(57)【要約】内部ピストンの位置を測定することによって流体の流量を正確に測定するピストンプルーバ装置、方法、及びシステム。ピストンは、流れを試験する前にピストンが上流位置へ引かれたときに流体（例えば、低温流体）がオリフィス通路を通流することを許容するために、シリンダ内に配置されたポペット弁装置と一体化され得る。モータ及びエンコーダと関連するアクチュエータは、シリンダの内部に配置され得る。モータは、試験が開始されたら、ピストンをシリンダの上流位置へ駆動する。試験のためにピストンが解放されたら、ピストンの初期位置及び最終位置が移動時間に沿って正確に測定され得る。【選択図】図１
2014534441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温及び非低温の流体の流れを測定するためのピストンプルーバ装置であって、
シリンダに支持され収容されたピストンであって、前記ピストンが流れ測定を行っておらず、前記ピストンが下流位置から上流位置へ移動しているときに、流体がオリフィス流路を通過することを許容するフロースルー弁装置とともに構成された、ピストンと、
前記シリンダに支持され収容されモータと関連付けられたアクチュエータと、を備え、
前記モータは、試験が開始されたら、前記ピストンを前記シリンダの前記上流位置へ駆動する、ピストンプルーバ装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、さらに、
前記アクチュエータと一体化されたエンコーダを備え、
前記エンコーダは、前記シリンダ内に配置され、前記シリンダ内の前記ピストンの位置を正確に測定し、前記ピストンの位置及び前記ピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を前記流体の流量を示すデータと関連して生成する、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１の装置において、さらに、
前記シリンダに配置された出口と入口とを備える、
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１の装置において、さらに、
フラクショナルメータパルス計測を提供するダブルクロノメトリパルス内挿法を利用して前記流体の流量を計算するためのプロセッサを備える、
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１の装置において、さらに、
前記アクチュエータと一体化されたリードスクリューを備え、
前記アクチュエータは、前記流体の流れが前記ピストンを前記下流位置へ押し戻している間に前記アクチュエータが前記ピストンと接続を維持している場合には、前記リードスクリューが前記ピストンによって後進駆動されるように、低温流体の低い温度において耐久力を維持するように変更される、
ことを特徴とする装置。
【請求項６】
低温及び非低温の流体の流れを測定する方法であって、
シリンダに支持され収容されたフロースルー弁装置とともに構成されたピストンが流れ測定を行っておらず、前記ピストンが下流位置から上流位置へ移動しているときに、オリフィス流路に流体を通過させるステップと、
前記シリンダに支持され収容されたアクチュエータと一体化されたモータによって試験が開始されたときに、前記シリンダの上流位置に前記ピストンを駆動するステップと、
を備える方法。
【請求項７】
請求項６の方法において、さらに、
前記アクチュエータと一体化されたエンコーダ及び前記シリンダ内の前記ピストンの位置を介して前記シリンダ内の前記ピストンの位置を測定するステップと、
前記ピストンの位置及び前記ピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を前記流体の流量と関連して生成するステップと、
を備える方法。
【請求項８】
請求項６の方法において、さらに、
リードスクリューを前記アクチュエータと一体化するステップと、
前記流体の流れが前記ピストンを前記下流位置へ押し戻している間に前記アクチュエータが前記ピストンと接続を維持している場合には、前記リードスクリューが前記ピストンによって後進駆動されるように、低温流体の低い温度において耐久力を維持するために、前記アクチュエータを変更するステップと、
を備える方法。
【請求項９】
請求項６の方法において、さらに、
プロセッサとの相互作用によって試験を開始するステップと、
前記ピストンを鎖駆動戻し機構から係合解除するために前記ピストンを前記上流位置へ引っ張るように前記モータを信号処理するステップと、
を備える方法。
【請求項１０】
低温及び非低温の流体の流れを測定するためのシステムであって、
