JP2017181215A - Method for evaluating hydrogen gas dispenser - Google Patents

Method for evaluating hydrogen gas dispenser Download PDF

Info

Publication number
JP2017181215A
JP2017181215A JP2016066866A JP2016066866A JP2017181215A JP 2017181215 A JP2017181215 A JP 2017181215A JP 2016066866 A JP2016066866 A JP 2016066866A JP 2016066866 A JP2016066866 A JP 2016066866A JP 2017181215 A JP2017181215 A JP 2017181215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas flow
flow meter
gas
critical
evaluation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016066866A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
敏博 森岡
Toshihiro Morioka
敏博 森岡
優 伊藤
Masaru Ito
優 伊藤
静一 藤川
Seiichi Fujikawa
静一 藤川
井上 吾一
Goichi Inoue
吾一 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Iwatani International Corp
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Iwatani International Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Iwatani International Corp filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2016066866A priority Critical patent/JP2017181215A/en
Publication of JP2017181215A publication Critical patent/JP2017181215A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method which can accurately evaluate the accuracy of the measured value of a gas flow rate obtained by a built-in gas flowmeter of a hydrogen gas dispenser, over a wide range (wide pressure range and a wide flow rate range).SOLUTION: The method for evaluating a hydrogen gas dispenser according to the present invention includes the steps of: connecting an evaluation gas flowmeter and a hydrogen gas dispenser with a built-in gas flowmeter to each other; introducing a hydrogen gas and measuring the flow rate of the hydrogen gas by the gas flowmeter and the evaluation gas flowmeter; and determining whether the built-in gas flowmeter is functioning appropriately based on the difference between the measured value of the gas flow rate of the built-in gas flowmeter (MV) and the measured value of the gas flow rate of the evaluation gas flowmeter (SV). The evaluation gas flowmeter is corrected and is priced using the hydrogen gas based on a standard gas flowmeter having at least two critical flow nozzles with different throat diameters and on-off valves corresponding to the critical flow nozzles.SELECTED DRAWING: Figure 15

Description

本発明は、水素ガスディスペンサーの評価方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating a hydrogen gas dispenser.

近年、ガソリンなどの化石燃料に代えて水素ガスを動力源にした自動車(燃料電池自動車など)が注目されている。このような自動車に水素ガスを供給するため、水素ガスを供給し得る水素ステーションの設置が求められている。水素ステーションは、水素ガスを供給する水素ガスディスペンサーを備えており、この水素ガスディスペンサーを用いて自動車に水素ガスが供給される。具体的には、自動車に設けられた高圧水素タンクに水素ガスディスペンサーから供給された水素ガスが充填される。水素ガスディスペンサーは、自動車に供給する水素ガスの流量を測定する内蔵ガス流量計を備えている。
ところで、内蔵ガス流量計によって測定されたガス流量測定値と実際に供給される水素ガスの流量に誤差があれば、自動車に供給される水素ガスの量が過多又は過少となる。そのため、内蔵ガス流量計のガス流量測定値が正確か否か、即ち、水素ガスディスペンサーの良否を判定できる評価方法が必要とされている。特に、水素ガスディスペンサーから供給される水素ガスは高圧に圧縮されており、且つ、その圧力は広域である。例えば、水素ガスは10MPa〜120MPaに圧縮されている。また、水素ガスディスペンサーは、充填の初期と終期で求められる水素の供給量が変動するものの、3分間の充填で5kgの水素を供給できることが期待されている。例えば、水素ガスディスペンサーから供給される水素ガスの供給量は、0.1kg/分〜3.6kg/分である。
そのため、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って高精度で評価できる評価方法が必要とされている。
In recent years, automobiles (fuel cell automobiles, etc.) using hydrogen gas as a power source instead of fossil fuels such as gasoline have attracted attention. In order to supply hydrogen gas to such an automobile, installation of a hydrogen station capable of supplying hydrogen gas is required. The hydrogen station includes a hydrogen gas dispenser that supplies hydrogen gas, and hydrogen gas is supplied to the automobile using the hydrogen gas dispenser. Specifically, the high-pressure hydrogen tank provided in the automobile is filled with hydrogen gas supplied from a hydrogen gas dispenser. The hydrogen gas dispenser includes a built-in gas flow meter that measures the flow rate of hydrogen gas supplied to the automobile.
By the way, if there is an error between the measured gas flow rate measured by the built-in gas flow meter and the flow rate of the hydrogen gas actually supplied, the amount of hydrogen gas supplied to the automobile is excessive or insufficient. Therefore, there is a need for an evaluation method that can determine whether the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter is accurate, that is, whether the hydrogen gas dispenser is good or bad. In particular, the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas dispenser is compressed to a high pressure, and the pressure is wide. For example, hydrogen gas is compressed to 10 MPa to 120 MPa. Further, the hydrogen gas dispenser is expected to be able to supply 5 kg of hydrogen by filling for 3 minutes, although the supply amount of hydrogen required at the beginning and end of filling varies. For example, the supply amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen gas dispenser is 0.1 kg / min to 3.6 kg / min.
Therefore, there is a need for an evaluation method that can accurately evaluate the accuracy of the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter over a wide range (wide pressure range and wide flow range).

従来、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の評価に用いられる評価用ガス流量計として、コリオリ式ガス流量計が知られている(特許文献1)。
しかし、従来のガス流量計は、水素ガスの流量を広範囲で測定できるものの、広範囲に亘る水素ガスを用いて校正及び値付けがされていないため、精度が悪い。そのため、従来のガス流量計を用いても水素ガスディスペンサーの良否、即ち、内蔵ガス流量計の測定値が正確か否かを高精度で評価できないという問題がある。
Conventionally, a Coriolis type gas flow meter is known as an evaluation gas flow meter used for evaluating a gas flow measurement value of a built-in gas flow meter (Patent Document 1).
However, although the conventional gas flowmeter can measure the flow rate of hydrogen gas in a wide range, it is not accurate because it is not calibrated and priced using a wide range of hydrogen gas. Therefore, there is a problem that even if a conventional gas flow meter is used, the quality of the hydrogen gas dispenser, that is, whether the measured value of the built-in gas flow meter is accurate cannot be evaluated with high accuracy.

特開2012−026776号公報JP 2012-026776 A

本発明の目的は、水素ガスディスペンサーが備える内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って高精度で評価できる方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method that can accurately evaluate the accuracy of a gas flow rate measurement value of a built-in gas flow meter included in a hydrogen gas dispenser over a wide range (wide pressure range and wide flow range). is there.

本発明の水素ガスディスペンサーの評価方法は、評価用ガス流量計と、内蔵ガス流量計を備えた水素ガスディスペンサーとを接続し、ガス流路を形成する接続工程と、前記ガス流路に水素ガスを導入し、前記水素ガスの流量を、前記内蔵ガス流量計及び前記評価用ガス流量計を用いて測定する測定工程と、前記内蔵ガス流量計のガス流量測定値(MV)と前記評価用ガス流量計のガス流量測定値(SV)の誤差に基づき、前記内蔵ガス流量計の良否判定をする判定工程と、を有する。
但し、評価用ガス流量計は、互いに異なるスロート径を有する少なくとも2つの臨界ノズルと、各臨界ノズルに対応して設けられた開閉弁と、を有する標準ガス流量計を基準に、水素ガスを用いて校正及び値付けされている。
The method for evaluating a hydrogen gas dispenser of the present invention comprises a connecting step of connecting an evaluation gas flow meter and a hydrogen gas dispenser equipped with a built-in gas flow meter to form a gas flow path, and hydrogen gas in the gas flow path. A measurement step of measuring the flow rate of the hydrogen gas using the built-in gas flow meter and the evaluation gas flow meter, a gas flow rate measurement value (MV) of the built-in gas flow meter, and the evaluation gas A determination step of determining whether the built-in gas flow meter is good or not based on an error in a gas flow rate measurement value (SV) of the flow meter.
However, the gas flow meter for evaluation uses hydrogen gas based on a standard gas flow meter having at least two critical nozzles having different throat diameters and open / close valves provided corresponding to the respective critical nozzles. Are calibrated and priced.

好ましくは、判定工程が、内蔵ガス流量計のガス流量測定値(MV)と評価用ガス流量計のガス流量測定値(SV)の比率(MV/SV)が、0.95〜1.05の範囲外である場合、内蔵ガス流量計が不良であると判定する工程である。   Preferably, in the determination step, the ratio (MV / SV) of the gas flow rate measurement value (MV) of the built-in gas flow meter and the gas flow rate measurement value (SV) of the evaluation gas flow meter is 0.95 to 1.05. When it is out of the range, it is a step of determining that the built-in gas flowmeter is defective.

好ましくは、本発明の水素ガスディスペンサーの評価方法は、ガス流路に導入する水素ガスの条件を変えて測定工程及び判定工程を繰り返し行う繰り返し工程と、繰り返し工程を経て得られた最終的な良否判定の回数(y)と不良判定の回数(z)に基づき、内蔵ガス流量計の総合的な良否判定を行う総合評価工程をさらに有する。
また、好ましくは、総合評価工程が、最終的な良否判定の回数(y)に対する不良判定の回数(z)の割合(z/y)が、1/5を超える場合、内蔵ガス流量計が総合的に不良であると判定する工程である。
Preferably, the evaluation method of the hydrogen gas dispenser of the present invention includes a repetition process in which the measurement process and the determination process are repeated while changing the conditions of the hydrogen gas introduced into the gas flow path, and a final pass / fail obtained through the repetition process. The system further includes a comprehensive evaluation step for performing a comprehensive pass / fail determination of the built-in gas flowmeter based on the number of determinations (y) and the number of determinations (z).
Preferably, when the ratio (z / y) of the number of times of failure determination (z) to the number of times of final quality determination (y) (z / y) exceeds 1/5 in the overall evaluation process, the built-in gas flow meter is integrated. This is a step of determining that the defect is defective.

好ましくは、評価用ガス流量計が、コリオリ式ガス流量計である。   Preferably, the evaluation gas flow meter is a Coriolis gas flow meter.

本発明の水素ガスディスペンサーの評価方法は、内蔵ガス流量計の評価に、標準ガス流量計によって校正及び値付けをされた評価用ガス流量計を用いており、この標準ガス流量計は互いに異なるスロート径を有する少なくとも2つの臨界ノズルを有する。そのため、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って高精度で評価できる。   The evaluation method of the hydrogen gas dispenser of the present invention uses an evaluation gas flow meter calibrated and priced by a standard gas flow meter for evaluation of the built-in gas flow meter, and the standard gas flow meters have different throats. It has at least two critical nozzles with a diameter. Therefore, the accuracy of the gas flow measurement value of the built-in gas flow meter can be evaluated with high accuracy over a wide range (wide pressure range and wide flow range).

水素ガスディスペンサー及び水素ガスディスペンサーに接続された評価用ガス流量計を示す概要図。The schematic diagram which shows the gas flowmeter for evaluation connected to the hydrogen gas dispenser and the hydrogen gas dispenser. 臨界ノズルを1本有する臨界ノズル式ガス流量計(第1の臨界ノズル式ガス流量計)を示す概要図。The schematic diagram which shows the critical nozzle type gas flowmeter (1st critical nozzle type gas flowmeter) which has one critical nozzle. 第1の臨界ノズル式ガス流量計を用いて得られる検量線を示すグラフ。The graph which shows the calibration curve obtained using a 1st critical nozzle type gas flowmeter. 同じスロート径を有する臨界ノズルを2本有する臨界ノズル式ガス流量計(第2の臨界ノズル式ガス流量計)を示す概要図。The schematic diagram which shows the critical nozzle type gas flow meter (2nd critical nozzle type gas flow meter) which has two critical nozzles which have the same throat diameter. 第2の臨界ノズル式ガス流量計を用いて得られる検量線を示すグラフ。The graph which shows the calibration curve obtained using the 2nd critical nozzle type gas flowmeter. 本発明の第1実施形態で用いられる標準ガス流量計を示す概要図、及び、臨界ノズルの拡大図。The schematic diagram which shows the standard gas flowmeter used in 1st Embodiment of this invention, and the enlarged view of a critical nozzle. 第1実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計を用いて得られる検量線を示すグラフ。The graph which shows the calibration curve obtained using the critical nozzle type gas flow meter concerning a 1st embodiment. 図6の拡大図におけるVIII−VIII線拡大端面図。The VIII-VIII line enlarged end elevation in the enlarged view of FIG. 本発明の第2実施形態で用いられる標準ガス流量計を示す概要図。The schematic diagram which shows the standard gas flowmeter used in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態で用いられる標準ガス流量計を示す概要図。The schematic diagram which shows the standard gas flowmeter used in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態で用いられる標準ガス流量計を示す概要図。The schematic diagram which shows the standard gas flowmeter used in 4th Embodiment of this invention. 標準ガス流量計と被検ガス流量計を接続し、ガス流路を形成した状態を示す概要図。The schematic diagram which shows the state which connected the standard gas flowmeter and the test gas flowmeter, and formed the gas flow path. 評価用ガス流量計の一種であるコリオリ式ガス流量計を示す概略平面図。The schematic plan view which shows the Coriolis type | mold gas flowmeter which is a kind of gas flowmeter for evaluation. 図13のコリオリ式ガス流量計の概略側面図。FIG. 14 is a schematic side view of the Coriolis type gas flow meter of FIG. 13. 水素ガスディスペンサーの評価手順を示すフロー図。The flowchart which shows the evaluation procedure of a hydrogen gas dispenser.

本明細書では、水素ガスディスペンサーの評価方法について説明するが、予め、本明細書で用いられる用語、及び図面で用いられる符号について以下のように注釈する。   In this specification, although the evaluation method of a hydrogen gas dispenser is demonstrated, the term used in this specification and the code | symbol used in drawing are annotated as follows beforehand.

<用語について>
「ガス流量計」は、ガス流量を測定可能な機器である。
「内蔵ガス流量計」は、水素ガスディスペンサーに内蔵されたガス流量計である。
「臨界ノズル式ガス流量計」は、臨界ノズルを備えたガス流量計である。臨界ノズル式ガス流量計は、それ自体を流量計として用いることができるだけでなく、被検ガス流量計の校正及び値付けの基準となる標準ガス流量計として用いることができる。
「被検ガス流量計」は、標準ガス流量計によって校正及び値付けされる対象となるガス流量計である。なお、被検ガス流量計は、臨界ノズル式ガス流量計であってもよく、それ以外のガス流量計(例えば、熱式ガス流量計やコリオリ式ガス流量計)であってもよい。
「評価用ガス流量計」は、水素ガスディスペンサーに備えられた内蔵ガス流量計のガス流量測定値が正確か否かを評価するために用いられるガス流量計である。本願で内蔵ガス流量計の評価に用いられる評価用ガス流量計は、特定の被検ガス流量計を標準ガス流量計を用いて校正及び値付けすることで得られる。
「校正」は、標準ガス流量計のガス流量測定値と被検ガス流量計のガス流量測定値の誤差を導き出すことである。
「値付け」は、標準ガス流量計のガス流量測定値と被検ガス流量計のガス流量測定値の誤差が小さくなるように、被検ガス流量計のガス流量測定値を修正することである。
「調整」は、校正及び値付けを行うことである。
「AA〜BB」で表される数値範囲は、AA以上BB以下を意味する。
<Terminology>
A “gas flow meter” is a device capable of measuring a gas flow rate.
The “built-in gas flow meter” is a gas flow meter built in the hydrogen gas dispenser.
The “critical nozzle type gas flow meter” is a gas flow meter provided with a critical nozzle. The critical nozzle type gas flow meter can be used not only as a flow meter itself, but also as a standard gas flow meter serving as a reference for calibration and pricing of the test gas flow meter.
The “test gas flow meter” is a gas flow meter to be calibrated and priced by a standard gas flow meter. The test gas flow meter may be a critical nozzle gas flow meter, or may be another gas flow meter (for example, a thermal gas flow meter or a Coriolis gas flow meter).
The “evaluation gas flow meter” is a gas flow meter used for evaluating whether or not the gas flow measurement value of the built-in gas flow meter provided in the hydrogen gas dispenser is accurate. The gas flow meter for evaluation used for evaluation of the built-in gas flow meter in the present application is obtained by calibrating and pricing a specific test gas flow meter using a standard gas flow meter.
“Calibration” is to derive an error between the gas flow rate measurement value of the standard gas flow meter and the gas flow rate measurement value of the test gas flow meter.
“Pricing” is to correct the gas flow measurement value of the test gas flow meter so that the error between the gas flow measurement value of the standard gas flow meter and the gas flow measurement value of the test gas flow meter is reduced. .
“Adjustment” is to perform calibration and pricing.
The numerical range represented by “AA to BB” means AA or more and BB or less.

