(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測ハウジング内に外部から高圧の燃料ガスが供給される充填容器と、当該充填容器に供給された燃料ガスの重量を測定する秤と、制御装置を備え、
前記制御装置は、計測ハウジング内に収容されている機器の容積の総和を決定する機能と、
充填容器表面における気体の温度を求め、当該気体の温度から燃料ガス充填前後における気体密度の変動量から計測ハウジング内に収容されている機器の容積の総和に作用する浮力の変動量を演算する機能と、
燃料ガス充填前後における重量の変動量から前記浮力の変動量を減じた値を気体の浮力による補正を行った後の燃料ガスの充填量として演算し、以て、計測ハウジング内の気体の浮力が燃料ガスの充填前後で変動することによる誤差を解消する機能を有することを特徴とする燃料ガス充填装置の校正装置。
【請求項２】
請求項１の校正装置を用いた燃料ガス充填装置の校正方法において、
燃料ガス充填前後の計測ハウジングの重量を計測する工程と、
計測ハウジング内に収容されている機器の容積の総和を決定する工程と、
充填容器表面における気体の温度を求め、当該気体の温度から燃料ガス充填前後における気体密度の変動量から計測ハウジング内に収容されている機器の容積の総和に作用する浮力の変動量を演算する工程と、
燃料ガス充填前後における計測ハウジングの重量の変動量から前記浮力の変動量を減じた値を気体の浮力による補正を行った後の燃料ガスの充填量として演算し、以て、計測ハウジング内の気体の浮力が燃料ガスの充填前後で変動することによる誤差を削除する工程を有することを特徴とする校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水素の様なガス充填装置の校正装置に関し、より詳細には、高圧充填された水素等の燃料ガスの充填量を正確に測定することが出来る校正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給油所に設置されているガソリン計量機は、公正な商取引を保つために７年毎の流量検定が義務付けられており、流量計の器差が±０．５％以内であることが要求されている。その様な要求に対して出願人は、流量計の検査機能を有するガソリン計量機を提案している（特許文献１）。
近年では環境問題への対策として、水素を燃料とする燃料電池自動車が開発され、それに伴って水素充填装置及び水素充填装置の校正装置が検討されている。
【０００３】
水素充填装置の校正に際して、校正装置に水素を充填する前後の重量を比較して、その差異から充填された水素充填量（重量）を求め、水素充填装置の流量計による充填量と比較することにより校正を行うタイプのものが存在する。
水素の充填においては、充填時間を短縮するために高圧充填が行われるが、高圧充填に伴い温度が上昇し、燃料電池自動車の燃料タンクが高温となり破損する可能性がある。その様な可能性を排除するため、水素は冷却装置によって−４０℃に冷却されて充填されている。
しかし、水素を−４０℃に冷却して水素充填装置の校正装置に充填すると、校正装置の温度が低温から高温まで変化し、その結果、周囲の気体による校正装置に対する浮力が変動する。係る浮力の変動により、充填された水素の重量を計測するタイプの校正装置では、計測された水素充填量（重量）に誤差が生じてしまうという問題が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、水素等のガスの充填装置の校正装置であって、高圧充填されたガス（水素等）の充填量を正確に測定することが出来る校正装置及び校正方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の燃料ガス充填装置（４０）の校正装置（１００）は、
計測ハウジング（１）内に外部から高圧の燃料ガス（例えば水素ガス）が供給される充填容器（２）と、当該充填容器（２）に供給された燃料ガスの重量を測定する秤（３）と、制御装置（ＣＵ）を備え、
前記制御装置（ＣＵ）は、計測ハウジング（１）内に収容されている機器（例えば、充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７）の容積の総和（Ｑ：固体容積）を決定する機能（Ｂ３）と、
充填容器（２）表面における気体の温度（ｔ１、ｔ２）を求め、当該気体の温度から燃料ガス充填前後における気体密度（ρ）の変動量（ρ（ｔ１）−ρ（ｔ２））から計測ハウジング（１）内に収容されている機器の容積の総和（Ｑ）に作用する浮力の変動量（ΔＦ＝Ｑ｛ρ（ｔ２）−ρ（ｔ１）｝）を演算する機能（Ｂ４）と、
燃料ガス充填前後における重量の変動量（ΔＷ）から前記浮力の変動量（ΔＦ）を減じた値（ΔＷ−ΔＦ）を気体の浮力による補正を行った後の燃料ガスの充填量（ΔＷｔ＝ΔＷ−ΔＦ）として演算し（Ｂ５）、以て、計測ハウジング（１）内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力が燃料ガス（例えば水素）の充填前後で変動することによる誤差を解消する機能を有することを特徴としている。
【０００７】
そして係る校正装置（１００：請求項１の校正装置）を用いた燃料ガス充填装置（４０）の校正方法は、
燃料ガス充填前後の計測ハウジング（１）の重量を計測する工程と、