シリンダに支持され収容されたピストンであって、前記ピストンが流れ測定を行っておらず、前記ピストンが下流位置から上流位置移動しているときに、流体がオリフィス流路を通過することを許容するフロースルー弁装置とともに構成された、ピストンと、
前記シリンダに支持され収容されモータと関連付けられたアクチュエータであって、前記モータは、試験が開始されたら、前記ピストンを前記シリンダの前記上流位置へ駆動する、アクチュエータと、
前記アクチュエータと一体化されたエンコーダであって、前記シリンダ内に配置され、前記シリンダ内の前記ピストンの位置を正確に測定し、前記ピストンの位置及び前記ピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を、前記流体の流量を示すデータと関連して生成する、エンコーダと、
を備えることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]実施形態は、全体的に、流れ測定プルーバシステム及び方法に関連する。実施形態は、小さい容積のプルーバ（試験器）に関連する。実施形態は、さらに、低温流体及び非低温流体への適用に関連する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]流れ測定器、プルーバ、及び流れプルーバ装置は、実際の作動環境をシミュレートするために、既知のトレース可能な容積を利用し、性能をテストし確認する。ＳＶＰ（小容積プルーバ）、すなわちピストンプルーバは、流体の流れプロセスにおける流れを正確に測定し、例えば、流体を管理輸送する流れ測定装置、パイプライン、などを校正するようになっている。小容積プルーバは、一般的に、ピストンのストロークの開始及び終了を検出するセンサを有する高精度ボアシリンダを備えている。ピストンは、流体の流れに逆らって上流へ駆動され、そして、流体の流量を測定するために、流体の流れとともに移動するように解放（リリース）される。
【０００３】
[0003]小容積プルーバは、典型的には、外部モータによってピストンを上流位置へ引っ張るために、ピストンに接続されプルーバの外側へ突出するピストンロッドを備える。図１は、プルーバ１００から外側へ突出するピストンロッド１３５を有する従来技術の小容積プルーバ１００を示している。小容積プルーバ１００は、流れ入口１１０及び流れ出口１９０を有するシリンダ１２０を備える。ポペット弁装置１４０とともに構成されたピストン１３０は、高精度ボアシリンダ１２０内に配置される。ピストン１３０は、プルーバハウジング１９５から外側へ突出するピストンロッド１３５に接続された外部モータによって上流へ駆動され得る。外部ロッド１３５は、プルーバハウジング１９５に対してシールされ得る。
【０００４】
[0004]このようなプルーバの設計に関する問題の１つは、ピストンロッドのシールは、ロッド１３５の力がプルーバシールに加わることで、流体に含まれる汚染物がプルーバ容積の外部へ漏えいすることである。その結果、プルーバ１００の動作中にシールの摩耗又は損傷が起こり得る。これに加えて、このようなロッドシールは、ロッド１３５がシリンダ１２０の内外へ動くことによって、特に、流体が低い粘度、潤滑性、及び温度である場合には、漏えいを起こし得る。例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス）の場合には、漏えいした流体は可燃性であり環境破壊を起こす可能性がある。さらに、シールの漏えいは流体測定を不正確にする原因となる。
【０００５】
[0005]以上のことに基づいて、正確に位置測定を行うことができる改善されたピストンプルーバ装置及び方法が望まれ、以下に詳細が説明される。
【０００６】
[0006]以下の要約は、開示の実施形態に特有の特徴構成の理解を容易にするために提供されるものであって、全体を説明することを意図していない。以下に開示される実施形態の様々な側面の全体説明は、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約の全てを考慮することによって得られる。
【０００７】
[0007]開示された実施形態の１つの側面は、測定プルーバ装置、方法、及びシステムを改善するために提供される。
【０００８】
[0008]開示された実施形態の他の側面は、流体管内のピストン位置を正確に測定する改善されたピストンプルーバ装置、方法、及びシステムを提供することである。
【０００９】
[0009]上述の側面及び他の目的と効果は、以下に記載される。内部ピストンの位置を測定することによって流体の流量を正確に測定するピストンプルーバ装置、方法、及びシステムは、以下に開示される。全体的に、ピストンは、流れの試験を行う前にピストンが上流位置に引かれたときに流体（例えば、低温流体）がオリフィス流路を通ることを許容するために、シリンダ（例えば、高精度ボアシリンダ）内に配置されたポペット弁装置と一体化され得る。
