JP3338941B2 - Acoustic leak tester - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は容器の気密性や容器の中
に入れた物体の通気性を検知するリークテスタ、特にリ
ークによって生ずるこれらの容器の音響インピーダンス
の変化を利用する方式のリークテスタに関わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a leak tester for detecting the airtightness of a container and the air permeability of an object placed in the container, and more particularly to a leak tester utilizing a change in the acoustic impedance of these containers caused by a leak. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】機械のハウジングなどの容器の気密性を
調べる方法として、従来から、容器に気体を圧入して閉
じ、その後の圧力変化を測定するという方法が多く用い
られてきた。2. Description of the Related Art As a method for checking the airtightness of a container such as a housing of a machine, a method of press-fitting a gas into a container, closing the container, and measuring a subsequent pressure change has been often used.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来方法は気体
の等温変化を前提としているので、圧入にともなう気体
の温度上昇が、容器の壁などを通して放散して元の温度
に戻るまで待たねばならず、測定に時間がかかるという
欠点がある。また、測定中に周囲温度が変化すると容器
内の圧力が変化し、気体のリークによる圧力変化が検出
し難くなるという欠点もある。Since the above-mentioned conventional method is based on the premise that the gas is isothermally changed, it is necessary to wait until the temperature rise of the gas accompanying the press-in is diffused through the wall of the container and returned to the original temperature. And it takes a long time for measurement. Further, when the ambient temperature changes during the measurement, the pressure in the container changes, and there is a disadvantage that it is difficult to detect a pressure change due to gas leakage.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明のリークテスタで
は、容器に接続されたスピーカ等の音源によって容器内
部の気体を音響的に駆動し、その際、容器内部に生ずる
圧力変動、すなわち音圧、をマイクロホン等の圧力変換
器で検出し、その検出器出力信号を信号処理装置にとり
込んでリーク量を求めるようになっている。In the leak tester of the present invention, the gas inside the container is acoustically driven by a sound source such as a speaker connected to the container, and at that time, the pressure fluctuation occurring inside the container, that is, the sound pressure, Is detected by a pressure transducer such as a microphone or the like, and the output signal of the detector is taken into a signal processing device to determine a leak amount.

【０００５】[0005]

【作用】音源から容器内部を見たときの音響インピーダ
ンスの実数部は、その容器のリークの大小または容器の
中に入れた物体の通気性の大小によって変化し、上記圧
力変換器の出力信号にこのインピーダンス変化に起因す
る成分を生ずるので、信号処理装置においてこの成分を
種々の方法により検出してリーク量を求める。[Action] The real part of the acoustic impedance when the inside of the container is viewed from the sound source changes depending on the magnitude of the leak of the container or the degree of air permeability of the object placed in the container, and the output signal of the pressure transducer is changed. Since a component due to this impedance change is generated, the signal processing device detects this component by various methods to determine the amount of leakage.

【０００６】[0006]

【発明の効果】本発明においては、音源によって与えら
れる容器内部の圧力変動は交番的であるので、従来方法
におけるような熱的平衡に達するまでの待時間は不要
で、リーク量を迅速に測定できる。したがってまた、そ
の測定中は周囲温度は一定とみなすことができ、ゆっく
りした周囲温度の変化は障害とはならない。According to the present invention, since the pressure fluctuation inside the container given by the sound source is alternating, there is no need to wait for the thermal equilibrium to be reached as in the conventional method, and the leak amount can be quickly measured. it can. Therefore, the ambient temperature can be regarded as constant during the measurement, and a slow change in the ambient temperature is not an obstacle.

【０００７】[0007]

