(57)【要約】【課題】複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させる。【解決手段】シリンダ１内に被校正流量計１０の流量測定レンジ（小、中、大）に応じて計量区間Ａ−Ａ１、Ｂ−Ｂ１、Ａ−Ｂ１を定める。ピストン２を始端位置ＳＴから終端位置ＥＮＤまで移動させる。この間、Ａ−Ａ１で排出される基準体積の流体の流量と計測流量との差より小レンジの補正情報を求め、Ｂ−Ｂ１で排出される基準体積の流体の流量と計測流量との差より中レンジの補正情報を求め、被校正流量計１０に設定する。次に、流れ方向を切り替え、ピストン２を終端位置ＥＮＤから始端位置ＳＴまで移動させる。この間、Ａ−Ｂ１で排出される基準体積の流体の流量と計測流量との差より大レンジの補正情報を求め、被校正流量計１０に設定する。直列に接続された流量の測定範囲が異なる複数の被試験流量計についても同様にして流量校正が可能である。【選択図】  図４
2008286764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計と、
流体の流入口と流出口を有するシリンダと、このシリンダ内を移動するピストンとを備え、前記シリンダ内に流体が充満されている状態でかつ前記流入口と流出口とが非連通とされている状態で、前記シリンダ内の前記流入口と流出口との間に定められる計量区間の開始位置から終了位置まで前記ピストンが移動する間に前記流出口より排出される流体を基準体積の流体として前記被試験流量計へ送るピストンプルーバと、
前記被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められる前記シリンダ内の各計量区間の開始位置および終了位置を記憶する手段と、
校正開始の指示を受けて、前記ピストンを前記シリンダ内の前記流入口側に定められる始端位置から前記流出口側に定められる終端位置まで移動させ、この間に前記ピストンが前記被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められた計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量測定レンジで計測された前記被試験流量計の計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジでの計測流量に対する検定情報を求める検定手段と
を備えることを特徴とする多重流量検定システム。
【請求項２】
請求項１に記載された多重流量検定システムにおいて、
前記検定手段は、
前記ピストンが終端位置に位置した場合、前記被試験流量計と前記ピストンプルーバとの間の流路を切り替えて、前記シリンダの流入口を流出口、流出口を流入口とし、
前記ピストンを前記終端位置から前記始端位置まで移動させ、この間に前記ピストンが前記被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められた残りの計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量測定レンジで計測された前記被試験流量計の計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジでの計測流量に対する検定情報を求める
ことを特徴とする多重流量検定システム。
【請求項３】
流量の測定範囲が異なる直列に接続された複数の被試験流量計と、
流体の流入口と流出口を有するシリンダと、このシリンダ内を移動するピストンとを備え、前記シリンダ内に流体が充満されている状態でかつ前記流入口と流出口とが非連通とされている状態で、前記シリンダ内の前記流入口と流出口との間に定められる計量区間の開始位置から終了位置まで前記ピストンが移動する間に前記流出口より排出される流体を基準体積の流体として前記直列に接続された複数の被試験流量計へ送るピストンプルーバと、
前記直列に接続された複数の被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められる前記シリンダ内の各計量区間の開始位置および終了位置を記憶する手段と、
校正開始の指示を受けて、前記ピストンを前記シリンダ内の前記流入口側に定められる始端位置から前記流出口側に定められる終端位置まで移動させ、この間に前記ピストンが前記被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められた計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験対象流量計で計測された計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計の計測流量に対する検定情報を求める検定手段と
を備えることを特徴とする多重流量検定システム。
【請求項４】
請求項３に記載された多重流量検定システムにおいて、
前記検定手段は、
前記ピストンが終端位置に位置した場合、前記直列に接続された複数の被試験流量計と前記ピストンプルーバとの間の流路を切り替えて、前記シリンダの流入口を流出口、流出口を流入口とし、
前記ピストンを前記終端位置から前記始端位置まで移動させ、この間に前記ピストンが前記被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められた残りの計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験流量計で計測された計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計の計測流量に対する検定情報を求める
ことを特徴とする多重流量検定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数種類の流量測定レンジを有する流量計や流量の測定範囲が異なる複数の流量計の校正や計測精度の検査などに用いて好適な多重流量検定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリンダ内をピストンが所定距離移動する間にシリンダから排出される基準体積の流体を被校正流量計（被試験流量計）へ送り、この被校正流量計へ送った基準体積の流体の流量（基準流量）と被校正流量計で計測された計測流量とを比較し、その比較結果に基づいて被校正流量計の計測流量を校正する単管型のピストンプルーバが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上述した単管型のピストンプルーバの典型的な構造が示されている。この特許文献１に示されたピストンプルーバでは、ピストンの内部に通水弁（ポペット弁）を設け、非校正時にはポペット弁を開いて流体を通過させ、校正時にはポペット弁を閉じて流体の流れ方向にピストンを動かし、ピストンが所定距離移動する間にシリンダ内の流体を排出させ、この流体を基準体積の流体として被校正流量計へ送るようにしている。校正終了後、ピストンは、ポペット弁を開いた状態で、流体の流れ方向とは逆方向に引き戻される。
【０００４】
なお、このようなピストンプルーバは、管路に直接入れて電気式や機械式の流量計を検定し、密度や粘性が変化した場合でも基準体積の流量と誤差補正することが可能であるので、取引やタンクへの積載量管理に使われる。また、機械式や電気式の各種流量計測装置の校正規準器として使用される。例えば、電磁流量計の校正装置として使用されたり、水道メータの規準器などとして使用されたりする。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６０−６０８号公報（図２、図３、図３Ａ、５〜６頁の記載参照）
