(57)【要約】【課題】  圧縮性流体の動特性試験や空気圧機器などの流量特性試験に有用な圧縮性流体の連続非定常流量発生装置および連続非定常流量発生方法、ならびにそれを用いた流量計検定装置。【解決手段】  流体供給源から供給される圧縮性流体の流入量を計測する流量計と、前記流量計を通って導入される前記圧縮性流体を等温状態に保持する等温化圧力容器と、前記等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力を計測する圧力計と、前記等温化圧力容器から導出される圧縮性流体の流出を規制するサーボ弁と、前記流量計によって計測された圧縮性流体の流入量と、前記圧力計によって計測された等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力とに基づいて、前記サーボ弁からの圧縮性流体の流出量を制御する流量制御手段とを備える。【選択図】      図１
2006064418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給源から供給される圧縮性流体の流入量を計測する流量計と、
前記流量計を通って導入される前記圧縮性流体を等温状態に保持する等温化圧力容器と、
前記等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力を計測する圧力計と、
前記等温化圧力容器から導出される圧縮性流体の流出を規制するサーボ弁と、
前記流量計によって計測された圧縮性流体の流入量と、前記圧力計によって計測された等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力とに基づいて、前記サーボ弁からの圧縮性流体の流出量を制御する流量制御手段とを備えることを特徴とする圧縮性流体の連続非定常流量発生装置。
【請求項２】
前記等温化圧力容器は、金属細線の集束体または多孔質金属体からなる熱伝導性材料が内部に充填されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮性流体の連続非定常流量発生装置。
【請求項３】
流体供給源から供給される圧縮性流体の流入量を計測する工程と、
前記流入量が計測された圧縮性流体を等温化圧力容器に導入する工程と、
前記等温化圧力容器内で等温状態に保持された圧縮性流体の圧力を計測する工程とを有し、
前記計測された圧縮性流体の流入量と、前記計測された圧縮性流体の圧力とに基づいて、前記等温化圧力容器から導出される圧縮性流体の流出量を連続的に制御することを特徴とする圧縮性流体の連続非定常流量発生方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の圧縮性流体の連続非定常流量発生装置のサーボ弁を通って流出される圧縮性流体を被検定対象の流量計に導入して、当該流量計による流量の計測精度を検定できるようにしたことを特徴とする圧縮性流体の流量計検定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮性流体の連続非定常流量発生装置および連続非定常流量発生方法、ならびに圧縮性流体の流量計検定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続して流体を用いる機器では、その流体の流量を迅速かつ正確に計測することが求められる。例えば、近年、開発が進む燃料電池では、発電要求量に応じて燃料電池セル内に所定量の水素を正確に供給することが求められ、しかも発電要求量の変動に迅速に応答して前段階の供給量から次の段階の供給量に、短い遷移時間で、迅速に正確な流量で水素を供給できるようにすることが求められる。また、半導体製造工程では、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、熱酸化、ドライエッチング等の各種プロセスにおいて、不活性ガスの流量、酸素、水素、反応性物質ガス等の気体の流量を正確に制御して供給することが求められる。この半導体製造工程における気体の流量制御は、得られる半導体装置の性能、ひいては半導体製造工程における製品の歩留りを左右する重要な制御因子である。また、これらの用途に限られず、空気圧釘打ち機等の空気圧アクチュエータ、薬液注入装置等の空気圧により各種の機能・動作を制御する機器、血圧測定器等の空気圧を利用する測定機器などにおいても、圧縮性流体である空気を、必要に応じて迅速かつ正確な流量で供給することが求められる。