【第１実施例】図１において、リーク測定器１０の内部
は隔壁４によって内容積Ｖ1 の基準容器１と内容積Ｖ2
の補助容器２とに分けられており、それらは連通管５に
よって互いに連通し両者の内部の静圧は等しくなってい
る。この連通管は本発明にとって必須と言うわけではな
く、後述するスピーカのコーン７に適当な通気性があれ
ばこれと同等の作用をする。３は内容積Ｖ3 の被測定容
器で、その連結孔１９はチューブ９を介して補助容器２
の連結孔１８に連結されており、２と３は音響的に一つ
の容器として作用する。リーク孔８は測定される容器３
のリークを表す。測定器１０の隔壁４には音源のスピー
カ６がつけられており、これには電子回路装置１４の中
の信号発生器１６から一対のリード線１３と一対の気密
端子１７を通して交番的な駆動電流が供給されている。
この電流によってスピーカ６が駆動されるとスピーカの
コーン７が振動し、基準容器１と補助容器２には絶対値
が等しく符号が互いに反対の微小体積変化が差動的に与
えられる。その際、連通管５に流入する気体の体積はそ
こから流出する気体の体積に等しいから、１と２に絶対
値が等しく符号が反対の体積変化が与えられるというこ
とには変わりはない。したがって以下においては、連通
管５の音響特性は音源のスピーカ６の特性に含まれてい
るものとする。以上の結果これら二つの容器の内部には
微小圧力変動、すなわち音圧、を生ずるが、これらの音
圧は圧力変換器であるところのマイクロホン１１および
１２によって検出され、マイクロホン出力信号ｅ1 およ
びｅ2 にそれぞれ変換される。信号ｅ1 およびｅ2 は電
子回路装置１４の中の信号処理装置１５への入力とな
り、そこでリーク量測定のための演算や結果の表示など
が行なわれる。First Embodiment In FIG. 1, the inside of a leak measuring device 10 is separated by a partition 4 from a reference container 1 having an inner volume V1 and an inner volume V2.
And an auxiliary container 2 which communicates with each other through a communication pipe 5 so that the internal static pressures therein are equal. This communication pipe is not necessarily essential to the present invention, and if the cone 7 of the loudspeaker, which will be described later, has an appropriate air permeability, the communication pipe operates in the same manner. Reference numeral 3 denotes a container to be measured having an internal volume V3.
2 and 3 act acoustically as one container. The leak hole 8 is the container 3 to be measured.
Represents a leak. A speaker 6 serving as a sound source is attached to a partition wall 4 of the measuring instrument 10. The speaker 6 is provided with an alternating drive current from a signal generator 16 in an electronic circuit device 14 through a pair of lead wires 13 and a pair of airtight terminals 17. Is supplied.
When the speaker 6 is driven by the current, the cone 7 of the speaker vibrates, and the reference container 1 and the auxiliary container 2 are given differentially small volume changes having the same absolute value and opposite signs. At this time, since the volume of the gas flowing into the communication pipe 5 is equal to the volume of the gas flowing out therefrom, it is still the same that absolute values of 1 and 2 are equal and opposite signs are given. Therefore, in the following, it is assumed that the acoustic characteristics of the communication tube 5 are included in the characteristics of the speaker 6 of the sound source. As a result, minute pressure fluctuations, that is, sound pressures, occur inside these two containers, and these sound pressures are detected by the microphones 11 and 12 which are pressure transducers, and are output to the microphone output signals e1 and e2. Each is converted. The signals e1 and e2 are input to a signal processing device 15 in the electronic circuit device 14, where calculations for measuring the amount of leak and display of the result are performed.

【０００８】いま、スピーカ６が角周波数ωの正弦波信
号で駆動され、その周波数の音の波長が基準容器１ある
いは補助容器２に結合した容器３のいずれの寸法に比べ
ても十分に長く、したがって、これらの容器の内部に生
ずる圧力変動の位相は容器内部のどの場所においても一
様とみなし得るものとすると、スピーカのコーン７から
基準容器１の内部を見たときの音響インピーダンスＺ_１
は、容器内部の形状とは無関係になり、Now, the loudspeaker 6 is driven by a sine wave signal having an angular frequency ω, and the sound wavelength at that frequency is sufficiently longer than the dimensions of the reference container 1 or the container 3 connected to the auxiliary container 2. Accordingly, assuming that the phase of the pressure fluctuation occurring inside these containers can be regarded as uniform at any place inside the containers, the acoustic impedance Z ₁ when the inside of the reference container 1 is viewed from the cone 7 of the speaker.
Is independent of the shape inside the container,

【０００９】[0009]

【数１】 (Equation 1)

【００１０】と表わされる。ここでｊは虚数単位、γ
（ガンマ）は測定器１０内部の気体の比熱比、Ｐ0 は１
０内部の静圧で、この場合それは大気圧に等しい。一
方、スピーカのコーン７から補助容器２の内部を見たと
きの音響インピーダンスＺ2 は## EQU1 ## Where j is the imaginary unit, γ
(Gamma) is the specific heat ratio of the gas inside the measuring instrument 10, and P0 is 1
Zero internal static pressure, which in this case equals atmospheric pressure. On the other hand, the acoustic impedance Z2 when viewing the inside of the auxiliary container 2 from the speaker cone 7 is

【００１１】[0011]

【数２】 (Equation 2)

【００１２】と表わされる。ここで## EQU1 ## here

【００１３】[0013]

【数３】 (Equation 3)

