(57)【要約】  流れチューブのような円筒形要素を介して流体の収録を正確に測定するための小体積試験装置および方法が提供される。精密ボアシリンダおよびピストンは、バルブ構成を備えるように構成され、ピストンがある位置から反対の位置に移動するときに環状通路を通って流体が流れることを可能にする。加速度計センサは、ピストンに取り付けることができ、時間データに関して加速度データを積分することで、パイプ内をピストンが移動する速度を連続的に検出することができる。速度を流れチューブの面積と掛算することで体積流速を自動的に計算することができる。【選択図】図１
2014530357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小体積試験装置であって、
流れ入口および流れ出口を備える精密ボアシリンダと、
前記精密ボアシリンダにより維持および収容されるピストンと、を有し、前記ピストンは、流れ貫通バルブ構成を備えるように構成され、前記バルブ構成は、前記ピストンが下流位置から上流位置へ移動し、前記流体の流速の測定を決定するときに、前記流れ入口から前記流れ出口へ流体が流れ、また、流体が環状通路を通るのを許可し、
前記装置はさらに、前記ピストンに取り付けられる加速度計センサを有し、前記加速度計センサは、前記ピストンが前記上流位置と前記下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することで、前記ピストンの速度を連続的に検出し、前記速度は、前記流体の体積流速を計算するために、流れチューブの面積と掛算される、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、さらに、前記加速度計センサからの前記加速度データの積分により測定される前記速度に対応する、少なくとも２つの時間パルス信号を受け取るプロセッサを有する、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、前記プロセッサは、端数測定パルスカウントを提供するダブル時刻測定パルス内挿を使用して、前記流体の前記流速を校正する、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、さらに、
前記加速度計センサと通信するプロセッサと、
前記加速度データを前記プロセッサに連絡する通信モードと、を有する、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記加速度計センサは、前記流体の流れの外側で前記ピストンに取り付けられる、装置。
【請求項６】
小体積試験装置であって、
流れ入口および流れ出口を備える精密ボアシリンダと、
前記精密ボアシリンダにより維持および収容されるピストンと、を有し、前記ピストンは、流れ貫通バルブ構成を備えるように構成され、前記バルブ構成は、前記ピストンが下流位置から上流位置に移動し、前記流体の流速の測定を決定するときに、前記流れ入口から前記流れ出口へ流体が流れ、また、流体が環状通路を流れることを許可し、
前記装置は、前記ピストンに取り付けられる加速度計センサを有し、前記加速度計センサは、前記ピストンが前記上流位置と前記下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することで、前記ピストンの速度を連続的に検出し、前記速度は、前記流体の体積流速を計算するために、流れチューブの面積と掛算され、
前記装置は、前記加速度計センサと通信するプロセッサを有し、前記プロセッサは、前記流体の前記体積流速の計算を支援するために、前記加速度計センサからの前記加速度データの積分により測定される前記速度に対応する、少なくとも２つの時間パルス信号を受信する、装置。
【請求項７】
流体の流れを測定する方法であって、前記方法は、
精密ボアシリンダに関連する環状通路を介して流体を流すステップを有し、前記精密ボアシリンダは、前記ピストンが下流位置から上流位置に移動するときに、バルブ構成に関連付けられるピストンを収容し、
前記方法は、前記ピストンと通信する加速度計センサを使用して、前記ピストンの正確な位置および運動を連続的に検出するステップと、