<図面について>
図2及び図4は、本発明で用いられる標準ガス流量計ではなく、本発明の成立過程で検討した標準ガス流量計(臨界ノズル式ガス流量計)を示しているが、便宜上、本発明で用いられる標準ガス流量計を示した図6、図9乃至図11と同じ符号を図2及び図4で用いている。
また、図4、図6、図9乃至図11において、複数存在する部材(複数の臨界ノズル及び複数の開閉弁)を区別するため、各部材を示す符号に小文字のアルファベット(「a」及び「b」)を付している。
また、図2、図4、図6、図9乃至図13に付した黒矢印は、水素ガスの流動方向を意味する。図14に付した白矢印は、フローチューブの振動サイクル(フローチューブの振動が変化する過程)の順序を意味する。
さらに、図3、図5、及び図7において、各検量線S1乃至S6の近傍に位置する破線で囲われた領域は、各検量線S1乃至S6の95%信頼区間を表している。
<About drawings>
2 and 4 show not the standard gas flow meter used in the present invention but the standard gas flow meter (critical nozzle type gas flow meter) examined in the formation process of the present invention. The same reference numerals as those in FIGS. 6 and 9 to 11 showing the standard gas flowmeter used are used in FIGS.
4, 6, and 9 to 11, in order to distinguish a plurality of members (a plurality of critical nozzles and a plurality of on-off valves), lower-case alphabets (“a” and “ b ").
Moreover, the black arrow attached | subjected to FIG.2, FIG.4, FIG.6, FIG. 9 thru | or 13 means the flow direction of hydrogen gas. 14 indicates the order of the vibration cycle of the flow tube (a process in which the vibration of the flow tube changes).
Furthermore, in FIG. 3, FIG. 5, and FIG. 7, a region surrounded by a broken line located in the vicinity of each of the calibration curves S1 to S6 represents a 95% confidence interval of each of the calibration curves S1 to S6.

<水素ガスディスペンサーの構成とその評価方法の概要>
水素ガスディスペンサーを評価する、即ち、水素ガスディスペンサーに備えられた内蔵ガス流量計のガス流量測定値が正確か否かを判定するには、水素ガスディスペンサーに評価用ガス流量計を接続する必要がある。
具体的には、図1に示すように、水素ガスディスペンサー1は、通常、内蔵ガス流量計11と、水素自動車などに水素ガスを供給するノズル12と、ディスプレイ13と、を備えている。ノズル12から供給される水素ガスの流量が経時的に内蔵ガス流量計11によって測定され、そのガス流量測定値がディスプレイ13に表示される。例えば、ノズル12に評価用ガス流量計2を接続することにより、水素ガスディスペンサー1から供給される水素ガスの流量が内蔵ガス流量計11と評価用ガス流量計2の両方で測定可能となる。そして、評価用ガス流量計2のガス流量測定値(SV)が正確であることを前提として、内蔵ガス流量計11のガス流量測定値(MV)が正確か否かを判定、即ち、内蔵ガス流量計11の良否判定をする。なお、評価用ガス流量計2には水素ガスタンク(図示せず)が接続されており、水素ガスディスペンサー1から評価用ガス流量計2に流入した水素ガスは、最終的に水素ガスタンクに貯蔵される。
<Outline of configuration of hydrogen gas dispenser and its evaluation method>
In order to evaluate the hydrogen gas dispenser, that is, to determine whether the gas flow measurement value of the built-in gas flow meter provided in the hydrogen gas dispenser is accurate, it is necessary to connect the evaluation gas flow meter to the hydrogen gas dispenser. is there.
Specifically, as shown in FIG. 1, the hydrogen gas dispenser 1 normally includes a built-in gas flow meter 11, a nozzle 12 that supplies hydrogen gas to a hydrogen automobile and the like, and a display 13. The flow rate of the hydrogen gas supplied from the nozzle 12 is measured over time by the built-in gas flow meter 11, and the measured gas flow rate is displayed on the display 13. For example, by connecting the evaluation gas flow meter 2 to the nozzle 12, the flow rate of the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas dispenser 1 can be measured by both the built-in gas flow meter 11 and the evaluation gas flow meter 2. Then, on the assumption that the gas flow measurement value (SV) of the evaluation gas flow meter 2 is accurate, it is determined whether or not the gas flow measurement value (MV) of the built-in gas flow meter 11 is accurate, that is, the built-in gas. The quality of the flow meter 11 is judged. Note that a hydrogen gas tank (not shown) is connected to the evaluation gas flow meter 2, and the hydrogen gas flowing into the evaluation gas flow meter 2 from the hydrogen gas dispenser 1 is finally stored in the hydrogen gas tank. .

水素ガスディスペンサー1は、広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って水素ガスを供給できるように設計されているため、評価用ガス流量計2は、広範囲に亘って正確に水素ガスの流量を測定できなければならない。そのため、評価用ガス流量計は、水素ガスの流量を広範囲に亘って値付け可能な標準ガス流量計(図1において図示せず)を用いて校正及び値付けされていることが望ましい。即ち、特定の被検ガス流量計のガス流量測定値を標準ガス流量計を用いて校正及び値付けすることで、評価用ガス流量計を作製することが望ましい。
本発明者らは、水素ガスの流量を広範囲に亘って校正及び値付け可能な標準ガス流量計として、特定の構造を有する臨界ノズル式ガス流量計に着目し、本発明を成した。
Since the hydrogen gas dispenser 1 is designed so that hydrogen gas can be supplied over a wide range (wide pressure range and wide flow range), the evaluation gas flow meter 2 can accurately measure the hydrogen gas over a wide range. It must be possible to measure the flow rate. Therefore, it is desirable that the evaluation gas flow meter is calibrated and priced using a standard gas flow meter (not shown in FIG. 1) capable of pricing the flow rate of hydrogen gas over a wide range. That is, it is desirable to produce an evaluation gas flow meter by calibrating and pricing the measured gas flow rate of a specific test gas flow meter using a standard gas flow meter.
The inventors of the present invention focused on a critical nozzle type gas flow meter having a specific structure as a standard gas flow meter capable of calibrating and pricing the flow rate of hydrogen gas over a wide range and made the present invention.

<本発明の成立過程について>
本発明で用いられる評価用ガス流量計は、標準ガス流量計である臨界ノズル式ガス流量計を基準に、水素ガスを用いて校正及び値付けされている。臨界ノズル式ガス流量計は、臨界ノズルを有するガス流量計である。臨界ノズルとは、一定の圧力条件下において一定の基準流量を発生可能な機器であり、臨界ノズルを用いて発生した基準流量に基づき検量線を得ることができる。この検量線は、ガス流量計の校正及び値付けの基準となる。
以下、図面を参照しつつ、臨界ノズル式ガス流量計の原理について説明した後、本発明の成立過程で検討した2種の臨界ノズル式ガス流量計について説明し、その後、本発明で標準ガス流量計として用いられる臨界ノズル式ガス流量計について説明する。
<About the formation process of the present invention>
The gas flow meter for evaluation used in the present invention is calibrated and priced using hydrogen gas with reference to a critical nozzle type gas flow meter which is a standard gas flow meter. The critical nozzle type gas flow meter is a gas flow meter having a critical nozzle. The critical nozzle is a device capable of generating a constant reference flow rate under a constant pressure condition, and a calibration curve can be obtained based on the reference flow rate generated using the critical nozzle. This calibration curve is a standard for calibration and pricing of the gas flowmeter.
Hereinafter, the principle of the critical nozzle type gas flow meter will be described with reference to the drawings, and then the two types of critical nozzle type gas flow meters studied in the formation process of the present invention will be described. A critical nozzle type gas flow meter used as a meter will be described.

(臨界ノズル式ガス流量計の原理について)
臨界ノズル式ガス流量計3は、通常、図2に示すように、一定の内径を有する上流ガス流路(整流管とも称される)31と、上流ガス流路31と同じ内径を有する下流ガス流路32と、上流ガス流路31と下流ガス流路32との間に設けられた1本の臨界ノズル33と、上流ガス流路31に接続されたガスセンサ34、とガスセンサ34に接続された流量演算部35と、を有する。
臨界ノズル33は、上流ガス流路31側から下流ガス流路32側にかけてその内径が減少する絞り部331と、上流ガス流路31側から下流ガス流路32側にかけてその内径が増加するディフューザ部332と、絞り部331とディフューザ部332との境界部であって最も小さい内径を有するスロート部333と、を有する。
絞り部331の最大内径は、上流ガス流路31の内径以下であり、ディフューザ部332の最大内径は、下流ガス流路32の内径以下である。なお、絞り部331の最大内径とは、絞り部331の上流ガス流路31に臨んだ部分における内径を意味し、ディフューザ部332の最大内径とは、ディフューザ部332の下流ガス流路32に臨んだ部分における内径を意味する。
図2の臨界ノズル式ガス流量計3では、絞り部331の最大内径と上流ガス流路31の内径が同じ長さで且つディフューザ部332の最大内径と下流ガス流路32の内径が同じ長さとなるように構成されている。
(About the principle of the critical nozzle type gas flow meter)
As shown in FIG. 2, the critical nozzle type gas flow meter 3 generally includes an upstream gas passage (also referred to as a rectifying pipe) 31 having a constant inner diameter and a downstream gas having the same inner diameter as the upstream gas passage 31. The flow path 32, one critical nozzle 33 provided between the upstream gas flow path 31 and the downstream gas flow path 32, the gas sensor 34 connected to the upstream gas flow path 31, and the gas sensor 34 A flow rate calculation unit 35.
The critical nozzle 33 includes a throttle portion 331 whose inner diameter decreases from the upstream gas passage 31 side to the downstream gas passage 32 side, and a diffuser portion whose inner diameter increases from the upstream gas passage 31 side to the downstream gas passage 32 side. 332 and a throat portion 333 which is a boundary portion between the throttle portion 331 and the diffuser portion 332 and has the smallest inner diameter.
The maximum inner diameter of the throttle portion 331 is equal to or smaller than the inner diameter of the upstream gas flow path 31, and the maximum inner diameter of the diffuser portion 332 is equal to or smaller than the inner diameter of the downstream gas flow path 32. The maximum inner diameter of the throttle portion 331 means the inner diameter at the portion facing the upstream gas flow path 31 of the throttle portion 331, and the maximum inner diameter of the diffuser portion 332 faces the downstream gas flow path 32 of the diffuser portion 332. This means the inner diameter of the part.
In the critical nozzle type gas flow meter 3 of FIG. 2, the maximum inner diameter of the throttle portion 331 and the inner diameter of the upstream gas flow path 31 are the same length, and the maximum inner diameter of the diffuser portion 332 and the inner diameter of the downstream gas flow path 32 are the same length. It is comprised so that it may become.

図示しないが、下流ガス流路32の下流には真空ポンプなどの減圧手段が接続されており、この真空ポンプを作動させることにより、上流ガス流路31を流れるガス(以下、「上流ガス」と称する)が下流ガス流路32を流れるガス(以下、「下流ガス」と称する)よりも高圧となる。即ち、上流ガスと下流ガスに圧力差が生じる。上流ガスと下流ガスの圧力差が大きくなるにつれ、臨界ノズル33のスロート部333を流れるガスの流速は速くなる。そして、上流ガス圧力と下流ガス圧力の比が、臨界圧力比に達した時、ガスの流速は臨界速度(音速)に達し、それ以上、ガスの流速が速くなることはない。ガスの流速が臨界速度に達した時、下流ガスの流れとは無関係に、上流ガス圧力、温度、及びスロート部333の内径(スロート径)で定められる一定質量のガスが流れる。   Although not shown, a pressure reducing means such as a vacuum pump is connected downstream of the downstream gas flow path 32, and by operating this vacuum pump, a gas flowing through the upstream gas flow path 31 (hereinafter referred to as "upstream gas"). Is at a higher pressure than the gas flowing through the downstream gas flow path 32 (hereinafter referred to as “downstream gas”). That is, a pressure difference is generated between the upstream gas and the downstream gas. As the pressure difference between the upstream gas and the downstream gas increases, the flow velocity of the gas flowing through the throat portion 333 of the critical nozzle 33 increases. When the ratio of the upstream gas pressure and the downstream gas pressure reaches the critical pressure ratio, the gas flow velocity reaches the critical velocity (sound velocity), and the gas flow velocity does not increase any more. When the gas flow velocity reaches the critical velocity, a gas having a constant mass determined by the upstream gas pressure, temperature, and the inner diameter (throat diameter) of the throat portion 333 flows regardless of the downstream gas flow.

ガスセンサ34は、少なくとも上流ガス圧力を測定可能な圧力計を備えており、好ましくは、圧力計だけでなく上流ガスの温度を測定可能な温度計も備えている。ガスセンサ34によって測定された上流ガスの圧力や温度、臨界ノズル33のスロート径やスロート部333の断面積などのパラメータに基づき、スロート部333を流れるガスの質量流量(即ち、基準流量)が、ガスセンサ34に接続された流量演算部35によって算出される。
臨界ノズル式ガス流量計3が備える臨界ノズル33によって発生した基準流量を用いて検量線を作成し、この検量線に基づいて被検ガス流量計を校正及び値付けできる。
The gas sensor 34 includes a pressure gauge capable of measuring at least the upstream gas pressure, and preferably includes not only the pressure gauge but also a thermometer capable of measuring the temperature of the upstream gas. Based on parameters such as the pressure and temperature of the upstream gas measured by the gas sensor 34, the throat diameter of the critical nozzle 33, and the cross-sectional area of the throat portion 333, the mass flow rate of the gas flowing through the throat portion 333 (that is, the reference flow rate) is 34 is calculated by a flow rate calculation unit 35 connected to 34.
A calibration curve is created using the reference flow rate generated by the critical nozzle 33 provided in the critical nozzle gas flow meter 3, and the test gas flow meter can be calibrated and priced based on this calibration curve.

(第1の臨界ノズル式ガス流量計)
本発明者らは、被検ガス流量計のガス流量測定値を広域な圧力範囲及び広域な流量範囲に亘って校正及び値付けし得る標準ガス流量計を得るため、まず、図2に示すような、臨界ノズル33を1本だけ有する臨界ノズル式ガス流量計3(第1の臨界ノズル式ガス流量計)に着目した。
第1の臨界ノズル式ガス流量計3に、高圧の水素ガスを、その圧力条件を変えて複数回流し、臨界状態における流量値(基準流量)を複数回測定する。このようにして得られた基準流量を座標上にプロットすることにより、図3で示すような検量線S1が得られる。なお、図3において、「ガス流量」とはスロート部333を流れる水素ガスの質量流量を意味している。
しかし、第1の臨界ノズル式ガス流量計3は、臨界ノズル33を1本しか有さないため、必然的にスロート径が1パターンしか存在しない。そのため、一定の圧力条件下においては、理論上、基準流量が1点しか発生せず、その結果、検量線を1本しか得ることができない。そのため、第1の臨界ノズル式ガス流量計3(検量線S1のみ)に基づいて被検ガス流量計の校正及び値付けを行って評価用ガス流量計を作製したとしても、この評価用ガス流量計は、水素ガスの流量を広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って正確に測定できない。従って、この評価用ガス流量計を用いても、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲に亘って高精度で評価できない。
(First critical nozzle type gas flow meter)
In order to obtain a standard gas flow meter capable of calibrating and pricing the gas flow measurement value of the test gas flow meter over a wide pressure range and a wide flow range, first, as shown in FIG. Attention was focused on the critical nozzle type gas flow meter 3 (first critical nozzle type gas flow meter) having only one critical nozzle 33.
High-pressure hydrogen gas is allowed to flow through the first critical nozzle type gas flow meter 3 a plurality of times while changing the pressure condition, and the flow rate value (reference flow rate) in the critical state is measured a plurality of times. By plotting the reference flow rate thus obtained on the coordinates, a calibration curve S1 as shown in FIG. 3 is obtained. In FIG. 3, “gas flow rate” means the mass flow rate of hydrogen gas flowing through the throat portion 333.
However, since the first critical nozzle type gas flow meter 3 has only one critical nozzle 33, there is necessarily only one pattern of the throat diameter. Therefore, theoretically, only one reference flow rate is generated under a certain pressure condition, and as a result, only one calibration curve can be obtained. Therefore, even if the gas flow meter for evaluation is produced by calibrating and pricing the gas flow meter to be tested based on the first critical nozzle type gas flow meter 3 (only the calibration curve S1), this gas flow rate for evaluation is used. The meter cannot accurately measure the flow rate of hydrogen gas over a wide range (wide pressure range and wide flow range). Therefore, even if this evaluation gas flow meter is used, the accuracy of the gas flow measurement value of the built-in gas flow meter cannot be evaluated with high accuracy over a wide range.

