JPS6313455Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電磁弁等の弁の排気速度、すなわち開
弁指示後弁を所定量の気体が流れるまでの時間、
換言すれば開弁指示後、弁の上流側に設けられた
タンクの圧力が所定値に低下するまでの時間を測
定する装置に係わる。

電磁弁に電流を供給して電磁弁を開弁する場
合、電流供給から全開に至るまでには若干の時間
（以下動作時間とする）を必要とする。従つて、
この動作時間の間単位時間当り弁を流れる気体の
量は変化する。弁の動作特性を示すこの動作時間
を測定すべく、弁の上流側を定圧として、単位時
間当り弁を流れる気体の流量等を測定する装置は
提案されている。

しかし乍ら、開弁の際単位時間当り弁を流れる
気体の流量は極めて激しく変動するために、この
種の装置では、前記動作時間内に弁を通つて流れ
る気体の総流量を必ずしも確実に測定し難い。

これに対して、弁の上流側に設けられ、加圧気
体が蓄えられた容積一定のタンクを弁の上流側に
設け、電磁弁に電流を供給して電磁弁を開弁する
と共にタンク内の気体の圧力を圧力検出手段で検
出して、検出圧力を電磁オシロで出力するように
した弁の排気速度測定装置も知られている。この
種の排気速度測定装置では、単にタンク内の圧力
変化を電磁オシロで検出しているのみであるため
に、容積の異なるタンクにこの弁を適用した場合
の弁の排気速度、弁の動作時間等の弁の動作特性
を求めるためには、検出出力値を人が読み取り、
読取値に基づいて改めて算出する必要がある。

また、排気速度測定に時間及び人手がかかるの
みならず、かかる測定を繰り返す場合には、該出
力が膨大なものとなり、読み取りの手間を大きく
なり、誤りを生ずる一因となる。

本考案は前記諸点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、容易、迅速、且つ確実
に弁の排気速度を測定し得る弁の排気速度測定装
置を提供することにある。

次に本考案による好ましい一具体例の弁の排気
速度測定装置を図面に基づいて説明する。

図中、１は排気速度が測定されるべき電磁弁乃
至パイロツト弁であり、弁１は、管路２を介し
て、加圧気体が収容される容積一定のタンク３に
接続されている。ここで弁１の排気速度とは、弁
１が閉じられている際のタンク３内の気体の圧力
Ｐが初期圧力POから、弁１が開かれることによ
りタンク３内の気体が弁１を通つて流出するため
に、所与の圧力Ｑに達するまでの時間をいう。
尚、この圧力値Ｑは目的に応じて定められる。管
２は太く且つ短かい方が良く、実際上なくてもよ
い。弁１の排気速度を測定する前に、タンク３内
に一定圧力POの気体を満たすべく、タンク３は
減圧弁４を介して加圧気体供給源５に接続されて
いる。６は電磁弁であり、弁６はタンク３が減圧
弁４によつて規定された所定圧力POに達すると
閉じられる。タンク３が所定圧力に達したことは
管路２に設けた圧力計２ａでモニタし得る。タン
ク３が所定圧力POに達するに要する時間は、タ
ンク３の体積、供給源５の加圧気体供給能力より
予じめ知られるため、該所要時間より適当に長い
時間電磁弁６が開かれるように、該弁６はタイマ
７によつて開閉制御されている。すなわち、タイ
マ７から開弁信号Ａが出されている間弁６は開か
れ、開弁信号Ａが弁６に与えられなくなると、弁
６は閉じられる。８はタンク３内の気体の圧力を
検出すると共にアナログ信号Ｐとして検出圧力値
を出力する圧力検出器であり、検出器８のアナロ
グ出力Ｐは動ひずみ測定器等の増幅器を含むと共
に、圧力信号Ｐを単位時間Ｔ毎に２進デジタル信
号Piとして出力する変換器９でデジタルデータに
変換されて測定部１０に与えられる。圧力検出手
段１１は検出器８と９とからなる。１２はパイロ
ツト弁１の開閉制御を行なうタイマであり、タイ
マ１２からパイロツト弁１に開弁信号Ｂが与えら
れている間弁１は開かれ、開弁信号Ｂが与えられ
なくなると弁１は閉じられる。

