流量計校正装置
【課題】小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる流量計校正装置を提供すること。
【解決手段】流量計校正装置１０において、ダイバータ１００は、管路５０５を流れた液体が流出するノズル２００と、秤量容器３００との間に設置され、円板状の面１０１に所定形状の開口部１０２を有し、ノズル２００から流出したノズルからの流れ９０と円板状の面１０１との角度が、所定の角度に設置されている。そして、制御部４１０は、アクチュエータ１０３を介して円板状の面１０１を回転させて開口部１０２を移動させ、秤量容器３００へのノズルからの流れ９０の流入を制御する。さらに、ノズル２００の先に、流量が一定の値より小さい場合に連続で流れる層流９５を形成する細管ノズル２０１を備え、円板状の面１０１に当たった液体が流れて開口部１０２から秤量容器３００に流入しないように、開口部１０２に遮蔽板を備える。
【解決手段】流量計校正装置１０において、ダイバータ１００は、管路５０５を流れた液体が流出するノズル２００と、秤量容器３００との間に設置され、円板状の面１０１に所定形状の開口部１０２を有し、ノズル２００から流出したノズルからの流れ９０と円板状の面１０１との角度が、所定の角度に設置されている。そして、制御部４１０は、アクチュエータ１０３を介して円板状の面１０１を回転させて開口部１０２を移動させ、秤量容器３００へのノズルからの流れ９０の流入を制御する。さらに、ノズル２００の先に、流量が一定の値より小さい場合に連続で流れる層流９５を形成する細管ノズル２０１を備え、円板状の面１０１に当たった液体が流れて開口部１０２から秤量容器３００に流入しないように、開口部１０２に遮蔽板を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小流量域での液体用流量計の校正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、化学プラントや鉄鋼プラントで使用されている中型の流量計や大型の流量計を校正するために、それぞれ中流量や大流量の液体流量校正設備が存在する。
【０００３】
従来の液体流量校正設備の概要を説明する。図１３は、従来の液体流量校正設備の概要を示す図である。図１４は、従来のノズルを説明する図である。図１３において、液体流量校正設備は、液体を溜めた試験液タンク９０６から液体を試験管路９０８に導き、試験管路９０８において安定な流れを発生させる。発生させた安定な流れは、試験管路９０８に設けた流量計９０５を通過し、サンプルノズル９０２と秤量容器９０７との間に設けたダイバータ９０１を経由して秤量容器９０７に流入する。その後、液体流量校正設備は、所定時間（流入時間）経過後、ダイバータ９０１により流れを高速で切り替えて、秤量容器９０７への液体の流入を停止させる。そして、液体流量校正設備は、秤量容器９０７へ流入した液体の流入量と流入時間とから単位時間あたりの液体の流量を求め、求めた流量と、流量計９０５によって計測された流量とにより、流量計９０５を校正する。また、図１４で示すように、小流量の場合、安定した流れを作るために、サンプルノズル９０２の管の中央に針９２１を取り付けて使用していた。
【０００４】
このような流量計の校正装置において、油液の流量を計測する流量計の校正を正確に行う校正装置として特許文献１の発明が知られている。また、秤量容器への流入開始の過渡的な流入状態と、流入停止の過渡的な流入状態とを対称にすることにより誤差の少ない液体流量校正装置用ダイバータの発明として、特許文献２の発明が知られている。さらに、校正精度が高く、校正時間が短く、ランニングコストが安く、構造が簡単で丈夫な液体用流量計校正装置として特許文献３の発明が知られている。
【０００５】
特許文献１の流量計校正装置は、油液の流れを整流する整流部材と、整流部材から流入した油液を分配する転流器（ダイバータ）と、転流器から供給された油液を貯留する計量タンクと、非計測時に転流器から供給された油液を貯留する循環用回収タンクと、計量タンクに貯留された油液の質量を測定する基準秤と、より構成されている。そして、油液は幅広の堰を通過する過程でほぼ層流に近い状態の流れとなる。また、ドロップパイプは、横幅寸法が転流器の第１の連通路の横幅寸法とほぼ同一の寸法に形成されている。そのため、第１の連通路からドロップパイプに流入する油液の流れは、整流部材によって拡幅されたゆるやかな流れのまま計量タンクに供給され、油液供給による静電気の発生を抑制できる。
【０００６】
特許文献２の液体流量校正装置用ダイバータは、秤量容器への液体の流入を切り替えるようにした切り替え装置において、２枚の羽根からなる切り替え羽根を切り替え自在に設け、秤量容器への液体の流入開始及び流入停止を切り替え羽根の一方向への一連の動作のなかで行うようにしている。
【０００７】
特許文献３の流量計校正装置は、試験液を噴流として流出する１つ以上のノズルと、試験液を取り込むことができる秤量容器と、秤量容器の重量を計量することができる秤量計と、試験液を秤量容器側へ取り込まない時に試験液を排出するバイパスラインと、噴流の流れをバイパスラインへ導くか秤量容器へ導くかを切り替える流路切替装置とを備えている。そして、流路切替装置は噴流の流れ方向と平行な回転軸、該回転軸に固定され噴流の流れ方向に伸びた２枚の転流羽根、２枚の転流羽根の一側に位置する秤量容器への流路及び２枚の転流羽根の他側をバイパスラインに導くバイパス側整流板により形成され、取り込み前のバイパス位置と取り込み後のバイパス位置とを全く同じ状態にすることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６５７５５号公報
【特許文献２】特開２００２−４８６２２号公報
【特許文献３】特開２００６−１０５９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のダイバータ方式サンプリング機構では、秤量容器への流入を切り替えるためのシャッター板を、液体の流れ方向に対して直行方向又は上向きに動作させて液体の流れを切り、流入を切り替えていた。このような場合、図１５（１）や図１５（２）に示すように、ダイバータ９０１の開口部９１１が移動方向８２１に移動することによる切り替え時の液体飛跳ね９１，９３が多くサンプル量の再現性が低いという問題があった。
また、切り替えるためのシャッター板の駆動にエアシリンダ等を使用していたため、シャッター板の立上り速度、等速区間、立下り速度の状態を同一にすることが困難で、秤量容器への流入の開始時であるサンプル開始時と、流入の終了時とのパターンを同一にできないため、切り替え誤差が大きくなるという問題があった。ここで、切り替え誤差を少なくするために、切り替えタイミングを検出するセンサーを任意の微小距離もしくは微小角度分だけ移動させ固定するという方法があるが、切り替え誤差は流量によっても変化するため各流量に最適な補正をすることができない。