【０００３】
以上のとおり、流体の流量を制御することが求められる機器またはシステムでは、高い応答速度で正確に流量を計測できる流量計が必要となる。しかし、気体等の圧縮性流体は、圧力のみならず温度によっても密度が変化するため、流量計の動特性を正確に計測することは困難である。そのため、流量計の動特性を検定する方法は未だ確立されていない状況である。よって、市販されている気体用流量計の応答を統一的に比較する方法はＩＳＯやＪＩＳ等でも規定されていない。そのため、従来は、気体の流量をバルブ等でステップ的に変化させ、その際に流量計の応答を計測し、動特性、すなわち応答性を評価しているに過ぎない。
【０００４】
そこで、本発明者らは、先に、容器内に熱伝導性が高く体積が小さい熱伝導材料を内部空気との接触面積が大きくなるように収容することによって、内部の空気温度の変化を小さくして空気圧を速やかに安定させ、容器内の空気の状態変化をほぼ等温にできる圧力容器を提案した（特許文献１）。この圧力容器によれば、容器内の圧力変化から容器から流出され、あるいは容器内に充填される気体の非定常流量を正確に計測できる。
【０００５】
しかし、この圧力容器単独では、容器内からの気体の流出時あるいは容器内への気体の充填時のみ、気体の流量を正確に計測することが可能となるだけであり、連続的に流通する気体の流量を計測することは不可能である。一方、圧縮性流体の流量計の動特性試験においては、連続的に基準となる非定常流量の圧縮性流体流を発生し、その圧縮性流体流の流量を流量計で計測し、基準の流量と流量計の出力値を比較することで、流量計の検定を行なうため、基準となる非定常流量の圧縮性流体流を連続的に発生させることが必要となる。
【特許文献１】特開平６−１４７３２０号公報（請求項１、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記問題を解決するため、本発明の第１の目的は、連続的に計測基準とするに十分な精度の非定常流量の流体流を発生させることができるようにして、圧縮性流体の動特性試験や空気圧機器などの流量特性試験に有用な圧縮性流体の連続非定常流量発生装置および連続非定常流量発生方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、前記連続非定常流量発生装置によって発生する流体流を基準として用いて、被検定対象の流量計の計測精度を検定できる流量計検定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の圧縮性流体の連続非定常流量発生装置は、流体供給源から供給される圧縮性流体の流入量を計測する流量計と、前記流量計を通って導入される前記圧縮性流体を等温状態に保持する等温化圧力容器と、前記等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力を計測する圧力計と、前記等温化圧力容器から導出される圧縮性流体の流出を規制するサーボ弁と、前記流量計によって計測された圧縮性流体の流入量と、前記圧力計によって計測された等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力とに基づいて、前記サーボ弁からの圧縮性流体の流出量を制御する流量制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この連続非定常流量発生装置では、等温化圧力容器に導入される圧縮性流体を等温状態に保持するとともに、前記流量計によって計測された圧縮性流体の流入量と、前記圧力計によって計測された等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力とに基づいて、前記サーボ弁からの圧縮性流体の流出量を制御することによって、前記サーボ弁からの圧縮性流体の流出量を連続的に計測基準とするに十分な精度にすることができる。