タイマ１２の信号Ｂは、変換器９による圧力デ
ータP_iのサンプリング開始を開弁信号Ｂの供給開
始と合わすと共に、開弁信号Ｂが出されている間
のみサンプリングデータP_iが変換器９から出力さ
れるように、変換器９に与えられ且つ後述の処理
制御のために測定部１０にも与えられている。

尚、タイマ１２はタイマ７に接続されており、
タイマ７からの開弁信号Ａの供給停止によつて起
動され、開弁信号Ａの供給停止後、時間Ｃの後、
開弁信号Ｂを発する。 測定部１０には、タイマ
１２からの開弁信号Ｂの供給開始時点以降開弁信
号Ｂが出されている間、単位時間毎に圧力検出手
段１１から出力される圧力データP_iをP₀，P₁，
P₂……P_j，……P_oの如く順次記憶する記憶装置
１３と、開弁信号Ｂの供給停止によつて起動さ
れ、記憶装置１３に記憶された圧力データP_iを記
憶順序と逆にP_o，P_o-1，……，P_j，……の如く順
に読み出し、この読み出した圧力データP_iと予じ
め設定器１４に設定された圧力値Ｑとの大小を比
較する比較器１５と、比較器１５からの比較結果
の出力により弁１の排気速度を決定する決定回路
１６とが設けられている。比較器１５内には、更
に、比較回数を計数するカウンタ１５ａが設けら
れており、カウンタ１５ａは、タイマー１２から
信号Ｂの供給停止情報を受け取つた際ｎ＋１
（たゞし、信号Ｂの持続時間をＨとしてｎ＝Ｈ／
Ｔ）に設定され、その後比較器１５が記憶装置１
３から圧力データP_iを受け取る毎に１つずつカウ
ントダウンする。設定器１４に設定される圧力値
Ｑ、タイマ１２からの信号Ｂの持続時間Ｈ、単位
時間間隔Ｔは制御回路１０ａを介して操作盤１７
で任意に可変設定し得る。尚、回路１０ａはデー
タＨ，Ｔに基づいて、Ｈ／Ｔの演算をし、Ｈ／Ｔ
の整数部ｎよりも１つ大きい、データｎ＋１を予
じめ記憶装置１３に格納する。決定回路１６の決
定値は操作盤１７のスイツチの指示により操作盤
１７の表示器に数値で表示し得る。

尚、１８は、測定繰り返し回数を計数するため
のカウンタであり、カウンタ１８には測定回数が
設定器１７から指示される。カウンタ１８は設定
器１７から測定開始信号Ｄを受け取るか又は決定
回路１６から各回の測定終了信号乃至次回の測定
開始信号Ｅを受け取る毎にカウントダウンすると
共にタイマ７に起動信号Ｆを与えて、タイマ７を
起動させる。

以上の如く構成された本考案の弁の排気速度測
定装置１９の操作及び動作に関して説明する。

まず、測定開始に先だつて、操作盤１７で測定
部１０のカウンタ１８に測定繰り返し回数を例え
ば１回と与え、設定器１４に設定圧力値Ｑを、制
御回路１０ａに信号Ｂの持続時間Ｈ及び単位時間
間隔Ｔを与える。制御回路１０ａは、タイマ１２
の信号Ｂの持続時間をＨに、変換器９のサンプリ
ング間隔をＴに設定させると共に、単位時間デー
タＴを決定回路１６に与え、且つ一回の測定での
データのサンプリング回数ｎ＋１を求めて記憶装
置１３に与える。

尚、タイマ７及び１２は共に当初開弁されてお
り、タイマ７は時間Ｇの間開弁信号Ａを出すよう
に調整されており、減圧弁４は一定圧力POの気
体を出すべく調整されている。