【００１０】
さらに、従来のサンプルノズルでは、小流量において、サンプルノズルから流れ出す流れが滴下状態となり、滴下状態の１滴が秤量容器に入って測定されるか否かが不確かさの要因となっていた。
【００１１】
そこで、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる装置が求められている。
【００１２】
本発明は、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる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】
【００１３】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
【００１４】
（１） 液体を溜める試験液タンクと、前記試験液タンクに連結された管路と、前記管路を流れる液体が流出するノズルと、前記ノズルから流出する液体を溜める秤量容器と、前記秤量容器の重量を測定する秤量計と、前記管路に設置された流量計とを備え、前記流量計を校正するためのデータを出力する流量計校正装置であって、前記管路を流れてきた液体が流出する前記ノズルと、前記秤量容器との間に設置され、円板状の面に所定形状の開口部を有するダイバータと、前記ダイバータの前記円板状の面を回転させるアクチュエータを制御する制御部と、を備え、前記ダイバータは、前記ノズルから流出した流れと前記円板状の面との角度が、所定の角度に設置され、前記制御部は、前記アクチュエータを介して前記円板状の面を回転させて前記開口部を移動させ、前記秤量容器への流れの流入を制御する、流量計校正装置。
【００１５】
（１）の構成によれば、本発明に係る流量計校正装置において、ダイバータは、管路を流れてきた液体が流出するノズルと、秤量容器との間に設置され、円板状の面に所定形状の開口部を有し、ノズルから流出した流れと円板状の面との角度が、所定の角度に設置されている。そして、制御部は、アクチュエータを介して円板状の面を回転させて開口部を移動させ、秤量容器への流入を制御する。
すなわち、本発明に係る流量計校正装置は、所定の角度（例えば、鋭角）に設定されて回転するダイバータの面に設けられた開口部によって、流れてきた小流量に対して逆らわずに液体の飛跳ねを少なくして、一定の時間だけ、流れを秤量容器に流入させることができる。よって、秤量容器に流入させた液体を秤量計によって測定した重量と、液体を流入させた流入時間と、から単位時間の流量を算出し、算出した流量と流量計の測定値とを比較することによって流量計を正確に校正することができる。
したがって、本発明に係る流量計校正装置は、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる。
【００１６】
（２） 前記ノズルの先に、流量が一定の値より小さい場合に層流な連続流を形成する細管ノズルをさらに備えた（１）に記載の流量計校正装置。
【００１７】
したがって、（２）に記載の流量計校正装置は、（１）に記載の流量計校正装置が細管ノズルをさらに備えるので、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる。
【００１８】
（３） 前記円板状の面に当たった液体が流れて前記開口部から前記秤量容器に流入しないように、前記開口部に遮蔽板をさらに備える（１）又は（２）に記載の流量計校正装置。
【００１９】
したがって、（３）に記載の流量計校正装置は、（１）又は（２）に記載の流量計校正装置において、ダイバータの開口部に遮蔽板をさらに備えるので、小流量域での流量が多くても流量計を正確に校正することができる。
【００２０】
（４） 前記制御部は、前記秤量容器への流れの流入の開始のための回転の立上げ速度と、流入の停止のための回転の立上げ速度とを同一にするためにさらに制御する（１）から（３）のいずれかに記載の流量計校正装置。
【００２１】
したがって、（４）に記載の流量計校正装置は、（１）から（３）のいずれかに記載の流量計校正装置において、流入を開始するための回転の立上げ速度と、流入を停止するための回転の立上げ速度とを同一にするためにさらに制御するので、小流量域での流量を測定する流量計をさらに正確に校正することができる。
【００２２】
（５） 前記制御部は、ダイバータの開口部の端における流入開始の回転動作開始点の位置と、流入停止の回転動作開始点の位置とをさらに制御する（４）に記載の流量計校正装置。
【００２３】
したがって、（５）に記載の流量計校正装置は、（４）に記載の流量計校正装置において、制御部は秤量容器への流入を開始するための回転動作を開始する位置と、流入を停止するための回転動作を開始する位置とをさらに制御し、切り替え誤差が最小になるように回転動作を補正するので、小流量域での流量を測定する流量計をさらに正確に校正することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる。さらに、本発明は、上方から下方に斜めに動作するダイバータの開口部（シャッター）によって、ダイバータに当たった液体の飛跳ね量を低減できる。その結果、ダイバータの回転ごとに秤量容器に流入する液体の量（サンプル量）が一定になり、再現性が向上する。
また、ノズルに対するダイバータの開口部の位置や、回転速度をアクチュエータを介して制御可能にしたことで開口部の速度プロファイルを同じにでき、サンプル量の再現性が向上する。ノズルに対するダイバータの開口部の待機位置を任意に設定することができるので、切り替え誤差を容易に小さくすることができる。
さらに、層流な連続流を形成する細管ノズルを使用することによって、小流量でも流速分布の変動を抑えた連続流とすることができ、サンプル量の再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態である流量計校正装置の概要を示す概要図である。
