JP3637988B2

JP3637988B2 - 流量計試験装置

Info

Publication number: JP3637988B2
Application number: JP31029595A
Authority: JP
Inventors: 信義梅田
Original assignee: Oval Corp
Current assignee: Oval Corp
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2015-11-29
Also published as: JPH09145454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量計試験装置に関し、より詳細には、家庭用灯油流量計などの極微少流量を計測する流量計を高精度で器差試験する流量計試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流量計の試験装置には、装置の流路に装着した被検流量計に、一定断面積をもった基準体積管の所定区間で定められた基準体積の流体を、ピストンを介して流したときの被検流量計の読み値と、ピストンの移動量とを比較して器差試験を行う基準ピストンプルーバがある。基準ピストンプルーバは、基準体積の試験液体を収容する基準タンクを用いた固定試験装置と比べて試験液を排出する時間が短く、ピストンの移動量を高精度で計測して、該計測結果に対して基準体積を細かく選定できるため、試験時間も短くでき、能率的であり、また、流体工業等において、操業中でも器差試験を行うことができる。更には、可搬式とすることが可能になるなどの利点をもっている。
【０００３】
基準ピストンプルーバは、基準体積管の断面積、基準長さを選択することにより広い範囲の流量の試験を行うことができるが、微少流量計を試験するには、多くの問題がある。例えば、微流量燃料油メータは、一般家庭の暖房用の灯油流量を計測する計量法に規定された流量計であり、０．１（ｌ／ｈ：リッタ／時）程度の極微少の流量を計測しなれければならない規定になっているが、０．１（ｌ／ｈ）の流量は、１分間に１．７（ｃｃ：立方センチメートル）程度の流量に相当する。このような極微少流量の試験液を安定した一定流量で流出させることは困難である。この問題を解決するために、本出願人は、先に極微少の試験液流量を特別の切換弁を必要とせず、しかも広い流量範囲で試験可能とする図３に示すピストンプルーバを開示した。
【０００４】
また、基準体積管のピストン部での試験液の漏洩は、計測精度に影響するので、計量法の基準器検査規則の第２２１号において、「基準体積管は、運動子が円滑に運動し、かつ、運動子の接触部分に漏洩を生じないものでなければならない。」と規定されている。この規定に従って、基準ピストンプルーバには試験液のピストンからの漏洩を確認するための装置を設けてある。
【０００５】
図３は、従来のピストンプルーバを説明するための図であり、図中、４０は大シリンダ、４１は小シリンダ、４２は大シリンダのピストン、４３はピストンロッド、４４は駆動油タンク、４５は大流量管、４６は小流量管、４７はスケーラ、４８，４９，５０は弁、５１はシール部である。
【０００６】
図３において、大シリンダ４０の一方の端面には、小シリンダ４１の端面が同軸に接続されており、大シリンダ４０のピストン４２の一端面には、ピストンロッド４３が接合され、該ピストンロッド４３はシール部５１によりシールされて、小シリンダ４１内に挿入されている。また、ピストン４２の他端面には、ピストン４２の移動量を検知するためのスケーラ４７に変位伝達するロッド４３ａが接続されている。また、大シリンダ４０には、ピストン４２の他端面に一定圧力の駆動油を作用させるための駆動油４４が弁４８を介して接続され、大シリンダ４０内に一定流量の駆動油を導入するようになっている。更に、大シリンダ４０のピストンロッド４３側の端面近傍には大流量管４５が、小シリンダ４１の自由端面側には小流量管４６が、各々弁４９，５０を介して接続されている。
【０００７】
