JPS60247131A - 圧力計指針の光電式記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 残厚ぶり１１化囚。

この発明は、圧力計指針の光電式記録方法に係り、特に
回転ボンベ式酸化安定度の試験記録方法である。

真１りえ貞− タービン油等の酸化安定度を試験するのに回転ボンベ式
試験方法があり、その１例を第３図に示す。　第３図で
ａはこの回転ボンベ式酸化安定度の試験器の概略構成図
、ｂは試験式圧力計記鎌紙の記録の１例を示す正面図で
ある。

図で１はボンベで、試料、水及び銅触媒コイルを入れた
蓋付試料容器が入っており、更に酸素を６−５Ｋｇ／ａ
ｍ”　（６２０ＫＰＯ）　まで圧入し、１５０℃の恒温
槽２に入れる。　３はボンベ回転用モータ−でギヤ等の
連結機構を介してボンベ保持器４に回転を与え、ボンベ
１を恒温槽２に３０度の角度に傾斜保持せしめながら毎
分１００　回転の速さで回転せしめ試料と一定量の酸素
の反応の促進をうながすようにする。　ボンベ１内の圧
力は更に導管６をへて自記圧力計であるブルドン管圧力
計５に伝え、酸素の反応に応じた圧力降下の変化を図す
のチャートに書かせ試料と一定量の酸素が反応するまで
の時間ｍｉｎ　を規定の圧力降下によりめるのである。

しかして、このような従来のゼンマイ式自記圧力計のチ
ャートに丸形６時間用のため長時間測定の場合記録が重
なり、圧力時間の判定がしにくい。

更に従来のゼンマイ式自記圧力計は回転しながらインク
ペン、宝石針を用い、インクチャート、カーホンチャー
トに記録するためチャートとペンの接触が９１くいかな
かった。　又更に近時記録時間の長いものが要求される
ようになってきてこれを改良する必要にせ１られている
。

このような点を考慮して、この発明では圧力計指針と光
りの移動を利用して光点移動を受光素子に導いて直流電
圧としてとりだし、記録するようにしたものであり、特
に回転ボンベ式の場合は圧力計がボンベと回転をともに
するので光検出器を回転している圧力計の前面に固定す
るのである。

かくてこの発明では光電式無接触のためトラブルは少な
く５回転部にゼンマイ等がないため軽く、記録部が回転
しないので途中で止めなくても連続して経過ば現われ、
取扱いが簡単である。

鼎− ナログ出力端子にペン式、打点式等の記録計を接続する
ことにより、長時間多チャンネルの記録がとれるように
し、圧力計の校正を電気的に行えるようにし、回転が変
化しても安定した出力が得られるものである。　又この
発明では、圧力計の目盛板に幅の広い判−別マークと指
針と同形状の原点マークを施し、光検出回路中で前記判
別マークを判別の基準として原点マークから指針までの
振れを時間軸（パルス幅）としてと９だし、さらに１回
転の時間との比率をとることにより角度として変換する
ことを特徴とするものである。

１渭Ｕυ１１興 この発明を図の実施例について説明する。

第１ｆｆｉａはボンベと一緒ＶＣなって回転する圧力計
の側面図、同図すは正面図、同図Ｃは圧力計の指針に対
し光９で検出せる信号を読みとるための回路ブロック図
、同図ｄｆｌ読みとられた光信号図である。

図で５に圧力計でボンベ４の回転にともなって回転する
のは第１図通りである。　圧力計５の目盛板には指針５
ａのほか幅がある程度広い判別マーク５ｂと針状の幅の
狭い原点マーク５ｃとが設けられ、原点マーク５ｃと指
針５ａ間の間隔がｔとして所望の読みとり時間幅となる
。

