JP2008215896A - バイディレクショナルプルーバ - Google Patents

Abstract

【課題】高い精度で器差を算出することが可能なバイディレクショナルプルーバを提供する。また、装置構成を簡素化することが可能なバイディレクショナルプルーバを提供する。
【解決手段】一対の圧力検出手段１８、２０のうち一方の配置をプルーバパイプ２のパイプ側大径管部６と四方弁１３とを繋ぐ弁・パイプ間管部１４に設定するとともに、一対の圧力検出手段１８、２０の他方の配置をプルーバパイプ２のパイプ側大径管部７と四方弁１３とを繋ぐ弁・パイプ間管部１５に設定する。この他、一対の圧力検出手段１８、２０からの出力信号をプルーバパイプ２における流体の流れ方向判断用の信号としても用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイププルーバ（基準体積管）に関し、詳しくは、プルーバパイプがループ管形状に形成されるバイディレクショナルプルーバに関する。

計量器では、一定の期間で、計量精度が一定の範囲内にあるか否かを検査（試験）して校正をすることが義務づけられている。流量計の校正（試験）の方法の一つとしては、校正装置としてのパイププルーバ（基準体積管）を用いる方法が一般的に広く知られている。

パイププルーバは、基準体積（基準容積）を有するプルーバパイプ内を運動子が所定区間移動することで表される基準体積に基づいて被試験流量計を校正する装置である。より正確に言い換えると、運動子が所定区間移動する時に吐出される、基準体積に実質的に等しい流体の体積に基づいて被試験流量計を校正する装置である。パイププルーバは、プルーバパイプと校正対象となる被試験流量計とを直列に接続して校正を行えるような装置構成になっている。

パイププルーバは、これを大別すると、ユニディレクショナルプルーバとバイディレクショナルプルーバとがある。バイディレクショナルプルーバは、プルーバパイプがループ管形状に形成されており、運動子が二つの検出器間を一方に移動した後にバルブ等により流路が切り替えられると逆方向に移動するような構造になっている。バイディレクショナルプルーバとしては、下記特許文献１に開示されたものが知られている。

パイププルーバに関してもう少し詳しく説明する。パイププルーバは、内径均一な例えば円形の断面形状を有するプルーバパイプと、これに一定の緊度で挿入された運動子、すなわち弾性材のスフェア（球）とを備えて構成されている。スフェアは、試験液（流体）の流動と共にプルーバパイプ内を走行（移動）するようになっている。プルーバパイプには、スフェアの通過を検出するディテクター（検出器）が二つ装着されている。この二つのディテクター間の容積は予め校正されており、基準容積Ｑとして与えられている。

被試験流量計には、パルス発信器が装着されている。このパルス発信器は、被試験流量計の運転に伴って流量単位のパルス列が発信されるようになっており、これはパルスカウンターへ伝送されるようになっている。パイププルーバの二つのディテクターからは、スフェアが通過する際に信号が発信されるようになっている。これもパルス発信器と同じく、パルスカウンターへ伝送されるようになっている。パルスカウンターは、ディテクターからの信号をゲート信号として、この間に受信した流量パルスを正しく表示管にカウントするようになっている。

器差の算出の説明の前に各種の測定に関しての説明をする。被試験流量計の表す量Ｉは、作動中にパルスカウンターがカウント表示した数字に対してパルス単位（通常１リットル／パルス）を乗じた値となっている。Ｔｐはパイププルーバ側の試験液の温度、Ｐｐはパイププルーバ側の試験液の圧力、Ｔｍは被試験流量計側の試験液の温度、Ｐｍは被試験流量計側の試験液の圧力を示す値であり、温度計、圧力計によって計測されるようになっている。尚、試験運転中流動する試験液の速さも計測され、規定の観測流量点に合致するよう流量調節がなされているものとする。

器差の算出について説明する。上記の測定から、先ず見かけの器差Ｅ′を算出する。見かけの器差Ｅ′は、Ｅ′＝（Ｉ−Ｑ）／Ｑ＊１００（％）で表す。ここでＱはパイププルーバの基準容積であり、基準温度及び基準圧力における正しい値を予め付与するものとする。

次に、試験動作中の温度、圧力条件によってパイププルーバ、試験液の膨張、収縮する量を考慮して、四つの補正率を求める。
パイププルーバの温度膨張による補正率（基準温度１５℃に対して）Ｅβは、
Ｅβ＝β＊（１５−Ｔｐ）％
である。βはパイププルーバの温度膨張係数である。
パイププルーバの内圧力膨張による補正率Ｅｋは、
Ｅｋ＝ｋ＊Ｐｐ％
である。ｋはパイププルーバの圧力係数である。
試験液の温度膨張による補正率Ｅαは、
Ｅα＝α＊（Ｔｐ−Ｔｍ）％
である。αは試験液の温度膨張係数である。
試験液の圧力膨張による補正率Ｅｆは、
Ｅｆ＝Ｆ＊（Ｐｍ−Ｐｐ）％
である。Ｆは試験液の圧力係数である。