速度を流れチューブの面積と掛算することで前記流体の体積流速をその後に計算するために、前記加速度計センサを使用して、前記ピストンが前記上流位置と前記下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することで、前記ピストンの速度を正確に測定するステップと、を有する、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、さらに、前記加速度計センサからの前記加速度データの積分により測定される前記速度に対応する、少なくとも２つの時間パルス信号をプロセッサに伝達するステップを有する、方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法であって、さらに、プロセッサを介して前記流体の流れを自動的に校正するステップを有し、前記プロセッサは、端数測定パルスカウントを提供するダブル時刻パルス内挿命令を処理する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]実施形態は、全体として流れ測定試験システムおよび方法に関する。また、実施形態は、小体積試験器およびその方法にも関する。さらに、実施形態は、加速度計センサに関する。さらに、実施形態は、流体の流速の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]試験器および流れ試験要素は、知られた追跡可能な体積が実際の動作条件をシミュレートすることを可能にし、流れ測定器の性能を試験および確認することを可能にする。ＳＶＰ（Small Volume Prover;小体積試験器）またはピストン試験器は、流体流れプロセスにおける流れを正確に測定（たとえば、０．０２％の公差）するために採用することができ、また、管理輸送（たとえばパイプラインなど）に採用される流測定装置を校正するために採用することができる。小体積試験器は、一般に、ピストンストロークの最初と最後を検出するための基本的な位置に位置決めされるセンサを備える、正確にホーニングされたシリンダを含む。ストロークの体積は、試験化の装置により測定される体積を確認するために採用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003]固定体積の測定に関して液体流センサを校正するための従来の小体積試験器は、典型的には、小体積試験器の静止フレーム上に配置される固定ピストン光学スロット検出器のペア、および、これらの光学スロットセンサを通るピストンシャフトに取り付けられるフラグを使用する。そのような小体積試験器は、試験器シャフトフラグがこれら２つの光学センサを通過するのにかかる総時間（たとえば時間差）に基づいてピストン速度を測定することができる。不運にも、そのような光学センサは、整合させるのが難しく、非常に正確な配置が必要であり、これは試験器の製造および設置のコストを上昇させ、また、複雑さを増加させる。また、そのようなセンサがミスアライメントされると、移動シャフトがぶつかり、センサを故障させる。さらに、そのような光学センサは、典型的には、金属バーに取り付けられ、光学センサの間の距離は、バーの温度に依存する。それゆえ、温度センサ、トランスミッタ、および補償アルゴリズムを試験装置に追加しなければならず、これはさらに複雑さおよびコストを上昇させる。さらに、そのような光学センサは、加速プロファイルを実際に考慮せずに平均速度を測定し、これは不正確なデータの収集を生じさせ、性能がよくない。
【０００４】
[0004]上記に基づき、改良された小体積試験器および流速測定のための方法へのニーズがあると考えられる。また、パイプ内を移動するピストンの速度を正確に測定する改良された加速度計センサへのニーズがあり、これらは本稿で詳細に説明される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]以下の概要は、開示される実施形態に特有の発明的な特徴のいくつかの理解を容易にするために提供され、完全な説明とすることを意図していない。本稿で開示される実施形態の様々な側面の完全な理解は、明細書、特許請求の範囲、図面および要約の全体を考慮することで得られるであろう。
【０００６】
[0006]開示される実施形態の一側面は、改良された測定器を校正するシステムおよび方法を提供することである。
[0007]開示される実施形態の他の側面は、改良された小体積試験器および流速測定の方法を提供することである。
【０００７】
[0008]開示される実施形態のさらなる側面は、たとえばパイプなどの円筒形物体内を移動するピストンの速度を正確に測定するための改良された加速度センサを提供することである。
【０００８】
[0009]上述の側面、他の目的および利点は、本稿で説明されるように実現することができる。小体積試験装置およびパイプを介して流体の流速を正確に測定するための方法が本稿で開示される。かかる装置は、精密ボアシリンダおよびピストンを含み、ピストンが１つの位置（たとえば下流）から反対の位置（たとえば上流）へ移動するときに、流体が環状通路を通過するのを許可するために、バルブ構成を備えるように構成される。加速度計センサは、時間に対して加速度データを積分することで、精密ボアシリンダ（たとえばパイプ、流れチューブなど）内を移動するピストンの速度を連続的に検出するために、ピストンに取り付けることができる。体積流速は、流れチューブの面積に速度を掛け算することで計算することができる。