【００１４】であり、またＲはリーク孔８の音響抵抗で
ある。リーク孔８が閉じている場合にはＲは無限大であ
り、そのとき式（２）はAnd R is the acoustic resistance of the leak hole 8. When the leak hole 8 is closed, R is infinite, and then the equation (2) becomes

【００１５】[0015]

【数４】 (Equation 4)

【００１６】となり、Ｚ2 はＺ1 と同様に虚数成分のみ
となる。リーク孔８が開いていて抵抗Ｒが有限の大きさ
のときには、Ｚ2 には、虚数成分のほかに、式（２）第
１項の実数成分が現われる。Ｒが大きい範囲では、この
実数成分はＲが小さくなるとともに、すなわちリーク量
の増大とともに大きくなる。そしてスピーカ６によって
これら二つの音響インピーダンスＺ1 、Ｚ2 に絶対値が
等しく符号が反対の体積変化が与えられると、基準容器
１および補助容器２の内部にはそれぞれＺ1 およびＺ2
に比例した音圧が生ずる。## EQU2 ## Z2 has only an imaginary component like Z1. When the leak hole 8 is opened and the resistance R has a finite size, the real component of the first term of the equation (2) appears in Z2 in addition to the imaginary component. In the range where R is large, the real component increases as R decreases, that is, increases as the leak amount increases. When the two acoustic impedances Z1 and Z2 are given volume changes with the same absolute value and opposite signs by the speaker 6, Z1 and Z2 are respectively set in the reference container 1 and the auxiliary container 2.
A sound pressure proportional to is generated.

【００１７】以上の式は、測定器１０内部の気体が断熱
変化をすることを前提としたものであるが、ωが小さい
ときには、容器の壁に接する気体層の一部が等温変化を
し、そのためＺ1 、Ｚ2 などの値は上記の式とは若干異
なってくる。しかしその場合でもリーク量の増大ととも
に音響インピーダンスＺ2 の実数部が大きくなるという
基本的現象にはなんら変わりはない。The above equation is based on the premise that the gas inside the measuring instrument 10 undergoes adiabatic change. However, when ω is small, a part of the gas layer in contact with the container wall undergoes isothermal change, Therefore, the values of Z1, Z2, etc. are slightly different from the above equations. However, even in that case, there is no change in the basic phenomenon that the real part of the acoustic impedance Z2 increases as the leak amount increases.

【００１８】図２は信号処理装置１５の内部構造を示
し、上記の補助容器２の内部の音圧のうち、Ｚ2 の実数
部に起因する成分を抽出するものである。２１と２２は
増幅器で、それぞれマイクロホン出力ｅ1 とｅ2 を増幅
する。２３は移相器で、２１の出力信号を９０度位相シ
フトさせて、２２の出力信号のうちのＺ2 の実数部に起
因する成分と同相にするものである。同期整流器２４は
２３の出力を参照信号とし、２２の出力信号から上記の
Ｚ2 の実数部に起因する成分を抽出し、その大きさに比
例した直流出力を発生する。この直流信号は、除算器２
６において整流器２５からえられるマイクロホン出力ｅ
1 の振幅の大きさを表わす信号によって除算され、表示
器２７においてリーク量として表示される。この除算器
２６の働きは、信号発生器１６の出力の大きさの変動を
補償するものである。したがって除算器２６を省略し、
整流器２５の出力を信号発生器１６にフィードバックし
てマイクロホン出力ｅ1 の振幅が一定となるように制御
してもよい。また信号発生器１６の出力が安定であれ
ば、整流器２５、除算器２６は使わなくても済む。FIG. 2 shows the internal structure of the signal processing device 15 for extracting a component derived from the real part of Z2 from the sound pressure inside the auxiliary container 2. Amplifiers 21 and 22 amplify the microphone outputs e1 and e2, respectively. Reference numeral 23 denotes a phase shifter which shifts the phase of the output signal of the output signal 21 by 90 degrees so that the output signal of the output signal 22 has the same phase as that of the component derived from the real part of Z2. The synchronous rectifier 24 uses the output of 23 as a reference signal, extracts the component derived from the real part of Z2 from the output signal of 22, and generates a DC output proportional to the magnitude. This DC signal is supplied to a divider 2
6, the microphone output e obtained from the rectifier 25
The signal is divided by a signal representing the magnitude of the amplitude of 1 and is displayed on the display 27 as a leak amount. The function of the divider 26 is to compensate for variations in the magnitude of the output of the signal generator 16. Therefore, the divider 26 is omitted,
The output of the rectifier 25 may be fed back to the signal generator 16 to control the amplitude of the microphone output e1 to be constant. If the output of the signal generator 16 is stable, the rectifier 25 and the divider 26 do not need to be used.