【００１０】
[0010]モータ（例えば、水中用のＬＮＧリニアモータ）を有するアクチュエータ（例えば、リニアアクチュエータ）、リードスクリュー、及びエンコーダは、シリンダ内に配置されてもよい。モータは、試験が開始されたらピストンをシリンダの上流位置へ駆動する。ピストンが試験のために解放されたら、ピストンの初期位置及び最終位置がピストンの移動時間に沿って正確に測定される。アクチュエータ及びピストンと一体化されたエンコーダは、ピストンの動きによって変位する流体の容積を測定するために、ピストンの初期位置及び最終位置を示す出力信号を出力する。ピストン速度は、正確に測定され、シリンダ容積は、流量を正確に繰り返し測定するために校正される。
【００１１】
[0011]プロセッサは、フラクション測定パルスカウントを行うダブルクロノメトリパルス内挿法を利用して流体の流れを校正するようになっている。リニアアクチュエータは、シリンダから外に出ないようにプルーバピストンを押し引きすることができるようになっている。リニアアクチュエータに搭載されたリニアアクチュエータリードスクリューは、低温での強い耐久性を維持するために変更されてもよい。ピストンは、流体の流れがピストンを下流へ押し戻している間にアクチュエータがプルーバピストンと接続を維持していたら、リードスクリューを後進駆動することができる。アクチュエータリードスクリューの後進駆動力がピストンの流れに影響する場合には、アクチュエータリードスクリューは、ラッチ（例えば、ねじ負荷ラッチ又は同様の構成のラッチ）を用いてピストンから係合解除されてもよい。
【００１２】
[0012]モータは、低温環境用に設計されたアクチュエータを駆動するために、シリンダ内にアクチュエータと一緒に配置することができる。モータ用のワイヤは、ポットシールを通ってプルーバの外へ出てもよい。モータは、例えば、磁石及び／又は金属ブレードを直線方向に駆動するために直線方向に向いたコイルを備えるリニアモータであってもよい。リニアモータアクチュエータは、ＬＮＧ環境でも使用可能なエポキシ封止コイルを備え得る。リニアモータは、プルーバピストンと接続を維持し、流体の流れに対する抵抗が最小の状態で正確な位置測定データを出力し得る。アクチュエータと一体化されたエンコーダは、シリンダ内のピストンの位置を正確に測定することができ、それによって、正確な位置測定情報を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
[0013]以下に説明する図面は、各図を通して同一又は機能的に同様の要素には同様の参照符号が付され、明細書に組み込まれて明細書の一部を形成し、発明の詳細な説明とともに本発明を示し、本発明の原理説明を提供する。
【００１４】
【図１】[0014]図１は、プルーバから外部に突出するピストンロッドを有するピストンプルーバの斜視図である。
【図２】[0015]図２は、開示の実施形態に関連するピストンプルーバ装置のブロック図である。
【図３】[0016]図３は、開示の実施形態に関連するピストンプルーバ装置の斜視図である。
【図４】[0017]図４は、開示の実施形態に関連する、モータ、エンコーダ、及びリードスクリューを有するアクチュエータの斜視図である。
【図５】[0018]図５は、開示の実施形態に関連するリニアモータの斜視図である。
【図６】[0019]図６は、ピストンプルーバ装置においてピストンの位置を正確に測定するための方法の論理動作ステップを示す動作のハイレベルフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0020]以下の非限定の実施形態で議論される特定の値及び構成は、変更することができるものであり、単に少なくとも１つの実施形態を説明するために引用され、発明の範囲を限定する意図のものではない。
【００１６】
[0021]以下、符号と図面とを用いた詳細な本発明の実施形態が示される。ここで開示される実施形態は、多くの異なる態様で実施することができ、ここに示される実施形態に限定されない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分に完成しており当業者に本発明の範囲を伝えるものとなるように、提供される。全体を通して符号は要素を参照する。本明細書で使用される用語”and/or”は、１つ又は複数の列挙された要素の任意の又は全部の組み合わせを含む。
【００１７】
[0022]ここで用いられる用語は、実施形態を説明するためだけの目的で用いられるものであり、本発明を限定する意図では用いられていない。また、本明細書で用いられる用語”a”、”an”、”the”は、明確に単数であることを示している場合を除いて複数も含むよう意図される。本明細書で使用される用語”comprises”、及び／又は”comprising”は、特徴、整数、ステップ、作業、要素、及び／又は構成の存在を明示するものであり、１又は複数の特徴、整数、ステップ、作業、要素、構成、及び／又はこれらの組み合わせの存在又は追加を排除するものではない。
