KR100275860B1 - Device for examining industrial meter - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for examining industrial meter is provided to measure error of flow rate displayed on a counter and to collect and analyze environmental data such as pressure and temperature. CONSTITUTION: A device includes a cylinder(1) comprising m*n of units and having both ends fixed between a front block and a rear block fixed on an upper part of one side of a main frame; a cylinder rod of the cylinder having one end penetrating the front block and inserted to the cylinder; and the other end fixed to a clamper; guide grooves formed on four corners of the clamper so that the clamper is moved by a guide rod connecting a pair of fixing plate installed to an upper part of the other side of the main frame with the front block; a servo motor(6) connected to a rear side of the clamper to move the clamper and connected with a control panel; sensors(11) attached on both of the ends of the cylinder and a turbine meter(8) to measure pressure and temperature so as to transmit to the control panel and control; and solenoid valves(12) installed to both sides of the cylinder and a driving flange(16) to supply actual gas supplied through an air service unit(13) to the turbine meter in regular direction.

Description

산업용 메타기 검정장치Industrial meta instrument inspection device

본 발명은 산업용 메타기 검정장치로서, 특히 도시가스에 사용하는 산업용 메타기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial meta instrument inspection apparatus, and in particular, to an industrial meta instrument used for city gas.

현재 사용중인 산업용 메타기는 터빈 메타기가 주종을 이루고 있는데, 터빈 메타기의 작동원리는 가스가 통과하면 관축의 중심에 있는 터빈을 돌리고 측정시 압력과 온도상태에서 회전수를 계산하여 가스량을 측정하고 카운터에 적산시키는 방식이다.Currently, the industrial meta machine is mainly used for the turbine meta machine.The principle of operation of the turbine meta machine is to operate the turbine in the center of the tube axis when gas passes, and to measure the amount of gas by calculating the number of revolutions under the pressure and temperature conditions and measuring the counter. It is a way to add up.

이러한 터빈 메타기는 등급에 따라 다르지만 대체로 G100 ∼ G1000 등급의 경우 시간당 160 ∼ 1600 Nm2 의 범위의 가스 유량이 발생하는데 통상적으로 이러한 범위에서의 검정장치로는 주로 벨형 검정장치를 사용하고 있다.These turbine metaphors vary by grade, but are generally between 160 and 1600 per hour for grades G100 to G1000. Nm 2 A gas flow rate in the range of is generated, and usually a bell type calibrator is used as the calibrator in this range.

벨형 검정장치는 15초동안 저장된 공기를 이용하여 직경이 3.5m이고 높이가 6m로서 기체 저장탱크시설과 3600리터의오일실 탱크로 구성되어 있다.The bell-type calibration device consists of a gas storage tank facility and a 3600 liter oil chamber tank with a diameter of 3.5m and a height of 6m, using air stored for 15 seconds.

이러한 검정장치의 문제점으로는 계량기의 전구간에 걸쳐 시행되는 검정이 수십회 걸쳐 이루어지므로 검정에 걸리는 시간이 매우 길게 소요되며, 부피와 공간을 많이 차지하게 된다. 또한 오일의 증발에 의한 검정장치 내부가 오일의 영향이 많고, 실제 가스를 이용하지 못하며 대기압에서 측정해야 함으로써 검정시 원하는 압력조건으로 측정이 어려워 검정에 대한 신뢰성이 낮아진다.The problem with this calibration device is that it takes a long time, and takes up a lot of volume and space because the calibration is carried out dozens of times across the entire meter of the meter. In addition, since the inside of the calibration device due to the evaporation of oil has a lot of influence of the oil, the actual gas is not used, and the measurement is performed at atmospheric pressure, it is difficult to measure at the desired pressure condition during the calibration, thereby lowering the reliability of the calibration.

