(57)【要約】【課題】  穴や開口部を持つハウジング類又は容器の漏れを検査する装置であって、外の雑音に影響されることなく短時間で正確に検査することが出来る漏れ検査装置の提供。【解決手段】  圧縮気体を充填した被検査物を入れる検査容器には、該被検査物から発生する漏れ音を検出するマイクロフォンを取付け、検査容器の外にも別のマイクロフォンを取付け、両マイクロフォンにて検出した音の周波数を表示する周波数分析器と、周波数分析器にて作成したパワースペクトラムを比較するコンピュータを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄やアルミ合金鋳物又は鉄板を溶接等して形成した穴や開口部を持つハウジング類又は容器の漏れを検査する装置において、上記ハウジング類又は容器である被検査物を内部空間に設置する検査容器を有し、この検査容器の蓋部は開くことが出来て外から検査容器内に設置した上記被検査物に圧縮気体を充填する手段を設け、一方、検査容器内と検査容器の外にはマイクロフォンを夫々取付け、そして各マイクロフォンにて検出した音の周波数を分析する周波数分析器を備えると共に、周波数分析器から出力されるパワースペクトラムを比較する為のコンピュータを設けたことを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項２】
鋳鉄やアルミ合金鋳物又は鉄板を溶接等して形成した穴や開口部を持つハウジング類又は容器の漏れを検査する装置において、上記ハウジング類又は容器である被検査物を内部空間に設置する検査容器を有し、この検査容器の蓋部は開くことが出来て外から検査容器内には上記被検査物内へ侵入しないように圧縮気体を充填する手段を設け、一方、被検査物内と検査容器の外にはマイクロフォンを夫々取付け、そして各マイクロフォンにて検出した音の周波数を分析する周波数分析器を備えると共に、周波数分析器から出力されるパワースペクトラムを比較する為のコンピュータを設けたことを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項３】
表面に開口部又は穴を有すハウジング類や容器の漏れを検査する方法において、上記ハウジング類や容器である被検査物を開閉可能な検査容器に設置し、検査容器を閉じると共に被検査物に外から空気又はその他の気体を充填して所定の内圧に高め、このとき被検査物に微小穴が存在するならば該微小穴から気体が検査容器へ流出し、この際の漏れ音を検査容器内に取付けたマイクロフォンによって検出すると共に周波数を分析し、一方、検査容器の外に取付けたマイクロフォンによって検知した雑音の周波数と比較して、両周波数のパワースペクトラムを比較して微小穴からの漏れ判断を行うことを特徴とする漏れ検査方法。
【請求項４】
表面に開口部又は穴を有すハウジング類や容器の漏れを検査する方法において、上記ハウジング類や容器である被検査物を開閉可能な検査容器に設置し、検査容器を閉じると共に被検査物内に侵入しないように外から空気又はその他の気体を充填して所定の内圧に高め、このとき被検査物に微小穴が存在するならば該微小穴から気体が被検査物へ流れ、この際の漏れ音を被検査物内に取付けたマイクロフォンによって検出すると共に周波数を分析し、一方、検査容器の外に取付けたマイクロフォンによって検知した雑音の周波数と比較して、両周波数のパワースペクトラムを比較して微小穴からの漏れ判断を行うことを特徴とする漏れ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は漏れ音を検出することにより、機械部品のハウジング類やその他の容器の漏れを検査する装置及び検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体や気体を収容する容器は無数に存在し、これら容器は密閉されて収容した液体や気体が漏れないようになっている。従って、燃料タンクやドラム缶などの密閉型の容器類や機械装置を構成するハウジング類は、収容する液体や気体が漏れるか否かを検査する必要がある。これらの容器やハウジング類などの被検査物の漏れ検査は従来から様々な方式で行なわれて来ている。
【０００３】
(１)泡式漏れ検査と称される方法は、エアーやガスなどが圧送される配管の継手部などに粘性の液をスプレーし、泡の発生状況から漏れ検査を行なっている。
