流量式リークテストの原理

流量式リークテストとは、リークレートが大きいものや完全に密封しない状態で使用する製品などに一定圧力をかけ、漏れ出た量を流量計で測定し良否判定するテストです。フクダの流量式リークテストでは、体積流量計のラミナフローメータと質量流量計のマスフローメータを使用しています。

ラミナフローメータの検知原理

ラミナフローメータは、オリフィス流量計とは異なり、流体の粘性により生じる圧力差と測定流量との間に線形関係を有しています。このため、広いレンジアビリティの確保が容易で、応答性が良い特徴を有しています。

ラミナフローメータには乱流状態の流れから層流状態を作り出すため毛細管を並列に多数束ねた層流素子が設けられています。流れがこれらの毛細管に分岐することによって層流状態が実現され、距離L間の圧力差を測定することによって流量測定が可能となります。

マスフローメータの検知原理

マスフローメータに使用されている流量センサは、熱式流量センサを使用しています。センサ部である毛細管には抵抗温度係数が大きい抵抗体を上流側と下流側にそれぞれ設置されています。この両抵抗体に電流を流し発熱させると、管路内の流体が流れていない状態時は上下抵抗体は同一温度になります。逆に管路内に流体が流れていると上流側の流体は抵抗体の発熱を受け流体が暖められます。その流体が下流の抵抗体へ熱を与えることで上流と下流の間に温度差⊿Tが発生します。温度差⊿Tは流体の質量に対して関数関係にあるのでこの抵抗値の変化を電気信号として取り出し質量流量として計測します。

流量式リークテストの測定方式

ワークが空圧源側に設置され、ラミナフローメータが大気側に設置された状態を大気圧下方式といい、主にバルブなど漏れの場所が決まっている場合に使用されます。テスト圧力をワークに供給し、流れ出たエアがラミナフローメータを通過し、大気に排出されます。流量は、ラミナフローメータに発生する差圧にラミナフローメータ係数をかけることで求められます。テスト圧が変わってもラミナフローメータ係数は同じです。