【０００９】
[0010]本装置に関連付けられるように構成されるプロセッサは、ダブル時刻パルス内挿アプローチ（double chronometry pulse interpolation approach）を使用して流体流れを校正するために採用することができ、これは、端数測定パルスカウントを提供する。加速度計センサは、加速度データの積分により測定された速度に対応する２つの時間パルス信号をプロセッサに伝達する。加速度計は、ピストンに取り付けることができ、ピストンが試験装置を出る場合に流体流れの外側となる。加速度計は、流体流れ内に取り付けることもできる。加速度データは、たとえばワイヤ通信技術、ワイヤレス通信技術、光学通信技術などを介して、プロセッサに伝達することができる。
【００１０】
[0011] 流体温度により影響を受けるボアの熱膨張の温度補償は、加速度センサがボアシリンダの内側に配置され、流体に直接的に接触する場合、温度監視および加速度センサ内に配置される補償アルゴリズムユニットにより実行することができる。校正動作は、プロセッサを介して開始することができ、プロセッサは、ピストンを上流位置に引くためのプロセス命令を提供する。ピストンは、その後、たとえばチェーンドライブリターン機構から外されるようにすることができる。チューブへの低引きずりピストン移動は、流れストリームの最小可能効果で流体の流れに追従するように自由である。ピストンが解放されると、流れバルブは、バネの張力により閉じることができ、ピストン速度は流体速度に同期する。
【００１１】
[0012]加速度計センサが駆動し、ピストンが解放されて流体流れに同期した後、パルス信号は、タイミングシーケンスを開始するためにプロセッサに伝達するようにすることができる。端部を達成する際、タイミングシーケンスを停止するために、もう一つのパルス信号がプロセッサに伝達されるようにすることができる。装置内の流体圧力は、ピストンの外辺部をさらに下流に押し、流れバルブを開放し、それにより、ライン圧力に脈動または揺らぎがほとんどまたは全くない状態で流れが継続することを可能にする。ピストンは、液体と同一の速度で移動し、流速を決定するために、加速度センサのデータ取得が開始する。
【００１２】
[0013]ピストンは１つの軸に移動し、速度は、比較的予測できるように単調増加する。加速度計センサは、アライメントおよび温度の敏感さの問題なしにピストン速度を計算することができる。流れ速度の変化は、流体流れの上流または下流の流れ測定器の正確さを確認するために、加速度計センサにより検出することができ、また、ピストン移動を通じて速度が変化する場合、アラーム信号が提供されるようにすることができる。
【００１３】
[0014]添付図面は、異なる図面を通じて同様の参照符号は同様のまたは機能的に類似の要素を参照する。添付図面は本明細書の一部をなし、本発明の詳細な説明とともに本発明を図示し、本発明の原理を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態による、流体流れの外側でピストンに取り付けられる加速度計センサに関連付けられる小体積試験装置のブロック図である。
【図２】一実施形態による、流体流れの内側でピストンに取り付けられる加速度計センサに関連付けられる小体積試験装置のブロック図である。
【図３】開示される一実施形態による、加速度計センサに関連付けられる小体積試験装置の概略図である。
【図４】開示される一実施形態による、加速度計センサを使用して、パイプを介する流体の流速を正確に測定するための方法の論理ステップの動作を示す高レベルフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0019]非限定的な例で議論される具体的なバルブおよび構成は変更することができ、単に少なくとも１つの実施形態を説明するために挙げられており、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１６】
[0020]以下で、本発明の実施形態を示す添付図面とともに実施形態がより詳細に説明される。本稿で開示される実施形態は、多くの異なる形態で実施化することができ、本稿で説明する実施形態に限定するものとは解釈されるべきではなく、これらの実施形態は、本開示が詳細および完全となり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されるものである。全体を通して同様の参照符号は同様の要素を示す。本稿で使用される「および／または」との語は、列挙された関連する項目の１つ以上の任意の組み合わせおよび全ての組み合わせを含む。
【００１７】