具体的には、検量線S1に基づいて被検ガス流量計の校正及び値付けを行った場合、検量線S1上(例えば、図3における点i)及び検量線S1の95%信頼区間の範囲内(例えば、点ii)については高精度で校正及び値付けが可能である。そのため、第1の臨界ノズル式ガス流量計3を用いて校正及び値付けされた評価用ガス流量計を用いてある水素ガスの流量を測定した際、その水素ガスのガス流量測定値が検量線S1上及び検量線S1の95%信頼区間の範囲内に含まれる値である場合、該ガス流量測定値の信頼性は高い。
他方、評価用ガス流量計を用いてある水素ガスの流量を測定した際、そのガス流量測定値が95%信頼区間外の値である場合、該ガス流量測定値の信頼性は低い。つまり、第1の臨界ノズル式ガス流量計3で校正及び値付けされた評価用ガス流量計を用いて広範囲(広域の圧力範囲及び広域の流量範囲)に亘って水素ガスの流量を測定した場合、評価用ガス流量計が低圧力条件下で高流量のガス流量測定値(図3の点iii参照)を示した、又は、高圧条件下で低流量のガス流量測定値(図3の点iv参照)を示したとしても、その測定値の信頼性は低い。このように、評価用ガス流量計のガス流量測定値の信頼性は、その値が検量線S1から逸れれば逸れるほど低下する。
従って、第1の臨界ノズル式ガス流量計3を標準ガス流量計として用いても、広域な圧力条件下及び広域のガス流量で被検ガス流量計を高精度に校正及び値付けできない。
Specifically, when calibration and pricing of the test gas flow meter is performed based on the calibration curve S1, the range of the 95% confidence interval on the calibration curve S1 (for example, point i in FIG. 3) and the calibration curve S1. The inside (for example, point ii) can be calibrated and priced with high accuracy. Therefore, when the flow rate of hydrogen gas is measured using the evaluation gas flow meter calibrated and priced using the first critical nozzle type gas flow meter 3, the measured value of the hydrogen gas flow rate is the calibration curve. When the value is included in the range of 95% confidence interval on S1 and calibration curve S1, the reliability of the measured gas flow rate is high.
On the other hand, when the flow rate of a certain hydrogen gas is measured using an evaluation gas flow meter, if the measured gas flow rate is a value outside the 95% confidence interval, the reliability of the measured gas flow rate is low. That is, when the flow rate of hydrogen gas is measured over a wide range (wide pressure range and wide flow range) using the evaluation gas flow meter calibrated and priced by the first critical nozzle type gas flow meter 3 The gas flow meter for evaluation showed a high flow rate measurement value under low pressure conditions (see point iii in FIG. 3), or a low flow rate measurement value under high pressure conditions (point iv in FIG. 3). Even if it is shown, the reliability of the measured value is low. Thus, the reliability of the gas flow rate measurement value of the evaluation gas flow meter decreases as the value deviates from the calibration curve S1.
Therefore, even if the first critical nozzle type gas flow meter 3 is used as a standard gas flow meter, the test gas flow meter cannot be calibrated and priced with high accuracy under a wide range of pressure conditions and a wide range of gas flow rates.

なお、図3において、便宜上、説明を分かりやすくするため、検量線S1(実線)及び95%信頼区間の上限と下限(破線)は一次関数で表される直線で示しているが、実際上、検量線S1や95%信頼区間の上限及び下限は、このような直線で表される場合に限られず、曲線で示される場合もある(後述する図5及び図7についても同様である)。
検量線S1、並びに、95%信頼区間の上限及び下限がどのような関数で表されるかは、基準となる水素ガスの温度や純度、臨界ノズルのスロート径などによって変動し得る。
もっとも、どのような水素ガスを基準としても、又は、どのような臨界ノズルを用いたとしても、上流ガス圧力の上昇に比例してガス流量が上昇する関係性が成り立つ。
In FIG. 3, for the sake of convenience, the calibration curve S1 (solid line) and the upper and lower limits (broken line) of the 95% confidence interval are shown as straight lines represented by a linear function. The upper and lower limits of the calibration curve S1 and the 95% confidence interval are not limited to those represented by such straight lines but may be represented by curves (the same applies to FIGS. 5 and 7 described later).
The functions represented by the calibration curve S1 and the upper and lower limits of the 95% confidence interval may vary depending on the temperature and purity of the reference hydrogen gas, the throat diameter of the critical nozzle, and the like.
However, no matter what hydrogen gas is used as a reference or whatever critical nozzle is used, there is a relationship in which the gas flow rate increases in proportion to the increase in upstream gas pressure.

(第2の臨界ノズル式ガス流量計)
本発明者らは、第1の臨界ノズル式ガス流量計3を用いた場合における上記問題点に鑑み、同じスロート径を有する複数の臨界ノズル33を備えた第2の臨界ノズル式ガス流量計3を用いて被検ガス流量計を校正及び値付けすることに着目した。
図4は、同じスロート径を有する複数の臨界ノズル33(図4では第1臨界ノズル33aと第2臨界ノズル33bの2つ)を有する第2の臨界ノズル式ガス流量計3を示す概要図である。
第2の臨界ノズル式ガス流量計3の上流ガス流路31は、上流から下流にかけて、上流単路部311と、臨界ノズル33の本数に合わせて上流単路部311から分岐した複数の上流分岐路部312(図4では2本)と、有する。また、下流ガス流路32は、上流から下流にかけて、臨界ノズル33の数と同数の下流分岐路部322と、各下流分岐路部が合流して構成された下流単路部321と、を有する。上流ガス流路31と下流ガス流路32は、上流分岐路部312と下流分岐路部322の間に設けられた複数の臨界ノズル33(第1臨界ノズル33aと第2臨界ノズル33b)によって連結されている。換言すると、複数の臨界ノズル33は、上流ガス流路31の上流分岐路部312及び下流ガス流路32の下流分岐路部322を介して、並列に配置されている。
(Second critical nozzle type gas flow meter)
In view of the above problems when the first critical nozzle type gas flow meter 3 is used, the present inventors have provided a second critical nozzle type gas flow meter 3 having a plurality of critical nozzles 33 having the same throat diameter. We focused on calibrating and pricing the gas flow meter to be detected using.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a second critical nozzle type gas flow meter 3 having a plurality of critical nozzles 33 (two of the first critical nozzle 33a and the second critical nozzle 33b in FIG. 4) having the same throat diameter. is there.
The upstream gas flow path 31 of the second critical nozzle type gas flow meter 3 includes an upstream single path portion 311 and a plurality of upstream branches branched from the upstream single path portion 311 in accordance with the number of critical nozzles 33 from upstream to downstream. And a path portion 312 (two in FIG. 4). Further, the downstream gas flow path 32 includes, from upstream to downstream, the same number of downstream branch path portions 322 as the number of critical nozzles 33, and a downstream single path portion 321 configured by joining the downstream branch path portions. . The upstream gas channel 31 and the downstream gas channel 32 are connected by a plurality of critical nozzles 33 (a first critical nozzle 33a and a second critical nozzle 33b) provided between the upstream branching channel portion 312 and the downstream branching channel portion 322. Has been. In other words, the plurality of critical nozzles 33 are arranged in parallel via the upstream branch path portion 312 of the upstream gas flow path 31 and the downstream branch path portion 322 of the downstream gas flow path 32.

第2の臨界ノズル式ガス流量計3では、臨界ノズル33に対応した数の開閉弁36が設けられている。図4では、第1臨界ノズル33aに対応した第1開閉弁36aと第2臨界ノズル33bに対応した第2開閉弁36bが設けられており、上流ガス流路31の上流分岐路部312にそれぞれ各開閉弁36a,36bが設けられている。開閉弁36を作動させることにより上流分岐路部312の開状態(水素ガスが臨界ノズル33に流入する状態)と閉状態(水素ガスが臨界ノズル33に流入しない状態)を切り替えることができ、その結果、上流ガス流路31から下流ガス流路32にかけて、第1臨界ノズル33a若しくは第2臨界ノズル33bを通して、又は、第1臨界ノズル33a及び第2臨界ノズル33bを通してガスを流すことができる。   In the second critical nozzle type gas flow meter 3, the number of on-off valves 36 corresponding to the critical nozzle 33 is provided. In FIG. 4, a first on-off valve 36 a corresponding to the first critical nozzle 33 a and a second on-off valve 36 b corresponding to the second critical nozzle 33 b are provided, and the upstream branch passage 312 of the upstream gas passage 31 is provided respectively. Each on-off valve 36a, 36b is provided. By operating the on-off valve 36, the upstream branch passage 312 can be switched between an open state (a state in which hydrogen gas flows into the critical nozzle 33) and a closed state (a state in which hydrogen gas does not flow into the critical nozzle 33). As a result, the gas can flow from the upstream gas channel 31 to the downstream gas channel 32 through the first critical nozzle 33a or the second critical nozzle 33b, or through the first critical nozzle 33a and the second critical nozzle 33b.

上流ガス流路31の上流単路部311には、第1の臨界ノズル式ガス流量計3と同様に、ガスセンサ34が接続されており、ガスセンサ34には流量演算部35が接続されている。そのため、第2の臨界ノズル式ガス流量計3に、基準となる水素ガスを圧力条件を変えて流すことにより、図5で示すような2本の検量線S2及びS3が得られる。つまり、2つの開閉弁36a,36bのうち一方の開閉弁36を開状態とし、他方の開閉弁36を閉状態とした場合、第1臨界ノズル33a又は第2臨界ノズル33bを通じて水素ガスが流れるため、検量線S2が得られる(第1臨界ノズル33aと第2臨界ノズル33bは同じスロート径を有するため、理論上、同じ検量線が得られる)。
他方、2つの開閉弁36a,36bの両方を開状態とした場合、第1臨界ノズル33a及び第2臨界ノズル33bを通して水素ガスが流れるため、検量線S3が得られる。なお、2本の臨界ノズル33a,33bを用いた場合、1本の臨界ノズル33を用いた場合に比して、低いガス圧力条件下で同じ流量が得られる。
Similarly to the first critical nozzle type gas flow meter 3, a gas sensor 34 is connected to the upstream single path portion 311 of the upstream gas flow path 31, and a flow rate calculation unit 35 is connected to the gas sensor 34. Therefore, two calibration curves S2 and S3 as shown in FIG. 5 are obtained by flowing the reference hydrogen gas through the second critical nozzle type gas flow meter 3 while changing the pressure condition. That is, hydrogen gas flows through the first critical nozzle 33a or the second critical nozzle 33b when one of the two open / close valves 36a and 36b is opened and the other open / close valve 36 is closed. Thus, a calibration curve S2 is obtained (the first critical nozzle 33a and the second critical nozzle 33b have the same throat diameter, so the same calibration curve is theoretically obtained).
On the other hand, when both the two on-off valves 36a and 36b are opened, the hydrogen gas flows through the first critical nozzle 33a and the second critical nozzle 33b, so that a calibration curve S3 is obtained. When two critical nozzles 33a and 33b are used, the same flow rate can be obtained under a low gas pressure condition as compared with the case where one critical nozzle 33 is used.

第2の臨界ノズル式ガス流量計3を用いた場合、上述のように複数の検量線が得られる。第2の臨界ノズル式ガス流量計3が有する複数の臨界ノズル33は、全て同じスロート径を有するため、得られる検量線の数は、第2の臨界ノズル式ガス流量計3が有する臨界ノズル33の本数に等しい。
つまり、図5で示すように、2本の臨界ノズル33を用いた臨界ノズル式ガス流量計3の場合、2本の検量線が得られ、3本以上の臨界ノズル33を用いた臨界ノズル式ガス流量計3の場合、臨界ノズル33の数と同数の3本以上の検量線が得られる(図示せず)。
そして、検量線S2及びS3に基づいて被検ガス流量計の校正及び値付けを行って評価用ガス流量計を作製し、この評価用ガス流量計を用いてある水素ガスの流量を測定した際、そのガス流量測定値が、検量線S2上(例えば、図5における点v)及び検量線S2の95%信頼区間の範囲内(例えば、点vi)、並びに、検量線S3上(例えば、図5における点vii)及び検量線S3の95%信頼区間の範囲内(例えば、点viii)に含まれる値である場合、該ガス流量測定値の信頼性は高い。
他方、評価用ガス流量計を用いてある水素ガスの流量を測定した際、そのガス流量測定値が95%信頼区間外の値(図5の点ixや点xを参照)である場合、該ガス流量測定値の信頼性は低い。
When the second critical nozzle type gas flow meter 3 is used, a plurality of calibration curves are obtained as described above. Since the plurality of critical nozzles 33 included in the second critical nozzle type gas flow meter 3 all have the same throat diameter, the number of calibration curves obtained is the critical nozzle 33 included in the second critical nozzle type gas flow meter 3. Is equal to the number of
That is, as shown in FIG. 5, in the case of the critical nozzle type gas flow meter 3 using two critical nozzles 33, two calibration curves are obtained, and the critical nozzle type using three or more critical nozzles 33 is obtained. In the case of the gas flow meter 3, three or more calibration curves equal to the number of critical nozzles 33 are obtained (not shown).
Then, when the gas flow meter for evaluation is prepared by calibrating and pricing the test gas flow meter based on the calibration curves S2 and S3, and when the flow rate of a certain hydrogen gas is measured using this gas flow meter for evaluation The gas flow rate measurement value is on the calibration curve S2 (for example, the point v in FIG. 5), within the range of the 95% confidence interval of the calibration curve S2 (for example, the point vi), and on the calibration curve S3 (for example, FIG. 5 is a value within the range of the 95% confidence interval of the calibration curve S3 (for example, the point viii), the reliability of the measured gas flow rate is high.
On the other hand, when the flow rate of a certain hydrogen gas is measured using an evaluation gas flow meter, if the measured gas flow rate is a value outside the 95% confidence interval (see point ix and point x in FIG. 5), The reliability of the measured gas flow rate is low.

このように、第2の臨界ノズル式ガス流量計3を標準ガス流量計として用いても、臨界ノズル33の数と同数の検量線しか得られないため、第2の臨界ノズル式ガス流量計3を用いて、被検ガス流量計を広域な圧力条件下で広域のガス流量で値付けしようとした場合、多数の臨界ノズル33を用いる必要がある。
しかし、一般的に、臨界ノズル33は大型である。また、高圧水素ガスの流量を測定する場合、臨界ノズル33に十分な耐圧構造をもたせるため、より大型の臨界ノズル33を用いる必要がある。従って、第2の臨界ノズル式ガス流量計3を用いて被検ガス流量計を校正及び値付けをすることは、極めて効率が悪く現実的ではない。
Thus, even if the second critical nozzle type gas flow meter 3 is used as a standard gas flow meter, only the same number of calibration curves as the number of critical nozzles 33 can be obtained. When trying to price the test gas flow meter with a wide range of gas flow rates under a wide range of pressure conditions, it is necessary to use a large number of critical nozzles 33.
However, in general, the critical nozzle 33 is large. When measuring the flow rate of high-pressure hydrogen gas, it is necessary to use a larger critical nozzle 33 in order to provide the critical nozzle 33 with a sufficient pressure-resistant structure. Accordingly, it is extremely impractical and impractical to calibrate and price the test gas flow meter using the second critical nozzle gas flow meter 3.

<本発明で用いる標準ガス流量計>
本発明は、上述のように、第1及び第2の臨界ノズル式ガス流量計を用いて被検ガス流量計を校正及び値付けした際に生じる問題点に鑑みて成されたものである。本発明で用いられる評価用ガス流量計は、後述する第1実施形態乃至第4実施形態の何れかの臨界ノズル式ガス流量計を標準ガス流量計を基準に、水素ガスを用いて特定の被検ガス流量計を校正及び値付けして得られる。
本発明で校正及び値付けの基準として用いられる標準ガス流量計は、互いに異なるスロート径を有する少なくとも2つの臨界ノズルと、各臨界ノズルに対応して設けられた開閉弁と、を有する臨界ノズル式ガス流量計である。以下、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計について詳述する。
<Standard gas flowmeter used in the present invention>
As described above, the present invention has been made in view of the problems that occur when the gas flow meter to be measured is calibrated and priced using the first and second critical nozzle gas flow meters. An evaluation gas flow meter used in the present invention is a critical nozzle type gas flow meter according to any one of the first to fourth embodiments, which will be described later. It is obtained by calibrating and pricing the detection gas flow meter.
A standard gas flow meter used as a calibration and pricing reference in the present invention is a critical nozzle type having at least two critical nozzles having different throat diameters, and on-off valves provided corresponding to the respective critical nozzles. It is a gas flow meter. Hereinafter, the critical nozzle type gas flowmeter used in the present invention will be described in detail.

(第1実施形態)
第1実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計の構成は、基本的に第2の臨界ノズル式ガス流量計と同様であるが、複数の臨界ノズルのうち少なくとも2つの臨界ノズルが互いに異なるスロート径を有する点において第2の臨界ノズル式ガス流量計と相違する。
第1実施形態の説明において、臨界ノズルのスロート径以外の構成については、第2の臨界ノズル式ガス流量計と同様であるため、その説明を適宜省略する。
(First embodiment)
The configuration of the critical nozzle type gas flow meter according to the first embodiment is basically the same as that of the second critical nozzle type gas flow meter, but at least two critical nozzles among the plurality of critical nozzles have different throat diameters. It differs from the 2nd critical nozzle type gas flowmeter in having.
In the description of the first embodiment, since the configuration other than the throat diameter of the critical nozzle is the same as that of the second critical nozzle type gas flow meter, the description thereof is omitted as appropriate.

