JPH0212576Y2

JPH0212576Y2 -

Info

Publication number: JPH0212576Y2
Application number: JP1987103675U
Authority: JP
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1990-04-09
Also published as: JPS6320027U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は流量計の試験検定装置に関する。

近時、音速ノズルを利用した気体流量計の校正
方法が知られているが、ここに用いられている音
速ノズルとはそのノズルの上流側と下流側とに生
ずる通過流体の圧力差を増加して行くとき、或る
圧力差において通過流体の流速は音速に等しくな
り、より圧力差を増加しても、流体流速は音速以
上にはならず、これにより安定した一定流量を維
持する。この音速に達した時の差圧を臨界圧と呼
び、この特性を利用して流量を計測することが行
われている。

そして、我が国においては工業技術院計量研究
所において、盛んに研究が進められ、その研究結
果が例えば雑誌「工業技術」1977年６月号「音速
ノズルの特性とその応用」及び雑誌「応用物理」
第46巻第１号（1977）「音速ノズルによる流量計
の校正」等で広く発表されている。これらに例示
されている校正方法は被校正流量計の上流側に音
速ノズルを配設し且つ該音速ノズルの流出係数を
調べるための容積の分つた定積槽をその下流側に
流路切換機構を介して接続して構成され、あらか
じめ音速ノズルの流出係数を測定しておいてから
音速ノズルで音速をもつて流体を流がし下流側の
流量計の校正を行うようにしたものであつて、い
わゆる、基準流量計を試験校正する方法である。

いずれにしろ、ある公知の校正方法及び装置
は、流量計を校正して基準流量計を得るための方
法及び装置であつて、飽くまでも基準タンク即ち
定積槽の附設を条件としている。

本考案の第１の特徴とするところは、あらかじ
め校正された基準流量計又は基準音速ノズルを用
い、これにより被校正音速ノズル又は被校正流量
計を検定試験できるようにした流量計の試験検定
装置を提供するにある。

更に、本考案の他の特徴とするところは、流路
に対し上流側には通常の流量計を、下流側には音
速ノズルを配置して試験校正を、簡易、高精度に
行えるようにした流量計の試験検定装置を提供す
るにある。換言すれば、音速ノズルを流量計の上
流側に設ける事に起因する流体の膨張、温度、圧
力の変化、更には擾乱現象等の不都合を流量計側
に与えることがないようにした流量計の試験検定
装置を提供するにある。

更に、本考案の他の特徴とするところは、流量
計及び音速ノズルを配設した流路を開放型或は循
環ループ型のいずれにも自由に選択構成できるよ
うにした変化に富んだ流量計の試験検定装置を提
供するにある。

更に又、本考案の他の特徴とするところは、流
量計にはサーボ機構を附設し、その流量計の入口
側圧力と出口側圧力との差を補償して音速ノズル
による流量検定をより高精度に、安定的にできる
ようにした流量計の試験検定装置を提供するにあ
る。

尚、本考案の他の特徴とするところは、被検定
流量計に対し接続される音速ノズルを複数個を以
つて並設し、比較的広い流量範囲で、多段の流量
検定が可能な流量計の試験検定装置を提供するに
ある。

以下に本考案の実施例を詳述する。

各図において１は空気その他適宜の気体を移送
できる流路で、第１図及び第２図の如く開放型と
して用いる場合と第３図の如く閉鎖循環型として
用いる場合とがある。２は上流側に設けられる各
種型式の流量計、３は下流側に設けられる音速ノ
ズルを夫々示し、しかも流量計２を検定校正した
い場合は音速ノズル３を基準音速ノズルとして用
い反対に音速ノズル３を検定校正したい場合は流
量計２を基準流量計として接続することにより校
正をできるようにしてある。

しかして、第１図に示す実施例について説明す
る。第１図に示す実施例は大気またはその他の気
体をコンプレツサー５により加圧しダストとかミ
スト等を除去するための適当なフイルター４を介
して、必要な圧力に保ち得るストレージタンク６
内に充填し、バルブ７を操作することによつて下
流側に配設した被試験流量計または基準流量計２
を通して末端の基準音速ノズルまたは被試験音速
ノズル３より音速状態で大気中に流体を流すもの
であつて、被試験体は流量計２でも音速ノズル３
でもよく、その場合、基準体はあらかじめ他の方
法で検定された音速ノズル３であり又流量計２で
あることは勿論である。