그리고 실질적으로 막식 계량기 이외의 메타기는 가스조성에 따른 영향을 많이 받는다 이러한 경우 실제가스인 천연가스의 조성은 메탄을 포함한 탄화수소의 혼합물로 5 ∼ 8가지로 이루어져 있으며 순성분에 의하여 검정하는 단순계산을 하게 되면 실제기체를 사용할 때보다 2 ∼ 5%의 오차가 발생하므로 이는 도 1과 같이 계량기의 오차한계 ±2%를 실제로 벗어나고 있으므로 계량기 검정오차에 큰 영향으로 작용하고 있다.In practice, meta-groups other than membrane meters are affected by gas composition. In this case, natural gas, which is a real gas, is composed of 5 to 8 mixtures of hydrocarbons containing methane. This results in an error of 2 to 5% than when using a real gas, which actually deviates from the error limit of ± 2% of the meter as shown in FIG.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 피스톤식 검정장치를 사용하여 사전에 계산되어진 일정 체적의 가스를 터빈 메타기로 통과시켜 동시에 다수의 실린더를 작동시켜 시간과 공간의 제약을 받지않고, 카운터에 나타난 유량값의 오차를 측정하고 유량 통과시 압력 및 온도 등의 환경적 데이터를 수집 분석하고자 하는 목적을 가지고 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by using a piston type calibration device to pass a predetermined volume of gas to the turbine meter to operate a plurality of cylinders simultaneously without being constrained by time and space. It aims to measure the error of the flow rate value shown on the counter and collect and analyze environmental data such as pressure and temperature when the flow rate passes.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 터빈메타기를 사용하는 산업용 메타기 검정장치에 있어서, 메인프레임의 일측상부에 고정된 앞면블록과 뒷면블록 사이에 m×n개로 이루어진 유니트형태의 실린더의 양단부를 고정시키고, 상기 실린더의 실린더로드의 일단부를 상기 앞면블록을 관통하여 실린더에 삽입시키고, 상기 실린더로드의 타단부를 클램퍼에 고정시키며, 상기 메인프레임의 타측상부에 한쌍의 고정판을 설치하여 상기 고정판과 상기 앞면블록을 가이드로드로 연결시켜 상기 클램퍼가 상기 가이드로드를 따라 이동하도록 상기 클램퍼의 4개의 모서리에 가이드홈을 형성하며, 상기 클램퍼를 이동시키도록 후면에 서보모터를 고정시켜 제어판과 연결시키며, 상기 실린더의 양단과 상기 터빈메타기에 압력과 온도를 측정하는 센서를 부착하여 측정된 값을 제어판으로 보내어 제어하며, 에어서비스유니트를 통하여 공급되는 실제가스를 상기 터빈메타기에 일정한 방향으로 공급하기 위하여 솔레노이드 밸브를 상기 실린더의 양쪽과, 구동플랜지에 설치하는 것을 특징으로 하는 산업용 메타기 검정장치를 제공한다.The present invention is an industrial meta-measurement apparatus using a turbine meter to achieve the above object, both ends of the unit-shaped cylinder consisting of m × n pieces between the front block and the rear block fixed to the upper side of the main frame The cylinder rod of the cylinder rod is inserted into the cylinder through the front block, the other end of the cylinder rod is fixed to the clamper, and a pair of fixing plates are installed on the other side of the main frame to fix the The front block is connected to the guide rod to form guide grooves at four corners of the clamper so that the clamper moves along the guide rod, and the servo motor is fixed to the rear surface to move the clamper and connected to the control panel. Sensors for measuring pressure and temperature are attached to both ends of the cylinder and the turbine meter. By controlling the value sent to the control panel, and in order to supply the actual gas supplied through the air service unit to the turbine meter in a certain direction, the solenoid valve is installed on both sides of the cylinder and the driving flange. Provides meta-device validation.

도 1은 계량기의 오차한계.1 is an error limit of the meter.

도 2는 본 발명의 피스톤 방식의 구동원리의 요부.Figure 2 is a main part of the driving principle of the piston system of the present invention.

도 3은 본 발명의 요부를 절결한 전체 개략도.Figure 3 is an overall schematic diagram of the main parts of the present invention.

도 4는 본 발명의 설치상태의 도면.4 is a view of an installation state of the present invention.