図6に示すように、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計3は、上流ガス流路31と下流ガス流路32と両ガス流路31,32間に設けられた複数(図6では2本)の臨界ノズル33を有する。上流ガス流路31は、上流単路部311と、臨界ノズル33の数に合わせて上流単路部311から分岐した上流分岐路部312と、を有し、同様に下流ガス流路32も、下流単路部321と、下流分岐路部322と、を有する。
上流ガス流路31の上流分岐路部312には、各臨界ノズル33に対応した開閉弁36が設けられている。開閉弁36を作動させることにより上流分岐路部312の開状態と閉状態を切り替えることができ、その結果、上流ガス流路31から下流ガス流路32にかけて、選択した任意の臨界ノズル33を通して水素ガスを流すことができる。
上流ガス流路31の上流単路部311には、ガスセンサ34が接続されており、ガスセンサ34には流量演算部35が接続されている。
As shown in FIG. 6, the critical nozzle type gas flowmeter 3 used in the present invention includes a plurality of upstream gas passages 31, downstream gas passages 32, and a plurality of gas passages 31, 32 (in FIG. 6). 2) critical nozzles 33. The upstream gas flow path 31 has an upstream single path portion 311 and an upstream branch path portion 312 branched from the upstream single path portion 311 in accordance with the number of critical nozzles 33. Similarly, the downstream gas flow path 32 is also It has a downstream single path part 321 and a downstream branch path part 322.
The upstream branch passage 312 of the upstream gas passage 31 is provided with an opening / closing valve 36 corresponding to each critical nozzle 33. By operating the on-off valve 36, the upstream branching passage 312 can be switched between the open state and the closed state. As a result, hydrogen flows through the selected critical nozzle 33 from the upstream gas passage 31 to the downstream gas passage 32. Gas can flow.
A gas sensor 34 is connected to the upstream single path portion 311 of the upstream gas flow path 31, and a flow rate calculation unit 35 is connected to the gas sensor 34.

本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計3では、複数の臨界ノズル33が用いられており、且つ、少なくとも2つの臨界ノズル33が互いに異なるスロート径を有する。図6に示す例では、2本の臨界ノズル33(第1臨界ノズル33aと第2臨界ノズル33b)が設けられており、第1臨界ノズル33aのスロート径が第2臨界ノズル33bのスロート径の2倍となるように構成されている。   In the critical nozzle type gas flow meter 3 used in the present invention, a plurality of critical nozzles 33 are used, and at least two critical nozzles 33 have different throat diameters. In the example shown in FIG. 6, two critical nozzles 33 (first critical nozzle 33a and second critical nozzle 33b) are provided, and the throat diameter of the first critical nozzle 33a is equal to the throat diameter of the second critical nozzle 33b. It is configured to be doubled.

この臨界ノズル式ガス流量計1に、基準となる水素ガスを圧力条件を変えて流すことにより、図7で示すような3本の検量線S4乃至S6が得られる。つまり、2つの開閉弁36a,36bのうち第1臨界ノズル33aに対応した開閉弁36aを開状態とし且つ第2臨界ノズル33bに対応した開閉弁36bを閉状態とした場合、スロート径が大きい第1臨界ノズル33aのみを通じて水素ガスが流れるため、検量線S4が得られる。他方、第2臨界ノズル33bに対応した開閉弁36bを開状態とし且つ第1臨界ノズル33aに対応した開閉弁36aを閉状態とした場合、スロート径が小さい第2臨界ノズル33bのみを通じて水素ガスが流れるため、検量線S5が得られる。さらに、2つの開閉弁36a,36bの両方を開状態とした場合、第1臨界ノズル33a及び第2臨界ノズル33bを通じて水素ガスが流れるため、検量線S6が得られる。
このように、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計3は、少なくとも2つの臨界ノズル33が互いに異なるスロート径を有するため、水素ガスを通す臨界ノズル33を適宜組み合わせることにより、臨界ノズル33の本数よりも多くの検量線が得られる。
従って、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計3を標準ガス流量計として用いれば、広範囲(広域な圧力条件及び広域な流量範囲)に亘って被検ガス流量計を校正及び値付けすることができ、その結果、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲に亘って高精度で評価できる。
Three calibration curves S4 to S6 as shown in FIG. 7 are obtained by flowing a reference hydrogen gas through the critical nozzle type gas flow meter 1 while changing the pressure condition. That is, when the on / off valve 36a corresponding to the first critical nozzle 33a is opened and the on / off valve 36b corresponding to the second critical nozzle 33b is closed among the two on / off valves 36a and 36b, the second throat diameter is large. Since hydrogen gas flows only through the one critical nozzle 33a, a calibration curve S4 is obtained. On the other hand, when the on-off valve 36b corresponding to the second critical nozzle 33b is opened and the on-off valve 36a corresponding to the first critical nozzle 33a is closed, hydrogen gas is only passed through the second critical nozzle 33b having a small throat diameter. Since it flows, a calibration curve S5 is obtained. Further, when both the two on-off valves 36a and 36b are opened, the hydrogen gas flows through the first critical nozzle 33a and the second critical nozzle 33b, so that a calibration curve S6 is obtained.
Thus, since the critical nozzle type gas flowmeter 3 used in the present invention has at least two critical nozzles 33 having different throat diameters, the critical nozzles 33 of the critical nozzle 33 can be appropriately combined with the critical nozzles 33 through which hydrogen gas passes. More calibration curves than the number are obtained.
Therefore, if the critical nozzle type gas flow meter 3 used in the present invention is used as a standard gas flow meter, the test gas flow meter is calibrated and priced over a wide range (wide pressure condition and wide flow range). As a result, the accuracy of the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter can be evaluated with high accuracy over a wide range.

本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計が有する臨界ノズルの本数の下限値は、2本であり、好ましくは3本であり、より好ましくは4本である。また、臨界ノズルの本数の上限値は特に限定されないが、好ましくは7本であり、より好ましくは6本である。臨界ノズルの本数が7本を超えると、臨界ノズル式ガス流量計が大きくなりすぎ、実用性が損なわれる虞がある。   The lower limit value of the number of critical nozzles included in the critical nozzle type gas flowmeter used in the present invention is two, preferably three, and more preferably four. The upper limit value of the number of critical nozzles is not particularly limited, but is preferably 7 and more preferably 6. If the number of critical nozzles exceeds seven, the critical nozzle type gas flow meter becomes too large, which may impair practicality.

また、本発明において、複数の臨界ノズルは、全て異なるスロート径を有することが好ましい。臨界ノズルのスロート径が全て異なれば、最大で下記式(1)で表される本数の検量線を得ることができる。   In the present invention, it is preferable that all of the plurality of critical nozzles have different throat diameters. If the throat diameters of the critical nozzles are all different, the maximum number of calibration curves represented by the following formula (1) can be obtained.

Figure 2017181215
Figure 2017181215

上述のように、互いに同じスロート径を有する臨界ノズルを備えたガス流量計(第2の臨界ノズル式ガス流量計)の場合、臨界ノズルの本数と同数の検量線しか得ることができない。例えば、臨界ノズルの本数が3本である場合、3本の検量線しか得られず、臨界ノズルの本数が4本である場合、4本の検量線しか得られない。
これに対し、本発明では、上記式(1)に基づき、臨界ノズルの本数が3本(n=3)である場合、最大で7本の検量線を得ることができ、臨界ノズルの本数が4本(n=4)である場合、最大で15本の検量線を得ることができる。
このように、本発明では、臨界ノズルの本数が増えれば増えるほど、その組み合わせによって得られる検量線の本数が増えるため、広域な圧力条件下で且つ広域のガス流量で被検ガス流量計を校正及び値付けすることができる。
As described above, in the case of a gas flow meter (second critical nozzle type gas flow meter) provided with critical nozzles having the same throat diameter, only the same number of calibration curves as the number of critical nozzles can be obtained. For example, when the number of critical nozzles is three, only three calibration curves are obtained, and when the number of critical nozzles is four, only four calibration curves are obtained.
On the other hand, in the present invention, when the number of critical nozzles is 3 (n = 3) based on the above formula (1), a maximum of 7 calibration curves can be obtained, and the number of critical nozzles is When there are four (n = 4), a maximum of 15 calibration curves can be obtained.
As described above, in the present invention, as the number of critical nozzles increases, the number of calibration curves obtained by the combination increases. Therefore, the test gas flowmeter is calibrated under a wide range of pressure conditions and a wide range of gas flow rates. And can be priced.

また、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計では、最もスロート径の大きな臨界ノズルのスロート径DMAXと最もスロート径の小さな臨界ノズルのスロート径DMINの比率(DMAX/DMIN)は特に限定されないが、好ましくは該比率の下限値は1.4であり、より好ましくは2.0であり、特に好ましくは2.4である。
また、スロート径の比率(DMAX/DMIN)の上限値は特に限定されないが、好ましくは5.0であり、より好ましくは4.0であり、特に好ましくは3.0である。
スロート径の比率(DMAX/DMIN)が1.4を下回ると、各臨界ノズル単独によって得られる検量線が近くなりすぎ、各検量線の95%信頼区間が必要以上に重複する結果、被検ガス流量計の校正及び値付けが非効率的になる虞がある。
また、スロート径の比率(DMAX/DMIN)が5.0を上回ると、最もスロート径の大きな臨界ノズルと最もスロート径の小さな臨界ノズルの組み合わせによって得られる検量線と最もスロート径の大きな臨界ノズル単独で得られる検量線が近くなりすぎる。その結果、両検量線の95%信頼区間が必要以上に重複する結果、被検ガス流量計の校正及び値付けが非効率的になる虞がある。
Further, in the critical nozzle type gas flowmeter used in the present invention, the ratio of the throat diameter D MAX of the critical nozzle having the largest throat diameter to the throat diameter D MIN of the critical nozzle having the smallest throat diameter is (D MAX / D MIN ) Although not particularly limited, the lower limit of the ratio is preferably 1.4, more preferably 2.0, and particularly preferably 2.4.
The upper limit of the throat diameter ratio (D MAX / D MIN ) is not particularly limited, but is preferably 5.0, more preferably 4.0, and particularly preferably 3.0.
When the ratio of the throat diameter (D MAX / D MIN ) is less than 1.4, the calibration curve obtained by each critical nozzle becomes too close, and the 95% confidence interval of each calibration curve overlaps more than necessary. There is a possibility that calibration and pricing of the detection gas flow meter may become inefficient.
When the throat diameter ratio (D MAX / D MIN ) exceeds 5.0, the calibration curve obtained by combining the critical nozzle with the largest throat diameter and the critical nozzle with the smallest throat diameter and the criticality with the largest throat diameter are obtained. The calibration curve obtained with the nozzle alone is too close. As a result, the 95% confidence intervals of both calibration curves overlap more than necessary, which may result in inefficient calibration and pricing of the test gas flowmeter.

具体的な例を挙げると、最もスロート径の大きな臨界ノズルのスロート径(DMAX)は、1.8mm〜3.0mmであり、好ましくは1.8mm〜2.0mmである。また、最もスロート径の小さな臨界ノズルのスロート径(DMIN)は、0.1mm〜0.6mmであり、好ましくは0.2mm〜0.5mmである。
もっとも、スロート径の長さは、上記範囲に限定されず、校正及び値付けに用いる水素ガスの純度、水素ガスの圧力範囲、及び水素ガスの流量などによって適宜設定することができる。
As a specific example, the throat diameter (D MAX ) of the critical nozzle having the largest throat diameter is 1.8 mm to 3.0 mm, preferably 1.8 mm to 2.0 mm. In addition, the throat diameter (D MIN ) of the critical nozzle having the smallest throat diameter is 0.1 mm to 0.6 mm, preferably 0.2 mm to 0.5 mm.
However, the length of the throat diameter is not limited to the above range, and can be appropriately set according to the purity of hydrogen gas used for calibration and pricing, the pressure range of hydrogen gas, the flow rate of hydrogen gas, and the like.

なお、本明細書において、臨界ノズルのスロート径とは、スロート部の内縁の第1点と、前記第1点とは独立したスロート部の内縁の第2点と、を直線で結んだ距離である。このような直線は無数に存在するが、無数に存在する直線のうち距離が最大となるものが本発明におけるスロート径に相当する。
通常、図8で示すように、スロート部333の端面形状は円形であるため、スロート径は、該円の直径の長さXを意味する。
In this specification, the throat diameter of the critical nozzle is a distance obtained by connecting a first point of the inner edge of the throat part and a second point of the inner edge of the throat part independent of the first point by a straight line. is there. There are an infinite number of such straight lines, but an infinite number of straight lines having the maximum distance corresponds to the throat diameter in the present invention.
Usually, as shown in FIG. 8, since the end surface shape of the throat portion 333 is circular, the throat diameter means the length X of the diameter of the circle.

本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計は、複数の臨界ノズルを有しており、且つ、複数の臨界ノズルのうち少なくとも2つの臨界ノズルが、互いに異なるスロート径を有する。そのため、臨界ノズルの組み合わせにより多数の検量線を得ることができる。従って、本臨界ノズル式ガス流量計を標準ガス流量計として用いることにより、広域な圧力条件下で且つ広域のガス流量で被検ガス流量計を校正及び値付けすることができ、高精度な評価用ガス流量計を得ることができる。   The critical nozzle type gas flowmeter used in the present invention has a plurality of critical nozzles, and at least two critical nozzles of the plurality of critical nozzles have different throat diameters. Therefore, a large number of calibration curves can be obtained by combining critical nozzles. Therefore, by using this critical nozzle type gas flow meter as a standard gas flow meter, the test gas flow meter can be calibrated and priced under a wide range of pressure conditions and a wide range of gas flow rates, and a highly accurate evaluation is possible. A gas flow meter can be obtained.

上記第1実施形態では、図6に示すように、上流ガス流路31が上流単路部311と上流岐分路部312とを有しており、この上流分岐路部312の最下流に複数の臨界ノズル33(第1臨界ノズル33a及び第2臨界ノズル33b)が接続されているが、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計3は、上記第1実施形態に限定されない。
以下、本発明で用いられる第2実施形態乃至第4実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3について説明するが、主として、第1実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3と異なる部分についてのみ説明する。
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, the upstream gas flow path 31 has an upstream single path section 311 and an upstream branch path section 312, and a plurality of upstream gas flow path sections 312 are arranged at the most downstream of the upstream branch path section 312. Although the critical nozzles 33 (the first critical nozzle 33a and the second critical nozzle 33b) are connected, the critical nozzle gas flow meter 3 used in the present invention is not limited to the first embodiment.
Hereinafter, the critical nozzle type gas flowmeter 3 according to the second embodiment to the fourth embodiment used in the present invention will be described, but mainly only the parts different from the critical nozzle type gas flowmeter 3 according to the first embodiment. explain.

(第2実施形態)
図9は、本発明で用いられる第2実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計1を表す概要図である。
本実施形態では、上流ガス流路31と下流ガス流路32は、ガス導入室37を介して連結されており、ガス導入室37の内部に複数の臨界ノズル33(図9では、第1臨界ノズル33aと第2臨界ノズル33bの2本)が備え付けられている。
ガス導入室37は、閉鎖空間である。ガス導入室37の内部は、隔壁373によって上流ガス流路31側の第1室371と下流ガス流路32側の第2室372に区画されており、複数の臨界ノズル33は、第1室371と第2室372を連通するように隔壁373に設けられている。具体的には、第1臨界ノズル33a及び第2臨界ノズル33bは、その絞り部331a,331bがガス導入室37の第1室371に露出し且つそのディフューザ部332a,332bがガス導入室37の第2室372に露出するように隔壁373に取り付けられている。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram showing a critical nozzle type gas flow meter 1 according to the second embodiment used in the present invention.
In the present embodiment, the upstream gas flow path 31 and the downstream gas flow path 32 are connected via a gas introduction chamber 37, and a plurality of critical nozzles 33 (in FIG. Two nozzles, a nozzle 33a and a second critical nozzle 33b) are provided.
The gas introduction chamber 37 is a closed space. The interior of the gas introduction chamber 37 is partitioned by a partition wall 373 into a first chamber 371 on the upstream gas flow path 31 side and a second chamber 372 on the downstream gas flow path 32 side, and the plurality of critical nozzles 33 are arranged in the first chamber. The partition 373 is provided so as to communicate the 371 and the second chamber 372. Specifically, the first critical nozzle 33 a and the second critical nozzle 33 b have their throttle portions 331 a and 331 b exposed to the first chamber 371 of the gas introduction chamber 37 and their diffuser portions 332 a and 332 b of the gas introduction chamber 37. The partition 373 is attached so as to be exposed to the second chamber 372.