次に第２図について説明する。真空ポンプ８が
最下流位置に設けられており、該真空ポンプ８の
働きにより大気側に開口した流路１の一端部に配
設されたフイルター４を介して大気を吸引し順次
と配設される被試験流量計又は基準流量計２及び
基準音速ノズル又は被害試験音速ノズル３を通し
てタンク６ａに貯溜させた被害試験体を検定校正
できるものである。尚、真空ポンプ８の吸引能力
が十分である場合には、タンク６を設ける必要は
ないことは言うまでもない。この場合も音速ノズ
ル３では臨界圧以上の音速を以つて気体が流れて
いることは勿論である。

以上の二実施例はいずれも流路１の流入口ある
いは流出口を大気開放型に構成したものである
が、第３図に示す実施例は流路１をループ状のい
わゆる循環閉塞型に構成した基本例を示すもの
で、循環構成の流路１の流体の流れ方向（図の矢
印）に対し上流側に被試験流量計又は基準流量計
２を、又下流側に基準音速ノズル又は被試験音速
ノズル３を連設し、流路１の所望箇所に加圧ポン
プ又は送風機５等を介装させ音速ノズル３に必要
な臨界圧を得られるようにしてあるもので、必要
に応じてその他のタンク、フイルター等前述の実
施例に示す付加手段を介装する事は勿論である。
尚、この様に、ループ状の循環閉塞型にてライン
を構成することによりライン内圧をいわゆる圧力
値となし得、例えば、高圧下における流量計の試
験検定装置を提供することも可能である。

以上、本考案に係る流量計の試験検定装置の基
本的な形態の三例を示したが、上述の実施例に限
定されるものではなく、基本的な被試験流量計又
は基準流量計２が、基準音速ノズル又は被試験音
速ノズル３より流路の上流側に配設してある構成
であれば差し支えない。

次に被試験流量計又は基準流量計２がサーボ型
構成を具備している実施例について第４図に従つ
て説明する。

流量計２の出口側及び入口側より導出させた導
管９，１０を隔膜１１を具備した差圧検出器１２
の対抗室１３，１４と連結し、流量計２の出口側
と入口側との流体の差圧変動を差圧検出器１２の
差動トランス１５により検出すると共に該差動ト
ランス１５の出力を増幅器１６で増幅してサーボ
モータ１７に入力し、所望の変速機構１８を経て
磁気接手１９より変速機構２０を介して流量計２
の２つの回転子２１，２２に連動しているパイロ
ツト歯車を駆動せしめ流量計２の出口側と入口側
との流体の差圧を零になるように流量計２の回転
子２１を外部から駆動するようにしたもので、該
流量計２の出力は、他方の回転子２２より所望の
磁気接手２３を経てデジタル量又はアナログ量と
して検出できる。尚、流量計２の下流側に設けた
音速ノズル３からは気体を音速を以つて通過させ
ることは勿論である。しかして、本実施例によれ
ば、流量計２の出口側と入口側との流体の差圧が
零を保持して計測できるので、流量計２内を流れ
る流体をより高精度、安定に検定試験を有効に行
わせ得る利点を有する。尚、磁気接手２３よりの
出力信号はアナログ又はデジタル信号として外部
に取り出すことができる。

第５図は基準音速ノズル３を複数並設した構成
を示し、円筒状筐体２４に設けた隔壁２５に７個
の音速ノズル３₁，３₂，……，３₇を配置しこれ
ら音速ノズル３₁，３₂，……，３₇の気体吐出側
にはそれぞれ遮蔽板２６が付設してある。遮蔽板
２６は電気的又は機械的あるいはその他の駆動手
段を用いてピストンにより前後動でき、これによ
り音速ノズル３₁，３₂，……３₇を選択的に開放
又は遮蔽できるようにして各音速ノズル３₁，３
_２，……，３₇の気体流入側に通ずる流路内の気体
通過量、即ち流量を加減調節できるようにしてあ
る。即ち、流路の流量値を例えば、0.05，0.10，
0.20，0.40，0.80，1.60，3.20（ｌ／ｓ）に設定す
るような場合、これら多数の音速ノズル３₁，３
_２，……３₇のいずれか又はこれらを選択的に組み
合わせることにより、音速ノズルの上流側に配設
される被試験流量計２に対して多数の検定流量値
を設定することが可能である。