【００１８】
[0023]図２は、開示された実施形態におけるピストンプルーバ装置２００のブロックダイアグラムを示す図である。ピストンプルーバ装置２００は、ピストンプルーバ装置２００の内部に配置されたアクチュエータ１５０を有する。装置２００は、水圧又は空気圧を用いない簡単な機械操作に基づいて動作することができる。装置２００は、測定管の内部及び測定管の周囲の流体の差圧を最小化することによって、流体の流れに対して一定の温度を与え、測定管のベース容積を一定に保つ。装置２００は、例えば、流体の流量を校正するためのダブルクロノメトリー操作のような、電気パルスカウント技術を利用することができる。ピストンプルーバ装置２００は、例えば、ＬＮＧのような低温液化ガスの測定に用いることができる。
【００１９】
[0024]一般的には、例えば液体メタンなどのＬＮＧは、天然ガスを−２６０°Ｆに冷却することによって生成される。このような温度では、天然ガスは液化し、容積は１／６１５になる。液化した天然ガスは容積が極めて小さくなるので気体の状態よりも貯蔵し易い。ＬＮＧはまた輸送もし易い。液化酸素などの低温流体、及び、圧縮され液化された炭化水素ガスのように燃料分配に用いられる特定の低温炭化水素、典型的にはメタンのような天然ガスは、エンジン駆動、特に自動車のエンジン駆動に用いられる。特に、液化天然ガス、すなわちＬＮＧは、通常、−４０°Ｆ〜−２００°Ｆの温度、及び、約５０〜１００ｐｓｉｇの圧力で貯蔵される。
【００２０】
[0025]装置２００は、入口１１０及び出口１９０を有するシリンダ１２０（例えば、流管、高精度ボアシリンダなど）を備える。装置２００は、さらに、シリンダ１２０の内部にポペット弁装置１４０とともに配置されたピストン１３０を備え、ピストン１３０が流れを試験する前に上流位置になったときに流体（例えば、低温流体）がオリフィスを通過できるようになっている。ピストン１３０は、好ましくはロードラグピストンであってもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、ピストン１３０は、必ずしもロードラグピストンでなくてもよく、他のタイプのピストンであってもよい。また、いくつかの実施形態では、シリンダ１２０は、パイプラインの一部として形成されてもよく、パイプのような形状に形成されてもよい。シリンダ１２０は、水を引く処理に利用できる既知の容積を備える。シリンダ１２０は、装置２００の測定チャンバとして機能することができる。
【００２１】
[0026]ピストン１３０は、測定対象の流体の動作圧力、温度、及び低下する所望抵抗にとって適切な材料で形成することができる。リードスクリュー１５５、モータ１６５、及びエンコーダ１６０を有するアクチュエータ１５０は、プルーバハウジング１９５の内部に配置することができる。モータ１６５は、試験が開始されると、ピストン１３０をシリンダ１２０の上流位置へ駆動する。ピストン１３０が試験のためにリリースされると、ピストン１３０の初期位置及び最終位置が移動時間に沿って正確に測定される。アクチュエータ１５０及びピストン１３０に一体化されたエンコーダ１６０は、ピストン１３０の動きによって変位する流体の容積を測定するために、ピストン１３０の初期位置及び最終位置を示す出力信号を出力する。
【００２２】
[0027]装置２００に関連して構成されたプロセッサ１８０は、フラクション測定パルスカウントを行うダブルクロノメトリパルス内挿法を利用して流体流れを校正するようになっている。プロセッサ１８０は、アクチュエータ１５０の動きを制御して監視するために、エンコーダ１６０及びモータ１６５に接続されている。プロセッサ１８０は、例えば、シンプルマイクロプロセッサ、ＩＣチップ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバ、ネットワーク演算装置、又はパッド演算装置（例えば、ｉＰａｄ（登録商標）タイプの装置）などの他の演算装置であってもよい。内部アクチュエータ１５０と関連付けられたプルーバ装置２００は、正確に可変容積の校正を行うことができるようになっている。
【００２３】