ガス導入室37の第2室372には、各臨界ノズル33に対応した開閉弁36が設けられており、この開閉弁36を作動させることにより、臨界ノズル33を開状態(水素ガスが第2室372に流入する状態)と閉状態(水素ガスが第2室372に流入しない状態)を切り替えることができる。図9の臨界ノズル式ガス流量計3では、2本の臨界ノズル33(第1臨界ノズル33a及び第2臨界ノズル33b)を用いているため、第1臨界ノズル33aに対応した第1開閉弁36aと第2臨界ノズル33bに対応した第2開閉弁36bが第2室372に設けられている。従って、第1開閉弁36a及び第2開閉弁36bを作動させることにより、ガス導入室37の第1室371から第2室372にかけて、第1臨界ノズル33a若しくは第2臨界ノズル33bを通して、又は、第1臨界ノズル33a及び第2臨界ノズル33bを通して水素ガスを流すことができる。   The second chamber 372 of the gas introduction chamber 37 is provided with an open / close valve 36 corresponding to each critical nozzle 33. By operating the open / close valve 36, the critical nozzle 33 is opened (hydrogen gas is in a second state). The state of flowing into the chamber 372) and the closed state (the state where hydrogen gas does not flow into the second chamber 372) can be switched. In the critical nozzle type gas flow meter 3 of FIG. 9, since two critical nozzles 33 (first critical nozzle 33a and second critical nozzle 33b) are used, the first on-off valve 36a corresponding to the first critical nozzle 33a. A second on-off valve 36b corresponding to the second critical nozzle 33b is provided in the second chamber 372. Therefore, by operating the first on-off valve 36a and the second on-off valve 36b, from the first chamber 371 to the second chamber 372 of the gas introduction chamber 37, through the first critical nozzle 33a or the second critical nozzle 33b, or Hydrogen gas can flow through the first critical nozzle 33a and the second critical nozzle 33b.

開閉弁36の構造は特に限定されないが、図9に示す例において、第1臨界ノズル33aに対応した第1開閉弁36aは、第1臨界ノズル33aのディフューザ部332a(第2室372に露出した開口部)を覆う栓部361aと、細長状の棒部362aと、を有する。棒部362aの一端は栓部361aに連結されており、棒部362aの他端はガス導入室37の第2室372の外側に露出している。この棒部362aを介してガス導入室37の外側から栓部361aの位置を操作することができるため、ガス導入室37の外側から第1臨界ノズル33aの開状態(ディフューザ部332aが第1開閉弁36aによって覆われていない状態)と第1臨界ノズル33aの閉状態(ディフューザ部332aが第1開閉弁36aによって覆われた状態)を切り替えることができる。第2臨界ノズル33bに対応した第2開閉弁36bも、第1開閉弁36aと同様に、栓部361bと棒部362bを有し、ガス導入室37の外側から第2臨界ノズル33bの開状態と閉状態を切り替えることができる。   Although the structure of the on-off valve 36 is not particularly limited, in the example shown in FIG. 9, the first on-off valve 36a corresponding to the first critical nozzle 33a is exposed to the diffuser portion 332a of the first critical nozzle 33a (exposed to the second chamber 372). A plug portion 361a covering the opening) and an elongated rod portion 362a. One end of the rod portion 362 a is connected to the plug portion 361 a, and the other end of the rod portion 362 a is exposed to the outside of the second chamber 372 of the gas introduction chamber 37. Since the position of the plug portion 361a can be operated from the outside of the gas introduction chamber 37 via the rod portion 362a, the first critical nozzle 33a is opened from the outside of the gas introduction chamber 37 (the diffuser portion 332a is opened and closed first). The state where the valve 36a is not covered) and the closed state of the first critical nozzle 33a (the state where the diffuser portion 332a is covered with the first on-off valve 36a) can be switched. Similarly to the first on-off valve 36a, the second on-off valve 36b corresponding to the second critical nozzle 33b also has a plug portion 361b and a rod portion 362b, and the second critical nozzle 33b is opened from the outside of the gas introduction chamber 37. And can be switched between closed states.

図6に示す第1実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3では、上流ガス流路31が上流分岐路部312を有している。この上流分岐路部312にガスが滞留すると、信頼性の高い検量線を得ることができない虞がある。
これに対し、第2実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3では、上流ガス流路31及び下流ガス流路32が分岐していないため、第1実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3に比してより信頼性の高い検量線を得ることができる。
In the critical nozzle type gas flow meter 3 according to the first embodiment shown in FIG. 6, the upstream gas passage 31 has an upstream branch portion 312. If the gas stays in the upstream branch portion 312, there is a possibility that a highly reliable calibration curve cannot be obtained.
On the other hand, in the critical nozzle type gas flow meter 3 according to the second embodiment, the upstream gas flow path 31 and the downstream gas flow path 32 are not branched, so the critical nozzle type gas flow meter 3 according to the first embodiment. A calibration curve with higher reliability than that can be obtained.

(第3実施形態)
図10は、本発明で用いられる第3実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3を表す概要図である。
第3実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3は、第1実施形態の構成と第2実施形態の構成を併せ持つ。
具体的には、第3実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3は、上流ガス流路31と、上流ガス流路31の最下流に接続されたガス導入室37と、ガス導入室37の外壁に設けられた複数の臨界ノズル33と、各臨界ノズル33に接続された下流ガス流路32と、を有している。本実施形態では、上流ガス流路31は上流単路部311のみから構成されており、下流ガス流路32は、上流から下流にかけて、臨界ノズル33の数と同数の下流分岐路部322と、各下流分岐路部322が合流して構成された下流単路部321と、を有する。
本実施形態では、第1臨界ノズル33aに対応した第1開閉弁36a及び第2臨界ノズル33bに対応した第2開閉弁36bは、下流ガス流路32の分岐路部322にそれぞれ設けられている。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a schematic diagram showing a critical nozzle type gas flow meter 3 according to the third embodiment used in the present invention.
A critical nozzle gas flow meter 3 according to the third embodiment has both the configuration of the first embodiment and the configuration of the second embodiment.
Specifically, the critical nozzle type gas flow meter 3 according to the third embodiment includes an upstream gas passage 31, a gas introduction chamber 37 connected to the most downstream side of the upstream gas passage 31, and a gas introduction chamber 37. A plurality of critical nozzles 33 provided on the outer wall and downstream gas flow paths 32 connected to the respective critical nozzles 33 are provided. In the present embodiment, the upstream gas flow path 31 is configured only from the upstream single path portion 311, and the downstream gas flow path 32 includes the same number of downstream branch path portions 322 as the number of critical nozzles 33 from upstream to downstream, A downstream single path portion 321 configured by joining the downstream branch path portions 322.
In the present embodiment, the first on-off valve 36 a corresponding to the first critical nozzle 33 a and the second on-off valve 36 b corresponding to the second critical nozzle 33 b are respectively provided in the branch passage portion 322 of the downstream gas passage 32. .

(第4実施形態)
図11は、本発明で用いられる第4実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3を表す概要図である。
第4実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3は、第3実施形態と同様に、第1実施形態の構成と第2実施形態の構成を併せ持つ。
具体的には、第4実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3は、上流ガス流路31と、上流ガス流路31の最下流に接続された複数の臨界ノズル33と、各臨界ノズル33に接続されたガス導入室37と、下流ガス流路32と、を有している。本実施形態では、上流ガス流路31は、上流単路部311と、臨界ノズル33の本数に合わせて分岐した上流分岐路部312と、を有しており、各臨界ノズル33は、そのディフューザ部332がガス導入室37の内側に位置するように、ガス導入室37の外壁に設けられている。また、下流ガス流路32は、ガス導入室37と連通した下流単路部321のみから構成されている。
本実施形態では、第1臨界ノズル33aに対応した第1開閉弁36a及び第2臨界ノズル33bに対応した第2開閉弁36bは、第2実施形態と同様に、ガス導入室37にそれぞれ設けられている。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a schematic view showing a critical nozzle type gas flow meter 3 according to the fourth embodiment used in the present invention.
Similar to the third embodiment, the critical nozzle gas flow meter 3 according to the fourth embodiment has both the configuration of the first embodiment and the configuration of the second embodiment.
Specifically, the critical nozzle type gas flow meter 3 according to the fourth embodiment includes an upstream gas channel 31, a plurality of critical nozzles 33 connected to the most downstream side of the upstream gas channel 31, and each critical nozzle 33. And a downstream gas passage 32 connected to the gas inlet chamber 37. In the present embodiment, the upstream gas flow path 31 has an upstream single path section 311 and an upstream branch path section 312 that branches according to the number of critical nozzles 33, and each critical nozzle 33 has its diffuser. The portion 332 is provided on the outer wall of the gas introduction chamber 37 such that the portion 332 is positioned inside the gas introduction chamber 37. Further, the downstream gas flow path 32 is configured only from the downstream single path portion 321 communicating with the gas introduction chamber 37.
In the present embodiment, the first on-off valve 36a corresponding to the first critical nozzle 33a and the second on-off valve 36b corresponding to the second critical nozzle 33b are respectively provided in the gas introduction chamber 37 as in the second embodiment. ing.

第2乃至第4実施形態においても、臨界ノズル式ガス流量計3は、複数の臨界ノズル33を有しており、且つ、複数の臨界ノズル33のうち少なくとも2つの臨界ノズル33が、互いに異なるスロート径を有する。そのため、第1実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計3と同様に、臨界ノズル33の組み合わせにより多数の検量線を得ることができる。そのため、広範囲(広域な圧力条件及び広域な流量範囲)に亘って被検ガス流量計を値付けすることができ、その結果、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲に亘って高精度で評価できる評価用ガス流量計が得られる。   Also in the second to fourth embodiments, the critical nozzle type gas flowmeter 3 has a plurality of critical nozzles 33, and at least two critical nozzles 33 among the plurality of critical nozzles 33 are different throats. Have a diameter. Therefore, as with the critical nozzle gas flow meter 3 according to the first embodiment, a large number of calibration curves can be obtained by combining the critical nozzles 33. Therefore, the test gas flow meter can be priced over a wide range (wide pressure conditions and wide flow range), and as a result, the accuracy of the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter is extended over a wide range. An evaluation gas flow meter that can be evaluated with high accuracy is obtained.

なお、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計3は、複数のスロート径の異なる臨界ノズル33を有していればよく、上述した第1乃至第4実施形態に限定されるものではない。そのため、本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計3は、臨界ノズル33の構成を除いて、従来公知の臨界ノズル式ガス流量計の構成をそのまま転用することができる。
例えば、第1乃至第4実施形態では、図6、図9乃至図11に示すように、ガスセンサ34と流量演算部35は別々の装置として描かれているが、ガスセンサ34が流量演算部35を兼ねていてもよい。
The critical nozzle type gas flow meter 3 used in the present invention is not limited to the first to fourth embodiments described above as long as it has a plurality of critical nozzles 33 having different throat diameters. Therefore, the critical nozzle type gas flow meter 3 used in the present invention can divert the configuration of a conventionally known critical nozzle type gas flow meter as it is, except for the configuration of the critical nozzle 33.
For example, in the first to fourth embodiments, as shown in FIGS. 6 and 9 to 11, the gas sensor 34 and the flow rate calculation unit 35 are depicted as separate devices, but the gas sensor 34 uses the flow rate calculation unit 35. You may also serve.

<被検ガス流量計>
上記のような、第1乃至第4実施形態の何れかの臨界ノズル式ガス流量計を標準ガス流量計として被検ガス流量計を校正及び値付けすることで評価用ガス流量計が得られる。校正及び値付けを行うに際し、図12に示すように、標準ガス流量計である臨界ノズル式ガス流量計3と被検ガス流量計4を直列に接続してガス流路を形成する。校正及び値付けの具体的な方法については、後に<被検ガス流量計の調整方法>の欄で詳述する。
<Test gas flow meter>
An evaluation gas flow meter can be obtained by calibrating and pricing the test gas flow meter using the critical nozzle type gas flow meter of any of the first to fourth embodiments as described above as a standard gas flow meter. When performing calibration and pricing, as shown in FIG. 12, a critical nozzle type gas flow meter 3 which is a standard gas flow meter and a test gas flow meter 4 are connected in series to form a gas flow path. A specific method of calibration and pricing will be described in detail later in the section <Method for adjusting gas flow meter to be detected>.

被検ガス流量計としては、水素ガスの質量流量を測定可能な従来公知のガス流量計を用いることができ、例えば、容積式、面積式、タービン式、差圧式、電磁式、渦流式、超音波式、コリオリ式、熱式のガス流量計などを用いることができる。
好ましくは、被検ガス流量計は、コリオリ式ガス流量計である。コリオリ式ガス流量計は、比較的小型なガス流量計であるだけでなく、広域な圧力条件下で広域のガス流量を測定することができる。
上記第1実施形態乃至第4実施形態の何れかの臨界ノズル式ガス流量計によって被検ガス流量計であるコリオリ式ガス流量計を校正及び値付けすることで、評価用ガス流量計を作製することができる。この評価用ガス流量計を用いることで、水素ガスディスペンサーが備える内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲に亘って高精度で評価できる。
以下、図13及び図14を参照しつつ、コリオリ式ガス流量計の測定原理について簡潔に説明する。なお、コリオリ式ガス流量計は、被検ガス流量計の一種であるが、構成及び値付けによって評価用ガス流量計となるため、図13及び図14において、コリオリ式ガス流量計を示す符号として評価用ガス流量計と同じ符号「2」を付している。
As the test gas flow meter, a conventionally known gas flow meter capable of measuring the mass flow rate of hydrogen gas can be used. For example, a positive displacement type, an area type, a turbine type, a differential pressure type, an electromagnetic type, a vortex type, A sonic, Coriolis, or thermal gas flow meter can be used.
Preferably, the test gas flow meter is a Coriolis gas flow meter. The Coriolis type gas flow meter is not only a relatively small gas flow meter, but can measure a wide range of gas flow rate under a wide range of pressure conditions.
A gas flow meter for evaluation is produced by calibrating and pricing a Coriolis gas flow meter, which is a gas flow meter to be detected, by the critical nozzle gas flow meter of any of the first to fourth embodiments. be able to. By using this gas flow meter for evaluation, the accuracy of the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter included in the hydrogen gas dispenser can be evaluated with high accuracy over a wide range.
Hereinafter, the measurement principle of the Coriolis gas flow meter will be briefly described with reference to FIGS. 13 and 14. The Coriolis gas flow meter is a kind of test gas flow meter. However, since it becomes an evaluation gas flow meter depending on the configuration and pricing, in FIG. 13 and FIG. 14, as a symbol indicating the Coriolis gas flow meter. The same symbol “2” as that of the gas flow meter for evaluation is attached.

(コリオリ式ガス流量計の測定原理)
図13は、コリオリ式ガス流量計2の概略平面図である。図13に示すように、コリオリ式ガス流量計2は、上流マニフォールド部21と、下流マニフォールド部22と、上流マニフォールド部21と下流マニフォールド部22を繋ぐフローチューブ23と、を有する。
上流マニフォールド部21と下流マニフォールド部22は、その内部にガス流路を有する筒状部材である。フローチューブ23の端部は上流マニフォールド部21と下流マニフォールド部22に固定されている。フローチューブ23は、可撓性を有しているため、その内部にガスが流れるとコリオリの力によって振動する。
上流マニフォールド部21のガス流路と下流マニフォールド部22のガス流路は、直接繋がっておらず、フローチューブ23を介して間接的に繋がっている。図13では、上流マニフォールド部21から下流マニフォールド部22に直接ガスが流入しないように、両マニフォールド部21,22の間に隔壁24が設けられている。従って、コリオリ式ガス流量計2にガスを流すと、上流マニフォールド部21、フローチューブ23、下流マニフォールド部22の順にガスが流れる。
(Measurement principle of Coriolis gas flow meter)
FIG. 13 is a schematic plan view of the Coriolis gas flow meter 2. As shown in FIG. 13, the Coriolis gas flow meter 2 includes an upstream manifold section 21, a downstream manifold section 22, and a flow tube 23 that connects the upstream manifold section 21 and the downstream manifold section 22.
The upstream manifold portion 21 and the downstream manifold portion 22 are cylindrical members having gas flow paths therein. The end of the flow tube 23 is fixed to the upstream manifold portion 21 and the downstream manifold portion 22. Since the flow tube 23 has flexibility, it vibrates by Coriolis force when a gas flows through the flow tube 23.
The gas flow path of the upstream manifold section 21 and the gas flow path of the downstream manifold section 22 are not directly connected, but are indirectly connected via the flow tube 23. In FIG. 13, a partition wall 24 is provided between the manifold parts 21 and 22 so that gas does not flow directly from the upstream manifold part 21 into the downstream manifold part 22. Accordingly, when a gas is passed through the Coriolis gas flow meter 2, the gas flows in the order of the upstream manifold portion 21, the flow tube 23, and the downstream manifold portion 22.