これら四つの補正率を上記の見かけの器差Ｅ′に加えて最終器差を算出する。すなわち、器差Ｅは、
Ｅ＝Ｅ′＋Ｅβ＋Ｅｋ＋Ｅα＋Ｅｆ％
となる。被試験流量計は、器差Ｅに基づいて補正されるようになる。
特開２００５−１８９０１４号公報

特許文献１に開示された従来技術は、バイディレクショナルプルーバである。すなわち、バイディレクショナルプルーバであることから試験液の流路を切り替えるための四方弁を備えて構成されている。試験液に関し、試験液はポンプにより被試験流量計へ向けて送られた後にこの被試験流量計に流入するようになっている。そして、被試験流量計から流出した後は四方弁を介してプルーバパイプに流入するようになっている。

特許文献１に開示された従来技術にあっては、試験液の圧力測定をするために、圧力計は次のような位置に配置されている。圧力Ｐｍを計測するための圧力計は、ポンプと被試験流量計との間で尚かつ被試験流量計の近傍に配置されている。また、圧力Ｐｐを計測するための圧力計は、被試験流量計と四方弁との間で尚かつ四方弁の近傍に配置されている。

ところで、このような位置となる圧力計の配置に関しては、次のような懸念点を有している。すなわち、パイププルーバ側の試験液の圧力Ｐｐは、厳密にはプルーバパイプ内の圧力と言えず、極僅かに四方弁の影響を受けるような圧力となる可能性を有することから、これによってパイププルーバの内圧力膨張による補正率Ｅｋや、試験液の圧力膨張による補正率Ｅｆに影響を来してしまうのではないかという懸念点を有している。

この他、特許文献１に開示された従来技術などのバイディレクショナルプルーバにあっては、次のような問題点を有している。すなわち、パイププルーバは、試験液の流れを目視にて把握することができない構造（試験液が現在どの方向に流れているか（スフェアがどの方向に走行しているのか）が分からない構造）であることから、流れ方向を把握するための方向検出手段（センサなど）を備えなければならず、従って、方向検出手段の分だけ装置構成が増えてしまうという問題点を有している。また、方向検出手段に係る信号入力端子のためのインターフェースを演算や制御のための手段に設けなければならないという問題点を有している。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、高い精度で器差を算出することが可能なバイディレクショナルプルーバを提供することを課題とする。また、装置構成を簡素化することが可能なバイディレクショナルプルーバを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のバイディレクショナルプルーバは、基準体積を有するよう形成されるとともにループ管形状に形成されるプルーバパイプと、該プルーバパイプ内を流れる流体の流れ方向を切り替える多方弁と、前記プルーバパイプに対して流入及び流出する前記流体の圧力を検出してこれを制御手段へ出力する一対の圧力検出手段と、を備えるバイディレクショナルプルーバにおいて、前記一対の圧力検出手段のうち一方の配置を前記プルーバパイプの一方の端部と前記多方弁とを繋ぐ一方の管部に設定するとともに、前記一対の圧力検出手段の他方の配置を前記プルーバパイプの他方の端部と前記多方弁とを繋ぐ他方の管部に設定することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、多方弁よりもプルーバパイプ側にある管部に圧力検出手段を配置する構造のバイディレクショナルプルーバであることから、多方弁の影響を受けない状態で流体（試験液）の圧力を測定することが可能になる。従って、パイププルーバの内圧力膨張による補正率や、流体（試験液）の圧力膨張による補正率に影響を来すようなことが避けられる。

請求項２記載の本発明のバイディレクショナルプルーバは、請求項１に記載のバイディレクショナルプルーバにおいて、前記一対の圧力検出手段からの出力信号を前記プルーバパイプにおける前記流体の流れ方向判断用の信号としても用いるよう前記制御手段を構成することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、プルーバパイプに流入する側の流体圧力が高くなり流出側の流体圧力が低くなることを利用して流体の流れ方向を判断するようなバイディレクショナルプルーバになる。従って、方向を検出する手段を別途増やさなくとも流れ方向を把握することが可能になる。

請求項３記載の本発明のバイディレクショナルプルーバは、請求項１又は請求項２に記載のバイディレクショナルプルーバにおいて、前記一方の管部及び前記他方の管部に前記流体の温度を検出する温度検出手段を前記圧力検出手段とともに設けることを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、多方弁よりもプルーバパイプ側にある管部に温度検出手段を配置する構造のバイディレクショナルプルーバであることから、プルーバパイプ内の温度により近い値を得ることが可能になる。従って、パイププルーバの温度膨張による補正率や試験液の温度膨張による補正率をより正確な値とすることが可能になる。本発明によれば、圧力検出手段と温度検出手段との配置が近くなることから、信号線の取り回し等にも有利な配置構造にすることが可能になる。