[0021]本稿で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的で使用されており、発明を限定することを意図するものではない。本稿で使用される単数形、および複数形の語は、文脈で明確に指示されない限り、複数の形態を含むことを意図している。さらに、「有する」および／または「有している」との語は、本明細書で使用される場合、言及された特徴、数値、ステップ、動さ、要素、および／または部品の存在を特定し、１つ以上の他の特徴数値、ステップ、動さ、要素、および／または部品の追加的な存在を排除しない。
【００１８】
[0022]図１は、開示される実施形態による、流体流れの外でピストン１３０上に取り付けられる加速度センサ１５０と通信する小体積試験装置１００のブロックダイアグラムを示す。小体積試験装置１００は、液圧または空圧なしに単純な機械的な操作に基づいて機能することができる。装置１００は、流体流れに対して一定の温度を提供し、測定導管の周りの流体の差圧を最小化することで、測定導管の一定のベース体積を維持する。装置１００は、電子パルス計測技術を使用することができ、たとえば、流体の流速を校正するためにダブル時刻測定操作を使用することができる。
【００１９】
[0023]装置１００は、一般に、流れ入口１１０および流れ出口１９０を備える精密ボアシリンダ１２０（たとえば流れチューブ）を含む。精密ボアシリンダ１２０は、ピストン１３０を維持および収容することができ、ピストン１３０がある位置から反対の位置へ移動するときに、流体が環状通路を通って流れることを許容するために、ピストン１３０は、流れ貫通バルブ構成１４０を備えるように構成される。ピストン１３０は、好ましくは低引きずりピストンであることに注意されたい。また、いくつかの実施形態において、精密ボアシリンダ１２０は、パイプラインの一部を形成することができ、または、パイプの形態で提供することができる。精密ボアシリンダ１２０が、知られた体積を備え、これは水くみ法（water draw procedure）を使用して確認することができる。精密ボアシリンダ１２０は、装置１００の測定チャンバとして機能することができる。
【００２０】
[0024]加速度計センサ１５０は、２つの位置（たとえば、第１位置および第２位置、１つの位置および反対側の位置など）の間でピストン１３０が移動するときにピストン１３０の加速度を積分することによりピストン１３０の速度を連続的に検出するために、ピストン１３０上に取り付けることができる。加速度計センサ１５０は、ピストンの部品またはシャフトが試験装置１００を出る場合、流体流れの外で、図１に示されるように、ピストン１３０上に取り付けることができる。
【００２１】
[0025]図２は、他の実施形態による、装置１００のブロックダイアグラムである。図２に示される構成において、加速度計センサ１５０は、流体流れ内に取り付けることができる。一般に、加速度計センサ１５０は、２つの時間パルス信号をプロセッサ１８０に伝達し、これは、加速度データの積分により測定された速度に対応する。加速度計センサ１５０は、実際には２つの位置の時間を測定せず、２つのパルスを出力し、これらの間の時間は、加速度の積分を通じて測定された速度に対応する、ことに注意されたい。
【００２２】
[0026]加速度データは、たとえば、ワイヤ通信技術、ワイヤレス通信技術、または光学通信技術を介して、プロセッサ１８０に伝達されるようにすることができる。プロセッサ１８０は、デュアル時間測定パルス内挿命令を処理するために、装置１００に関連付けられるように構成することができる。プロセッサ１８０は、たとえば、データ処理システムとすることができ、たとえば単純なマイクロプロセッサまたはＩＣチップ、デスクトップまたはラップトップコンピュータ、サーバー、ネットワークコンピュータ装置、およびパッドコンピュータ装置（たとえばｉＰａｄタイプの装置）などの他の処理装置とすることができる。
【００２３】
[0027]ピストン１３０は、試験動作圧力、温度に適切で、測定される流体によるデグラデーションに所望の耐性を備える材料から構成することができる。いくつかの実施形態において、流れ貫通バルブ１４０は、流体の流れを可能にするピストン１３０内に配置されるようにすることができる。バルブ１４０は、ピストン１３０が上流位置から下流位置に移動するときに閉じられるようにすることができる。バルブ１４０は、ピストン１３０が下流位置から上流位置に移動するときに開放されるようにすることができる。
【００２４】