【図２】本発明の一実施形態であるダイバータの円板状の面の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態であるダイバータとノズルから出た流れとの関係を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態であるダイバータの回転とノズルから出た流れとの関係を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態であるダイバータの回転によって流れが秤量容器に流入することを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態であるダイバータの回転によって流入が停止することを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態であるダイバータの開口部の移動について説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態であるダイバータの開口部の移動を流量により制御することについて説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る細管ノズルの一例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る流量計校正装置において細管ノズルでの液体の流量を測定した値を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る流量計校正装置における制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る流量計校正装置における制御部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】従来の流量計校正装置の概要を示す概要図である。
【図１４】従来のノズルを説明する図である。
【図１５】従来の流量計校正装置におけるダイバータによる切り替え時の液体飛跳ねの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態である流量計校正装置１０の概要を示す図である。流量計校正装置１０は、液体を溜める試験液タンク５０４と、試験液タンク５０４に連結された管路５０５と、管路５０５を流れる液体が流出するノズル２００と、ノズル２００から流出する液体を溜める秤量容器３００と、秤量容器３００の重量を測定する秤量計４００と、管路５０５に設置された流量計５０３とを備え、流量計５０３を校正するためのデータを出力する。
【００２８】
図１において、液体を溜めた試験液タンク５０４から液体が管路５０５に導かれる。管路５０５において、圧力調整弁５０２と、液量調整弁５０１とによって、管路５０５に一定な流量が形成される。
【００２９】
流量計５０３は、管路５０５を流れる液体の流量を測定する。流量計校正装置１０によって、流量計５０３の校正をするためのデータを測定している場合、流量計５０３は、測定した測定値を制御部４１０に送信する。
【００３０】
ノズル２００からの流れ９０は、ノズル２００から流出し、秤量容器３００に流入する。さらに、ノズル２００の先に細管ノズル２０１を設置すると、流量が一定の値より小さい小流量であっても、細管ノズル２０１から流出する流れは、図１４に示すような滴下状態とならずに、図９、図１０に示すような層流９５を形成する。
【００３１】
ダイバータ１００は、管路５０５を流れてきた液体が流出するノズル２００と、秤量容器３００との間に設置される。そして、ダイバータ１００は、円板状の面１０１に所定形状の開口部１０２（後述する図２参照）を有する。そして、制御部４１０は、アクチュエータ１０３を介して円板状の面１０１を回転させて開口部１０２を移動させ、秤量容器３００へのノズル２００からの流れ９０の流入を制御する。
【００３２】
秤量容器３００に流入した液体の重量は、秤量計４００によって測定される。秤量計４００は、測定した測定値を制御部４１０に送信する。
【００３３】
制御部４１０は、送信された流量計５０３の測定値と、秤量計４００の測定値とを表示する。具体的には、制御部４１０は、秤量計４００から送信された重量と、液体を流入させた流入時間と、から単位時間の流量を算出し、算出した流量と流量計５０３の測定値とを表示する。さらに、制御部４１０は、算出した流量と、流量計５０３の測定値とを比較することによって、流量計５０３を校正するためのパラメータを算出する。秤量計４００から送信された重量と、流量計５０３からの積算流量値からパラメータを算出してもよい。算出されたパラメータは流量計５０３に送信するとしてもよい。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の円板状の面１０１の構成を示す図である。図２（１）は、ダイバータ１００が、円板状の面１０１に所定形状（例えば、扇形）の開口部１０２を有していることを示している。図２（２）は、ダイバータ１００の側面図である。図２（３）は、ダイバータ１００が、円板状の面１０１の開口部１０２に遮蔽板１１１，１１２をさらに備えていることを示している。図２（４）は、遮蔽板１１１，１１２を備えるダイバータ１００の側面図である。図２（５）は、遮蔽板１１１，１１２がない場合に、円板状の面１０１に当たった液体が流れて開口部１０２から秤量容器３００に流入することを示す図である。図２（５）のように、流量が大きい場合、円板状の面１０１に当たったノズル２００からの流れ９０が、Ａ部１２１から流れ出して秤量容器３００に流入し、サンプルされてしまう場合がある。そこで、図２（３）のように、ダイバータ１００は、開口部１０２の縁に遮蔽板１１１や、円板状の面１０１の縁に遮蔽板１１２をさらに備えて、流れ出しを防止する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００とノズル２００からの流れ９０との関係を説明するための図である。図３（１）は、ダイバータ１００と、アクチュエータ１０３との関係を示している。アクチュエータ１０３は、ダイバータ１００を、円板状の面１０１の中心を通って面と直交する軸を回転軸として回転させる。ダイバータ１００は、図３（２）が示すように、ノズル２００から流出した流れ９０と円板状の面１０１との角度が、所定の角度８０３（例えば、３０度〜４０度の鋭角）に設置されている。そして、ダイバータ１００の開口部１０２は、ノズル２００からの流れ９０に対して上から下方向８０１に斜めに動作する。このように、ダイバータ１００は、流れ８０２に対して逆らわないように動作することによって、液体の飛跳ねを少なくする。
【００３６】
図４は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の回転とノズル２００からの流れ９０との関係を説明するための図である。図４（１）が示すように、ダイバータ１００の円板状の面１０１は、ノズル２００から流出した流れ９０が秤量容器３００に流入することを、停止させる。図４（２）は、図４（１）の状態の側面図である。
【００３７】