フローチューブ23は、上流マニフォールド部21に略垂直に連結した第1直胴部231と、下流マニフォールド部22に略垂直に連結した第2直胴部232と、第1直胴部231の端部(上流マニフォールド部21に連結した端部とは反対側の端部)と第2直胴部232の端部(下流マニフォールド部22に連結した端部とは反対側の端部)を連結するU字状部233と、を有する。
フローチューブ23の第1直胴部231に連結したU字状部233の端部には、第1変位センサ25が取り付けられており、第2直胴部232に連結したU字状部233の端部には、第2変位センサ26が取り付けられており、U字状部233の先端部には加振装置27が取り付けられている。第1変位センサ25と第2変位センサ26は、流量演算部28に接続しており、この流量演算部28においてコリオリ式ガス流量計2を流れるガスの質量流量が算出される。
以下、フローチューブ23にガスが流れた状態を示した図14を参照しつつ説明する。
The flow tube 23 includes a first straight body portion 231 connected substantially vertically to the upstream manifold portion 21, a second straight body portion 232 connected substantially vertically to the downstream manifold portion 22, and an end portion of the first straight body portion 231. U connecting the end of the second straight body 232 (the end opposite to the end connected to the downstream manifold 22) and the end of the second straight body 232 (the end opposite to the end connected to the upstream manifold 21) A character-shaped portion 233.
The first displacement sensor 25 is attached to the end of the U-shaped portion 233 connected to the first straight body portion 231 of the flow tube 23, and the U-shaped portion 233 connected to the second straight body portion 232 is attached. A second displacement sensor 26 is attached to the end, and a vibration device 27 is attached to the tip of the U-shaped part 233. The first displacement sensor 25 and the second displacement sensor 26 are connected to a flow rate calculation unit 28, and the mass flow rate of the gas flowing through the Coriolis gas flow meter 2 is calculated in the flow rate calculation unit 28.
Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

図14は、水素ガスを流した状態におけるコリオリ式ガス流量計2の概略側面図であり(但し、便宜上、加振装置27は省略している)、コリオリ式ガス流量計2にガスを流し、且つ、加振装置27を用いてフローチューブ23を振動させた状態を示している。
コリオリ式ガス流量計2にガスを流し、且つ、フローチューブ23を振動させると、フローチューブ23は、コリオリの力により一定の振動サイクルを示すようになる。具体的には、フローチューブ23のU字状部233は、ガスを流している間、図14(a)乃至図14(d)の状態に連続的且つ周期的に変化する。フローチューブ23がこのような振動サイクルを示すと、第1変位センサ25及び第2変位センサ26も振動(変位)するため、第1変位センサ25によって測定される位置情報及び第2変位センサ26によって測定される位置情報も連続的且つ周期的に変化する。
第1変位センサ25の測定値及び第2変位センサ26の測定値に基づき、流量演算部28によってフローチューブ23を流れるガスの質量流量が算出される。
このように、コリオリ式ガス流量計2は、コリオリの力により可撓性のフローチューブ23が一定の振動サイクルを示すことを利用してガスの質量流量を測定する機器である。
FIG. 14 is a schematic side view of the Coriolis gas flow meter 2 in a state in which hydrogen gas is flown (however, for convenience, the vibration device 27 is omitted), the gas is flowed through the Coriolis gas flow meter 2, In addition, the flow tube 23 is vibrated using the vibration device 27.
When a gas is passed through the Coriolis gas flow meter 2 and the flow tube 23 is vibrated, the flow tube 23 exhibits a constant vibration cycle due to the Coriolis force. Specifically, the U-shaped portion 233 of the flow tube 23 changes continuously and periodically to the states of FIGS. 14A to 14D while the gas is flowing. When the flow tube 23 exhibits such a vibration cycle, the first displacement sensor 25 and the second displacement sensor 26 also vibrate (displace), so that the position information measured by the first displacement sensor 25 and the second displacement sensor 26 The measured position information also changes continuously and periodically.
Based on the measurement value of the first displacement sensor 25 and the measurement value of the second displacement sensor 26, the mass flow rate of the gas flowing through the flow tube 23 is calculated by the flow rate calculation unit 28.
As described above, the Coriolis gas flow meter 2 is a device that measures the mass flow rate of the gas by utilizing the fact that the flexible flow tube 23 exhibits a constant vibration cycle due to the Coriolis force.

<被検ガス流量計の調整方法>
臨界ノズル式ガス流量計を標準ガス流量計として用いることで、被検ガス流量計を校正及び値付けする(調整する)ことができ、その結果、評価用ガス流量計を得ることができる。以下、被検ガス流量計の調整方法、即ち、評価用ガス流量計の作製方法について説明する。
被検ガス流量計の調整方法は、調整対象となる被検ガス流量計と臨界ノズル式ガス流量計を準備する準備工程と、前記被検ガス流量計と前記臨界ノズル式ガス流量計を接続することでガス流路を形成するガス流路形成工程と、前記ガス流路に水素ガスを導入するガス導入工程と、前記被検ガス流量計のガス流量測定値と前記臨界ノズル式ガス流量計のガス流量測定値の誤差が小さくなるように前記被検ガス流量計のガス流量測定値を修正する値付け工程と、を有する。
<Adjustment method of test gas flow meter>
By using the critical nozzle gas flow meter as the standard gas flow meter, the test gas flow meter can be calibrated and priced (adjusted), and as a result, an evaluation gas flow meter can be obtained. Hereinafter, a method for adjusting the test gas flow meter, that is, a method for producing an evaluation gas flow meter will be described.
The adjustment method of the test gas flow meter includes a preparation step of preparing a test gas flow meter to be adjusted and a critical nozzle type gas flow meter, and connecting the test gas flow meter and the critical nozzle type gas flow meter. A gas flow path forming step for forming a gas flow path, a gas introduction process for introducing hydrogen gas into the gas flow path, a gas flow rate measurement value of the test gas flow meter, and a critical nozzle type gas flow meter And a pricing step of correcting the gas flow rate measurement value of the test gas flow meter so that the error of the gas flow rate measurement value is reduced.

(準備工程)
準備工程は、臨界ノズル式ガス流量計と、臨界ノズル式ガス流量計によって調整される対象である被検ガス流量計と、を準備する工程である。
上述のように、本発明で用いられる被検ガス流量計は特に限定されないが、好ましくはコリオリ式ガス流量計が用いられる。
(Preparation process)
The preparation step is a step of preparing a critical nozzle type gas flow meter and a test gas flow meter to be adjusted by the critical nozzle type gas flow meter.
As described above, the test gas flowmeter used in the present invention is not particularly limited, but a Coriolis gas flowmeter is preferably used.

(ガス流路形成工程)
ガス流路形成工程は、被検ガス流量計と臨界ノズル式ガス流量計を接続することでガス流路を形成する工程である。具体的には、図12に示すように、標準ガス流量計である臨界ノズル式ガス流量計3の上流ガス流路31に被検ガス流量計4を直列に接続することで、上流から下流にかけて、被検ガス流量計4と臨界ノズル式ガス流量計1が連なったガス流路を形成する。
なお、図12において、被検ガス流量計4は、標準ガス流量計である臨界ノズル式ガス流量計3よりも上流に接続されているが、被検ガス流量計4は、臨界ノズル式ガス流量計3よりも下流に接続されていてもよい。被検ガス流量計4を臨界ノズル式ガス流量計3よりも上流に接続するか下流で接続するかは、被検ガス流量計4の性質(耐圧性など)を考慮して適宜設定することができる。
(Gas flow path forming process)
The gas flow path forming step is a step of forming a gas flow path by connecting a test gas flow meter and a critical nozzle type gas flow meter. Specifically, as shown in FIG. 12, by connecting the test gas flow meter 4 in series to the upstream gas flow path 31 of the critical nozzle type gas flow meter 3 which is a standard gas flow meter, from upstream to downstream. A gas flow path in which the test gas flow meter 4 and the critical nozzle gas flow meter 1 are connected is formed.
In FIG. 12, the test gas flow meter 4 is connected upstream of the critical nozzle type gas flow meter 3 which is a standard gas flow meter, but the test gas flow meter 4 is connected to the critical nozzle type gas flow rate. It may be connected downstream from the total 3. Whether the test gas flow meter 4 is connected upstream or downstream of the critical nozzle type gas flow meter 3 can be appropriately set in consideration of the properties (pressure resistance, etc.) of the test gas flow meter 4. it can.

(ガス導入工程)
ガス導入工程は、被検ガス流量計と臨界ノズル式ガス流量計の接続により構成されたガス流路に水素ガスを導入する工程である。導入した水素ガスは、臨界ノズル式ガス流量計が有する減圧手段(例えば、真空ポンプ)を作動させることによりスロート部において臨界速度に達する。
導入する水素ガスの圧力を適宜変更することにより、各圧力条件下で基準流量が発生する。そのため、上述のように、臨界ノズル式ガス流量計の開閉弁の開閉状態を任意に変更することにより、各臨界ノズル及び複数の臨界ノズルの組み合わせに基づき複数の検量線を得ることができる。
導入する水素ガスの圧力範囲は特に限定されない。例えば、水素ステーションのディスペンサーで必要とされる圧力範囲を考慮すると、導入する水素ガスの圧力範囲の下限値は、好ましくは0.5MPaであり、より好ましくは1.0MPaであり、さらに好ましくは2.0MPaであり、特に好ましくは10MPaである。また、導入する水素ガスの圧力範囲の上限値は、好ましくは120MPaであり、より好ましくは100MPaである。
(Gas introduction process)
The gas introduction step is a step of introducing hydrogen gas into a gas flow path configured by connecting a test gas flow meter and a critical nozzle type gas flow meter. The introduced hydrogen gas reaches a critical velocity in the throat portion by operating a decompression means (for example, a vacuum pump) included in the critical nozzle type gas flow meter.
By appropriately changing the pressure of the introduced hydrogen gas, a reference flow rate is generated under each pressure condition. Therefore, as described above, a plurality of calibration curves can be obtained based on a combination of each critical nozzle and a plurality of critical nozzles by arbitrarily changing the opening / closing state of the on-off valve of the critical nozzle gas flow meter.
The pressure range of the hydrogen gas to be introduced is not particularly limited. For example, considering the pressure range required by the dispenser of the hydrogen station, the lower limit value of the pressure range of the hydrogen gas to be introduced is preferably 0.5 MPa, more preferably 1.0 MPa, and further preferably 2 MPa. 0.0 MPa, particularly preferably 10 MPa. Further, the upper limit value of the pressure range of the hydrogen gas to be introduced is preferably 120 MPa, more preferably 100 MPa.

(値付け工程)
値付け工程は、被検ガス流量計のガス流量測定値と臨界ノズル式ガス流量計のガス流量測定値の誤差が小さくなるように被検ガス流量計の誤差を修正し、評価用ガス流量計を作製する工程である。
具体的には、ガス導入工程によって得られた複数の検量線に基づき、被検ガス流量計が示すガス流量測定値と臨界ノズル式ガス流量計が示すガス流量測定値の誤差を導きだし(校正し)、さらに、この誤差が小さくなるように被検ガス流量計のガス流量測定値を修正する。換言すると、被検ガス流量計の示すガス流量測定値と臨界ノズル式ガス流量計が示すガス流量測定値が同じ値となるように、被検ガス流量計のガス流量測定値を修正する。被検ガス流量計のガス流量測定値の修正方法としては、例えば、被検ガス流量計が有する流量演算部に記憶された補正係数を変更することが挙げられる。
なお、上記第1実施形態乃至第4実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計を用いることで、最大で上記式(1)で表される本数の検量線を得ることができるが、被検ガス流量計は、得られた全ての検量線に基づいて校正及び値付けされてもよく、得られた検量線から選択した複数の検量線に基づいて校正及び値付けされてもよい。臨界ノズルの本数が増えれば、得られる検量線の数が膨大となり、被検ガス流量計の校正及び値付けに時間がかかりすぎる虞があるためである。
(Pricing process)
In the pricing process, the error of the test gas flow meter is corrected so that the error between the gas flow measurement value of the test gas flow meter and the gas flow measurement value of the critical nozzle type gas flow meter is reduced. It is a process of producing.
Specifically, based on a plurality of calibration curves obtained in the gas introduction process, an error between the gas flow measurement value indicated by the gas flow meter to be detected and the gas flow measurement value indicated by the critical nozzle gas flow meter is derived (calibration). Furthermore, the measured gas flow rate of the test gas flow meter is corrected so that this error is reduced. In other words, the gas flow rate measurement value of the test gas flow meter is corrected so that the gas flow rate measurement value indicated by the test gas flow meter and the gas flow rate measurement value indicated by the critical nozzle type gas flow meter become the same value. As a method for correcting the gas flow rate measurement value of the test gas flow meter, for example, a correction coefficient stored in a flow rate calculation unit of the test gas flow meter is changed.
In addition, by using the critical nozzle type gas flowmeter according to the first to fourth embodiments, the maximum number of calibration curves represented by the above formula (1) can be obtained. The flow meter may be calibrated and priced based on all the obtained calibration curves, or may be calibrated and priced based on a plurality of calibration curves selected from the obtained calibration curves. This is because if the number of critical nozzles increases, the number of calibration curves obtained becomes enormous, and it may take too much time to calibrate and price the test gas flowmeter.

上記第1実施形態乃至第4実施形態に係る臨界ノズル式ガス流量計を用いることにより、臨界ノズルの組み合わせにより多数の検量線を得ることができる。そのため、被検ガス流量計のガス流量測定値を広域な圧力範囲及び広域な流量範囲に亘って校正及び値付けすることができ、その結果、広域な圧力条件下で広域のガス流量を正確に測定可能な評価用ガス流量計を作製することができる。   By using the critical nozzle type gas flow meter according to the first to fourth embodiments, a large number of calibration curves can be obtained by a combination of critical nozzles. Therefore, the gas flow measurement value of the test gas flow meter can be calibrated and priced over a wide pressure range and a wide flow range, and as a result, a wide range gas flow rate can be accurately measured under a wide range of pressure conditions. A measurable gas flow meter for evaluation can be produced.

値付け工程を経て、被検ガス流量計は評価用ガス流量計となる。その後、評価用ガス流量計は、標準ガス流量計である臨界ノズル式ガス流量計との接続を解くことで、独立したガス流量計として使用できる。
視点を変えれば、評価用ガス流量計は、標準ガス流量計との接続が解かれるまでは、標準ガス流量計を付属品として有していると言える。具体的には、評価用ガス流量計は、臨界ノズル式ガス流量計を有しており、臨界ノズル式ガス流量計は、複数の臨界ノズルと、各臨界ノズルに対応して設けられた開閉弁と、を有し、複数の臨界ノズルのうち少なくとも2つの臨界ノズルが、互いに異なるスロート径を有すると言える。
After the pricing process, the test gas flow meter becomes an evaluation gas flow meter. Thereafter, the evaluation gas flow meter can be used as an independent gas flow meter by disconnecting from the critical nozzle gas flow meter which is a standard gas flow meter.
In other words, it can be said that the evaluation gas flow meter has the standard gas flow meter as an accessory until the connection with the standard gas flow meter is released. Specifically, the evaluation gas flow meter has a critical nozzle type gas flow meter, and the critical nozzle type gas flow meter includes a plurality of critical nozzles and an on-off valve provided corresponding to each critical nozzle. It can be said that at least two critical nozzles of the plurality of critical nozzles have different throat diameters.

<水素ガスディスペンサーの評価方法>
本発明は、上記のような手順で作製した評価用ガス流量計を用いて、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を評価する、即ち、水素ガスディスペンサーを評価する方法である。
本発明の水素ガスディスペンサーの評価方法は、評価用ガス流量計と、内蔵ガス流量計を備えた水素ガスディスペンサーとを接続し、ガス流路を形成する接続工程と、ガス流路に水素ガスを導入し、水素ガスの流量を、内蔵ガス流量計及び評価用ガス流量計を用いて測定する測定工程と、内蔵ガス流量計のガス流量測定値(MV)と評価用ガス流量計のガス流量測定値(SV)の誤差に基づき、内蔵ガス流量計の良否判定をする判定工程と、を有する。
以下、図1及び図15を参照しながら各工程について説明する。図15は、水素ガスディスペンサーの評価手順を表したフロー図である。
<Method for evaluating hydrogen gas dispenser>
The present invention is a method for evaluating the accuracy of a gas flow rate measurement value of a built-in gas flow meter, that is, a hydrogen gas dispenser, using an evaluation gas flow meter produced by the above-described procedure.
The hydrogen gas dispenser evaluation method of the present invention comprises a connection step of connecting a gas flow meter for evaluation and a hydrogen gas dispenser equipped with a built-in gas flow meter to form a gas flow path, and hydrogen gas to the gas flow path. Introducing and measuring the flow rate of hydrogen gas using the built-in gas flow meter and the evaluation gas flow meter, the gas flow measurement value (MV) of the built-in gas flow meter and the gas flow measurement of the evaluation gas flow meter And a determination step of determining pass / fail of the built-in gas flow meter based on the error of the value (SV).
Hereafter, each process is demonstrated, referring FIG.1 and FIG.15. FIG. 15 is a flowchart showing the evaluation procedure of the hydrogen gas dispenser.