[0028]ピストン１３０は、たとえば、チェーンドライブ機構を介して位置決めおよび発進させるようにすることができる。そのようなチェーンドライブ機構において、ピストン１３０のスタンバイモードは、たとえば、バルブ１４０が開放されている下流位置とすることができる。チェーンドライブ機構は、ピストン１３０を上流位置に引くことができる。ピストン１３０は、その後、解放され、バルブ１４０は閉じて試験動作を開始する。ピストン１３０は、試験装置１００のピストン１３０が校正されるセクション（たとえば、精密ボアシリンダ）の長さを移動するときに、加速度計センサ１５０のデータ取得を開始させることができる。加速度計センサ１５０は、時間に対する速度の変化を測定するために採用することができる。
【００２５】
[0029]ピストン１３０の速度は、加速度計センサ１５０を用いて時間に関して加速度データを積分することを正確に測定することができる。流体の体積流速は、速度と流れチューブの面積を掛算することで計算することができる。いくつかの実施形態において、流体温度変化によるボアの熱膨張の温度補償は、温度監視および補償アルゴリズムユニット１５５により実行することができ、補償アルゴリズムユニット１５５は、図２に示されるように、ボアシリンダ１２０内に配置される、流体に直接的に接触する加速度計センサ１５０内に配置され、または加速度計センサ１５０により維持される。液体は、温度及び圧力が安定化するまで、装置１００を通ることができる。そのような加速度センサ１５０に関連付けられる小体積試験装置１００は、たとえば流体流れセンサまたは測定器の正確な可変体積校正のための採用することができる。
【００２６】
[0030]試験器において大きく２つのタイプの温度補償があることに注意されたい。第１のタイプは、バーの熱膨張の補償であり、速度測定のための光学センサがバーの上に搭載される。そのようなバーは、本稿で説明される設計には存在せず、実際には、そのようなタイプの温度補償の理由ではない。第２のタイプは、試験器の容器（たとえばボア）自身の熱容積膨張の補償である。加速度計センサ１５０は、加速度計センサ１５０がボアを備え、流体と直接的に接触する場合にのみ、ボアの膨張のための一体的な温度測定を備えることができる。要約すると、図１に関する温度測定は必要ではなく、ボアの熱膨張を測定しないからである。しかし、図２の校正は便利であるが、主としてボア膨張補償のためである。
【００２７】
[0031]現場にある試験コンピュータは、速度または時間を現在取得できないことを指摘することは重要である。光学センサが各々トリガされたときに、コンピュータはパルスを受け取るようにプログラムされ、コンピュータ自身で２つのパルスの間の時間を計算する（そして最終的に、速度、およびプログラムされた距離および体積設定に基づいて流速を計算する。）。この搭載された基礎構造を実装するために、この加速度計センサ１５０は、所定時間にピストン１３０の速度に対応する２つのパルスを出力するように構成することができる。しかし、この文脈において、加速度計センサ１５０は、２つの位置の間の時間を測定しておらず、２つのパルスを出力でき、これらの間の時間は、加速度の積分を通じて測定される速度に対応する。
【００２８】
[0032]図３は、本開示による、加速度計センサ１５０に関連する小体積試験装置１００の概略図を示している。図１−４において、同一または類似のブロックは、同様の参照符号で示されることに注意されたい。ピストン１３０の正確な位置は、加速度計センサ１５０を介して監視される。試験動作は、プロセッサ１８０を介して開始され、プロセッサ１８０は、ピストン１３０を上流位置に引くように命令を処理する。ピストン１３０は、たとえば、チェーンドライブリターン機構から脱ラッチされるようにすることができる。たとえばシリンダ１２０の下方に移動する低引きずりピストン１３０は、流れストリームの最小効果で流体の流れに自由に追従する。ピストン１３０が開放されるとき、流れ貫通バルブ１４０は、バネの張力を介して閉じ、ピストン速度は流体速度に同期する。ピストン１３０が開放されたときまたは短い動作の後に、加速度計センサ１５０は駆動される。
【００２９】
[0033]ピストン１３０が開放されて流体流れに同期した後に加速度計１５０が駆動されたとき、タイミングシーケンスを開始するために、パルス信号をプロセッサ１８０に伝達することができる。端部に到達すると、タイミングシーケンスを停止するために、もう一つのパルス信号がプロセッサ１８０に伝達されるようにすることができる。装置１００内の流体圧力は、全体としてピストン１３０の周辺をさらに下流に押し、流れ貫通バルブ１４０を開放し、それにより脈動またはライン圧力の揺らぎがほとんどまたは全くない状態で流れが継続するのを許可する。ピストン１３０は、全体として、液体と同一の速度で移動し、流速を決定するために加速度計センサ１５０のデータ取得を開始する。
【００３０】