しかし、漏れ検査部に粘性の液をスプレーする泡式漏れ検査は、検査工数がかかり検査終了後に拭取りなどの作業も必要とし、煩わしい作業となっている。又見落としなどの誤検査をする虞や、微小な漏れの場合には漏れ検査が難しいといった問題がある。
【０００４】
(２)水没式漏れ検査と呼ばれる方法は、被検査物の内部にエアー又は窒素ガスを注入・密閉して水没させ、気泡の発生状況から漏れ検査を行なっている。
しかし、内部にエアー又は窒素ガスを圧入して水没させる水没式漏れ検査は、検査後に乾燥などの作業が必要となり極めて工数のかかる煩わしい作業となっており、しかも微小の漏れの場合には漏れの検出が難しいといった問題がある。
【０００５】
(３)ヘリウム式漏れ検査と呼ばれる方法は、被検査物の内部を真空にしてヘリウム濃度により漏れ検査を行なっている。
しかし、内部を真空にしてヘリウムにより漏れ検査を行なうヘリウム式漏れ検査は、検査装置が極めて高価であり、又、検査に使用するヘリウムも極めて高価で工数のかかる煩わしい作業である。
【０００６】
(４)容器内部の空気の圧力を高めて、内部の空気が小さな穴を通って外部に漏れるときに発生する超音波を検出して、漏れ検査を行なう方法が発明されている。
しかし、容器内部に高圧の空気を封入し、空気が漏れる際に発生する超音波を検出する方法は、超音波の振幅が極めて小さい為に、漏れの超音波を周囲雑音から区別することが困難であり、その為に被検査物を密閉容器内に配置して遮音することが必要である。しかし、このように遮音しても床面などの周囲物体を通して伝達する微細な振動が雑音として遮蔽容器内へ伝わり、検査に影響する。又、超音波は強い直進性を持つために、マイクロフォンから見て、漏れの箇所が被検査物に遮られるときには検査精度が低下してしまう。
【０００７】
特許第３３８７５７７号に係る「ビール樽の漏れ検査装置」は、ビール樽全体を収容可能な凹部が形成された固定遮音装置と、ビール樽の上面および底面のうちの、手で持つための孔が設けられている側の面が置かれ、固定遮音装置の凹部開口端面と密着して前記ビール樽全体を密閉する空間を形成するテーブルと、固定遮音装置内に設けられ、圧縮空気が充填された前記ビール樽の空気漏れにより発生する超音波を検出することで前記ビール樽の漏れの有無を検査する第１の超音波検出器および第２の超音波検出器とを備え、前記第１の超音波検出器が、前記ビール樽の、前記テーブルと対向する面とは反対面の近傍に設けられ、前記第２の超音波検出器が、前記ビール樽の前記テーブルに置かれる面側にある前記孔の近傍に設けられ、前記第１の超音波検出器および前記第２の超音波検出器の各々は、音波をピックアップする音波センサーと、該音波センサーでピックアップした音波の信号から、空気漏れとして判断される超音波の周波数帯域の信号のみをパスするバンドパスフィルタとを有し、該バンドパスフィルタを経た信号から、前記ビール樽の漏れの有無を検出することができる。
【０００８】
特開平１１−１４２２７９号に係る「超音波式漏れ検査装置」は、配管の継部や、燃料タンクなどの容器類あるいはゴムや合成樹脂の袋状のものなどの漏れの測定作業を容易とし、的確に漏れを検出する超音波式漏れ検査装置である。そこで、漏れ音を検出する超音波検出器と、該超音波検出器の出力信号を入力し予め定めた狭帯域の周波数のみを通過させる帯域フィルタと、該帯域フィルタの出力信号を検波する検波器とを備えている。
【特許文献１】特許第３３８７５７７号に係る「ビール樽の漏れ検査装置」
【特許文献２】特開平１１−１４２２７９号に係る「超音波式漏れ検査装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように漏れを検査する方法は色々知られているが、上記のごとき問題がある。本発明が解決しょうとする課題はこれら問題点であり、機械装置のハウジング類や容器などの漏れを正確にしかも短時間で容易に検出する漏れ検査装置及び漏れ検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る漏れ検査装置は予め用意した検査容器(計測室)の中に被検査物を入れ、所定の圧縮空気(又は任意の圧縮気体)を被検査物の内部に充填する。圧縮空気の充填は被検査物に設けている開口部や穴から行われ、複数の開口部や穴がある場合には、１箇所を除いて他の開口部や穴は閉じられる。そこで、被検査物に微小穴が存在する場合、空気が被検査物内部から検査容器内に流出し、この際に漏れ音が発生する。一方、被検査物に設けている開口部や穴を閉じて、検査容器に圧縮空気を充填することで、微小穴から被検査物の内部へ空気が侵入するようにして検査することも出来る。