請求項１に記載された本発明によれば、従来よりも高い精度で器差を算出することができるという効果を奏する。また、請求項２に記載された本発明によれば、装置構成を従来よりも簡素化することができるという効果を奏する。さらに、請求項３に記載された本発明によれば、より一層高い精度で器差を算出することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のバイディレクショナルプルーバの一実施の形態を示す模式的な構成図である。

図１において、引用符号１は本発明のバイディレクショナルプルーバ（基準体積管）を示している。バイディレクショナルプルーバ１は、基準体積を有する、ループ管形状のプルーバパイプ（計測管部）２を備えて構成されている。プルーバパイプ２には、二つのディテクター（検出器）３、４が装着されている。バイディレクショナルプルーバ１は、この二つのディテクター３、４の間の区間部分のプルーバパイプ２内に形成される体積が基準体積となるようになっている。

ディテクター３、４は、適宜方式のものが選択されて用いられている。例えば、機械的に作動する電気スイッチ、電子的近接スイッチ、誘導ピックアップ等が用いられるものとする。

プルーバパイプ２は、ディテクター３、４が装着されるプルーバパイプ本体５と、このプルーバパイプ本体５の両端に連続するパイプ側大径管部６、７とを有している。プルーバパイプ本体５は、ループ管形状に形成されている。尚、図中の門形となるようなループ管形状は一例であるものとする。例えば、Ｕ字状の形状であっても良いものとする。プルーバパイプ２の断面形状は円形に限らず、楕円や方形であっても良いものとする。

パイプ側大径管部６、７は、ディテクター３、４の装着位置に対して比較的近くとなるようにプルーバパイプ本体５に連成されている。パイプ側大径管部６、７は、プルーバパイプ本体５よりも大きな径となるように形成されている。

パイプ側大径管部６、７には、スフェア待機手段８、９が装着されている（一例であり、スフェア待機手段８、９が無い場合でも当然によいものとする）。本形態の場合、スフェア待機手段８、９は、運動子としてのスフェア１０の動きを止めて所定の位置に待機させる機能を有するように構成されている。一例を挙げるとすると、スフェア待機手段８、９はそれぞれ、シリンダ１１と、このシリンダ１１によって図中矢印方向に進退するピン状のゲート１２とを備えて構成されている。スフェア待機手段８、９は、例えばマイクロコンピュータの機能を有する図示しない制御手段によって制御されるようになっている。

図中のようにパイプ側大径管部７にスフェア１０が位置する場合において、スフェア待機手段８、９は、ゲート１２がパイプ側大径管部７に突出することでスフェア１０のディテクター４の方向への移動が阻止されるようになっている。図中ではゲート１２の突出状態であることから、パイプ側大径管部７の位置でスフェア１０が待機する状態になっている（この状態の後にゲート１２が壁の内側に引っ込むと、スフェア１０の待機状態が解除されるようになる）。

バイディレクショナルプルーバ１は、プルーバパイプ２やスフェア１０の他に、四方弁１３を備えて構成されている。この四方弁１３は、プルーバパイプ２内を流れる流体（試験液）の流れ方向を切り替えるためのものであって、図中においてはパイプ側大径管部６、７との間に位置するように設けられている。

四方弁１３は、特許請求の範囲に記載した多方弁に相当するものであって、図中のように単体のもので四つの方向の流路変更を可能にすることができるのは勿論のこと、これに限らず複数のバルブにより多方弁を構成しても良いものとする。例えば、二方向のバルブを幾つか組み合わせてプルーバパイプ２内を流れる流体（試験液）の流れ方向を切り替えるようにしても良いものとする。特許請求の範囲に記載した多方弁は、プルーバパイプ２内を流れる流体（試験液）の流れ方向を切り替えることができる構成であれば本形態に限定されないものとする。

四方弁１３とパイプ側大径管部６との間には、これらに連続するように弁・パイプ間管部１４が設けられている。また、四方弁１３とパイプ側大径管部７との間にも、これらに連続するように弁・パイプ間管部１５が設けられている。この他、四方弁１３には、例えば図示しない被試験流量計に接続される流量計側管部１６と、流体（試験液）をリターンするためのリターン側管部１７とが設けられている。

流体（試験液）の流れに関して説明すると、図中では図示しない被試験流量計から管部１６に流れ、四方弁１３及び弁・パイプ間管部１５を介してパイプ側大径管部７内に流入するようになっている。また、パイプ側大径管部６から流出し、弁・パイプ間管部１４及び四方弁１３を介して管部１７に流れるようになっている。以上は実線の矢印によって示されている。