計測ハウジング（１）内に収容されている機器（例えば、充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７）の容積の総和（Ｑ：固体容積：ハウジング１内の充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等が占める容積：計測ハウジング１を構成する材料の体積は包含しない）を決定する工程と（Ｓ２１〜Ｓ２４）、
充填容器（２）表面における気体の温度（ｔ１、ｔ２）を求め、当該気体の温度から燃料ガス充填前後における気体密度（ρ）の変動量（ρ（ｔ１）−ρ（ｔ２））から計測ハウジング（１）内に収容されている機器の容積の総和（Ｑ）に作用する浮力の変動量（ΔＦ＝Ｑ｛ρ（ｔ２）−ρ（ｔ１）｝）を演算する工程（Ｓ１２〜Ｓ１４）と、
燃料ガス充填前後における計測ハウジング（１）の重量の変動量（ΔＷ）から、前記浮力の変動量（ΔＦ）を減じた値（ΔＷ−ΔＦ）を気体の浮力による補正を行った後の燃料ガスの充填量（ΔＷｔ＝ΔＷ−ΔＦ）として演算し（Ｓ１５）、以て、計測ハウジング（１）内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力が燃料ガス（例えば水素）の充填前後で変動することによる誤差を削除する工程を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明の実施に際して、前記計測ハウジング（１）内に乾燥ガスを供給する乾燥ガス管路（４）が（計測ハウジング１に対して）着脱自在に設けられているのが好ましい。
ここで前記秤（３）は、前記充填容器（２）に供給された燃料ガスの重量を計測ハウジング（１）ごと計測するのが好ましい。
【０００９】
本発明において、計測ハウジング（１）は半密閉構造であるのが好ましい。
ここで「半密閉構造」なる文言は、完全に密閉する訳ではないが略々密閉に近い状態にすることが出来る構造を意味している。
【００１０】
また本発明において、計測ハウジング（１）内の露点温度を測定する露点計（５）を設けることが好ましい。
当該露点計（５）は計測ハウジング（１）外側に着脱自在に設けることが出来るが、計測ハウジング（１）内に設けることも可能である。
本発明の実施に際して、前記乾燥ガスは、窒素、乾燥したエアを用いることが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
上述の構成を具備する本発明によれば、計測ハウジング（１）内の気体（乾燥エア、窒素）による浮力が、燃料ガス（例えば水素）の充填前後で変動することによる誤差を解消する機能を有しており、当該誤差を解消する工程（制御或いは手順）を実行しているので、当該浮力が燃料ガス充填前後で変動しても、燃料ガス充填量（重量）の計測結果に誤差が生じることを防止することが出来る。
その結果、高い精度で計測することが要求される燃料ガス充填量（重量）の計測において、前記浮力の変動の悪影響を排除することが出来るので、燃料ガス充填量（重量）決定の精度を向上し、以って、水素ガス充填装置（４０）の校正の精度を向上することが出来る。
【００１２】
本発明において、計測ハウジング（１）内の気体による浮力の変動による悪影響を排除するに際して、計測ハウジング（１）内に収容されている機器（充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等）の容積の総和（Ｑ、固体容積）に作用する浮力のみを考慮し、計測ハウジング（１）の容積から固体容積（Ｑ）を除いた容積（ＡＱ）に作用する気体の浮力は考慮しない様に校正すれば、発明者による研究、実験の結果とも良く適合する。
計測ハウジング（１）の容積から固体容積（Ｑ）を除いた容積（ＡＱ）に作用する気体の浮力は、燃料ガス充填前後の計測ハウジング（１）の重量を計測し、その重量差を求める際に相殺されるため、浮力の変動を考慮する際に、計測ハウジング（１）の容積から固体容積（Ｑ）を除いた容積（ＡＱ）に作用する気体の浮力を包含すると、浮力の変動量が不正確になると推測される。
【００１３】
ここで、計測ハウジング（１）内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力を求める際に、計測ハウジング（１）内の気体の温度は時間及び計測位置により大きく変化してしまう。従って、気体の密度（ρ）及び当該気体による浮力も変化する。
本発明において、計測ハウジング（１）内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力を求める際に、充填容器（２）表面における気体の温度を求め、当該気体の温度から気体の密度（ρ）を決定すれば、気体の温度の代表値として充填容器（２）表面における気体の温度を採用し、当該代表値から気体密度（ρ）を決定することが出来る。それにより、時間及び計測位置による気体温度の変化に拘らず、計測ハウジング（１）内の気体による浮力を求め、浮力の変動による誤差を解消することが出来る。
そして発明者の研究、実験によれば、充填容器（２）表面における気体の温度を代表値として気体密度（ρ）を決定した結果と、伝熱、輻射、時間経過を考慮した複雑な演算により求めた気体密度（ρ）とは高精度で一致することが確認された。すなわち、充填容器（２）表面における気体の温度を代表値として気体密度（ρ）を決定すれば、伝熱、輻射、時間経過を考慮した複雑な演算を行わずに、それと同程度の精度で浮力による影響を演算し、校正を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】実施形態におけるコントロールユニットを示す機能ブロック図である。
