(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験液を取り込む秤量容器と、前記秤量容器の重量を測定する秤量計と、試験液を前記秤量容器に導く取込流路と、前記秤量容器に試験液を注入する注入ノズルと、試験液を前記秤量容器に取り込まない時に試験液を排液槽に導くバイパス流路と、試験液を前記取込流路に導くか前記バイパス流路に導くかを切り換える流路切換機構と、前記秤量容器を囲む秤量容器チャンバーボックスと、前記秤量容器から試験液を排出するための吸引ノズルと、前記秤量容器と前記排液槽との間で前記注入ノズルと前記吸引ノズルを移動させるための手段と、を備える液体用流量計校正装置であって、
前記流路切換機構は、前記取込流路への試験液流入を制御する取込バルブと前記バイパス流路への試験液流入を制御するバイパスバルブから構成されたバルブ対、もしくはバルブ内部構造に１個の入口と２個の出口を有し、前記取込流路と前記バイパス流路への試験液流入を同時に制御する３方バルブから構成されており、
前記取込バルブと前記バイパスバルブから構成された前記バルブ対の場合、前記取込バルブと前記バイパスバルブがそれぞれ「閉」と「開」の状態から、それぞれが「開」と「閉」の状態へ両方のバルブを同時に切り換え、前記取込流路を通して試験液を前記秤量容器の中へ取り込み、試験液の取込が終了したら、同時にそれぞれのバルブを逆方向に切り換え、前記バイパス流路を通して試験液を前記排液槽に排出することで、前記秤量容器への試験液の取込を制御するものであり、
前記３方バルブから構成されている場合、前記取込流路への出口と前記バイパス流路への出口がそれぞれ「閉」と「開」の状態から、それぞれが「開」と「閉」の状態へ両方の出口を同時に切り換え、前記取込流路を通して試験液を前記秤量容器の中へ取り込み、試験液の取込が終了したら、同時にそれぞれの出口を逆方向に切り換え、前記バイパス流路を通して試験液を前記排液槽に排出することで、前記秤量容器への試験液の取込を制御するものであることを特徴とする液体用流量計校正装置。
【請求項２】
前記秤量容器の中に試験液を取り込むための注入穴と、前記秤量容器から試験液を排出するための吸引穴とを前記秤量容器に備え、さらに前記秤量容器の中に小容器を備え、前記小容器が前記秤量容器の注入穴の直下に位置し、前記秤量容器の天井壁から固定支持され、前記小容器の底辺が前記秤量容器の底まで届かずに前記秤量容器の天井壁からぶら下がる構造とし、さらに試験液を前記小容器から溢れさせて前記秤量容器の中へ流入させるために、前記小容器にオーバーフロー側壁を備えることを特徴とする請求項１記載の液体用流量計校正装置。
【請求項３】
前記小容器のオーバーフロー側壁を前記秤量容器の内壁に隙間を残して接近させる配置とし、さらに前記秤量容器の内壁と最も接近する位置において前記小容器のオーバーフロー側壁に切り欠きを備えるとともに、前記秤量容器の内壁に向かって下向くような勾配を前記小容器の外側底面に備えることを特徴とする請求項２記載の液体用流量計校正装置。
【請求項４】
前記秤量計の秤量皿の上に前記秤量容器を保持するための秤量容器ホルダーを備え、さらに前記秤量容器ホルダーに前記秤量容器の出し入れが可能な構造を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体用流量計校正装置。
【請求項５】
前記秤量容器と前記秤量容器ホルダーとの装着の際、前記秤量容器の注入穴の位置決めのための位置決め構造部を前記秤量容器と前記秤量容器ホルダーのそれぞれに備えることを特徴とする請求項４に記載の液体用流量計校正装置。
【請求項６】
前記秤量容器を囲むような秤量容器チャンバーボックスを備え、さらに前記注入ノズルと前記吸引ノズルの挿入に備えるための注入口シャッタと吸引口シャッタを前記秤量容器チャンバーボックスに備え、さらに前記秤量容器チャンバーボックスと前記秤量計とは非接触な構造とし、さらに前記秤量容器チャンバーボックスに液位センサーを備え、さらに前記秤量容器チャンバーボックスから前記秤量容器の出し入れが可能な構造を備え、さらに前記注入ノズルと前記吸引ノズルからの液垂れの受け皿を前記秤量容器チャンバーボックスに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体用流量計校正装置。
【請求項７】
前記秤量容器チャンバーボックスの中に試験液溜めプールを備え、さらに前記秤量容器チャンバーボックスから前記試験液溜めプールの出し入れが可能な構造を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液体用流量計校正装置。
【請求項８】
前記流路切換機構から前記排液槽まで導かれた前記バイパス流路と、前記流路切換機構から前記秤量容器まで導かれた前記取込流路とは、同じ流路要素と同じ流路要素の配置で構成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体用流量計校正装置。
【請求項９】
前記排液槽にエアブローノズルを備え、前記排液槽の中から前記注入ノズルと前記吸引ノズルを上昇させながら、エアブローを両ノズルの外周表面に吹き付けるような動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液体用流量計校正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体用流量計校正装置に関し、特に、微小流量域の液体流量を計測する流量計を高精度で校正するための液体流量校正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体用流量計の校正に際して、校正装置で発生した標準流量とその標準流量に対する流量計の指示値が比較される。校正装置における標準流量の発生方法の一つとして、不確かさを小さくできる通液式静的秤量法がある。
図１に示す従来の校正装置では、秤量タンク２０ａとダイバータ（転流器）１０ａを用いて、通液式静的秤量法を校正方法として実施するものである。図１では、揚水ポンプ２ａ、オーバーフローヘッドタンク３と流量調節バルブ７ａから発生した安定流量を、被試験流量計６ａを接続した試験管路５に供給する。被試験流量計６ａを通過した試験液は、試験管路５の末端にあるノズル８ａまで導かれ、ノズル８ａからダイバータ１０ａに流入する。ダイバータ１０ａは、校正時に試験液を秤量タンク流路１２ａへ、校正時以外に試験液をバイパス流路１１ａへ転流する流路切換機構を持っている。校正開始時、ダイバータ１０ａはバイパス流路１１ａから秤量タンク流路１２ａへ切り換えて、試験液を秤量タンク２０ａに流入させる。校正開始と同時に、秤量タンク２０ａへの試験液流入時間の測定を開始させるスタートトリガー信号をダイバータ１０ａからタイマーへ送信される。所定の流入量に達したら、ダイバータ１０ａは再び秤量タンク流路１２ａからバイパス流路１１ａへ切り換えて、秤量タンク２０ａへの試験液流入を停止させる。校正終了と同時に、流入時間の測定を停止させるストップトリガー信号をダイバータ１０ａからタイマーへ送信される。秤量タンク２０ａへ取り込まれた試験液の質量もしくは体積を流入時間で除することで単位時間当たりの流入量、すなわち標準質量流量または標準体積流量が求められる。