【特許文献２】特開平６−１７４５３４号公報（図１、段落〔００１１〕〜〔００１３〕の記載参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示されたピストンプルーバでは、１種類の基準流量しか被校正流量計へ送ることができず、１つの被校正流量計が複数種類の流量の測定レンジを有していたような場合、１度の計測動作で全ての測定レンジの流量校正を行うことができない。このため、基準流量が異なる複数種類のピストンプルーバを用意し、順次ピストンプルーバを切り替えて計測動作を行わなければならず、流量校正が完了するまでに多くの時間を要する。また、ピストンプルーバを切り替える操作も煩わしい。
【０００７】
例えば、水道メータに使用される流量計では、１台の流量計に対して小流量、中流量、大流量の３種類の流量について、その計測精度を検査することが義務付けられている。この水道メータの計測精度の検査のために、特許文献１に示されたピストンプルーバでは、基準流量がそれぞれ小流量、中流量、大流量の３種類のピストンプルーバを用意し、小流量のピストンプルーバ、中流量のピストンプルーバ、大流量のピストンプルーバに順次切り替えて、合計３回の計測動作を行わなければならない。
【０００８】
なお、特許文献２には、１つのピストンプルーバに小リンダと大シリンダとを設け、被試験流量計が小流量である場合には小シリンダから排出される基準体積の流体を被試験流量計に導き、被試験流量計が大流量である場合には大シリンダから排出される基準体積の流体を被試験流量計に導くようにした特殊な構造のピストンプルーバが示されている。この特許文献２に示されたピストンプルーバによれば、中シリンダをさらに設けることにより、１台のピストンプルーバで小流量、中流量、大流量の３種類の流量校正や計測精度の検査を行うことが可能となる。しかし、小シリンダ、中シリンダ、大シリンダで流体の導出経路を切り替えなければならず、３回の計測動作を必要とし、流量校正や計測精度の検査を完了するまでに時間を要することに変わりはない。
【０００９】
また、この問題は、複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を行う場合だけではなく、流量の測定範囲が異なる複数の被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を行う場合にも同様にして生じる。例えば、小流量、中流量、大流量の測定範囲を有する被試験流量計が直列に接続されているシステムにおいて、これら被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を行おうとした場合、大，中，小のピストンプルーバを切り替えて計測動作を行ったり、大，中，小のシリンダで流体の導出経路を切り替えて計測動作を行わなければならず、同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、第１発明の目的とするところは、複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させることができる多重流量検定システムを提供することにある。
また、第２発明の目的とするところは、流量の測定範囲が異なる複数の被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させることができる多重流量検定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）は、複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計と、流体の流入口と流出口を有するシリンダと、このシリンダ内を移動するピストンとを備え、シリンダ内に流体が充満されている状態でかつ流入口と流出口とが非連通とされている状態で、シリンダ内の流入口と流出口との間に定められる計量区間の開始位置から終了位置までピストンが移動する間に流出口より排出される流体を基準体積の流体として被試験流量計へ送るピストンプルーバと、被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められるシリンダ内の各計量区間の開始位置および終了位置を記憶する手段と、校正開始の指示を受けて、ピストンをシリンダ内の流入口側に定められる始端位置から流出口側に定められる終端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められた計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量測定レンジで計測された被試験流量計の計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジでの計測流量に対する検定情報を求める検定手段とを設けたものである。
【００１２】
この発明において、被試験流量計は複数種類の流量測定レンジを有し、この複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計にピストンプルーバからの基準体積の流体が送られる。例えば、被試験流量計が第１の流量測定レンジと第２の流量測定レンジを有するものとした場合、シリンダ内の始端位置から終端位置へのピストンの移動中、第１の流量測定レンジに応じて定められる計量区間（第１の計量区間）をピストンが通過する間に、その第１の計量区間に応じた基準体積の流体が被試験流量計に送られ、第２の流量測定レンジに応じて定められる計量区間（第２の計量区間）をピストンが通過する間に、その第２の計量区間に応じた基準体積の流体が被試験流量計に送られる。
検定手段は、ピストンが第１の計量区間を通過すると、この第１の計量区間に対応する流量測定レンジ（第１の流量測定レンジ）で計測された被試験流量計の計測流量（第１の計測流量）とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量（第１の基準流量）とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジ（第１の流量測定レンジ）での計測流量に対する補正情報や計測精度などの検定情報を求める。
また、検定手段は、ピストンが第２の計量区間を通過すると、この第２の計量区間に対応する流量測定レンジ（第２の流量測定レンジ）で計測された被試験流量計の計測流量（第２の計測流量）とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量（第２の基準流量）とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジ（第２の流量測定レンジ）での計測流量に対する補正情報や計測精度などの検定情報を求める。
このようにして、本発明では、ピストンがシリンダ内の始端位置から終端位置へ移動するまでの間に、被試験流量計の全ての流量測定レンジについての検定情報を一度に得ることが可能となり、すなわち多重流量検定が可能となり、複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させることができるようになる。
【００１３】
なお、ピストンがシリンダ内の始端位置から終端位置へ移動するまでを往路とし、この往路中に被試験流量計の全ての流量測定レンジに応じた計量区間を定めることができない場合、被試験流量計の残りの流量測定レンジについて、その流量測定レンジに応じた計量区間をピストンがシリンダ内の終端位置から始端位置へ移動するまでの復路中に定め、往路と同様にして検定情報を得るようにしてもよい。この場合、ピストンが終端位置に位置した時に、試験流量計とピストンプルーバとの間の流路を切り替えて、シリンダの流入口を流出口、流出口を流入口とする。そして、ピストンを終端位置から始端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められた残りの計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量測定レンジで計測された被試験流量計の計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジでの計測流量に対する検定情報を求めるようにする。これにより、往路と復路とを合わせた２ストロークの動作をピストンプルーバの１回の計測動作として、被試験流量計の全ての流量測定レンジについての検定情報が一度に求められるものとなる。