【図３】実施形態における校正の手順を示すフローチャートである。
【図４】実施形態において浮力を考慮して計測された重量を補正する制御を示すフローチャートである。
【図５】固体容積を決定する制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る校正装置は、全体を符号１００で示されている。校正装置１００は、計測ハウジング１、計測ハウジング１内に配置され外部から高圧の燃料ガス（例えば水素ガス）が供給される充填容器２、計測ハウジング１の重量を測定する秤３、計測ハウジング１と秤３を収容する本体ハウジング２０を備える。なお、充填容器２は台座８を介して計測ハウジング１の底面上に載置される。
【００１６】
充填容器２に供給、充填された水素ガスの重量の測定は、秤３により、燃料ガス（例えば水素ガス）充填前の計測ハウジング１の重量と、燃料ガス充填後の計測ハウジング１の重量を計測し、両者の差異から充填された燃料ガス（例えば水素ガス）の重量を求める。
以下、燃料ガスとして水素ガスを採用する場合について記載する。
計測ハウジング１（充填容器２等を収容する）と秤３を収容する本体ハウジング２０は、その下面に移動手段２０Ａ（車輪等）を備え、校正に際し校正すべき装置（水素充填装置）の設置個所まで移動することが出来る。
【００１７】
計測ハウジング１の側面にはレセプタクル６（水素受入口）が設けられ、校正すべき水素充填装置４０から計測ハウジング１内の充填容器２に水素ガスを供給、充填する際に、レセプタクル６は計測ハウジング１側の水素受入口となる。
すなわち、水素充填装置４０と計測ハウジング１は、充填ノズル４１とレセプタクル６の結合により連結され、水素ガスが水素充填装置４０から計測ハウジング１内の充填容器２に供給される。なお、符号４２は水素配管である。
【００１８】
計測ハウジング１内において、レセプタクル６と充填容器２は充填ガス供給管路７で接続される。レセプタクル６から計測ハウジング１内に供給された水素ガスは、充填ガス供給管路７を介して充填装置２に供給、充填される。
なお、符号２Ａは充填装置２における充填ガス取入部を示し、符号９は計測ハウジング１側に供給された水素ガスの逆流を防止する逆止弁である。
【００１９】
計測ハウジング１の側面には、計測ハウジング１内に乾燥ガス（乾燥エア或いは窒素）を供給する乾燥ガス管路４が着脱自在に設けられている。乾燥ガスは、図示しない供給源から乾燥ガス管路４により計測ハウジング１内に供給され、計測ハウジング１内に乾燥ガスを充填することが出来る。
ここで乾燥ガスとしては、窒素や、乾燥エアを用いることが出来る。窒素或いは乾燥エアのみならず、調達コストが安く、計測ハウジング１内への充填や排出を短時間で完了することが出来て、安全性の高く、しかも分子量がエア（空気）や窒素に近い気体であれば使用可能である。ただし、分子量がエア（空気）や窒素と大幅に異なる気体はガス濃度が安定であるか、もしくは、濃度を測定して補正する必要がある。
【００２０】
さらに、計測ハウジング１の外面には、露点計５が着脱自在に設けられる。そのため、露点計５の計測結果に基づいて、計測ハウジング１内で適正な湿度管理を行うことが可能となる。例えば、露点計５の露点温度が所定温度（例えば−２０℃：計測ハウジング１内が十分に乾燥していると判断出来る露点温度）に達した時に、燃料ガス（例えば−４０℃に冷却されている水素ガス）を供給すれば、充填容器２、充填ガス供給管路７、レセプタクル６等の機器に発生する結露量は少なく、当該結露量が重量測定に及ぼす影響は十分に小さい。
ここで、例えば−４０℃以下まで露点を下げれば結露量はゼロになるが、露点−４０℃以下の結露量と露点−２０℃における結露量の差は小さい。そのため、必要十分乾燥していると判断出来る基準となる露点温度として、−２０℃〜−２５℃程度を設定することが現実的であり且つ経済的である。
図示の実施形態では露点計５は計測ハウジング１の外側に設けられているが、露点計５を計測ハウジング１内に設けることも可能である。
【００２１】
計測ハウジング１の上面には気体排出口１３が設けられ、計測ハウジング１内に乾燥ガスを充填したときに、計測ハウジング１内のエア、その他の水分を包含する気体を計測ハウジング１の外部に排出する出口となる。
さらに、計測ハウジング１の上面には充填ガス放出口１１が設けられ、充電ガス放出口１１は充填ガス放出管路１２により充填容器２と接続されている。
充填容器２から水素ガスを放出する場合、充填容器２から放出された水素ガスは充填ガス放出管路１２を通過して、充填ガス放出口１１から計測ハウジング１の外部に放出される。図示はされていないが、本体ハウジング２０にも気体放出機構が設けられている。
【００２２】
充填ガス供給管路７は、支持部材１４により計測ハウジング１の底面部に固定される。また充填ガス放出管路１２は、支持部材１５により計測ハウジング１の外壁部に固定される。支持部材１４及び支持部材１５によりそれぞれ充填ガス供給管路７及び充填ガス放出管路１２を計測ハウジング１に固定する構造としては、従来公知の構造を用いることが出来る。
支持部材１４、支持部材１５及び充填容器２を載置する台座８は、熱伝導率の低い断熱材、例えばゴムや樹脂等を使用している。計測ハウジング１内の低温が、支持部材１４、支持部材１５及び台座８を通して計測ハウジング１の外面に伝導し、大気に接している計測ハウジング１や秤３の外表面に結露が生じることを防止するためである。
【００２３】
ここで、計測ハウジング１内は半密閉構造としている。「半密閉構造」とは、完全に密閉する訳ではないが略々密閉に近い状態にすることが出来る構造を意味している。