【０００９】
また、本発明の圧縮性流体の連続非定常流量発生方法は、流体供給源から供給される圧縮性流体の流入量を計測する工程と、前記流入量が計測された圧縮性流体を等温化圧力容器に導入する工程と、前記等温化圧力容器内で等温状態に保持された圧縮性流体の圧力を計測する工程と、前記計測された圧縮性流体の流入量と、前記計測された圧縮性流体の圧力とに基づいて、前記等温化圧力容器から導出される圧縮性流体の流出量を連続的に制御することを特徴とする。
【００１０】
この連続非定常流量発生方法では、等温化圧力容器に導入される圧縮性流体を等温状態に保持するとともに、前記流量計によって計測された圧縮性流体の流入量と、前記圧力計によって計測された等温化圧力容器内の圧縮性流体の圧力とに基づいて、前記等温化圧力容器から導出される圧縮性流体の流出量を連続的に制御することによって、圧縮性流体を連続的に計測基準とするに十分な精度で流出させることができる。
【００１１】
さらに、本発明の流量計検定装置は、前記の圧縮性流体の非定常流量発生装置のサーボ弁を通って流出される圧縮性流体を被検定対象の流量計に導入して、当該流量計による流量の計測精度を検定できるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
この流量計検定装置では、前記の圧縮性流体の非定常流量発生装置のサーボ弁を通って連続的に計測基準とするに十分な精度で流出される圧縮性流体を被検定対象の流量計に導入して、流量を流量計で計測し、基準の流量と流量計の出力値を比較することで、流量計の検定を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧縮性流体の連続非定常流量発生装置および連続非定常流量発生方法によれば、連続的に計測基準とするに十分な精度の非定常流量の流体流を発生させることができ、しかも、その圧縮性流体は、立ち上がりおよび立下りが急峻で段階的に変化する振動流を形成し、所望の流量値を正確に示すことができる。そのため、本発明の圧縮性流体の連続非定常流量発生装置および連続非定常流量発生方法は、圧縮性流体の流量計の動特性試験や空気圧機器などの流体を用いる各種機器の流量特性試験の統一的評価に有用である。
【００１４】
また、本発明の流量検定装置は、前記連続非定常流量発生装置によって発生する流体流を基準として用いて、被検定対象の流量計の計測精度を正確に検定できる。そのため、本発明の流量検定装置は、従来、有効な試験方法のなかった圧縮性流体の流量計の動特性試験を可能とするものである。
【００１５】
したがって、本発明の圧縮性流体の連続非定常流量発生装置および連続非定常流量発生方法、ならびに流量検定装置は、流量計の開発メーカは言うまでもなく、半導体製造、医療や食品加工など気体を取り扱う多くの場面での使用が見込まれる極めて有用性が高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る連続非定常流量発生装置の構成を示す概念図である。この実施形態は、圧縮性流体として気体を用いる場合を示す。気体は、図１の左から右の方向に流れるものとする。
この連続非定常流量発生装置は、図１に示すとおり、気体流量計１と、その気体流量計１の後流に接続された等温化圧力容器２と、前記等温化圧力容器２に取り付けられた圧力計３と、等温化圧力容器２の後流に接続されたサーボ弁４と、コンピュータ（流量制御部）５とを備える。各機器の間は、それぞれ導管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄで連絡されている。
【００１７】
気体流量計１は、気体供給源６から減圧弁７を通って等温化圧力容器２に供給される気体の流量を計測するものである。計測された気体の流量に関する検出信号は、Ａ／Ｄ変換器８を介して、コンピュータ５に送信される。