図５は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の回転によってノズル２００からの流れ９０が秤量容器３００に流入することを示す図である。図５（１）が示すように、ダイバータ１００の回転によって、円板状の面１０１の開口部１０２が移動し、開口部１０２がノズル２００の鉛直下方に移動することによって、ノズル２００から流出した流れ９０が開口部１０２を通過して秤量容器３００に流入する。図５（２）は、図５（１）の状態の側面図である。
【００３８】
図６は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の回転によってノズル２００からの流れ９０の流入が停止することを示す図である。図５で示される状態からダイバータ１００がさらに回転すると、図６（１）が示すように、ダイバータ１００の円板状の面１０１は、再び、ノズル２００から流出した流れ９０が秤量容器３００に流入することを、停止させる。図６（２）は、図６（１）の状態の側面図である。
【００３９】
図７は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の開口部１０２の移動について説明するための図である。制御部４１０は、ダイバータ１００の回転の開始位置、立上げ速度、定速区間、立下げ速度を制御する。例えば、制御部４１０は、アクチュエータ１０３のステッピングモータや、ＡＣサーボモータ等を制御して、ノズルからの流れ９０の流入を開始するためのダイバータ１００の回転の開始位置、立上げ速度と、ノズルからの流れ９０の流入を停止するためのダイバータ１００の回転の開始位置、立上げ速度と、が同様になるように制御する。
その結果、図７が示すように、ノズルからの流れ９０が秤量容器３００に流入開始するとき、制御部４１０は、ダイバータ１００の円板状の面１０１の角速度が、原点（０点）からａ点の状態になるように制御する。そして、制御部４１０は、ａ点から定速を維持して、ｃ点まで回転させる。ノズルからの流れ９０は、ｂ点で流入開始する。次に、制御部４１０は、流入中に、ｅ点まで回転させる。そして、流入停止のときに、制御部４１０は、ｅ点から回転させ、ｆ点で定速を維持してｇ点で流入停止となるように制御する。すなわち、制御部４１０は、原点（０点）からｂ点と、ｅ点からｇ点とが同様になるように制御することによって、流入開始時点と、流入停止時点における切り替え誤差を低減させる。
【００４０】
図８本発明の一実施形態であるダイバータ１００の開口部１０２の移動を流量により制御することについて説明するための図である。制御部４１０は、流量によって、流入停止をｍ点から回転させて、ｎ点で定速を維持してｇ点で停止になるように制御する。すなわち、制御部４１０は、原点（０点）からｂ点と、流量によって最適の位置（例えば、ｍ点）からｇ点となるように制御することによって、流入開始時点と、流入停止時点における切り替え誤差が最小となるようにする。
【００４１】
図９は、本発明の一実施形態に係る細管ノズル２０１の一例を示す図である。例えば、内径φ０．０８からφ０．３の管を細管ノズル２０１として使用することによって、細管ノズル２０１は、小流量であっても連続で流れる層流９５を形成することができる。
【００４２】
層流９５は、液体の流速分布が細管ノズル２０１の中心を回転軸とする回転放物面であり、渦等の不規則な変動を含まない定常な流れである。具体的には、液体が流れる細管ノズル２０１の管内径と、長さと、液体の流速と、密度と、粘度とにより層流９５が形成される。図１０は、本発明の一実施形態に係る流量計校正装置１０において液体の状態を測定した値を示す図である。図１０（１）が示すように、例えば、液体が流れる細管ノズル２０１の管内径が小さいほど、層流９５（レイノルズ数が例えば２０００以下）が形成されている。図１０（２）は、図１０（１）の数値を片対数グラフにより表した図である。
【００４３】
図１１は、本発明の一実施形態に係る流量計校正装置１０における制御部４１０のハードウェア構成の一例を示す図である。制御部４１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１０、バスライン１００５、通信Ｉ／Ｆ１０４０、メインメモリ１０５０、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）１０６０、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０、キーボード／マウス１１００、表示器１０２２及び入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラ２０００を備える。
【００４４】
ＢＩＯＳ１０６０は、制御部４１０の起動時にＣＰＵ１０１０が実行するブートプログラムや、制御部４１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【００４５】
Ｉ／Ｏコントローラ１０７０には、ハードディスク１０７４、半導体メモリ１０７８等の記憶手段を接続することができる。
【００４６】
ハードディスク１０７４は、制御部４１０が本発明の機能を実行するためのプログラムを記憶しており、さらに、算出した流量や、測定値等を記憶し、各種データベースを構成可能である。
【００４７】
制御部４１０に提供されるプログラムは、ハードディスク１０７４、又はメモリカード等の記録媒体に格納されて提供される。このプログラムは、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０を介して、記録媒体から読み出され、又は通信Ｉ／Ｆ１０４０を介してダウンロードされることによって、制御部４１０にインストールされ実行されてもよい。
【００４８】
前述のプログラムは、専用通信回線に接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又は光ディスクライブラリ等の記憶装置を記録媒体として使用し、通信回線を介して制御部４１０に提供されるとしてもよい。
【００４９】
ここで、表示器１０２２は、制御部４１０による演算処理結果、例えば、算出した流量と、流量計５０３から受信した測定値等を表示したりするものであり、ブラウン管表示装置、液晶表示装置等のディスプレイ装置を含む。
【００５０】
また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、制御部４１０を専用ネットワークを介して端末等と接続できるようにするためのネットワーク・アダプタである。
【００５１】
入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラ２０００は、制御部４１０と、流量計５０３、秤量計４００及びアクチュエータ１０３とを接続するＩ／Ｆと、ダイバータの動作タイミングをコントロールする装置である。制御部４１０は、入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラ２０００を介して、アクチュエータ１０３に回転制御信号を出力し、流量計５０３から流量を受信し、秤量計４００から重量を受信する。
