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等価内容積

ワークとテスターを含む測定系全体の内容積により、漏れによる差圧変化量は異なります。また、計測時間にも大きく関連します。
エアリークテスターではこの内容積として、計測系全体の圧力変動要因(ワークや差圧センサーの内圧による容積変化)の影響を考慮した等価内容積(Ve)と呼ぶ係数を使用します。等価内容積は次式を用いて算出することができます。
またエアリークテスターの機種によっては、オートリークキャリブレーター(ALC)、またはリークマスターを使用して直接Ve値を計測することができます。

  • Ve = Vw + Vt + {Ks(1 + Vw/Vm) + Kw}(101.3 + P)
    Vw=Vm(ワークとマスターの容積が同じ)
    Ks=0.01 mL / kPaまたは0.005 mL/kPa(機種により異なる)
    Kw=0mL/kPa(ワーク容積変化が無い)
    上記の条件のとき
    Ks(1 + Vw/Vm) + Kw = 2 Ks
  • l Ks=0.01 mL/kPaのとき
    Ve = Vw + Vt + 0.02(101.3 + P)
  • l Ks = 0.005 mL / kPaのとき
    Ve=Vw + Vt + 0.01(101.3 + P)
    Ve:等価内容積(mL)
    Vw:ワークと配管の内容積(mL)
    Vt:テスター内容積(mL)Vt = 9 mL
    Ks:圧力に対するセンサーの容積変化率(mL/kPa)
    Kw:圧力に対するワークの容積変化率
    P:テスト圧(kPa)

漏れ量

等価内容積と漏れ量Qの関係式

Q: 漏れ量(mL/min) ΔP: 差圧(Pa) Ve: 等価内容積(mL) T: 検出時間(s)

  • 例: 等価内容積が800mLのとき検出時間3秒間で15Paの差圧が発生した。このときの漏れ量はいくらか。

【補足】

漏れによって発生する差圧は等価内容積に反比例します。

  • 例: 等価内容積の比が 1:5のとき同じ漏れ量での差圧は5:1になります。

Q: 5 mL/min
T: 2 s
Ve = 200 mLのとき ΔP1=85Pa
Ve = 1000 mLのとき ΔP2 = 17 Pa

参考資料:気体の圧力と性質

A.絶対圧:絶対真空を基準とした圧力
例: PaA、kg/cm2A(またはkg/cm2abs)、Torr(絶対圧力=大気圧+ゲージ圧)

B.ゲージ圧:大気圧を基準とした圧力
(正圧/負圧)例: PaG、kg/cm2G

C.差圧: 二つの圧力の差例:PaD、kg/cm2D

圧力の単位

1 bar = 0.1 MPa = 1.01972 kg/cm2, 1 Pa = 1 N/m2, 1 Torr = 1 mmHg

スクロールできます。

Pa kg/cm2 mmH2O mmHg PSI
1Pa 1 1.01972×10E-5 0.101972 7.50062×10E-3 1.45038×10E-4
1kg/cm2 9.80665×10E4 1 10E4 735.559 14.2233
1mmH2O 9.80665 10E-4 1 7.35559×10E-2 1.42233×10E-3
1mmHg 133.322 1.35951×10E-3 13.5951 1 1.93368×10E-2
1PSI 6894.76 7.03070×10E-2 703.070 51.7149 1

※10E-3は10の-3乗を表します

気体の状態式

気体の圧力、容積、温度の3量間においては一定の関係があり、これらのうち2つが決まれば残りの一つは必然的に決まる。
これら3量の関係を表す式を状態式といい『ボイル・シャルルの法則』より成り立っている。

(1) PV=GRT
初期状態 終期状態
(V1,P1,T1) → (V2,P2,T2) としたとき

(2) 一定温度 T1 = T2であれば P1・V1 = P2・V2

(3) 一定容積 V1 = V2であれば P1 / T1 = P2 / T2
P: 絶対圧力
V: 容積
G: 気体重量
T: 絶対温度
R: 気体定数