JPS5885128A - 液体の圧力を測定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 と接続している圧力作動測定ピストンを備えている液体
の圧力特に静圧あるいは準静圧測定方法および測定装置
に関する。

圧力を測定するためシリンダで案内される測定ピストン
を使用することが公知である。

しかしこの種の測定装置は、実際上余り重んぜられなか
った。なぜならば測定ピストンが精度の欠陥としてシリ
ンダに対して比較的大きい表面摩擦をもち、さらに漏洩
損失の結果余りにも限定されるかあるいは高い費用を払
って購入するしか使用できない（ドイツ連邦共和国特許
出願公告第４２０６１７４号明細書）。

しかし実際上液体の圧力、特に静圧および準静圧の著し
く精密な測定への大きい需要がたとえば石油生産物の貯
蔵基地の定置貯槽の中味の質量（°”重量″とも称され
る）の測定に対して存在している。たとえば風洞等のモ
デル試験の際の動圧のできるだけ正確な測定のような他
の応用例および同様な測定技術課題は、複雑さのなくか
つ最高精度の測定方法および圧力測定装置を要求する。

定置貯槽の石油生産物の量の重量測定による測定の代表
的応用例として選択される例では、量の測定はこれまで
おびただしい困難と関連とする。測定の困難のため、特
に容積を介する廻り道で、とりわけ石油の際の温度の影
響ならびに貯槽自体での機械的影響により、ならびに測
定値検出の際の読取りの不正確な結果、合計の誤差商は
、容積では±０．５％および質量では±１％の大きさの
程度である。

石油基地の例でのこのような偏差の結果を明らかにする
ため、このような測定値公差の額が、貨弊価値で表わす
と、単独のタンカー積載では総計約２５，０００，００
０円（ｓｏｏ，ｏｏｏ　ドイツマルク）に達し得ると云
われている。

スイス測定組織当局の部長、スイス技術専問学校理学士
Ｈ，　Ｌａｒｃｈの“定置貯槽の石油生産物の通常測定
方法″なる名称の報告を、チューリッヒの学術技術協会
出版の１９８０年第５号スイス工学者および建築家協会
法″スイス工学者および建築家”が含んでいる。

たとえば貯槽の液面または液柱の高さの検出による体積
測定が行なわれる。この場合問題となる定置貯槽とは、
たとえば垂直軸線をもつ鋼製円筒状容器を言い、との貯
槽は、通常石油基地において多量の石油生産物を貯蔵す
るため使用されているようなものである。このような貯
槽は、たとえば直径が５０ｍまで高さが２０ないし２５
ｍの寸法である。

このような貯槽では液面の高さは、たとえば屋根から重
錘を用いて重量をかけた巻き尺によって検出され、巻き
尺は、貯槽の底のいわゆる参照板と接触するまで垂らさ
れる。巻き尺の目盛で充填高さが読み出される。貯槽の
断面積とその充填高さの積から体積を計算する。

液体、貯槽自体も同様、無視できない熱膨張係数をもつ
ので、結果は、参照温度へ換算されねばならない。この
ため貯槽が充填高さを変動する液体圧力に応じて膨張さ
れ、したがってその断面積が異った高さにおいて各種に
変動することになる。

公知の測定方法で貯槽の中味の重量を検出したいならけ
、この重量は、体積および適当な密度から計算しなけれ
ばならない。その際密度の測定の精度が困難でありまた
問題があり、たとえはベンジンのような問題となる種類
の炭化水素液体が０．１％／にの大きさ程度の体積係数
をもつように考慮すべきであり、さらに貯槽の異なる温
度層も考慮されねばならない。

言われているように、大体において目下通常、したがっ
て公知の測定方法および測定装置で体積測定の際に±０
．５％の誤差商および質量測定の際±１％の誤差商が通
例として許容されかつ計算に入れられる。

同一の誤差の大きさ程度は、体積測定の際でもフローカ
ウンタで明らかになり、その誤差か摩耗により場合によ
ってはさらに大きい結果となる。

特にたとえば貯槽の部分量の出し入れの際２つの測定の
差が成る量の額になるとき、この６Ｉ１１定誤差の大き
さの程度は、悪い結果と々る。

秤をもつ浮力体の浮力測定によって液体の重量測定を検
出することが既に公知である。

この測定方法および対応する装置も問題とならない。フ
ロート屋根をもつ定置貯槽では考えることのできるよう
な浮力体を実施することは、困難でありまたフロー屋根
における開口に近接し難いため好ましくない。同じこと
が固定容器屋根による実施にとっても当てはまり、気体
流出を防止しまたは火災危険による高い危険に対して安
全にするため測定装置全体を耐爆性および気密に密閉し
なければならない。したがって既に貯槽の１労で別に設
置される測定容器で測定装置をとりつける逃げ道を選ん
だが、しかしそのためにも密封の問題は残った−１まで
ある（ｐ２７４７１１１．０）。

たとえば腐食の影響による浮力体の変動も排除できない
。

本発明の課題は、ピストンで案内されかつ負荷測定装置
と接続する圧力作動ピストンを備える液体の圧力、特に
静圧あるいは準静圧を測定する方法であって、この方法
の最高精度が複雑性と関連しないものを提供することに
ある。特に温度か秤量の精度へ影響をもたずまたその測
定装置は、位置に左右されず、貯槽から離れた位置の際
にも誤差なく測定値を指示すべきものである。

本課題の解決法は、初めに述へた種類の圧力測定方法で
はピストンがシリンダにおいて静液圧あるいは靜空圧潤
滑装置によって加圧供給される分離流体によって無接触
に案内されることによって解決される。