尚この他に圧力計として００点目盛りが存するので、光
検出回路の最後で０調整を行うのである。

面幅広くとった判別マーク５ｂの存在にょ９原点マーク
を確認し、所望の読みを容易にするとともに光検出回路
で前記判別マークを判別の基準として原点マークから指
針までの振れを時間軸（パルス幅）としてとりだし、更
に１回転の時間との比率をとることにより角度として変
換するものである。　７は光検出器で内容は省略するが
、発光ダイオードの発光を圧力計５の目盛板表面にあて
てもどってくる光を受光ダイオードで受けて判別マーク
５ｂ、原点マーク５ｃ、圧力計の指針５８等を判別して
同図ｄのように光９信号としてと９だすことができる。

この場合判別マークは針より５〜１０　倍広く、又原点
マークは針と同じ幅の形にして使う。　そして外周の目
盛を最低限残して他は光を反射しゃすい白色とする。　
又この回転する圧力計５の前面に反射型の光検出器７を
第１図すの点線付近をスキャンする位置に固定する。　
こうして見られた信号が外乱（室内自然光）等により判
別困難な信号となるため、第１図Ｃのプ日ツク図では反
射型の光検出器７に含まれる発光ダイオード７ａに対し
て約４　ＫＨ２の周波数信号をオンオフした信号を加え
ている。　つまり発振器８で発振せる約４ＫＨ２の周波
数信号をトランジスタスイッチＳＷ。

でオンオフして発光ダイオード７ａに変調をかけ与えて
いる。

かくて発光ダイオード７ａの変調をかけた光りが圧力計
５の表面にあたり反射してもどる光を受光ダイオード７
ｂでとらえる。

しかしてこの光信号は４ＫＨ２で変調されているので元
にもどすため４ＫＨ２以上の信号が通過するフィルター
９を通し、増幅器１０で増幅して第１図ｄ−ａの波形が
得られる。

次にこの高調波信号を整流器１１を通して整流すると第
１図ｄ−ｂの波形となる。

この波形です、が判別マーク＋　ｂｔ　が原点マーク＋
　Ｊ　が針による光信号をあられし−ｂ、　、　ｂ。

間の時間幅ｔが指針の偏り度となりＴは１回転である。

　従って５つの信号す、　、　ｂ、　、　ｂ、だけ（但
しす、は原点の判別に使われるだけなので光検出回路で
除去するンが正確にと９だせるのである。

次に１２は判別マーク検出回路で、ここでは針や原点マ
ークより判別マークは幅が５〜１０倍広いことを利用し
て整流器１１の出力中より検出することができる。　同
時に１５は針と原点マークの中心点を検出する回路で整
流器１１の出力が加えられていて、その出力は第２図ｄ
−ｃの如くなり　゛このパルスの立上９エツジがほぼ中
心点となる。

そのわけは第２図ａのように整流信号を微分すると同図
すのように中心点（ピーク点）がＯｖと交差するような
信号が得られる。

この信号をＯＶ付近をスレッシュホールド電圧とするコ
ンパレータに通すと図Ｃのように矩形波が見られ、この
パルスの立上ジが１工ぼ中心点となるのである。　この
ように中心点を検出することの利点は圧力計５と光検出
器７との距離針の形状。

光検出器７の回転中心部からの距離その他目盛板の変形
等により整流された時点での信号のバラツキ又ハレベル
が変っても中心点を検出することにより正確にとらえる
ことができるからである。

例えば第２図ｄの変調波形に対し、その１ま整流波形を
コンパレータに入れると同図ｅ、ｆの如くなるが、中心
点検出による場合は、同図ｆ、ｈの如くパルスの立上り
が中心点となり、正確にとらえることができる。　この
ようにして検出された判別マークと原点マーク及び針の
信号を原点−針検出器１４でフリップフロップを利用し
てまず判別マークを遅延回路１日で遅延させた信号でリ
セットをかけ、次に原点と針の信号を２個の７リツプフ
ロツブ１４ａ、１４ｂ　のブロック入力に入れ、これら
の出力のアンド１４Ｑ　をとることにより原点から針１
での時間がパルス幅として見られる。

尚判別マークを遅延させるのは中心点検出のため回路１
５で微分を行う際に判別マークも微分して出力にでてき
てしまうのでこの分は・除去する必要がある。　そのた
め目盛板で考えると原点マークから０点までの角度の範
囲内で遅延してフリップフロップ１４ａ、１４ｂ　にリ
セットをかけて除去するのである。　次にこの信号を積
分器１５によりＣＲ積分して直流電圧としてとりだす。