【０００３】
図２〜図６は、従来のダイバータの流路切換機構を示したものである。
図２は、１枚羽根式ダイバータであり、このような転流方式のダイバータ機構を採り入れる校正装置として、特許文献１の発明が知られている。しかし、ノズル８ｂからの流速分布の非対称やノズル８ｂと転流羽根１４ａの位置関係の変化により、流れを切り換える時に大きな流入時間の測定誤差（ダイバータタイミングエラー）が生じ、流量計の校正不確かさの大きな要因になっていた。
この流入開始、流入停止の過渡的な流入状態の非対称性の影響（誤差）を理論的に無くすことができるのは、特許文献２の発明である２枚羽根式直進型ダイバータであり、図３に示す。詳細について、特許文献２の中で詳述されているが、図３において、相対位置が固定された２枚の転流羽根（１４ｂ，１４ｃ）が一方向に直線的な動作をしてノズルからの流れを等速で横切る２枚羽根転流方式の例である。この方式のダイバータは、ＩＳＯ４１８５に基づくダイバータタイミングエラー評価試験の結果により、ダイバータタイミングエラーを小さく調整することができ、高精度な流量計校正を実現できるが、ダイバータの駆動方式の特徴により、ＩＳＯ４１８５評価試験を実施する際の非効率性が生じる。
ダイバータ評価に関連するこの運用上の効率性を改善し、コンパクトで簡単な構造設計も可能にするのは、特許文献３の発明である２枚羽根式回転型ダイバータであり、図４に示す。改善点の詳細について、特許文献３の中で詳述されているが、図４に示すように、この方式のダイバータは、ノズル８ｃからの流れと平行な回転軸１５ａを持ち、この回転軸に連結した２枚の転流羽根（１４ｄ，１４ｅ）の一側にバイパス流路１１ｅ、他側に秤量タンクへの流路１２ｄが位置し、回転軸１５ａを中心に２枚の転流羽根（１４ｄ，１４ｅ）が同じ方向に回転することで、流路の切り換えを行う転流方式である。
上述した図２〜図４のダイバータ構造は、一般的に大流量や中流量域の液体流量計校正装置に導入されている。
図５に示す特許文献４の傾斜円板式回転型ダイバータ構造によると、小流量域の流量計校正時、ダイバータの切り換えによる試験液のサンプル量（秤量容器への取込量）の再現性が向上できる。詳細については、特許文献４の中で詳述されている。
図６に示す円錐状回転体のダイバータ２６（本出願人による出願中の特許文献６参照）は、取込流路の構造として円錐面に小さい開口部２７とその開口部の両縁に表面積の小さい転流羽根（１４ｆ，１４ｇ）を備えるとともに、バイパス側流路として円錐面２８の構造をとることにより、２枚羽根式ダイバータの高精度と回転式ダイバータの効率性を活かしたまま、小流量域での校正において顕著化した蒸発量や液付着量、飛び散り量による誤差を低減し、小流量域での高精度な校正を可能にする。詳細については、特許文献６の中で詳述されている。
上述した図５と図６のダイバータ構造は、一般的に小流量域の液体流量計校正装置に用いられている。
【０００４】
また、秤量法を用いた校正装置には、秤量タンクと秤量計との組み合わせが必要不可欠な要素であり、その設計や実施形態は流量計校正の不確かさに影響する大きな要因である。特許文献３では、秤量タンクからの試験液蒸発量を抑制するために、試験液を取り込む時に、昇降機構により秤量タンクを持ち上げてダイバータボックス下面に押し付けて、秤量タンクを気密状態に保つ。試験液の取込が終了したら、秤量タンクを計量するために、秤量タンクを秤量計の上に降ろし、昇降機構が離脱するという仕組みである。
図６に示す特許文献６の秤量容器２０ｂは、取込口２２や排液口２３を小さくするとともに、取込口２２にはダイバータの開口部近傍まで立ち上がる筒を設け、排液口２３には蓋を備える等の形状設計であり、小流量域での校正において顕著化した蒸発量による誤差を低減させるものである。
図７に示す特許文献５の液体サンプル容器は、断面が円弧状に窪んだ形状または角状に曲がった形状の当て板３４を容器の筒状部３３の中に斜めに固定するような構造であり、試験液をサンプル容器の中に採集する際に、落下した試験液が連続流の状態で当て板３４に到達し、さらに当て板３４の先から容器部３５の底まで滴下させることによって、落下した試験液の揮発量を抑制するものである。なお、３６は底とのすきまである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６５７５５号公報
【特許文献２】特開２００２−０４８６２２号公報
【特許文献３】特開２００６−１０５９５７号公報
【特許文献４】特開２０１２−１４５３３７号公報
【特許文献５】特開２０１２−１４５３３９号公報
【特許文献６】特願２０１６−０６０３０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体用流量計を秤量法で校正する際、校正効率を上げるために、流量の大小に合わせて試験液の取込量を設定する。流量が小さくなるにつれて、試験液の取込時間も長くなるので、校正時間の短縮を図るために、通常試験液の取込量を少なくする。微小流量域の場合、数ｇ〜数１００ｇ程度の取込量が現実的な設定条件になっている。
ダイバータがノズルからの流れを切るときに、転流羽根や流路の壁面に付着する試験液が生じる。油類のように液粘度が高い場合、液の付着量が多く、壁面から垂れ落ちる時間もかかる。流量範囲の小流量化に伴って試験液の取込量も少量化するため、液の付着量による誤差が顕著化する。従来のダイバータは、液付着や液垂れによる誤差を低減させるために、流量の小流量化に合わせて、表面積を小さくするなど流路切換構造の小規模化が図られている。
ところが、微小流量域になると、試験液の取込量が微量になるため、数滴の付着量でも大きな誤差となってしまう。このように、ダイバータの小型化には限界が生じ、ダイバータと試験液との接触方式の流れ切換によって、微小流量域における通液式静的秤量法の実施が困難である。
また、従来のダイバータ方式の試験液取込では、ノズルから流出した試験液が秤量容器に到達するまでの落下距離があり、落下中に試験液が周囲の空気との接触による揮発量は、微小流量域では、無視できなくなるほど大きな誤差をもたらすという問題がある。落下してくる試験液を漏れなく採集するために、秤量容器にはある程度の開口面積を有する取込口が必要になる。従って、取込口からの試験液蒸発量をある限界値以下に抑制できなくなり、この限界値は微小流量域では大きな誤差要因になるという問題がある。