この気体流量計１としては、層流流量計、オリフィス流量計、熱式流量計等の流量計、固定絞り、可変絞りなどを用いることができる。中でも、層流流量計は圧力損失が小さいことから好ましい。
【００１８】
また、気体供給源６としては、コンプレッサ、圧縮気体を充填したボンベ等を用いることができる。
また、減圧弁７は、気体供給源６から供給される気体の圧力を所定の圧力に調節するためのものである。この減圧弁７は、特に制限されるものではなく、常用のものを用いることができる。ここで、気体供給源６から供給される気体の圧力は、２００ｋＰａ〜１ＭＰａの範囲に減圧弁によって調節することが好ましい。圧力がこの範囲にあると、気体の音速流れが確保できることから、圧力制御が容易となり、また、通常のコンプレッサ等で供給できるという利点があるからである。
【００１９】
等温化圧力容器２は、気体流量計１を通って導入される気体を等温状態に保持するものである。この等温化圧力容器２は、通常、金属で形成される。
この等温化圧力容器２の形状は、円筒状、多角柱体、球体、楕円体など種々の形状を採用することができる。いずれか一方の底面側から気体を流入させる。このとき、気体の流入方向の奥行きは、断面の最大幅の２倍以下とすることが好ましい。断面の最大幅は、例えば、円筒状の形状の場合、円筒の高さ（奥行き）は底面の直径の２倍以下であることが好ましい。円筒の高さ（奥行き）がこの範囲にあると気体の流入時における、圧力勾配の発生を抑えることができる。また、多角柱体の形状の場合、断面中の最大幅、楕円体であれば奥行き方向の中心の断面における直径である。
【００２０】
この等温化圧力容器２は、バッファータンクの役割を有するため、等温化圧力容器２の内容積は、気体の流出量Ｑ2（ＮＬ/ｍｉｎ）に対して、５．０×１０-6Ｑ2〜７．０×１０-5Ｑ2（ｍ3）の範囲にあることが好ましい。この範囲は、上述した気体用機器の質量速度の適している範囲に対応させたものである。
【００２１】
この等温化圧力容器２の内部には、金属細線の集束体または多孔質金属体からなる表面積の大きな熱伝導性材料が充填されている。この熱伝導性材料を等温化圧力容器２の内部に充填することによって、内部における伝熱面積を増大させることができる。そして、この熱伝導性材料によって、等温化圧力容器２への気体の導入および等温化圧力容器２からの気体の流出に際して、等温化圧力容器２内の気体の温度変化が抑制される。そして、この熱伝導性材料による温度変化の抑制は、等温化圧力容器２も熱伝導性の高いものにすればさらに有効である。
【００２２】
この表面積の大きな熱伝導性材料として、例えば、スチールウール等の金属細線の集束体、銅線等の多孔質金属体、あるいは木綿やプラスチック製の綿状体などを採用することができる。すなわち、金属細線の集束体または木綿やプラスチック製の綿などの繊維状の形態である場合は、その繊維径が１０〜５０μｍの範囲にあるものが、伝熱面積を大きくとれることから好ましい。また、この熱伝導性材料は、熱伝導度が０．０５Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。この熱伝導性材料は、等温化圧力容器２に保持される圧縮性流体の温度変化を３Ｋ程度に抑制できるように、その材質および等温化圧力容器２への充填量等が調整される。このように、等温化圧力容器２にスチールウールを充填することで等温化圧力容器２の伝熱面積を増大させることができる。
【００２３】
また、熱伝導性材料の充填密度は２００〜４００ｋｇ／ｍ3 の範囲にあることが好ましい。充填密度がこの範囲にあると、等温化圧力容器２内の温度変化を十分に抑制することができる。
【００２４】
圧力計３は、等温化圧力容器２に保持される気体の圧力を計測し、その計測結果（圧力値）に関する検知信号を、Ｄ／Ａ変換器９を介してコンピュータ５に送信するものである。この圧力計３は、等温化圧力容器２に貯留される気体の圧力値を電気信号として出力できるものであれば、特に制限されない。例えば、半導体式圧力センサ等を用いることができる。そして、圧力計３の測定可能範囲は、大気圧〜減圧弁７の設定圧力の範囲にあることが好ましい。また、圧力計３の計測精度は０．１ｋＰａ以下であることが好ましい。計測精度がこの範囲にあると流量特性の計測精度を十分なものにすることができるからである。