これに対して、四方弁１３の方向切替を行うと、流体（試験液）は上記の逆方向に、すなわち破線の矢印で示すようにパイプ側大径管部６からパイプ側大径管部７の方向へ流れるようになっている。

四方弁１３とパイプ側大径管部６との間に存在する弁・パイプ間管部１４には、この弁・パイプ間管部１４内を流れる流体（試験液）の圧力を測定するための圧力検出手段１８が装着されている。圧力検出手段１８は、圧力計と、上記の制御手段に接続される信号線とを有している。圧力検出手段１８は、パイプ側大径管部６の近傍に位置するように装着されている。弁・パイプ間管部１４内の圧力は、プルーバパイプ２内の圧力と同じに見なすことができるものとする。

このような圧力検出手段１８の近傍には、弁・パイプ間管部１４内を流れる流体（試験液）の温度を測定するための温度検出手段１９も装着されている。温度検出手段１９は、この信号線が上記の制御手段に接続されている。

四方弁１３とパイプ側大径管部７との間に存在する弁・パイプ間管部１５にも、上記と同様に圧力検出手段２０と温度検出手段２１とが装着されている。圧力検出手段２０及び温度検出手段２１は、パイプ側大径管部７の近傍に位置するように装着されている。弁・パイプ間管部１５内の圧力は、プルーバパイプ２内の圧力と同じに見なすことができるものとする。

図示しない制御手段は、圧力検出手段１８、２０からの信号に基づいて圧力を把握することができるのは勿論のこと、弁・パイプ間管部１４、１５内の圧力の差に基づいて流体（試験液）がどの方向に流れているかを判断することができるように構成されている。制御手段は、例えばセンサなどの方向検出手段を構成に備えなくとも圧力検出手段１８、２０によって方向を判断することができるようになっている。

図示しない制御手段は、四方弁１３の流路切替制御や上記の如くスフェア待機手段８、９の制御、さらにはディテクター３、４からの信号に基づくパルス信号のカウント等も行うように構成されている。

以上、図１を参照しながら説明してきたように、本発明によれば、四方弁１３よりもプルーバパイプ２側にある管部（弁・パイプ間管部１４、１５）に圧力検出手段１８、２０を配置する構造のバイディレクショナルプルーバ１であることから、四方弁１３の影響を受けない状態で流体（試験液）の圧力を測定することができるようになっている。従って、パイププルーバの内圧力膨張による補正率や、流体（試験液）の圧力膨張による補正率に影響を来すようなことを避けることができるようになっている。

本発明のバイディレクショナルプルーバ１によれば、従来よりも高い精度で器差を算出することができるようになっている。また、装置構成を従来よりも簡素化することができるようになっている。

その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

本発明のバイディレクショナルプルーバの一実施の形態を示す模式的な構成図である。

符号の説明

１ バイディレクショナルプルーバ
２ プルーバパイプ
３、４ ディテクター
５ プルーバパイプ本体
６、７ パイプ側大径管部（プルーバパイプの端部）
８、９ スフェア待機手段
１０ スフェア
１１ シリンダ
１２ ゲート
１３ 四方弁（多方弁）
１４、１５ 弁・パイプ間管部（管部）
１６ 流量計側管部
１７ リターン側管部
１８、２０ 圧力検出手段
１９、２１ 温度検出手段

Claims (3)

1. 基準体積を有するよう形成されるとともにループ管形状に形成されるプルーバパイプと、該プルーバパイプ内を流れる流体の流れ方向を切り替える多方弁と、前記プルーバパイプに対して流入及び流出する前記流体の圧力を検出してこれを制御手段へ出力する一対の圧力検出手段と、を備えるバイディレクショナルプルーバにおいて、
   前記一対の圧力検出手段のうち一方の配置を前記プルーバパイプの一方の端部と前記多方弁とを繋ぐ一方の管部に設定するとともに、前記一対の圧力検出手段の他方の配置を前記プルーバパイプの他方の端部と前記多方弁とを繋ぐ他方の管部に設定する
   ことを特徴とするバイディレクショナルプルーバ。
2. 請求項１に記載のバイディレクショナルプルーバにおいて、
   前記一対の圧力検出手段からの出力信号を前記プルーバパイプにおける前記流体の流れ方向判断用の信号としても用いるよう前記制御手段を構成する
   ことを特徴とするバイディレクショナルプルーバ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のバイディレクショナルプルーバにおいて、
   前記一方の管部及び前記他方の管部に前記流体の温度を検出する温度検出手段を前記圧力検出手段とともに設ける
   ことを特徴とするバイディレクショナルプルーバ。

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