도 5는 본 발명의 조작상태 흐름도.5 is a flowchart illustrating an operation state of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명〉<Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 실린더 2 : 앞면 블록1: cylinder 2: front block

3 : 뒷면 블록 4 : 가이드로드3: back block 4: guide rod

5 : 클램퍼 6 : 서보모터5: Clamper 6: Servo Motor

7 : 고정판 8 : 터빈메타기7: fixed plate 8: turbine meter

9 : 메인프레임 10 : 제어판9: mainframe 10: control panel

11 : 센서 12 : 솔레노이드 밸브11 sensor 12 solenoid valve

13 : 에어서비스유니트 14 : 흐픔제어 밸브13: air service unit 14: flow control valve

15 : 커플링 16 : 구동플랜지15 coupling 16 driving flange

25 : 실린더로드 26 : 가이드홈25: cylinder rod 26: guide groove

이하 본 발명의 구성 및 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

검정장치의 정밀성과 신뢰성은 측정치에 대한 상대오차가 작아야 한다. 이러한 오차는 메타기에 대하여 반복적인 스트로크의 측정치를 장치자체에 대한 유량의 최소에서 최대까지의 범위를 통해서 피스톤 방식으로 측정하면 상대오차를 줄일 수 있다.The precision and reliability of the calibration device should be small relative to the measurements. This error can be reduced by measuring the repetitive stroke measurement for the meta machine in a piston fashion through the minimum to maximum flow rate for the device itself.

도 2는 피스톤 방식의 구동원리로서, (가)의 초기 스트로크에서 (나)의 최종스트로크의 상태로 도달한 뒤 솔레노이드 밸브(12)를 통해서 메타기의 유로변화는 일정하게 유지한 채 피스톤의 왕복운동을 반복적으로 수행하게 된다. 그러므로 벨형검정장치에 비해서 반복적으로 수행함으로써 측정오차를 줄일수 있다.Fig. 2 is a driving principle of the piston type, and after reaching the state of the final stroke of (B) in the initial stroke of (A), the solenoid valve 12 reciprocates the piston while the flow path of the meta machine is kept constant. The exercise will be repeated repeatedly. Therefore, the measurement error can be reduced by performing iteratively compared to the bell type tester.

도 3은 피스톤식 검정장치의 개략도로서 m×n의 mn유니트 실린더(m=4, n=4)로 구성되어 검정범위에 따라 선택적으로 실린더(1)를 구동하여 터빈메타기(8) G 650등급으로 시간당 최대유량 1000 m2 까지 측정이 가능하다. 메인프레임(9)은 단열처리된 특수 흑색도료로 착색하여 열전달에 의한 측정치 변화를 감소시켰다.3 is a schematic diagram of a piston type calibration device, which consists of a mn unit cylinder (m = 4, n = 4) of m × n, and selectively drives the cylinder 1 according to the calibration range to obtain a turbine meter (G) 650. Maximum flow rate per hour in class m 2 Measurement is possible. The mainframe 9 was colored with a special black paint insulated to reduce the change in measured values due to heat transfer.

이동거리는 가이드 옆에 부착된 선형센서에 감지되어 제어판(10)에 나타나게 된다. 피스톤 왕복운동에 따라 변화되는 압력과 온도의 변화값은 압력센서와 온도센서(11)에 의하여 데이터 값을 얻게 된다.The movement distance is detected by the linear sensor attached to the guide and appears on the control panel 10. The change in pressure and temperature, which is changed according to the piston reciprocating motion, is obtained by the pressure sensor and the temperature sensor 11.

장치의 구성으로 메인프레임(9)위에 터빈메타기(8)를 배관과 연결시켜 장착하는 구동플랜지(16)를 설치하고, 뒷면블록(3)과 앞면블록(2)사이에 실린더(1)을 설치하여 상기 실린더로드(25)의 일단을 상기 앞면블록(2)을 관통하여 실린더(1)에 삽입하고 상기 실린더로드(25)의 타단을 클램퍼(5)에 고정시킨다. 그리고 상기 실린더(1)의 전후에는 온도와 압력을 측정하는 센서(11)를 설치한다.As a configuration of the device, a drive flange 16 is installed on the main frame 9 to connect the turbine meter 8 to the pipe, and a cylinder 1 is disposed between the rear block 3 and the front block 2. One end of the cylinder rod 25 is inserted into the cylinder 1 through the front block 2 and the other end of the cylinder rod 25 is fixed to the clamper 5. And before and after the cylinder 1, the sensor 11 which measures a temperature and a pressure is installed.

