JP2001208594A - 計器据付けレベル測定装置及びその方法 - Google Patents

計器据付けレベル測定装置及びその方法

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JP2001208594A JP2000018132A JP2000018132A JP2001208594A JP 2001208594 A JP2001208594 A JP 2001208594A JP 2000018132 A JP2000018132 A JP 2000018132A JP 2000018132 A JP2000018132 A JP 2000018132A JP 2001208594 A JP2001208594 A JP 2001208594A
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Nobuyuki Mori
信之 森
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Abstract

(57)【要約】 【課題】計器の据付けレベルを正確かつ容易に計測す
る。 【解決手段】タンク1の底面付近の検出点5に計装配管
4を接続し、液位計3に接続する。計装配管4内に水を
張る。この時の水頭圧をマノメータ7で測定する。測定
された水頭圧データは水頭圧変化率測定装置8で入力さ
れ水頭圧の変化率を算出する。検出点5まで水張りが完
了したことを変化率で判定し、水張り用弁13を閉じる。
入力装置12から水温データを据付けレベル計算装置9に
入力し、水頭データに基づき、検出点5から液位計器3
間のレベル差を計算し表示装置10に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラントの液位、
圧力、流量等のプロセス量を計測する計器と、測定しよ
うとするプロセス量の検出点間の物理的偏差(高度差)
を測定するための計器据付けレベル測定装置及びその方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の計器据付けレベル測定装置及びそ
の方法を原子力発電プラントに設置されている例により
説明する。原子力発電プラントを運転する場合、運転員
は例えば液体貯蔵タンクの液面レベル、配管の流量、圧
力といったさまざまなプロセス量を監視しながら行う。
このため、原子力発電プラントを構成する系統の主要な
監視箇所には、レベル、流量圧力などのプロセス量を検
知するための計器が取り付けられている。
【0003】図2により、タンク1に貯蔵されている液
体2の液位(レベル)Lを測定する計測装置の原理を説
明する。タンク1に比重ρの液体2が貯蔵されており、
その時の液位(レベル)をLとする。この液位Lを測定
するための計器が液位計器3であり、以下LTと呼ぶ。
このLT3の機能は、圧力信号を電気信号に変換する機
能を有しており、LT3にかかる圧力が液位Lと、その
液体2の比重ρの積により求められることを利用して、
液位Lを測定するものである。
【0004】一般に液位Lを測定する場合、タンク1の
底面付近に検出点5を設け、この検出点5に接続した計
装配管4で液体2を導き出し、LT3に接続する。ま
た、タンク1に計装配管4を接続する取り出し箇所を検
出点5と呼んでいる。
【0005】LT3はプラントのレイアウト等の都合に
より必ずしもタンク1の近傍に設置されるとは限らず、
このため計装配管4は場合によっては建屋の床や壁を貫
通して引き回される場合も多い。
【0006】図2の構成における液位Lの検出方法を以
下に説明する。ここで、検出点5にかかる圧力をP1、
液位計器3にかかる圧力をP0、液位をL、検出点〜計
器間のレベル差(これを水頭と呼ぶ。)をHとすると、
検出点5における圧力P1は、 P1=L×ρ…(1) 一方、液位計器7における圧力P0を用いてP1を表す
と、 P1=P0−(H×ρ)…(2) ここで、(H×ρ)を水頭圧(一般にヘッド)と呼んで
いる。[式1]より、液位Lは、 L=P1/ρ…(3) となり、これに式(2)を代入すると、 L={P0−(H×ρ)}/ρ =P0/ρ−H…(4) で表される。
【0007】この場合、液体2の比重ρは、液体2の種
類と温度により固有の値として得られるため、液位計器
P0から液位Lを求めるためには、水頭Hが判ればよい
ことになる。
【0008】このため、液位計器3を据付けた後、液位
計器3の調整を行う場合は、まず検出点5から液位計器
3までのレベル差を現場で実測か、あるいは据付け図面
等によって算出し、この水頭H分を液位計器3の出力信
号より差し引いて調整を行う。これを一般にヘッド補正
と呼んでいる。
【0009】この様に水頭Hの値が液位計器3の精度に
影響するため、水頭Hの測定は正確に測定する必要があ
る。以上はタンク1内の液体の液位計を計測する場合で
あるが、圧力,流量等の計装装置においても同様に水頭
Hによる補正を実施する必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように液位計
器3の校正時ヘッド補正を実施するため、水頭Hを正確
に測定する必要がある。測定の方法は、現場でスケール
等を用いて実測する方法が一般的であるが、実際は計装
配管4が建屋内の床や壁を貫通して施工されている場合
が多く、場所によっては測定者が立ち入り不可能な場所
もあり、実測が困難なケースが多い。