また、流量が微小化するにつれ、細管ノズルであっても、落下した試験液が連続流の状態を保てなくなり、ノズル先端に液滴が形成され、滴下する状態になってしまう。その結果、ダイバータによる液滴の取込量の再現性が低下するとともに、液滴状態の試験液からの揮発量が増えるという問題がある。
そこで、本発明は、上記問題点を解決する手段を備えた液体用流量計校正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、試験液を取り込む秤量容器と、前記秤量容器の重量を測定する秤量計と、試験液を前記秤量容器に導く取込流路と、前記秤量容器に試験液を注入する注入ノズルと、試験液を前記秤量容器に取り込まない時に試験液を排液槽に導くバイパス流路と、試験液を前記取込流路に導くか前記バイパス流路に導くかを切り換える流路切換機構と、前記秤量容器を囲む秤量容器チャンバーボックスと、前記秤量容器から試験液を排出するための吸引ノズルと、前記秤量容器と前記排液槽との間で前記注入ノズルと前記吸引ノズルを移動させるための手段と、を備える液体用流量計校正装置であって、
前記流路切換機構は、前記取込流路への試験液流入を制御する取込バルブと前記バイパス流路への試験液流入を制御するバイパスバルブから構成されたバルブ対、もしくはバルブ内部構造に１個の入口と２個の出口を有し、前記取込流路と前記バイパス流路への試験液流入を同時に制御する３方バルブから構成されており、
前記取込バルブと前記バイパスバルブから構成された前記バルブ対の場合、前記取込バルブと前記バイパスバルブがそれぞれ「閉」と「開」の状態から、それぞれが「開」と「閉」の状態へ両方のバルブを同時に切り換え、前記取込流路を通して試験液を前記秤量容器の中へ取り込み、試験液の取込が終了したら、同時にそれぞれのバルブを逆方向に切り換え、前記バイパス流路を通して試験液を前記排液槽に排出することで、前記秤量容器への試験液の取込を制御するものであり、
前記３方バルブから構成されている場合、前記取込流路への出口と前記バイパス流路への出口がそれぞれ「閉」と「開」の状態から、それぞれが「開」と「閉」の状態へ両方の出口を同時に切り換え、前記取込流路を通して試験液を前記秤量容器の中へ取り込み、試験液の取込が終了したら、同時にそれぞれの出口を逆方向に切り換え、前記バイパス流路を通して試験液を前記排液槽に排出することで、前記秤量容器への試験液の取込を制御するものであることを特徴とする。
従って、上記構成によれば、ダイバータによる流路切換機構を２個の開閉バルブもしくは１個の３方バルブに置き換え、さらに取込流路と注入ノズルを通して試験液を秤量容器まで導くことによって、閉じた流路内で試験液の流れを切り換え、空気に触れることなく試験液を秤量容器まで到達させることができる。このように、微小流量域での校正において顕著化した構造物壁面への液付着量や落下中の液蒸発量による誤差を低減し、微小流量域での高精度な校正を可能にする液体用流量計校正装置である。
【０００８】
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記秤量容器の中に試験液を取り込むための注入穴と、前記秤量容器から試験液を排出するための吸引穴とを前記秤量容器に備え、さらに前記秤量容器の中に小容器を備え、前記小容器が前記秤量容器の注入穴の直下に位置し、前記秤量容器の天井壁から固定支持され、前記小容器の底辺が前記秤量容器の底まで届かずに前記秤量容器の天井壁からぶら下がる構造とし、さらに試験液を前記小容器から溢れさせて前記秤量容器の中へ流入させるために、前記小容器にオーバーフロー側壁を備えることを特徴とする。
従って、上記構成によれば、秤量容器の中の小容器を常に満液状態にし、小容器の液面下で試験液を注入ノズルから流出させることによって、試験液流量が微小化しても液滴状態にならず、常に連続流の状態で小容器に取り込むことができる。このように、連続流の状態を保っている試験液流量が非常に安定するとともに、蒸発しやすい液滴状態で空気中に秤量容器まで落下することを避けることができ、微小流量域での高精度な試験液取込を可能にする。また、注入穴と小容器との位置関係を固定させることで、注入ノズルの挿入動作に備えることができ、さらに上記構造によって、小容器に必要最低限の容積を持たせ、秤量容器の中で小容器の占有体積をなるべく小さくすることで、秤量容器に少しでも多くの試験液を取り込むことができる。
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記小容器のオーバーフロー側壁を前記秤量容器の内壁に隙間を残して接近させる配置とし、さらに前記秤量容器の内壁と最も接近する位置において前記小容器のオーバーフロー側壁に切り欠きを備えるとともに、前記秤量容器の内壁に向かって下向くような勾配を前記小容器の外側底面に備えることを特徴とする。
従って、上記構成によれば、小容器から溢れた試験液を秤量容器の内壁に沿わせて流れ落ちさせることによって、秤量容器内の液面の波打ちや揺れを最小限に抑えることができ、試験液取込時の秤量値の変動を監視しやすくなるとともに、液面乱れによる液蒸発も軽減させることができる。さらに、小容器の切り欠きと外側底面の傾斜によって、小容器からの滴下を少なくし、より確実に秤量容器の内壁に試験液を誘導することができる。また、小容器の側壁が秤量容器の内壁と接触した場合、試験液の取込終了後も、表面張力の影響により、少量でありながら試験液が小容器から秤量容器の内壁に流れ落ち、小容器の液面が下がってしまうことがある。小容器のオーバーフロー側壁と秤量容器の内壁との間に僅かで適度な隙間を設けることによって、これを防ぐことができる。
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記秤量計の秤量皿の上に前記秤量容器を保持するための秤量容器ホルダーを備え、さらに前記秤量容器ホルダーに前記秤量容器の出し入れが可能な構造を備えることを特徴とする。
従って、上記構成によれば、軽量で動かされやすい秤量容器が秤量皿からずれ落ちることを防ぐことができる。また、秤量容器の出し入れが可能な構造にすることで、メンテナンスや秤量容器交換、分銅による秤量計校正に備えることができる。
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記秤量容器と前記秤量容器ホルダーとの装着の際、前記秤量容器の注入穴の位置決めのための位置決め構造部を前記秤量容器と前記秤量容器ホルダーのそれぞれに備えることを特徴とする。
従って、上記構成によれば、秤量容器ホルダーから秤量容器の出し入れを行う度に、注入ノズルの挿入動作に備えるために、秤量容器の注入穴の位置決めを確実に再現することができる。
