(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の容器ないしは測定対象を中に入れた容器と、上記容器を音響的に駆動する駆動手段と、上記容器内の圧力変動を検出する圧力検出手段と、上記圧力変動信号を取り込んで処理する信号処理手段とを有し、上記容器の音響インピーダンスないしはその等価量を検出することによって測定量を知る音響式測定において、二つ以上の複数の周波数で、ないしは二つ以上の複数の媒質条件で上記検出を行い、この検出結果に基づいて形状誤差を補正することを特徴とする、音響式測定の誤差補正法。
【請求項２】
測定対象の容器ないしは測定対象を中に入れた容器と、上記容器を音響的に駆動する駆動手段と、上記容器内の圧力変動を検出する圧力検出手段と、上記圧力変動信号を取り込んで処理する信号処理手段とを有し、上記容器の音響インピーダンスないしはその等価量を検出することによって測定量を知る音響式測定装置において、二つ以上の複数の周波数で、ないしは二つ以上の複数の媒質条件で上記検出を行い、この検出結果に基づいて形状誤差を補正する音響式測定の誤差補正法を用いることを特徴とする、音響式測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音を利用して、表面積、体積、リークなどの物理量を測定する技術に関わる。物体の表面積や体積は、物体の基本的な特性量であり、本発明は、広く科学技術全般に関連しているということができるが、特に、科学計測、製造業、環境学などに最適な応用分野を有する。また、リーク検知は、製造業における品質管理、設備の維持保守などに広く応用分野を有する。
【背景技術】
【０００２】
＜音響式表面積計＞
物体の表面積ないしは容器の内表面積は、それらの物体ないしは容器を特徴づける基本的な量の一つであり、特に、それらの物体ないしは容器の表面における何らかの作用が問題になる場合に、重要な特徴量となる。例えば、土質改善の目的で、生分解性プラスチックのペレットを土中に散布する場合、分解はペレット表面と土の境界において生じるから、ペレットの表面積の大きさが、目的とする効果に深く関わってくる。また、食品衛生法に基づく安全試験においては、物体から液体中に溶け出す有害物質の量が測定されるが、溶出する有害物質の絶対量は、周囲液体と接する物体表面の面積に比例するから、有害物質の濃度とともに、対象物体の表面積を測定することが必須となる。このほか、塗装、メッキ、蒸着、浸炭など、製造業分野で重要な工程においても、対象物体の表面積が重要なパラメーターとなる。
【０００３】
このように、表面積は、重要な基本量であるにも関わらず、その測定手段は極めて限定されている。対象物体の三次元形状が正確に測定できれば、表面積は幾何学的に計算することができるが、光学式の三次元形状測定装置は高価である上に、陰となる表面をもつ対象では適用不可となることが多い。このような問題を解決する目的で、容器の音響インピーダンスが容器の内表面積によって変化する現象を利用して物体の表面積を測定する音響式表面積計が提案されている（非特許文献１、２、特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】鳥越一平、「音響ブリッジを利用した表面積測定」、第３５回計測自動制御学会学術講演会予稿集、pp.975-976、1996年
【非特許文献２】鳥越一平、石井泰、「音を利用した表面積測定」、計測自動制御学会論文、34巻、3号、pp.182-188、1998年
【特許文献１】特開平１０−３００５５１
【０００５】
＜音響式体積計＞
物体の体積ないしは容器の容積もまた、物体や容器を特徴づける基本的な量であり、科学計測や各種産業分野においてしばしば必要となる量である。例えば、ガソリンエンジンの燃費、排気ガス濃度、出力馬力に対する厳しい要求を同時に満足するためには、製造工程において、エンジン燃焼室の容積を精密に管理することが求められる。このような目的に適切な方法として、容器の音響インピーダンスが容器容積によって変化する現象を利用して、対象の容積ないしは体積を測定する音響式体積計が提案されている（非特許文献３、特許文献２、３、４）。
【０００６】
【非特許文献３】鳥越一平、石井泰、「ボイル・シャルルの法則による容積測定」、日本音響学会講演論文集、ｐｐ．２５３−２５４、１９８２年１０月
【特許文献２】特公平０２−０３３０８４
【特許文献３】特開平０５−２２３６１６
【特許文献４】特開平１０−０３８６５８
【０００７】
＜音響式リークテスター＞
容器を加圧した後の圧力変化からリークを検出する圧力式のリークテスターは、工業製品の品質管理や気密性検査、配管設備の診断などに広く利用されている。しかし、容器を加圧した後、一旦上昇した気体温度が周囲温度に等しくなるまで待った上でリーク検知を行う必要があるため、検査に時間がかかること、また検査結果が周囲温度の変動に強く影響されることといった欠点がある。これらの欠点を解決する目的で、被検査容器のリークによって、容器の音響インピーダンスが変化することを利用した、音響式リークテスターが提案されている（特許文献５）。
【０００８】
【特許文献５】特許第３３３８９４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上に例示した音響式測定法は、いずれも、測定対象である容器ないしは測定対象を中に入れた容器の音響インピーダンスが、対象の容積・体積、表面積、リークなどによって変化する現象を利用している。これら音響式の測定法は、乾燥状態で、かつ短い時間で測定ができるという利点を有するが、一方で、測定が対象の形状の影響を受けるという共通の欠点を持っている。測定における形状の影響を「形状効果」と呼び、また、形状効果による測定誤差を「形状誤差」と呼ぶ。
【００１０】
＜音響式表面積計＞
音響式の表面積測定においては、測定値が、測定対象である容器や物体の形状の影響を受ける。表面積測定の形状効果は、測定対象が比較的大きく表面の曲率が小さい場合は問題とならないが、上述したような応用分野では、寸法が小さい物体、表面の曲率半径が小さい物体も対象となるので、表面積測定精度が不足する場合がしばしば出てくる。
【００１１】
＜音響式体積計＞