以上の如く構成されたピストンプルーバには、大流量を試験するための被検流量計は大流量管４５に、小流量を試験するための被検流量計は、小流量管４６に接続されている。大流量管４５には、ピストン４２の面積からピストンロッド４３の面積を差し引いた断面とピストン４２の移動速度に比例した基準流量が流れ、小流量管４６には、ピストンロッド４３の断面積とピストン４２の移動速度に比例した基準流量が流れる。即ち、大流量と小流量の比は、ピストン４２からピストンロッド４３の断面積を減じた有効面積と、ピストンロッド４３の断面積の比に相当する流量比の基準流量が流れる。
【０００８】
図４は、従来の試験液の液洩れ検出装置の一例を説明するための図であり、図中、６０はピストンプルーバ本体、６１はケーシング、６２は流入路、６３は流出路、６４は基準体積管、６５はピストン、６６はピストンロッド、６７は洩れ液導入口、６８はプレキシブルチューブ、６９はＯリング、７０は液洩れ検出部、７１はケーシング、７２はピストン、７３はピストンロッド、７４は差圧計、７５はばねである。
【０００９】
図４に示したピストンプルーバ部６０は、両端部近傍に流入路６２，流出路６３を有するケーシング６１と、該ケーシング６１内にＯリング６９でシールされて同軸に支持された、内径一定で、両端が開口する基準体積管６４と、該基準体積管６４内に両端近傍の外周をＯリング６９でシールされて挿入されたプルーバ用のピストン６５を有し、ピストンロッド６６はケーシング６１の外部に突き出しており、突き出したピストンロッド６６の端部には、試験終了後にピストン６５を戻すためのアクチュエータ（図示せず）が取り付けられている。ピストン６５の外周の中央に洩れ液導入口６７が開口し、該洩れ液導入口６７には、フレキシブルチューブ６８が接続されている。該フレキシブルチューブ６８の他端６８ａは、ケーシング６１の端面から外部に設けられた導管６８ｂを介して液洩れ検出部７０のケーシング７１の一端面７１ａに接続され、同時に差圧計７４の一方の圧導入口に接続されている。
【００１０】
液洩れ検出部７０は、ケーシング７１内にＯリング６９でシールされたピストン７２が挿入され、ピストン７２の一端面にピストンロッド７３が設けられ、該ピストンロッド７３の他端側は、ケーシング７１の外部に突出している。また、ケーシング７１内には、前記ピストンロッド７３側の位置に流出路６３に接続された導管６３ａが開口しており、導管６３ａは同時に差圧計７４の他方の圧導入口に接続されている。
【００１１】
以上の如く構成された液洩れ検出装置において、被検流量計（図示せず）は流出路６３に接続されており、試験開始の弁（図示せず）操作によりケージング６１内に流路６２から試験液が流入すると、ピストン６５は試験液とともに図の右側に移動し、流出路６３を介して被検流量計にピストンロッド６６の所定ストロークに相当する基準体積の試験液を導入する。この時、ピストン６５の上下流側間に液洩れがあると、試験液は洩れ液導入口６７，フレキシブルチューブ６８を通って液洩れ検出部７０および差圧計７４に導入され、ピストン７２は移動し、これに従ってピストンロッド７３はＲ方向に移動して液洩れの発生を検知し、同時に差圧計７４では、流出路６３と洩れ液圧との差圧は小さくなり、指示値が下がり、液洩れ発生を表示する。なお、通常、液洩れ量は極めて小さく、ピストン７２はＯリング６９の摩耗に打ち勝って移動することができないので、摩耗力を打ち消す程度のばね７５のばね力を有している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
微流量燃料油メータのように、極微少流量範囲を計測する流量計を高精度で器差試験するためには、長時間に亘り一定の流量の試験液を高精度に被検流量計に流さなければならない。このために基準ピストンプルーバの内径を小さくして速度を一定に制御されたアクチュータによりピストンを駆動することが可能である。しかし、例えば、微流量燃料油メータの最大流量を試験するとき、試験に長時間を要し、現実的でない。これに対し、大流量を図３に示したプルーバの大シリンダ４０側を用いて大流量管４５を介して流量試験することにより、この問題は解決される。しかし、図３に示した従来のプルーバは、大シリンダ４０と小シリンダ４１とは一体構造で、且つ、流量比が一定に固定されており、任意の流量の流量試験を可能とするためには、新規なピストンとロッドの面積を定めなければならないという不便があった。一方、図４に示した液洩れを検出するためのフレキシブルチューブ６８は、容積変化を生じ易いことなどから、極微少流量の試験においては、試験精度に影響を及ぼし、また、液洩れ検出部７０および差圧計７４を用意するため、装置が高価になるという課題があった。