このように本発明により無接触に案内されるピストンで
はピストンとシリンダ゛とのｎηの壁摩擦が無視できる
ほど少さく、ン１ノンダにお・いて負荷測定装置によっ
て固定して保持される用１ｊ定ピストンでは特に少さい
。その際ピストン面へもっばら測定される圧力が働らき
、した力；って実際上行程の々い負荷測定装置としての
ロードセルに対してピストンを支持する際には、最高の
精度の結果が示される。

したがって本発明による測定装置は、従来の測定不確実
性および不可素性を／ｌ　ＩＹ完全に除去するのに適し
ている。特に液体の圧力測定の際には重量測定による量
測定の基本要因として温度の影響を省略し、したがって
無視している。

測定方法に対する支出か太してこと７５（ないので、こ
の成果は、比較的僅少な費用で達成できる。

さらにこの測定装置は、その位置に関して距離に無関係
である。なせならば直立する液柱で測定されかつその結
果測定導管において移動なく、したかつて抵抗および圧
力変動が発生できないからである。

その際本発明による機能にとって分離流体が測定される
液体の圧力より高い圧力をもつことが重要である。

本発明による圧力測定方法の応用における高い程度の融
通性は、分離流体として圧力を発生する液体を使用でき
ることならびにそれと異なり場合によっては適当な別の
液体、あるいはガス、なるべく空気をも同様使用できる
ことによって得られる。

圧力を発生する流体の使用では、分離流体として、シリ
ンダへ導入する前に流体の圧力を高く、することが必要
である。

さらに分離流体として液体も使用でき、この液体が測定
される液体よりも大きい比重をもち、測定される液体と
混合せずまたさらに可燃性および爆発危険のないもので
ある。例として分離流体として水を用いるペンゾール貯
槽の中味測定を挙げることができる。特にその際異なる
両流体の接触水平線が構成される分離容器を設ける場合
、測定される液体の量の差しか決定しないならば、それ
らの流体の比重の差を無視することができる。

分離流体に対する圧力の絶体値は、一連のパラメータに
関係し、したがって数字通りに決定されない。それでも
この分離流体は、シリンダの測定室すなわち、測定され
る圧力によって作動されるシリンダとピストンとの間の
空間を圧力損失に対して密封することおよびさらにシリ
ンダとピストンの両壁の接触を行なうことができ々いよ
うに両壁の間の間隙を潤滑剤層の形式にして維持するこ
との両機能をもっている。

その際分離流体の圧力値は、先づ流体の動粘性係数に左
右され、この係数がガスあるいは液体では極めて大きい
差異があり、さらに間隙の表面積１直および高さに関係
しならびに僅少量であるが装置の温度に関係する。

それ故に分離流体の圧力が測定される液体の圧力より高
くしなければならぬという教示は、測定液体に対する分
離機能およびピストン／シリンダの無接触状態を達成で
きるようにこの圧力が少なくとも高くしなけれはならぬ
ことを意味する。

極端に複雑でない方法操作および測定技術費用の際の本
発明で達成可能な最高精度の結果、本発明に就いて言え
ば定置貯槽好ましくけ大容量貯槽の石油生産物の量の重
量測定による測定への応用では特別な長所がある。

このためすなわちほぼ±１％の重量測定量の検出の際の
従来の誤差商は、少なくとも±０．１係へ少なくとも一
桁だけ低下される。なぜならば液柱の圧力を介する本発
明により行なわれる量測定では、前述のように温度の影
響の外体積を介する迂回での重量゛測定の際に発生する
たとえば水準測定の際の読取りの不正確さのような誤差
もなくなる。その上さらに高精密秤の分解能ｌｄすべて
他の測定方法に勝っている。

この方法の合理的構成では、測定される液体の圧力が直
接ピストンへ伝達されるように行なわれる。

この場合では、たとえば貯槽から測定ピストンまで導管
はこの液体によって充満されている。

場合、場合に、特に比較的長い導管案内の際、液体で充
満される測定導管網が安全理由から不都合とされるとき
、測定される液体の圧力がガス、好ましくは空気によっ
てピストンへ直接伝達されるという手段を使用すること
ができる。

この方法を実施する装置は、ピストンの外壁および（あ
るいは）シリンダの内壁において静液圧あるいは静空圧
潤滑作用を構成する複数のポケットが分離流体によって
設けられかつ流体供給装置へ接続されていることを特徴
とする。

この装置の長所は、もっばらその簡単な構成々らびに測
定ピストンの無接触案内のため測定結果の際の著しく高
い精度にある。測定ピストンがロードセルに対して支持
する結果これと共同で行程のない秤量装置となるから、
可能な摩擦影響は、ピストンまたはポケットを適当に実
施する際には分離流体の動力学的力によって無視可能に
小さくなり、実際上零と称される。したがってピストン
とシリンダとの間の各摩擦影響は、少なくとも測定可能
な値の範囲にある。

分離流体として液体を使用する際には別の構成において
／リングが供給装置の漏洩流逆流導管への接続部をもつ
分離流体用捕集槽として構成される底をもち、この底に
おいて支持部材を無接触に通過させる中央開口が設けら
れ、この支持部材で測定ピストンが測定値送信器に対し
て支持される。

定置貯槽、なるべく大容量貯槽の石油生産物の量の重量
測定による測定へ本発明の応用では、測定値送信器がコ
ンピュータへ接続されており、重量測定により貯槽中味
を計算するため測定ピストンの有効ピストン面積の値、
貯槽の有効断面積の積分のような別のパラメータが液体
の温度ならびに重力の影響を受けた貯槽の変動と共に計
算および補正するためこのコンピュータに伝達される。