【００２５】
サーボ弁４は、コンピュータ５からＤ／Ａ変換器９を介して送信される制御信号を受信して、その制御信号に基づいて、弁の開閉および開度を調整して、等温化圧力容器２から導出される気体の流出量を連続的に調節するものである。このサーボ弁４は、特に制限されず、常用のものを用いることができる。
【００２６】
配管１１ｄおよび配管１２の断面積は、サーボ弁４の有効断面積の４倍以上になることが好ましい。配管１１ｄおよび配管１２の断面積が、この範囲にあると、配管による圧力降下をほとんど無視することができるからである。
【００２７】
Ｄ／Ａ変換器９は、コンピュータ５からの、サーボ弁４の開閉に関するデジタル信号をアナログ信号に変換するものである。また、Ａ／Ｄ変換器８は、圧力計３からのアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
【００２８】
コンピュータ５は、気体流量計１によって計測された気体の流入量に関する検出信号と、圧力計３によって計測された等温化圧力容器２内の気体の圧力に関する検出信号とを、Ａ／Ｄ変換器８を介してデジタル信号として受信し、それらの検出信号に基づいて、サーボ弁４からの気体の流出量を制御する制御信号を、Ｄ／Ａ変換器９を介してサーボ弁４に送信するものである。このコンピュータ５において、気体流量計１によって計測された気体の流入量Ｆと、圧力計３によって計測された等温化圧力容器２内の気体の圧力Ｐとに基づいて、サーボ弁４の開閉または開度を制御するための演算が行なわれる。
【００２９】
次に、図１に示す連続非定常流量発生装置によって、連続的にサーボ弁４から所定の流量の気体流を発生させる方法について説明する。
まず、減圧弁７を開けて、気体供給源６から導管１１ａおよび導管１１ｂを通って、気体を気体流量計１に導入する。このとき、減圧弁７を操作して、気体供給源６から気体流量計１を通って等温化圧力容器２内に導入される気体の供給圧力を所定圧力に設定する。供給圧は４００〜６００ｋＰａの範囲に設定することが好ましい。供給圧がこの範囲にあると、通常の流量計等の機器を使用する場合の圧力範囲となり、動特性や流量特性を精度良く測定する上で、望ましい。
【００３０】
気体流量計１に導入された気体は、導管１１ｃを通って等温化圧力容器２に導入される。このとき、気体流量計１によって、導管１１ｃを通って等温化圧力容器２に導入される気体の導入量が計測される。気体流量計１によって計測された気体の導入量に関する検出信号は、Ａ／Ｄ変換器８を介してアナログ信号からデジタル信号に変換されてコンピュータ５に入力される。
【００３１】
そして、等温化圧力容器２に導入された気体は、等温状態に保持される。このとき、等温化圧力容器２内に充填された熱伝導性材料は、等温化圧力容器２への気体の導入および等温化圧力容器２からの気体の流出に際して、等温化圧力容器２内の気体の温度変化を抑制する機能を有する。例えば、サーボ弁４の開放前に、等温化圧力容器２内に気体を急激に流入させた場合、等温化圧力容器２内の圧力が急激に高くなるため、内部の気体の温度が上昇する。しかし、この気体の熱エネルギーは、熱伝導性材料を通じて等温化圧力容器２の内壁に伝達され、さらに等温化圧力容器２から外部に放熱される。このとき、熱伝導性材料は熱伝導性がよく、熱伝達速度が速いから、等温化圧力容器２内の気体の温度上昇は低く抑制される。このように、気体を充填する際に圧力の上昇とともに内部の気体の温度が高くなろうとするが、その熱は熱伝導性材料を経て等温化圧力容器２から放熱されてしまうため、全体の温度の上昇は小さくなる。
【００３２】
次に、サーボ弁４が開放されると等温化圧力容器２から瞬間的に大量の気体が流出するので、等温化圧力容器２内の気体が急激に膨張し、この膨張に伴って温度が低下することになる。この場合は、熱伝導性材料から速やかに熱が供給され、さらに等温化圧力容器２が外部から熱吸収し、熱伝導性材料に対して熱の供給が行なわれるから、結局、全体の温度の低下が抑制される。
【００３３】
