081847.tif 000004
…（２）
【００２８】
（２）式に基づいてサーボ弁１０４から脈動流量を発生させた場合、管路１１０で発生する圧力脈動、すなわち管路１１０で発生させるようとする１の周波数成分の圧力脈動（以下、目標圧力脈動とも呼ぶ）Ｐｒｅｆは、下記（３）式のように表される。
【数３】
2015081847.tif 000005
…（３）
なお、Ｐｒｅｆは平衡圧である。
【００２９】
図２は、目標圧力脈動Ｐｒｅｆと脈動流量Ｑｒｅｆとの関係を示したグラフである。なお、図２では、脈動流量Ｑｒｅｆを太線で示し、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを細線で示す。図２に示すように、目標圧力脈動Ｐｒｅｆは、脈動流量Ｑｒｅｆに対して位相差Δｔ（φ１/（２πｆ１））が生じる。ここで、１の周波数における脈動流量Ｑｒｅｆに対する目標圧力脈動ＰｒｅｆのゲインＧａｉｎ１をＡ１／ＡＱ１、位相遅れφ１をａ１−ａＱ１とすると、上記（２）式は、下記（４）式のように表される。
【数４】
2015081847.tif 000006
…（４）
【００３０】
また、複数の周波数成分の目標圧力脈動Ｐｒｅｆは、下記（５）式のように表され、（５）式により表される目標圧力脈動Ｐｒｅｆに対する脈動流量Ｑｒｅｆは、下記（６）式のように表される。
【数５】
2015081847.tif 000007
…（５）
【数６】
2015081847.tif 000008
…（６）
【００３１】
したがって、特性評価試験装置１００では、任意に設定される１または複数の周波数に対して（５）式に基づいて導出される目標圧力脈動Ｐｒｅｆと、各周波数成分におけるゲインＧａｉｎｉおよび位相遅れφｉとを（６）式に当てはめることにより、サーボ弁１０４で発生させる脈動流量Ｑｒｅｆを導出することができる。したがって、導出した脈動流量Ｑｒｅｆでサーボ弁１０４を制御すれば、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを管路１１０で発生させることが可能となる。なお、再現する圧力脈動が微小振幅である場合には、流量と圧力との関係が線形であり、個々の周波数成分の圧力脈動を再現できれば、それらを重ね合わせることで複数の周波数成分の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動を発生させることができる。
【００３２】
（圧力制御処理）
次に、制御部１２０が実行する圧力制御処理について説明する。
【００３３】
まず、制御部１２０は、圧力制御処理を実行すると、逆関数モデル導出部１３０が、サーボ弁１０４に印加する印加電圧Ｅに対する、サーボ弁１０４から管路１１０へ流入する空気の流量の関数モデルの逆関数である逆関数モデルを導出する。
【００３４】
図３（ａ）は、サーボ弁１０４の静特性試験結果（関数モデル）を示したグラフであり、図３（ｂ）は、サーボ弁１０４の逆関数モデルを示したグラフである。特性評価試験装置１００では、予めサーボ弁１０４の静特性試験が行なわれ、サーボ弁１０４に印加する印加電圧Ｅを一定の範囲で線形的に変化させていき、各印加電圧Ｅが印加された際にサーボ弁１０４から管路１１０へ流入する空気の流量が、図３（ａ）に示すような静特性試験結果として計測される。
【００３５】
図３（ａ）を参照して明らかなように、サーボ弁１０４の関数モデルは、印加される印加電圧Ｅに対する、流出する空気の流量が非線形となっている。したがって、上記（６）式により求められる脈動流量Ｑｒｅｆをサーボ弁１０４から管路１１０へ単純に流入させようとすると、（６）式に比例した波形の印加電圧Ｅをサーボ弁１０４に印加しても、サーボ弁１０４から管路１１０へ流入する空気の流量は上記（６）式により求められる脈動流量Ｑｒｅｆとは異なる波形となってしまう。
【００３６】
そこで、逆関数モデル導出部１３０は、静特性試験により得られた静特性試験結果に基づいて、サーボ弁１０４の印加される印加電圧Ｅに対する流出する空気の流量の関数モデルを導出し、導出した関数モデルの逆関数である逆関数モデルを導出する。したがって、逆関数モデルは、サーボ弁１０４から流出する空気の流量に対する印加される印加電圧Ｅが関数としてモデル化されたものである。
【００３７】
流量導出部１３２は、ユーザにより設定される（５）式に基づく任意の１または複数の周波数それぞれについて、予め用意または作成したサーボ弁１０４の脈動流量Ｑｒｅｆに対する目標圧力脈動Ｐｒｅｆのボード線図に基づいてゲインＧａｉｎｉおよび位相遅れφｉを導出する。そして、流量導出部１３２は、ユーザにより設定される任意の１または複数の周波数について、導出したゲインＧａｉｎｉおよび位相遅れφｉを上記（６）式に代入することで脈動流量Ｑｒｅｆを導出する。なお、（５）式における任意の周波数ｆｉそれぞれの振幅Ａｉおよび位相αｉはユーザにより設定される。