結局その際場合によっては測定導管網を設けることがで
き、この網が複数の貯槽を含む石油基地と接続されてお
り、個々の貯槽を接続および遮断するため一群の切換機
構を備えている。

この装置は、複数の貯槽が本発明による測定装置へ交代
に接続することができる長所を生ずる。これは同一液体
材料をもつ貯槽では可能なるのみならず、また、本発明
により液体圧がガスによって間接的にピストンへ伝達さ
れるか、あるいはピストンへの液体圧力の直接伝達の際
には貯槽の交代の前に測定導管を空吹きする補助的装置
を設けているかぎり、異なる液体材料をもつ貯槽の際に
も同様可能である。

液体圧力、特に可燃性あるいは侵食性液体の測定では、
安全性の理由から監督官庁の側から測定される液体と測
定装置の系統において−１：た供給導管で含まれる分離
流体との間の気密分離を行なわねばならぬように強制的
に規定される。

したがって本発明の別の課題は、安全性を高めるためお
よび特に官庁の命令を満すため必要に応じて測定される
液体と測定装置の系統の分離流体との間の気密分離をも
たらし、このため測定精度を阻害しないようにすること
にある。

この追加課題部分の解決法は、始めに述べた種類の圧力
の測定方法では、液体および分離流体とが無接触に連動
することによって達成する。

このため液体と分離流体との間の気密分離を極めて有利
に達成でき、測定精度が妨げられない。このため本発明
による測定方法の応用は、比較的高い危険階級の液体の
際にも可能とされる。

その際構成によっては連動が可撓性分離部材を介して行
なわれるように設ける。

この場合正確な機能にとって分離流体の圧力が液体に適
合され、したがって分離流体において力の平衡が行なわ
れることが重要かつ有利である。

安全測定方法を実施する装置は、その中に設けられる可
撓性分離部材を有する分離室を含み、この部材の第２側
が分離流体と連動し、またこの部材が力の平衡の際に中
立位置に保持され、中立位置の監視に対して指示装置が
設けられており、この指示装置は、分離流体圧の制御装
置が分離部材の位置の変動に分離流体の圧力の変動によ
って対抗するようにこの制御装置と連動する。

安全測定方法に対する装置の別の構成は、特許請求の範
囲第１６項ないし第１９項の特徴にしたがって設けられ
ている。

以下添附図面の実施例を参照して諸長所をもつ本発明の
詳細な説明する。

第１図による装置は、貯槽充填物、たとえは鉱油生産物
を有する貯槽１を示しており、貯槽１内の生産物の充填
高さＨ，か本発明による圧力測定装置５で測定できる。

貯槽１では、実施例に限定すれば、鋼製円筒状構造形式
のいわゆる地上定置貯槽が重要であり、また推定直径５
０ｍおよびその円筒体の高さ２５ｍを備えている。

この貯槽の容積は、鉱油約５０，０００トンを収容でき
る大きさである。貯槽の中味を部分的に出し入れするた
めに、貯槽１は、たとえば地下の供給導管網へ接続され
ており、概略図ではそれらの導管のうち阻止機構５をも
つ主導管４の分岐導管しか示されていない。導管４は、
４００咽の公称直径を備えている。この主導管へ公称直
径１０ｍｍの測定導管６を接続し、導管６は、フィルタ
７を介して本発明による測定装置３の／リンダ８へ直接
上で接続されている。測定装置３は、場合によっては床
下の図示されない測定室で貯槽底９の水準の下の定置床
の下に設けられている。外側壁において複数のポケット
１１が設けられている６Ａ１［定ピストン１０がシリン
ダ８内にあり、それらのポケットは、複数の管路１３［
よって静液圧流体に用いる供給装置１２へ接続されてい
る。分離流体とも称される静液圧流体として本例では貯
槽１の鉱油が使用されている。供給装置１２は、分岐導
管１４で貯槽１の導管４へ適宜接続されている。この供
給装置がその外にポンプ１５、フィルタ１６および高圧
導管１７を含み、この高圧導管は、管路１３を介してピ
ストン１０とシリンダ壁との間にあるポケット１１へ分
離流体として使用されかつ高圧に加圧された鉱油を押し
込む。漏洩油は、シリンダ８の壁の管路１８を介してシ
リンダ底９まで導出され、このためシリンダ底が捕集ポ
ケット２０をもっている。逆流する分離流体は漏洩油帰
還導管２１を経てポンプ２２および逆止め弁２４を有す
る導管２３でポンプ帰還される。供給装置１２から加圧
してピストン１０のポケット１１へ導入される分離流体
の作用を受けて、その際この流体が本実施例では測定さ
れる鉱油から取り出されるのであるが、ピストン１０は
、シリンダ８のケーシングと接触しないでパ浮遊′″し
、したがって休止状□態では実際上すべての外力の影響
を受けず、あるいは換言すれば、ピストン１０がシリン
ダ８内で無接触に、したがって摩擦せずすなわち非粘着
的に案内される。その際ピストンｉｏｎ、支持部材２５
を介して垂直下方向に測定値送信器２６に対して支持さ
れ、この送信器が装置３の架台２７で固定して設けられ
ている。さらに測定装置３を給体的垂直方向に調節する
ために架台２７には基礎３１の床３０で複数の調整可能
なねじ脚が設けられている。測定値検出および計算をす
るため必要な電子式機能単位体、しかも信号増巾器３３
と、入力単位体３４とが信号配線６２で測定値送信器２
６へ接続されており、上記入力単位体は、貯槽１の膨張
を発生させる外部影響としてたとえば温度および液圧の
ような誤差を補正スルハラメータ類を送信するためのも
のである。入力単位体６４に送られるすべての信号は、
この単位体から信号配線３５を介してコンピュータ３６
へ伝達され、このコンピュータが貯槽中味の重量測定補
正値を計算し、信号配線３７を介して指示単位体３８へ
この補正値を伝達する。この指示単位体は、公゛知のよ
うに評価とは別に印刷装置をもつが、しかし印刷装置は
、図面を複雑にしないために省略されている。