次に、加圧気体供給源５を駆動すると共に時刻
toに操作盤１７で測定開始を指示することによ
り、測定開始信号Ｄを測定部１０のカウンタ１８
に与える。信号Ｄを受け取ると、カウンタ１８
は、10から９にカウントダウンすると共に、時刻
toにおいてタイマ７を起動させるべく、タイマ７
に信号Ｆを与える。タイマ７は、時刻toにおいて
信号Ｆを受け取ると、時刻toから時間Ｇの間開弁
信号Ａを発し続けると共に電磁弁６を開状態とす
る。従つて、加圧気体供給源５から弁６，４を介
して時刻to以後時間Ｇの間加圧気体がタンク３に
供給され続け、タンクは時刻t1＝to＋Ｇより前の
適当な時刻以後一定圧力POに維持される。時刻
t1にタイマ７からの開弁信号Ａの供給が停止され
ると弁６が時刻t1から若干の時間の間に閉じられ
る。一方、時刻t₁に開弁信号Ａの供給が停止され
た旨の信号をタイマ１２がタイマ７から受け取る
と、タイマ１２は前記若干の時間よりも大きい時
間Ｃの後、時刻t2＝t1＋Ｃにおいて開弁信号Ｂを
発する。時刻t2は開弁信号Ｂをパイロツト弁１が
受け取ると、該弁１は時刻t2以降開き始め時刻t2
＋Ｊにおいて全開し、時刻t2＋Ｊ〜時刻t2＋Ｈの
間全開に保たれる。尚Ｊは前記した弁動作時間で
あり、Ｊ＜Ｈである。タンク３内の気体は時刻t₂
以降弁１を通つて流れ始め、気体のタンク３から
の流出に伴ないタンク３内の圧力Ｐは例えば第３
図に示す如く変化する。この図において、圧力Ｐ
のなめらかに波打つている部分２０は主として気
体の流量の変動に伴なう圧力Ｐの変動を示すもの
である。

尚設定圧力値Ｑは、ほゞ弁１が全開する頃、す
なわち、弁がほゞ全開に達する程度の短い間にタ
ンク３が達する圧力に対応しており、例えば初期
圧力POの40％に設定される。時刻t2においてタ
イマ１２から出される開弁信号Ｂは同時に変換器
９に与えられているために、変換器９は時刻t₂以
降時刻t2＋Ｈまでの間単位時間Ｔ（例えば５ｍ
sec）毎に検出器８で検出された圧力データＰを
２進デジタルデータP_iに変換して順次記憶装置１
３に与える。従つて、記憶装置１３には時刻t2，
t2＋Ｔ，t2＋2T，t2＋3T，……，t2＋jT，t2＋
（Ｊ＋１）Ｔ，t2＋（ｊ＋２）ｔ，……，t2＋（ｎ
−１）Ｔ，t2＋nT（たゞしＴ＝Ｈとする）におけ
る圧力データP₀，P₁，P₂，P₃，……，P_j，P_j+1，
P_j+2，……，P_o-1，P_oが２進デジタルデータとし
て順次格納される。時刻t3＝t2＋Ｈにおいてタイ
マ１２からの開弁信号Ｂの出力が停止されると、
変換器９は圧力データP_iの出力を停止し、弁１は
閉じ始め、その後時間Ｋの間に完全に閉じる。一
方、時刻t3において、比較器１５が開弁信号Ｂの
出力停止情報をタイマ１２から受け取ると、該比
較器１５は起動されて、サンプリング数データｎ
＋１を記憶装置から読み出して、比較回路１５内
のカウンタ１５ａに格納した後、記憶装置１３に
格納された圧力データP_iを逆順に読み出し始める
と共に設定器１４に設定された圧力値Ｑとの比較
を始める。比較回路１５が記憶装置１３から逆順
にみて最初のデータP_oを読み出すと、比較回路
１５内のカウンタ１５ａはカウントダウンしてｎ
となる。次に比較回路１５は、設定値Ｑとデータ
P_oとを比較し、P_o＜Ｑであると判別すると、記
憶装置１３から次のデータP_o-1を読み出し、カウ
ンタ１５ａの内容をｎ−１とした後、設定値Ｑと
データP_o-1とを比較することを、Ｑ＜P_iとなるま
で繰り返す。すなわち、カウンタ１５ａがｊ＋３
の状態の時、比較器１５が圧力データP_j+2を読み
出すと、カウンタ１５ａの内容がｊ＋２となる。
比較器１５がP_j+2＜Ｑであると判別し、比較器１
５が次のデータP_j+1を読み出すと、カウンタ１５
ａの内容がｊ＋１となる。更に、比較器１５が
P_j+1＜Ｑであると判別すると、比較器１５はカウ
ンタ１５ａをｊにすると共に更に次のデータP_jを
読み出す。ところで、この際P_j＞Ｑとなるため
に、比較器１５は比較動作を停止し、決定回路１
６にカウンタ１５ａの内容ｊ及びこの時の圧力デ
ータP_jを与える。決定回路１６は、比較器１５か
ら受け取つたデータｊと操作盤１７で設定された
時間Ｔとに基づいて弁１の排気速度JT、すなわ
ち弁１の開弁が始まつて後タンク３内の圧力Ｐが
Ｑに達するまでの時間を求め、該排気速度データ
jTとその時の圧力データP_jとを操作盤１７の表
示器で表示すべく該データjT，P_jを操作盤１７
に与える。