音響式体積計では、対象容器の内表面積あるいは対象物体の表面積が測定に影響を及ぼし、対象が同じ容積・体積を持っていても、表面積が異なると、測定値に違いが出るいわゆる「表面積誤差」が生じることが知られている（非特許文献４）。容器・物体の容積・体積と表面積の大小関係は、容器・物体の形状に依存するから、体積測定における表面積誤差も形状効果の一つである（第一次形状効果＝後述）。この表面積誤差の問題に対して、測定容器と別に基準容器を設置し、二つの容器に交番的体積変化を差働的に与え、このときにそれぞれの容器内に発生する圧力変化の位相差を利用して補正を施す方法（特許文献６）、測定容器と基準容器に交番的体積変化を差働的に与え、二容器内の音圧の比ベクトルから、表面積の影響を除いた値を複素平面上で外挿処理して求める誤差補正方法（特許文献７）などが提案されている。
【００１２】
【非特許文献４】鳥越一平、石井泰、「音響ブリッジ式表面積計」、計測自動制御学会論文集、30巻、11号、pp.1303-1309、1994年
【特許文献６】特開2002-131111
【特許文献７】特開2006-284473
【００１３】
しかし、厳密に言うと、体積測定に対して表面積が及ぼす影響の程度自体が、表面の形状の影響を受ける（第二次形状効果＝後述）。このことは、同じ表面積を持つ容器・物体であっても、施さるべき補正は形状によって異なってくることを意味する。被測定容器ないしは被測定物体の形状が複雑になるほど、容積・体積に比して表面積は大きくなるから、体積・容積測定における表面積補正の必要性（第一次形状効果）が大きい場合ほど、表面積誤差補正量が形状の影響を受ける傾向（第二次形状効果）もまた顕著に表れる。このため、形状の影響（第二次効果）を考慮しない従来の表面積誤差補正法では、複雑な形状を有する対象に対しては、不完全な補正しかできない。このように、音響式体積計における形状誤差の補正法は確立されているとは言い難く、このことが、複雑な形状を有する対象の体積を高精度に測定することを困難にしている状況である。
【００１４】
＜音響式リークテスター＞
音響式リークテスターにおいても、被検査容器の形状が異なると、被検査容器の音響インピーダンスが影響を受けるので、リークが存在しないにも関わらず、あたかもリークがあるかのような音響インピーダンスを示す場合がある。音響式リークテスターにおける形状効果も、容器の容積に比較して表面積が大きい場合に、顕著に現れる。音響式リークテスターにおける形状効果は、リーク検出の誤判定の原因となり、リーク検知性能を著しく悪化させる。
【００１５】
以上説明してきた音響式測定法における形状効果は、容器の音響インピーダンスが、目的とする測定量に依存するだけでなく、容器の形状の影響をも受けることに由来する。本発明は、音響式測定法における形状効果の適切な補正方法を提供すること、それによって従来よりも高精度な測定を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明では、測定対象の容器ないしは測定対象を中に入れた容器の、音響インピーダンスないしはその等価量を、二つ以上の複数の周波数で、ないしは二つ以上の複数の媒質条件で検出し、この検出結果に基づいて、形状誤差を補正する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の効果を説明するため、まず、音響式測定の基本原理、次いで音響インピーダンスに対する形状の影響、さらに音響インピーダンスの周波数特性を説明し、それらを基にして、複数の周波数での測定結果を用いた形状誤差補正法の詳細を説明する。以下の説明（式（３）（４））で明らかになるが、媒質の条件を変えて音響インピーダンスを測定することは、周波数を変えて測定するのと同じ効果を持つ。したがって、以下では主として複数周波数での測定結果を用いる補正法を説明するが、それらは、媒質条件を変える補正法の説明に読み替えることができる。
【００１８】
＜音響式測定の基本原理＞
容器の音響インピーダンスZa−容器内の圧力変動ｐと容器に加えられた容積変動の時間微分（体積速度）Ｕとの複素比−は、壁面での熱伝導がなければ「容量性」で、次式のように与えられる。
【００１９】
【数１】
0005351443.tif 000002
【００２０】
ここで、γは気体の比熱比、Ｐ０は平均圧力（大気圧）、ｊは虚数単位、ωは音源の角周波数、Ｖは容器の容積を表す。複素平面上で音響インピーダンスを表現すれば、容器の音響インピーダンスは、偏角が−９０度で、絶対値が容器の容積に反比例するベクトルとなる。
【００２１】
断熱的な容器の音響インピーダンスは容量性だから、その電気等価回路は、その静電容量がＶ／γＰ０で表されるコンデンサーとなる。音響インピーダンスの絶対値ないしは虚数部が容器容積に反比例することを利用すれば、音響インピーダンスの測定から、容器容積の大きさを知ることができる。容積既知の容器内に物体を置いた場合にも、既知容積から物体の体積を差し引いた「余積」が音響インピーダンスの測定から分かるので、容器内に置いた物体体積を知ることができる。これが、音響式体積計の「基本原理」である。
【００２２】
しかし、現実の容器は、完全には断熱的でなく、壁面において若干の熱伝導が起こる。この影響を考慮に入れると、容器の音響インピーダンスZiは
【００２３】
【数２】
0005351443.tif 000003
【００２４】
と計算される（非特許文献２）。εは、壁面での熱伝導の影響の大きさを表す無次元のパラメーターである。また、δtは温度境界層の厚さを表す。ただし、Sは容器の内表面積、κは気体の熱伝導率、ρは気体の密度、cpは定圧比熱である。
【００２５】
断熱的な容器の音響インピーダンスZaと現実の容器のインピーダンスZiを比べると、熱伝導の影響によって、ゼロでない実数部が現れるとともに、虚数部もまた影響を受けることが分かる。その影響の程度は、式（２）および式（３）から分かるとおり、容器内表面積Sに比例している。この現象を利用して、測定した音響インピーダンスから表面積を知るのが、音響式表面積計の基本原理である。
【００２６】
容器にリークがある場合には、等価回路で考えれば、インピーダンスZiに並列接続されたリークインピーダンスZlが現れる。リークを、半径がa、長さがlの円断面パイプで等価表現すると、そのインピーダンスZlは、気体の粘性係数をμとして
【００２７】
【数３】
0005351443.tif 000004
【００２８】
と表される。ここで、Jnは第一種ベッセル関数を、また、δは振動流の境界層厚さを表す。
【００２９】
リークが小さく等価半径aが小さいときは、式（５）は抵抗性となり、リークインピーダンスの虚数部がゼロに近づくとともに、実数部Ｒは
【００３０】
【数４】
0005351443.tif 000005
【００３１】
