JPH06174534A - ピストンプルーバ - Google Patents

ピストンプルーバ

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JPH06174534A
JPH06174534A JP4351244A JP35124492A JPH06174534A JP H06174534 A JPH06174534 A JP H06174534A JP 4351244 A JP4351244 A JP 4351244A JP 35124492 A JP35124492 A JP 35124492A JP H06174534 A JPH06174534 A JP H06174534A
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume

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  • Fluid Mechanics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 極微小の試験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。 【構成】 ピストンプルーバを大シリンダ4と小シリン
ダ5とを同軸に接続して構成し、大シリンダ4内のピス
トン6と一体なピストンロッド7を小シリンダ5内に挿
通する。試験流量範囲は、ピストン6を駆動する駆動油
の切換弁3の容量及びピストン6とピストンロッド7の
面積比の積で定められるが、切換弁3は大シリンダ4の
流量で定められるので、特別な微小流用弁を必要とせ
ず、切換えられる。試験流量は、流量計2の流量を一定
に制御することにより、一定に保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、流量計精度を検査するピストン
プルーバに関し、より詳細には、極めて広い流量範囲の
流量計検査を可能とするピストンプルーバに関する。
【0002】
【従来技術】流量計を検定するための検定装置は、新規
に製作された場合、および、使用中の流量計が、温度、
圧力等の外部要因又は可動部摩耗等の内部要因などによ
る特性の変化に対して流量計を信頼できる精度で使用す
るために、定期的に、または任意に試験して特性を求め
ること、いわゆる特性試験を行うためのものである。こ
の特性試験は、大別すると固定試験装置に被試験流量計
を介装して試験を行なうキャリブレータと、流量計を流
体システム内に介装して任意に試験を行なうピストンプ
ルーバ方式の流量計試験装置により行われる。ピストン
プルーバ方式は前記の如く流量計の特性試験をオンライ
ンで行なうことができ、必要に応じて任意の特性試験を
行なうことができるので特に配管影響を受け易い推測形
の流量計、例えばタービンメータの試験に多く使用され
ている。ピストンプルーバは、断面一定な管体内をピス
トンとか球体等の移動体が流体と共に移動し、該移動体
が所定区間を移動することにより排出する流体を基準体
積とする装置であり、プルーバ方式による流量計の特性
試験は、ピストンプルーバに規定された基準体積の流体
が流通するときの流量計の読み、すなわち流量計から発
信される流量パルスの数を検知することにより単位体積
当りに発信される流量パルスの数(流量係数)いわゆる
Kファクタを算出するものである。また、必要により複
数の観測流量において得られた流量係数に基づいて、連
続した流量特性曲線が求められる。
【0003】上述のキャリブレータおよびピストンプル
ーバは、主として大形の流量計の特性試験用として利用
されているが、小形の流量計の試験を行う場合は、主と
してピストンを有するピストンプルーバが使用されてい
る。しかし、流量計の精度が向上し、極微小流量が測定
可能となったり、バイオ技術や医薬計測等において極微
量の流量計測が要求されるようになり、これに伴って、
広範囲の流量を検定可能なプルーバが必要となってい
る。
【0004】しかし、従来の極微小流量計の試験では、
極微小流量を高精度に開閉する弁手段はなく、このため
極微小流量計用のピストンプルーバもなかった。従来、
被試験流量計に極微小流量を流すために、例えば、被試
験流量計の下流側に注射針を接続し、被検流量計で計測
された試験液をメスシリンダ等に流して、試験液が所定
時間内に収容される体積または重量から流量を求めてい
た。このため、試験流量を設定する方法として、注射針
の内径を選んでいた。このような方法では、注射針の内