【００１９】[0019]

【第２実施例】リーク孔８が閉じている場合には、基準
容器１と補助容器２の音響インピーダンスＺ1 とＺ2 は
ともに虚数部のみであり、したがってスピーカ６により
それらに符号が反対の体積変化が与えられたときにこれ
らの容器の内部に生ずる音圧波形は互いに１８０度の位
相差となる。リーク孔８が開いていてＺ2 に実数部があ
ると、それは補助容器２の中の音圧の位相進みとなって
現われる。その位相進みＡは、式（２）の実数部と虚数
部の比からSecond Embodiment When the leak hole 8 is closed, the acoustic impedances Z1 and Z2 of the reference container 1 and the auxiliary container 2 are both imaginary parts only, and therefore, the speaker 6 changes the volume change of the opposite sign. , The sound pressure waveforms generated inside these containers have a phase difference of 180 degrees from each other. If the leak hole 8 is open and there is a real part in Z2, it appears as a phase advance of the sound pressure in the auxiliary container 2. The phase lead A is obtained from the ratio between the real part and the imaginary part of the equation (2).

【００２０】[0020]

【数５】 (Equation 5)

【００２１】となる。したがってマイクロホン出力ｅ1
とｅ2 の位相差からリーク孔８の抵抗Ｒの大きさあるい
はＺ2 の実数部の大きさを求めることができ、リーク量
を知ることができる。## EQU1 ## Therefore, the microphone output e1
The magnitude of the resistance R of the leak hole 8 or the magnitude of the real part of Z2 can be obtained from the phase difference between E2 and e2, and the amount of leakage can be known.

【００２２】図３は上記の位相差測定方式のときの信号
処理装置１５の内部構造で、増幅器２１の出力は、まず
反転増幅器２８によって符号反転されて１８０度の位相
変化が与えられたのち、位相計２９において増幅器２２
の出力と比較され、残りの位相差Ａが測定される。そし
てＡを表わす２９の出力は表示器２７に送られてリーク
量として表示される。FIG. 3 shows the internal structure of the signal processing device 15 in the above-described phase difference measurement method. The output of the amplifier 21 is first inverted by an inverting amplifier 28 to give a 180-degree phase change. The amplifier 22 in the phase meter 29
And the remaining phase difference A is measured. The output 29 indicating A is sent to the display 27 and displayed as a leak amount.

【００２３】[0023]

【第３実施例】図４は、ディジタル計算機を用いて構成
した信号処理装置１５の内部構造を示す。増幅器２１お
よび２２の出力信号はそれぞれＡＤ変換器３１および３
２によってディジタル量に変換されディジタル計算機３
０にとり込まれる。３３は周波数てい倍器で、信号発生
器１６からリード線３４を通して供給される同期パルス
を周波数てい倍してサンプリングパルスとし、これをＡ
Ｄ変換器３１および３２に送ってＡＤ変換を行なわせ
る。しかしこの部分は、信号処理装置１５の内部にクロ
ックパルス発生器を設け、ＡＤ変換は、信号発生器１６
とは無関係に、このクロックパルスによって行なわせる
ようにしてもよい。Third Embodiment FIG. 4 shows the internal structure of a signal processing device 15 constructed using a digital computer. The output signals of the amplifiers 21 and 22 are supplied to AD converters 31 and 3 respectively.
2 is converted into a digital quantity by the digital computer 3
It is taken into 0. Reference numeral 33 denotes a frequency multiplier, which multiplies the frequency of a synchronizing pulse supplied from the signal generator 16 through the lead wire 34 to obtain a sampling pulse.
It is sent to D converters 31 and 32 to perform A / D conversion. However, in this part, a clock pulse generator is provided inside the signal processing device 15 and the AD conversion is performed by the signal generator 16.
Irrespective of this, it may be performed by this clock pulse.

【００２４】ディジタル計算機３０においては、図２お
よび図３において説明した方法とまったく同等の処理が
行なわれるだけでなく、そのほかにも種々の高度な処理
を行なってリーク量を算出することが可能である。たと
えば、マイクロホン出力信号ｅ1 を一つの系の入力とみ
なし、マイクロホン出力信号ｅ2 をその系の出力とみな
すと、両者の間の伝達関数Ｇ（ω）はつぎのようにな
る。In the digital computer 30, not only the processing exactly the same as the method described with reference to FIGS. 2 and 3 is performed, but also various other advanced processing can be performed to calculate the leak amount. is there. For example, if the microphone output signal e1 is regarded as the input of one system and the microphone output signal e2 is regarded as the output of the system, the transfer function G (ω) between the two is as follows.