に近づく（実際のリークの断面形状は円ではなく、軸も真っ直ぐではないが、リークの断面積が小さくなるにつれてリーク内流れのレイノルズ数が小さくなり、インピーダンスが抵抗性に近づくという傾向は、リーク形状に無関係に共通して言えることである）。式（７）のリークインピーダンスが並列接続されている場合、容器インピーダンスは、リークの無いときより実数部が大きくなり、インピーダンスベクトルは、偏角が増大する（０度に近づく）方向に回転する。このような音響インピーダンスの変化を利用してリークを検知しようとするのが、音響式リークテスターの基本原理である。
【００３２】
＜形状効果＞
次に、形状がどのように音響インピーダンスに影響するのかを説明する。式（２）から明らかなように、容器の容積Vが同じであっても、内表面積Sの値が異なれば、容器の音響インピーダンスは異なる。そして、容積と内表面積の大小関係は、容器の形状に依存する。このことは、球が同一体積に対して表面積が最も小さい形状であり、また一般に、容器が扁平になるほど容積に比して内表面積は大きくなる、といった例からも分かる。容器内に物体が置かれる場合についても同様に、物体の形状によって、体積と表面積の関係が異なってくる。このように、形状によって表面積の大きさが変化し、式（２）〜式（４）の形で音響インピーダンスに影響が現れる現象が、音響インピーダンスにおける第一次の形状効果である。
【００３３】
熱伝導のある容器の音響インピーダンスZi（式（２））において、熱伝導の影響の程度を表すパラメーターε（式（３））は、温度境界層の厚さδt（式（４））と壁面表面積Sの積を、容積Vで割った値に比例している。すなわち、εは、容器の表面に薄く形成される温度境界層部分の体積と、容器全体の容積との比Sδt／Vに比例する。ところが、厳密に言うと、容器の理論音響インピーダンス（式（２）および式（３））は、壁面を平面と仮定して導かれている。現実の容器では、容器の壁面や中に置いた物体の表面は平面であるとは限らない。壁面や物体表面が曲率を持っているとき、温度境界層部分の体積と容器全体の容積の比は、温度境界層厚さδtと壁面表面積Sの積を容積Vで割った値Sδt／Vとはズレてくる。このことから推測されるように、壁面や物体表面が曲率を持っていると、熱伝導の影響の程度を表すパラメーターεの値は、式（３）からのずれを生じる（非特許文献２）。これが、音響インピーダンスに対する形状の第二次の効果である。第一次効果が、形状による幾何学的表面積の大小による影響であるのに対して、第二次効果は、同じ幾何学的表面積が、形状によって、音響的には異なって見えるという効果である。壁面の曲率と同様に、壁面ないしは表面の「角」や「隅」の部分は、パラメーターεの値に式（３）からのずれを生じさせる（非特許文献５）。容器壁面ないしは物体表面が平面の組み合わせから成っている場合でも、角や隅は必ず存在するから、やはり形状の第二次効果が現れる。
【００３４】
【非特許文献５】鳥越一平、「音響的にみた表面積の端補正について」、計測自動制御学会論文集、34巻、11号、pp.1739-1741、1998年
【００３５】
音響式体積計では、上述の通り、音響インピーダンスの絶対値ないしは虚数部が容器容積Vに反比例することを利用して容積Vを計算する。実際の容器では熱伝導の影響があるから、音響インピーダンスは式（２）で与えられ、単純に計算したのでは、εに比例した誤差（第一次効果による誤差）が生じる。特許文献６や特許文献７で提案されている従来の誤差補正法は、式（２）に基づいて、体積測定における表面積誤差、すなわち第一次の形状効果を補正しようとするものである。しかし、形状の第二次効果によって、ε自体に式（３）からのずれが生じる。しかも、その影響は一般に音響インピーダンスの実数部と虚数部に異なる割合で現れるから、従来の表面積誤差補正法では、完全な補正を施すのは難しい。
【００３６】
第二次の形状効果のために、εに式（３）からのずれがある時に、式（２）および式（３）に基づいて、音響インピーダンスから表面積Sを計算すれば、表面積の測定に誤差が生じる。これが、音響式表面積計における形状誤差である。
【００３７】
音響式リークテスターでは、リークの有無による音響インピーダンスの変化を利用してリークを検知する。例えば、インピーダンスが抵抗性と見なせる微小なリークが有る場合、リークが無い場合に比べて、音響インピーダンスの実数部が増大し、インピーダンスベクトルは偏角が増大する方向に回転するといった現象を利用している。しかし、これまでの説明から明らかなように、容器の形状が異なり、内表面積が異なれば、容器インピーダンスの実数部の大きさは異なる値を持つ（第一次および第二次の形状効果）。未知の容器を検査したとき、音響インピーダンスの実数部の変化が、形状ないしは表面積が異なることに起因するのか、リークの存在に起因するのか、通常は区別することができない。これが、音響式リークテスターにおける形状誤差である。
【００３８】
＜音響インピーダンスの周波数特性＞
容器の音響インピーダンスは、式（２）から明らかなように、その絶対値が周波数に反比例している。現実の容器の音響インピーダンスZiにおける熱伝導の影響が、周波数変化にともなってどのように変化するかを見やすくするために、断熱容器の音響インピーダンスZaの絶対値でZiを除したZi／|Za|という量を考える（この量を容器の規格化音響インピーダンスと呼びZnと書く）。
【００３９】
【数５】
0005351443.tif 000006
【００４０】
温度境界層の厚さδtは、駆動手段の角周波数ωの関数である。例えば、常温大気圧の下では、周波数ω／２πが４０Hzのときδtは約０．４mmである。この値は、通常、容器の寸法より遙かに小さいから、εは１よりも十分に小さい量と見なすことができる。このとき、規格化音響インピーダンスZnは、次式で近似することができる。
【００４１】
【数６】
0005351443.tif 000007
【００４２】
これを複素平面上のベクトルで表すと図１のようになる。熱伝導の影響がない断熱容器の規格化インピーダンスは-jに等しいが、壁面の熱伝導の影響がある現実の容器の規格化インピーダンスZi／|Za|は、図に示したように、-jから、実数部、虚数部ともにεだけ大きくなっている。このように規格化音響インピーダンスが-jからはずれる現象が、複素音響インピーダンス平面上で表現した第一次の形状効果である。
【００４３】
