(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周壁に流入側穴及び流出側穴を有する計量シリンダと、前記計量シリンダ内を第１の油圧シリンダにより第１のピストンロッドを介して液密に移動して前記流入側穴を開閉する弁体ピストンと、前記計量シリンダ内を第２の油圧シリンダにより第２のピストンロッドを介して液密に移動する計量ピストンとを有し、前記弁体ピストンの移動により前記流入側穴を閉じた状態で前記計量ピストンを前記計量シリンダ内の所定距離をランさせ、ラン終了後、前記弁体ピストンの移動により前記流入側穴を開けた状態でリターンさせ、前記ランと前記リターンを繰り返すことにより、基準体積の流体を被校正流量計に導き、該被校正流量計の校正を行うスモールボリュームプルーバにおいて、前記第１のピストンロッドに設置された前記弁体ピストンの閉塞位置を示すための弁体ピストン位置マークと該弁体ピストン位置マークの検出手段と、前記第２のピストンロッドに設けた夫々計量ピストンのラン開始位置，計量開始位置，計量終了位置を示すための３つの計量ピストン位置マークと該計量ピストン位置マークの検出手段と、前記弁体ピストン位置マークの検出手段と前記計量ピストン位置マークの検出手段の検出信号の検出順序からスモールボリュームプルーバの動作状況を判定する動作状況判定手段を有することを特徴とするスモールボリュームプルーバの動作状況判定システム。
【請求項２】
前記動作状況判定手段は、前記３つの計量ピストン位置マークにより、前記計量ピストンがリターンする間に発信される３つのパルス信号とランする間に発信される３つのパルス信号とを１パスパルス信号とし、前記計量ピストンがランするとき前記ラン開始位置マークにより発信されるパルス信号と前記計量開始位置マークにより発信されるパルス信号との間に前記弁体ピストンの閉塞位置マークにより発信されるパルス信号が存在するときを正常な１パスパルス信号として判定する手段を有することを特徴とする請求項１記載のスモールボリュームプルーバの動作状況判定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スモールボリュームプルーバの動作状況判定システムに関し、より詳細には、スモールボリュームプルーバの動作状況を判定し、異常動作による計量パスを表示可能にしたスモールボリュームプルーバの動作状況判定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
計量シリンダと計量ピストンにより、計量ピストンが計量シリンダ内を所定距離移動するとき、この移動によって排出される基準体積の流体を被校正流量計に導き、該被校正流量計の校正を行うスモールボリュームプルーバが知られている。
【０００３】
図４は、従来のスモールボリュームプルーバの要部断面構成図で、１は円筒形の外筐、２，３は側壁、４は流入口、５は流出口、６は計量シリンダである。計量シリンダ６は、環状壁７と支持部材８で固定されている。環状壁７は流入側流路と流出側流路を隔離する。計量シリンダ６内には、複数個の流入側透孔９及び流出側透孔１０を設けてある。このため、外筐１と計量シリンダ６との間にバイパス流路１１が形成される。１２は弁体ピストンで、貫通孔１３を有し、ピストンロッド（第１のピストンロッド）１４を介して油圧シリンダ（第１の油圧シリンダ）１５に結合されている。１６は計量ピストンで、透孔１７を有し、ピストンロッド（第２のピストンロッド）１８を介して油圧シリンダ（第２の油圧シリンダ）１９に結合されている。なお、２０は計量ピストン１６の位置検出装置である。
【０００４】
スモールボリュームプルーバの一連の動作について説明する。
（１）非計量時
通常、スモールボリュームプルーバを用いて流量計の校正を行う場合、スモールボリュームプルーバならびに被校正流量計及びこれらを接続する配管内の流体の性状が均一となるまでの所定時間、流体を還流するため、計量ピストンを左端に位置させる。このときの計量ピストン１６の位置を位置検出手段２０で検出する。
【０００５】
図４は、弁体ピストン１２が前記計量シリンダ６の最左端の位置にあり、また計量ピストン１６は流入側透孔９の右側に位置している状態を示している。このとき弁体ピストン１２は流入側透孔９を閉塞していないので、流入口４から流入した流体は、弁体ピストン１２の貫通孔１３から流入側透孔９を経て流出口５から流出する。すなわち、図４の破線矢印で示すように、流入口４から流入した流体は、弁体ピストン１２の貫通孔１３，流入側透孔９，バイパス流路１１を経て流出口５から流出する。
【０００６】
（２）ラン開始
計量開始指令信号により、油圧シリンダ１５を駆動して弁体ピストン１２を右方向に移動する。弁体ピストン１２が流入側透孔９を閉塞すると同時に油圧シリンダ１９の圧力排出口を開放すると、計量ピストン１６が流体の圧力により右側に移動（ラン）し始め、流体は図４の実線矢印で示すように流れる。