同時に、該データjT，P_jを操作盤１７に与え
た時刻t4から時間Ｌ（t4＋Ｌ＞t3＋Ｋ）の後次の
測定開弁信号Ｅをカウンタ１８に与える。カウン
タ１８は信号Ｅを受け取ると８にカウントダウン
すると共に時刻t4＋Ｌにタイマ７に対して起動信
号Ｆを与えて再び前記した測定を繰り返させる。
この測定の繰り返しはカウンタ１８の内容が負に
なつた際、停止される。尚記憶装置１３に圧力デ
ータP_iを記憶させる際のアドレスｆ(i)（例えばｆ
(i)＝ai＋ｂ）にデータP_iを記憶させるようにして
おく場合、データP_iを比較器１５で読み出す毎
に、アドレスデータｆ(i)を決定回路１６で読み出
すようにしておくならば、P_j＞Ｑとなつた際比較
器１５から決定回路１６に与えられる信号に基づ
いて決定回路１６でｊ＝ｆ(j)−ｂ／ａの逆変換をし てｊを求め得、カウンタ１５ａは不要となる。

以上において排気速度jTはほぼＪに近いとし
たが、タンク３からの急激な気体の流出に伴なう
タンク３内の圧力の急激な変動の影響を受ける虞
れがない範囲でjT＜Ｊでもよく、弁の排気速度
測定装置１９では弁１の動特性が測定され得る。

また装置１９は該動作時間Ｊに対して十分長い
時間にわたる排気速度の測定にも適用され得る。
更に、決定回路１７によつて繰り返し決定される
各回の排気速度データをその都度記憶装置１３に
格納し、排気速度データの平均値、及び標準偏差
等の統計値及び最大値、最小値等を求めて、操作
盤１７の表示器に表示するようにしてもよい。排
気速度の測定を容易にするためには、タンク３の
圧力変化を大きくすべくタンク３は比較的小容量
であることが好ましいが、タンクを大きくして、
例えばＱ＝0.99POとした場合には、装置１９で
求められる排気速度は、実際上定圧気体供給源下
での弁１の排気速度に一致する。

前記の如く、本考案弁の排気速度測定装置で
は、弁の上流側に設けられ、加圧気体が蓄えられ
た容積一定のタンクと、該タンク内の気体の圧力
を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段から
の単位時間毎の圧力データを順次記憶する記憶装
置と、該記憶装置に記憶された圧力データを記憶
順序と逆に読み出し、この読み出した圧力データ
と予じめ設定された圧力値との大小を比較する比
較器と、比較器からの比較結果の出力により弁の
排気速度を決定する決定回路とを有しているため
に、弁の開弁に要する時間程度の極めて短かい時
間における弁の排気速度を容易、迅速且つ確実に
測定し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による好ましい一具体例の弁の
排気速度測定装置のブロツク図、第２図は第１図
の測定部の詳細を示すブロツク図、第３図は第１
図の装置の操作乃至動作を示すタイムチヤートで
ある。 １……弁、３……タンク、１１……圧力検出手
段、１３……記憶装置、１５……比較器、１６…
…決定回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁の上流側に設けられ、加圧気体が蓄えられた
   容積一定のタンクと、該タンク内の気体の圧力を
   検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段からの
   単位時間毎の圧力データを順次記憶する記憶装置
   と、該記憶装置に記憶された圧力データを記憶順
   序と逆に読み出し、この読み出した圧力データと
   予じめ設定された圧力値との大小を比較する比較
   器と、比較器からの比較結果の出力により弁の排
   気速度を決定する決定回路とからなる弁の排気速
   度測定装置。