第一次形状効果しか存在しない場合には、音響インピーダンスZiの値を検出して、実数部の大きさ、あるいは偏角等からεの値を知れば、容器の内表面積を計算することができる（ただし、音響インピーダンス測定系に位相回転が存在する場合には、その位相回転を考慮した上で実数部や虚数部を考える必要がある）。また、εの値に基づいて虚数部の大きさに補正を加えることで、表面積誤差を補正して、正しい容積・体積を知ることができる。体積計における表面積誤差補正を複素インピーダンス平面上で考えれば、測定されたインピーダンスに対応する点を通り、傾きが１の直線が、虚軸と交わる座標から、断熱容器の音響インピーダンスを推定する処理である。特許文献６および７の補正法も、数学的にはこれと等価な処理を行っている。
【００４４】
ところで、温度境界層厚さδtの値は、式（４）からわかる通り、音源角周波数ωの平方根に反比例している。角周波数ωが増大すると、温度境界層厚さδtの値が小さくなり、εの値も小さくなる。第二次形状効果が無い場合には、規格化インピーダンスベクトルは、周波数ωを増大させたとき、４５度の角度で-jに漸近する軌跡を描くことになる。しかし、実際には、形状の第二次効果が存在するため、規格化インピーダンスの軌跡は傾き１の直線からはずれる。これは、第二次形状効果が、一般に、音響インピーダンスの実数部と虚数部に異なる割合で現れるためである。軌跡は、容器の形状に応じて異なる。例えば、球形容器の場合の軌跡は図２に示したものとなる。第二次形状効果が存在し、音響インピーダンスベクトルが傾き１の直線から外れている状況では、一つの角周波数ωで測定した音響インピーダンスから、表面積を計算したり上述の表面積誤差補正をしようとすれば、当然、誤差が生じる。
【００４５】
形状誤差補正の観点から注目すべきことは、一般に、第二次形状効果の大きさ自体が、温度境界層厚さδtの減少とともに小さくなることである。前述の通り、形状の第二次効果は、温度境界層部分の体積と容器全体の容積の比が、容器壁面の形状の影響によって、Sδt/Vから外れることで生じると解釈できる。その外れの程度は、温度境界層厚さδtの値がゼロに近づく極限で、やはりゼロに近づく筈である。図２においては、球形容器の規格化インピーダンスの軌跡が、ωが小さい領域では直線から大きく外れているのに、ωが大きくなるにつれて傾き１の直線に漸近し、さらに-jに近づいていることが分かる。この性質を数式で表現すれば、以下のようになる。
【００４６】
【数７】
0005351443.tif 000008
【００４７】
式（１０）中のαおよびβは、容器の形状によって決まる係数であり、第二次形状効果とは、これらの係数の値が１から外れることに他ならない。そして、上述のように、αとβは、角周波数ωが大きくなる極限では１に漸近する。
【００４８】
以上の性質を利用して、二つ以上の音源角周波数で音響インピーダンスを検出し、音響インピーダンスが角周波数ωの増大と共にどういう値に漸近するか、あるいは複素平面上でどのような軌跡を描くかということを推定することで、第二次形状効果が無い場合の音響インピーダンスを求めることが可能になる。これによって、表面積測定における第二次形状効果誤差の補正、体積・容積測定の表面積誤差補正における第二次形状効果の除去が可能になる。また、形状効果とリークインピーダンスの周波数依存性の違いを利用して、形状効果を除いたリーク検出が可能となる。
【００４９】
以上が、本発明の形状誤差補正の基本原理と効果である。ところで、ここまで音響インピーダンスを用いて説明を行ってきたが、音響インピーダンスと等価な量を用いて、同様の誤差補正ができることは言うまでもない。例えば、音響インピーダンスの逆数である音響アドミッタンス領域でも、全く等価な処理を行うことができる。音響アドミッタンス領域では、規格化音響アドミッタンスYn=1/Znの軌跡は、jを通り傾き１の直線となる。（９）式が近似式であることから分かるとおり、音響インピーダンス領域では、第二次形状効果が無い場合でも、規格化インピーダンスの軌跡が傾き１の直線となるのはεが微小と見なせる範囲においてである。これに対して、規格化アドミッタンスの軌跡は、εの大きさに関わらず傾き１の直線となるので、アドミッタンス領域で補正処理を行う方がシンプルなアルゴリズムとなる場合もある。
【００５０】
また、式（３）および式（４）から分かるように、気体の組成が変化すれば、あるいは気体の密度が変化すれば温度境界層δtの値が変化する。異なる媒質に入れ替えて音響インピーダンスを測定することは、異なる音源周波数で音響インピーダンスを測定するのと同等の効果を持ち、その結果を、周波数を変えたときと同様、形状効果補正に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
（第一実施例）
以下、本発明の具現形態を実施例に基づいて説明する。図３は、音響式表面積計の形状誤差補正に適用した、本発明の第一実施例である。図において、１１は、測定対象物体１を入れる測定容器、１２は、音源および圧力センサーを取り付けた蓋である。測定対象物体１を測定容器１１に出し入れする際には、蓋１２を持ち上げて測定容器１１と分離する。測定時には、蓋１２は測定容器１１の上に置かれ、測定容器１１内は音響的に閉じた空間となる。１３は積層型圧電素子であり、一端が蓋１２に、他端はダイヤフラム１４に取り付けられている。圧電素子１３に電圧が印可されると、素子は、軸方向に伸縮してダイヤフラム１４を変位させ、測定容器１１を音響的に駆動する。圧力センサー１５は、測定容器内の圧力変動を検出している。１６は、測定対象物体の全周が媒質に触れ圧力変動にさらされるように、測定対象物体を保持するためのニードルであり、測定容器１１の底部に固定されている。２１は、信号処理装置であり、音源駆動信号を出力するとともに、圧力センサー信号を取り込んで、下に説明する処理を行っている。信号処理装置２１の実体は、A/D変換器、D/A変換器およびソフトウェアを組み込んだコンピューターである。２２は、高電圧アンプであり、信号処理装置２１から出力された音源駆動信号を、圧電素子１３を駆動するのに十分な電圧まで増幅している。
【００５２】