【００１１】
本発明ではマイクロフォンを検査容器内部で被検査物の外に取付け、又は被検査物の内部に配置して漏れ音を検知することが出来る。ところで、この漏れ音は単一の振動数をもつものではなく、数ＫＨｚ〜数十ＫＨｚの間に分布する振動スペクトルを有しているが、本発明では超音波ではなく、２０ＫＨｚ以下の可聴振動数の音波を対象に漏れ音を検知する。これによって、超音波が持つ強い直進性に由来する検査感度の低下を避け、検査精度のムラを無くすようにしている。
【００１２】
漏れ音波は振幅が極めて小さく、周囲雑音との区別が非常に重要であり、その為に本発明では遮音のための検査容器を使用しているが、漏れ音の検出の為にはマイクロフォンからの信号をデータ処理することが不可欠である。漏れ音の検出にはマイクロフォンの信号を振幅で雑音と区別することが一般的であるが、本発明では振幅ではなく周波数を用いて雑音信号を区別する。
【００１３】
そこで、検査容器内に取付けるマイクロフォンの他に検査容器の外には雑音記録用のマイクロフォンを設け、２個のマイクロフォンから同時に信号を採取する。そして、それぞれの信号を２台の周波数分析器にかけて振動数のスペクトルを求める。次に、検査容器内の信号スペクトルのピークを調べ、各ピークの周波数が周囲雑音の周波数スペクトルに含まれているか否かを調べる。
【００１４】
同じ周波数が検査容器内と周囲雑音の両方に現れている場合には、振幅に関係なく雑音と判定する。検査容器内のマイクロフォンだけに現れている場合には、漏れ音として判定する。そこで、同じ周波数のピークの有無を調べる周波数ピーク比較手段(コンピュータ)を備えている。又、ピークは１つだけでなく複数個のピークについて判定を行うことで漏れ検査の精度及び信頼性を高める。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の漏れ検査装置は、被検査物を検査容器内に設置し、該被検査物内部又は被検査物の外部に圧縮空気を与えることで、被検査物に欠陥部(微小穴)が存在する場合には空気が流れ、この際に発生する音を漏れ音として検出することが出来る。本発明の検査方法は、従来の検査方法に比べ瞬間的に検査が出来る点が優れ、検査を行なう為に長い時間を必要としないところであり、又、そのことで従来技術では往々に発生していた人的ミス(ヒューマンエラー)による誤判断などのポカミスがなく信頼性が高くなる。
【００１６】
そして、漏れ検査には検査容器内部と検査容器の外に、２本のマイクロフォンを備えているために、本当の漏れ音と外の雑音を区別することが出来、高い精度で信頼性に優れた漏れ判定を行うことが可能と成る。特に、工場などの騒音の大きな環境であっても、該騒音に影響されることなく漏れ音を正確に検査することが出来る。
【実施例】
【００１７】
図１は本発明に係る漏れ検査装置の全体構成図を示した実施例であり、(ａ)は検査容器１が開いている場合、(ｂ)は検査容器１が閉じている場合である。ここで検査容器１の具体的な形状や大きさは限定しないが、ベース２と蓋部３で構成し、蓋部３は底部を持たないで上昇して開くことが出来る。そこで、ベース２の所定の位置には被検査物４が設置され、蓋部３を降下することで閉じて密閉状態となる。
【００１８】
蓋部３はエアシリンダー５にて昇降動することが出来るように成っている。そこで、ベース２から支柱６が垂直に起立し、支柱６の上端には上板７が水平に取着され、該上板７には上記エアシリンダー５が取付けられている。エアシリンダー５のピストンロッド８は下方へ伸び、ピストンロッド８の先端(下端)にはフレーム９を取付けている。
【００１９】
フレーム９は上板１０と下板１１を複数本の棒１２，１２・・にて連結した構造とし、上板１０は上記ピストンロッド８の先端に連結している。フレームの中央部にはエアー供給部１３が設けられ、そして、下板１１には検査容器１の蓋部３が取着されている。そこで、蓋部３はフレーム９と共にエアシリンダー５のピストンロッド８の伸縮動に伴って昇降動することが出来る。上昇した場合は図１(ａ)のように開き、降下した場合には(ｂ)のように閉じることが出来る。