【００１４】
第２発明（請求項３に係る発明）は、流量の測定範囲が異なる直列に接続された複数の被試験流量計と、流体の流入口と流出口を有するシリンダと、このシリンダ内を移動するピストンとを備え、シリンダ内に流体が充満されている状態でかつ流入口と流出口とが非連通とされている状態で、シリンダ内の流入口と流出口との間に定められる計量区間の開始位置から終了位置までピストンが移動する間に流出口より排出される流体を基準体積の流体として直列に接続された複数の被試験流量計へ送るピストンプルーバと、直列に接続された複数の被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められるシリンダ内の各計量区間の開始位置および終了位置を記憶する手段と、校正開始の指示を受けて、ピストンをシリンダ内の流入口側に定められる始端位置から流出口側に定められる終端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められた計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験流量計で計測された計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計の計測流量に対する検定情報を求める検定手段とを設けたものである。
【００１５】
この発明において、ピストンプルーバからの基準体積の流体は、流量の測定範囲が異なる直列に接続された複数の被試験流量計に送られる。例えば、流量の測定範囲が異なる被試験流量計として、第１の被試験流量計と第２の被試験流量計とが直列に接続されているものとした場合、シリンダ内の始端位置から終端位置へのピストンの移動中、第１の被試験流量計の測定範囲に応じて定められる計量区間（第１の計量区間）をピストンが通過する間に、その第１の計量区間に応じた基準体積の流体が第１および第２の被試験流量計に送られ、第２の被試験流量計の測定範囲に応じて定められる計量区間（第２の計量区間）をピストンが通過する間に、その第２の計量区間に応じた基準体積の流体が第１および第２の被試験流量計に送られる。
検定手段は、ピストンが第１の計量区間を通過すると、この第１の計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験流量計（第１の被試験流量計）で計測された計測流量（第１の計測流量）とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量（第１の基準流量）とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計（第１の被試験流量計）の計測流量に対する補正情報や計測精度などの検定情報を求める。
また、検定手段は、ピストンが第２の計量区間を通過すると、この第２の計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験流量計（第２の被試験流量計）で計測された計測流量（第２の計測流量）とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量（第２の基準流量）とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計（第２の被試験流量計）の計測流量に対する補正情報や計測精度などの検定情報を求める。
このようにして、本発明では、ピストンがシリンダ内の始端位置から終端位置へ移動するまでの間に、流量の測定範囲が異なる全ての被試験流量計についての検定情報を一度に得ることが可能となり、すなわち多重流量検定が可能となり、流量の測定範囲が異なる複数の被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させることができるようになる。
【００１６】
なお、ピストンがシリンダ内の始端位置から終端位置へ移動するまでを往路とし、この往路中に全ての被試験流量計の流量の測定範囲に応じた計量区間を定めることができない場合、残りの被試験流量計について、その被試験流量計の流量の測定範囲に応じた計量区間をピストンがシリンダ内の終端位置から始端位置へ移動するまでの復路中に定め、往路と同様にして検定情報を得るようにしてもよい。この場合、ピストンが終端位置に位置した時に、直列に接続された複数の被試験流量計とピストンプルーバとの間の流路を切り替えて、シリンダの流入口を流出口、流出口を流入口とする。そして、ピストンを終端位置から始端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められた残りの計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験流量計で計測された計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計の計測流量に対する検定情報を求めるようにする。これにより、往路と復路とを合わせた２ストロークの動作をピストンプルーバの１回の計測動作として、流量の測定範囲が異なる全ての被試験流量計についての検定情報が一度に求められるものとなる。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明によれば、ピストンをシリンダ内の始端位置から終端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められた計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量測定レンジで計測された被試験流量計の計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジでの計測流量に対する検定情報を求めるようにしたので、ピストンがシリンダ内の始端位置から終端位置へ移動するまでの間に、被試験流量計の全ての流量測定レンジについての検定情報を一度に得ることが可能となり、複数種類の流量測定レンジを有する被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させることができるようになる。
【００１８】
また、ピストンが終端位置に位置した場合、試験流量計とピストンプルーバとの間の流路を切り替えて、シリンダの流入口を流出口、流出口を流入口とし、ピストンを終端位置から始端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量測定レンジに応じて定められた残りの計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量測定レンジで計測された被試験流量計の計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその流量測定レンジでの計測流量に対する検定情報を求めるようにすることにより、往路中に被試験流量計の全ての流量測定レンジに応じた計量区間を定めることができないような場合、往路と復路とを合わせた２ストロークの動作をピストンプルーバの１回の計測動作として、被試験流量計の全ての流量測定レンジについての検定情報を一度に求めることができるようになる。
【００１９】