【００３８】
印加電圧導出部１３４は、逆関数モデル導出部１３０により導出された逆関数モデルを通じて、流量導出部１３２により導出された脈動流量Ｑｒｅｆに対応する試験信号を、サーボ弁１０４に印加する印加電圧Ｅに対応する制御信号に変換することで、サーボ弁１０４に印加する印加電圧Ｅを導出する。
【００３９】
サーボ弁制御部１３６は、印加電圧導出部１３４により導出されたサーボ弁１０４に印加する印加電圧Ｅに対応する制御信号をＤ／Ａ変換器１２２を介してサーボ弁１０４に出力することで、制御信号に基づいた印加電圧Ｅをサーボ弁１０４に印加する。
【００４０】
これにより、特性評価試験装置１００では、逆関数モデルとサーボ弁１０４の関数モデルとで非線形性が相殺され、サーボ弁１０４から管路１１０に（６）式に基づく脈動流量Ｑｒｅｆで空気が流入されるので、ユーザにより設定される任意の複数の周波数成分の圧力脈動が重ね合わされた（５）式に基づく圧力脈動を管路１１０で発生させることができる。
【００４１】
（特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現実験）
次に、特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現実験について、従来の特性評価試験装置による圧力脈動の再現実験と比較しながら説明する。
【００４２】
特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現実験では、１（Ｈｚ）および２０（Ｈｚ）の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動の再現を試みた。より詳細には、１（Ｈｚ）の圧力波については、振幅Ａを１００、位相差を０とし、２０（Ｈｚ）の圧力波については、振幅Ａを４０、位相差を０とし、平衡圧を２３００（Ｐａ）として再現実験を試みた。
【００４３】
したがって、この再現実験においては、上記（５）式の目標圧力脈動Ｐｒｅｆが下記（７）式のように表され、また、予め用意されたボード線図を用いて上記（６）式の脈動流量Ｑｒｅｆが下記（８）式のように表される。
Ｐｒｅｆ＝２３００＋１００ｓｉｎ（２π１．０ｔ）＋４０ｓｉｎ（２π２０．０ｔ）    …（７）
Ｑｒｅｆ＝１．４５０ｓｉｎ（２π１．０ｔ＋１．５７１）＋２．７３８ｓｉｎ（２π２０．０ｔ）＋２．６４１    …（８）
【００４４】
そして、特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現実験では、整流抵抗１０６として双方向高速応答流量計が用いられ、管路１１０の他端は閉塞され、ガスメータ１０８は超音波式ガス流量計が用いられ、計測開始から３０（ｓ）〜４０（ｓ）の間で圧力脈動を発生させ、圧力センサ１１６で圧力を計測した。
【００４５】
図４は、本実施形態における特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現結果を示したグラフである。図４（ａ）は、計測開始からの圧力変化を示したグラフであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）における測定開始後３５（ｓ）〜３６（ｓ）の間の圧力変化を示したグラフである。なお、図４では、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを黒色線で示し、特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現結果（計測結果）を灰色線で示す。
【００４６】
図４（ａ）を参照して明らかなように、特性評価試験装置１００による１（Ｈｚ）の圧力脈動の再現結果は、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを精度よく再現できており、特性評価試験装置１００は、１（Ｈｚ）の圧力脈動を精度よく再現できることが証明された。
【００４７】
また、図４（ｂ）を参照して明らかなように、特性評価試験装置１００による２０（Ｈｚ）の圧力脈動の再現結果は、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを精度よく再現できており、特性評価試験装置１００は、２０（Ｈｚ）の圧力脈動を精度よく再現できることが証明された。
【００４８】
さらに、図４（ａ）および（ｂ）を参照して明らかなように、特性評価試験装置１００による１（Ｈｚ）および２０（Ｈｚ）の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動の再現結果は、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを精度よく再現できており、特性評価試験装置１００は、１（Ｈｚ）および２０（Ｈｚ）の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動を精度よく再現できることが証明された。