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記秤量容器を囲むような秤量容器チャンバーボックスを備え、さらに前記注入ノズルと前記吸引ノズルの挿入に備えるための注入口シャッタと吸引口シャッタを前記秤量容器チャンバーボックスに備え、さらに前記秤量容器チャンバーボックスと前記秤量計とは非接触な構造とし、さらに前記秤量容器チャンバーボックスに液位センサーを備え、さらに前記秤量容器チャンバーボックスから前記秤量容器の出し入れが可能な構造を備え、さらに前記注入ノズルと前記吸引ノズルからの液垂れの受け皿を前記秤量容器チャンバーボックスに備えることを特徴とする。
従って、上記構成によれば、秤量容器チャンバーボックスは、秤量計の計測精度を考慮した風防機能と非接触性を有するとともに、注入ノズルと吸引ノズルの操作に備える構造設計であり、さらに液位センサーによる秤量容器のオーバーフロー検知機能、秤量容器の出し入れの利便性、ノズルからの液垂れの受皿も兼ね備えて、機能性と安全性と使い勝手の良さを併せ持ったものになる。
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記秤量容器チャンバーボックスの中に試験液溜めプールを備え、さらに前記秤量容器チャンバーボックスから前記試験液溜めプールの出し入れが可能な構造を備えることを特徴とする。
従って、上記構成によれば、試験液溜めプールからの蒸発により秤量容器チャンバーボックス内の試験液蒸気濃度が高まる効果を利用して、秤量容器からの試験液蒸発をより効果的に低減させることができる。また、秤量容器チャンバーボックスから試験液溜めプールの出し入れが可能な構造にすることで、試験液溜めプールのメンテナンスや液交換に備える利便性が得られる。
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記流路切換機構から前記排液槽まで導かれた前記バイパス流路と、前記流路切換機構から前記秤量容器まで導かれた前記取込流路とは、対称的な流路構成になるように、同じ流路要素と同じ流路要素の配置で構成することを特徴とする。
従って、上記構成によれば、取込流路とバイパス流路は同じ流路抵抗を有し、両流路に流れる流量を統一させることができ、通液式静的秤量法による校正方法を実施する際、バルブによる流路切換に基づいた流入時間の計測タイミングエラーを低減させることができる。
また、本発明は、上記液体用流量計校正装置において、前記排液槽にエアブローノズルを備え、前記排液槽の中から前記注入ノズルと前記吸引ノズルを上昇させながら、エアブローを両ノズルの外周表面に吹き付けるような動作を行うことを特徴とする。
従って、上記構成によれば、注入ノズルと吸引ノズルに付着した液滴や液膜を取り除くことができ、試験液取込量の秤量値への誤差影響を低減させるとともに、ノズルからの液垂れを少なくし、測定環境の悪化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ダイバータによる流路切換機構を２個の開閉バルブもしくは１個の３方バルブに置き換え、さらに取込流路と注入ノズルを通して試験液を秤量容器まで導くことによって、閉じた流路内で試験液の流れを切り換え、空気に触れることなく試験液を秤量容器まで到達させることができる。このように、微小流量域での校正において顕著化した構造物壁面への液付着量や落下中の液蒸発量による誤差を低減し、微小流量域での高精度な校正を可能にする。
また、本発明によれば、秤量容器の中に小容器を備え、その小容器を常に満液状態にし、小容器の液面下で試験液を注入ノズルから流出させることによって、試験液流量が微小化しても液滴状態にならず、常に連続流の状態で小容器に取り込むことができる。このように、連続流の状態を保っている試験液流量が非常に安定するとともに、蒸発しやすい液滴状態で空気中に秤量容器まで落下することを避けることができ、微小流量域での高精度な試験液取込を可能にする。また、注入穴と小容器との位置関係を固定させることで、注入ノズルの挿入に備えることができ、さらに小容器に必要最低限の容積を持たせ、秤量容器の中で小容器の占有体積をなるべく小さくすることで、秤量容器に少しでも多くの試験液を取り込むことができる。
また、本発明によれば、小容器から溢れた試験液を秤量容器の内壁に沿わせて流れ落ちさせることによって、秤量容器内の液面の波打ちや揺れを最小限に抑えることができ、試験液取込時の秤量値の変動を監視しやすくなるとともに、液面乱れによる液蒸発も軽減させることができる。さらに、小容器の切り欠きと外側底面の傾斜によって、小容器からの滴下を少なくし、より確実に秤量容器の内壁に試験液を誘導することができる。また、小容器のオーバーフロー側壁と秤量容器の内壁との間に僅かで適度な隙間を設けることによって、試験液取込後も、小容器内の液面を安定化させることができる。
また、本発明によれば、秤量容器ホルダーを備えることで、軽量で動かされやすい秤量容器が秤量皿からずれ落ちることを防ぐことができる。また、秤量容器ホルダーを秤量容器の出し入れが可能な構造にすることで、メンテナンスや秤量容器交換、分銅による秤量計校正に備えることができる。
また、本発明によれば、秤量容器ホルダーと秤量容器との間で位置決めができるような構造を備えることで、秤量容器ホルダーから秤量容器の出し入れを行う度に、注入ノズルの挿入動作に備えるために、秤量容器の注入穴の位置決めを確実に再現することができる。
また、本発明によれば、秤量容器チャンバーボックスは、秤量計の計測精度を考慮した風防機能と非接触性を有するとともに、注入ノズルと吸引ノズルの操作に備える構造設計であり、さらに液位センサーによる秤量容器のオーバーフロー検知機能、秤量容器の出し入れの利便性、ノズルからの液垂れの受皿も兼ね備えて、機能性と安全性と使い勝手の良さを併せ持ったものになる。
また、本発明によれば、秤量容器チャンバーボックスの中に試験液溜めプールを備えることで、試験液溜めプールからの蒸発により秤量容器チャンバーボックス内の試験液蒸気濃度が高まる効果を利用して、秤量容器からの試験液蒸発をより効果的に低減させることができる。また、秤量容器チャンバーボックスから試験液溜めプールの出し入れが可能な構造にすることで、試験液溜めプールのメンテナンスや液交換に備える利便性が得られる。
また、本発明によれば、取込流路とバイパス流路は同じ流路抵抗を有し、両流路に流れる流量を統一させることができ、通液式静的秤量法による校正方法を実施する際、バルブによる流路切換に基づいた流入時間の計測タイミングエラーを低減させることができる。