상기 메인프레임(9)위에 고정판(7)을 상기 클램퍼(5)의 후면에 서로 평행하게 두 개 설치하고 상기 고정판(7)의 전면 모서리 상하에 각각 가이드로드(4)의 일단부를 고정하고 상기 가이드로드(4)의 타단부는 앞면블록(2)에 고정된다. 그리고 상기 고정판(7) 사이에는 서보모터(6)를 설치하여 상기 클램퍼(5)를 전후 이동시킨다. 상기 클램퍼(5)에는 상기 가이드로드(4)가 통과하는 가이드홈(26)이 파여져 있어서 상기 가이드 로드(4)를 따라 전 후방으로 이동하게 된다. 이런 과정을 거쳐서 서보모터(6)에 의해 실린더(1)를 원하는 횟수만큼 일정길이로 왕복운동시켜 필요한 유량을 터빈 메타기(8)로 통과시킨다.Two fixing plates 7 are installed on the main frame 9 on the rear surface of the clamper 5 in parallel to each other, and one end of the guide rod 4 is fixed above and below the front edge of the fixing plate 7, and the guide The other end of the rod 4 is fixed to the front block 2. The servo motor 6 is installed between the fixed plates 7 to move the clamper 5 back and forth. The clamper 5 has a guide groove 26 through which the guide rod 4 passes, and moves forward and backward along the guide rod 4. Through this process, the servo motor 6 reciprocates the cylinder 1 a predetermined number of times by a desired number of times, and passes the required flow rate to the turbine meta device 8.

상기 피스톤식 검정장치를 흐름(FLOW) 부문으로 파악해 보면, 공기 및 실제가스를 에어 서비스 유니트(13)(AIR SERVICE UNIT)를 통해 공급하고 터빈 메타기(8)를 통과하는 가스흐름의 방향을 상기 실린더(1)의 출구와 입구와 상기 구동플랜지(16)에 설치되는 솔레노이드 밸브(12)에 의해 항상 일정하게 유지한다.When the piston type calibration device is regarded as a flow section, air and actual gas are supplied through an air service unit 13 and the direction of the gas flow passing through the turbine metadevice 8 is recalled. It is always kept constant by the solenoid valve 12 installed in the outlet and inlet of the cylinder 1 and the drive flange 16.

제어(CONTROL) 부문으로 파악해 보면, 서보 모터(6)를 제어하고 실린더(1)의 내부에 유량의 흐름을 발생시키고 솔레노이드 밸브(12)를 제어하여 관로의 방향을 일정하게 유지한다. 또한, 측정요소에 설치되어 있는 온도 및 압력 센서(11)에 의해 각각의 온도 및 압력 데이터가 나타나게 한다.In the control section, the servo motor 6 is controlled, the flow of the flow is generated inside the cylinder 1, and the solenoid valve 12 is controlled to keep the direction of the pipe line constant. In addition, the temperature and pressure data 11 displayed on the measuring element allow the respective temperature and pressure data to be displayed.

또한, 피스톤식 검정장치는 등급별로 검정하기 위한 터빈 메타기(8)의 본체는 양쪽 끝의 구동플랜지(16)로 배관과 연결되도록 구성된다. 이를 쉽게 수평배관상으로 설치할 수 있고 카운터에 숫자를 읽기 쉽게 한쪽면은 플랜지로 고정시키고 다른 한쪽면은 자동적으로 장착할 수 있도록 구성된다.In addition, the piston type calibrator is configured such that the main body of the turbine metameter 8 for calibrating by grade is connected to the pipe by driving flanges 16 at both ends. It can be installed on a horizontal pipe easily, and one side can be fixed with a flange and the other side can be mounted automatically so that the numbers can be easily read on the counter.