[0028]図３は、開示された実施形態のピストンプルーバ装置２００の斜視図である。図１〜６において、同一又は同様のブロックは同じ参照符号が付されている。ピストンプルーバ装置２００は、シャフト１１５を支持するシャフト支持部材１２５と、アクチュエータ１５０を支持するアクチュエータ支持部材１８５と、を備える。後方突出ギア１４５は、シャフト１１５及びリードスクリュー１５５の動きに適応する。モータ１６５は、低温環境用に設計されたアクチュエータ１５０を駆動するために、シリンダ１２０内にエンコーダ１６０とともに配置されてもよい。ピストン１３０は、例えば、鎖伝動機構を介して位置調整され起動されることができる。鎖伝動機構構成においては、ピストン１３０のスタンバイモードは、例えば、弁１４０を開にした下流位置であってもよい。鎖伝動機構は、ピストン１３０を上流位置に引っ張ることができる。試験を開始するためにピストン１３０は解放され、弁１４０は閉じられる。ピストン１３０は、エンコーダ１６０のデータ収集を開始し、プルーバ装置２００の校正された区間（例えば、高精度ボアシリンダ）の長さ移動する。
【００２４】
[0029]信号は、ピストン１３０が解放され流体の流れに同期した後、アクチュエータ１５０が作動されたとき、タイミングシーケンスを開始するためにプロセッサ１８０へ送られる。ピストン１３０内に配置されたフロースルー弁１４０は、ピストン１３０が流体の速度とともに上流位置から下流位置へ移動し、容量が変位する間、閉になる。信号は、アクチュエータ１５０の端部に到達したらタイミングシーケンスを終了するためにプロセッサ１８０へ送られる。エンコーダ１６０は、ピストン１３０の移動によって変位する流体の容積を測定するために、ピストン１３０の初期位置及び終了位置を示す出力信号を提供する。フロースルー弁１４０は、弁１４０が下流位置から上流位置へ移動するときに、流体がわずかな圧力損失でシリンダ１２０を自由に通流できるように、開になる。
【００２５】
[0030]装置２００内の流体圧力は、全体的にピストン１３０の周辺をさらに下流へ押圧し、フロースルー弁１４０を開にし、これにより、ライン圧力に少しのパルス或はうねりを起こすか、又はほとんど起こさずに、流体を流れ続けさせる。ピストン１３０は、流量を測定するために、全体的に流体と同じ割合で移動し、エンコーダ１６０データ収集を開始する。ダブルクロノメトリアプローチは、流体流れの高い精度の校正を実現する、正確な時間識別及びパルス計測を提供する。流体流れ、温度、圧力、及び、ピストン１３０の位置、の測定は、プロセッサ１８０を利用することによって行われる。
【００２６】
[0031]図４は、開示の実施形態における、モータ１６５、エンコーダ１６０、及び、リードスクリュー１５５、を有するアクチュエータ１５０の斜視図である。アクチュエータ１５０は、例えば、上述の構成を考慮したリニアアクチュエータであってもよい。リニアアクチュエータの代わりに、他のタイプのアクチュエータを使用することもできる。リニアアクチュエータモータ１６５は、ＬＮＧ環境でも使用可能なエポキシ封止コイルを備え得る。リニアアクチュエータ１５０は、プルーバハウジング１９５から出ないようにプルーバピストン１３０及びピストンロッド１３５を押し引きし得る。リニアアクチュエータ１５０に搭載されたリニアアクチュエータリードスクリュー１５５は、低温における耐久力を維持するために変更することができる。
【００２７】
[0032]ピストン１３０は、流体の流れがピストン１３０を下流側へ押圧している間、アクチュエータ１５０がプルーバピストン１３０に接続し続けている場合に、アクチュエータリードスクリュー１５５を後進駆動することができる。アクチュエータリードスクリュー１５５の後進駆動力がピストン１３０の流れに影響する場合には、アクチュエータリードスクリュー１５５は、ラッチ（例えば、ばね負荷ラッチ又は同様の構造のラッチ）を用いてピストン１３０から係合解除することができる。リニアアクチュエータリードスクリュー１５５は、低温流体に相性よく使える物でなければならない。リニアアクチュエータ１５０は、少なくとも１０００ｌｂｓの力を大きなプルーバに供給する。モータ１６５及びエンコーダ１６０は、回転動作を直線動作に変えるために一体に組み立てられ得る。エンコーダは、図４に示すように、リードスクリュー１５５とともに配置されるリニア電位差計であってもよい。
【００２８】
[0033]モータ１６５は、低温環境用に設計されたアクチュエータ１５０を駆動するために、シリンダ１２０の内部にリードスクリュー１５５とともに配置され得る。アクチュエータ１５０と一体化されたエンコーダ１６０は、正確な位置測定を行うために、シリンダ１２０内のピストン１３０の位置を正確に測定できるようになっている。これにより、シリンダ１２０内のピストン１３０の位置測定の複雑さが抑制される。代替の実施形態では、後進駆動力がピストン１３０からリードスクリュー１５５の取り外しを必要とする場合には、ピストンの位置測定を行うために、独立したピストン位置測定センサを利用することができる。
【００２９】