また、本発明によれば、排液槽の中にエアブローノズルを備え、注入ノズルと吸引ノズルにエアブローを吹き付けることで、注入ノズルと吸引ノズルに付着した液滴や液膜を取り除くことができ、試験液取込量の秤量値への誤差影響を低減させるとともに、ノズルからの液垂れを少なくし、測定環境の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来の通液式静的秤量法を校正方法として実施する校正装置を示したものである。
【図２】図２は、従来の校正装置で用いられてきた１枚羽根式ダイバータの流路切換機構を示したものである。
【図３】図３は、従来の校正装置で用いられてきた２枚羽根式直進型ダイバータの流路切換機構を示したものである。
【図４】図４は、従来の校正装置で用いられてきた２枚羽根式回転型ダイバータの流路切換機構を示したものである。
【図５】図５は、従来の校正装置で用いられてきた傾斜円板式回転型ダイバータの流路切換機構を示したものである。
【図６】図６は、本出願人が先に出願した校正装置で用いられている２枚羽根式円錐状回転型ダイバータの流路切換機構を示したものである。
【図７】図７は、従来の校正装置で用いられてきた液体サンプル容器を示したものである。
【図８】図８は、本発明の実施形態の一例である液体用流量計校正装置の概要を示したものである。
【図９】図９は、本発明の液体用流量計校正装置の秤量システムを示したものである。
【図１０】図１０は、本発明の液体用流量計校正装置の秤量容器を示したものである。
【図１１】図１１は、本発明の液体用流量計校正装置の秤量容器ホルダーを示したものである。
【図１２】図１２は、本発明の液体用流量計校正装置の秤量容器チャンバーボックスの構成（正面ビュー）を示したものである。
【図１３】図１３は、本発明の液体用流量計校正装置の秤量容器チャンバーボックスのシャッタ、液垂れ受皿を示したものである。
【図１４】図１４は、本発明の液体用流量計校正装置の秤量容器チャンバーボックスの試験液溜めプールを示したものである。
【図１５】図１５は、本発明の液体用流量計校正装置の排液槽への流路構成と流路配置を示したものである。
【図１６】図１６は、本発明の液体用流量計校正装置の排液槽のエアブローを示したものである。
【図１７】図１７は、本発明の液体用流量計校正装置における、試験液取込と排液の一連の動作を説明した図であり、（ａ）試験液取込前の状態、（ｂ）試験液取込中の状態、（ｃ）試験液が秤量容器から排液槽へ排出されている状態。
【図１８】図１８は、本発明の液体用流量計校正装置における校正開始から終了までの手順を示したフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１８のフローチャートの続きである。
【図２０】図２０は、本発明の液体用流量計校正装置におけるバルブ切換によるタイミングエラーの評価結果例をプロットしたグラフである。
【図２１】図２１は、秤量容器からの蒸発量を評価した結果である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１１】
図８は、本発明の液体用流量計校正装置の実施形態の一例を示したものであり、本発明の液体用流量計校正装置は、主に貯蔵タンク１ｂ、ポンプ２ｂ、液温を調節する熱交換器４０と温調装置４１、流量を安定化させるヘッダー４ｂ、流量調節バルブ７ｂ、取込バルブ５０ａとバイパスバルブ５１ａから構成された流路切換機構５２ａ、秤量容器２０ｃと秤量計２１ｃと秤量容器チャンバーボックス６０ａと排液槽６２ａから構成された秤量システムにより、構成されている。
以下は、試験液の流れに沿って、液体用流量計校正装置の実施例について説明する。図８が示す実施例では、ポンプ２ｂが流量の駆動源であり、試験液は貯蔵タンク１ｂからヘッダー４ｂへ送液され、その一部の流量が被試験流量計６ｂを設置した試験管路へ供給され、残りの流量が貯蔵タンク１ｂへ循環される。微小流量域での流量計校正を高精度で行う場合、試験液の温度安定性が非常に重要であり、この実施例ではポンプ２ｂの下流に熱交換器４０と温調装置４１が設置され、液温の調節が行われる。より効果的に液温を安定化させるために、ヘッダー４ｂ、被試験流量計６ｂを設置した試験管路、秤量システムが恒温チャンバー１１０の中に設置される。試験管路を流れる流量の調節は、流量調節バルブ７ｂで行われる。被試験流量計６ｂを通過した流量は、流路切換機構５２ａにより、最終的に秤量容器２０ｃまたは排液槽６２ａのどちらかに導かれる。被試験流量計６ｂの校正時、温度センサー（４３ａ，４３ｂ）と圧力センサー（４２ａ，４２ｂ）の測定値が制御ＰＣ８４へ送信され、記録される。この実施例では、高精度の流量計校正を行う場合、流量計の上流と下流に温度センサー（４３ａ，４３ｂ）と圧力センサー（４２ａ，４２ｂ）が設置される。
図８と図９に示すように、この実施例の流路切換機構（５２ａ，ｂ）は、取込バルブ（５０ａ，ｂ）とバイパスバルブ（５１ａ，ｂ）の２個の開閉バルブから構成されている。微小流量の場合、電磁バルブのようにバルブの内部発熱により、ゆっくりとバルブを通過した試験液の温度が上昇し、試験液の体積が膨張して試験液の取込に悪影響を与えるため、この実施例では内部発熱のないエア駆動バルブが用いられている。秤量容器２０ｃに試験液を取り込まない時、図８が示すように、バイパスバルブ５１ａが「開」、取込バルブ５０ａが「閉」の状態であり、試験液がバイパス流路５４ａを通して、排液槽６２ａに排出され、さらに排液槽６２ａの出口からバイパスライン１３ｂを通して貯蔵タンク１ｂへ戻される。秤量容器２０ｃに試験液を取り込む時、取込流路５３ａの先に接続された注入ノズル５５ａが秤量容器２０ｃの中に挿入される。続いて、取込バルブ５０ａとバイパスバルブ５１ａがそれぞれ「閉」と「開」の状態から、それぞれが「開」と「閉」の状態へ同時に切り換えて、取込流路５３ａを通して試験液が秤量容器２０ｃの中へ取り込まれる。秤量容器２０ｃが満液になったら、取込バルブ５０ａとバイパスバルブ５１ａがそれぞれ逆方向に同時に切り換えて、試験液の取込を終了させる。秤量容器２０ｃの計量が終わったら、吸引ノズル５６ａにより秤量容器２０ｃから試験液が排出される。
【００１２】
図９に示す実施例では、注入ノズル５５ｂと吸引ノズル５６ｂが、垂直駆動機構により秤量容器２０ｄと排液槽６２ｂに対して昇降し、水平駆動機構により秤量容器２０ｄと排液槽６２ｂとの間で行き来する。具体的には、排液槽６２ｂの中に下降して待機していた注入ノズル５５ｂと吸引ノズル５６ｂは、試験液の取込前に、排液槽６２ｂから上昇し、秤量容器チャンバーボックス側６０ｂへ移動する。注入ノズル５５ｂが注入口シャッタ６１ｂの位置に到着したら、注入口シャッタ６１ｂが開いて、注入ノズル５５ｂが秤量容器２０ｄの中へ下降する。試験液の取込中、吸引ノズル５６ｂが秤量容器２０ｄの中へ下降しないで上昇した状態で待機する。試験液の取込が終了したら、注入ノズル５５ｂが上昇して、注入口シャッタ６１ｂが閉じる。次に、秤量容器２０ｄから試験液を排出するために、吸引ノズル５６ｂが吸引口シャッタ６１ｃの位置に移動して、開いた吸引口シャッタ６１ｃから吸引ノズル５６ｂが秤量容器２０ｄの中へ下降する。液吸引による試験液の排出が終了したら、吸引ノズル５６ｂが上昇して、吸引口シャッタ６１ｃが閉じる。最後に、注入ノズル５５ｂと吸引ノズル５６ｂは排液槽６２ｂに戻り、下降して待機する。