次に、第６図に、流路１の流量計２と音速ノズ
ルの配列を前後に異ならせた場合の試験結果を示
す。第６図においてａは本考案に係る配列、即
ち、上流側に被試験流量計を、下流側に音速ノズ
ルを配設した場合の指示流量値の時間経過特性を
示しており、流量の指示は時間の経過に対して安
定していることが分かる。これに対し、ｂは上流
側に音速ノズルを、下流側に被試験流量計を配設
した場合の特性を示しており、流量の指示は時間
の経過に対して不安定であることが分かる。これ
は被試験流量計に音速ノズルによつて放出された
高速状態の流体が加えられ、温度変化、圧力変化
等の複雑な要因によつて流体の流れ状態が著しく
変化し、擾乱等の影響を受ける結果、その影響分
だけａに比し、流量の指示が異なり、特性が不安
定となる。

従つて、上流側に音速ノズルを配設することは
好ましくなく、被試験流量計の下流側に音速ノズ
ルを配設することが適正であることが理解でき
る。

本考案によれば基準流量計又は基準音速ノズル
をあらかじめ検定しておき、かかる検定済みの基
準流量計又は基準音速ノズルを用い、被試験体、
即ち、音速ノズル又は流量計を開放型又は循環型
の流路において上流側に被試験流量計を、下流側
に音速ノズルを配設して所望の気体を音速状態で
流すことにより流量計又は音速ノズルを検定試験
できると共に音速ノズルは、例えばこれを流量の
異なる多数の音速ノズルを配設して被試験流量計
の検定流量値に応じた必要な音速ノズルを選択的
に組み合わせることによつて簡易に、しかも安定
した検定をすることができ、さらに校正に要する
時間の短縮ができる等の効果を有する。

さらに、本考案によれば校正手段が簡単であ
り、音速ノズルに対し被試験流量計が必ず上流側
に設けられているので、気体の擾乱等の不都合が
なく、校正精度の向上に役立つ。さらに、被試験
流量計にサーボ機構を付設したので、オーバル流
量計のような非円形回転子が内蔵されている容積
形流量計において、流量に脈動が伴う場合でも、
被試験流量計の差圧を補償する。したがつて、被
試験流量計はいかなる種類のものでも検定できる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案に係る流量計の試
験検定装置の３実施例を示す構成図、第４図は流
量計にサーボ型構成を用いた場合の要部の説明
図、第５図は流量値が異なる多数の基準音速ノズ
ルを配設した円筒状筐体を示すもので、ａはｂの
(イ)−(イ)線縦断正面図、ｂは同上の断面図、第６図
ａは本考案に係る流量計の下流側に音速ノズルを
配列した場合の流量計よりのアナログ信号による
指示流量値の時間経過状態グラフを、ｂは音速ノ
ズルの下流側に流量計を配列した場合の流量計よ
りのアナログ信号による指示流量値の時間経過グ
ラフをそれぞれ示す。尚、図中、記号P₁は音速
ノズル上流側の圧力値を示し、P₂は下流側の圧
力値を示す。１……流路、２……流量計、３……音速ノズ
ル、５……コンプレツサーあるいは送風機、６…
…タンク、８……真空ポンプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

気体が流れる流路に被試験流量計を配設し、該
被試験流量計の下流側に流量が異なる音速ノズル
を整数個配設し、該音速ノズルの吐出側を個々に
開閉する機構を設け、前記被試験流量計の流入口
と流出口の圧力を検出して該流入口と流出口との
圧力差を補償するサーボ機構を設け、前記整数個
の音速ノズルを選択して異なる流量に対して被試
験流量計を検定できるようにしたことを特徴とす
る流量計の試験検定装置。