第１図で示される本発明による圧力測定装置３の機能は
、きわめて簡単である。導管４の部分およびそれから枝
分れしかつ直接測定装置３上へ置かれている測定導管６
を介してシリンダ蓋４０とピストン１０の上部側との間
の測定室３９は、貯槽１の直立する液柱Ｈ１の圧力によ
って直接負荷される。ピストン１０は、シリンダ８の底
１９の同心開口４２を介して無接触に案内される支持部
材２５によって測定値送信器２６へ上記負荷を伝達し、
送信器信号配線３２を介して信号増巾器３３へおよび入
力単位体３４を経てコンピュータ３６へ伝達するので、
結局液柱ＨＩ＋［（Ｎ　　（ＨＮ　＝タンク底９とピス
トン１０の上部側との間の高さの差）の重量が測定され
る。その際重量を測定するときには、液柱の温度により
制約される膨張あるいは収縮が影響しないことが測定結
果の品質にとって特に重要である。これを理解し易くす
るため、たとえば固体として見做すことにしよう。すな
わち高さ２０ｍのアルミニウム管は、重量２０　ｋｐを
もっている。この管は、温度の影響を受けて１０ｍｍだ
け膨張する。それにも拘わらず重量が正確に２゜ｋｐ　
　のま１である。この管が温度に影響されて１０ｍｍだ
け収縮する。それでも重量は正確に２゜ｋｐ　　である
。液柱の重量測定では理解できるように同一の状態が生
ずる。液柱は、変動する温度に影響されて体積が適宜変
動するかも知れないが、しかＩ−その重量は、温度の影
響に無関係に一定になっている。

それ故、第１図で示される装置で実施される本発明によ
る重量測定による測定方法にすると、貯槽中味のこれま
で通常の体積測定による測定および比重の測定による計
算では重大な欠陥となった最も除去の困難な温度の影響
が完全に除去される。特にその際考慮すべきことには、
このような大きさ程度の貯槽では異なる高さの層におい
て全く異った温度、したがって各種の温度状態に遭遇す
る点である。温度影響が原因とされるこれらの欠陥源は
、すべて本発明で回避される。

しかも本発明は、その機能から自然に生ずる別の長所が
ある。すなわち、実際上はぼ独占的な場合であるように
、２つの体積測定によって貯槽中味の出し入れによって
生ずる差額のみを測定すべき場合には、現状技術水準に
よる測定方法では測測定の誤差は、最も好条件の場合に
も加算される可能性があるだろう。本発明によるとこの
誤差が排除されている。

このため蟲実施例ではＨｌ−Ｈ２−△Ｈがら明らかとな
る放出量の測定を考乏て見よう。

測定ピストン１０の有効面積によって除算される有効面
積積分Ｆ　＝　ｉ　Ｄ２によって排出される液体量の重
量がトンで計算される。鉱油に内在する一次エネルギが
たとえば燃料として使用する際に重量へ拘束されるから
鉱油の取引ではもっばら重量が重要である。化学工業の
石油化学的２次加工をす、Ｂ７’ｃめ鉱油生産物の取引
でも同じことがあてはまる。

重量差ΔＧの測定の推定される例では第１図の本発明に
よる装置での放出の前Ｋｒｉ、柱Ｈ，が測定され、その
値ｕ−１％以下の誤差商で検出される。同じことが部分
排出の終りに残りの液柱Ｈ２の重量測定による測定によ
って同一精度で行なわれ、両方の差額から△Ｈが明らか
となる。したがって対応する重量差ΔＧがΔＧ＝△Ｈ，
Ｋから計算され、ここにＫが貯槽対測定ピストンの表面
積比誤差のない商である。

この例の教示するところは、本発明による方法および装
置にすると貯槽中味の差の計算は、複雑でなく、従来の
作業コストの何分の１かで、まためんどうでまた誤差を
含んでいる密度測定を省略するため、迅速かつ確実に行
なうことができ、商の誤差が現状技術水準の測定方法よ
りも少なくとも一桁小さい。

第２図の図面は、鉱油取引に対する大きい積替え基地で
は通常であるような貯槽４３が概略的に示されている。

タンカー４４から導管網４５を経て原油が貯槽４６へポ
ンプ送りされる。これらの貯槽は、測定導管４７によっ
て一群の切換機構４８を介して本発明による測定装置５
゜と接続され、この装置が測定室４９で取りつけられて
いる。適宜離れている切換および測定制御盤５１によっ
て測定導管４７は、切換機構４８によって接続および遮
断され、したがって個々の貯槽４６がそれぞれ測定導管
４７を介して１ｌｌｌｌ定装置５０と接続される。さら
にこの図示は、自然に理解でき、本発明に対する特に有
利な典型的応用例を示している。