【００１３】
図１０に秤量容器２０ｅの一実施例を示す。左図では、秤量容器２０ｅの中の小容器７０が注入穴７２の下の位置において秤量容器蓋７１から固定されている。注入穴７２を通して小容器７０の液面下まで挿入された注入ノズル５５ｃから試験液が流出し、小容器７０の側壁の切り欠き７５から溢れ出し、秤量容器２０ｅの内壁に沿って流れ落ち、液面乱れが少ない状態で液位が上昇していく。右図が示すように、この実施例で用いられる秤量容器２０ｅは、くびれ７７を持ったガラスの秤量瓶であり、小容器７０の側壁の切り欠き７５をくびれ７７に接近させるとともに、小容器７０の外側底面に秤量容器２０ｅの内壁に向かって下向くような勾配７６をつけ、小容器７０から溢れた試験液をより効果的に秤量容器２０ｅの内壁に沿わせるものである。また、左右両図に示すように、注入ノズル５５ｃと吸引ノズルの挿入に備える位置決めのために、秤量容器蓋７１に位置決めネジ７４ａが設けられる。また、図示されていないが、吸引ノズルが秤量容器蓋の吸引穴７３を通して、秤量容器２０ｅの底まで下降し秤量容器２０ｅから試験液を吸い出す。
【００１４】
図１１に秤量容器ホルダーの一実施例を示す。左図は、秤量容器２０ｆを秤量容器ホルダーに装着した状態を示す。この実施例の秤量容器ホルダーは、上下に秤量容器２０ｆを挟む支え板（１２０，１２１）があり、４本の支柱１２２で上下の支え板（１２０，１２１）が連結し、下の支え板１２１が秤量皿２９ａに固定され、正面に開閉が可能なゲート１２５があり、ゲート１２５の開閉で秤量容器２０ｆの出し入れが簡単な構造になっている。上の支え板１２０には、注入ノズルと吸引ノズルの挿入に備えるためのＵ字型の切込みがあり、さらに、秤量容器２０ｆを秤量容器ホルダーに装着する際、位置決めのために、秤量容器蓋に付いている位置決めネジ７４ｂを装入するための溝１２３が設けられている。右図が示すように、下の支え板１２１にも、秤量容器２０ｆの位置決めのために、秤量容器２０ｆの形状に合わせた湾曲の段差１２４が設けられている。また、右図が示すように、秤量計２１ｅを校正するために、下の支え板１２１には分銅２００を積載するスペースが確保されている。
【００１５】
図１２〜図１４は、秤量容器チャンバーボックスの詳細な構造を示す。図１２に示すように、秤量容器チャンバーボックス６０ｃの中に、秤量容器２０ｇを装着した秤量容器ホルダー１２７が収納され、秤量容器ホルダー１２７と秤量皿２９ｂは、周りの構造と非接触である。図１２と図１４に示すように、秤量容器チャンバーボックス（６０ｃ，ｅ）の正面に透明で開閉が可能な扉６７ｂが設けられ、さらに、秤量容器チャンバーボックス（６０ｃ，ｅ）の上部に試験液溜めプール（１３０ａ，ｂ）が設置され、正面扉６７ｂからスライド方式で出し入れが可能な構造になっている。秤量容器２０ｇも正面扉６７ｂから出し入れが可能になっている。図１４に示すように、この実施例では、試験液溜めプール１３０ｂは、四角の堀形状になっており、中心には秤量容器チャンバーボックスの天井から注入ノズルと吸引ノズルの挿入に備えるための開口部が設けられている。図１２と図１３に示すように、アクチュエータ６９で駆動される注入口シャッタ６１ｆと吸引口シャッタ６１ｅが秤量容器チャンバーボックスの天井６０ｄに備えられ、さらに、ノズル移動中の液垂れを受けるために、両シャッタからの延長線上に液垂れ受皿６８ｂが敷かれている。実際は、細いノズルが使われ、ノズルの移動が十分にスムーズであれば、液垂れがほとんど起こらない。また、図１２と図１４に示すように、この実施例では、秤量容器チャンバーボックス（６０ｃ，ｅ）の両側壁に透明な窓６５ｂが備えられ、窓の外側に秤量容器の液位を検知するための液位センサー（６６ｂ，ｃ）が設置されている。
【００１６】
図１５は、排液槽６２ｃへの流路構成と流路配置を示す。バイパスバルブからのバイパス流路５４ｃと吸引ノズルからの排液ライン５７ｂが排液槽６２ｃに導かれ、この両ラインから排液槽６２ｃに試験液が排出される。取込流路と同じような流路抵抗をバイパス流路５４ｃに形成するために、管長や管径、継ぎ手類、ノズル形状を含めて取込流路と同一の流路要素をバイパス流路５４ｃに構成する。図１５に示す実施例では、排液槽６２ｃまで導かれたバイパス流路５４ｃの先に、注入ノズルと同長同径のノズル（図１５のバイパス流路ノズル５８）が接続され、さらにバイパス流路ノズル５８が、秤量容器の中の小容器と同一形状の小容器（図１５のバイパス流路小容器１４０）の液面下に挿入される。そうすることによって、秤量容器に試験液を取り込む時の取込流路の流量と同一の流量をバイパス流路５４ｃに流すことができ、バルブによる流路切換に基づいた流入時間（試験液の取込時間）の誤差低減につながる。取込流路とバイパス流路との流量を統一させるために、それぞれの流路に流量調節バルブを備え、それぞれの流量調節バルブの調節で流量を統一させる方法がある。しかし、この方法では、バルブ調節による流量の統一が難しく、作業効率も悪いという問題がある。
また、取込流路の脱泡や液温安定化のために、大きめの流量を流したり、長時間に流量を流し続けたりする必要がある場合、図１５の左図が示すように、取込流路の接続先である注入ノズル５５ｅを排液槽６２ｃの中に下降させ、取込流路からの試験液を排液槽６２ｃの中に排出させ、貯蔵タンクに戻すという運用上の利便性が得られる。また、図１５に示すように、排液槽６２ｃの中に敷いたメッシュ１５０は、排液槽６２ｃの底面に当たって跳ね返った試験液が排液槽６２ｃの外側まで飛び散らないようにするためのものである。
【００１７】
図１６は、一実施例として排液槽のエアブロー動作を示す。排液槽の両側壁に備えられたエアブローノズル６４ｂは、注入ノズル５５ｆと吸引ノズル５６ｄを排液槽から上昇させながら、エアブローを両ノズルの外周面に吹き付け、両ノズルに付着した液滴や液膜を吹き飛ばすものである。
【００１８】