[0034]ピストン１３０は単一の軸の方向に移動することができ、速度は比較的予測できるように単調増加することに注意されたい。加速度計センサ１５０は、アライメントおよび温度の敏感さの問題を生じさせずにピストン１３０の速度を計算することで、このピストン移動の校正の利益を利用することができる。また、装置１００は、ダブル時刻測定アプローチを使用して体積流速を計算することができる。ダブル時刻測定アプローチは、流体の流れ速度を校正するための端数測定パルスカウントを提供する。ダブル時刻測定アプローチは、正確な時間の区別を提供し、また、パルスカウントを提供し、これは、流体流れのより正確な校正を達成する。流体流れ、温度、圧力、およびピストン１３０の位置の測定は、プロセッサ１８０を使用して決定することができる。
【００３１】
[0035]図４は、開示される実施形態による、加速度計センサ１５０を使用して、可変体積校正を提供するための方法４００の論理動作ステップを示す高レベルフローチャートを示している。精密ボアシリンダ１２０およびピストン１３０は、ブロック４１０で示されるバルブ配置１４０を備えるように構成することができる。ブロック４２０で示されるように、ピストン１３０が１つの位置から反対の位置に移動するときに、流体は環状通路を通ることが許可されるようにすることができる。ブロック４３０に示されるように、加速度計センサ１５０は、流体流れの内側／外側でピストン１３０上に取り付けることができる。
【００３２】
[0036]それ以降、ブロック４４０に示されるように、パイプ内を移動するピストン１３０の速度は、加速度計センサ１５０を使用して時間に関して加速度データを積分することで連続的に検出することができる。ブロック４５０に示されるように、体積流速は、速度と流れチューブ（たとえばシリンダ１２０）の面積とを掛け算することで計算することができる。
【００３３】
[0037]そのような加速度計センサ１５０に関連する小体積試験装置１００は、ピストン１３０の正確且つ迅速な位置検出のために採用することができる。流体流れの上流または下流で、流れ測定器の正確さを確認するために、流れ速度の変動は、加速度計センサ１５０により検出することができ、また、ピストン移動を通じて速度が変動する場合にアラーム信号を提供することができる。
【００３４】
[0038]一般に、開示される実施形態は、円筒形要素内またはそれを通って移動するピストン１３０速度を測定することで、パイプ、流れチューブなどの円筒形要素を通る流体の流速を正確に測定する小体積試験を提供する。そのような実施形態のプロセスは、パイプの上流に引きずり、それを解放し、その後、ピストン１３０を数インチ（たとえば１０インチ）にわたって動作させる。その後、ピストンが２つの位置の間を移動するのにかかる時間を正確に測定することができる。パイプ（たとえば流れチューブ、シリンダ等）の面積は既知なので、流体の体積速度の計算は速度と面積の掛け算を必要とする。
【００３５】
[0039]前述のように、現在のシステムは、試験器にアライメントするのが非常に難しい光学センサを採用している。本稿のアプローチの特徴は、より単純でコスト効率のよいアプローチであり、ピストン１３０は１つの軸にだけ移動し、比較的予測可能な方式で速度は単純増加する。
【００３６】
[0040]上記に基づき、本稿で多数の実施形態、好ましい実施形態、および代替実施形態が開示された。たとえば、一実施形態において、小体積試験装置１００は、流れ入口および流れ出口１９０を備える精密ボアシリンダを含むことができる。また、そのような装置１００は、精密ボアシリンダ内に維持またはその中に収容されるピストン１３０を含むことができ、ピストン１３０は、流れ貫通バルブ構成を備えるように構成され、これは流体が流れ入口から流れ出口に流れるのを可能にし、また、ピストン１３０が下流位置から上流位置に移動し、流体の流速の測定を決定するときに、流体が環状通路を通ることを可能にする。さらに、加速度計センサ１５０は、ピストン１３０上に取り付けることができる。そのような加速度計センサ１５０は、ピストン１３０が上流位置から下流位置の間で移動する総時間に関して加速度データを積分することにより、ピストン１３０の速度を連続的に検出することができ、また、速度は流れチューブの面積と掛算して流体の体積流速を計算することができる。
【００３７】
[0041]他の実施形態において、加速度計センサ１５０からの加速度データの積分により測定される速度に対応する、少なくとも２つの時間パルス信号を受け取る、プロセッサ１８０を採用することができる。他の実施形態において、プロセッサ１８０は、端数測定パルスカウントを提供するダブル時刻測定パルス内挿法を使用して流体の流速を校正することができる。さらに他の実施形態において、加速度データをプロセッサ１８０に伝達するために、通信モードを提供することができる。さらに他の実施形態において、加速度計センサ１５０は、流体の流れの外で、ピストン１３０に取り付けることができる。他の実施形態において、加速度計センサ１５０は、流体の流れの中でピストン１３０に取り付けることができる。他の実施形態において、流体温度によるボアシリンダの熱膨張の温度補償を監視するために、温度監視および補償アルゴリズムユニットを加速度計センサ１５０内に配置することができる。