第３図では、本発明による装置３およびこの装置で行な
うことができる測定方法が鉱油スタンドのサービス装置
によって示されている。大抵地下に設置される貯槽１は
、フィルタ５３および分与ポンプ５４を有する採油導管
５２を介して固定して設けられる測定貯槽５５と接続し
ている。この貯槽が適当な充填高さＨ３″！、で充填さ
れ、この高さでは分与ポンプの計数装置５６が零へ設定
される。タンク車両５８へ矢印５７によって示される分
与量の排出の後、したがってコック５９を閉鎖した後、
測定貯槽５５の水準Ｈ４が本発明による装置乙によって
検出され、かつ重量単位の採出量は、信号増巾器３３お
よび計算単位体３４から成る電子装置６０によって計算
され、したがって貯槽柱６１の計数装置５６に伝達され
る、所定の目標値では、補助装置８０が分与コック５９
の自動的閉鎖を行なうことができる。

本発明の測定装置３は、前に、説明したように、供給装
置１２によって測定され鉱油液体を採取する加圧した分
離流体でポンプ１５を介して供給され、逆流する漏洩液
体は、ポンプ２２によって帰還搬送される。

第５図による実施例では、約２０℃の室温下はぼ０．５
ないし１．５バールの大きさ程度の蒸気圧を発生するプ
ロパンブタン混合物が排出される鉱油液体としよう。こ
の蒸気圧は、貯槽１および測定貯槽５５の液面８０およ
び８１を負荷し、導管６１によって画然気室が互いに対
して平衡されている。測定結果への蒸気圧の影響を除去
するため測定装置３は、両側面閉鎖測定シリンダ６３を
備えており、測定ピストン１０が上部から液柱田または
Ｈ４によって蒸気圧を追加して作用されており、下部か
ら導管４４で同様に蒸気圧によって作用されている。こ
７のようにして蒸気圧の影響が零へ補償され、したがっ
て蒸気圧ならびに温度も同様それらの影響が本発明によ
り除去されるので、重量差Ｈ３−Ｈ４−へＨの所望測定
が誤差なく行なわれる。

本発明による分与柱は、その測定装置と共に従来秤量装
置で上に載せた測定貯槽では供給および排出機構の計算
不可能彦影響によって負わねばならなかった中味測定の
際の諸欠陥および大きい誤差を克服する。

本発明に就いて言えば測定貯槽５５が固定して設けられ
かつ本発明による測定装置６を備えることができ、その
ため１係以下の誤差の測定精度を達成できる。したがっ
て本発明の主要な課題が最適に解決される。

第３図で示される装置は、乗用車およびトラック燃料を
充填する充填スタンド装置としても考えられている。

さらにタンクの配置を計算に入れて水平になっている地
下タンクからの直接採取へも考慮されている。

この場合では本発明による秤量装置は、測定される液体
面の下に設けることができる。

かなり簡易化されかつしかもその機能が同様な本発明に
よる測定装置が第４図で示されている。その際同様にシ
リンダ８および測定ピストン１０から成る貯槽１の圧力
を測定する装置３は、前述の実施の態様に対する差異と
して静空圧分離流体で作用され、無接触にピストン１０
を案内するため潤滑剤としてガス、すなわち加圧供給さ
れる空気がピストン１０のポケット１１内にある。この
空気は、体積上送り出すピストン押入れ送風機で調整可
能量においてかつ調整可能圧力で大気から圧力導管６７
を介してこの装置へ導入される。シリンダ８０周壁の出
口ソケット６９と共働する測定ピストン１０の環状つり
あいポケット６８が設けられ、そのためポケット１１か
ら測定室の空間３９へ分離空気の溢流を防止させる。貯
槽１では測定管７０が設けられ、この管は屋根７１の下
部に密接してから下部に向って底９の方向に延びている
。この測定管７０は、小さい浸漬値７２になって終り、
この鐘が出口ソケット７３を備えている。測定管７０が
測定導管７４と接続しており、この導管は、同様に圧力
および量が調節できるピストン押入れ送風機７５へ接続
されている。さらに測定ピストン１０は、本発明による
と支持部材２５で測定値送信器２６に対して支持され、
この送信器の信号が信号配線６２を介して前述のように
入力増巾器３３ならびに入力単位体６４を経て誤差補償
する・シラメータを送信するためおよびコンピュータ３
６ならび出力増巾器６５を経て案内され、その後指示単
位体３８において測定および計算重量結果がテジタルに
指示される。

本発明による装置の機能は、以下の通りである。すなわ
ち送風機の始動によって引１１定ヒ゛ストン１０および
／リンダ８の接触は解消され、その結果測定ピストンが
無接触したがって摩擦なく案内されるっその後送風機７
５が始動され、送風機が測定導管７４および測定管７０
ならび浸漬値７２へ調節可能量にして調整可能圧で空気
を供給する。この空気は、出ロア３によって正確に画定
される水準７６に到るまで全装置を充填する、送風機７
５は、排除液柱の圧力より僅かに高くしなけれはならな
い圧力で調整され、−全供給体積で運転され、したがっ
て出口アロに対して単位時間当り僅かな小気泡が出るよ
うにし、それらの気泡は、浸漬鐘内の下部水準７６があ
らゆる一条件および充填高さの下に何分の１喘の精度で
正確に維持されるようにする。それらの小気泡の出るこ
とは、たとえば浸漬値で設けられるマイクロホンによっ
て決定することができる。