【0011】この様な場合は、タンクや配管の施工図面
等を用いて、図面上の寸法から間接的にレベル差を求め
ることになる。しかしながら、実際の施工状態と図面間
には誤差等による寸法のずれがあり、この方法では必ず
しも正確なレベル差が求められない場合が多い。
【0012】従って、この様な場合、計器をインサービ
スした結果、実際の液位と計器支持がずれるため、再度
レベル測定を行い計器の再校正を実施しなければならな
い課題がある。
【0013】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、水頭圧補正のため、検出点と測定計器のレベ
ルサ差を正確かつ容易に自動計算できる計器据付けレベ
ル測定装置及びその方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、タン
クの底面付近に検出点を設け、この検出点に計装配管を
介して取り付けた液位、圧力、差圧等のプロセス量を計
測する計器と、測定しようとする前記プロセス量の前記
検出点間の物理的偏差を測定する計器据付けレベル測定
装置において、前記計器に前記計装配管を介して取り付
けた水頭圧を計測するマノメータと、前記計装配管に水
を一定量に供給する水張り用配管及び水張り用弁と、前
記マノメータで測定された水頭圧の値をデジタル処理し
画面上にトレンド表示する表示器と、前記水頭圧データ
の変化率を常時計算する水頭圧変化率計算装置と、前記
水頭圧の値と水温データに基づき高度差を自動計算する
据付けレベル計算装置とを具備したことを特徴とする。
【0015】請求項1の発明によれば、水張り用弁を開
き、水張り用配管から所定の速度で計装配管に水を張
り、この時の水頭圧をマノメータで測定する。測定され
た水頭圧データは水頭圧変化率計算装置に入力され、水
頭圧の変化率を計算する。検出点まで水張りが完了した
ことを変化率で判定し、水張り用弁を閉じる。入力装置
から水温データを据付けレベル計算装置に入力し、水頭
圧データに基づき検出点から計器間のレベル差を計算し
表示装置に表示する。これにより計器の据付レベルを正
確かつ容易に計測できる。
【0016】請求項2の発明は、タンクの底面付近に検
出点を設け、この検出点に計装配管を介して取り付けた
液位、圧力、差圧等のプロセス量を計測する計器と、測
定しようとするプロセス量の検出点間の物理的偏差を測
定する計器据付けレベル測定方法において、前記計器に
マノメータを取り付け、このマノメータと前記計器との
間から前記計装配管に水を張り、その時の前記マノメー
タで検知される水頭圧値に基づいて前記検出点と前記計
器のレベル差を算出することを特徴とする。
【0017】請求項3の発明は、前記マノメータと前記
計器との間から前記計装配管に一定速度で水を張り、そ
の時の前記マノメータで検知される水頭圧値の変化を監
視することにより、検出点を判定とすることを特徴とす
る。
【0018】請求項4の発明は、前記検出点の判定の補
助として、前記マノメータで検知される水頭圧値の変化
率を監視し、ある一定時間の間の変化率によって検出点
を判断するか、または前記水頭圧値のトレンドカーブを
監視し、予め確認されている計装配管の垂直方向の展開
データとの比較によって検出点を判断することを特徴と
する。
【0019】請求項2から4の本発明においては、計器
側より水を一定速度にて流し、計装配管に水を張り、こ
の時同時に計器側にかかる水の圧力を測定する。この圧
力の変化を監視することによって水が検出点まで到達し
たことを判定し水張りを停止する。
【0020】その後、この状態にて水の圧力を測定し、
この時の水温より得られる水の比重から検出点〜計器ま
でのレベル差を正確に算出する。水張りが検出点まで到
達したことを判定する手段としては、圧力の変化率の
他、圧力値のトレンドを表示装置にて監視し作業員が判
断することもできる。
【0021】
【発明の実施の形態】図1により本発明に係る計器据付
けレベル測定装置及びその方法の実施の形態を説明す
る。図1はタンク1の液位計器3のヘッドを測定する場
合について示したもので、タンク1内に液体2が貯留
し、タンク1の下部の検出点5と液位計器3との間に計
装配管4が接続されている。最初に本実施の形態に係る
計器据付けレベル測定装置6を液位計器3に取り付け
る。
【0022】計器据付けレベル測定装置6はプロセス量
の検出点間の物理的偏差(高度差)を測定する装置にお
いて、水頭圧を計測する水頭圧測定装置(マノメータ)
7と、水を一定量で計装配管4に供給する水張り用弁13
及び水張り用配管14と、水頭圧測定装置8と、測定され
た水頭圧の値をデジタル処理し画面上にトレンド表示す
る表示装置10と、水頭圧データの変化率を常時計算する
水頭変化率計算装置8と、水頭圧値と水温データに基づ
き高度差を自動計算する据付けレベル計算装置9とを具
備している。
【0023】次に、測定開始を要求すると水張り用弁13
が開き、計装配管4に徐々に水が満たされていく。水が
計装配管4内に満たされるに従い、水頭圧計測装置7で
測定される圧力が徐々に上昇していく。
【0024】水頭圧計測装置7で計測された圧力データ
は、水頭圧変化率測定装置8に入力され、この圧力値の
変化率を計算する。水は計装配管4の中に徐々に満たさ
れていくが、この過程で計測配管4に勾配に応じて変化
率も変化する。例えば、垂直配管では最も変化率が大き
く、傾斜が緩やかになると変化率も小さくなり、水平配
管では変化率が零となる。従って、水頭圧の変化率を監