径の加工精度に限界があり、しかも必要な小口径の注射
針が入手できず、また選定された注射針によっては、測
定流体は表面張力により液滴となり、連続した流れは得
られず、不連続な流れとなった。また、メスシリンダ等
によっては、正確な液体体積が求められないので、該液
滴を容器に収容し、これを秤で計測していた。この結
果、従来の方法では一定流れは得られず、更に容器内に
収容された液体は蒸発して、計測した液体体積や重量が
変化し、高精度の試験はできなかった。
【0005】
【目的】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたもの
で、連続した一定流量の試験液を高精度で流すことが可
能で、しかも広い流量範囲の試験流量が得られるピスト
ンプルーバを提供することを目的とするものである。
【0006】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
内径一様な小シリンダと、該小シリンダの一方の端面に
同軸に接続され、該小シリンダより大径な大シリンダ
と、該大シリンダ内に液密に移動可能に嵌挿されたピス
トンと、前記小シリンダに液密に嵌挿され前記ピストン
に一端が固着されたピストンロッドと、前記ピストンの
移動を検知するセンサと、前記ピストンおよびピストン
ロッドを駆動するために、前記ピストンで区画された前
記小シリンダとの非接合側の大シリンダ内に駆動油を一
定流量で圧送する油圧手段を有し、該油圧手段により駆
動されたピストン及びロッドが前記大シリンダの所定区
間において、大シリンダの非駆動油側及び又は小シリン
ダが排出する試験液体の体積と被検流量計の計測流量と
を比較すること、更には、(2)前記(1)において、
前記駆動油を収容した密閉な駆動油タンクと、該駆動油
タンクと大シリンダとの間に配設され測定流量に応じて
切換可能な弁手段と、前記大シリンダの試験液側と小シ
リンダ側とに各々切換弁を有し、切換可能に被検流量計
と接続される試験ラインと、該試験ラインの前記切換弁
の上流側に切換可能に接続されたバイパスラインと、該
バイパスラインと前記試験ラインとの他端が開口し、試
験液を収容した密閉な試験液タンクとからなり、前記被
検流量計の検査時は前記バイパスラインを閉止し、駆動
油タンクの圧力が試験液タンクの圧力よりも高くし、非
検査時に前記試験ラインの切換弁を閉止してバイパスラ
インを開路し、試験液タンクの圧力が駆動油タンクの圧
力よりも高くなるように制御して、試験液を前記大シリ
ンダおよび小シリンダに戻すことを繰返し、被験流量計
を検査することを特徴とするものである。以下、本発明
の実施例に基づいて説明する。
【0007】図1は、本発明におけるピストンプルーバ
を説明するためのブロック図で、図中、1は駆動油タン
ク、2は流量計、3,11,12,13,14,16,
17,18は開閉弁、4は大シリンダ、5は小シリン
ダ、6はピストン、7はピストンロッド、8,9は位置
センサ、10はスケール、15は被検流量計、16は変
換器、19は試験液タンク、20はインタフェース、2
1は流量演算表示装置である。
【0008】図において、駆動油タンク1は駆動油、例
えば灯油を収容した密閉タンクで、灯油は流量計2と、
流量に応じて切換えられる切換弁3a,3b,3cを並
列に接続した開閉弁3を介して大シリンダ4に連通して
いる。また、大シリンダ4は、大シリンダ4よりも小径
の小シリンダ5と同軸に接続されている。大シリンダ4
内には、外周面がシール材6aでシールされたピストン
6が移動可能に嵌挿され、ピストン6にはピストンロッ
ド7が固着されている。ピストンロッド7はシール部材
5aでシールされ、小シリンダ5内に嵌挿されている。
また、大シリンダ4の外周壁には、所定距離を隔てて位
置センサ8,9が配設され、ピストン6の移動を検知す
る。また、必要に応じてピストン6の移動を検知するス
ケール10が大シリンダ4に配設されている。
【0009】ピストン6で区画された大シリンダ4内の
小シリンダ5側の室4aおよび小シリンダ5内には試験
液(例えば、ガソリン)が収容され、大シリンダ4aの
試験液は配管22a、小シリンダ5の試験液は配管22
bを介して流れ、流れは開閉弁11,12で切換えられ
る。該配管22a,22bは合流して試験ライン22と
なり、試験液を密閉収容した試験液タンク19に連通す
る。該試験ライン22には、開閉弁13,14が配設さ
れ、該開閉弁13,14の間に被試験流量計15が接続
される。図1においては、複数の被試験流量計15が直
列に接続されている。これらの被試験流量計には、No.