【００２５】[0025]

【数６】 (Equation 6)

【００２６】ここでＴ1 とＴは時定数で、それぞれHere, T1 and T are time constants, respectively.

【００２７】[0027]

【数７】 (Equation 7)

【００２８】[0028]

【数８】 (Equation 8)

【００２９】と表わされる。そしてリークによって生ず
る音響インピーダンスＺ2 の変化は、この伝達関数Ｇ
（ω）の時定数Ｔ1 、Ｔの変化となって現われる。Ｇ
（ω）を測定するには、信号発生器１６で最大周期系列
（Ｍ−系列）信号等のテスト信号を発生し、ディジタル
計算機３０において信号ｅ1 ，ｅ2 のフーリエ変換を行
なったのち除算を行なう。さらにこのようにして求めた
Ｇ（ω）のパラメータＴ1 またはＴからリーク抵抗Ｒの
値を求め、リーク量として表示する。## EQU2 ## The change in the acoustic impedance Z2 caused by the leak is caused by the transfer function G
It appears as a change in the time constants T1 and T of (ω). G
To measure (.omega.), A signal generator 16 generates a test signal such as a maximum periodic sequence (M-sequence) signal, and the digital computer 30 performs a Fourier transform of the signals e1 and e2 and then divides. Further, the value of the leak resistance R is obtained from the parameter T1 or T of G (ω) thus obtained, and is displayed as a leak amount.

【００３０】[0030]

【第４実施例】図５は容器の中に入れた物体の通気性を
検知する実施例である。被測定物体４２は容器４３の中
に入れられ、蓋４４で気密的に蓋をされている。４４に
は音源のスピーカ６と容器４３内部の音圧を検出するマ
イクロホン１２がつけられており、これらは基準容器４
１によって覆われている。４１には、その内部の音圧を
検出し出力信号ｅ1 を信号処理装置１５に送るマイクロ
ホン１１、マイクロホン１２の出力信号ｅ2 を同じく１
５に導く気密端子４９、信号発生器１６からスピーカ６
に駆動電流を供給するための気密端子１７およびリーク
量をネジにより加減できる可変ニードル弁４８がつけら
れている。被測定物体４２は、たとえば防水シールされ
たハウジングで覆われた機械などであるが、図１の場合
は容器３が機械のハウジング自体であったのに対し、こ
の場合は容器４３の中にハウジングを入れる。したがっ
て図１の連結孔１９のようなものをハウジングにつける
必要がない。Fourth Embodiment FIG. 5 shows an embodiment for detecting the air permeability of an object placed in a container. The object to be measured 42 is placed in a container 43, and is hermetically closed with a lid 44. 44 is provided with a speaker 6 as a sound source and a microphone 12 for detecting the sound pressure inside the container 43.
Covered by one. Reference numeral 41 denotes the output signal e2 of the microphone 11 and the microphone 12 which detects the internal sound pressure and sends an output signal e1 to the signal processing device 15, and
5 from the signal generator 16 to the speaker 6
An airtight terminal 17 for supplying a drive current to the motor and a variable needle valve 48 capable of adjusting the amount of leakage with a screw are provided. The object to be measured 42 is, for example, a machine covered with a waterproof sealed housing. In FIG. 1, the container 3 is the machine housing itself. Insert Therefore, it is not necessary to attach something like the connection hole 19 in FIG. 1 to the housing.

【００３１】容器４３の中に入れて測定する被測定物体
としては、上記のほかに果実などもある。みかんなどは
表皮と中身の間にすき間があることが多く、また、表皮
には通気性がある。このような果実の構造は、図５に示
すように、中身を表わす液体４７とその上部のすき間４
６が物体４２の中に存在し、さらに表皮の通気性を表わ
すリーク孔４５があるものとしてモデル化される。そし
て容器４３内部の音圧により気体がリーク孔４５を通る
際にエネルギ損失を生じ、そのために容器４３内部の音
響インピーダンスに実数部が現われるので、このインピ
ーダンス変化により果実の表皮の通気性やその下のすき
間の大小を検知することができる。The object to be measured in the container 43 may be a fruit or the like in addition to the above. Tangerines often have a gap between the epidermis and the contents, and the epidermis is breathable. As shown in FIG. 5, the structure of such a fruit is composed of a liquid 47 representing the contents and a gap 4 above the liquid.
6 is modeled as being in the object 42 and further having a leak hole 45 representing the permeability of the epidermis. When the gas passes through the leak hole 45 due to the sound pressure inside the container 43, energy loss is caused, and a real part appears in the acoustic impedance inside the container 43. The size of the gap can be detected.