【００５２】
図１２は、本発明の一実施形態に係る流量計校正装置１０における制御部４１０の処理内容を示すフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１０は、校正流量等の校正条件を入力する。
【００５４】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０１において入力された校正条件の設定を入出力Ｉ／Ｆ・校正コントローラ２０００に行う。同時に、ＣＰＵ１０１０は、設定した校正条件に対するダイバータ動作のパラメータをアクチュエータコントローラ１０３に設定する。
【００５５】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１０１０は、校正開始時の秤量計の測定値を読込み、表示器１０２２に表示する。
【００５６】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１０１０は、校正スタート信号を入力する。
【００５７】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０２において設定した条件でダイバータを動作させ、校正サンプルを開始する。
【００５８】
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１０１０は、入出力Ｉ／Ｆ・校正コントローラ２０００がステップＳ１０２で設定された積算時間に達したか否か、又は、設定された流量積算量に達したか否かを判断する。ＮＯの場合、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０６を繰り返す。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０７に移す。
【００５９】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０２において設定された条件でダイバータを動作させ、校正サンプルを終了する。
【００６０】
ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１０１０は、入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラを経由して秤量計データ、流量計データ、及びサンプル時間を読込み、表示器１０２２に表示する。
【００６１】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０８で読込まれたデータから校正値を算出し、結果を表示器１０２２に表示する。
【００６２】
本実施形態によれば、流量計校正装置１０において、ダイバータ１００は、管路５０５から流れた液体が流出するノズル２００と、秤量容器３００との間に設置され、円板状の面１０１に所定形状の開口部１０２を有し、ノズル２００から流出した流れ９０と円板状の面１０１との角度が、所定の角度に設置されている。そして、制御部４１０は、アクチュエータ１０３を介して円板状の面１０１を回転させて開口部１０２を移動させ、秤量容器３００へのノズルからの流れ９０の流入を制御する。
さらに、流量計校正装置１０において、ノズル２００の先に、流量が一定の値より小さい場合に連続で流れる層流９５を形成する細管ノズル２０１を備える。円板状の面１０１に当たった液体が流れて開口部１０２から秤量容器３００に流入しないように、開口部１０２に遮蔽板を備える。
すなわち、流量計校正装置１０は、所定の角度に設定されて回転するダイバータ１００の面に設けられた開口部１０２によって、ノズル２００からの流れ９０に対して逆らわずに液体の飛跳ねを少なくして、一定の時間だけ、ノズル２００からの流れ９０を秤量容器３００に流入させることができる。よって、秤量容器３００に流入させた液体を秤量計４００によって測定した重量と、液体を流入させた流入時間と、から単位時間の流量を算出し、算出した流量と流量計５０３の測定値とを比較するか、秤量計４００によって測定された重量と、流量計５０３の積算流量測定値とを比較する、ことによって流量計５０３を校正することができる。したがって、流量計校正装置１０は、小流量域での流量を測定する流量計５０３を正確に校正することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 流量計校正装置
９０ ノズルからの流れ
９５ 層流
１００ ダイバータ
１０１ 面
１０２ 開口部
１０３ アクチュエータ
１１１、１１２ 遮蔽板
２００ ノズル
２０１ 細管ノズル
３００ 秤量容器
４００ 秤量計
４１０ 制御部
５０１ 液量調整弁
５０２ 圧力調整弁
５０３ 流量計
５０４ 試験液タンク
５０５ 管路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小流量域での液体用流量計の校正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、化学プラントや鉄鋼プラントで使用されている中型の流量計や大型の流量計を校正するために、それぞれ中流量や大流量の液体流量校正設備が存在する。
【０００３】
従来の液体流量校正設備の概要を説明する。図１３は、従来の液体流量校正設備の概要を示す図である。図１４は、従来のノズルを説明する図である。図１３において、液体流量校正設備は、液体を溜めた試験液タンク９０６から液体を試験管路９０８に導き、試験管路９０８において安定な流れを発生させる。発生させた安定な流れは、試験管路９０８に設けた流量計９０５を通過し、サンプルノズル９０２と秤量容器９０７との間に設けたダイバータ９０１を経由して秤量容器９０７に流入する。その後、液体流量校正設備は、所定時間（流入時間）経過後、ダイバータ９０１により流れを高速で切り替えて、秤量容器９０７への液体の流入を停止させる。そして、液体流量校正設備は、秤量容器９０７へ流入した液体の流入量と流入時間とから単位時間あたりの液体の流量を求め、求めた流量と、流量計９０５によって計測された流量とにより、流量計９０５を校正する。また、図１４で示すように、小流量の場合、安定した流れを作るために、サンプルノズル９０２の管の中央に針９２１を取り付けて使用していた。
【０００４】