その際」り定導管で発生する圧力は、上部液体水準ＨＯ
と一定の下部測定水準Ｈ，ｕ　との間の液柱の圧力に正
確に等しく、この下部水準が参照液体面７６に等しい。

貯槽１の充填あるいは排出による貯槽１の上部液体水準
が変動する場合、重量変動は、第１図あるいは第５図の
実施例の機能説明で予じめ述べられたと同様ＶＣｉｌｌ
１１定技術的に検出される。第４図による装置では、上
記の実施に対する単なる差異として測定導管７４で液体
が通されないで、測定される液柱Ｈｏ　ｉたはＨｕ　の
圧力はガス、すなわち空気によって測定室３９へ、した
がってピストン１ｏの表面へ伝達され、したがってこの
装置が極端に簡単であり、測定導管が測定さする媒体で
充満する必要がないということが明らかである。

第５図による図面では、貯槽８１において液体、たとえ
ば軽油が貯蔵され、この軽油の静圧Ｐを測定しなければ
ならない。その圧力は、液体導管９８を経て金属ベロー
８２へ働らき、とのベローが分離室８５内に設けられて
おり、しかもこのベローがその上部開放端ｉｏｏで分離
室８５の蓋１０５に固定されているようになっており、
ベローの内部は、液体導管９８を介して貯槽８１の液体
８１′と直接接続されている。

したがって貯槽８１で貯蔵する液体８１′の静液圧の液
体圧ｐ、　　は、膨張可能な金属ベロー８２の内側へ働
らきかつ力に１　　で液体圧Ｐによってベローの内部断
面を負荷する。金属ベロー８２の膨張可能自由端が突入
している分離室８５は、測定導管８７を経て測定ピスト
ン８９と接続されておりまた分離流体で充填されている
。このため貯槽８１で貯蔵する液８１′の静液圧Ｐ１　
　け膨張可能金属ベロー８２を経て分離流体の圧力Ｐ２
　　によって測定導管８７を介して測定ピストン８９へ
伝達され、液体８１′および分離流体または液体８１′
および分離流体が接触しない。

その際この作動方法は、以下の通りである。

すなわち、分離流体または分離室８５の分離流体の圧力
Ｐ２　　は、金属ベロー８２の自由に膨張可能な下側へ
直接伝達され、外側断面の表面で力に２　　を発生する
。金属ベロー８２は、力の平衡、すなわちに１かに２に
等しくなると直ちに、中立層にある。

分離流体の装置は、液圧ポンプ９７を備えており、この
ポンプが測定シリンダ８９とシリンダ８８との間で成る
圧力を発生するので、摩擦のない静液圧分離および測定
ピストン８９と／リング８８との間の密封を確保する。

測定ピストン８９は、ロードセル９０で支持され、この
セルが信号配線９０″を経て秤量電子装置９０′と接続
されている。測定ピストン８９および貯槽８１の有効面
積ならびに誤差補旧に対する校正特性曲線を考慮して秤
量電子装置９０′において貯槽８１内にある貯蔵液体８
１′の質量が指示され、特に貯蔵および庫出しの際最高
精度で質駁差が示される。

金属ベロー８２のばね特性曲線から生ずる可能性のある
測定誤差を回避するため移動変換器８４、機関弁９２、
制御器９４によって膨張＝’Ｔ能金属ベローの密閉蓋８
２′の高さ位置が一定の水準で保持される。移動変換器
８４が差動変月−器として構成されており、この変圧器
は、中立位置から機械的に偏向する際に電気信号を発生
する。この位置に比例する信号は、信号配線９４′を介
して制御器９４に伝達され、この制御器が制御パルスへ
この制御信号を変換し、この制御パルスが制御命令とし
て制御配線９４″によって機関弁９２へ伝達され、した
がってこの弁を制御する。機関弁９２の制御によって逆
行導管９９を多少とも開放し、そのため測定導管８７に
おいて測定液体として働らく分離流体溢流の圧力Ｐ２　
　が制御され、しかも比Ｋｌ／に２−一定一１が常に維
持される意味において、貯槽８１の側で変動する液体圧
Ｐ１　　に関係がない。

液圧ポンプ９７の供給圧力は、測定ピストン８９とシリ
ンダ８８との間の間隙において分離流体か上に向って出
てぐるようにさせる。差動変圧器８４、機関弁９２およ
び制御器９４を含む制御回路によって測定ピストン８９
およびシリンダ８８の上部間隙を介して逃れかつ測定導
管８７に測定液体として供給される分離流体の量は、逆
行制御によって精密感度に制御され、そのため圧力Ｐ２
　　が制御され、したがって金属ベロー８２の密閉板８
２′の高さ位置が中立位置において一定となるように達
成される。

主要弁９１の閉鎖することによって溢流容器９５の助け
をかりて貯槽秤量装置の中立点位置は、正確に点検され
および（あるいは）調節される。安全性を高めるため（
で、分離流体の容器９６は、フロート開閉器９８を備え
ている。貯槽９乙の分離流体の許容できない上昇の際に
フロート開閉器９８を介して主要弁９１および連続弁９
３を閉鎖するので、この装置は、補助的に金属ベロー８
２に対し貯槽８１から完全確実に隔壁によって分割され
ている。

分離室８５を排気するために逃し弁８６が使用される。

逆流弁９６が貯槽秤量装置を遮断する際に閉鎖されるの
で、機関弁９２は、調整位置においてとどまることがで
きる。

第６図が分離室８５を示し、この室内では上部開放端１
００をもつ金属ベローは、分離室８５の蓋１０５と結合
されている。ベローノ内部ハ、液体導管９８を介して貯
槽８６の液体８１′と直接線している。金属ベロー８２
は、その下部自由端において半径方向突出部を有する密
閉板８２′によって閉鎖されている。この密閉板８２′
の半径方向突出部は、安全停止部８３および８３′の間
の行程を限定するため用いられる。密閉板８２′におい
て移動変換器として設けられる差動変圧器８４の誘導コ
ア８１′が固定されている。