(接続工程)
接続工程は、評価用ガス流量計2と水素ガスディスペンサー1を接続し、ガス流路を形成する工程である。例えば、図1に示すように、水素ガスディスペンサー1のノズル12に評価用ガス流量計2を接続することによりガス流路が形成される。
本工程は、水素ガスディスペンサー1に備えられた内蔵ガス流量計11と評価用ガス流量計2が、水素ガスの流量を同時に測定できるような環境を整える工程である。換言すれば、本工程は、内蔵ガス流量計11と評価用ガス流量計2を直列に接続する工程でもある(図12参照)。
従って、評価用ガス流量計2は、必ずしもノズル12に接続しなくてもよく、水素ガスディスペンサー1の本体内部において水素ガスが流れるガス管(図示せず)に接続してもよい。
(Connection process)
The connection step is a step of connecting the evaluation gas flow meter 2 and the hydrogen gas dispenser 1 to form a gas flow path. For example, as shown in FIG. 1, a gas flow path is formed by connecting an evaluation gas flow meter 2 to the nozzle 12 of the hydrogen gas dispenser 1.
This step is a step of preparing an environment in which the built-in gas flow meter 11 and the evaluation gas flow meter 2 provided in the hydrogen gas dispenser 1 can simultaneously measure the flow rate of hydrogen gas. In other words, this step is also a step of connecting the built-in gas flow meter 11 and the evaluation gas flow meter 2 in series (see FIG. 12).
Therefore, the evaluation gas flow meter 2 does not necessarily have to be connected to the nozzle 12 and may be connected to a gas pipe (not shown) through which hydrogen gas flows inside the main body of the hydrogen gas dispenser 1.

(測定工程)
測定工程は、ガス流路に水素ガスを導入し、導入した水素ガスの流量を内蔵ガス流量計11及び評価用ガス流量計2を用いて測定する工程である。本工程により、内蔵ガス流量計11による水素ガスのガス流量測定値(MV)と評価用ガス流量計2による水素ガスのガス流量測定値(SV)が検出される。
(Measurement process)
The measurement step is a step of introducing hydrogen gas into the gas flow path and measuring the flow rate of the introduced hydrogen gas using the built-in gas flow meter 11 and the evaluation gas flow meter 2. By this step, the gas flow rate measurement value (MV) of hydrogen gas by the built-in gas flow meter 11 and the gas flow rate measurement value (SV) of hydrogen gas by the evaluation gas flow meter 2 are detected.

(判定工程)
判定工程は、内蔵ガス流量計11のガス流量測定値(MV)と評価用ガス流量計2のガス流量測定値(SV)の誤差に基づき、内蔵ガス流量計11の良否判定をする工程である。本工程では、この内蔵ガス流量計11のガス流量測定値(MV)と評価用ガス流量計2のガス流量測定値(SV)の誤差が大きければ、特定の水素ガスに対する内蔵ガス流量計11のガス流量測定値が不良、即ち、不正確であると判定する。
例えば、前記内蔵ガス流量計11のガス流量測定値(MV)と前記評価用ガス流量計2のガス流量測定値(SV)の比率(MV/SV)に基づき、内蔵ガス流量計11の良否判定をすることができる。具体的には、該比率(MV/SV)が1である場合、誤差は実質的にないため内蔵ガス流量計11は良好であると判定し、該比率(MV/SV)が1を除く0.95〜1.05の範囲内である場合、誤差はあるものの許容範囲であるため内蔵ガス流量計11は良好であると判定し、該比率(MV/SV)が0.95〜1.05の範囲外である場合、誤差が大きいため内蔵ガス流量計11は不良であると判定する。
該比率(MV/SV)の許容範囲は、内蔵ガス流量計11に求められるガス流量測定値の精度に合わせて適宜変更することができ、0.95〜1.05以外にも、0.90〜1.10といった比較的広い許容範囲を採用することもでき、0.98〜1.02といった比較的狭い許容範囲を採用することもできる。
(Judgment process)
The determination step is a step of determining pass / fail of the built-in gas flow meter 11 based on an error between the measured gas flow value (MV) of the built-in gas flow meter 11 and the measured gas flow value (SV) of the evaluation gas flow meter 2. . In this step, if there is a large error between the gas flow rate measurement value (MV) of the built-in gas flow meter 11 and the gas flow rate measurement value (SV) of the evaluation gas flow meter 2, the built-in gas flow meter 11 with respect to a specific hydrogen gas It is determined that the measured gas flow rate is bad, that is, inaccurate.
For example, the pass / fail judgment of the built-in gas flow meter 11 based on the ratio (MV / SV) of the gas flow rate measurement value (MV) of the built-in gas flow meter 11 and the gas flow rate measurement value (SV) of the evaluation gas flow meter 2 Can do. Specifically, when the ratio (MV / SV) is 1, it is determined that the built-in gas flow meter 11 is good because there is substantially no error, and the ratio (MV / SV) is 0 except for 1. If it is within the range of .95 to 1.05, the built-in gas flow meter 11 is determined to be good because there is an error, but the ratio (MV / SV) is 0.95 to 1.05. If it is out of the range, it is determined that the built-in gas flow meter 11 is defective because the error is large.
The permissible range of the ratio (MV / SV) can be appropriately changed according to the accuracy of the gas flow rate measurement value required for the built-in gas flow meter 11, and in addition to 0.95 to 1.05, 0.90 A relatively wide tolerance range of ˜1.10 can be employed, and a relatively narrow tolerance range of 0.98 to 1.02 can be employed.

(繰り返し工程)
繰り返し工程は、本発明において必須ではないが、上記判定工程の後に行われることが好ましい工程である。
繰り返し工程は、上記判定工程の後、ガス流路に導入する水素ガスの条件を変えて、測定工程と判定工程を繰り返し行う工程である。水素ガスの条件を変えるとは、水素ガスの圧力及び流量の少なくとも一方を変えることである。判定の基準となる水素ガスの条件を変えることにより、広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って内蔵ガス流量計11のガス流量測定値の正確性を評価することができる。水素ガス導入工程と判定工程を繰り返す回数は特に限定されず、導入する水素ガスの条件数に合わせて適宜変更することができる。
例えば、最初の水素ガス導入工程で低圧力高流量の水素ガス(図3の点iii参照)を導入して内蔵ガス流量計11の良否判定をした場合、2回目の水素ガス導入工程では、中圧力中流量の水素ガス(図3の点i又は点ii参照)を導入して内蔵ガス流量計11の良否判定をし、3回目の水素ガス導入工程では、高圧力低流量の水素ガス(図3の点iv参照)を導入して内蔵ガス流量計11の良否判定をする。
導入する水素ガスの圧力及び流量は、特に限定されない。例えば、水素ガスの圧力は10MPa以上40MPa以下(低圧力)であってもよく、40MPaを超え80MPa以下(中圧力)であってもよく、80MPaを超え120MPa以下(高圧力)であってもよい。また、水素ガスの流量は0.1kg/分〜1.0kg/分(低流量)であってもよく、1.0kg/分を超え2.0kg/分以下(中流量)であってもよく、2.0kg/分を超え5.0kg/分以下(高流量)であってもよい。
(Repeated process)
The repeating step is not essential in the present invention, but is preferably a step that is performed after the determination step.
The repeating step is a step of repeatedly performing the measuring step and the determining step after changing the conditions of the hydrogen gas introduced into the gas flow path after the determining step. Changing the conditions of hydrogen gas means changing at least one of the pressure and flow rate of hydrogen gas. By changing the conditions of the hydrogen gas that is the criterion for determination, the accuracy of the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter 11 can be evaluated over a wide range (wide pressure range and wide flow range). The number of times of repeating the hydrogen gas introduction step and the determination step is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the number of conditions of the hydrogen gas to be introduced.
For example, when the first hydrogen gas introduction process introduces low pressure and high flow hydrogen gas (see point iii in FIG. 3) and determines whether the built-in gas flow meter 11 is good or bad, Hydrogen gas at a flow rate in pressure (see point i or point ii in FIG. 3) is introduced to determine whether the built-in gas flow meter 11 is good or bad. 3), the quality of the built-in gas flow meter 11 is judged.
The pressure and flow rate of the hydrogen gas to be introduced are not particularly limited. For example, the pressure of hydrogen gas may be 10 MPa or more and 40 MPa or less (low pressure), may be more than 40 MPa and 80 MPa or less (medium pressure), may be more than 80 MPa and 120 MPa or less (high pressure). . Further, the flow rate of hydrogen gas may be 0.1 kg / min to 1.0 kg / min (low flow rate), may exceed 1.0 kg / min and not more than 2.0 kg / min (medium flow rate). , More than 2.0 kg / min and 5.0 kg / min or less (high flow rate).

繰り返し工程をx回行った場合、最終的に良否判定はx+1回行われる(以下、最終的に行われる良否判定の回数をyと称する。y=x+1である)。最終的に行われる良否判定の回数(y)は、特に限定されないが、広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って内蔵ガス流量計11のガス流量測定値の正確性を評価するため、好ましくはyは3以上であり、より好ましくは5以上であり、特に好ましくは8以上である。もっとも、良否判定の回数(y)が多すぎると内蔵ガス流量計11の評価に時間がかかり過ぎることから、yは好ましくは20以下であり、より好ましくは15以下であり、特に好ましくは10以下である。   When the repetitive process is performed x times, the quality determination is finally performed x + 1 times (hereinafter, the number of quality determinations finally performed is referred to as y. Y = x + 1). The number of quality determinations (y) to be finally performed is not particularly limited, but the accuracy of the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter 11 is evaluated over a wide range (wide pressure range and wide flow range). Therefore, preferably y is 3 or more, more preferably 5 or more, and particularly preferably 8 or more. However, since it takes too much time to evaluate the built-in gas flow meter 11 when the number of pass / fail judgments (y) is too large, y is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, and particularly preferably 10 or less. It is.

(総合評価工程)
総合評価工程は、繰り返し工程を行った後に行われる工程である。総合評価工程は、繰り返し工程を経て得られた複数の良否判定の結果から、内蔵ガス流量計11の良否を総合的に評価する工程である。
具体的には、総合評価工程は、最終的に行われた良否判定の回数(y)と不良判定の回数(z)に基づき内蔵ガス流量計11の総合的な良否判定をする工程である。
例えば、内蔵ガス流量計11の総合的な良否は、最終的な良否判定の回数(y)に対する不良判定の回数(z)の割合(z/y)で判断することができる。例えば、該割合が1/5以下であれば内蔵ガス流量計11は総合的に良好と判定し、該割合が1/5を超えれば内蔵ガス流量計11は総合的に不良と判定することができる。
総合的に良好と判定する基準となる割合(z/y)の値は、内蔵ガス流量計11に求められるガス流量測定値の精度に合わせて適宜変更することができ、例えば、1/5以下以外にも、1/3以下といった比較的緩やかな値を採用することもでき、1/10以下といった比較的厳しい値を採用することもできる。
(Comprehensive evaluation process)
A comprehensive evaluation process is a process performed after performing a repetition process. The comprehensive evaluation step is a step of comprehensively evaluating the quality of the built-in gas flow meter 11 based on a plurality of quality determination results obtained through the repetition process.
Specifically, the comprehensive evaluation step is a step of making a comprehensive pass / fail determination of the built-in gas flow meter 11 based on the final pass / fail determination count (y) and the failure determination count (z).
For example, the overall quality of the built-in gas flow meter 11 can be determined by the ratio (z / y) of the number of times of defect determination (z) to the number of times of final quality determination (y). For example, if the ratio is 1/5 or less, the built-in gas flow meter 11 is determined to be comprehensively good, and if the ratio exceeds 1/5, the built-in gas flow meter 11 is generally determined to be defective. it can.
The value of the ratio (z / y) that serves as a reference for comprehensively determining good can be appropriately changed according to the accuracy of the gas flow rate measurement value required for the built-in gas flow meter 11, for example, 1/5 or less In addition, a relatively moderate value such as 1/3 or less can be adopted, and a relatively severe value such as 1/10 or less can be adopted.

本発明の水素ガスディスペンサーの評価方法は、互いに異なるスロート径を有する少なくとも2つの臨界ノズルを有する臨界ノズル式ガス流量計(標準ガス流量計)を用いて校正及び値付けされた評価用ガス流量計を用いている。そのため、内蔵ガス流量計のガス流量測定値の正確性を広範囲(広域な圧力範囲及び広域な流量範囲)に亘って高精度で評価できる。   The evaluation method of the hydrogen gas dispenser of the present invention is an evaluation gas flow meter calibrated and priced using a critical nozzle type gas flow meter (standard gas flow meter) having at least two critical nozzles having different throat diameters. Is used. Therefore, the accuracy of the gas flow measurement value of the built-in gas flow meter can be evaluated with high accuracy over a wide range (wide pressure range and wide flow range).

以下、実施例を示して本発明をさらに説明する。ただし、本発明は、下記実施例のみに限定されるものではない。本発明で用いられる臨界ノズル式ガス流量計は、以下のトレーサビリティ体系を構築することで作製した。   Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples. However, the present invention is not limited only to the following examples. The critical nozzle type gas flowmeter used in the present invention was produced by constructing the following traceability system.

(1次基準の臨界ノズル式ガス流量計を用いた校正及び値付け)
(国研)産業技術総合研究所が保有する臨界ノズル式ガス流量計(以下、臨界ノズル式ガス流量計A)を1次基準として用意した。臨界ノズル式ガス流量計Aは、スロート径2.4mmの臨界ノズルを1本備える。臨界ノズル式ガス流量計Aの値付け可能な圧力範囲は0.6MPa以下であり、値付け可能な流量範囲は0.1kg/min以下である。
続いて、校正及び値付けの対象である臨界ノズル式ガス流量計(以下、臨界ノズル式ガス流量計B)を用意した。臨界ノズル式ガス流量計Bは、臨界ノズル式ガス流量計Aと同じスロート径2.4mmの臨界ノズルを10本備える。
臨界ノズル式ガス流量計Bの上流に1次基準である臨界ノズル式ガス流量計Aを接続し、水素ガスを用いて値付けを行った。このように、1次基準の臨界ノズル式ガス流量計Aを用いて臨界ノズル式ガス流量計Bを校正及び値付けすることにより、臨界ノズル式ガス流量計Bを2.1次基準とした。
2.1次基準の臨界ノズル式ガス流量計Bの校正及び値付け可能な圧力範囲は0.6MPa以下であり、校正及び値付け可能な流量範囲は1.0kg/min以下であった。
(Calibration and pricing using a primary standard critical nozzle gas flow meter)
(National Institute of Technology) A critical nozzle type gas flow meter (hereinafter referred to as critical nozzle type gas flow meter A) owned by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology was prepared as a primary standard. The critical nozzle type gas flow meter A includes one critical nozzle having a throat diameter of 2.4 mm. The pressure range of the critical nozzle type gas flow meter A that can be priced is 0.6 MPa or less, and the flow rate range that can be priced is 0.1 kg / min or less.
Subsequently, a critical nozzle type gas flow meter (hereinafter referred to as a critical nozzle type gas flow meter B), which is an object of calibration and pricing, was prepared. The critical nozzle type gas flow meter B includes ten critical nozzles having the same throat diameter of 2.4 mm as the critical nozzle type gas flow meter A.
A critical nozzle type gas flow meter A, which is a primary reference, was connected upstream of the critical nozzle type gas flow meter B, and pricing was performed using hydrogen gas. In this way, the critical nozzle type gas flow meter B was calibrated and priced using the primary standard critical nozzle type gas flow meter A, so that the critical nozzle type gas flow meter B was made the 2.1 order reference.
2. The pressure range that can be calibrated and priced for the critical nozzle type gas flow meter B of the primary standard was 0.6 MPa or less, and the flow rate range that could be calibrated and priced was 1.0 kg / min or less.