このような流量計の校正装置において、油液の流量を計測する流量計の校正を正確に行う校正装置として特許文献１の発明が知られている。また、秤量容器への流入開始の過渡的な流入状態と、流入停止の過渡的な流入状態とを対称にすることにより誤差の少ない液体流量校正装置用ダイバータの発明として、特許文献２の発明が知られている。さらに、校正精度が高く、校正時間が短く、ランニングコストが安く、構造が簡単で丈夫な液体用流量計校正装置として特許文献３の発明が知られている。
【０００５】
特許文献１の流量計校正装置は、油液の流れを整流する整流部材と、整流部材から流入した油液を分配する転流器（ダイバータ）と、転流器から供給された油液を貯留する計量タンクと、非計測時に転流器から供給された油液を貯留する循環用回収タンクと、計量タンクに貯留された油液の質量を測定する基準秤と、より構成されている。そして、油液は幅広の堰を通過する過程でほぼ層流に近い状態の流れとなる。また、ドロップパイプは、横幅寸法が転流器の第１の連通路の横幅寸法とほぼ同一の寸法に形成されている。そのため、第１の連通路からドロップパイプに流入する油液の流れは、整流部材によって拡幅されたゆるやかな流れのまま計量タンクに供給され、油液供給による静電気の発生を抑制できる。
【０００６】
特許文献２の液体流量校正装置用ダイバータは、秤量容器への液体の流入を切り替えるようにした切り替え装置において、２枚の羽根からなる切り替え羽根を切り替え自在に設け、秤量容器への液体の流入開始及び流入停止を切り替え羽根の一方向への一連の動作のなかで行うようにしている。
【０００７】
特許文献３の流量計校正装置は、試験液を噴流として流出する１つ以上のノズルと、試験液を取り込むことができる秤量容器と、秤量容器の重量を計量することができる秤量計と、試験液を秤量容器側へ取り込まない時に試験液を排出するバイパスラインと、噴流の流れをバイパスラインへ導くか秤量容器へ導くかを切り替える流路切替装置とを備えている。そして、流路切替装置は噴流の流れ方向と平行な回転軸、該回転軸に固定され噴流の流れ方向に伸びた２枚の転流羽根、２枚の転流羽根の一側に位置する秤量容器への流路及び２枚の転流羽根の他側をバイパスラインに導くバイパス側整流板により形成され、取り込み前のバイパス位置と取り込み後のバイパス位置とを全く同じ状態にすることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６５７５５号公報
【特許文献２】特開２００２−４８６２２号公報
【特許文献３】特開２００６−１０５９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のダイバータ方式サンプリング機構では、秤量容器への流入を切り替えるためのシャッター板を、液体の流れ方向に対して直行方向又は上向きに動作させて液体の流れを切り、流入を切り替えていた。このような場合、図１５（１）や図１５（２）に示すように、ダイバータ９０１の開口部９１１が移動方向８２１に移動することによる切り替え時の液体飛跳ね９１，９３が多くサンプル量の再現性が低いという問題があった。
また、切り替えるためのシャッター板の駆動にエアシリンダ等を使用していたため、シャッター板の立上り速度、等速区間、立下り速度の状態を同一にすることが困難で、秤量容器への流入の開始時であるサンプル開始時と、流入の終了時とのパターンを同一にできないため、切り替え誤差が大きくなるという問題があった。ここで、切り替え誤差を少なくするために、切り替えタイミングを検出するセンサーを任意の微小距離もしくは微小角度分だけ移動させ固定するという方法があるが、切り替え誤差は流量によっても変化するため各流量に最適な補正をすることができない。
【００１０】
さらに、従来のサンプルノズルでは、小流量において、サンプルノズルから流れ出す流れが滴下状態となり、滴下状態の１滴が秤量容器に入って測定されるか否かが不確かさの要因となっていた。
【００１１】
そこで、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる装置が求められている。
【００１２】
本発明は、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる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】
【００１３】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
【００１４】
（１） 液体を溜める試験液タンクと、前記試験液タンクに連結された管路と、前記管路を流れる液体が流出するノズルと、前記ノズルから流出する液体を溜める秤量容器と、前記秤量容器の重量を測定する秤量計と、前記管路に設置された流量計とを備え、前記流量計を校正するためのデータを出力する流量計校正装置であって、前記管路を流れてきた液体が流出する前記ノズルと、前記秤量容器との間に設置され、円板状の面に所定形状の開口部を有するダイバータと、前記ダイバータの前記円板状の面を回転させるアクチュエータを制御する制御部と、を備え、前記ダイバータは、前記ノズルから流出した流れと前記円板状の面との角度が、所定の角度に設置され、前記制御部は、前記アクチュエータを介して前記円板状の面を回転させて前記開口部を移動させ、前記秤量容器への流れの流入を制御する、流量計校正装置。
【００１５】
（１）の構成によれば、本発明に係る流量計校正装置において、ダイバータは、管路を流れてきた液体が流出するノズルと、秤量容器との間に設置され、円板状の面に所定形状の開口部を有し、ノズルから流出した流れと円板状の面との角度が、所定の角度に設置されている。そして、制御部は、アクチュエータを介して円板状の面を回転させて開口部を移動させ、秤量容器への流入を制御する。
すなわち、本発明に係る流量計校正装置は、所定の角度（例えば、鋭角）に設定されて回転するダイバータの面に設けられた開口部によって、流れてきた小流量に対して逆らわずに液体の飛跳ねを少なくして、一定の時間だけ、流れを秤量容器に流入させることができる。よって、秤量容器に流入させた液体を秤量計によって測定した重量と、液体を流入させた流入時間と、から単位時間の流量を算出し、算出した流量と流量計の測定値とを比較することによって流量計を正確に校正することができる。
したがって、本発明に係る流量計校正装置は、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる。
【００１６】
（２） 前記ノズルの先に、流量が一定の値より小さい場合に層流な連続流を形成する細管ノズルをさらに備えた（１）に記載の流量計校正装置。
【００１７】
したがって、（２）に記載の流量計校正装置は、（１）に記載の流量計校正装置が細管ノズルをさらに備えるので、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる。
【００１８】