計測ハウジング１を半密閉構造にすることで、計測ハウジング１内に乾燥ガスを供給し、計測ハウジング１内を僅かに加圧された状態に保持することにより、水分を含んだエアが計測ハウジング１内に侵入することを防止出来る。
【００２４】
図１について符号ＣＵは、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力による誤差を解消するための制御を行なうコントロールユニット（制御装置）を示している。
コントロールユニットＣＵは、入力信号ラインＩＳＬ１により秤３と接続されており、且つ、入力信号ラインＩＳＬ２により温度センサＴと接続されている。ここで温度センサＴは、充填容器２の表面近傍に設置される。
【００２５】
コントロールユニットＣＵの詳細について、図２の機能ブロック図を参照して説明する。図２において、コントロールユニットＣＵは、補正前の充填量演算ブロックＢ１、空気密度決定ブロックＢ２、固体容積決定ブロックＢ３、浮力変動量決定ブロックＢ４、充填量補正値決定ブロックＢ５及び記憶ブロックＢ６の各機能ブロックより構成される。
以下に各機能ブロックの機能を説明する。
【００２６】
補正前の充填量演算ブロックＢ１は、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力による補正を行う前の水素ガスの充填量ΔＷを演算する機能を有する。すなわち、補正前の充填量演算ブロックＢ１は、第１の入力信号ラインＩＳＬ１により、秤３の測定データである水素ガス充填前の状態における計測ハウジング１の重量Ｗｅのデータと、水素ガス充填後の計測ハウジング１の重量Ｗｃのデータを取得し、その差異から、充填容器２に充填された水素ガスの充填量ΔＷを演算する。水素ガスの充填量ΔＷは、  充填量ΔＷ＝Ｗｃ−Ｗｅ  なる式で演算される。
さらに、補正前の充填量演算ブロックＢ１は、水素ガスの充填量ΔＷの演算結果を、充填量補正値決定ブロックＢ５及び記憶ブロックＢ６に送信する機能を有する。
【００２７】
空気密度決定ブロックＢ２は、計測ハウジング１内の所定温度における気体の密度ρを決定する機能を有する。空気密度決定ブロックＢ２は、第２の入力信号ラインＩＳＬ２により、充填容器２の表面に設置された温度センサＴの測定データｔ１、ｔ２、ｔａ、ｔｂを取得し、当該温度における気体（計測ハウジング１内の気体）の密度を、記憶ブロックＢ６から取得した空気密度ρと温度ｔとの関係を示す特性データ（空気密度ρ−温度ｔ特性データ）に基づいて決定する。ここで、空気密度ρと温度ｔとの関係を示す特性データ（空気密度ρ−温度ｔ特性データ）については、従来公知の特性データを使用することが出来る。
【００２８】
空気密度決定ブロックＢ２で決定する密度ρは、図４、図５を参照して後述するが、図示の実施形態では、温度ｔ１℃、ｔ２℃における気体の密度ρ（ｔ１）、ρ（ｔ２）と、温度ｔａ℃、ｔｂ℃における気体の密度ρ（ｔａ）、ρ（ｔｂ）である。
空気密度決定ブロックＢ２で決定した密度ρ（ｔａ）、ρ（ｔｂ）は、固体容積決定ブロックＢ３に送信され、密度ρ（ｔ１）、ρ（ｔ２）は、浮力変動量決定ブロックＢ４に送信される。また、決定した密度ρ（ｔａ）、ρ（ｔｂ）、ρ（ｔ１）、ρ（ｔ２）は記憶ブロックＢ６にも送信される。
【００２９】
固体容積決定ブロックＢ３は、密閉された恒温室空間（急激な温度変化が起こらず、均一な温度の空間）内が所定温度（計測結果ｔａ、ｔｂ）である計測ハウジング１の重量Ｗｔａ、Ｗｔｂ及び当該温度における密度ρ（ｔａ）、ρ（ｔｂ）に基づき、計測ハウジング１内の固体の総容積Ｑ（ハウジング１内の充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等が占める容積：計測ハウジング１を構成する材料の体積は包含しない）を演算し、決定する機能を有する。そして固体容積決定ブロックＢ３は、空気密度決定ブロックＢ２から温度ｔａ℃、ｔｂ℃に対応する密度ρ（ｔａ）、ρ（ｔｂ）のデータを取得すると共に、第１の入力信号ラインＩＳＬ１により、秤３から前記温度ｔａ℃、ｔｂ℃に対応する計測ハウジング１の重量の測定データＷｔａ、Ｗｔｂを取得する。
【００３０】
固体容積決定ブロックＢ３は、前記密度ρの変動量｛ρ（ｔｂ）−ρ（ｔａ）}及び計測ハウジング１の重量（浮力）の変動量（Ｗｔｂ−Ｗｔａ）に基づいて、固体容積Ｑを演算し、決定する。
図５を参照して後述するが、固体容積Ｑは、次式で求めることが出来る。
固体容積Ｑ＝（Ｗｔｂ−Ｗｔａ）／｛ρ（ｔｂ）−ρ（ｔａ）｝
さらに、固体容積決定ブロックＢ３は、上述した式で決定された固体容積Ｑを、浮力変動量決定ブロックＢ４及び記憶ブロックＢ６に送信する機能を有する。
【００３１】
浮力変動量決定ブロックＢ４は、固体容積Ｑ及び水素ガス充填前後における計測ハウジング１内の気体の密度ρ（ｔ１）、ρ（ｔ２）に基づき、気体による浮力の水素ガス充填前後における変動量（浮力変動量）ΔＦを演算し、決定する機能を有する。
浮力変動量決定ブロックＢ４は、固体容積決定ブロックＢ３から固体容積Ｑのデータを取得すると共に、空気密度決定ブロックＢ２より水素ガス充填前後における温度ｔ１℃、ｔ２℃に対応する密度ρ（ｔ１）、ρ（ｔ２）のデータを取得する。
【００３２】
そして、浮力変動量決定ブロックＢ４は、固体容積Ｑ及び水素ガス充填前後（温度ｔ１℃、ｔ２℃）における密度ρの変動量｛ρ（ｔ２）−ρ（ｔ１）}から水素ガス充填前後における浮力変動量ΔＦを演算し、決定する。