[0034]図５は、開示の実施形態におけるリニアモータ１６５の斜視図を示している。モータ１６５は、例えば、上記の設計に留意したリニアモータであってもよい。リニアモータに代えて他のタイプのモータを用いることもできる。リニアモータ１６５は、実質的に、シリンダ１２０に設置された電気回転モータである。モータ１６５は、直線的に移動する。リニアモータ１６５は、固定子１６６、可動子１６２、及び、直線状に向いており磁石１６４及び／又は金属ブレードを直線方向に駆動するコイル１６８、を備える。リニアモータ１６５は、最小限の抵抗を流体の流れに加えている間、プルーバピストン１３０と接続され続け、正確な位置測定を提供する。モータ１６５用のワイヤは、ポットシールを通してプルーバハウジング１９５から外へ出てもよい。
【００３０】
[0035]図６は、開示の実施形態における、高精度ボアシリンダ１２０内のピストンの正確な位置測定を行うための方法４００の作業ステップを示すハイレベルフローチャートを示す図である。始めに、ポペット弁装置１４０と一体化されたピストン１３０は、ブロック４１０に示されているように、シリンダ１２０の内部に配置される。モータ１６５及びエンコーダ１６０に関連付けられたアクチュエータ１５０は、ブロック４２０に示されるように、プルーバハウジング１９５の内部に配置され得る。
【００３１】
[0036]モータ１６５は、試験が開始されたら、ブロック４３０に示されるように、プルーバ容積の上流位置へピストン１３０を駆動する。その後、ブロック４４０に示されるように、流体（例えば、低温流体）は、ピストン１３０が下流位置から上流位置へ移動するときに、オリフィス通路を通過することができる。アクチュエータ１５０及びピストン１３０と一体化されたエンコーダ１６０は、ブロック４５０に示すように、ピストン１３０の動き、及び、ピストン１３０の動きによって変位する流体の容積、を示す出力信号を供給する。最終的に、ブロック４６０に示すように、流量を高精度で繰り返し測定するために、ピストン１３０の速度は正確に測定され、シリンダ容積は校正される。
【００３２】
[0037]上記に基づいて、好ましい代替のいくつかの実施形態が開示される。例えば、１つの実施形態では、低温及び非低温の流体の流れ測定をするためのピストンプルーバが開示される。装置は、シリンダに支持されシリンダに内包されたピストンであって、ピストンが流れ測定を行っておらず、また、ピストンが下流位置から上流位置へ移動したときにオリフィス通路を介して流体が通流するようになっているフロースルー弁とともに構成された、ピストンと、シリンダ内部に収容されシリンダ内部に維持されたモータと関連するアクチュエータと、を備え、モータは、試験が開始されたらシリンダの上流位置へピストンを駆動する。
【００３３】
[0038]他の実施形態では、装置は、さらに、アクチュエータと一体化されたエンコーダを含み、エンコーダは、シリンダ内のピストンの位置を正確に測定し、ピストンの流量を示すデータとともにピストンの位置及びピストンの動きによって変位した流体の容積を示す出力信号を生成するために、シリンダ内に配置される。さらに他の実施形態では、装置は、シリンダに配置された出口及び入口を含む。さらに他の実施形態では、装置は、流体の流量を計算するために、フラクション測定パルスカウントを提供するダブルクロノメトリパルス内挿法を利用可能なプロセッサを含む。プロセッサは、フローメータの校正に用いることができる。
【００３４】
[0039]他の実施形態では、リードスクリューは、アクチュエータと一体化されてもよく、アクチュエータは、流体流れがピストンの背面を下流位置へ押圧している間にアクチュエータがピストンに接続され続けた場合にリードスクリューがピストンによって後進駆動されるように、低温流体の低温への耐久力を維持するために変更されてもよい。さらに他の実施形態では、アクチュエータリードスクリューは、アクチュエータリードスクリューの後進駆動力がピストンの流れに影響を与える場合には、ピストンから切り離されてもよい。さらに他の実施形態では、シリンダ内のピストンの位置を正確に測定し、流体の流量を示すデータとともに、ピストンの位置及びピストンの動きによって変位する流体の容積を示す出力信号を供給するために、ピストンセンサがシリンダ内に配置され位置決めされてもよい。
【００３５】
[0040]他の実施形態では、モータ用のワイヤは、ポットシールを介してシリンダから外に出るようになっている。他の実施形態では、アクチュエータはリニアアクチュエータであってもよい。さらに他の実施形態では、アクチュエータはリニアモータであってもよい。さらに他の実施形態では、上述の流体は、低温流体、又は、非低温流体であってもよい。他の実施形態では、上述のシリンダは、高精度ボアシリンダであってもよい。また、他の実施形態では、プロセッサは、ピストンを鎖駆動戻し機構からラッチ解除するために、試験を開始し、ピストンを上流位置へ引っ張るためにモータに信号を与える。
【００３６】