以下は、図８、図１７と図１８−１９（フローチャート）を参照しながら、校正開始から終了までの手順について、図８が示す実施例に基づいて説明を行う。図１８−１９のフローチャートにおいて、各ステップにＳが付いた番号を振っており、以降このステップ番号を参照しながら説明を行う。始めに、Ｓ１１で秤量システムを試験液取込前の待機状態にセットまたは確認する。待機状態の秤量システムでは、注入ノズルと吸入ノズルが排液槽の中へ下降、取込バルブが「閉」、バイパスバルブが「開」の状態、注入口シャッタと吸引口シャッタがともに「閉」の状態になっている。次に、Ｓ１２でポンプと温調装置を起動させる。そして、Ｓ１３に進んで校正流量計の許容流量範囲を確認してから、試験ラインを流れる流量を、流量計に流せる最大流量値に調節する。これは、試験ラインや流量計に残留するおそれのある気泡を排除するための作業である。Ｓ１４では、校正装置操作者が十分に脱泡できたかどうかを判断して次のステップに進む。Ｓ１５では、校正条件（目標流量値と目標温度値）を自動または手動で設定入力、調節する。Ｓ１６とＳ１７で流量と温度データのトレンドを確認しながら、流量値と温度値の安定を待つ。安定と判断したら、次のＳ１８に進んで、図８に図示している各タイマー（８１，８２）と流量計パルスカウンター８３のリセットを行い、計測開始待ちの状態にする。試験ラインに流量が流れている間、被試験流量計から流量パルス信号が常時出力され、流量計パルスカウンター８３へ送信されている。ここまで、試験液取込前までの準備が整い、図１７の（ａ）に示されるような取込前の待機状態まで進んだことになる。
Ｓ１９で排液槽から注入ノズルと吸引ノズルを上昇させながら、エアブローをノズルに吹き付ける。そして、上昇した注入ノズルと吸引ノズルを排液槽側から秤量容器チャンバーボックス側へ移動させ、開いた注入口シャッタから注入ノズルを秤量容器の小容器の中へ下降させる。この時、吸引ノズルが上昇した状態で待機する。次にＳ２０へ進んで、試験液取込前に、空の秤量容器を秤量計で計量して、その秤量値を制御ＰＣ８４に収録される。次にＳ２１へ進んで、取込バルブが「閉」から「開」へ、バイパスバルブが「開」から「閉」へ、それぞれのバルブが同時に切り換える。図８に示す実施例では、切換バルブとしてエア駆動の高速開閉バルブが用いられ、バルブの開閉応答速度が同じになるように、空気の操作圧力が調節されている。取込バルブが「閉」から「開」へ、バイパスバルブが「開」から「閉」へ、両者のバルブが同時に切り換えた瞬間に、バルブの操作信号と同期をとったスタートトリガー信号（パルス信号）を図８に図示されているゲート信号発生器８０に送られ、それを基にゲート信号が発生され、流入時間タイマー８１に送られる。Ｓ２２において、ゲート信号発生器８０からのゲート信号を基に、流入時間タイマー８１が計測を開始する。流量計から出力される流量パルスは、スタートトリガー信号直後のパルスからカウントされる。ゲート信号発生器８０は、流入時間タイマー８１用のゲート信号とは別に、スタートトリガー信号直後の流量計パルスの立ち上がりと同時に、別のゲート信号を発生させ、流量計パルスカウンター８３とパルス計数時間タイマー８２に送信し、それぞれの計測を開始させる。この処理は、Ｓ２３である。試験液取込中の状態を示すのは、図１７の（ｂ）である。
【００１９】
試験液を取り込んでいる間、試験液の温度と圧力データが取得され、制御ＰＣ８４へ収録される。これはＳ２４で行われる。試験液の取込中、秤量容器内の液面が上昇し、満液するかどうかを判断するのは、Ｓ２５である。試験液の取込を終了させるかどうかを判断する方法として、以下の３つの条件が用意される。
一つ目は、秤量計の計量値を監視しながら、試験液の取込秤量値が目標値に達するかどうかを判断する。
二つ目は、測定された試験液の流入時間から取込量を推定できることから、流入時間が目標の取込時間に達するかどうかを判断する。
三つ目は、被試験流量計の流量パルス信号に基づいて取込開始からの流量積算値を算出し、目標の試験液取込総量に達するかどうかを判断する。
これらの３つの条件の内に、どれか一つが満たされたら、取込バルブが「開」から「閉」へ、バイパスバルブが「閉」から「開」へ、両者のバルブが同時に切り換え、試験液の取込を終了させる。これはＳ２６である。これによって、試験液の流れは取込流路からバイパス流路へ転流される。この２回目のバルブ切換と同時に、ストップトリガー信号（パルス信号）が発生される。Ｓ２７において、ストップトリガー信号を基に、ゲート信号発生器８０がゲート信号をＯＦＦ（立下り）にして、流入時間タイマー８１の計測を停止させる。Ｓ２８では、ストップトリガー直後の流量計パルスの立ち上がりに合わせて、流量計パルスカウンター８３とパルス計数時間タイマー８２へのゲート信号がＯＦＦになり、それらの計測を停止させる。次に、Ｓ２９へ進んで試験液を取り込んだ後の秤量容器を計量し、その秤量値を制御ＰＣ８４に収録する。Ｓ３０の時点では、全ての計測データが揃って、それらの計測データを基に、流量計校正値を演算する。最終的に、流量計校正値として、流量計を通過する単位質量もしくは単位体積の液量について、いくつのパルスを出力するかを表すＫファクタを算出する。もしくは、Ｋファクタの逆数であるメーターファクタ、即ち１パルス当たりいくつの質量もしくは体積の液量が流れるかを示す校正値を算出する。
次は、Ｓ３１に移って試験液の排出を始める。排液の動作順序として、まず注入ノズルを秤量容器の小容器から上昇させ、注入口シャッタを閉じる。続いて、吸引口シャッタを開いて、吸引ノズルを秤量容器の中へ下降させる。次に、排液ポンプを起動させ、秤量容器から試験液を排出する。Ｓ３２では、秤量計の計量値を監視しながら、秤量容器の中の全ての試験液が排出されるかどうかを判断する。この段階の状態を示すのは、図１７の（ｃ）である。全ての試験液が排出されたら、排液ポンプを停止させ、吸引ノズルを上昇させて、吸引口シャッタを閉じるのは、Ｓ３３である。これで排液作業が終了する。Ｓ３４では、注入ノズルと吸引ノズルを秤量容器チャンバーボックス側から排液槽側へ移動させ、排液槽の中へ下降させる。これで、図１７の（ａ）に示す試験液取込前の状態に戻る。Ｓ３５において、校正を継続する場合、Ｓ１５に戻って、再びＳ１５〜Ｓ３４までのステップを実施する。全ての校正試験が終了した場合に、Ｓ３６へ進み、最後にポンプと温調装置を停止させる。
【００２０】
上記の校正試験の手順において、計測された試験液の流入時間の不確かさは、バルブ切換のタイミングエラーに依存する。本発明では、ダイバータ機能をバルブの切換機能に置き換えて、そのバルブの切換タイミングに合わせて試験液の流入時間の計測開始と計測終了を行う。従って、ダイバータと同じように、バルブタイミングエラーの確認は、ＩＳＯ４１８５で推奨されている評価試験により行われる。試験方法についてＩＳＯ４１８５の中で詳述されている。