피스톤식 검정장치는 사전에 계산되어진 일정체적의 가스를 터빈 메타기(8)로 통과시켜 카운터에 나타난 유량값의 오차를 측정하고 유량 통과시 압력 및 온도 등의 환경적 데이터를 수집, 분석하는 장치로서, 공기를 포함한 실제가스를 이용할 수 있으며 검정시 원하는 압력조건으로 가연성 또는 비가연성에 상관없이 사용할 수 있다.The piston type calibration device passes a predetermined volume of gas through the turbine meter (8) to measure the error of the flow rate value displayed on the counter, and collects and analyzes environmental data such as pressure and temperature when the flow rate passes. As an example, it is possible to use a real gas including air and to use it regardless of flammability or non-combustibility under the desired pressure condition during the test.

피스톤식 검정장치의 조작방법은, 장치내에 사전에 계산되어진 공기 및 실제가스를 주입하고 제어판(10)에서 구동속도 및 반복횟수를 세팅한 후, 제어판(10)에서 셋팅된 값은 서보모터(8)를 구동시키고 실린더(1)를 원하는 횟수만큼 일정길이로 왕복운동시켜 필용한 유량을 터보 메타기(8)로 통과시킨다. 이때 솔레노이드 밸브(12)에 의해서 공기 및 실제가스의 흐름의 방향을 일정하게 해주고, 또한 실린더(1)의 전후의 위치한 각 측정부위에 설치되어 있는 압력 및 온도를 측정하는 센서(11)는 압력과 온도를 측정하게 되는 것이다.In the operation method of the piston type calibration device, after pre-calculated air and actual gas are injected into the device, the driving speed and the number of repetitions are set in the control panel 10, and the value set in the control panel 10 is set to the servomotor (8). ) And the cylinder 1 is reciprocated by a desired number of times to pass the necessary flow rate to the turbo meter 8. At this time, the solenoid valve 12 makes the direction of the flow of air and real gas constant, and the sensor 11 which measures the pressure and temperature installed in each measuring part located before and behind the cylinder 1 is pressure and The temperature will be measured.

실질적으로 막식 계량기 이외 메타기는 가스조성에 따른 영향을 많이 받게 되는데, 이러한 경우 실제가스인 천연가스의 조성은 메탄을 포함한 탄화수소의 혼합물로 5 - 8가지로 이루어져 있으며 순성분에 의한 단순계산보다 실제 기체방정식을 이용, 실제 기체를 사용할 때보다 2 - 5%의 오차가 발생하므로 이는 도 1과 같이 계량기의 오차한계를 ± 2%를 실제로 벗어나고 있으며 계량기 검정오차에 큰 영향이 작용하고 있다. 본 발명인 피스톤식 검정장치는 21가지 이상의 천연가스 성분을 혼합 상태방정식을 적용하면 실제 가스에 대한 계산치는 -8 - 62°C 범위에서 ± 0.05% 정밀성을 갖는다. 피스톤식 검정장치는 오일에 의한 비말동발 현상이 없는 실제조건의 검정을 할 수 있으므로 측정효율을 높일 수 있는게 특징이다.In fact, meta-groups other than membrane type meters are affected by gas composition. In this case, natural gas, which is a real gas, is composed of 5 to 8 mixtures of hydrocarbons containing methane, and actual gas rather than simple calculation by pure components. Using the equation, an error of 2-5% occurs than using an actual gas. ± The actual deviation is 2% and there is a big impact on the meter calibration error. In the present invention, the piston type calibrator is a mixture of more than 21 natural gas components. ± 0.05% precision. The piston type calibration device can improve the measurement efficiency because it can test the actual condition without oil splashing phenomenon.