【００３８】
[0042]他の実施形態において、流れ入口１１０および流れ出口１９０を備える精密ボアシリンダを含む、小体積試験装置１００を実装することができる。そのような実施形態において、ピストン１３０は、精密ボアシリンダにより維持およびその中に収容することができ、ピストン１３０は、流れ貫通バルブ構成を備えるように構成することができ、これは、流体が流れ入口１１０から流れ出口１９０に流れるのを可能にし、また、ピストン１３０が下流位置から上流位置に移動し、流体の流速の測定を決定するときに、流体が環状通路を通ることを可能にすることができる。そのような実施形態において、加速度計センサ１５０は、ピストン１３０が上流位置と下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することでピストン１３０の速度を連続的に検出するために、ピストン１３０に取り付けることができ、流体の体積流速を計算するために、速度は流れチューブの面積と掛算される。そのような実施形態はさらに、プロセッサ１８０を含むことができ、これは加速度計センサ１５０と通信し、加速度計センサ１５０からの加速度データの積分により測定される速度に対応する少なくとも２つの時間パルス信号を受け取り、流体の体積流速の計算を支援する。
【００３９】
[0043]他の実施形態において、流体の流れを測定するための方法が提供される。そのような方法は、ピストン１３０を収容する精密ボアシリンダに関連付けられる環状通路を介して流体を流すステップを有し、ピストンは、ピストン１３０が下流位置から上流位置に移動するときにバルブ構成と関連する。そのような方法はさらに、ピストン１３０と通信する加速度計センサ１５０を使用してピストン１３０の正確な位置および運動を連続的に検出するステップと、ピストン１３０が上流位置と下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することでピストン１３０の速度を正確に測定するステップと、を有し、その後、速度を流れチューブの面積と掛算することで流体の体積流速を計算する。
【００４０】
[0044]他の実施形態において、加速度計センサ１５０からの加速度データの積分により測定される速度に対応する少なくとも２つの時間パルス信号をプロセッサ１８０に伝達するためのステップが提供される。さらに他の実施形態において、端数測定パルスカウントを提供するダブル時刻測定パルス内挿命令を処理するプロセッサ１８０を介して流体流れを自動的に校正するステップが提供される。さらに、他の実施形態において、流体流れの外で、加速度センサ１５０をピストン１３０に取り付けるためのステップが提供される。他の実施形態において、流体の流れの中で加速度計センサ１５０をピストン１３０上に取り付けるためのステップが提供される。
【００４１】
[0045]さらに他の実施形態において、加速度計センサ１５０内に配置される温度監視および補償アルゴリズムユニットを介して、流体温度によるボアシリンダの熱膨張の温度補償を実行するためのステップが実装される。さらに他の実施形態において、通信モードを介して加速度データをプロセッサ１８０に通信するためのステップが実装される。他の実施形態において、そのような通信モードは、ワイヤ通信モード、ワイヤレス通信モード、光学通信モード、またはそれらの組み合わせの少なくとも１つとすることができる。
【００４２】
[0046]他の実施形態において、ピストン１３０を上流位置に引き、ピストン１３０をチェーンドライブリターン機構から脱ラッチさせるためにプロセッサ１８０との相互作用を介して試験を開始するためのステップが提供される。他の実施形態において、流体の流れに関して流れ測定の正確さを確認するために、加速度計センサ１５０を使用して流体の流れの速度の変化を検出するためのステップが提供され、ピストン１３０が下流位置から上流位置へまたは上流位置から下流位置に移動するときに、ピストン１３０の速度が変化する場合にアラーム信号を提供する。
【００４３】
[0047]さらに他の実施形態において、ピストン１３０が解放されて流体の流れに同期した後に加速度計センサ１５０が駆動されたとき、タイミングシーケンスを開始するために、プロセッサ１８０にパルス信号を伝達するステップが提供され、また、上流位置から下流位置へのピストン１３０の運動中に、ピストン１３０内の流れ貫通バルブを閉じるステップが提供される。さらに他の実施形態において、タイミングシーケンスを終了するために、第２パルス信号をプロセッサ１８０に伝達するステップが提供され、また、流れ貫通バルブが、下流位置から上流位置に移動するときに、優位でない大きさの圧力損失で流体が自由に精密ボアシリンダを流れることを許可するために、流れ貫通バルブを開放するステップが提供される。