【００３２】図５の装置によるリーク量の測定は、可変
ニードル弁４８を基準容器４１の内部の静圧を大気圧に
平衡させるのに必要なだけの最小のリーク量に設定し固
定しておけば、図２、図３、図４において説明した信号
処理方式のいずれも適用可能である。しかしこれらの方
式のほかに、ニードル弁が可変であることを利用して基
準容器４１内部の音響インピーダンスを容器４３内部の
音響インピーダンスに模擬させるようにすると、零位法
によるリーク量の測定ができる。たとえば信号処理装置
１５として図３に示した位相差測定方式の回路を用い、
信号ｅ1 に対する信号ｅ2 の位相シフトＡが０となるよ
うにニードル弁を手動により調整して平衡させると、そ
のときは基準容器４１内部の音圧の位相シフトが容器４
３内部の音圧のそれに等しくなっているから、容器４３
におけるリーク量がニードル弁４８のリーク量に比例的
に移し替えられていることになる。したがってニードル
弁を調節するネジの目盛りから容器４３におけるリーク
量が直読される。この零位法による測定は図２に示した
信号処理装置を用いても行なうことができる。また４８
に電動式ニードル弁を使用し信号処理装置１５の出力で
弁のモータを制御するようにすれば、測定操作を自動化
することができる。またさらに、図１の装置でも、基準
容器１に可変ニードル弁を設けることにより零位法によ
る測定ができる。In the measurement of the leak amount by the apparatus shown in FIG. 5, the variable needle valve 48 is set and fixed to the minimum leak amount necessary for equilibrating the static pressure inside the reference container 41 to the atmospheric pressure. For example, any of the signal processing methods described in FIGS. 2, 3, and 4 can be applied. However, in addition to these methods, if the acoustic impedance inside the reference container 41 is simulated to the acoustic impedance inside the container 43 using the fact that the needle valve is variable, the leak amount can be measured by the null method. . For example, using the circuit of the phase difference measurement method shown in FIG.
When the needle valve is manually adjusted and balanced so that the phase shift A of the signal e2 with respect to the signal e1 becomes 0, the phase shift of the sound pressure inside the reference
3 because it is equal to the sound pressure inside the container 43
Is changed in proportion to the leak amount of the needle valve 48. Therefore, the leak amount in the container 43 is directly read from the scale of the screw for adjusting the needle valve. The measurement by the null method can also be performed using the signal processing device shown in FIG. Also 48
If an electric needle valve is used and the motor of the valve is controlled by the output of the signal processing device 15, the measuring operation can be automated. Further, in the apparatus of FIG. 1 as well, measurement can be performed by the null method by providing a variable needle valve in the reference container 1.

【００３３】図５の装置は、構造的には特公平２−３３
０８４などにおいて開示されている体積計と同じであ
る。この体積計では容器４３の中に入れた物体の体積が
容器４３と基準容器４１の内部の音圧の大きさの比によ
って測定されるが、その際、容器４３と蓋４４の間のシ
ールが不完全であると体積測定値に誤差を生ずる。本発
明のリーク検知方式をこの体積計に併用すると、上記の
シールの不完全さを体積測定に先立って未然に検知して
警報を発することができる。The apparatus shown in FIG. 5 is structurally similar to Japanese Patent Publication No. 2-33.
084 and the like. In this volume meter, the volume of the object put in the container 43 is measured by the ratio of the magnitude of the sound pressure inside the container 43 and the reference container 41. At this time, the seal between the container 43 and the lid 44 is Incomplete results in errors in volume measurements. When the leak detection method of the present invention is used in combination with this volume meter, it is possible to detect the imperfectness of the seal before detecting the volume and issue an alarm.

【００３４】図５の装置はまた、エンジン燃焼室の弁の
リーク検知などに適している。この場合は燃焼室がリー
クを検知すべき容器であり、蓋４４の直径を燃焼室の直
径、すなわちシリンダの直径、よりやや大きく製作し、
仰向けに置いた燃焼室ブロックの燃焼室の上に基準容器
４１につけられた蓋４４を円環状のゴムパッキンなどを
介して覆いかぶせる。そして吸気弁、排気弁とも閉じた
状態でリーク量の測定を行なうと、これらの弁や弁座の
欠陥によるリークを検知できる。また前記した体積測定
方式を併用すれば、燃焼室容積も同時に測定される。The apparatus shown in FIG. 5 is also suitable for detecting a leak in a valve of an engine combustion chamber. In this case, the combustion chamber is a container for which a leak is to be detected, and the diameter of the lid 44 is made slightly larger than the diameter of the combustion chamber, that is, the diameter of the cylinder.
A lid 44 attached to the reference container 41 is placed over the combustion chamber of the combustion chamber block placed on its back via an annular rubber packing or the like. When the leak amount is measured in a state where both the intake valve and the exhaust valve are closed, it is possible to detect a leak due to a defect in these valves or a valve seat. If the above-described volume measurement method is used together, the volume of the combustion chamber is measured at the same time.