1,No.2…No.8等の変換器16が各々接続され、こ
れらの変換器16からの流量信号は、インタフェース
(I/O)19を介して流量演算表示装置20に接続さ
れる。
【0010】試験液タンク19には、試験ライン22の
他にバイパスライン23が接続され、該バイパスライン
23は23a,23bに分流され、分流管23aは開閉
弁12の上流側で配管22aと接続され、分流管23b
は開閉弁11の上流側で配管22bと接続される。ま
た、該試験液タンク19には、開閉弁18を介して高圧
の空気源に接続される。当然ながら、試験時は駆動油タ
ンク1内の圧力は試験液タンク19内の圧力よりも高く
保たれている。
【0011】以上の如く構成された図1のブロック図の
動作説明を行う。ピストンプルーバは大シリンダ4と小
シリンダ5とからなり、ピストン6が位置センサ8,9
間移動したときの体積が基準となっており、開閉弁22
a,16及び17を閉止したとき、ピストン6の移動に
比例した試験液が配管22aから試験ライン22に流出
する。また、開閉弁22a,16及び17を閉止したと
き、小シリンダ5からは、小シリンダ5内にピストンロ
ッド7が挿入されたピストンロッド7の体積に比例した
試験液量、即ち、ピストン6の移動量に比例して配管2
2bから排出される。従って、大シリンダ4と小シリン
ダ5とからは、ピストン6の実面積とピストンロッド7
の断面積に比例した流量の試験液が流れる。
【0012】大シリンダ4のピストン6の小シリンダ5
との非接合側の室4bには、駆動油タンク1から高圧
(例えば、5Kg/cm2)の灯油が圧入される。灯油の流
量は流量計2で検出され、図示しない流量制御手段によ
り大シリンダ4に流入する流量に応じた切換弁3a〜3
cを選択して切換えられ一定流量に制御される。すなわ
ち、大シリンダ4内には、切換弁3a〜3cの容量に応
じた比率の流量比で灯油が流れる。
【0013】小シリンダ5及び大シリンダ4aに収容さ
れた試験液は、試験流量を得るために、開閉弁11又は
12で切換えられてピストン6の移動に比例して流れる
試験液により被試験流量計15で計測され、試験液は試
験液タンク17に流れる。このとき、バイパスラインの
開閉弁16,17の試験シリンダ側の何れかは閉止さ
れ、非試験シリンダ側は開弁されている。即ち、大流量
で試験する場合は、駆動油タンクでは開閉弁3を流量に
対応する容量を選択し、開閉弁V11閉,V12開,バイパ
スライン側の開閉弁V16開,V17閉とし、対流量で試験
する場合は、開閉弁V11閉,V12開,バイパスライン側
の開閉弁V16開,V17閉とする。被試験流量計15の変
換器16からは流量信号が発信され、(I/O)19を
介して流量演算表示装置20に入力し、流量計器差等の
流量計精度が演算表示される。
【0014】試験が完了した時点では、大シリンダ4及
び小シリンダ5内の試験液は、最低体積になっているの
で、次回試験のため、初期状態に補充しなければならな
い。このため、駆動油タンク1の圧力を大気開放し、開
閉弁11,12を閉弁し、開閉弁16,17,18を開
弁する。このとき、試験タンク19の圧力は上昇してい
るので、試験液はバイパスライン23a,23bから配
管22a,22bを通って大シリンダ4および小シリン
ダ5に戻される。以上、説明したように、開閉弁11,
12,16,17を切換え、試験時には駆動油タンク1
の圧力を高圧とし、非試験時は大気開放して駆動油タン
ク1と試験液タンク17の圧力の圧力比を変更すること
により、試験液を循環させ、爆発する等の危険な試験液
でも大気開放されることなく、安全に繰返えし試験を行
うことができる。以上の説明では、流量計2を一定に制
御することで一定試験流量を得たが、ピストン9に接続
されたスケール10を一定速度で駆動するように制御し
てもよい。
【0015】図2(a),(b)は、本発明に係る流量
試験範囲の一例を説明するための図で、(a)図は駆動
油の返換弁3a,3b,3cに対応する試験流量範囲、
(b)図は大シリンダ4のピストンロッド7外径と小シ
リンダ5の内径との比を10としたときの試験流量範囲
を示す図である。
【0016】試験においては、切換弁3a,3b,3c
を介して大シリンダ4に灯油を圧送する。このときの流
量は、切換弁3a,3b,3cの容量により制限され、
この場合の流量範囲は各々4倍,5倍,5倍で組合せに