(2.1次基準の臨界ノズル式ガス流量計を用いた校正及び値付け)
続いて、さらなる校正及び値付けの対象である臨界ノズル式ガス流量計(以下、臨界ノズル式ガス流量計C)を用意した。臨界ノズル式ガス流量計Cは、スロート径3.6mmの臨界ノズルを10本備える。なお、臨界ノズル式ガス流量計Cの臨界ノズルは、1次基準及び2.1次基準の臨界ノズル式ガス流量計が備える臨界ノズルよりも耐圧性を有し、大型である。
臨界ノズル式ガス流量計Cの下流に2.1次基準である臨界ノズル式ガス流量計Bを接続し、水素ガスを用いて値付けを行った。このように、2.1次基準の臨界ノズル式ガス流量計Bを用いて臨界ノズル式ガス流量計Cを校正及び値付けすることにより、臨界ノズル式ガス流量計Cを2.2次基準とした。
2.2次基準の臨界ノズル式ガス流量計Cの校正及び値付け可能な圧力範囲は0.9MPa以下であり、校正及び値付け可能な流量範囲は3.6kg/min以下であった。
(Calibration and pricing using 2.1 standard nozzle critical gas flow meter)
Subsequently, a critical nozzle type gas flow meter (hereinafter referred to as a critical nozzle type gas flow meter C), which is an object of further calibration and pricing, was prepared. The critical nozzle type gas flow meter C includes ten critical nozzles having a throat diameter of 3.6 mm. The critical nozzle of the critical nozzle type gas flow meter C has a pressure resistance and is larger than the critical nozzles provided in the primary standard and 2.1 standard critical nozzle type gas flow meters.
A critical nozzle type gas flow meter B, which is the 2.1st order standard, was connected downstream of the critical nozzle type gas flow meter C, and pricing was performed using hydrogen gas. Thus, by calibrating and pricing the critical nozzle type gas flow meter C using the 2.1 order standard critical nozzle type gas flow meter B, the critical nozzle type gas flow meter C is changed to the 2.2 order standard. did.
The pressure range in which the calibration and pricing of the critical nozzle type gas flow meter C of the second order standard was 0.9 MPa or less, and the flow rate range in which calibration and pricing were possible was 3.6 kg / min or less.

(2.2次基準の臨界ノズル式ガス流量計を用いた校正及び値付け)
続いて、さらなる校正及び値付けの対象である臨界ノズル式ガス流量計(以下、臨界ノズル式ガス流量計D)を用意した。臨界ノズル式ガス流量計Dは、スロート径が互いに異なる臨界ノズルを5本備えており、そのスロート径は、順に1.95mm、1.25mm、0.94mm、0.67mm、0.48mmであった。なお、臨界ノズル式ガス流量計Dの臨界ノズルは、1乃至2.2次基準の臨界ノズル式ガス流量計が備える臨界ノズルよりも耐圧性を有し、大型である。
臨界ノズル式ガス流量計Dの下流に2.2次基準である臨界ノズル式ガス流量計C又は2.1次基準である臨界ノズル式ガス流量計Bを接続し、水素ガスを用いて校正及び値付けを行った。このように、2.2次基準の臨界ノズル式ガス流量計C及び2.1次基準の臨界ノズル式ガス流量計Bを用いて臨界ノズル式ガス流量計Dを校正及び値付けすることにより、本発明で用いられる標準ガス流量計である、臨界ノズル式ガス流量計(2.3次基準)を作製した。
作製した標準ガス流量計(臨界ノズル式ガス流量計)の校正及び値付け可能な圧力範囲は87.5MPa以下であり、校正及び値付け可能な流量範囲は3.6kg/min以下であった。
(Calibration and pricing using a critical nozzle type gas flow meter of 2.2 standard)
Subsequently, a critical nozzle type gas flow meter (hereinafter referred to as a critical nozzle type gas flow meter D), which is an object of further calibration and pricing, was prepared. The critical nozzle type gas flow meter D includes five critical nozzles having different throat diameters, and the throat diameters are 1.95 mm, 1.25 mm, 0.94 mm, 0.67 mm, and 0.48 mm in this order. It was. The critical nozzle of the critical nozzle type gas flow meter D has a pressure resistance and is larger than the critical nozzle provided in the 1st to 2.2th order critical nozzle type gas flow meter.
A critical nozzle type gas flow meter C which is a 2.2 order reference or a critical nozzle type gas flow meter B which is a 2.1 order reference is connected downstream of the critical nozzle type gas flow meter D and is calibrated using hydrogen gas. Priced. In this way, by calibrating and pricing the critical nozzle type gas flow meter D using the 2.2 order standard critical nozzle type gas flow meter C and the 2.1 order standard critical nozzle type gas flow meter B, A critical nozzle gas flow meter (2.3th order standard), which is a standard gas flow meter used in the present invention, was produced.
The prepared standard gas flow meter (critical nozzle type gas flow meter) had a pressure range of 87.5 MPa or less, and the flow rate range that could be calibrated and priced was 3.6 kg / min or less.

(2.3次基準の臨界ノズル式ガス流量計を用いた校正及び値付け)
作製した2.3次基準の臨界ノズル式ガス流量計(標準ガス流量計)を用いて、被検ガス流量計であるコリオリ式ガス流量計を校正及び値付けし、評価用ガス流量計(3次基準)を作製した。
本実施例において、標準ガス流量計(臨界ノズル式ガス流量計)は、スロート径が互いに異なる臨界ノズルを5本備えているため、臨界ノズルの組み合わせによって最大で31本の検量線を得ることができる。従って、広域な圧力条件下で且つ広域のガス流量で被検ガス流量計を校正及び値付けすることができた。
得られた評価用ガス流量計を用いて、水素ガスディスペンサーの評価(水素ガスディスペンサーに備えられた内蔵ガス流量計の評価)を行ったところ、内蔵ガス流量計のガス流量測定値を高精度に評価することができた。
(2.3 Calibration and pricing using a 3rd order critical nozzle gas flow meter)
Using the fabricated 2.3th-order critical nozzle gas flow meter (standard gas flow meter), the Coriolis gas flow meter, which is the test gas flow meter, was calibrated and priced, and the evaluation gas flow meter (3 Next standard) was prepared.
In this embodiment, the standard gas flow meter (critical nozzle type gas flow meter) has five critical nozzles having different throat diameters, so that a maximum of 31 calibration curves can be obtained by combining critical nozzles. it can. Therefore, the test gas flow meter could be calibrated and priced under a wide range of pressure conditions and a wide range of gas flow rates.
When the evaluation of the hydrogen gas dispenser (evaluation of the built-in gas flow meter provided in the hydrogen gas dispenser) was performed using the obtained gas flow meter for evaluation, the gas flow rate measurement value of the built-in gas flow meter was highly accurate. I was able to evaluate.

1…水素ガスディスペンサー、11…内蔵ガス流量計、12…ノズル、2…評価用ガス流量計、3…標準ガス流量計(臨界ノズル式ガス流量計)、31…上流ガス流路、32…下流ガス流路、33…臨界ノズル、34…ガスセンサ、35…流量演算部、36…開閉弁、37…ガス導入室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hydrogen gas dispenser, 11 ... Built-in gas flow meter, 12 ... Nozzle, 2 ... Gas flow meter for evaluation, 3 ... Standard gas flow meter (critical nozzle type gas flow meter), 31 ... Upstream gas flow path, 32 ... Downstream Gas flow path, 33 ... critical nozzle, 34 ... gas sensor, 35 ... flow rate calculation unit, 36 ... open / close valve, 37 ... gas introduction chamber

Claims (5)

評価用ガス流量計と、内蔵ガス流量計を備えた水素ガスディスペンサーとを接続し、ガス流路を形成する接続工程と、
前記ガス流路に水素ガスを導入し、前記水素ガスの流量を、前記内蔵ガス流量計及び前記評価用ガス流量計を用いて測定する測定工程と、
前記内蔵ガス流量計のガス流量測定値(MV)と前記評価用ガス流量計のガス流量測定値(SV)の誤差に基づき、前記内蔵ガス流量計の良否判定をする判定工程と、を有する水素ガスディスペンサーの評価方法。
但し、前記評価用ガス流量計は、互いに異なるスロート径を有する少なくとも2つの臨界ノズルと、各臨界ノズルに対応して設けられた開閉弁と、を有する標準ガス流量計を基準に、水素ガスを用いて校正及び値付けされている。
A connection step of connecting a gas flow meter for evaluation and a hydrogen gas dispenser equipped with a built-in gas flow meter to form a gas flow path;
A measuring step of introducing hydrogen gas into the gas flow path and measuring the flow rate of the hydrogen gas using the built-in gas flow meter and the evaluation gas flow meter;
A determination step of determining pass / fail of the built-in gas flow meter based on an error between the measured gas flow value (MV) of the built-in gas flow meter and the measured gas flow value (SV) of the evaluation gas flow meter. Evaluation method of gas dispenser.
However, the gas flow meter for evaluation uses hydrogen gas on the basis of a standard gas flow meter having at least two critical nozzles having different throat diameters and open / close valves provided corresponding to the respective critical nozzles. Used and calibrated and priced.
前記判定工程が、前記内蔵ガス流量計のガス流量測定値(MV)と前記評価用ガス流量計のガス流量測定値(SV)の比率(MV/SV)が、0.95〜1.05の範囲外である場合、前記内蔵ガス流量計が不良であると判定する工程である、請求項1に記載の水素ガスディスペンサーの評価方法。   In the determination step, a ratio (MV / SV) of a gas flow rate measurement value (MV) of the built-in gas flow meter and a gas flow rate measurement value (SV) of the evaluation gas flow meter is 0.95 to 1.05. The method for evaluating a hydrogen gas dispenser according to claim 1, which is a step of determining that the built-in gas flow meter is defective when it is out of range. 前記ガス流路に導入する水素ガスの条件を変えて前記測定工程及び前記判定工程を繰り返し行う繰り返し工程と、
前記繰り返し工程を経て得られた最終的な良否判定の回数(y)と不良判定の回数(z)に基づき、前記内蔵ガス流量計の総合的な良否判定を行う総合評価工程をさらに有する請求項1又は2に記載の水素ガスディスペンサーの評価方法。
A repeating step of repeatedly performing the measurement step and the determination step by changing the conditions of the hydrogen gas introduced into the gas flow path;
The overall evaluation step of performing a comprehensive pass / fail determination of the built-in gas flowmeter based on the final pass / fail determination count (y) and failure determination count (z) obtained through the repetition step. The evaluation method of the hydrogen gas dispenser of 1 or 2.
前記総合評価工程が、最終的な良否判定の回数(y)に対する不良判定の回数(z)の割合(z/y)が、1/5を超える場合、前記内蔵ガス流量計が総合的に不良であると判定する工程である請求項3に記載の水素ガスディスペンサーの評価方法。   When the ratio (z / y) of the number of times of defect judgment (z) to the number of times of final judgment (y) in the comprehensive evaluation step exceeds 1/5, the built-in gas flow meter is totally defective. The method for evaluating a hydrogen gas dispenser according to claim 3, wherein the method is a step of determining that 前記評価用ガス流量計が、コリオリ式ガス流量計である請求項1乃至4の何れか一項に記載の水素ガスディスペンサーの評価方法。   The method for evaluating a hydrogen gas dispenser according to claim 1, wherein the gas flow meter for evaluation is a Coriolis gas flow meter.
JP2016066866A 2016-03-29 2016-03-29 Method for evaluating hydrogen gas dispenser Pending JP2017181215A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016066866A JP2017181215A (en) 2016-03-29 2016-03-29 Method for evaluating hydrogen gas dispenser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016066866A JP2017181215A (en) 2016-03-29 2016-03-29 Method for evaluating hydrogen gas dispenser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017181215A true JP2017181215A (en) 2017-10-05

Family

ID=60004376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016066866A Pending JP2017181215A (en) 2016-03-29 2016-03-29 Method for evaluating hydrogen gas dispenser

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017181215A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020157996A1 (en) * 2019-02-01 2020-08-06 岩谷産業株式会社 Hydrogen gas dispenser inspecting device
JP7190004B1 (en) * 2021-07-12 2022-12-14 株式会社日本トリム SENSOR OPERATION STABILITY DETERMINATION METHOD AND MONITORING DEVICE
WO2024085891A1 (en) * 2022-10-18 2024-04-25 Micro Motion, Inc. Determining and using a mass flow rate error correction relationship in a vibratory type flow meter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59151121U (en) * 1983-03-29 1984-10-09 オ−バル機器工業株式会社 Gas flow meter testing equipment
JPS6320027U (en) * 1987-07-06 1988-02-09
JPH05142017A (en) * 1991-11-20 1993-06-08 Oval Corp Testing apparatus for flowmeter
JP2005233437A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Tokyo Gas Co Ltd Device and method for detecting abnormal pressure
JP2007192682A (en) * 2006-01-19 2007-08-02 Oval Corp Flow measuring method
JP2011515660A (en) * 2008-03-18 2011-05-19 エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッド High accuracy mass flow verifier with multiple inlets
CN103759793A (en) * 2013-12-31 2014-04-30 广西玉柴机器股份有限公司 Calibration device and method for gas flow meter

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59151121U (en) * 1983-03-29 1984-10-09 オ−バル機器工業株式会社 Gas flow meter testing equipment
JPS6320027U (en) * 1987-07-06 1988-02-09
JPH05142017A (en) * 1991-11-20 1993-06-08 Oval Corp Testing apparatus for flowmeter
JP2005233437A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Tokyo Gas Co Ltd Device and method for detecting abnormal pressure
JP2007192682A (en) * 2006-01-19 2007-08-02 Oval Corp Flow measuring method
JP2011515660A (en) * 2008-03-18 2011-05-19 エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッド High accuracy mass flow verifier with multiple inlets
CN103759793A (en) * 2013-12-31 2014-04-30 广西玉柴机器股份有限公司 Calibration device and method for gas flow meter

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
森岡敏博、中尾晨一、石橋雅裕: "高圧水素ガス計測用臨界ノズル式流量計の特性評価", 日本機械学会論文集(B編), vol. 77巻, 776号, JPN6019048671, 25 April 2011 (2011-04-25), JP, pages 1088 - 1097, ISSN: 0004288067 *
森岡敏博、伊藤優、藤川静一、石橋雅裕、中尾晨一: "高圧水素大容量の実流校正設備の構築とその評価", 日本機械学会論文集B編, vol. 79巻, 800号, JPN6019023010, 25 April 2013 (2013-04-25), JP, pages 533 - 540, ISSN: 0004288068 *
浅野裕、中尾晨一、八鍬武史: "低レイノルズ数における臨界ノズルの形状に関する研究", 日本機械学会論文集(B編), vol. 77巻, 779号, JPN6019048674, 25 July 2011 (2011-07-25), JP, pages 1550 - 1556, ISSN: 0004173407 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020157996A1 (en) * 2019-02-01 2020-08-06 岩谷産業株式会社 Hydrogen gas dispenser inspecting device
JP2020125778A (en) * 2019-02-01 2020-08-20 岩谷産業株式会社 Inspection device of hydrogen gas dispenser
US11371656B2 (en) 2019-02-01 2022-06-28 Iwatani Corporation Inspection apparatus for hydrogen gas dispenser
JP7190004B1 (en) * 2021-07-12 2022-12-14 株式会社日本トリム SENSOR OPERATION STABILITY DETERMINATION METHOD AND MONITORING DEVICE
WO2024085891A1 (en) * 2022-10-18 2024-04-25 Micro Motion, Inc. Determining and using a mass flow rate error correction relationship in a vibratory type flow meter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017180612A (en) Evaluation device for hydrogen gas dispenser, and vehicle
JP6706748B2 (en) Method for manufacturing critical nozzle type gas flowmeter and method for adjusting test gas flowmeter
JP5346628B2 (en) Mass flow controller verification system, verification method, verification program
JP2017181214A (en) Adjusted gas flowmeter
AU2017279558B2 (en) Nuclear magnetic flow meter and method for operation of nuclear magnet flow meters
JP2018010696A (en) Mass flow rate controller
US20110125424A1 (en) Composite gas fluid flow measuring method and its device
JP2017181215A (en) Method for evaluating hydrogen gas dispenser
JP5620184B2 (en) Leak inspection apparatus and leak inspection method
WO2010002432A1 (en) Insertable ultrasonic meter and method
KR101178038B1 (en) Differential pressure-type mass flow meter with double nozzles
JP6093685B2 (en) Flow meter calibration equipment
JP5569383B2 (en) Pulsating flow measurement method and gas flow measurement device
US20200011720A1 (en) Flow rate measuring method and flow rate measuring device
JP2022524943A (en) A measuring system that measures mass flow rate, density, temperature and / or flow velocity
JP2017181216A (en) Adjusted hydrogen gas dispenser
CN103063371B (en) Intensive tube bundle weld detection device and detection method
CN105021236B (en) Flow meter
JP2005017152A (en) Flowmeter, flow rate calculation method, program and recording medium
CN114076628A (en) Flowmeter performance detection device and method
Lee et al. Assessment of the air flowrate measurement in altitude engine tests by the national measurement standards system
KR20110077747A (en) Prover for calibrating the flow meter
JP4698899B2 (en) Steam turbine power generation system and flow meter verification method in steam turbine power generation system
KR20100111884A (en) Mass flow meter and controller
CN101876562A (en) Cone governor type differential pressure flowmeter

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160502

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20180910

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190819

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191217

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200623