【００１３】
本発明は、一定速度で移動する移動体に、該移動体の移動と同一速度で移動する１又は、複数の断面積の異なる一定断面積の計測プランジャを接続して、各々の計測プランジャを計測シリンダ内に挿通してピストン部を有しない簡易なプルーバとし、任意の試験流量を簡単に得られるようにし、液洩れは目視可能とし、高精度で安価な流量計試験装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定配設された駆動シリンダと、該駆動シリンダに摺動自在に内蔵された駆動プランジャと、前記駆動シリンダ内に液体を一定流量で圧送する油圧手段とからなり、該油圧手段により前記駆動プランジャを一定速度で駆動する駆動手段と；前記駆動プランジャに連結され該駆動プランジャと一体的に移動する移動部材と、該移動部材に連結された計測プランジャと、該計測プランジャを摺動自在に内蔵した固定配設の計測シリンダからなり、前記計測プランジャの移動による体積変化に従って一定流量の試験液を流出するプルーバと；前記計測プランジャの移動量を検出するスケーラとからなり；前記プルーバから流出した前記試験液の流量を計測する被検流量計の計測値と前記スケーラの読みとを比較して前記被検流量計の器差試験を行う流量計試験装置において、前記移動部材には径の異なる複数の計測プランジャが連結され、該移動部材に連結された各計測プランジャに対して該計測プランジャを摺動自在に内蔵した前記計測シリンダは固定配設され、かつ、上記計測プランジャの径は全て前記駆動プランジャの径より小さいことを特徴としたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による流量計試験装置の実施の形態の例を説明するための図であり、図中、１は流量計試験装置、２は駆動部、３は駆動シリンダ、４は駆動プランジャ、５は大プルーバ、６，９は計測シリンダ、８は小プルーバ、７，１０は計測プランジャ、１１はリニアスケール、１２は変位パルス発信部、１３，１４は固定板、１５，１６はガイドバー、１７は移動部材、１８，１９はスライド軸受、２０，２２，２３は固定部材、２１は接合部である。
【００２１】
流量計試験装置１は、給液口３ａから一定流量の駆動液を導入することにより、駆動部２の駆動プランジャ４を一定の速度で駆動する駆動シリンダ３と、駆動プランジャ４と連動して一定速度で駆動される計測プランジャ７および計測プランジャ１０を有する大プルーバ５および小プルーバ８、更に、計測プランジャ７および計測プランジャ１０の変位を高精度に計測するリニアスケール１１との要部で構成される。なお、駆動部２は、計測プランジャ７および計測プランジャ１０を一定速度で駆動するためのものである。
【００２２】
駆動部２は、駆動シリンダ３と駆動プランジャ４からなり、駆動シリンダ３は固定部材２０により固定板１３に軸が直角となるように取り付けられる。固定板１３は、対向した固定板１４とガイドバー１５，１６で平行に取り付けられ、ガイドバー１５，１６には各々スライド軸受１８，１９を介して、固定板１３，１４と平行に移動可能に移動部材１７が設けられ、移動部材１７には接合部２１を介して駆動プランジャ４の端部４ａが接合されている。
【００２３】
大プルーバ５および小プルーバ８は、各々異径で駆動プランジャ４より小径の計測プランジャ７および計測プランジャ１０を有し、計測プランジャ７は計測シリンダ６に、計測プランジャ１０は計測シリンダ９にそれぞれ液密に移動可能に挿入されている。計測シリンダ６は固定部材２２を介し、計測シリンダ９は固定部材２３を介して各々固定板１４に取り付けられる。一方、計測プランジャ７の一端は接続部２１を介して、計測プランジャ１０は、一端がねじ１０ａとなっており、ねじ１０ａを介して各々移動部材１７に接合されている。