本発明で提唱する切換バルブの動作原理は、ダイバータに例えると、１枚羽根式ダイバータに当たる。１枚羽根式ダイバータについて前述したように、ダイバータタイミングエラーを小さくするには、ノズルからの流速分布の対称性が重要になってくる。これと同様に、図８の実施例では、切換バルブから取込流路とバイパス流路のそれぞれに流れる流量の対称性（同一性）は、流入時間の計測誤差を小さくするために、必要不可欠な条件である。両流路で同一流量を得るには、両流路の流れ抵抗を統一する方法と両流路に流量調節バルブを用いる方法とがある。図８の実施例では、前者を採用する。また、小さいタイミングエラーを得るには、バルブの開閉速度が均一で、速いことも重要である。本実施例では、開閉の応答速度がｍｓオーダーのエア駆動バルブを使用し、開閉速度が同じになるように、空気の操作圧力が調節され、固定されている。さらに、バルブの内部デッドボリュームが小さく、残存気泡が抜けやすい内部構造も重要な選定条件である。実際は、切換バルブの場合、ダイバータのように、タイミングエラーの評価試験を繰り返しながら、エラー時間が小さくなるまで調整するのが難しく、取込流路とバイパス流路の流量の対称性、バルブの開閉速度の均一性、バルブの内部構造という条件の組み合わせで、バルブのタイミングエラーが決定されてしまう。
【００２１】
実際に、図８の実施例に対するバルブ切換によるタイミングエラーの評価結果の一例は、図２０である。図２０の横軸は流量、縦軸はタイミングエラーを表す。評価試験のタイミングエラーは、全体的に約９ｍｓ以下である。実際は、試験液の取込時間（流入時間）に対するタイミングエラーの相対誤差は、流量が大きくなるほど、取込時間が短くなるため、より顕著になり、逆に、流量が小さくなるにつれて、取込時間が長くなるため、相対的に目立たなくなる。図２０の評価例では、一番大きい流量条件（１Ｌ/ｈ）の場合、タイミングエラーが約８ｍｓ以下であり、流量が小さくなるに連れて、取込時間も長くなるので、例えば、約５分以上の取込時間に対して、タイミングエラーの相対誤差が全体的に０.００３％以下となる。最終的な校正不確かさが０.１％以下の流量計校正を目指す場合、その寄与分が十分に小さいと言える。
また、図８の実施例において秤量容器からの蒸発量を評価した結果の一例は、図２１の表に示す。評価方法として、秤量容器の最大容量に近い液量（この場合１００ｍＬ）を秤量容器に取り込み、排液した後の秤量値変動を約１時間で監視する。排液後、秤量容器の中の空気が入れ替わり、試験液の蒸発が最も活発に発生すると考えられる。試験条件として、灯油と軽油の２液種のそれぞれについて、液温を１５℃、２０℃、３５℃の３条件下で、蒸発量が評価された。この中で、最も蒸発しやすい条件は、３５℃の灯油の場合であり、１時間でその蒸発量が０.００１５ｇ発生するとの計測結果を得た。各試験条件について蒸発量の評価試験を３回繰り返して行った結果は再現性が高く、その３回繰り返し計測の平均値は図２０の表に示される値である。取込量１０ｇに対して、蒸発量による相対誤差は、最も厳しい条件である灯油３５℃の場合、０.０１５％であり、例えば、０.１％以下の流量計校正不確かさにとっては、この寄与分は無視できないが、０.１％の流量計校正不確かさを達成するには、十分に可能である。このように、図９に示されるような秤量システムは、厳しい試験条件でも、試験液の蒸発量を十分に抑制できて、微小流量条件で必要な長時間の取込校正も可能である。
【００２２】
以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、上述した本発明の実施形態による効果は、一実施例による良好的な効果に過ぎず、本発明による効果は、上記に記載された実施形態の効果に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の液体用流量計校正装置によれば、従来のダイバータによる流路切換機構を２個の開閉バルブもしくは１個の３方バルブに置き換え、さらに取込流路と注入ノズルを通して試験液を秤量容器まで導くことによって、閉じた流路内で試験液の流れを切り換え、空気に触れることなく試験液を秤量容器まで到達させるので、微小流量域での校正において問題が顕著化した構造物壁面への液付着量や落下中の液蒸発量による誤差を低減し、微小流量条件で必要な長時間の取込校正も実現できるので微小流量域での高精度な校正に利用することができ、例えば、石油微小流量を測定する流量計など微小流量域流量計の校正装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  貯蔵タンク
２  揚水ポンプ
３  オーバーフローヘッドタンク
４  ヘッダー
５  試験管路
６  被試験流量計
７  流量調節バルブ
８  ノズル
１０  ダイバータ、転流器
１１  バイパス流路
１２  秤量タンク流路
１３  バイパスライン
１４  転流羽根、１枚目転流羽根、２枚目転流羽根
１５  回転軸
２０  秤量タンク、秤量容器
２１  秤量計
２２  秤量容器の取込口
２３  排液口
２４  液垂れの受け皿（排液口）
２５  吸引ノズル（排液用）
２６  流路切換機構（円錐状回転体ダイバータ）
２７  円錐面の開口部
２８  円錐面のバイパス流路
２９  秤量皿
３０  円板状の面
３１  秤量容器への開口部
３２  遮蔽板
３３  筒状部
３４  当て板
３５  容器部
３６  底とのすきま
４０  熱交換器
４１  温調装置
４２  圧力センサー
４３  温度センサー
５０  取込バルブ
５１  バイパスバルブ
５２  流路切換機構（切換バルブ）
５３  取込流路
５４  バイパス流路（切換バルブ）
５５  注入ノズル
５６  吸引ノズル
５７  排液ライン
５８  バイパス流路ノズル
５９  排液ラインノズル
６０  秤量容器チャンバーボックス
６１  シャッタ
６２  排液槽
６３  排液ポンプ
６４  エアブローノズル
６５  側壁窓
６６  液位センサー
６７  秤量容器チャンバーボックス扉
６８  液垂れ受け皿（秤量容器チャンバーボックス）
６９  駆動アクチュエータ
７０  小容器（秤量容器内）
７１  秤量容器蓋
７２  注入穴
７３  吸引穴
７４  位置決めネジ
７５  切欠き
７６  勾配をつけた底面
７７  くびれ（秤量容器）
８０  ゲート信号発生器
８１  流入時間タイマー
８２  パルス計数時間タイマー
８３  流量計パルスカウンター
８４  制御ＰＣ
９０  ガイドレール
１００  排出バルブ（排液用）
１１０  恒温チャンバー
１１１  秤量システムチャンバー
１２０  上の支え板
１２１  下の支え板
１２２  支柱
１２３  位置決め溝
１２４  位置決め段差
１２５  ゲート
１２６  留め具
１２７  秤量容器ホルダー
１３０  試験液溜めプール
１４０  バイパス流路小容器
１５０  メッシュ
２００  分銅
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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