測定容器１１と蓋１２によって囲まれた空間の容積をV0、内表面積をS0とする。被測定物体１（体積V）に排除された空間の容積（余積）はVm=V0-Vtとなり、また、空間の内表面積は、表面積Stの物体が入ることで増加してSm=S0+Stとなる。以下に説明するように、音響式測定法で直接測定されるのは、VmとSmであるが、物体を入れる前のV0およびS0は既知だから、VmとSmさえわかれば測定対象の表面積Stを知ることができる。信号処理装置２１からは、角周波数ωの正弦波（sinωt）が出力され、この正弦波信号は高電圧アンプ２２で増幅されたのちに圧電素子１３に入力される。積層圧電素子１３の上端は蓋１２に固定されているので、圧電素子の伸縮に伴って、素子の下端と共にダイヤフラム１４が振動することになる。測定容器１１内の容積は、平均容積Vmのまわりを変動し、Vm+ΔV(t)という形に書かれる。ただし、ΔV(t)=S1d1sinωt、S1はダイヤフラム１４の有効面積、d1は圧電素子下端の変位振幅である。音源によって測定容器１１に加えられる体積速度（容積変動の時間微分）は、U(t) = U1 cosωt = ωS1d1cosωtとなる。このとき、測定容器１１内の圧力もまた平均値P0のまわりに変動し、変動分をp(t)として、容器内の圧力はP0+p(t)と書かれる。圧力変動p(t)は、圧力センサー１５によって検出され、信号処理装置２１に取り込まれる。信号処理装置２１内では、圧力変動pと体積速度Uから、測定容器１１の音響インピーダンスZi(ω) = p(ω)/U(ω)を計算している（最後の式で、pおよびUは複素数表現を用いている）。
【００５３】
以上の手順による音響インピーダンスの測定を、圧電素子の駆動信号の角周波数ωを変えながら行い、その実数部を用いて、式(12)で定義される量C(ω)を計算する。
【００５４】
【数８】
0005351443.tif 000009
【００５５】
ただし、γP0/ωVmの値は、音響インピーダンスの虚数部の大きさから推定している（虚数部の大きさ自体が形状効果を受けるが、その効果は微小量なので、虚数部の誤差がC(ω)に与える影響は二次の微小量である）。音源の角周波数ωを大きくしていったとき、数式（３）（４）（１０）（１１）を参照すると、C(ω)は、周波数に依存しない一定の値Cmに漸近することが分かる（式（１３））。
【００５６】
【数９】
0005351443.tif 000010
【００５７】
C(ω)の周波数依存性を模式的に描いたのが図４である。Cmは、内表面積Smに比例し、その比例定数は物性値と容積Vmで決まる。したがって、Cmの値から、第二次形状効果の影響を除いて表面積Smを推定することが可能になる。実際はωを無限大まで変化させることはできないから、具体的な信号処理としては、一定の範囲のωにおいて音響インピーダンスを測定し、C(ω)がω→∞の極限で一定値に収束するという拘束を入れたカーブフィッティングを行ってCmの値を推定している。
【００５８】
本実施例では、音響インピーダンスの実数部からC(ω)を計算するに当たって、虚数部の大きさからγP0/ωVmの値を推定したが、γP0/ωVmの値は、音響インピーダンスの絶対値から推定しても構わない。また、実測した音響インピーダンスの偏角が、-90度から回転している角度θ（ラジアン）を用いると、θ≒tanθ≒β(ω)εであるから、これを利用してC(ω)を計算することができる。この他、本実施例のように実数部だけを取り出すのではなく、音響インピーダンス平面上ないしは音響アドミッタンス平面上で、虚数部の挙動をも利用して第二次形状効果の補正処理を行うこともできる。つまり、本発明を具体化した表面積測定法の要諦は、音響インピーダンスに対する第二次形状効果が周波数の関数となり、周波数が大きくなる極限でゼロに近づくという性質に基づいて、複数の周波数で測定した音響インピーダンスの情報を利用して第二次形状効果を補正するところにあり、その補正を実現するための信号処理手法には種々のものが考え得るということである。
【００５９】
（第二実施例）
図５は、音響式体積計の表面積誤差補正に適用した、本発明の第二実施例である。図において、１１は、測定対象物体１を入れる測定容器、１２は、音源および圧力センサーを取り付けた蓋である。測定対象物体１を測定容器１１に出し入れする際には、蓋１２を持ち上げて測定容器１１と分離する。測定時には、蓋１２は測定容器１１の上に置かれ、測定容器内に音響的に閉じた空間ができる。１７は速度フィードバック機能のついたボイスコイルモーターであり、一端が蓋１２に、他端はベローズ１８に取り付けられている。ボイスコイルモーター可動軸は、軸方向に振動してベローズ１８を伸縮させ、測定容器１１を音響的に駆動する。ここで、ボイスコイルモーターに組み込まれた速度フィードバック機能は、可動軸の振動速度を、入力される駆動用信号と同相同波形に保つ働きをしている。圧力センサー１５は、測定容器内の圧力変動を検出している。３１は、信号処理装置であり、音源駆動信号を出力するとともに、圧力センサー信号を取り込んで、被測定物体１の体積Vを計算する処理を行っている。３２は、ボイスコイルモーターを駆動するパワーアンプである。
【００６０】
測定容器１１と蓋１２によって囲まれた、ベローズ内部を含む空間の容積をV0、内表面積をS0とする。被測定物体１（体積Vt）に排除された空間の余積はVm=V0-Vtとなり、また、空間の内表面積は、表面積Stの物体が入ることでSm=S0+Stに増加する。信号処理装置３１から、角周波数ωの正弦波（cosωt）を出力し、パワーアンプ３２で増幅してボイスコイルモーターに入力し、ベローズを振動させる。測定容器１１内の容積は、平均容積Vmのまわりを変動し、測定容器に加えられる体積速度は、U(t) = U2 cosωt = S2ｖ2cosωtとなる。ただし、S2はベローズ１８の有効面積、ｖ2はボイスコイルモーター可動軸の振動速度振幅である。測定容器内に発生する圧力変動p(t)を圧力センサー１５で検出し、体積速度U(t)と圧力変動p(t)とから、信号処理装置３１内で測定容器の音響インピーダンスZi(ω) = p(ω)/U(ω)を計算する。
【００６１】
以上の音響インピーダンスの測定を、圧電素子の駆動信号の角周波数ωを変えながら行い、その値をω倍して複素平面上にプロットしたのが図６である（ω倍した音響インピーダンスは(γP0/Vm)・Zn(ω)に等しい）。前述の通り、規格化インピーダンスZn(ω)は、ωの大きくなった極限で、(0,-j)=(0,1/j)で虚軸と交わり傾きが１である直線に漸近する。したがって、図６の軌跡は、角周波数ωが大きくなった極限で、 (0,γP0/jVm)で虚軸と交わり傾きが１の直線に漸近する。このことを利用して、測定した周波数範囲のインピーダンスに、傾き１で虚軸と交わるという拘束を入れて曲線フィッティングし、この曲線の虚軸との交点座標を求めて、容積Vmを推定している。なお、単一の周波数で測定したインピーダンスは、軌跡の上の一点に対応する。前述のとおり、この点を通る傾き１の直線を引き、虚軸との交点から容積を推定するのが、従来の表面積誤差補正である。
【００６２】