【００２４】
リニアスケール１１は、一端が固定板１４に取り付けられ、相対変位して変位を検出し変位パルスを出力する変位パルス発信部１２が移動部材１７に接合され、計測プランジャ７，１０の規定された移動により少なくとも２×１０⁴の変位パルスを検出する分解能を有する変位検出器である。従って、上記の精度をもって変位パルスが検出されるものであれば、光学的，電磁気的な手段を問わない。また、図１においては、駆動部２と大，小プルーバ５，８とは、移動部材１７に対して互いに反対側に取り付けられているので、装置は長大となる。このため、駆動部２を大，小プルーバ５，８側と同一側にすると、小形な装置とすることができる。
【００２５】
図１に示す構成をもった流量計試験装置は、駆動部２の給液口３ａに駆動液、例えば、水，灯油等を定流量で注入すると大口径で断面積一定の駆動プランジャ４は、定流量が容易に得られる比較的大きい流量により、一定速度で移動（図においては左）する。この移動に伴って、同時に変位パルス発信部１２、計測プランジャ７，１０が移動する。大プルーバ５，小プルーバ８の計測シリンダ６，９内には予め試験液が充填されているので、計測プランジャ７，１０の移動により開口６ａ，９ａから一定流量の試験液が排出され、被検流量計（図示せず）に導びかれる。
【００２６】
プルーバのシリンダ内に、ピストンではなく計測プランジャを用いたので高精度の断面寸法をもち、しかも、極小径の計測プランジャを容易に加工することができるので、極微少流量の試験液を一定に保って排出することが容易となり、しかも、複数の寸法の計測プランジャを用意することで、各種の流量範囲に適用可能な複数のプルーバを一台の流量計試験装置で提供できる。
【００２７】
また、大プルーバ５の計測プランジャ７は、固定部材２２を介して液密に移動可能に取り付けられているので、液洩れ部分は、計測プランジャ７と固定部材２２（シリンダ３）の摺動部Ａとなり、摺動部Ａから液洩れがあるか否かを目視することができ、図３に示したような高価な液洩れ検出部５０，差圧計５４を設ける必要がなく、液洩れを目視により確認することができる。同様に、小プルーバ８の場合も摺動部Ｂから液洩れの有無を目視することができる。
【００２８】
図２は、図１に示した流量計試験装置による流量計試験システムの実施の形態を説明するための図で，図中、３０は駆動液タンク、３１は流量調節弁、３２はストレージタンク、３３は被検流量計、３４は演算部であり、図１と同様の作用をする部分には、図１の場合と同じ参照番号を付してある。
【００２９】
駆動液タンク３０は、液量調節弁３１を介して、水，灯油等の駆動液が一定流量流れるように調節して駆動シリンダ２に圧送するためのタンクであり、一定圧力の空気は弁Ｖ₂を介して導入され、また、Ｖ₁を介して放出される。流量調節弁３１は、開閉弁Ｖ₃〜Ｖ₇，手動弁Ｖ₈〜Ｖ₁₁からなり、開閉弁と手動弁Ｖ₃とＶ₈，Ｖ₄とＶ₉，Ｖ₅とＶ₁₀，Ｖ₆とＶ₁₁は各々直列に接続されて、更に、これを並列接続して目的とする複数段の一定流量が得られるようにしており、開閉弁Ｖ₇は、駆動シリンダ２内の高圧な駆動液を、弁Ｖ₁を開放して駆動液タンク３０に戻すために使用される。
【００３０】
一方、試験液は、弁Ｖ₁₉閉、弁Ｖ₁₈開でストレージタンク３２に収容され、弁Ｖ₁₂，弁Ｖ₁₃開、弁Ｖ₁₄，弁Ｖ₁₅閉の状態で大プルーバ５，小プルーバ８に注入され試験を待機する。試験時においては、弁Ｖ₁₂，弁Ｖ₁₃のうち、試験する側の弁を閉、非試験側の弁を開とし、非試験プルーバの試験液をストレージタンク３２に戻す。弁Ｖ₁₄，弁Ｖ₁₅のうち、試験するプルーバ側の弁を開、非試験側の弁を閉とし、弁Ｖ₁₆，弁Ｖ₁₇，弁Ｖ₁₉を開として被検流量計Ｍ₁，Ｍ₂…Ｍ_nを直列接続した被検流量計３３にプルーバから排出された試験液を流し、ストレージタンク３２に戻す。
【００３１】