図４を参照して後述するが、  浮力Ｆ＝容積Ｑ×密度ρ  であるので、浮力変動量ΔＦは、  浮力変動量ΔＦ＝Ｑ・｛ρ（ｔ２）−ρ（ｔ１）｝  なる式で求められる。
さらに、浮力変動量決定ブロックＢ４は、決定した浮力変動量ΔＦを、充填量補正値決定ブロックＢ５及び記憶ブロックＢ６に送信する機能を有する。
【００３３】
充填量補正値決定ブロックＢ５は、水素ガス充填前後における浮力変動量ΔＦに基づき水素ガス充填量を補正し、補正後の水素ガス充填量ΔＷｔ（充填量補正値）を演算し、決定する機能を有する。
換言すれば、充填量補正値決定ブロックＢ５は、補正前の充填量演算ブロックＢ１から水素ガスの充填量ΔＷ（＝Ｗｃ−Ｗｅ）のデータを取得すると共に、浮力変動量決定ブロックＢ４から水素ガス充填前後における浮力変動量ΔＦのデータを取得し、充填量補正値ΔＷｔ（補正後の充填量）を演算し、決定する。
図４を参照して後述するが、充填量補正値ΔＷｔは、次式で求められる。
ΔＷｔ＝Ｗｃ−Ｗｅ−ΔＦ
さらに、充填量補正値決定ブロックＢ５は、決定した充填量補正値ΔＷｔを、コントロールユニットＣＵの外部の表示手段Ｄ（ディスプレイ）及び記憶ブロックＢ６に送信する機能を有する。
【００３４】
充填量補正値ΔＷｔは、校正結果として表示手段Ｄに表示されると共に、記憶ブロックＢ６に記憶される。
記憶ブロックＢ６には、空気密度ρと温度ｔとの関係を示す特性データ（空気密度ρ−温度ｔ特性データ）、各機能ブロックＢ１〜Ｂ５の決定結果（ΔＷ、ρ、Ｑ、ΔＦ、ΔＷ）等が保存され、必要に応じて当該機能ブロックＢ１〜Ｂ５により参照される。
【００３５】
次に、図１の校正装置１００を用いた校正の手順を、図３を参照して説明する。
図３の校正のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、最初に水素ガス充填前の状態における計測ハウジング１の重量を、秤３により、乾燥ガス管路４、充填ノズル４１が接続されていない状態で計測する。
そして、乾燥ガス管路４、充填ノズル４１を接続し（接続作業）、計測ハウジング１内のエア、その他の水分を包含する気体を排出し（掃気作業）、水素充填装置４０（校正対象）から充填容器２への水素ガスを充填し（充填作業）、そして乾燥ガス管路４、充填ノズル４１を接続解除する（接続解除作業）。
【００３６】
より詳細に述べると、ステップＳ１の接続作業では、計測ハウジング１の一側面に乾燥ガス管路４を接続する。そして計測ハウジング１の側面に設けられたレセプタクル６に、水素充填装置４０の充填ノズル４１を接続する。
掃気作業では、図示しない乾燥ガス供給源から乾燥ガス管路４を介して、計測ハウジング１内に乾燥ガスを供給、充填する。計測ハウジング１内に乾燥ガスが充填されることで、計測ハウジング１内に存在していたエアの様な水分を包含する気体を、気体排出口１３から計測ハウジング１の外部に排出する。
【００３７】
前記掃気作業に際しては、随時露点計５の計測値を監視しながら行う。掃気が進行するに連れて露点温度は徐々に低下し、計測ハウジング１内の湿度が低下する。そして露点温度が所定温度（例えば−２０℃）に達した時に、計測ハウジング１内が十分に乾燥していると判断する。
【００３８】
ステップＳ１の掃気作業で上述の様に、露点温度が所定温度に達し、計測ハウジング１内が十分乾燥していると判断出来た時に、ステップＳ１の充填作業を行なう。
水素ガスの充填は、水素充填装置４０の流量計（図示せず）により、所定量の水素ガスが供給されたと判断されるまで行う。
充填作業の終了後、ステップＳ１の接続解除作業を行なう。接続解除作業では、乾燥ガス管路４、充填ノズル４１の接続を解除する。
ステップＳ１が終了したら、ステップＳ２に進む。
【００３９】
ステップＳ２では、水素充填装置４０から計測ハウジング１内の充填容器２に水素ガスが充填された場合の重量（水素ガス充填後の計測ハウジング１の重量）を秤３により計測する。
そして水素ガス充填前の計測ハウジング１の重量と水素ガス充填後の計測ハウジング１の重量の計測結果から、充填容器２に充填された水素ガスの重量を演算し、水素ガスの充填量を演算する。そして、演算された充填量と校正すべき水素充填装置４０の流量計に基づいて決定された充填量とを比較することにより、水素充填装置４０の校正が行われる。この際に、図示の実施形態では、計測ハウジング１の重量の計測結果に対して、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力による誤差を解消する制御（或いは手順）が実行される。当該制御については、図４、図５を参照して後述する。
ステップＳ２が終了するとステップＳ３に進む。
【００４０】
ステップＳ３では、ステップＳ２の計測結果である水素ガスの重量値や、充填前後の計測ハウジング１の重量から演算した水素ガスの充填量、校正の結果を、図示しない表示装置（ディスプレイ等）に表示する。
さらに、前記計測結果である水素ガスの充填量或いは充填された水素ガスの重量を、校正対象である水素充填装置４０の識別番号（例えば製品番号）、校正日時等と共に、情報処理機器（例えば図示しないパソコン等）の記憶装置に保存する。そして校正の手順を終了する。
【００４１】
図３には明確には示されないが、校正装置１００で引き続いて他の対象装置の校正を行う場合は、ステップＳ３の後、充填容器２に充填された水素ガスを充填ガス放出管路１２、充填ガス放出口１１により計測ハウジング１の外部に放出する。
連続して（別の）水素充填装置４０の校正を行う場合には、図３の「スタート」に戻り、ステップＳ１〜Ｓ３の作業を実行する。