第一実施例では、容器を音響的に駆動する音源として、積層圧電素子とダイヤフラムを用い、第二実施例では、ボイスコイルモーターとベローズを用いた。このほかにも、モーターとカムなどの機械的な機構を利用した音源、リニアーアクチュエーターとダイヤフラム乃至はベローズの組み合わせ、磁歪効果を利用した音源、渦電流を利用する電磁音響トランスデューサー、オーディオ用スピーカーなど様々な音源が考えうる。また、以上二つの実施例では、容器内の圧力変動を検出するために、圧力センサーを利用しているが、もちろん、後の実施例のようにマイクロホンを利用することも可能である。さらに、測定装置の形態は、適用対象によって様々なバリエーションが考えられ、蓋つきの容器に限定されるものではない。例えば、エンジン燃焼室の容積を測定する場合では、測定対象のエンジン燃焼室自体が測定容器に相当し、燃焼室に適合させるためのアダプターを備えた蓋部が、測定装置の本体となる。
【００６３】
（第三実施例）
図７は、音響式リークテスターの形状誤差補正に適用した、本発明の第三実施例である。図において、２は、測定対象のワークであり、本実施例ではダイキャスト製の部品である。３は、測定対象ワーク上のリークを模式的に表したもので、その音響インピーダンスはZl(ω)である。４０は、リークテスター基台である。４１は、リークテスト用音源に駆動信号を出力し、センサーからの信号を取り込んで、リーク推定のための処理をおこなうとともに、ワークをクランプする治具（図示せず）の動作を制御する役割を果たす信号処理装置である。４２は、信号処理装置４１からの音源駆動信号を増幅してスピーカー４３を駆動するためのパワーアンプである。４４は、スピーカー４３の振動板の振動速度を検出するレーザー式速度センサーである。４５は、被測定ワーク２を基台４０上に置いてリークをテストする際に、ワーク２と基台４０に囲まれた空間の気密を保つためのシール材であり、被測定ワークの形状に合わせて、基台４０上に固定されている。１５は、圧力センサーであり、このセンサーで検出された圧力変動信号は信号処理装置４１に取り込まれる。
【００６４】
リークテスター基台４０とワーク２とに囲まれた空間の容積はVm、内表面積はSmである。ただし、Vmには、スピーカー４４および圧力センサー１５の前面の容積が含まれている。信号処理装置４１から出力された角周波数ωの正弦波（sinωt）は、パワーアンプ４２で増幅され、スピーカー４４に入力される。このとき、スピーカーの振動板はやはり角周波数ωで振動し、空間に加えられる容積変動ΔV(t)も、したがってまたその時間微分である体積速度U(t)も、角周波数ωの正弦波となるが、その振幅と位相は、アンプとスピーカーの特性およびスピーカーの音響的負荷に依存するため、常に一定であるとは言えない。本実施例では、体積速度の振幅と位相を正確に知るために、レーザー式の速度センサーを用いてスピーカー振動板の振動速度波形を検出し、信号処理装置に取り込んでいる。体積速度は、スピーカー振動板の振動速度に比例するので、レーザー式速度センサーの信号から、体積速度U(t)の正確な波形を知ることができる。信号処理装置４１内では、この体積速度と圧力センサー１５によって検出された圧力変動信号p(t)とから、空間の音響アドミッタンスY(ω)＝U(ω)/p(ω)を計算している。
【００６５】
本実施例の検出対象は、ダイキャスト中の「鬆」が、ワークの両側に開口している場合に生じるリークである。この場合、リークの大きさは非常に小さく、その音響インピーダンスZl(ω)は、ほとんど純抵抗Rで近似できる（式（７））。このとき、空間の音響アドミッタンスは、式（１４）のように表される。
【００６６】
【数１０】
0005351443.tif 000011
【００６７】
図８は、複素平面上の規格化音響アドミッタンス軌跡である。式（１４）からわかる通り、リークも第二次形状効果も無い場合の規格化音響アドミッタンスYn(ω)＝Y(ω)・(γP0／ωVm)＝|Za|/Ziの軌跡は、 (0, j)を通り傾きが１の直線となる。リークがある場合の軌跡は、リークコンダクタンス（（１４）式第二項）に起因する実数成分のため、傾き１の直線から外れる。第二次形状効果も軌跡が直線から外れる原因となるが、その程度はリークによる場合ほどは大きくない。リークに起因する実数成分は、ωが小さくなるとき、ω-1のオーダーで大きくなる。したがって、リークが存在する場合のYn(ω)の軌跡は、リークが存在しない場合に比べて、ωが小さくなるとともに大きく傾き１の直線から外れる。このことを利用して、単一の周波数での規格化音響アドミッタスだけでは、直線からの外れがワークの形状変化に起因するのか、あるいはリークが存在するのかが判定できない場合でも、複数周波数で音響アドミッタンスを計測してその分布を見ることで、明確に判定を下すことが可能になる。
【００６８】
本実施例のリークテスターは、以下のような検査アルゴリズムで動作する。（１）ある周波数で音響アドミッタンスを測定し、測定値が「正常範囲」内にあれば、リーク無しの正常品と判定する（検査対象のワークの形状はおおよそ一定であるから、リークが無い正常品の場合の音響アドミッタンスはあらかじめ知られており、この値を基にして、ある範囲を正常範囲と定める）。（２）音響アドミッタンスが正常範囲から大きく外れて「漏洩範囲」にある場合は、リーク有りと判定する。（３）音響アドミッタンスが、正常範囲から外れているが漏洩範囲には達しない「中間領域」にあり、正常範囲からの外れがリークの存在によるのか、あるいはワークの形状のばらつきのためにVmおよびSmが変動したことによるのかが判断できない場合、角周波数ωを変化させて音響アドミッタンスY(ω)を測定し、Y(ω)/ωを計算して複素平面上にプロットする（Y(ω)/ω＝Vm/γP0・Yn(ω)だから、軌跡は規格化音響アドミッタンスYn(ω)の軌跡と相似形となる）。そして、リークの無い正常品の軌跡からどの程度隔たっているかを見て、リークの有無を判定する。もし、ワーク形状がほぼ一定という条件が満たされない場合には、はじめから音響アドミッタンスを複数周波数で測定し、複素平面上にプロットして、その軌跡からリーク判定を行えばよい。なお、音響アドミッタンス領域ではなく、音響インピーダンス領域においても、等価な処理が可能であることは言うまでもない。
【００６９】
（第四実施例）