검정장치의 정밀성과 신뢰성은 측정치에 대한 상대오차가 작아야 하는데, 이러한 오차는 메타기에 대하여 반복적인 스트로크의 측정치를 장치자체에 대한 유랭의 최소에서 최대까지의 범위를 통해서 피스톤 방식으로 측정하면 상태오차를 줄일 수 있게 되는 것이다.The precision and reliability of the calibration device should be small relative to the measured value. This error is obtained by measuring the repetitive stroke measurement with respect to the meta-device through the piston method through the minimum to maximum flow rate for the device itself. It will be reduced.

전술한 구성과 작용에 의해 나타나는 본 발명의 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention by the above-described configuration and operation in detail as follows.

산업용 메타기의 유지관리와 계량오차에 대한 검정장치의 개발을 통한 메타기의 성능관리와 기차측정으로 대수용가 가스 사용량을 정확히 관리할 수 있고, 산업용 메타의 공인 검정기관으로 인증받아 자체 및 타지역 메타의 검정을 실시할 수 있는 효과가 있다.It is possible to accurately manage large-use gas consumption through the performance management and measurement of the meter through the maintenance of the industrial meter and the development of a test device for weighing errors. This has the effect of performing a meta test.

또한, 피스톤식 검정장치는 종래의 것에 비해 고정밀성을 갖추고 있고 사용상에 있어 시간과 공간의 제약을 받지않고 편리함을 제공할 수 있어 메타기 성능관리에 유용한 발명이라 말할 수 있다.In addition, the piston type calibration device has a high precision compared to the conventional and can provide convenience without being constrained in time and space in use, it can be said that the invention is useful for the performance management of the meta-device.

Claims (1)

터빈메타기를 사용하는 산업용 메타기 검정장치에 있어서, 메인프레임(9)의 일측상부에 고정된 앞면블록(2)과 뒷면블록(3) 사이에 m×n개로 이루어진 유니트형태의 실린더(1)의 양단부를 고정시키고, 상기 실린더(1)의 실린더로드(25)의 일단부를 상기 앞면블록(2)을 관통하여 실린더(1)에 삽입시키고, 상기 실린더로드(25)의 타단부를 클램퍼(5)에 고정시키며, 상기 메인프레임(9)의 타측상부에 한쌍의 고정판(7)을 설치하여 상기 고정판(7)과 상기 앞면블록(2)을 가이드로드(4)로 연결시켜 상기 클램퍼(5)가 상기 가이드로드(4)를 따라 이동하도록 상기 클램퍼(5)의 4개의 모서리에 가이드홈(26)을 형성하며, 상기 클램퍼(5)를 이동시키도록 후면에 서보모터(6)를 고정시켜 제어판(10)과 연결시키며, 상기 실린더(1)의 양단과 상기 터빈메타기(8)에 압력과 온도를 측정하는 센서(11)를 부착하여 측정된 값을 제어판(10)으로 보내어 제어하며, 에어서비스유니트(13)를 통하여 공급되는 실제가스를 상기 터빈메타기(8)에 일정한 방향으로 공급하기 위하여 솔레노이드 밸브(12)를 상기 실린더(1)의 양쪽과, 구동플랜지(16)에 설치하는 것을 특징으로 하는 산업용 메타기 검정장치.In the industrial meta-measurement apparatus using a turbine meter, the unit of the cylinder (1) consisting of m × n pieces between the front block (2) and the rear block (3) fixed on the upper side of the main frame (9) Both ends are fixed, one end of the cylinder rod 25 of the cylinder 1 is inserted into the cylinder 1 through the front block 2, and the other end of the cylinder rod 25 is clamper 5 And a pair of fixing plates 7 on the other side of the main frame 9 to connect the fixing plate 7 and the front block 2 with guide rods 4 so that the clamper 5 Guide grooves 26 are formed at four corners of the clamper 5 to move along the guide rod 4, and the servo motor 6 is fixed to the rear surface to move the clamper 5 to control the control panel ( 10) and measure the pressure and temperature at both ends of the cylinder (1) and the turbine meter (8). The sensor 11 is attached to the control panel 10 to transmit the measured value, and controls the solenoid valve to supply a real gas supplied through the air service unit 13 to the turbine meter 8 in a predetermined direction. 12) are installed on both sides of the cylinder (1) and the drive flange (16).
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