【００３５】[0035]

【第５実施例】以上に説明した実施例はいずれも基準容
器を使用しているが、図６は基準容器を使用しない本発
明の実施例である。フレーム５５にはベローズ５１とム
ービングコイル型駆動装置５６がつけられており、５６
は信号発生器１６から交番的な駆動信号が与えられると
連結棒５２を介してベローズ５１を上下に伸縮させる。
ベローズ５１の他端には連結管５７がつけられており、
その先はチューブ９を通して検知すべきリーク孔８を有
する容器３につながっていて、ベローズ５１の伸縮にと
もない容器３には交番的な体積変化が与えられ音響的に
駆動される。連結管５７には容器３内部の圧力変動、す
なわち音圧、を検出する半導体圧力変換器５４が接続さ
れており、その出力信号ｅ4 は信号処理装置１５にとり
込まれる。駆動装置５６の上部には連結棒５２の上下の
動きを検出する変位計５３がとりつけられており、その
出力信号ｅ3 も信号処理装置１５にとり込まれる。Fifth Embodiment Although all of the embodiments described above use a reference container, FIG. 6 shows an embodiment of the present invention in which no reference container is used. The frame 55 is provided with a bellows 51 and a moving coil type driving device 56.
When the alternating drive signal is given from the signal generator 16, the bellows 51 expands and contracts up and down via the connecting rod 52.
A connecting pipe 57 is attached to the other end of the bellows 51,
The end of the bellows is connected to a container 3 having a leak hole 8 to be detected through a tube 9, and the container 3 is alternately changed in volume as the bellows 51 expands and contracts, and is driven acoustically. The connection pipe 57 is connected to a semiconductor pressure transducer 54 for detecting a pressure fluctuation inside the container 3, that is, a sound pressure, and the output signal e 4 is taken into the signal processing device 15. A displacement gauge 53 for detecting the vertical movement of the connecting rod 52 is attached to the upper part of the driving device 56, and the output signal e 3 is also taken into the signal processing device 15.

【００３６】上記の圧力変換器の出力信号ｅ4 は、図１
におけるマイクロホン出力信号ｅ2と同等であり、また
変位計出力信号ｅ3 は、マイクロホン出力信号ｅ1 と同
等である。したがって図２、図３、図４において説明し
たいずれの信号処理方式を用いても容器３のリーク検知
が可能であるが、マイクロホンの替わりに半導体圧力変
換器を用いている点などから本実施例は超低周波の圧力
変動、すなわち超低周波音によるリーク検知に適してい
る。なお駆動装置５６の特性が安定していて、信号発生
器１６から与えられる駆動信号と連結棒５２の変位との
間の比例関係が一定であるならば、変位計５３を省いて
信号発生器の出力をもって信号ｅ3 に替えることができ
る。また、駆動装置５６はムービングコイル型にかぎら
ず、たとえばモータとカムにより連結棒５２を押し下げ
るような機構のものでもよい。The output signal e4 of the pressure transducer is shown in FIG.
Is equivalent to the microphone output signal e2, and the displacement meter output signal e3 is equivalent to the microphone output signal e1. Therefore, although any of the signal processing methods described with reference to FIGS. 2, 3, and 4 can be used to detect leaks in the container 3, the present embodiment differs from the embodiment in that a semiconductor pressure transducer is used instead of a microphone. Is suitable for detecting pressure fluctuations at very low frequencies, that is, leaks due to very low frequency sounds. If the characteristic of the driving device 56 is stable and the proportional relationship between the driving signal given from the signal generator 16 and the displacement of the connecting rod 52 is constant, the displacement meter 53 is omitted and the signal generator The output can be replaced with the signal e3. Further, the driving device 56 is not limited to the moving coil type, but may be of a mechanism that pushes down the connecting rod 52 by a motor and a cam, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１実施例である。FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.

【図２】信号処理装置の構成の一例である。FIG. 2 is an example of a configuration of a signal processing device.

【図３】位相差測定方式の信号処理装置の構成である。FIG. 3 is a configuration of a signal processing device using a phase difference measurement method.

【図４】ディジタル計算機を用いて構成した信号処理装
置である。FIG. 4 is a signal processing device configured using a digital computer.