【００２０】
ピストンロッド８と平行してガイド棒１４が取付けられ、ガイド棒１４は上板７に設けた軸受けに嵌ってスライドすることで、フレーム９が回転して向きが変わらないように成っている。ところで、ベース２に置かれる被検査物４とは鋳鉄やアルミニウム合金、又は鉄板を溶接して造られる容器であり、内部には気体や液体を収容できる空間を有している。そして、少なくとも一箇所には開口部と成る穴１５が形成されている。
【００２１】
この穴１５は蓋部３が降下して閉じると同時にエアー供給部１３にて塞がれ、この状態で該エアー供給部１３からエアーが供給され、被検査物４の内部空間は圧縮エアーが充填される。被検査物４の何処かに微小穴が存在するならば、この微小穴からエアーが漏れることになり、このエアー漏れに伴って発生する漏れ音を検知する。
【００２２】
そこで、検査容器１の蓋部３には漏れ音検出用マイクロフォン１６が取付けられ、このマイクロフォン１６によって被検査物４から漏れるエアーの漏れ音を検出することが出来る。一方、本発明の装置には上記マイクロフォン１６の他に、周囲の雑音を検出するマイクロフォン１７を検出容器１の外であるフレーム９に取付けている。
【００２３】
図２は漏れ検査装置のブロック図を表している。ベース２に蓋部３が降下して閉じた検査容器１の内部空間１８には被検査物４が設置され、この被検査物４の穴１５から検査用の高圧エアーが供給される。そこで、被検査物４に微小穴が存在するならば、この微小穴からエアーが流出し、流出に伴って漏れ音が発生する。マイクロフォン１６はこの漏れ音を検出することが出来る。
【００２４】
検出した漏れ音は周波数分析器によってパワースペクトラムが作成される。同じく検査容器１の外に取付けた別のマイクロフォン１７は周囲の騒音を検出し、これを周波数分析器によってパワースペクトラムが作成される。図３はマイクロフォン１６にて検出した漏れ音のパワースペクトラムとマイクロフォン１７にて検出した騒音のパワースペクトラムを表している具体例である。
【００２５】
検査容器１内に取付けたマイクロフォン１６は被検査物４から流出するエアーの漏れ音を検出すると共に、外部の騒音も含まれている可能性がある。そこで、本発明の漏れ検出装置には検査容器１の外にもマイクロフォン１７を取付け、両マイクロフォン１６，１７にて検出した音の周波数を分析して図３のようなパワースペクトラムを作成して比較する。
【００２６】
ところで、両パワースペクトラムを比較する場合、マイクロフォン１６にて漏れ音を検出してその周波数を分析したパワースペクトラムには、Ａ，Ｂ，Ｃの周波数の漏れ音が存在していることが分かる。これらＡ，Ｂ，Ｃの周波数の漏れ音は騒音を検出したマイクロフォン１７からは検出されていない。従って、被検査物４には微小穴が存在しており、これら各微小穴から上記Ａ，Ｂ，Ｃの周波数を持つ漏れ音が出ていると考えられる。
【００２７】
これら、両パワースペクトラムの比較はコンピュータにて瞬時に行うことが出来、漏れ音のパワースペクトラムにのみ存在する周波数がある場合には、被検査物４に微小穴が存在していると判断される。逆に、漏れ音のパワースペクトラムにおいて、全ての周波数が雑音を検出したパワースペクトラムに存在している場合には、被検査物４に微小穴は存在していないと判断される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る漏れ検査装置を示す実施例。
【図２】漏れ検査装置のブロック図。
【図３】漏れ検査装置に取付けたマイクロフォンにて検出されるパワースペクトラム。
【符号の説明】
【００２９】
１  検査容器
２  ベース
３  蓋部
４  被検査物
５  エアシリンダー
６  支柱
７  上板
８  ピストン
９  フレーム
10  上板
11  下板
12  棒
13  エアー供給部
14  ガイド棒
15  穴
16  マイクロフォン
17  マイクロフォン
18  内部空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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