より100倍に定められている。大シリンダ4の断面積
は一定であるから、ピストン6は切換弁3a〜3cの容
量に応じ一一定速度で(図では左方)移動する。このと
きのピストン6は、同時にピストンロッド7も駆動す
る。もし、ピストン外径を10d,ピストンロッド外径
をdとすると、大ピストン4と小ピストン5との流量比
は100倍となる。従って、切換弁3と大ピストン4又
は小ピストン5とを切換えて組合せることにより、10
4倍の試験流量範囲が得られる。しかも、試験流量切換
えは大シリンダ4の大流量側で行われるので、切換弁3
に特別のものを使用する必要がない。
【0017】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、試験流量は大シリンダ4の一定区間で移動するピス
トン6と、該ピストンと一体なピストンロッド7の面積
比で定められる。また、ピストン6の駆動は切換弁3の
切換えにより切換えられる切換弁3の容量により定めら
れるので、試験流量は前記面積比と切換弁3の容量比の
積で定められる広範囲で行われる。しかも、これらの切
換の選択は、大シリンダ側で行われるので、極微小域で
試験する場合でも、特別の切換弁を必要としない。ま
た、試験液タンク19側は閉止され、駆動油タンク1側
の圧力のみを変化させることにより試験液を循環し、使
用するので、試験液は外気に洩れることがなく、試験液
が危険な場合でも安全に試験ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明におけるピストンプルーバを説明する
ためのブロック図である。
【図2】 本発明に係る流量試験範囲の一例を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1…駆動油タンク、2…流量計、3,11,12,1
3,14,16,17,18…開閉弁、4…大シリン
ダ、5…小シリンダ、6…ピストン、7…ピストンロッ
ド、8,9…位置センサ、10…スケール、15…被検
流量計、16…変換器、19…試験液タンク、20…イ
ンタフェース、21…流量演算表示装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内径一様な小シリンダと、該小シリンダ
    の一方の端面に同軸に接続され、該小シリンダより大径
    な大シリンダと、該大シリンダ内に液密に移動可能に嵌
    挿されたピストンと、前記小シリンダに液密に嵌挿され
    前記ピストンに一端が固着されたピストンロッドと、前
    記ピストンの移動を検知するセンサと、前記ピストンお
    よびピストンロッドを駆動するために、前記ピストンで
    区画された前記小シリンダとの非接合側の大シリンダ内
    に駆動油を一定流量で圧送する油圧手段を有し、該油圧
    手段により駆動されたピストン及びロッドが前記大シリ
    ンダの所定区間において、大シリンダの非駆動油側及び
    又は小シリンダが排出する試験液体の体積と被検流量計
    の計測流量とを比較することを特徴とするピストンプル
    ーバ。
  2. 【請求項2】 前記駆動油を収容した密閉な駆動油タン
    クと、該駆動油タンクと大シリンダとの間に配設され測
    定流量に応じて切換可能な弁手段と、前記大シリンダの
    試験液側と小シリンダ側とに各々切換弁を有し、切換可
    能に被検流量計と接続される試験ラインと、該試験ライ
    ンの前記切換弁の上流側に切換可能に接続されたバイパ
    スラインと、該バイパスラインと前記試験ラインとの他
    端が開口し、試験液を収容した密閉な試験液タンクとか
    らなり、前記被検流量計の検査時は前記バイパスライン
    を閉止し、駆動油タンクの圧力が試験液タンクの圧力よ
    りも高くし、非検査時に前記試験ラインの切換弁を閉止
    してバイパスラインを開路し、試験液タンクの圧力が駆
    動油タンクの圧力よりも高くなるように制御して、試験
    液を前記大シリンダおよび小シリンダに戻すことを繰返
    し、被験流量計を検査することを特徴とする請求項1に
    記載のピストンプルーバ。
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