【０００７】
（３）計量開始
ラン開始後、計量ピストン１６が所定距離移動したとき計量が開始され、流入口４あるいは流出口５の近傍に直列に設置された被校正流量計（図示せず）からパルス信号が発信される。この間、流入側透孔９は弁体ピストン１２により閉塞されている。
【０００８】
（４）計量終了
計量ピストン１６が所定の距離を移動して、基準体積に相当する位置に到達したとき、計量終了信号が発信されると同時に前記流量計からのパルスの計数が停止する。計量ピストン１６が基準体積に相当する区間を移動する間に前記流量計から発信されたパルス数Ｐと基準体積に相当する基準パルス数Ｎとから、Ｐ／Ｎを算出すれば、流量係数Ｋ（＝Ｐ／Ｎ）が得られ、流量を求めることができる。計量終了後、計量ピストン１６は、慣性により右方向に若干移動する。計量ピストン１６の透孔１７が流出側透孔１０に重なる位置で計量ピストン１６が停止する。
【０００９】
（５）リターン開始
計量終了指令信号により、油圧シリンダ１５を駆動して弁体ピストン１２を左に移動する。弁体ピストン１２が流入側透孔９を通過して、弁体ピストン１２の右端が流入側透孔９の左端近傍に到達した時、油圧シリンダ１９の駆動により、計量ピストン１６が左側に移動（リターン）し始める。
【００１０】
（６）リターン終了
計量ピストン１６が最左端位置で油圧シリンダ１９の駆動を解除することにより、計量ピストン１６が停止し、弁体ピストン１２ならびに計量ピストン１６が元の位置に戻り、図４と同じ状態になる。以上の動作において、計量ピストン１６の移動距離を、位置検出手段２０により検出している。
【００１１】
上記した（１）〜（６）の一連の動作を１パスという。スモールボリュームプルーバにおいては、流量計の流量係数を求める場合、１流量について、複数パス計量することが通例である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
流量計の校正は、上述の（１）〜（６）の一連の動作により行われるが、スモールボリュームプルーバがますます小型化し、計測時間の短縮化が求められる昨今、助走時間を充分にとることはできず、弁体ピストンが流入側透孔を塞ぐ以前に計量ピストンが作動しているような場合でも１パスとしてしまうことがあった。すなわち、誤差を含む計量結果が計量データの中に加えられてしまう場合があった。
【００１３】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、スモールボリュームプルーバが所定の動作順序に従って動作していることを判定できるようにするとともに、異常動作による計量パスを表示可能にしたスモールボリュームプルーバの動作状況判定システムを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、周壁に流入側穴及び流出側穴を有する計量シリンダと、前記計量シリンダ内を第１の油圧シリンダにより第１のピストンロッドを介して液密に移動して前記流入側穴を開閉する弁体ピストンと、前記計量シリンダ内を第２の油圧シリンダにより第２のピストンロッドを介して液密に移動する計量ピストンとを有し、前記弁体ピストンの移動により前記流入側穴を閉じた状態で前記計量ピストンを前記計量シリンダ内の所定距離をランさせ、ラン終了後、前記弁体ピストンの移動により前記流入側穴を開けた状態でリターンさせ、前記ランと前記リターンを繰り返すことにより、基準体積の流体を被校正流量計に導き、該被校正流量計の校正を行うスモールボリュームプルーバにおいて、前記第１のピストンロッドに設置された前記弁体ピストンの閉塞位置を示すための弁体ピストン位置マークと該弁体ピストン位置マークの検出手段と、前記第２のピストンロッドに設けた夫々計量ピストンのラン開始位置，計量開始位置，計量終了位置を示すための３つの計量ピストン位置マークと該計量ピストン位置マークの検出手段と、前記弁体ピストン位置マークの検出手段と前記計量ピストン位置マークの検出手段の検出信号の検出順序からスモールボリュームプルーバの動作状況を判定する動作状況判定手段を有することを特徴とし、もって、スモールボリュームプルーバが所定の動作順序に従って正常に動作していることを判定できるようにしたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記動作状況判定手段は、前記３つの計量ピストン位置マークにより、前記計量ピストンがリターンする間に発信される３つのパルス信号とランする間に発信される３つのパルス信号とを１パスパルス信号とし、前記計量ピストンがランするとき前記ラン開始位置マークにより発信されるパルス信号と計量開始位置マークにより発信されるパルス信号との間に前記弁体ピストンの閉塞位置マークにより発信されるパルス信号が存在するときを正常な１パスパルス信号として判定する手段を有することを特徴とし、もって、スモールボリュームプルーバの異常動作による計量パスを表示可能にしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例を説明するためのスモールボリュームプルーバの要部断面構成図であり、図中、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３はピストンロッド１８に設けた位置マークで、例えば、磁気マークが用いられる。