さらに、上述した充填容器２に充填された水素ガスの放出は、次の対象装置の校正におけるステップＳ１の秤リセットの中で行うことも出来る。
【００４２】
図３では明示されていないが、図示の実施形態では、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力による誤差を解消する制御（或いは手順）を実行している。当該制御について、主として図４を参照して、図１、図２をも参照しつつ、以下において説明する。
【００４３】
発明者の研究、実験によれば、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）による浮力は、計測ハウジング１の容積全体に作用する気体の浮力とは異なっており、計測ハウジング１内に収容されている機器（充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等）に作用する気体の浮力であることが判明している。換言すれば、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）による浮力は、当該気体が計測ハウジング１内に収容されている機器の容積の総和（計測ハウジング１以外の固体の容積：以下、符号「Ｑ」で示す）に作用している浮力である。
【００４４】
水素ガス充填前の状態と、水素ガス充填後の状態では、計測ハウジング１の容積から固体容積Ｑを除いた容積（以下、符号「ＡＱ」で示す）に作用する気体の浮力は同一であるため、容積ＡＱに作用する気体の浮力が相殺されることが理由であると推測される。
換言すれば、計測ハウジング１の容積から固体容積Ｑを除いた容積ＡＱに作用する気体の浮力は、水素ガス充填前後の計測ハウジング１の重量を計測して重量差を求める際に相殺されるので、水素ガス充填量の決定には関与しないのである。
【００４５】
係る見地に基づき、図４のステップＳ１１では、固体容積Ｑ（校正装置１００の計測ハウジング１内に収容されている充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等の機器の容積の総和：計測ハウジング１以外の固体の容積）を決定している。ステップＳ１１における固体容積Ｑを決定する制御（手順）については、図５を参照して後述する。
なお固体容積Ｑの決定は検定前に予め実行するが、検定の際に固体容積Ｑを決定しても良い。
固体容積Ｑを決定したならば、ステップＳ１２に進む。
【００４６】
ステップＳ１２以降において、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力を求める際に、当該気体の温度から、空気密度ρと温度ｔとの関係を示す特性データ（空気密度ρ−温度ｔ特性データ：公知のデータ）を使用して、密度を決定する。ここで、計測ハウジング１内の気体の温度は時間及び計測位置により大きく変化してしまう。
ステップＳ１２、Ｓ１３では、充填容器２の表面に設置された温度センサＴで気体の温度を計測し、計測された気体の温度から気体の密度ρを決定している。すなわち、計測ハウジング１内の気体の温度の代表値として充填容器２表面における気体の温度を採用し、当該代表値から気体密度ρを決定している。それにより、時間及び計測位置による気体温度の変化に拘らず、計測ハウジング１内の気体による浮力を求め、浮力の変動による誤差を解消することが出来る。
【００４７】
発明者の研究、実験によれば、充填容器２表面における気体の温度を代表値として気体密度ρを決定した結果と、伝熱、輻射、時間経過を考慮した複雑な演算により求めた気体密度ρとは高精度で一致することが確認された。
すなわち、充填容器２表面における気体の温度を代表値として気体密度ρを決定すれば、伝熱、輻射、時間経過を考慮した複雑な演算を行わずに、それと同程度の精度で浮力による影響を演算し、校正を行うことが出来る。
【００４８】
図４のステップＳ１２では、水素ガス充填前の計測ハウジング１の重量Ｗｅ及び代表温度ｔ１を計測する。代表温度ｔ１は、上述の通り、充填容器２表面における気体の温度である。そして、代表温度ｔ１に対応する気体密度ρ（ｔ１）を、空気密度ρと温度ｔとの関係を示す特性データ（空気密度ρ−温度ｔ特性データ）より求める。
その結果、ステップＳ１２では、充填前の計測ハウジング１の重量Ｗｅと気体密度ρ（ｔ１）が決定される。
ステップＳ１２が終了したらステップＳ１３に進む。
【００４９】
ステップＳ１３では、充填後の計測ハウジング１の重量Ｗｃ及び代表温度ｔ２を計測する。そして、空気密度ρと温度ｔとの関係を示す特性データ（空気密度ρ−温度ｔ特性データ）から、代表温度ｔ２に対応する気体密度ρ（ｔ２）を求める。
その結果、ステップＳ１３では、充填後の計測ハウジング１の重量Ｗｃと気体密度ρ（ｔ２）が決定される。
ステップＳ１３が終了したらステップＳ１４に進む。
【００５０】
次のステップＳ１４では、気体の浮力による補正をする前の水素ガスの充填量ΔＷを演算する。水素ガス充填量ΔＷは、水素ガス充填前後の計測ハウジング１の重量Ｗｅ、Ｗｃに基づいて、  充填量ΔＷ＝Ｗｃ−Ｗｅ  なる式で求められる。
またステップＳ１４では、水素ガス充填前後における気体の浮力の変動量ΔＦを演算する。気体の浮力の変動量ΔＦは、ステップＳ１１で決定した固体容積Ｑと、ステップＳ１２、Ｓ１３で決定された気体密度ρ（ｔ１）、ρ（ｔ２）に基づいて、次の式で求められる。
ΔＦ＝Ｑ・｛ρ（ｔ２）−ρ（ｔ１）｝
その結果、ステップＳ１４では、補正前の水素ガスの充填量ΔＷと、気体の浮力の変動量ΔＦが演算される。