[0041]他の実施形態では、低温及び非低温の流体の流れを測定する方法が実行される。この方法は、例えば、シリンダに支持され収容されたフロースルー弁装置とともに構成されたピストンが流れ測定を行っておらず、ピストンが下流位置から上流位置へ移動しているときに、オリフィス流路に流体を通過させるステップと、シリンダに支持され収容されたアクチュエータと一体化されたモータによって試験が開始されたときに、シリンダの上流位置にピストンを駆動するステップと、を含むことができる。
【００３７】
[0042]他の実施形態では、アクチュエータと一体化されたエンコーダ及びシリンダ内のピストンの位置を介してシリンダ内のピストンの位置を測定するステップと、ピストンの位置及びピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を流体の流量を示すデータと関連して生成するステップと、が実行され得る。さらに他の実施形態では、リードスクリューをアクチュエータと一体化するステップと、流体の流れがピストンを下流位置へ押し戻している間にアクチュエータがピストンと接続を維持している場合には、リードスクリューがピストンによって後進駆動されるように、低温流体の低い温度において耐久力を維持するために、アクチュエータを変更するステップと、が実行され得る。
【００３８】
[0043]他の実施形態では、プロセッサとの相互作用によって試験を開始するステップと、ピストンを鎖駆動戻し機構から係合解除するためにピストンを上流位置へ引っ張るようにモータを信号処理するステップと、が実行され得る。他の実施形態では、ピストンが解放され流体の流れに同期した後、アクチュエータが作動されたとき、タイミングシーケンスを開始するために信号をプロセッサへ送るステップと、ピストンが流体の速度とともに上流位置から下流位置へ移動し、容量が変位する間、ピストン内に配置されたフロースルー弁を閉にするステップと、が実行され得る。
【００３９】
[0044]他の実施形態では、アクチュエータの端部に到達したらタイミングシーケンスを終了するために信号をプロセッサへ送るステップであって、エンコーダは、ピストンの移動によって変位する流体の容積を測定するために、ピストンの初期位置及び終了位置を示す出力信号を提供する、ステップと、弁が下流位置から上流位置へ移動するときに、流体がわずかな圧力損失でシリンダを自由に通流できるように、フロースルー弁を開にするステップと、が実行され得る。他の実施形態では、上述の流体は、低温流体又は非低温流体であってもよい。
【００４０】
[0045]他の実施形態では、システムは、低温及び非低温の流体の流れを測定するために提供される。このシステムは、シリンダに支持され収容されたピストンであって、ピストンが流れ測定を行っておらず、ピストンが下流位置から上流位置移動しているときに、流体がオリフィス流路を通過することを許容するフロースルー弁装置とともに構成された、ピストン、を備え得る。このシステムは、さらに、シリンダに支持され収容されモータと関連付けられたアクチュエータであって、モータは、試験が開始されたら、ピストンをシリンダの上流位置へ駆動する、アクチュエータ、を備え得る。システムは、さらに、アクチュエータと一体化されたエンコーダであって、シリンダ内に配置され、シリンダ内のピストンの位置を正確に測定し、ピストンの位置及びピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を流体の流量を示すデータと関連して生成する、エンコーダ、を備え得る。
【００４１】
[0046]このシステムの他の実施形態では、出口と入口とがシリンダに配置され得る。このシステムの他の実施形態では、プロセッサは、フラクショナルメータパルス計測を提供するダブルクロノメトリパルス内挿法を利用して流体の流量を計算するようになっていてもよい。このプロセッサは、フローメータの校正に用いることができる。
【００４２】
[0047]このシステムの他の実施形態では、リードスクリューは、アクチュエータと一体化され得る。アクチュエータは、流体の流れがピストンを下流位置へ押し戻している間にアクチュエータがピストンと接続を維持している場合には、リードスクリューがピストンによって後進駆動されるように、低温流体の低い温度において耐久力を維持するように変更され得る。他の実施形態では、アクチュエータリードスクリューは、アクチュエータリードスクリューの後進駆動力がピストンの流れに影響する場合には、ラッチを用いてピストンから係合解除されてもよい。このシステムのさらに他の実施形態では、位置センサは、シリンダ内のピストンの位置を正確に測定し、流体の流量を示すデータとともに、ピストンの位置及びピストンの動きによって変位する流体の容積を示す出力信号を供給するために、シリンダ内に配置され位置決めされてもよい。
【００４３】