【００４４】
[0048]上記の開示の変形例、他の特徴および機能、またはそれらの代替形態は、多くの他の異なるシステムまたは用途に組み合わせることができることに注意されたい。また、現在予測または予期できない様々な修正例、変形例、または改良例は、当業者に後に可能になり、またそれらは添付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】
2014530357.tif 000003
【図２】
2014530357.tif 000004
【図３】
2014530357.tif 000005
【図４】
2014530357.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月20日(2014.5.20)
【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】
小体積試験装置であって、
流れ入口および流れ出口を備える精密ボアシリンダと、
前記精密ボアシリンダにより維持および収容されるピストンと、を有し、前記ピストンは、流れ貫通バルブ構成を備えるように構成され、前記バルブ構成は、前記ピストンが下流位置から上流位置へ移動し、前記流体の流速の測定を決定するときに、前記流れ入口から前記流れ出口へ流体が流れ、また、流体が環状通路を通るのを許可し、
前記装置はさらに、前記ピストンに取り付けられる加速度計センサを有し、前記加速度計センサは、前記ピストンが前記上流位置と前記下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することで、前記ピストンの速度を連続的に検出し、前記速度は、前記流体の体積流速を計算するために、流れチューブの面積と掛算される、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、さらに、前記加速度計センサからの前記加速度データの積分により測定される前記速度に対応する、少なくとも２つの時間パルス信号を受け取るプロセッサを有する、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、前記プロセッサは、端数測定パルスカウントを提供するダブル時刻測定パルス内挿を使用して、前記流体の前記流速を校正する、装置。
【請求項４】
小体積試験装置であって、
流れ入口および流れ出口を備える精密ボアシリンダと、
前記精密ボアシリンダにより維持および収容されるピストンと、を有し、前記ピストンは、流れ貫通バルブ構成を備えるように構成され、前記バルブ構成は、前記ピストンが下流位置から上流位置に移動し、前記流体の流速の測定を決定するときに、前記流れ入口から前記流れ出口へ流体が流れ、また、流体が環状通路を流れることを許可し、
前記装置は、前記ピストンに取り付けられる加速度計センサを有し、前記加速度計センサは、前記ピストンが前記上流位置と前記下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することで、前記ピストンの速度を連続的に検出し、前記速度は、前記流体の体積流速を計算するために、流れチューブの面積と掛算され、
前記装置は、前記加速度計センサと通信するプロセッサを有し、前記プロセッサは、前記流体の前記体積流速の計算を支援するために、前記加速度計センサからの前記加速度データの積分により測定される前記速度に対応する、少なくとも２つの時間パルス信号を受信する、装置。
【請求項５】
流体の流れを測定する方法であって、前記方法は、
精密ボアシリンダに関連する環状通路を介して流体を流すステップを有し、前記精密ボアシリンダは、前記ピストンが下流位置から上流位置に移動するときに、バルブ構成に関連付けられるピストンを収容し、
前記方法は、前記ピストンと通信する加速度計センサを使用して、前記ピストンの正確な位置および運動を連続的に検出するステップと、
速度を流れチューブの面積と掛算することで前記流体の体積流速をその後に計算するために、前記加速度計センサを使用して、前記ピストンが前記上流位置と前記下流位置との間で移動する総時間に関して加速度データを積分することで、前記ピストンの速度を正確に測定するステップと、を有する、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、さらに、前記加速度計センサからの前記加速度データの積分により測定される前記速度に対応する、少なくとも２つの時間パルス信号をプロセッサに伝達するステップを有する、方法。
【国際調査報告】
2014530357.tif 000007
2014530357.tif 000008