【００４９】
一方、特性評価試験装置としては、例えば、等温化圧力容器およびガスメータを介して、一端が閉塞された管路の他端にサーボ弁が接続され、ガスメータと管路との間に圧力センサが設けられたものがある。かかる特性評価試験装置では、等温化圧力容器を集中定数系として扱った状態方程式に基づき、圧力センサで計測される圧力をフィードバックして生成した試験信号をサーボ弁に印加し、管路に圧力脈動を発生させている。本実施形態の特性評価試験装置１００との差異を明確にすべく、従来の特性評価試験装置による圧力脈動の再現実験では、７（Ｈｚ）の圧力脈動の再現を試みた。
【００５０】
図５は、従来の特性評価試験装置による圧力脈動の再現結果を示したグラフである。なお、図５では、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを黒色線で示し、従来の特性評価試験装置による圧力脈動の再現結果（計測結果）を灰色線で示す。
【００５１】
図５を参照して明らかなように、従来の特性評価試験装置による７（Ｈｚ）の圧力脈動の再現結果は、目標圧力脈動Ｐｒｅｆに対して位相が遅れるとともに振幅が小さくなっており、従来の特性評価試験装置は、７（Ｈｚ）の圧力脈動を精度よく再現できているとは言い難い。このように、従来の特性評価試験装置では、等温化圧力容器がフィードバック制御の制御性の向上のために管路の容積に比べて充分に大きな容量を有しており、圧力センサで計測される圧力をフィードバックして制御しているため、５Ｈｚ以上の圧力脈動を精度よく再現することができない。
【００５２】
これに対して、本実施形態の特性評価試験装置１００は、サーボ弁１０４に印加する印加電圧Ｅに対するサーボ弁１０４から導管１２６ｃへ流入する空気の流量の関数モデルの逆関数である逆関数モデルを用いて、脈動流量Ｑｒｅｆに対応する試験信号を、サーボ弁１０４に印加する印加電圧Ｅに対応する制御信号に変換し、制御信号に基づいた印加電圧Ｅをサーボ弁１０４に印加する制御を行う。つまり、特性評価試験装置１００は、圧力センサ１１６で計測される圧力をフィードバックすることなく、系全体としてオープンループにより圧力脈動を制御するので、フィードバックによる制御遅れを伴うこともなく、従来の特性評価試験装置と比して、より高周波数の圧力脈動を精度よく再現することができるとともに、複数の周波数成分の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動を精度よく再現することができる。
【００５３】
また、特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現実験では、１（Ｈｚ）、１０（Ｈｚ）、３０（Ｈｚ）の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動の再現を試みた。この再現実験では、整流抵抗１０６として等温化圧力容器が用いられ、管路１１０の他端は開放され、ガスメータ１０８は超音波式ガス流量計が用いられ、圧力センサ１１６で圧力を計測した。
【００５４】
図６は、本実施形態における特性評価試験装置１００による圧力脈動の再現結果を示したグラフである。図６を参照して明らかなように、特性評価試験装置１００による１（Ｈｚ）、１０（Ｈｚ）、３０（Ｈｚ）の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動の再現結果は、目標圧力脈動Ｐｒｅｆを精度よく再現できており、特性評価試験装置１００は、１（Ｈｚ）、１０（Ｈｚ）、３０（Ｈｚ）の圧力脈動が重ね合わされた圧力脈動を精度よく再現できることが証明された。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、従来と比してより高周波数の圧力脈動を再現することが可能な特性評価試験装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００  特性評価試験装置
１０２  気体供給源
１０４  サーボ弁
１０６  整流抵抗
１０８  ガスメータ（流量器）
１１０  管路
１２０  制御部
１３２  流量導出部
１３４  印加電圧導出部
１３６  サーボ弁制御部
【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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【図６】
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