このため、位置検知装置２０には、磁気検出装置が使用される。Ｍ４はピストンロッド１４に設けた位置マークで、ピストンロッド１８に設けたものと同じ構成のものが用いられ、また位置検出装置２１には磁気検出装置が用いられ、Ｍ１に対してはＳ１，Ｍ２に対してはＳ２、Ｍ３に対してはＳ３、そして、Ｍ４に対してはＳ４のパルス信号が対応する。なお、図１において、図４と同じ構成部品には同じ参照番号を付し説明を省略する。
【００１７】
図２（Ａ）は、ある計量が終了した時点での計量ピストン１６の停止位置を示す図である。
【００１８】
いま、この位置から計量ピストン１６が左側方向に移動（リターン）を開始し、最左端（ホームポジション）に到達したとすると、その時までに位置検出器２０で検出される信号は、図２（Ｂ）のパルス信号Ｓ１▲１▼，Ｓ２▲２▼，Ｓ３▲３▼となる。
【００１９】
次に、ホームポジションから計量ピストン１６が計量のため右側方向に移動（ラン）を開始し、最右端に到達するまでに検出される信号は、図２（Ｂ）のパルス信号Ｓ３▲４▼，Ｓ２▲５▼，Ｓ１▲６▼となる。
【００２０】
前記パルス信号のうち、計量は、パルス信号Ｓ２▲５▼の検出により開始し、パルス信号Ｓ１▲６▼の検出により終了する。
【００２１】
被測定流体の流速の乱れ（脈動）をおさえ、スムースな計量ピストンの移動を得るため、助走時間（パルス信号Ｓ３▲４▼→Ｓ２▲５▼の時間）を置くのを必須としている。
【００２２】
この時間は、ピストンロッドの長さを長くすることにより確保することができるが、プルーバが小型化している現状では、その長さは短くせざるをえず、そのため弁体ピストンが流入側透孔を閉じるタイミングと計量ピストンがラン，計量を開始するタイミングのとり方が微妙となり、弁体ピストンによる流入側透孔の閉塞以前に、計量ピストンのラン、計量がスタートすることがあり、誤差を含む計量結果となることがある。
【００２３】
正常な動作態様は、弁体ピストンが流入側透孔に接近することにより、計量ピストンがランを開始し、その直後に、弁体ピストンが流入側透孔を閉塞し、続いて計量ピストンが計量を開始するという態様である。
【００２４】
位置検出器２１により、弁体ピストン１２が閉止位置に到達したことをパルス信号Ｓ４としてパルス信号Ｓ３▲４▼とパルス信号Ｓ２▲５▼の間で検出するように設定しておけば、パルス信号Ｓ１▲１▼，Ｓ２▲２▼等との関係は、図２（Ｃ）のようになる。そこで、これらのパルス信号の検出順序を判定するようにする。
【００２５】
このような判定により、弁体ピストンや計量ピストンの動作状況や確実に助走時間を確保することができたかどうかを確認することができ、正確な計量ができるようになる。
【００２６】
図３は、本発明が適用される動作状況判定回路部のブロック図で、２２はラン電磁弁（図示せず）のリレー、２３は油圧シリンダ１５，１９等の駆動源となるポンプ（図示せず）のリレーであり、リレー２２からは、ラン毎に、後述するカウンタやゲート回路等に同期信号Ｐを発し、リレー２３からはリセット信号ｒを発する。２４はパルス取込みカウンタで、位置検出装置２０で検出された前記パルス信号Ｓ１▲１▼〜Ｓ１▲６▼を取込みカウントし、２５は例えばＪ−Ｋフリップフロップ回路で構成されるゲート回路で、パルス取込みカウンタ２４で取込んだパルス信号を位置検出装置２１で検出されたパルス信号Ｓ４の立上り時にホールドする。
また、２６は該ゲート回路２５からの後述するアラーム出力のメモリ回路、２７はポジショナ、２８はメモリで、これらポジショナ２７、メモリ２８により６個のパルスで歩進するカウンタを構成する。２９はその表示部である発光ダイオードＬＥＤであり、例えば、２６パスの表示が可能なようにＬＥＤ１〜ＬＥＤ２６を有する。３０はパソコンなどの集計装置である。
【００２７】