[0048]このシステムの他の実施形態では、モータ用のワイヤは、ポットシールを通ってシリンダの外へ出てもよい。このシステムの他の実施形態では、アクチュエータは、リニアアクチュエータであってもよい。さらに他の実施形態では、アクチュエータは、リニアモータであってもよい。このシステムのさらに他の実施形態では、上述の流体は、低温流体又は非低温流体であってもよい。他の実施形態では、上述のシリンダは、高精度ボアシリンダであってもよい。このシステムの他の実施形態では、プロセッサは、試験を開始し、ピストンを鎖駆動戻し機構から係合解除するためにピストンを上流位置へ引っ張るようにモータを信号処理するようになっていてもよい。
【００４４】
[0049]上記に開示した様々な態様、及び他の構成、機能、又はこれらの代替は、他の異なるシステム又は用途で適宜組み合わせて用いることができる。また、上述の様々な態様、又は予期せぬ代替、変更、態様、又は改善は、当業者によって実施されるものであって、以下の特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
【図１】
2014534441.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月4日(2014.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温及び非低温の流体の流れを測定するためのピストンプルーバ装置であって、
シリンダに支持され収容されたピストンであって、前記ピストンが流れ測定を行っておらず、前記ピストンが下流位置から上流位置へ移動しているときに、流体がオリフィス流路を通過することを許容するフロースルー弁装置とともに構成された、ピストンと、
前記シリンダに支持され収容されモータと関連付けられたアクチュエータと、を備え、
前記モータは、試験が開始されたら、前記ピストンを前記シリンダの前記上流位置へ駆動する、ピストンプルーバ装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、さらに、
前記アクチュエータと一体化されたエンコーダを備え、
前記エンコーダは、前記シリンダ内に配置され、前記シリンダ内の前記ピストンの位置を正確に測定し、前記ピストンの位置及び前記ピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を前記流体の流量を示すデータと関連して生成する、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１の装置において、さらに、
フラクショナルメータパルス計測を提供するダブルクロノメトリパルス内挿法を利用して前記流体の流量を計算するためのプロセッサを備える、
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
低温及び非低温の流体の流れを測定する方法であって、
シリンダに支持され収容されたフロースルー弁装置とともに構成されたピストンが流れ測定を行っておらず、前記ピストンが下流位置から上流位置へ移動しているときに、オリフィス流路に流体を通過させるステップと、
前記シリンダに支持され収容されたアクチュエータと一体化されたモータによって試験が開始されたときに、前記シリンダの上流位置に前記ピストンを駆動するステップと、
を備える方法。
【請求項５】
請求項４の方法において、さらに、
前記アクチュエータと一体化されたエンコーダ及び前記シリンダ内の前記ピストンの位置を介して前記シリンダ内の前記ピストンの位置を測定するステップと、
前記ピストンの位置及び前記ピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を前記流体の流量と関連して生成するステップと、
を備える方法。
【請求項６】
低温及び非低温の流体の流れを測定するためのシステムであって、
シリンダに支持され収容されたピストンであって、前記ピストンが流れ測定を行っておらず、前記ピストンが下流位置から上流位置移動しているときに、流体がオリフィス流路を通過することを許容するフロースルー弁装置とともに構成された、ピストンと、
前記シリンダに支持され収容されモータと関連付けられたアクチュエータであって、前記モータは、試験が開始されたら、前記ピストンを前記シリンダの前記上流位置へ駆動する、アクチュエータと、
前記アクチュエータと一体化されたエンコーダであって、前記シリンダ内に配置され、前記シリンダ内の前記ピストンの位置を正確に測定し、前記ピストンの位置及び前記ピストンの移動によって変位する流体の容積を示す出力信号を、前記流体の流量を示すデータと関連して生成する、エンコーダと、
を備えることを特徴とするシステム。
【国際調査報告】
2014534441.tif 000009
2014534441.tif 000010