第２発明によれば、ピストンをシリンダ内の始端位置から終端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められた計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験流量計で計測された計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計の計測流量に対する検定情報を求めるようにしたので、ピストンがシリンダ内の始端位置から終端位置へ移動するまでの間に、流量の測定範囲が異なる全ての被試験流量計についての検定情報を一度に得ることが可能となり、流量の測定範囲が異なる複数の被試験流量計の流量校正や計測精度の検査を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させることができるようになる。
【００２０】
また、ピストンが終端位置に位置した時に、直列に接続された複数の被試験流量計とピストンプルーバとの間の流路を切り替えて、シリンダの流入口を流出口、流出口を流入口とし、ピストンを終端位置から始端位置まで移動させ、この間にピストンが被試験流量計の流量の測定範囲に応じて定められた残りの計量区間を通過する毎に、その計量区間に対応する流量の測定範囲を自身の流量の測定範囲とする被試験流量計で計測された計測流量とその計量区間に応ずる基準体積の流体の流量とを比較し、この比較結果に基づいてその被試験流量計の計測流量に対する検定情報を求めるようにすることにより、往路中に全ての被試験流量計の流量の測定範囲に応じた計量区間を定めることができないような場合、往路と復路とを合わせた２ストロークの動作をピストンプルーバの１回の計測動作として、流量の測定範囲が異なる全ての被試験流量計についての検定情報を一度に求めることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明で用いるピストンプルーバの一実施の形態の要部を示す側断面図である。図において、１はシリンダであり、シリンダ１は計量区間Ａ−Ａ１、Ｂ−Ｂ１、Ａ−Ｂ１を含む基準体積管１−１と、基準体積管１−１の一端側開口部１ａに面して取り付けられた第１の退避室１−２と、基準体積管１−２の他端側開口部１ｂに面して取り付けられた第２の退避室１−３とから構成されている。計量区間Ａ−Ａ１、Ｂ−Ｂ１、Ａ−Ｂ１については後述する。
【００２２】
第１の退避室１−２は、基準体積管１−１の一端側開口部１ａよりも間口の広い、すなわち基準体積管１−１の内径Ｌ０よりもその内径Ｌ１（Ｌ１＞Ｌ０）が大きい内部空間１ｃを有しており、第１の退避室１−２には内部空間１ｃに連通する流体の流入口１ｄが設けられている。
【００２３】
第２の退避室１−３は、基準体積管１−１の他端側開口部１ｂよりも間口の広い、すなわち基準体積管１−１の内径Ｌ０よりもその内径Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ０、Ｌ２＝Ｌ１）が大きい内部空間１ｅを有しており、第２の退避室１−３には内部空間１ｅに連通する流体の流出口１ｆが設けられている。
【００２４】
本実施の形態では、第１の退避室１−２と第２の退避室１−３とを同一材料かつ同一構造で構成することにより、すなわち第１の退避室１−２と第２の退避室１−３とを共通部材とすることにより、部品の種類を削減し、管理コストや製作コストの低減を図っている。
【００２５】
２はシリンダ１内を移動するピストンである。ピストン２はシリンダ１内を貫通して設けられたシャフト３に固定されている。シャフト３は図示左右方向に摺動可能に軸支されている。このシャフト３と一体となってピストン２がシリンダ１内を移動する。
【００２６】
ピストン２の外周面２ａには、その外周面２ａとシリンダ１の内周面（基準体積管１−１の内周面）１ｇとの間の隙間を流れようとする流体の流通を阻止するためのシール部として、リング（シールリング）２−１，２−２が装着されている。リング２−１，２−２は、ピストン２の外周面２ａの中央部に前後して装着されている。
【００２７】
シャフト３の軸端には、このピストン２を補助的に駆動する装置（補助駆動装置）として、ボールネジ，台形ネジ，ラック＆ピニオンなどの機構を介してサーボモータ４が連結されている。この補助駆動装置の機構中には、シリンダ１内におけるピストン２の移動位置を検出するためのエンコーダ５が設けられている。
【００２８】
図１の状態は、シリンダ１内の計量区間Ａ−Ｂ１の開始位置Ａよりも流入口１ｄ側に定められた始端位置ＳＴにピストン２が位置している場合を示している。始端位置ＳＴでは、ピストン２の基準体積管１−１の一端側開口部１ａから露出する部分が第１の退避室１−２の内部空間１ｃに位置し、ピストン２とシリンダ１との間に流入口１ｄと流出口１ｆとを連通させる連通路Ｈ１が形成される。本実施の形態では、ピストン２の外周面２ａの前方に切欠（開口）２ｂが形成されており、この切欠２ｂが連通路Ｈ１となる（図３（ａ））。
【００２９】
図２にピストン２がシリンダ１内の計量区間Ａ−Ｂ１の終了位置Ｂ１よりも流出口１ｆ側に定められた終端位置ＥＮＤに位置している場合を示す。終端位置ＥＮＤでは、ピストン２の基準体積管１−１の他端側開口部１ｂから露出する部分が第２の退避室１−３の内部空間１ｅに位置し、ピストン２とシリンダ１との間に流入口１ｄと流出口１ｆとを連通させる連通路Ｈ２が形成される。本実施の形態では、ピストン２の外周面２ａの後方に切欠（開口）２ｃが形成されており、この切欠２ｃが連通路Ｈ２となる（図３（ｃ）参照）。
【００３０】
図４にこのピストンプルーバを用いた多重流量校正システムのシステム構成図を示す。同図において、図１と同一符号は図１で参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００３１】
図４において、６はタンク、７はタンク６に蓄えられた流体を吸い上げるポンプ、８はポンプ７から配管へ流す流体の流量を調整する制御弁、９は配管を流れている流体の流量を計測するモニタ流量計、１０は被校正流量計、１１はポンプ７とシリンダ１の流入口１ｄとを結ぶ配管Ｐ１の途中に設けられた第１のバルブ、１２はシリンダ１の流出口１ｆと被校正流量計１０とを結ぶ配管Ｐ２の途中に設けられた第２のバルブ、１３はポンプ７とシリンダ１の流出口１ｆとを結ぶ配管Ｐ３の途中に設けられた第３のバルブ、１４はシリンダ１の流入口１ｄと被校正流量計１０への流体の流入口とを結ぶ配管Ｐ４の途中に設けられた第４のバルブであり、被校正流量計１０の流体の流出口とタンク６との間は配管Ｐ５により結ばれている。
【００３２】
１５は制御装置、１６はシーケンサ、１７はサーボアンプ、１８は基準クロックを発生するクロックジェネレータ、１９はシリンダ１の第１の退避室１−２内の流体圧と第２の退避室１−３内の流体圧との差圧ΔＰを計測する差圧計である。
【００３３】
本実施の形態では、制御装置１５として、パーソナルコンピュータを用いている。制御装置１５とサーボアンプ１７とはシーケンサ１６を介して接続されており、制御装置１５からのシーケンサ１６を介する指令に従ってサーボモータ４が駆動される。また、制御装置１５は、シーケンサ１６を介して、エンコーダ５、制御弁８、モニタ流量計９、被校正流量計１０、バルブ１１〜１４、クロックジェネレータ１８、差圧計１９とも接続されている。なお、クロックジェネレータ１８に代えて、周波数発振器を用いてもよい。
【００３４】
制御装置１５は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。具体的には、ハードディスクにプログラムがインストールされ、このインストールされたプログラムに従うＣＰＵの処理動作として実現される。ハードディスクには、本実施の形態特有のプログラムとして、被校正流量計１０の計測流量を校正するための計測流量校正プログラムが格納されている。
【００３５】