そして、圧力計３によって、等温化圧力容器２内の気体の圧力が計測され、計測された圧力値は、Ａ／Ｄ変換器８を介してアナログ信号からデジタル信号に変換されてコンピュータ５に入力される。
次に、サーボ弁４が開放されたとき、等温化圧力容器２に保持された気体は、導管１１ｄを通ってサーボ弁４から導管１２に流出される。
【００３４】
このとき、コンピュータ５は、気体流量計１からＡ／Ｄ変換器８を介して入力された等温化圧力容器２への気体の導入量に関する検出信号と、圧力計３からＡ／Ｄ変換器８を介して入力された等温化圧力容器２内の気体の圧力に関する検出信号とに基づいて、サーボ弁４にＤ／Ａ変換器９を介して制御信号を出力して、サーボ弁４から導管１２に非定常流量の気体流が発生するようにサーボ弁４を制御する。その際、コンピュータ５において、圧力計３によって計測された圧力から等温化圧力容器２内の圧力変化を求め、この圧力変化から等温化圧力容器２に流入した気体の導入量と容器から流出した導出量の差ΔＱが求められる。一方、気体流量計１では、等温化圧力容器２に流入する気体の導入量Ｑ1が計測される。この導出量の差ΔＱと、気体の導入量Ｑ1とから、サーボ弁４から導管１２に流出される気体流の流量Ｑ2（Ｑ1−ΔＱ＝Ｑ2）を求めることができる。このとき、等温化圧力容器２内の気体は、等温状態に保持されるため、等温化圧力容器２内の気体の圧力Ｐを計測すれば、圧力Ｐの微分値に係数を掛けることでΔＱを求めることができる。したがって、この導管１２に流出される気体流の流量Ｑ2が所望の値になるように、サーボ弁４の開放または開度をフィードバック制御することによって、基準とするに十分な精度で所定の流量の気体流をサーボ弁４から流出させることができる。
【００３５】
ここで、等温化圧力容器２への気体の導入量に関する検出信号と、等温化圧力容器２内の気体の圧力に関する検出信号とは、それぞれ１０〜１５秒間の計測を行ない、その計測は１０ｍ秒以内のサンプリング時間で行ない、計測結果をコンピュータ５に入力することが好ましい。サンプリング時間がこの範囲にあると、流量の検出精度を十分に高くすることができる。
【００３６】
以上のようにして、サーボ弁４の後流に設けられた導管１２に流出される気体流の流量が高精度に制御される。したがって、導管１２に、流量の動特性試験や流量特性試験を行なう機器を接続して、連続非定常流量発生装置ＦＬから連続的に発生する計測基準となる非定常流量と、接続された機器の応答結果とを比較することで、それらの機器の検定を行なうことができる。例えば、図２に示す実施形態の流量検定装置のように、連続非定常流量発生装置ＦＬのサーボ弁４を通って流出される気体を被検定対象の流量計１０に導入して、当該流量計１０による流量の計測精度を検定できる。この流量計検定装置においては、流量計１０による気体の流量の計測結果を、コンピュータ５に入力する。そして、コンピュータ５においては、流量計１０による流量の計測結果と、サーボ弁４から導管１２に流出される気体流の流量（基準値）とを比較することによって、流量計１０における流量の計測精度を検定することができる。そして、減圧弁７を操作するとともに、前記コンピュータ５によって、サーボ弁４の開閉および開度を調節してサーボ弁４から流出される気体流の流量（基準値）を動的に変化させ、その流量が変化する気体流に対する流量計１０の計測結果を連続して計測して、コンピュータ５によって基準値と比較対照すれば、流量計１０の動特性を検定することができる。
【００３７】
本発明によれば、今まで有効な方法がなかった気体用流量計の動特性試験が行なえるばかりか、空気圧機器の流量特性試験が行なえるなど、その有用性は極めて高い。
【００３８】
以上、実施形態として、圧縮性流体として気体を用いる場合を示したが、本発明は、この実施形態に限定されず、他の圧縮性流体を用いる場合にも適用可能である。
【実施例】
【００３９】
前記図１に示す構成の連続非定常流量発生装置を用いて、サーボ弁４から導管１２に流出される空気の流量を制御した。用いた連続被定常流量発生装置の各構成機器の諸元および実験条件は、下記の通りである。また、気体供給源６、減圧弁７、等温化圧力容器２およびサーボ弁４は、内径６ｍｍのナイロン製管で連絡した。