被校正流量計の校正に先立ち、ポンプが駆動されると、そのリレー２３からリセット信号ｒが発せられ、全てのゲート回路等をリセットする。続いて、校正が開始されると、ラン毎に同期信号Ｐが所要の回路に発せられ回路間の同期がとられる。さらに、位置検出装置２０からは、前述の計量ピストンがリターンする間に発信される３つのパルス信号とこのリターンに引き続いてランする間に発信される３つのパルス信号Ｓ１▲１▼〜Ｓ１▲６▼が１パスパルスとして検出され、パルス取込み回路２４に取り込まれ、ゲート回路２５に転送される。ゲート回路２５は、具体的にはＪ−Ｋフリップフロップ回路からなり、１パルス目の入力でハイ、２パルス目の入力でローとなる２つの安定状態を有するとともに、位置検出装置２１のパルス信号Ｓ４の立上り時に当該出力をホールドするよう構成される。従って、パルス信号Ｓ４が、パルス信号Ｓ３▲４▼とパルス信号Ｓ２▲５▼の間で発信すると、ゲート回路２５の出力はローとなり、発光ダイオードＬＥＤは点灯せず正常動作と判定する。しかし、前記パルス信号Ｓ４が前記以外のところで発する場合には、前記出力はハイをホールドし、アラーム出力として発光ダイオードＬＥＤを点灯させる。
【００２８】
この点灯・非点灯の動作は、各パスパルス毎に行われるので、例えば、２６パスの実行のうちどのパスが点灯したかにより、不良パスに対応する計量結果を排除すれば正確な校正を行うことができる。
【００２９】
なお、ゲート回路２５からのアラーム出力をメモリ回路２６に記憶し、パソコン等の集計装置３０で適宜計量結果等の集計処理を行う。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、周壁に流入側穴及び流出側穴を有する計量シリンダと、前記計量シリンダ内を第１の油圧シリンダにより第１のピストンロッドを介して液密に移動して前記流入側穴を開閉する弁体ピストンと、前記計量シリンダ内を第２の油圧シリンダにより第２のピストンロッドを介して液密に移動する計量ピストンとを有し、前記弁体ピストンの移動により前記流入側穴を閉じた状態で前記計量ピストンを前記計量シリンダ内の所定距離をランさせ、ラン終了後、前記弁体ピストンの移動により前記流入側穴を開けた状態でリターンさせ、前記ランと前記リターンを繰り返すことにより、基準体積の流体を被校正流量計に導き、該被校正流量計の校正を行うスモールボリュームプルーバにおいて、前記第１のピストンロッドに設置された前記弁体ピストンの閉塞位置を示すための弁体ピストン位置マークと該弁体ピストン位置マークの検出手段と、前記第２のピストンロッドに設けた夫々計量ピストンのラン開始位置，計量開始位置，計量終了位置を示すための３つの計量ピストン位置マークと該計量ピストン位置マークの検出手段と、前記弁体ピストン位置マークの検出手段と前記計量ピストン位置マークの検出手段の検出信号の検出順序からスモールボリュームプルーバの動作状況を判定する動作状況判定手段を有するので、スモールボリュームプルーバが所定の動作順序に従って正常に動作しているかどうか判定することができる。
【００３１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、前記動作状況判定手段は、前記３つの計量ピストン位置マークにより、前記計量ピストンがリターンする間に発信される３つのパルス信号とランする間に発信される３つのパルス信号とを１パスパルス信号とし、前記計量ピストンがランするとき前記ラン開始位置マークにより発信されるパルス信号と計量開始位置マークにより発信されるパルス信号との間に前記弁体ピストンの閉塞位置マークにより発信されるパルス信号が存在するときを正常な１パスパルス信号として判定する手段を有するので、スモールボリュームプルーバの異常動作による計量パスを表示することが可能になる。したがって、基準器として、より高い性能を確保することができる。このため、被校正流量計のより正確な校正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するためのスモールボリュームプルーバの要部断面構成図である。
【図２】計量の１パスにおける計量ピストンの移動に伴う位置検出器からのパルス信号を説明するための図である。
【図３】本発明が適用される動作状況判定回路部のブロック図である。
【図４】従来のスモールボリュームプルーバの要部断面構成図である。
【符号の説明】
１…外筐、２，３…側壁、４…流入口、５…流出口、６…計量シリンダ、７…環状壁、８…支持部材、９…流入側透孔、１０…流出側透孔、１１…バイパス流路、１２…弁体ピストン、１３…貫通孔、１４…ピストンロッド、１５…油圧シリンダ、１６…計量ピストン、１７…透孔、１８…ピストンロッド、１９…油圧シリンダ、２０…位置検出装置、２１…位置検出装置、２２…ラン電磁弁のリレー、２３…ポンプのリレー、２４…パルス取込みカウンタ、２５…ゲート回路、２６…メモリ回路、２７…ポジショナ、２８…メモリ、２９…表示部（発光ダイオード）、３０…集計装置、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…位置マーク。
【図１】
0003544111.tif 000002
【図２】
0003544111.tif 000003
【図３】
0003544111.tif 000004
【図４】
0003544111.tif 000005