図９は、基準容器を設置して差動的な容積変動を与えるように構成した音響式体積測定器に適用した、本発明の第四実施例である。図において、５１は測定容器、５２は基準容器、４３はスピーカーである。スピーカー４３は基準容器５２の底面に取り付けられており、基準容器５２を測定容器５１上に置いて測定する時には、スピーカーの振動板が、二つの容器の隔壁の一部を構成することになる。スピーカー４３を、信号処理装置６１から出力され、パワーアンプ４２で増幅された信号によって駆動する。スピーカー振動板の振動は、測定容器および基準容器に容積変動を与えることになるが、それぞれの容器の容積変動は、位相が反転し、絶対値は完全に等しくなる。５３および５３’はマイクロホンであり、それぞれ、基準容器および測定容器内の音圧変動を検出している。５４は、基準容器底部の隔壁に設けられた連通管であり、基準容器と測定容器の中の平均圧力を等しく保つ役割をしている。
【００７０】
空のときの測定容器５１の容積をV0、内表面積をS0、基準容器５２の容積をVr、内表面積をSrとする。被測定物体１（体積Vt）に排除された、測定容器内の空間の容積はVm=V0-Vtとなり、また、表面積Stの物体が入ることで空間の内表面積はSm=S0+Stとなる。信号処理装置６１から、角周波数ωの正弦波（sinωt）を出力し、パワーアンプ６２で増幅してスピーカーを駆動したときに測定容器に加えられる体積速度をU(t)と表せば、基準容器の容積変動は-U(t)である。このときに基準容器および測定容器内に生じる音圧変動pr(t)およびpm(t)は、マイクロホン５３および５３’で検出され、信号処理装置６１に取り込まれる。信号処理装置内では、二つの音圧変動信号の複素比−pr(ω)／pm(ω)が計算される。
【００７１】
二つの容器の体積速度と音圧信号の関係は、それぞれの容器の音響アドミッタンスをYr(ω)およびYm(ω)とすると、pr(ω)＝U(ω)／Yr(ω)、pm(ω)＝-U(ω)／Ym(ω)と書き表される。ここで、二つの容器の音響アドミッタンスを詳しく書くと、式（１５）（１６）（１７）のようになる。
【００７２】
【数１１】
0005351443.tif 000012
【００７３】
ただし、εrは、基準容器壁面の熱伝導の影響を表すパラメーター、ε0は、空の測定容器壁面の熱伝導の影響を表すパラメーター、εtは、測定容器内の対象物体１の表面における熱伝導の影響を表すパラメーターである。また、αおよびβは、第二次形状効果を表す係数であり、添え字rは、基準容器に関する係数であること、添え字0は、測定容器の壁面に関する係数であること、添え字tは測定対象物体の表面に関する係数であることを表す。
【００７４】
二つの容器内の音圧変動信号の複素比−pr／pmは、二つの容器の体積速度の絶対値が等しく位相がπだけ異なることから、式（１８）となる。
【００７５】
【数１２】
0005351443.tif 000013
【００７６】
ここで、まず、測定容器壁面、基準容器壁面および測定物体表面の曲率半径が大きく、第二次形状効果が小さい場合を考える。このとき、αおよびβは１に近い値をもつ。また、εが１より十分に小さいことから、式（１８）の複素比−pr／pmは、式（１９）で近似表現できる。
【００７７】
【数１３】
0005351443.tif 000014
【００７８】
この比を複素平面上にプロットすると、図１０のA点になる。複素比−pr／pmの絶対値からVm/Vrの値を推定し、既知のVrおよびV0を使ってVｔを推定するのが、表面積補正を施さない場合の体積演算処理である。しかし、式（１９）から明らかなように、この演算処理では表面積誤差（εの影響）が生じる。そこで、検出された複素比の点を通って傾き-1の直線を引き、実軸との交点の座標からVm/Vrの値を推定するのが、従来の表面積誤差補正法である。
【００７９】
測定物体１の表面の曲率半径が小さく、第二次形状効果が無視できないときの複素比−pr／pmは式（２０）のように表される。
【００８０】
【数１４】
0005351443.tif 000015
【００８１】
このときの複素比は、複素平面上で、点Aからずれた点Ｂとなる（この例は物体が球形の場合である）。単純に従来の表面積誤差補正法を適用すると、点Bを通り傾き-1の直線が実軸と交わるC点の座標をVm/Vrに等しいと推定することになり、誤差が生じる。本実施例では、角周波数ωを変化させながら複素比−pr／pmを求めて複素平面上にプロットする。そして、その軌跡（図１０で点Bを通る実線）が、ωが無限大になった極限で実軸と交わる点を推定し、その座標からVm/Vrを推定する。前述の通り、αtおよびβtは、ωが大きくなる極限で1に収束するので、上記軌跡は、点Aを通り傾き-1の直線に漸近し、正しいVm/Vrの値を推定することができる。
【００８２】
上の説明で、測定容器壁面と基準容器壁面の第二次形状効果を無視した。測定容器および基準容器は、測定物体を入れるだけの大きさに作製されているため、一般に、その壁面の第二次形状効果は測定物体表面のそれと比べて小さい。また、通常、測定容器と基準容器は、なるべく同じ形状を持つように設計される。つまり、αr、α0、βrおよびβ0は、αtおよびβtより速く1に収束し、また、それらの効果が互いに相殺する傾向をもつ。従って、通常は、上記説明の簡便な信号処理で体積Vtを推定することが可能である。しかし、測定装置の容器形状が特殊な場合には、αr、α0、βrおよびβ0の効果が現れる（これらを１で近似できなくなる）。このような場合、あるいは、高精度な測定が要求される場合には、あらかじめキャリブレーションを行って、αr、α0、βrおよびβ0の効果を測定しておき、信号処理の際にその補正を施すことが必要となる。その補正法の一つは、キャリブレーション結果を複素平面上の「曲線」としてプロットしておき、測定した複素比の漸近する「直線」ではなく、漸近する「曲線」を推定する方法である。
【００８３】
本実施例のように、基準容器を設置し、差動的な容積変動を与えるように構成して音響インピーダンス（ないしはその等価量）を検出することで、以下のような利点が生じる。第一に、測定容器だけを用いて構成する場合には、測定結果が平均圧力P0の影響を受けるが、差働方式では、平均圧力P0の影響が無くなる。第二に、測定容器だけを用いて構成する場合には、音源によって測定容器に加えられる体積速度U(t)の値を正確に知らなくてはならないが（第二実施例および第三実施例参照）、その必要が無くなる。第三に、形状および容積の近い測定容器と基準容器を用いることで、両容器の形状効果を相殺する効果が得られる。なお、本実施例では、差働方式を物体の体積測定に利用しているが、表面積測定やリークテスターにおいても、もちろん差働構成を取ることができる。
【００８４】
（第五実施例）