公知のように３つの巻線から成るコイル装置８４″は、
分離室８５の底板１１５で固定されている。測定導管８
７の内部において少なくとも所々に設置されてコイル装
置８４″から信号配線９４′が制御器９４まで通ってい
る、分離室８５の蓋１０５で逃し弁８６が設けられてい
る。

分離室８５および膨張可能金属ベロー８２の機能は、以
下のようであり。

すなわち密閉板において、この板ヘペローの内部で上か
ら下に向って働ら〈カＫｌ　　とこの板の外側で下から
上に向って対応して働らくカに２との間の力の平衡は、
方程式に、　＝　Ｋ２またはＫｌ／に２＝１−一定にし
たがって行なわれると前提しよう。

力に、　　は、金属ベロー８２の内側面積Ｆ１　　と貯
槽液体８１′の液圧ｐ、　　との積であり、力に２は、
金属ベロー８２の外側面積Ｆ２　　と測定導管８７にあ
る分離流体の流体圧Ｐ２　　との積である。

移動可能に懸架される金属ベロー８２の重量がそのばね
特性曲線によって中立位置において補償されるという仮
定の際、およびさらに仮定Ｆ。

＝ｌ”２のもとにＰ、　＝　Ｐ２である。

したがってその際分離部材として設けられる金属ベロー
８２によって互いに気密に分離される液体および分離流
体は、本発明（で基づく課題の最適解決方法において測
定精度を低下させずに無接触に連動している。

Ｐ、　　の変動かばね特性曲線で膨張可能な金属ベロー
の伸長および短縮を介して平衡Ｋｌ／に２＝１の補償不
能を起すことができないために、誤差のない測定機能の
前提として中立位置の正確な維持が保証されねばならな
い。これは、本発明によると、極端に平らな金属ベロー
８２のばね特性曲線と共働する極めて精密感度の位置／
圧力平衡制御作用によって測定範囲における金属ベロー
の中立位置を綿密正確に維持することＶＣよって、制御
装置８４６９２．９４，９４′、９４″を介して確保さ
れる。

第７図は、−組２０１の形式にした分離室８５゜８５’
、　８５″、　１３０　および１３０′　　の多重配置
を示している。

分離室８５．８５’、　８５”、　１３０および１３０
′は、それらの上部側においてそれぞれ液体導管９８．
９８′。

９８″、　２６０および２６０′へ接続されている。こ
れらの液体導管は、予じめ示した゛ように、所属する金
属ベロー８２の内部に開口している。分離室８５．８５
’、　８５”、　１３０および１３０′の各々の内部は
、一群の切換機構１０１．１０１’、　１０１″、　２
９０および２９０′　　を介し交代して測定導管と接続
する。

例として示したこの装置は、たとえば５つの異なる貯槽
からの圧力Ｐ！　を試験するため使用される。たとえば
液体導管９８に属する貯槽の内部の液体圧Ｐ、　　を試
験すべきとき、切換機構１０１を開放するのに、切換機
構１０１’、　１０１″。

２９０および２９０′は閉鎖したｉｔである。その際測
定装置へ接続される貯槽の液柱は、分離室８５を介して
前述した操作方法で測定導１８７の測定および分離流体
へ働らき、したがって測定装置において適宜指示されて
いる。別の液体導管９８′に対して所属する貯槽を測定
するため切換機構１０１を閉鎖し、し／ζがって切換機
構１０１′　を開放する一方、すべて他の切換機構は閉
鎖されたまま等である。

本発明による装置は、金属ベローの形式の分離部材の実
施例へ拘束されない。金属ベローの代りに適宜校正され
た精密感度のダイアフラムも移動変換器と連動して分離
室で設けることができる。