被検流量計Ｍ₁，Ｍ₂…Ｍ_nには流量発信器が装着され流量パルスＰを発信する。流量パルスＰは、演算部３４に伝送されてｍケの流量パルスＰｍが取り込まれ、リニアスケール１１の変位パルス発信部１２からの変位パルスＮと比較される。変位パルス１パルス当りの基準流量は、プランジャの径により定められるのでＰｍ個の流量パルスに対応した変位パルスの数Ｎｍが定まれば、流量パルス１個当りの基準流量が定まり、メータ係数が求められる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、固定配設された駆動シリンダと、該駆動シリンダに摺動自在に内蔵された駆動プランジャと、前記駆動シリンダ内に液体を一定流量で圧送する油圧手段とからなり、該油圧手段により前記駆動プランジャを一定速度で駆動する駆動手段と；前記駆動プランジャに連結され該駆動プランジャと一体的に移動する移動部材と、該移動部材に連結された計測プランジャと、該計測プランジャを摺動自在に内蔵した固定配設の計測シリンダからなり、前記計測プランジャの移動による体積変化に従って一定流量の試験液を流出するプルーバと；前記計測プランジャの移動量を検出するスケーラとからなり；前記プルーバから流出した前記試験液の流量を計測する被検流量計の計測値と前記スケーラの読みとを比較して前記被検流量計の器差試験を行う流量計試験装置において、前記移動部材には径の異なる複数の計測プランジャが連結され、該移動部材に連結された各計測プランジャに対して該計測プランジャを摺動自在に内蔵した前記計測シリンダは固定配設され、かつ、上記計測プランジャの径は全て前記駆動プランジャの径より小さいことを特徴としたもので、
一つの駆動プランジャに対して複数の計測プランジャを設けたので、一台の流量計試験装置で多数の試験流量が容易に得られ、一台の装置により微少流量計の極微少流量範囲を高精度で試験可能とするとともに大流量範囲も試験可能とし、また、複数の被検流量計に対し極微少流量と大流量範囲を同時に試験できるようになる。
また、駆動プランジャと計測プランジャとを別体構造としたので、各々の径の比を変更することにより、流量範囲の変更が極めて容易に得られ、簡易な流量計試験装置とすることができる。
更には、前記駆動プランジャの径を計測プランジャの径より大にしたので、駆動シリンダ内に流入する駆動液の流量を極微小に一定に制御することが更に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による流量計試験装置の実施の形態の例を説明するための図である。
【図２】図１に示した流量計試験装置による流量計試験システムの実施の形態を説明するための図である。
【図３】従来のピストンプルーバを説明するための図である。
【図４】従来の試験液の液洩れ検出装置の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…流量計試験装置、２…駆動部、３…駆動シリンダ、４…駆動プランジャ、５…大プルーバ、６，９…計測シリンダ、８…小プルーバ、７，１０…計測プランジャ、１１…リニアスケール、１２…変位パルス発信部、１３，１４…固定板、１５，１６…ガイドバー、１７…移動部材、１８，１９…スライド軸受、２０，２２，２３…固定部材、２１…接合部、３０…駆動液タンク、３１…流量調節弁、３２…ストレージタンク、３３…被検流量計、３４…演算部。

Claims

固定配設された駆動シリンダと、該駆動シリンダに摺動自在に内蔵された駆動プランジャと、前記駆動シリンダ内に液体を一定流量で圧送する油圧手段とからなり、該油圧手段により前記駆動プランジャを一定速度で駆動する駆動手段と；前記駆動プランジャに連結され該駆動プランジャと一体的に移動する移動部材と、該移動部材に連結された計測プランジャと、該計測プランジャを摺動自在に内蔵した固定配設の計測シリンダからなり、前記計測プランジャの移動による体積変化に従って一定流量の試験液を流出するプルーバと；前記計測プランジャの移動量を検出するスケーラとからなり；前記プルーバから流出した前記試験液の流量を計測する被検流量計の計測値と前記スケーラの読みとを比較して前記被検流量計の器差試験を行う流量計試験装置において、前記移動部材には径の異なる複数の計測プランジャが連結され、該移動部材に連結された各計測プランジャに対して該計測プランジャを摺動自在に内蔵した前記計測シリンダは固定配設され、かつ、上記計測プランジャの径は全て前記駆動プランジャの径より小さいことを特徴とする流量計試験装置。