　この電圧は１回転中の原点から針までの時間に比例す
る。

もし１回転中に回転ムラがなければこの時間つまり直流
電圧は原点から針までの角度に比例する。

尚この積分回路１５による矩形波−直流変換回路を応用
することの利点は光検出器の回転中心部よりの位置がか
わっても、又回転数が多少変ってもＩＰ１転中の原点か
ら針までの比率は常に一定であることである。

このようにして見られた直流電圧より原点マークから圧
力計の０までの角度分を差し引き（０調整１７を行う］
記録計等にあわせてスパン調整（回転全体のｉＪ整）１
６することにより、圧力計００からフルスケールまでを
任意の電圧としてと９だせる。　この０調整とスパン調
整を電気的に行うことにより、圧力計の経年変化による
校正を容易に行える。　又記録計、記録紙の目盛に自由
にあわせられる。　又見られた直流電圧Ｖｂｃ　は。

Ｖｌ）ｃ＝ＶＸ−（Ｖは矩形波の高さで一定）となつて
原点マークから指針までの角度が直流電圧としてとりだ
されることになる。

上式でわかるように、もし回転数が変化しても。

又センサの位置が中心又は外周へと変わっても去が一定
であるため安定した出力電圧がとりだせる。

又前述の矩形波を作るには実際には原点マークを指針と
同じ形状としてこれからえられる信号の中心点（ピーク
値］と指針の中心点を検出して矩形波を作れば検出信号
のレベル差指針の幅による誤差をなくすことができる。

１１！謬り１− か欠てこの発明によれば、従来のブルドン管圧力計を使
い、光学的に読みとるようにしたため安価となり、アナ
ログ出力端子にペン式打点式等の記録計を接続すること
により、長時間多チャンネル記録がとれる。　又圧力計
の校正が電気的に行え、外乱光の影響を受けないように
し、又光検出器の位置が誤差に左右されないので取りつ
けが安易となり１回転が変化しても５０γｐｍ〜２００
γｐｍの範囲内であれば安定した出力がえられる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは圧力計のみの側面図、正面図。 Ｃは光検出出力を読みとるための回路ブロック図。 ｄ−ａ＝ｄ’−Ｇは読みとられる光信号波形線図。 第２図ａ　−ｃは微分波形の説Ｆ！Ａ図、ｄ−ｈは整流
波形をそのままコンパレータに入れた場合と中心点検出
により見られた場合の比較のための波形説明図である。 　又第５図ａは従来の回転ボンベ式酸化安定度試験器の
概略構成図、同すに記ｉ−′式圧力計記録紙の記録の１
例の正面図である。 イルター、１０は増幅器、１１は整流器、１２は判別マ
ーク検／ｌｌ器、１５は中心点検出器、７４は１原点−
針検出器、１５は積分器、１６はスパン調整器、１７は
０点調整器、１８は遅延回路。 第 第２図 Ｃ−ロー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ボンベを回転せしめ、ボンベ内の試料容器に入
   れた試料の酸化度に応じた圧力を圧力計指針で読み出す
   場合において、前記圧力計に対向して光検出器を設け、
   指針に対する光りの移動を利用して光点移動を受光素子
   に導いて電気信号に変換して直流信号としてと９だし記
   録するようにしたことを特徴とする圧力計指針の光電式
   記録方法。
2. （２）回転する圧力計（付した指針に対向し光検出器を
   固定してとりつけ光検出器よりの光りを圧力計の目盛板
   の円周上にそってあて光検出器で受光するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧力計指針
   の光電式記録方法。
3. （３）圧力計の目盛板に幅の広い判別マークと指針と同
   形状の原点マークを施し、光検出回路中で前記判別マー
   ゛りを判別の基準として原点−マークから指針までの振
   れを時間軸（パルス幅）としてとりだし、さら［１回転
   の時間との比率をとる事により角度として変換する事を
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧力計指針の光
   電式記録方法。