図１１は、組成の異なる気体でインピーダンス測定を行うように構成した本発明の第五の実施例を示す。図において、７１は信号処理装置、７２および７２’は測定容器１１内に気体を導入排出するためのパイプ、７３および７３’はパイプ７２および７２’に取り付けられたソレノイドバルブであり、他の構成要素は、第一実施例と同じである。信号処理装置７１は、音源信号発生と音響インピーダンス演算の処理に加えて、ソレノイドバルブ７３および７３’を適当なタイミングで開閉する機能を受け持っている。パイプ７２は、一端は測定容器１１内部に開口し、他端は、複数種の気体の供給装置（図示せず）に接続されている。パイプ７２’の一端は、やはり測定容器１１内部に開口し、他端はガス回収装置（図示せず）に接続されている。
【００８５】
本実施例では、パイプ７２を介して気体１を導入して測定容器１１内に充満した後に、ソレノイドバルブ７３および７３’を閉じて、その後、積層圧電素子１３を駆動して音響インピーダンスを測定する。次に、ソレノイドバルブ７３および７３’を開放して気体２を導入し、気体が十分に入れ替わって気体２が充満するのを待って、ソレノイドバルブ７３および７３’を閉じて音響インピーダンスを測定する。この作業を、準備した気体の種類の数だけ繰り返し、得られた音響インピーダンスデータに基づいて、測定物体１の表面積を推定している。推定の信号処理は、気体組成の変化に起因する補正、例えば組成による比熱比γの変化に対する補正を施す点を除いて、実施例１と同じである。なお、本実施例では、異なる組成の気体を導入して音響インピーダンスを測定しているが、気体の種類は変えずに平均圧力P0を変化させた場合にも、式（４）中のρが変化し、温度境界層厚さに対して、周波数ωを変化させた場合と等価な効果を持つ。すなわち、形状誤差の補正のために、異なる条件で音響インピーダンスを測定する手段として、異なる種類の気体を用いる構成だけでなく、同じ種類の気体で平均圧力P0を変化させる構成、この両者の組み合わせ、更には周波数を変化させる測定とこれら媒質条件を変化させる構成の組み合わせもまた可能である。ただし、平均圧力P0を変化させる場合には、平均圧力P0を測定する圧力センサー（図示せず）を別途設置することが望ましい。
【００８６】
以上の実施例において、いく種類かの音源構成と信号処理手法を用いたが、これらが、上記実施例における組み合わせに固定されるものでない事は言うまでもない。また、信号処理手法自体は、実施例で示したものの他にも多くの等価な方法が考え得る。例えば、上記実施例では、いずれも単一周波数の正弦波を出力し、その周波数を変化させる構成を取っているが、音源駆動信号として、周波数が時間と共に変化するチャープ信号を用いたり、フーリエ成分を時間軸上に分散したタイムストレッチトパルスなどを用い、フーリエ解析やデジタルフィルターを利用して、ある周波数範囲の音響インピーダンスないしはその等価量を測定することもできる。要するに、本発明の要諦は、音響インピーダンスへの形状効果が、温度境界層厚さδtの大きさに依存することを利用し、複数周波数ないしは複数媒質条件で測定をおこなって形状効果を補正するところにあり、この原理の個々の具現形態にあるのではない。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、音を利用して、物体（容器）の体積（容積）、表面積（内表面積）などの基本的特性量、また、容器のリークなどを測定する方法に関わり、広く科学計測の分野、製造業を中心とする産業分野、設備の診断・保守などの分野において利用される。なお、上述の通り、音響式測定法における「形状効果」は、音響インピーダンスが形状に依存する性質であるから、測定対象が何であれ、測定量に音響インピーダンスないしはその等価量が依存することを利用する測定法には、共通に生じる誤差要因である。つまり、本発明の形状効果補正法は、測定量が上記した表面積、体積、リークの場合に限定されるものではなく、音響インピーダンスを利用する測定法のすべてに適用可能な方法である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】音響インピーダンスの第一次形状効果を複素平面上で説明した図である。
【図２】第二次形状効果とその周波数特性を説明した図である。
【図３】表面積測定に適用した本発明の第一実施例を示す図である。
【図４】第一実施例における誤差補正の原理を説明する図である。
【図５】体積測定に適用した本発明の第二実施例を示す図である。
【図６】第二実施例における誤差補正の原理を説明する図である。
【図７】リークテスターに適用した本発明の第三実施例を示す図である。
【図８】第三実施例における誤差補正の原理を説明する図である。
【図９】差働構成の測定法に適用した本発明の第四実施例を示す図である。
【図１０】第四実施例における誤差補正の原理を説明する図である。
【図１１】媒質の組成を変える構成をとった本発明の第五実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１        測定対象物体
２        被検査ワーク
３        リーク
１１        測定容器
１２        蓋
１３        積層圧電素子
１４        ダイヤフラム
１５        圧力センサー
１６        ニードル
１７        ムービングコイルモーター
１８        ベローズ
２１        信号処理装置
２２        高電圧アンプ
３１        信号処理装置
３２        速度サーボ機能付きパワーアンプ
４０        リークテスター基台
４１        信号処理装置
４２        パワーアンプ
４３        スピーカー
４４        レーザー式変位計
４５        シール
５１        測定容器
５２        基準容器
５３、５３’  マイクロホン
５４        連通管
６１        信号処理装置
７１        信号処理装置
７２、７２’  パイプ
７３、７３’  ソレノイドバルブ
【図１】
0005351443.tif 000016
【図２】
0005351443.tif 000017
【図３】
0005351443.tif 000018
【図４】
0005351443.tif 000019
【図５】
0005351443.tif 000020
【図６】
0005351443.tif 000021
【図７】
0005351443.tif 000022
【図８】
0005351443.tif 000023
【図９】
0005351443.tif 000024
【図１０】
0005351443.tif 000025
【図１１】
0005351443.tif 000026