ステップＳ１４が終了したらステップＳ１５に進む。
【００５１】
ステップＳ１５では、気体の浮力による補正を行った後の水素ガスの充填量ΔＷｔを演算する。気体の浮力による補正を行った後の水素ガスの充填量ΔＷｔは、ステップＳ１４の演算結果に基づき、以下の式により求められる。
ΔＷｔ＝ΔＷ−ΔＦ
∴ΔＷｔ＝Ｗｃ−Ｗｅ−Ｑ・｛ρ（ｔ２）−ρ（ｔ１）｝
ステップＳ１５が終了したらステップＳ１６に進む。
【００５２】
ステップＳ１６では、補正後の充填量ΔＷｔを用いて、図３のステップＳ３で述べた様に水素充填装置４０の校正を行う。そのため、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力による誤差を解消することが出来、制御を終了する。
なお、当該気体の浮力による誤差を解消する制御は、例えば、図３の制御におけるステップＳ２において実行される。或いは、ステップＳ３で実行することも可能である。
【００５３】
図４のステップＳ１１では、上述した様に、計測ハウジング１内に収容されている機器の固体容積Ｑ（校正装置１００の計測ハウジング１内に収容されている充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等の機器の容積の総和：計測ハウジング１を構成する材料の体積は包含しない）を決定している。次に、固体容積Ｑを決定する制御について、図５を主として参照しつつ説明する。
明確には図示されていないが、計測ハウジング１内の固体（充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等：計測ハウジング１を構成する材料の体積は包含しない）の容積の総和である固体容積Ｑの計測は、計測ハウジング１内部を、密閉された恒温空間（急激な温度変化が起こらず、均一な温度の空間）にして実行する。
【００５４】
ステップＳ２１では、計測ハウジング１内部を温度ｔａ℃（充填容器２表面における温度）の密閉された恒温空間とせしめ、秤３（図１）により計測ハウジング１全体の重量Ｗｔａを計測する。（温度ｔａ℃は温度センサＴにより計測する）
次のステップＳ２２では、計測ハウジング１内部の温度を緩やかに変化させて、温度ｔｂ℃（充填容器２表面における温度）の密閉された恒温空間とする。
そしてステップＳ２３では、温度ｔｂ℃の密閉された恒温空間である計測ハウジング１全体の重量Ｗｔｂを計測する。
【００５５】
ステップＳ２４では、ステップＳ２１、ステップＳ２３の計測結果に基づき固体容積Ｑを演算し、決定する。固体容積Ｑ決定の手順を以下に説明する。
計測ハウジング１内部の温度がｔａ℃からｔｂ℃に変動すると、計測ハウジング１内部の気体密度ρもρ（ｔａ）からρ（ｔｂ）に変動する。
上述した様に、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）による浮力は、計測ハウジング１内に収容されている機器（充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等）に作用する気体の浮力であり、当該気体が計測ハウジング１内に収容されている機器の容積の総和である固体容積Ｑに作用する浮力Ｆは、以下の式で求められる。
浮力Ｆ＝固体容積Ｑ×密度ρ
【００５６】
計測ハウジング１内の温度がｔａ℃からｔｂ℃に変動した際の計測ハウジング１の重量変動は、浮力の変動に起因する。固体容積Ｑは変動しないと考えられるからである。
ここで、重量の変動量ΔＷは、ステップＳ２１及びステップＳ２３の計測結果に基づいて、次の式で求めることが出来る。
重量変動量ΔＷ＝Ｗｔｂ−Ｗｔａ
一方、浮力の変動量ΔＦは気体密度ρの変動量｛ρ（ｔｂ）−ρ（ｔａ）｝に基づいており、次の式で求められる。
浮力の変動量ΔＦ＝固体容積Ｑ×気体密度ρの変動量｛ρ（ｔｂ）−ρ（ｔａ）｝
【００５７】
前記重量変動量ΔＷは浮力の変動量ΔＦと等しいので（ΔＷ＝ΔＦ）、以下の式により、固体容積Ｑを求めることが出来る。
ΔＷ＝ΔＦ
∴Ｗｔｂ−Ｗｔａ＝Ｑ｛ρ（ｔｂ）−ρ（ｔａ）｝
∴Ｑ＝｛Ｗｔｂ−Ｗｔａ｝／｛ρ（ｔｂ）−ρ（ｔａ）｝
上述した式により固体容積Ｑを決定したならば、図５で示す制御を終了する。
【００５８】
図示の実施形態によれば、図４、図５で説明した様に計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力の変動による誤差を解消している。
そのため、充填された水素ガスの重量の変動（気体の浮力変動に起因する）による影響を排除して、正確な水素ガス充填量を計測し、以って、水素ガス充填装置４０校正の精度を向上することが出来る。
【００５９】
図示の実施形態で計測ハウジング１内の気体による浮力の変動を排除するに際して、計測ハウジング１内に収容されている機器（充填容器２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等：計測ハウジング１を構成する材料の体積は包含しない）の容積の総和である固体容積Ｑに作用する浮力のみを考慮し、計測ハウジング１の容積から固体容積Ｑを除いた容積ＡＱに作用する気体の浮力は考慮しない。すなわち、浮力による影響の演算は固体容積Ｑのみを対象として行われる。
この様にして決定された計測ハウジング１内の気体による浮力の変動は、発明者の実験結果と良く適合する。
【００６０】