気体供給源６：アネスト岩田（株）製、圧縮機
減圧弁７：ＳＭＣ社製、精密減圧弁
気体流量計１：東京メータ社製、層流式流量計
圧力計３：豊田工機社製、半導体式圧力センサ
等温化圧力容器２：内容積  ３．０Ｌ（図３に示すステップ流量の発生で使用）、０．３Ｌ（図４に示す振動流の発生で使用）
材質：アルミニウム
形状：円筒
熱伝導性材料
材質：銅線（東京メータ社製、線径：５０μｍ）
充填密度：３００ｋｇ／ｍ3
サーボ弁４：フェスト社製、スプール式サーボ弁
コンピュータ５：サンプリング周波数  ０．２ｍ秒
【００４０】
この装置において、図３に示すとおり、コンピュータ５によってサーボ弁４を制御して、図３中の太線で示すように、サーボ弁４からの空気の流出量を０→２３０→０（Ｎｌ／ｍｉｎ）の順でステップ的に変化させてみた。このとき、気体流量計１で計測される流量（点線）、等温化圧力容器２内の流量ΔＱ（細線）、および導管１２に設けられた流量計によって測定されたサーボ弁４からの流出量Ｑ2（太線）は、図３に示すとおりであった。
【００４１】
従来の流量計等では、図３に示すような流量のステップ的な変化を示すことができず、その立ち上がりがなまってしまい、正確な瞬時流量の計測ができない。また、連続的に基準とするに十分な精度でステップ的に正確な流量の気体流を発生することは不可能であった。これに対して、図３に示すとおり、本発明の装置では、発生流量（太線）が示すように、連続的にステップ流量が発生できていることが明らかである。また、等温化圧力容器２は、バッファータンクの役割を有し、気体流量計１における流量の緩やかな立ち上がりを吸収するとともに、開放したサーボ弁４からの流出量を急峻な立ち上がりにすることができる。
【００４２】
さらに、図３から、流れが一定となった時は、気体流量計１によって計測される気体の等温化圧力容器２内への導入量の計測値が、サーボ弁４から流出する気体の流量と等しくなっていることもわかる。
したがって、気体流量計１の計測精度は２％以内であることから、この装置によれば、５％以内の精度で正確な流量が保証できることが分かる。
【００４３】
次に、図２に示すように、この連続非定常流量発生装置ＦＬに被検定対象の流量計１０を接続した流量検定装置を構成し、この流量検定装置において、コンピュータ５によってサーボ弁４を制御して、図４の下段の図に太線で示すように、平均流量３０（ＮＬ／ｍｉｎ）、流量の変動振幅１２（ＮＬ／ｍｉｎ）、変動周波数３０Ｈｚの振動流を発生させた。このとき、気体流量計１で計測される流量Ｑ1は図４の上段の図に一点鎖線で、等温化圧力容器２内の流量ΔＱは図４の上段の図に点線で示すとおりであった。
【００４４】
その結果、図４の下段の図に示すとおり、サーボ弁４の後流に接続された流量計１０によって計測される流量（細線）と、サーボ弁４から流出される流出量（太線）とがよく一致しており、この連続非定常流量発生装置が、正確に振動流量を発生できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る連続非定常流量発生装置の構成を示す概念図である。
【図２】本発明の実施形態に係る流量計検定装置の構成を示す概念図である。
【図３】本発明の連続非定常流量発生装置によるステップ流量の発生結果を示す図である。
【図４】本発明の連続非定常流量発生装置による振動流の発生結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      気体流量計
２      等温化圧力容器
３      圧力計
４      サーボ弁
５      コンピュータ
６      気体供給源
７      減圧弁
８      Ｄ変換器
９      ＡＤ変換器
１０    被検定対象の流量計
【図１】
2006064418.tif 000003
【図２】
2006064418.tif 000004
【図３】
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【図４】
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