視することにより配管の形状が判る。
【0025】一方、水張りは検出点5まで水が到達した
段階で停止する必要があるため、検出点到達を判定する
必要があるが、その方法として、変化率がある時間零の
まま変化しない状態となったことで判定することが可能
である。つまり、検出点に水が到達すると、それ以降は
水は全てタンク1内に入り、水頭圧としては上昇が停止
するためである。
【0026】また、その他の方法としては、計装配管の
垂直展開が予め分かっている場合、配管展開データを入
力し、その展開データとの比較により検出点を自動判定
する。すなわち、水頭圧値を表示装置10に折れ線(トレ
ンド)にて表示し、測定者がその変化の傾向より判断し
て検出点到達を判定することも可能である。さらに、水
頭圧データに、その時の測定に使用した水の温度を加味
して、計器据付けレベルを自動計算することもできる。
【0027】以上の方法で検出点5まで水張りが完了し
たことを判定した場合、水頭圧変化率測定装置8から信
号線15により水張り用弁13に閉指令が出力され、水張り
用弁13が閉じ、水張りが停止する。水張り完了後、次に
据付けレベル計算装置9が水頭圧測定装置7から送られ
てきた圧力データと入力装置12から入力された水の比重
値に基づいて水頭Hを計算し、表示装置5に表示する。
【0028】この場合の水頭Hの算出方法は、水頭圧測
定装置7で計測された水頭圧をPとすると、 P=H×ρ…(5)から H=P/ρ…(6) で求められる。この計算は、据付けレベル計算装置9に
より実施される。
【0029】本実施の形態によれば、液位計器3から一
定速度で計装配管4に水を張り、この時の水頭圧の変化
から液位計3の検出点5まで水が張られたことを判断し
た後、この時の水頭圧に基づいて検出点5と液位計器3
のレベル差を自動計算することができる。これにより液
位計の据付けレベルを正確かつ容易に計測できる。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、計器の据付けレベルを
測定するにあたり、測定しようとする計装配管に水を張
り、その時の水頭圧に基づいてヘッドを算出するもので
あるため、現場の複雑な計装配管においても容易かつ正
確にレベルさを測定することができる。また、検出点ま
での水張りが完了したことを正確に判定するため、水張
り過程の水頭圧変化を監視することによって容易に判定
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る計器据付けレベル測定装置及びそ
の方法の実施の形態を説明するための系統図。
【図2】従来の一般的なレベル計測装置の原理を説明す
るための系統図。
【符号の説明】
1…タンク、2…液体、3…液位計器、4…計装配管、
5…検出点、6…計器据付けレベル測定装置、7…水頭
圧測定装置(マノメータ)、8…水頭圧変化率測定装
置、9…据付けレベル計算装置、10…表示装置、11…表
示器、12…入力装置、13…水張り用弁、14…水張り用配
管、15…信号線。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンクの底面付近に検出点を設け、この
    検出点に計装配管を介して取り付けた液位、圧力、差圧
    等のプロセス量を計測する計器と、測定しようとする前
    記プロセス量の前記検出点間の物理的偏差を測定する計
    器据付けレベル測定装置において、前記計器に前記計装
    配管を介して取り付けた水頭圧を計測するマノメータ
    と、前記計装配管に水を一定量に供給する水張り用配管
    及び水張り用弁と、前記マノメータで測定された水頭圧
    の値をデジタル処理し画面上にトレンド表示する表示器
    と、前記水頭圧データの変化率を常時計算する水頭圧変
    化率計算装置と、前記水頭圧の値と水温データに基づき
    高度差を自動計算する据付けレベル計算装置とを具備し
    たことを特徴とする計器据付けレベル測定装置。
  2. 【請求項2】 タンクの底面付近に検出点を設け、この
    検出点に計装配管を介して取り付けた液位、圧力、差圧
    等のプロセス量を計測する計器と、測定しようとするプ
    ロセス量の検出点間の物理的偏差を測定する計器据付け
    レベル測定方法において、前記計器にマノメータを取り
    付け、このマノメータと前記計器との間から前記計装配
    管に水を張り、その時の前記マノメータで検知される水
    頭圧値に基づいて前記検出点と前記計器のレベル差を算
    出することを特徴とする計器据付けレベル測定方法。
  3. 【請求項3】 前記マノメータと前記計器との間から前
    記計装配管に一定速度で水を張り、その時の前記マノメ
    ータで検知される水頭圧値の変化を監視することによ
    り、検出点を判定とすることを特徴とする請求項2記載
    の計器据付けレベル測定方法。
  4. 【請求項4】 前記検出点の判定の補助として、前記マ
    ノメータで検知される水頭圧値の変化率を監視し、ある
    一定時間の間の変化率によって検出点を判断するか、ま
    たは前記水頭圧値のトレンドカーブを監視し、予め確認
    されている計装配管の垂直方向の展開データとの比較に
    よって検出点を判断することを特徴とする請求項2記載
    の計器据付けレベル測定方法。
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