なお、本実施の形態において、被校正流量計１０は、小流量、中流量、大流量の流量測定レンジを有しているものとする。また、制御装置１５は、被校正流量計１０における流量測定レンジに関する情報を収集し、小流量の流量測定レンジに対して計量区間Ａ−Ａ１を、中流量の流量測定レンジに対して計量区間Ｂ−Ｂ１を、大流量の流量測定レンジに対して計量区間Ａ−Ｂ１を対応づけ、計測流量校正プログラムに従う処理動作中に使用するパラメータとして、計量区間Ａ−Ａ１については、Ａを開始位置、Ａ１を終了位置として記憶し、計量区間Ｂ−Ｂ１については、Ｂを開始位置、Ｂ１を終了位置として記憶し、計量区間Ａ−Ｂ１については、Ｂ１を開始位置、Ａを終了位置として記憶しているものとする。
【００３６】
以下、図６〜図１１に分割して示すフローチャートを参照して、この計測流量校正プログラムに従って制御装置１５のＣＰＵが実行する処理動作について説明する。
【００３７】
なお、本実施の形態では、ピストンプルーバの要部構成を図１に示したが、このピストンプルーバの構成には制御装置１５，シーケンサ１６，サーボアンプ１７，クロックジェネレータ１８，差圧計１９なども含まれるものとする。また、実際には制御装置１５のＣＰＵがシーケンサ１６を介して以下の処理動作を実行するが、制御装置１５が実行するものとして説明を進める。また、被校正流量計１０の上流配管は、被校正流量計１０の種類や規格によって流れの安定性を配慮した配管長さや直管長の配慮がなされているものとする。
【００３８】
〔校正前〕
今、校正前の状態として、ポンプ７が運転状態とされ、制御弁８は所定の開度で開かれているものとする。また、制御装置１５が、バルブ１１と１２を開き、バルブ１３と１４を閉じているものとする。また、シリンダ１内のピストン２は、その基準体積管１−１から露出する部分が第１の退避室１−２内に位置しているものとする。図４はこの状態を示している。
【００３９】
この場合、ポンプ７によってタンク６から吸い上げられた流体は、制御弁８でその流量が絞られ、バルブ１１（配管Ｐ１）を通って、シリンダ１の流入口１ｄへ送られる。シリンダ１の流入口１ｄから流入した流体は、ピストン２の外周面２ａの前方の切欠２ｂを通過し（図３（ａ）参照）、基準体積管１−１内を通り、下流の流出口１ｆへと流れて行く。流出口１ｆから出た流体は、バルブ１２（配管Ｐ２）を通って、被校正流量計１０へ送られ、被校正流量計１０を通過してタンク６へ戻される。これにより、校正前の状態として、被校正流量計１０への通常の流体の流れが作られている。
【００４０】
〔往路での校正〕
制御装置１５は、オペレータからの校正開始の指示を受けると（図６：ステップ１０１のＹＥＳ）、被校正流量計１０へ小流量の流量測定レンジへの切替指令を送る（ステップ１０２）。そして、設定流量を小流量に応じたＱＳ１とし（ステップ１０３）、管路を流れている現在の流体の流量ＱＲをモニタ流量計９で計測し、この流量ＱＲが設定流量ＱＳ１となるように制御弁８の開度を制御する（ステップ１０４〜１０６）。なお、この実施の形態では、モニタ流量計９をシリンダ１の上流側に設けているが、下流側に設けるようにしても構わない。
【００４１】
流量ＱＲが設定流量ＱＳ１となれば（ステップ１０６のＹＥＳ）、設定流量ＱＳ１をピストン２の有効断面積Ｓで除して基準体積管１−１内の流体の速度Ｖｐ１を求め（ステップ１０７）、ピストン２の移動速度がＶｐ１となるようにサーボモータ４の回転数Ｎを設定する（ステップ１０８）。すなわち、基準体積管１−１内を流れている流体の現在の速度Ｖｐ１を求め、この速度Ｖｐ１をピストン２の初速として設定する。
【００４２】
そして、サーボモータ４へ運転開始指令を送り（ステップ１０９）、初速Ｖｐ１でピストン２を前進させる。このピストン２の前進により、ピストン２がシリンダ１の基準体積管１−１内に入り込み、ピストン２の外周面２ａの前方の切欠２ｂが基準体積管１−１の内周面によって塞がれる。これにより、シリンダ１内に流体が充満した状態で、シリンダ１の流入口１ｄと流出口１ｆとが非連通状態とされる。
【００４３】
ピストン２の外周面２ａの切欠２ｂが閉塞されると、流入口１ｄからの流体はピストン２の下流側には流れず、ピストン２の上流側を押圧して、ピストン２を下流側に移動させ、シリンダ１内の流体を流出口１ｆより排出させる。この時、ピストン２は、その移動速度がそれまで基準体積管１−１内を流れていた流体の速度Ｖｐ１と同じであるので、流入口１ｄからの流体の圧力を受けて、流体に急激な流量変化を生じさせることなく、スムーズに基準体積管１−１内に入り込む。また、切欠２ｂの形状によって、ピストン２の移動に伴う流体の通過面積変化に特性がもたらされ、ピストン２が動き出して基準体積管１−１を塞ぐようになる時に発生する急激な流量変化が緩和される。
【００４４】
ピストン２の移動中、ピストン２の外周面２ａと基準体積管１−１の内周面１ｇとの間の隙間を流体が流れようとする。この流体の流れは、ピストン２の外周面２ａに装着されたリング２−１，２−２によって阻止される。すなわち、ピストン２の外周面２ａの中央部に前後して装着されたリング２−１，２−２のうち、前方に装着されたリング２−１によって基準体積管１−１内の流出口１ｆ側から流入口１ｄ側へ抜けようとする流体の流れが阻止され、後方に装着されたリング２−２によって基準体積管１−１内の流入口１ｄから流出口１ｆ側へ抜けようとする流体の流れが阻止される。
【００４５】
制御装置１５は、ピストン２の移動位置がシール位置Ｓ１に達すると（ステップ１１０のＹＥＳ）、すなわちリング２−１，２−２の両方がシール部として作用し始めると、差圧計１９からのシリンダ１の第１の退避室１−２内の流体圧と第２の退避室１−３内の流体圧との差圧ΔＰをチェックし（ステップ１１１）、この差圧ΔＰが０となるようにサーボモータ４の回転数Ｎを調整する（ステップ１１２）。これにより、ピストン２が流体に対して無抵抗（無負荷）の状態で移動するものとなり、シリンダ１内をピストン２がスムーズに移動し、リークの発生が起こり難くなる。
【００４６】
そして、ピストン２の移動位置がシリンダ１内の計量区間Ａ−Ａ１の開始位置Ａに達すると（図７：ステップ１１３のＹＥＳ、図３（ｂ）参照）、制御装置１５は、クロックジェネレータ１８からの基準クロックのカウントを開始する（ステップ１１４）。これにより、ピストン２がシリンダ１内の計量区間Ａ−Ａ１の開始位置Ａに達してからの経過時間ＴＡの計測が開始される。また、制御装置１５は、この経過時間ＴＡの計測の開始と同時に、被校正流量計１０からの通過する流体の流量に応じたパルス（流量信号）のカウントを開始する（ステップ１１５）。
【００４７】
ピストン２の移動位置がシリンダ１内の計量区間Ａ−Ａ１の終了位置Ａ１に達すると（ステップ１１６のＹＥＳ）、制御装置１５は、計量区間Ａ−Ａ１の開始位置Ａから終了位置Ａ１までピストン２が移動する間に流出口１ｆより排出された流体の流量を基準体積の流体とし、この基準体積の流体の流量を基準流量ＱＡとして算出する（ステップ１１７）。また、被校正流量計１０から発信されたこの間の流量信号のカウント値から、被校正流量計１０における基準流量ＱＡに対する計測流量ＱＶを算出する（ステップ１１８）。
【００４８】
そして、基準流量ＱＡをその間の経過時間ＴＡで除して平均基準流量Ｑａ（Ｑａ＝ＱＡ／ＴＡ）を求め（ステップ１１９）、計測流量ＱＶをその間の経過時間ＴＡで除して平均計測流量Ｑｖ（Ｑｖ＝ＱＶ／ＴＡ）を求め（ステップ１２０）、平均基準流量Ｑａと平均計測流量Ｑｖとを比較する（ステップ１２１）。
【００４９】
ここで、Ｑａ＝Ｑｖであれば（ステップ１２１のＹＥＳ）、制御装置１５は、小流量の流量測定レンジでの計測流量ＱＶに誤差が生じていないものと判断し、ディスプレイ上にその旨の表示を行ったうえ（ステップ１２２）、ステップ１２５（図８）へ進む。
【００５０】
これに対し、Ｑａ≠Ｑｖであれば（ステップ１２１のＮＯ）、Ｑａ−Ｑｖ＝ΔＱａとして誤差量を求め（ステップ１２３）、この誤差量ΔＱａを小流量の流量測定レンジでの計測流量に対する補正情報として被校正流量計１０にセットし（ステップ１２４）、ステップ１２５（図８）へ進む。