本発明について言えば測定される液体と分離流体との間
の密封分離の要求は、６１］］定装置の方式において最
適に解決され、このため測定精度が阻害されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の重ｒｌｒ　１ｌｌｌｌ定による貯槽中
味の測定装置を部分断面にした部分ブロック回路１ン１
、第２図は個々の液柱の静圧測定をする本発明の装置へ
測定導管網を介して接続される複数の貯槽をもつ鉱油貯
槽基地の概略図、第６図は貯槽中味を重量測定する本発
明（でよる装置をもつ鉱油生産物用分与石油ポンプの部
分断面にしだ部分的のブロック回路図、第４図は第１図
と同様であるが測定ピストンの静空圧ガス潤滑装置金も
つ本発明による装置の断面図、第５図は測定ピストンお
よび分離流体装置、分離室および制御装置をもつ液体の
圧力測定装置の機能概要のブロック回路図、第６図はそ
の中に設けられるダイアフラムおよび移動変換器をもつ
分離室の断面図、第７図は一群の切換機構をもつ一団＋
／Ｃ結合される複数分離室の装置の部分断面にしたブロ
ック回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　シリンダで案内されかつ負荷測定装置と接続して
   いる圧力作動測定ピストンを有する、液体の圧力特に静
   圧あるいは準静圧の測定方法において、シリンダのピス
   トンが静液圧あるいは静空圧潤滑作用の助けを借りて加
   圧案内される分離流体によって無接触に案内されている
   ことを特徴とする方法。 ２、　分離流体が測定される液体よりも高い圧力をもっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 ３　分離流体として圧力を発生する液体が使用され、ま
   たシリンダへ導入する前に圧力を高められることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項あるいは第２項に記載の方
   法。 ４　分離流体として液体を使用することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項あるいは第２項に記載の方法っ ５　分離流体としてガス、好ましくは空気が使用される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項あるいは第２項
   に記載の方法。 ６、　液体圧力がピストンへ直接伝達されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第５項の１つに記載
   の方法。 ７０体圧力がガス、好ましくは空気によって′ピストン
   へ直接伝達されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第５項の１つに記載の方法。 ａ　定置する貯槽、好ましくは大量貯蔵貯槽の石油生産
   物の量の重量測定による測定への方法を応用することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項の１つに
   記載の方法０９　液体および分離流体が無接触に連動す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   の１つに記載の方法。 １０　　連動が可撓性分離部材を介して行なわれること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １１８分離流体の圧力が液体の圧力に再調整され、した
   がって分離流体において力の平衡が行われることを特徴
   とする特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １２、垂直シリンダで案内される測定ピストンをもつ装
   置において、ピストン（１０）の外側壁および（あるい
   は）シリンダの内壁で静液圧あるいは靜空圧潤滑作用を
   構成する複数のポケットが分離流体によって設けられて
   おりまた流体供給装置（１２）へ接続されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１１項の１つ
   に記載の方法を実施する装置。 １３、　　シリンダ（８）が供給装置（１２）の漏洩流
   通流導管Ｃ２１，２２，２５，２４）　　への接続部を
   もつ分離流体用捕集槽（２０）として構成される底（１
   ９）をもち、底（１９）において支持部材（２５）を無
   接触に通過案内する中央開口（４２）が設けられ、測定
   ピストン（１０）が支持部材で測定値送信器（２６）に
   対して支持されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項に記載の装置。 １４　　測定値送信器（２６）がコンピュータ（６４゜
   ３６）−、接続されており、このコンピュータに重量測
   定の貯槽中味を計算するため測定ピストン（１０）のピ
   ストン有効面積の大きさのような別のパラメータと貯槽
   （１）の有効断面積の積とが計算しかつ補正するため液
   体の温度ならびｆ／（ｍ平衡力の影響を受けた変動と共
   に伝達されることを特徴とする特に特許請求の範囲第８
   項に記載する方法を実施する特許請求の範囲第１２項あ
   るいは第１３項に記載の装置。 １５　　分離室（８５）がその中に設けられる可撓性分
   離部拐を備え、この部材の第１側（１００）が測定され
   る液体（８１′）に対する供給部（９８）と、またこの
   部材の第２側が分離流体に対する供給部（８７）と接続
   されており、分離部材（８２）か分離流体および液体に
   よって発生される力の平衡状態の際に中立位置を占め、
   この位置を監視するため指示装置（８４，８４′、８４
   ″）が設けられており、指示装置が供給部（８７）の分
   離流体圧力を調整するため装置（９２，９４’）と連動
   し、したがってこの装置が分離部材（８２）の位置の変
   動に分離流体の圧力の変動を対抗させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ならび第８項ないし第１１項の
   １つに記載の方法を実施する装置。 １６、分離部材としてなるべく垂直軸線をもつ膨張式金
   属ベロー（８２）が設けられており、ベローの第１端（
   １００）によって分離室（８５）ノ蓋（１ＯＳ）で固定
   されており、金属べＯ−（８２）の内部が液体用の供給
   部（９８）と接続されている一方、その第２端（８２’
   ）が閉鎖されておりまた分離流体用供給部（８７）へ接
   続される分離室（８５）へ膨張可能に突入しまた電気移
   動変換器（８４，８４’、　８４“）　と接続し、変換
   器の位置比例信号が信号配線（９４’　）を介して制御
   器へ伝達され、制御器が金属ぺ０−（８２゜８２′）の
   位置にならって供給部（８７）の分離流体の圧力を制御
   し、したかってペローが中立位置にあるようにすること
   を特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の装置。 １７　　制御装置が制御部材として移動変換器（８４゜
   ８４′、８４″）を壕だ調整部材として機関弁（９２）
   ならひに制御器（９４）を含み、制御器の入力が信号配
   線（９４’）を介して移動変換器（８４，８４：８４″
   ）　　と捷た制御器の出力が制御配線（９４″）を介し
   て機関弁（９２）と接続されており、また機関弁（９２
   ）が供給部（８７）から枝分れする逆流導管（９９）で
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１５
   項あるいは第１６項に記載の装置。 １８　　金属へｏ　−（８２）の膨張可能端が半径方向
   突起を有する板（８２’）によって閉鎖されており、板
   の移動が垂直方向に停止部（８５，８３’）によって限
   定されていることを特徴とする特許請求の範囲第１５項
   ない１〜第１７項の１つに記載の装置。 １９、　　この装置が複数の貯槽を含む石油基地（４３
   ）へ接続されており、この基地が個々の貯槽を供給およ
   び遮断するため一群の切換機構（４８）を備えており、
   複数の分離室（ａｓ、　ａｓ’、ｓｓ″。 １３ｏ、　１３ｏ”）が−団（１０１）として設けられ
   かつ一群の切換機構（１０１，１０１’、　１０１″、
   　２９０．２９０”１によってそれぞれ個々に液体およ
   び分離流体（８７）用供給部（９８，９ａ′、　ｑ８”
   、　２６０．２６０’）と接続可能であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１２項ないし第１８項の１に記載
   の装置。