そして図示の実施形態によれば、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力を求める際に、充填容器２表面における気体の温度を求め、当該温度を計測ハウジング１内の気体の温度の代表値として気体密度ρを決定しているので、時間及び計測位置による気体温度の変化に拘らず、計測ハウジング１内の気体による浮力を決定し、浮力の変動による誤差を解消することが出来る。
発明者の研究、実験によれば、充填容器２表面における気体の温度を（代表値として）用いて決定された気体密度ρは、伝熱、輻射、時間経過を考慮した複雑な演算により求めた気体密度ρと高精度で一致することが確認された。すなわち図示の実施形態によれば、伝熱、輻射、時間経過を考慮した複雑な演算を行う必要なく、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力を求めることが出来る。
【００６１】
図示の実施形態では、乾燥ガス管路４を介して計測ハウジング１内に乾燥ガス（乾燥エア、窒素）を充填して、エアの様に水分を包含する気体を計測ハウジング１外に排出する。
その結果、燃料ガス（例えば−４０℃に冷却されている水素ガス）を校正装置１００の充填容器２に供給しても、計測ハウジング１内の機器に結露が発生することが防止され、高精度、高信頼、高安定な校正を実現することが出来る。
また、図示の実施形態によれば、乾燥ガス管路４が（計測ハウジング１に対して）着脱自在に設けられているので、校正における重量測定（秤量）に際して乾燥ガス管路４を計測ハウジング１から分離して、乾燥ガス管路４を構成する部材に生じた応力により重量測定結果が変動してしまうことを防止している。
【００６２】
さらに図示の実施形態によれば、計測ハウジング１を半密閉構造としているので、乾燥ガスによって僅かに加圧された状態にすることにより、水分を含んだエアが計測ハウジング１内に浸入することを防止出来る。
そのため、−４０℃の水素を充填容器２に充填しても、充填容器２、レセプタクル６、充填ガス供給管路７、その他の機器が結露することが防止出来る。
【００６３】
それに加えて図示の実施形態によれば、計測ハウジング１内の露点温度を測定する露点計５を設けたので、当該露点計５の計測結果に基づいて計測ハウジング１内で適正な湿度管理を行うことが可能である。
例えば、露点温度が所定温度（例えば−２０℃：計測ハウジング１内が十分に乾燥していると判断出来る露点温度）に達したことを露点計５で計測した場合には、計測ハウジング１内が十分に乾燥していると判断して、水素ガス（例えば−４０℃）を供給する。その際には計測ハウジング１内が十分に乾燥しているので、充填容器２、レセプタクル６、充填ガス供給管路７、その他の機器に発生する結露量は少なく、当該結露量が重量測定に及ぼす影響は十分に小さい。
ここで、例えば−４０℃以下まで露点を下げれば結露量はゼロになると予測されるが、露点−４０℃以下の結露量と露点−２０℃における結露量の差は小さい。そのため、必要十分乾燥していると判断出来る基準となる露点温度として、−２０℃〜−２５℃程度を設定することが現実的であり且つ経済的である。
【００６４】
図示の実施形態は、複数の水素充填装置４０について連続して校正することが前提となっている。
１回のみの校正であれば、例えば−４０℃の水素ガスを充填容器２に充填して、充填容器２、レセプタクル６、充填ガス供給管路７、その他の機器が結露しても、それが十分に乾燥してから計測ハウジング１の重量を計測することにより、正確な校正が出来る。しかし、単一の校正装置１００により複数の水素充填装置４０について連続して校正する場合には、充填容器２が結露してしまうと、十分に乾燥するまで重量の計測を待機しなければならず、校正に長時間が必要となってしまう。
【００６５】
それに対して図示の実施形態によれば、計測ハウジング１内の機器、管路に結露が生じることが防止されているので、結露した配管が乾燥するまで重量の計測を待機する必要がない。
そのため、校正装置１００で複数の水素充填装置４０について連続して構成する場合に、１回の校正毎に結露した機器、管路が乾燥するのを待機すること無く、連続して充填して、校正或いは各種試験を実行することが可能である。
【００６６】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では水素充填装置の校正装置として説明しているが、本発明はＣＮＧ充填装置の校正装置についても適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・計測ハウジング
２・・・充填容器
３・・・秤
４．・・・乾燥ガス管路
５・・・露点計
６・・・レセプタクル（水素受入口）
７・・・充填ガス供給管路
８・・・台座
９・・・逆止弁
１１・・・充填ガス放出口
１２・・・充填ガス放出管路
１３・・・気体排出口
１４、１５・・・支持部材
２０・・・本体ハウジング
２０Ａ・・・移動手段（車輪等）
４０・・・水素充填装置
４１・・・充填ノズル
４２・・・水素配管
１００・・・校正装置
Ｂ１・・・補正前の充填量演算ブロック
Ｂ２・・・空気密度決定ブロック
Ｂ３・・・固体容積決定ブロック
Ｂ４・・・浮力変動量決定ブロック
Ｂ５・・・充填量補正値決定ブロック
Ｂ６・・・記憶ブロック
ＣＵ・・・コントロールユニット（制御装置）
Ｄ・・・ディスプレイ（表示手段）
Ｔ・・・温度センサ
【図１】
0006288027.tif 000002
【図２】
0006288027.tif 000003
【図３】
0006288027.tif 000004
【図４】
0006288027.tif 000005
【図５】
0006288027.tif 000006