【図５】容器の中に入れた物体の通気性を検知する本発
明の実施例である。FIG. 5 is an embodiment of the present invention for detecting the air permeability of an object placed in a container.

【図６】基準容器を使用しない本発明の実施例である。FIG. 6 is an embodiment of the present invention that does not use a reference container.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 容積Ｖ1 の基準容器 ２ 容積Ｖ2 の補助容器 ３ 容積Ｖ3 の容器 ４ 隔壁 ５ 連通管 ６ スピーカ ７ スピーカのコーン ８ リーク孔 ９ チューブ １０ 測定器 １１、１２ マイクロホン １３ 一対のリード線 １４ 電子回路装置 １５ 信号処理装置 １６ 信号発生器 １７ 一対の気密端子 １８、１９ 連結孔 ２１、２２ 増幅器 ２３ 移相器 ２４ 同期整流器 ２５ 整流器 ２６ 除算器 ２７ 表示器 ２８ 反転増幅器 ２９ 位相計 ３０ ディジタル計算機 ３１、３２ ＡＤ変換器 ３３ 周波数てい倍器 ３４ リード線 ４１ 基準容器 ４２ 被測定物体 ４３ 容器 ４４ 蓋 ４５ リーク孔 ４６ すき間 ４７ 液体 ４８ 可変ニードル弁 ４９ 気密端子 ５１ ベローズ ５２ 連結棒 ５３ 変位計 ５４ 圧力変換器 ５５ フレーム ５６ 駆動装置 ５７ 連結管 1 Reference container of volume V1 2 Auxiliary container of volume V2 3 Container of volume V3 4 Partition wall 5 Communication tube 6 Speaker 7 Speaker cone 8 Leakage hole 9 Tube 10 Measuring device 11, 12 Microphone 13 A pair of lead wires 14 Electronic circuit device 15 Signal processing device 16 Signal generator 17 A pair of hermetic terminals 18, 19 Connecting holes 21, 22 Amplifier 23 Phase shifter 24 Synchronous rectifier 25 Rectifier 26 Divider 27 Display 28 Inverting amplifier 29 Phase meter 30 Digital computer 31, 32 AD conversion Instrument 33 Frequency multiplier 34 Lead wire 41 Reference container 42 Object to be measured 43 Container 44 Cover 45 Leak hole 46 Gap 47 Liquid 48 Variable needle valve 49 Airtight terminal 51 Bellows 52 Connecting rod 53 Displacement gauge 54 Pressure transducer 55 Frame 56 Drive Device 57 Connecting pipe

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 リークを検知すべき容器またはリークを
検知すべき物体を入れた容器と、上記容器内部の気体を
上記容器の寸法に比べて十分に長い波長を有する音で駆
動する音源と、上記容器内部の音圧を検出する圧力変換
器と、上記圧力変換器の出力信号をとり込んで処理する
信号処理装置とを有し、上記リークによって生ずる上記
容器内部の音響インピーダンスの変化により上記リーク
を検知する音響式リークテスタ。1. A container in which a leak is to be detected or a container in which an object to be detected is placed, and a gas inside the container is
A sound source driven by a sound having a wavelength sufficiently longer than the size of the container, a pressure transducer for detecting a sound pressure inside the container, and an output signal of the pressure transducer. An acoustic leak tester having a signal processing device for processing and detecting the leak based on a change in acoustic impedance inside the container caused by the leak. 【請求項２】リークを検知すべき容器またはリークを検
知すべき物体を入れた容器と、リーク量が調整可能な弁
を有する基準容器と、上記容器と上記基準容器の内部の
気体をこれら二つの容器の寸法に比べて十分に長い波長
を有する音で駆動する音源と、上記容器と上記基準容器
のそれぞれの内部の音圧を検出する圧力変換器と、上記
圧力変換器の出力信号をとり込んで処理する信号処理装
置とを有し、上記調整可能な弁を調整して上記基準容器
内部の音響インピーダンスを上記容器内部の音響インピ
ーダンスに模擬させることにより上記リークを検知する
音響式リークテスタ。2. A leak was placed an object to be detected the vessel or leakage to be detected of the container, a reference container with an amount of leakage adjustable valve, the gas inside of the container and the reference container these two Wavelength long enough compared to the dimensions of one container
A sound source driven by a sound having a pressure transducer that detects a sound pressure inside each of the container and the reference container, and a signal processing device that takes in and processes an output signal of the pressure transducer. An acoustic leak tester for detecting the leak by adjusting the adjustable valve to simulate the acoustic impedance inside the reference container to the acoustic impedance inside the container.