【００５１】
ステップ１２５において、制御装置１５は、被校正流量計１０へ中流量の流量測定レンジへの切替指令を送る。そして、設定流量を中流量に応じたＱＳ２とし（ステップ１２６）、管路を流れている現在の流体の流量ＱＲをモニタ流量計９で計測し、この流量ＱＲが設定流量ＱＳ２となるように制御弁８の開度を制御する（ステップ１２７〜１２９）。
【００５２】
流量ＱＲが設定流量ＱＳ２となれば（ステップ１２９のＹＥＳ）、設定流量ＱＳ２をピストン２の有効断面積Ｓで除して基準体積管１−１内の流体の速度Ｖｐ２を求め（ステップ１３０）、ピストン２の移動速度がＶｐ２となるようにサーボモータ４の回転数Ｎを設定する（ステップ１３１）。そして、差圧計１９からのシリンダ１の第１の退避室１−２内の流体圧と第２の退避室１−３内の流体圧との差圧ΔＰをチェックし（ステップ１３２）、この差圧ΔＰが０となるようにサーボモータ４の回転数Ｎを調整する（ステップ１３３）。
【００５３】
そして、ピストン２の移動位置がシリンダ１内の計量区間Ｂ−Ｂ１の開始位置Ｂに達すると（ステップ１３４のＹＥＳ）、制御装置１５は、クロックジェネレータ１８からの基準クロックのカウントを開始する（ステップ１３５）。これにより、ピストン２がシリンダ１内の計量区間Ｂ−Ｂ１の開始位置Ｂに達してからの経過時間ＴＢの計測が開始される。また、制御装置１５は、この経過時間ＴＢの計測の開始と同時に、被校正流量計１０からの通過する流体の流量に応じたパルス（流量信号）のカウントを開始する（ステップ１３６）。被校正流量計のパルスをトリガーにクロックジェネレータ１８からの基準クロックのカウントを開始する。
【００５４】
ピストン２の移動位置がシリンダ１内の計量区間Ｂ−Ｂ１の終了位置Ｂ１に達すると（ステップ１３７のＹＥＳ）、制御装置１５は、計量区間Ｂ−Ｂ１の開始位置Ｂから終了位置Ｂ１までピストン２が移動する間に流出口１ｆより排出された流体の流量を基準体積の流体とし、この基準体積の流体の流量を基準流量ＱＢとして算出する（図９：ステップ１３８）。また、被校正流量計１０から発信されたこの間の流量信号のカウント値から、被校正流量計１０における基準流量ＱＢに対する計測流量ＱＶを算出する（ステップ１３９）。
【００５５】
そして、基準流量ＱＢをその間の経過時間ＴＢで除して平均基準流量Ｑｂ（Ｑｂ＝ＱＢ／ＴＢ）を求め（ステップ１４０）、計測流量ＱＶをその間の経過時間ＴＢで除して平均計測流量Ｑｖ（Ｑｖ＝ＱＶ／ＴＢ）を求め（ステップ１４１）、平均基準流量Ｑｂと平均計測流量Ｑｖとを比較する（ステップ１４２）。
【００５６】
ここで、Ｑｂ＝Ｑｖであれば（ステップ１４２のＹＥＳ）、制御装置１５は、中流量の流量測定レンジでの計測流量ＱＶに誤差が生じていないものと判断し、ディスプレイ上にその旨の表示を行ったうえ（ステップ１４３）、ステップ１４６へ進む。
【００５７】
これに対し、Ｑｂ≠Ｑｖであれば（ステップ１４２のＮＯ）、Ｑｂ−Ｑｖ＝ΔＱｂとして誤差量を求め（ステップ１４４）、この誤差量ΔＱｂを中流量の流量測定レンジでの計測流量に対する補正情報として被校正流量計１０にセットし（ステップ１４５）、ステップ１４６へ進む。
【００５８】
ステップ１４６では、サーボモータ４の回転数Ｎをアップし、最大回転数Ｎｍａｘとする。そして、ピストン２がシリンダ１内の終端位置ＥＮＤに達すると（ステップ１４７のＹＥＳ）、サーボモータ４へ運転停止指令を送り、ピストン２の移動を停止する（ステップ１４８）。これにより、ピストン２は、計量区間Ｂ−Ｂ１の通過後、シリンダ１内の終端位置ＥＮＤまで高速で移動し、校正に要する時間の短縮が図られる。なお、これと同様にして、計量区間Ａ−Ａ１の通過後、ピストン２を計量区間Ｂ−Ｂ１の開始位置Ｂの近辺まで高速で移動させるようにしてもよい。
【００５９】
ピストン２は、シリンダ１内の終端位置ＥＮＤにおいて、その基準体積管１−１から露出する部分が第２の退避室１−３内に位置する（図３（ｃ）参照）。この場合、シリンダ１の流入口１ｄから流入し、基準体積管１−１内を流れてくる流体は、ピストン２の外周面２ａの後方の切欠２ｃを通過し、下流の流出口１ｆへと流れて行く。流出口１ｆから出た流体は、バルブ１２（配管Ｐ２）を通って、被校正流量計１０へ送られ、被校正流量計１０を通過してタンク６へ戻される。
【００６０】
〔復路での校正〕
制御装置１５は、ピストン２をシリンダ１内の終端位置ＥＮＤに停止させた後、バルブ１１と１２を閉じ、バルブ１３と１４を開き、シリンダ１と被校正流量計１０との間の流路を切り替える（ステップ１４９）。これにより、図５に示されるように、シリンダ１の流出口１ｆが流入口となり、流入口１ｄが流出口となる。以下、１ｆを流入口、１ｄを流出口と呼び替える。
【００６１】
この場合、ポンプ７によってタンク６から吸い上げられた流体は、制御弁８によってその流量が絞られ、バルブ１３（配管Ｐ３）を通って、シリンダ１の流入口１ｆへ送られる。この時、シリンダ１内のピストン２は、その基準体積管１−１から露出する部分が第２の退避室１−３内に位置している。
【００６２】
これにより、シリンダ１の流入口１ｆから流入した流体は、ピストン２の外周面２ａの前方の切欠２ｃを通過し、基準体積管１−１内を通り、下流の流出口１ｄへと流れて行く。流出口１ｄから出た流体は、バルブ１４（配管Ｐ４）を通って、被校正流量計１０へ送られ、被校正流量計１０を通過してタンク６へ戻される。
【００６３】
この後、制御装置１５は、被校正流量計１０へ大流量の流量測定レンジへの切替指令を送る（ステップ１５０）。そして、設定流量を大流量に応じたＱＳ３とし（図１０：ステップ１５１）、管路を流れている現在の流体の流量ＱＲをモニタ流量計９で計測し、この流量ＱＲが設定流量ＱＳ３となるように制御弁８の開度を制御する（ステップ１５２〜１５４）。
【００６４】
流量ＱＲが設定流量ＱＳ３となれば（ステップ１５４のＹＥＳ）、設定流量ＱＳ３をピストン２の有効断面積Ｓで除して基準体積管１−１内の流体の速度Ｖｐ３を求め（ステップ１５５）、ピストン２の移動速度がＶｐ３となるようにサーボモータ４の回転数Ｎを設定する（ステップ１５６）。
【００６５】
そして、サーボモータ４へ運転開始指令を送り（ステップ１５７）、速度Ｖｐ３でピストン２を後退させる。このピストン２の後退により、ピストン２がシリンダ１の基準体積管１−１内に入り込み、ピストン２の外周面２ａの後方の切欠２ｃが基準体積管１−１の内周面によって塞がれる。これにより、シリンダ１内に流体が充満した状態で、シリンダ１の流入口１ｆと流出口１ｄとが非連通状態とされる。
【００６６】
制御装置１５は、ピストン２の移動位置がシール位置Ｓ２に達すると（ステップ１５８のＹＥＳ）、すなわちリング２−１，２−２の両方がシール部として作用し始めると、差圧計１９からのシリンダ１の第１の退避室１−２内の流体圧と第２の退避室１−３内の流体圧との差圧ΔＰをチェックし（ステップ１５９）、この差圧ΔＰが０となるようにサーボモータ４の回転数Ｎを調整する（ステップ１６０）。
【００６７】
そして、ピストン２の移動位置がシリンダ１内の計量区間Ａ−Ｂ１の開始位置Ｂ１に達すると（ステップ１６１のＹＥＳ）、制御装置１５は、クロックジェネレータ１８からの基準クロックのカウントを開始する（ステップ１６２）。これにより、ピストン２がシリンダ１内の計量区間Ａ−Ｂ１の開始位置Ｂ１に達してからの経過時間ＴＣの計測が開始される。また、制御装置１５は、この経過時間ＴＣの計測の開始と同時に、被校正流量計１０からの通過する流体の流量に応じたパルス（流量信号）のカウントを開始する（ステップ１６３）。
【００６８】
ピストン２の移動位置がシリンダ１内の計量区間Ａ−Ｂ１の終了位置Ａに達すると（ステップ１６４のＹＥＳ）、制御装置１５は、計量区間Ａ−Ｂ１の開始位置Ｂ１から終了位置Ａまでピストン２が移動する間に流出口１ｄより排出された流体の流量を基準体積の流体とし、この基準体積の流体の流量を基準流量ＱＣとして算出する（図１１：ステップ１６５）。また、被校正流量計１０から発信されたこの間の流量信号のカウント値から、被校正流量計１０における基準流量ＱＣに対する計測流量ＱＶを算出する（ステップ１６６）。