（３） 前記円板状の面に当たった液体が流れて前記開口部から前記秤量容器に流入しないように、前記開口部に遮蔽板をさらに備える（１）又は（２）に記載の流量計校正装置。
【００１９】
したがって、（３）に記載の流量計校正装置は、（１）又は（２）に記載の流量計校正装置において、ダイバータの開口部に遮蔽板をさらに備えるので、小流量域での流量が多くても流量計を正確に校正することができる。
【００２０】
（４） 前記制御部は、前記秤量容器への流れの流入の開始のための回転の立上げ速度と、流入の停止のための回転の立上げ速度とを同一にするためにさらに制御する（１）から（３）のいずれかに記載の流量計校正装置。
【００２１】
したがって、（４）に記載の流量計校正装置は、（１）から（３）のいずれかに記載の流量計校正装置において、流入を開始するための回転の立上げ速度と、流入を停止するための回転の立上げ速度とを同一にするためにさらに制御するので、小流量域での流量を測定する流量計をさらに正確に校正することができる。
【００２２】
（５） 前記制御部は、ダイバータの開口部の端における流入開始の回転動作開始点の位置と、流入停止の回転動作開始点の位置とをさらに制御する（４）に記載の流量計校正装置。
【００２３】
したがって、（５）に記載の流量計校正装置は、（４）に記載の流量計校正装置において、制御部は秤量容器への流入を開始するための回転動作を開始する位置と、流入を停止するための回転動作を開始する位置とをさらに制御し、切り替え誤差が最小になるように回転動作を補正するので、小流量域での流量を測定する流量計をさらに正確に校正することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、小流量域での流量を測定する流量計を正確に校正することができる。さらに、本発明は、上方から下方に斜めに動作するダイバータの開口部（シャッター）によって、ダイバータに当たった液体の飛跳ね量を低減できる。その結果、ダイバータの回転ごとに秤量容器に流入する液体の量（サンプル量）が一定になり、再現性が向上する。
また、ノズルに対するダイバータの開口部の位置や、回転速度をアクチュエータを介して制御可能にしたことで開口部の速度プロファイルを同じにでき、サンプル量の再現性が向上する。ノズルに対するダイバータの開口部の待機位置を任意に設定することができるので、切り替え誤差を容易に小さくすることができる。
さらに、層流な連続流を形成する細管ノズルを使用することによって、小流量でも流速分布の変動を抑えた連続流とすることができ、サンプル量の再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態である流量計校正装置の概要を示す概要図である。
【図２】本発明の一実施形態であるダイバータの円板状の面の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態であるダイバータとノズルから出た流れとの関係を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態であるダイバータの回転とノズルから出た流れとの関係を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態であるダイバータの回転によって流れが秤量容器に流入することを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態であるダイバータの回転によって流入が停止することを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態であるダイバータの開口部の移動について説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態であるダイバータの開口部の移動を流量により制御することについて説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る細管ノズルの一例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る流量計校正装置において細管ノズルでの液体の流量を測定した値を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る流量計校正装置における制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る流量計校正装置における制御部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】従来の流量計校正装置の概要を示す概要図である。
【図１４】従来のノズルを説明する図である。
【図１５】従来の流量計校正装置におけるダイバータによる切り替え時の液体飛跳ねの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態である流量計校正装置１０の概要を示す図である。流量計校正装置１０は、液体を溜める試験液タンク５０４と、試験液タンク５０４に連結された管路５０５と、管路５０５を流れる液体が流出するノズル２００と、ノズル２００から流出する液体を溜める秤量容器３００と、秤量容器３００の重量を測定する秤量計４００と、管路５０５に設置された流量計５０３とを備え、流量計５０３を校正するためのデータを出力する。
【００２８】
図１において、液体を溜めた試験液タンク５０４から液体が管路５０５に導かれる。管路５０５において、圧力調整弁５０２と、液量調整弁５０１とによって、管路５０５に一定な流量が形成される。
【００２９】
流量計５０３は、管路５０５を流れる液体の流量を測定する。流量計校正装置１０によって、流量計５０３の校正をするためのデータを測定している場合、流量計５０３は、測定した測定値を制御部４１０に送信する。
【００３０】
ノズル２００からの流れ９０は、ノズル２００から流出し、秤量容器３００に流入する。さらに、ノズル２００の先に細管ノズル２０１を設置すると、流量が一定の値より小さい小流量であっても、細管ノズル２０１から流出する流れは、図１４に示すような滴下状態とならずに、図９、図１０に示すような層流９５を形成する。
【００３１】
ダイバータ１００は、管路５０５を流れてきた液体が流出するノズル２００と、秤量容器３００との間に設置される。そして、ダイバータ１００は、円板状の面１０１に所定形状の開口部１０２（後述する図２参照）を有する。そして、制御部４１０は、アクチュエータ１０３を介して円板状の面１０１を回転させて開口部１０２を移動させ、秤量容器３００へのノズル２００からの流れ９０の流入を制御する。
【００３２】
秤量容器３００に流入した液体の重量は、秤量計４００によって測定される。秤量計４００は、測定した測定値を制御部４１０に送信する。