【００６９】
そして、基準流量ＱＣをその間の経過時間ＴＣで除して平均基準流量Ｑｃ（Ｑｃ＝ＱＣ／ＴＣ）を求め（ステップ１６７）、計測流量ＱＶをその間の経過時間ＴＣで除して平均計測流量Ｑｖ（Ｑｖ＝ＱＶ／ＴＣ）を求め（ステップ１６８）、平均基準流量Ｑｃと平均計測流量Ｑｖとを比較する（ステップ１６９）。
【００７０】
ここで、Ｑｃ＝Ｑｖであれば（ステップ１６９のＹＥＳ）、制御装置１５は、大流量の流量測定レンジでの計測流量ＱＶに誤差が生じていないものと判断し、ディスプレイ上にその旨の表示を行ったうえ（ステップ１７０）、ステップ１７３へ進む。
【００７１】
これに対し、Ｑａ≠Ｑｖであれば（ステップ１６９のＮＯ）、Ｑｃ−Ｑｖ＝ΔＱｃとして誤差量を求め（ステップ１７１）、この誤差量ΔＱｃを大流量の流量測定レンジでの計測流量に対する補正情報として被校正流量計１０にセットし（ステップ１７２）、ステップ１７３へ進む。
【００７２】
ステップ１７３では、サーボモータ４の回転数Ｎをアップし、回転数Ｎｍａｘとする。そして、ピストン２がシリンダ１内の始端位置ＳＴに達すると（ステップ１７４のＹＥＳ）、サーボモータ４へ運転停止指令を送り、ピストン２の移動を停止する（ステップ１７５）。これにより、ピストン２は、計量区間Ａ−Ｂ１の通過後、シリンダ１内の始端位置ＳＴまで高速で移動する。
【００７３】
ピストン２は、シリンダ１内の始端位置ＳＴにおいて、その基準体積管１−１から露出する部分が第１の退避室１−２内に位置する。この場合、シリンダ１の流入口１ｆから流入し、基準体積管１−１内を流れてくる流体は、ピストン２の外周面２ａの前方の切欠２ｂを通過し、下流の流出口１ｄへと流れて行く。流出口１ｄから出た流体は、バルブ１４（配管Ｐ４）を通って、被校正流量計１０へ送られ、被校正流量計１０を通過してタンク６へ戻される。
【００７４】
そして、制御装置１５は、バルブ１３と１４を閉じ、バルブ１１と１２を開き、シリンダ１と被校正流量計１０との間の流路を切り替える（ステップ１７６）。これにより、図４に示されるように、シリンダ１の流出口１ｄが流入口となり、流入口１ｆが流出口となり、校正前の状態に戻される。
【００７５】
なお、上述において、シリンダ１内の計量区間Ａ−Ｂは、被校正流量計１０の発生パルス（流量パルス）が計測時の測定流量（流速）でその区間内に１００００パルス以上になる区間を選定して使用するのが良い。この時間計測はいわゆるパルス内挿法によるのがよい。
【００７６】
以上の説明から分かるように、本実施の形態によれば、ピストン２がシリンダ１内を往復する間に、被校正流量計１０の全ての流量測定レンジ（小流量、中流量、大流量の流量測定レンジ）についての補正情報を一度に得ることができ、複数種類の流量測定レンジを有する被校正流量計１０の流量校正を１台のピストンプルーバの１回の計測動作により完了させることができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、ピストン２の外周面２ａに形成された切欠２ｂや２ｃがポペット弁の役割を果たす。これにより、特許文献１のピストンプルーバで必要としていたピストン内部のポペット弁をなくし、構造を簡単とし、コストを低減することができるようになる。また、シール箇所を少なくして、リークの発生を起こり難くし、信頼性を高めることができるようになる。
【００７８】
また、本実施の形態では、ピストン２がシャフト３に固定されているので、いつでもシリンダ１内の同じ位置で基準体積の計量を行うことができるように、ピストン２の移動位置を制御することができる。これに対し、特許文献１に示されたポペット弁を用いたものでは、ピストンが位置検出のための棒に拘束されておらず、遊動状態にある。この場合、ポペット弁が閉じたときの隔壁との位置が変化すれば、計量管の異なる位置を動くことになり、計量管の形状誤差が繰り返し性の不確かさ生じさせることなる。本実施の形態では、シリンダ１内の同じ位置で常に基準体積の計量を行うことができるので、このような不確かさは生じない。
【００７９】
なお、本実施の形態では、切欠（開口）２ｂや２ｃを矩形に近い形状としているが、図１２（ａ）に示すように半円状としたり、図１２（ｂ）に示すように三角形状としたり、図１２（ｃ）に示すように階段状としたり、図１２（ｄ）に示すように半円形状を連ねた形状としたり、図１２（ｅ）に示すように貫通孔とするなどしてもよい。このような形状の変化により、ピストン２の移動に伴う流体の通過面積変化に特性を持たせ、ピストン２が動き出して基準体積管１−１を塞ぐようになる時に発生する急激な流量変化を緩和する流量制御の特性を自由に作ることができる。
【００８０】
また、本実施の形態では、シリンダ１を基準体積管１−１の両端の開口部に第１の退避室１−２と第２の退避室１−３を取り付けた構造としたが、これらを一体化した管構造としてもよい。一体化構造とする場合、例えば、全加工でシリンダ１の３室（基準体積管、第１の退避室、第２の退避室）を製作し、端面を鏡板で塞ぐような構造とする。本実施の形態のように、基準体積管１−１の両端の開口部に第１の退避室１−２と第２の退避室１−３を取り付けた構造とすることにより、基準体積管１−１の外径を小さくし、すなわち基準体積管１−１の肉厚を薄くし、軽量化を図ることが可能となる。
【００８１】
また、本実施の形態では、シリンダ１内の始端位置ＳＴや終端位置ＥＮＤにピストン２を電気的に停止させるようにしているが、係止部材などを設けるなどして始端位置ＳＴや終端位置ＥＮＤにピストン２を機械的に停止させるようにしてもよい。すなわち、シリンダ１内の始端位置ＳＴや終端位置ＥＮＤにおいてピストン２の移動を規制する手段は、電気的にその位置に停止させる手段であってもよいし、機械的にその位置に停止させる手段であってもよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、被校正流量計１０を流体が流れる配管中の最も下流側に設けるようにしたが、配管の上流側に設けるようにしてもよい。例えば、モニタ流量計９の直後でバルブ１１，１３の手前の配管に設けるようにする。被校正流量計１０を配管の上流側に設ける場合、被校正流量計１０を通過した流体がシリンダ１に送られるものとなるが、シリンダ１から排出された基準体積の流体が被校正流量計１０に送られてくることに変わりはない。
【００８３】
また、本実施の形態では、ピストン２の初速を決定するためにモニタ流量計９を設けているが、このモニタ流量計９の精度はそれほど高くなくてよい。すなわち、必要に応じてピストンプルーバでモニタ流量計９の補正（校正）を行うことが可能であるので、モニタ流量計９の精度は低くても構わない。
【００８４】
また、本実施の形態では、シリンダ１の第１の退避室１−２内の流体圧と第２の退避室１−３内の流体圧との差圧ΔＰを差圧計１９によって計測するようにしたが、第１の退避室１−２内の流体圧を計測する第１の圧力計と、第２の退避室１−３内の流体圧を計測する第２の圧力計を設け、この第１および第２の圧力計の計測値を制御装置１５へ送り、制御装置１５において差圧ΔＰを求めるようにしてもよい。
【００８５】
また、必ずしも第１の退避室１−２内の流体圧と第２の退避室１−３内の流体圧の圧力差を差圧ΔＰとして計測しなくてもよく、シリンダ１の上流側の配管中の流体圧と下流側の配管中の流体圧との圧力差を差圧ΔＰとして計測するようにしてもよい。
【００８６】
また、本実施の形態では、小流量および中流量の流量測定レンジについての校正を往路で、大流量の流量測定レンジについての校正を復路で行うようにしたが、基準体積管１−１の長さに余裕があれば、往路のみで小流量、中流量、大流量の全ての流量測定レンジについての校正を行うようにしてもよい。
【００８７】
往路および復路で校正を行う場合、始端位置ＳＴから終端位置ＥＮＤまでを往復するピストン２の２ストロークの動作がピストンプルーバの１回の計測動作となる。往路のみで校正を行う場合、始端位置ＳＴから終端位置ＥＮＤまでのピストン２の１ストロークの動作がピストンプルーバの１回の計測動作となる。
【００８８】
なお、往路のみでの校正とする場合、次回の校正を復路で行うようにしてもよく、ピストン２が往路中の全ての計量区間を通過した後、途中で流体の流れ方向を切り替えて、ピストン２を始端位置ＳＴに戻すようにしてもよい。流体の流れ方向を途中で切り替えて、ピストン２を始端位置ＳＴに戻すような制御方法とした場合、ピストン２の外周面２ａの切欠２ｃを省略し、切欠２ｂのみとすることも可能である。
【００８９】
また、本実施の形態では、配管に設けたバルブ１１〜１４の開閉によってシリンダ１と被構成流量計１０との間の流路を切り替えるようにしたが、例えばタンク６と被校正流量計１０との間に第２のポンプを設け、この第２のポンプによって逆方向に流体を流すようにしてもよい。また、タンク６側に流出路と流入路とを切り替えるバルブを設け、これによって逆方向に流体を流すようにしてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態では、第１の退避室１−２や第２の退避室１−３の軸方向の端面に流入口１ｄや流出口１ｆを設けるようにしたが、第１の退避室１−２や第２の退避室１−３の上面や下面に流入口１ｄや流出口１ｆを設けるようにしてもよい。また、基準体積管１−１の端部に適当なテーパーを設けることで、ピストン２に装着したリング２−１や２−２を損傷しないような構造に容易にすることが可能である。
【００９１】
また、本実施の形態では、ピストン２に切欠２ａや２ｂを設けるようにしたが、必ずしもこのような切欠をピストン２に設けなくてもよい。例えば、図１３（ａ）や（ｂ）に示すように、切欠２ａ，２ｂを有さないピストン２’を基準体積管１−１から完全に脱した位置に停止させ、この場合に生じるピストン２’と基準体積管１−１との隙間を連通路Ｈ１やＨ２として、流入口１ｄと流出口１ｆとの連通を図るようにしてもよい。
【００９２】
また、本実施の形態では、複数種類の流量測定レンジを有する被校正流量計１０を１つとしたが、複数種類の流量測定レンジを有する同一の被校正流量計１０を直列に複数接続したシステムとしてもよい。この場合、制御装置１５は、直列に接続された被校正流量計１０から個々に流量信号を取り込んで、ピストン２がシリンダ１内を往復する間に、図６〜図１１に示したフローチャートと同様の処理動作を行って、全ての被校正流量計１０について各流量測定レンジでの計測流量に対する補正情報を求め、この求めた補正情報を全ての被校正流量計１０に設定する。
【００９３】
また、本実施の形態では、複数種類の流量測定レンジを有する被校正流量計の流量校正を行う場合を例にとって説明したが、流量の測定範囲が異なる複数の被校正流量計の流量校正を行う場合にも同様にして、１台のピストンプルーバの１回の計測動作により流量校正を完了させることが可能である。
【００９４】
図１４に流量の測定範囲が異なる複数の被校正流量計の流量校正を行う場合のシステム構成を示す。このシステムでは、被校正流量計１０−１の流量の測定範囲が小流量、被校正流量計１０−２の流量の測定範囲が中流量、被校正流量計１０−３の流量の測定範囲が大流量とされ、これら被校正流量計１０−１，１０−２，１０−３が流路中に直列に接続されている。
【００９５】
このシステムにおいて、制御装置１５は、被校正流量計１０−１，１０−２，１０−３から個々に流量信号を取り込んで、ピストン２がシリンダ１内を往復する間に、図６〜図１１に示したフローチャートと同様の処理動作を行って、被校正流量計１０−１，１０−２，１０−３の計測流量に対する補正情報を求め、この求めた補正情報を被校正流量計１０−１，１０−２，１０−３に設定する。
【００９６】
また、上述においては、複数種類の流量測定レンジを有する被校正流量計１０や流量の測定範囲が異なる被校正流量計１０−１，１０−２，１０−３の流量校正を行うものとしたが、複数種類の流量測定レンジを有する被校正流量計１０や流量の測定範囲が異なる被校正流量計１０−１，１０−２，１０−３の計測精度を検査するようにしてもよい。計測精度を検査する場合、被校正流量計は被検査流量計となるが、本発明（第１発明、第２発明）では被校正流量計や被検査流量計を含む流量計を被試験流量計と呼んでいる。また、本発明（第１発明、第２発明）では、流量校正を行うための補正情報や計測精度を含む情報を検定情報と呼び、この検定情報を求めるシステムを多重流量検定システムと呼んでいる。
【００９７】
また、本実施の形態では、正、逆、両方向で計測を行うことができる構造としているので、ピストン２にリング（シールリング）２−１，２−２を設け、２箇所の位置（シール位置）でシールを行っている。この場合、厳密に言えば、正方向と逆方向では異なる区間の容積を移動させていることになる。これを修正するためには、計測スタート、ＥＮＤの位置をシール位置の差分、制御装置１５上で補正して、時間計測の開始、終了を行うようにすることで、同じ計測区間を使うようにすることができる。シールリングを１本にすればこのような問題は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明で用いるピストンプルーバの一実施の形態の要部（ピストンが始端位置に位置している場合）を示す側断面図である。
【図２】本発明で用いるピストンプルーバの一実施の形態の要部（ピストンが終端位置に位置している場合）を示す側断面図である。
【図３】ピストンがシリンダ内の始端位置から終端位置まで移動する場合の流体の流れを示す図である。
【図４】このピストンプルーバを用いた多重流量校正システムのシステム構成図（ピストンが始端位置に位置している場合）である。
【図５】このピストンプルーバを用いた多重流量校正システムのシステム構成図（ピストンが終端位置に位置している場合）である。
【図６】このピストンプルーバの制御装置が実行する計測流量校正プログラムに従う処理動作を示すフローチャートである。
【図７】図６に続くフローチャートである。
【図８】図７に続くフローチャートである。
【図９】図８に続くフローチャートである。
【図１０】図９に続くフローチャートである。
【図１１】図１０に続くフローチャートである。
【図１２】ピストンの外周面に形成する切欠（開口）の他の例を示す図である。
【図１３】ピストンを基準体積管から完全に脱した位置に停止させるようにした例を示す図である。
【図１４】流量の測定範囲が異なる被校正流量計を直列に接続した多重流量校正システムのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…シリンダ、１−１…基準体積管、１−２…第１の退避室、１−３…第２の退避室、１ａ…一端側開口、１ｂ…他端側開口、１ｃ…内部空間、１ｄ…流入口、１ｅ…内部空間、１ｆ…流出口、１ｇ…内周面、２，２’…ピストン、２ａ…外周面、２ｂ，２ｃ…切欠、２−１，２−２…リング（シールリング）、３…シャフト、４…サーボモータ、５…エンコーダ、６…タンク、７…ポンプ、８…制御弁、９…モニタ流量計、１０、１０−１〜１０−３…被校正流量計、１１…第１のバルブ、１２…第２のバルブ、１３…第３のバルブ、１４…第４のバルブ、１５…制御装置、１６…シーケンサ、１７…サーボアンプ、１８…クロックジェネレータ、１９…差圧計、Ｐ１〜Ｐ５…配管、ＳＴ…始端位置、Ｓ１，Ｓ２…シール位置、Ａ−Ａ１、Ｂ−Ｂ１，Ａ−Ｂ１…計量区間、ＥＮＤ…終端位置、Ｈ１，Ｈ２…連通路。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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