【００３３】
制御部４１０は、送信された流量計５０３の測定値と、秤量計４００の測定値とを表示する。具体的には、制御部４１０は、秤量計４００から送信された重量と、液体を流入させた流入時間と、から単位時間の流量を算出し、算出した流量と流量計５０３の測定値とを表示する。さらに、制御部４１０は、算出した流量と、流量計５０３の測定値とを比較することによって、流量計５０３を校正するためのパラメータを算出する。秤量計４００から送信された重量と、流量計５０３からの積算流量値からパラメータを算出してもよい。算出されたパラメータは流量計５０３に送信するとしてもよい。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の円板状の面１０１の構成を示す図である。図２（１）は、ダイバータ１００が、円板状の面１０１に所定形状（例えば、扇形）の開口部１０２を有していることを示している。図２（２）は、ダイバータ１００の側面図である。図２（３）は、ダイバータ１００が、円板状の面１０１の開口部１０２に遮蔽板１１１，１１２をさらに備えていることを示している。図２（４）は、遮蔽板１１１，１１２を備えるダイバータ１００の側面図である。図２（５）は、遮蔽板１１１，１１２がない場合に、円板状の面１０１に当たった液体が流れて開口部１０２から秤量容器３００に流入することを示す図である。図２（５）のように、流量が大きい場合、円板状の面１０１に当たったノズル２００からの流れ９０が、Ａ部１２１から流れ出して秤量容器３００に流入し、サンプルされてしまう場合がある。そこで、図２（３）のように、ダイバータ１００は、開口部１０２の縁に遮蔽板１１１や、円板状の面１０１の縁に遮蔽板１１２をさらに備えて、流れ出しを防止する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００とノズル２００からの流れ９０との関係を説明するための図である。図３（１）は、ダイバータ１００と、アクチュエータ１０３との関係を示している。アクチュエータ１０３は、ダイバータ１００を、円板状の面１０１の中心を通って面と直交する軸を回転軸として回転させる。ダイバータ１００は、図３（２）が示すように、ノズル２００から流出した流れ９０と円板状の面１０１との角度が、所定の角度８０３（例えば、３０度〜４０度の鋭角）に設置されている。そして、ダイバータ１００の開口部１０２は、ノズル２００からの流れ９０に対して上から下方向８０１に斜めに動作する。このように、ダイバータ１００は、流れ８０２に対して逆らわないように動作することによって、液体の飛跳ねを少なくする。
【００３６】
図４は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の回転とノズル２００からの流れ９０との関係を説明するための図である。図４（１）が示すように、ダイバータ１００の円板状の面１０１は、ノズル２００から流出した流れ９０が秤量容器３００に流入することを、停止させる。図４（２）は、図４（１）の状態の側面図である。
【００３７】
図５は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の回転によってノズル２００からの流れ９０が秤量容器３００に流入することを示す図である。図５（１）が示すように、ダイバータ１００の回転によって、円板状の面１０１の開口部１０２が移動し、開口部１０２がノズル２００の鉛直下方に移動することによって、ノズル２００から流出した流れ９０が開口部１０２を通過して秤量容器３００に流入する。図５（２）は、図５（１）の状態の側面図である。
【００３８】
図６は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の回転によってノズル２００からの流れ９０の流入が停止することを示す図である。図５で示される状態からダイバータ１００がさらに回転すると、図６（１）が示すように、ダイバータ１００の円板状の面１０１は、再び、ノズル２００から流出した流れ９０が秤量容器３００に流入することを、停止させる。図６（２）は、図６（１）の状態の側面図である。
【００３９】
図７は、本発明の一実施形態であるダイバータ１００の開口部１０２の移動について説明するための図である。制御部４１０は、ダイバータ１００の回転の開始位置、立上げ速度、定速区間、立下げ速度を制御する。例えば、制御部４１０は、アクチュエータ１０３のステッピングモータや、ＡＣサーボモータ等を制御して、ノズルからの流れ９０の流入を開始するためのダイバータ１００の回転の開始位置、立上げ速度と、ノズルからの流れ９０の流入を停止するためのダイバータ１００の回転の開始位置、立上げ速度と、が同様になるように制御する。
その結果、図７が示すように、ノズルからの流れ９０が秤量容器３００に流入開始するとき、制御部４１０は、ダイバータ１００の円板状の面１０１の角速度が、原点（０点）からａ点の状態になるように制御する。そして、制御部４１０は、ａ点から定速を維持して、ｃ点まで回転させる。ノズルからの流れ９０は、ｂ点で流入開始する。次に、制御部４１０は、流入中に、ｅ点まで回転させる。そして、流入停止のときに、制御部４１０は、ｅ点から回転させ、ｆ点で定速を維持してｇ点で流入停止となるように制御する。すなわち、制御部４１０は、原点（０点）からｂ点と、ｅ点からｇ点とが同様になるように制御することによって、流入開始時点と、流入停止時点における切り替え誤差を低減させる。
【００４０】
図８本発明の一実施形態であるダイバータ１００の開口部１０２の移動を流量により制御することについて説明するための図である。制御部４１０は、流量によって、流入停止をｍ点から回転させて、ｎ点で定速を維持してｇ点で停止になるように制御する。すなわち、制御部４１０は、原点（０点）からｂ点と、流量によって最適の位置（例えば、ｍ点）からｇ点となるように制御することによって、流入開始時点と、流入停止時点における切り替え誤差が最小となるようにする。
【００４１】
図９は、本発明の一実施形態に係る細管ノズル２０１の一例を示す図である。例えば、内径φ０．０８からφ０．３の管を細管ノズル２０１として使用することによって、細管ノズル２０１は、小流量であっても連続で流れる層流９５を形成することができる。
【００４２】
層流９５は、液体の流速分布が細管ノズル２０１の中心を回転軸とする回転放物面であり、渦等の不規則な変動を含まない定常な流れである。具体的には、液体が流れる細管ノズル２０１の管内径と、長さと、液体の流速と、密度と、粘度とにより層流９５が形成される。図１０は、本発明の一実施形態に係る流量計校正装置１０において液体の状態を測定した値を示す図である。図１０（１）が示すように、例えば、液体が流れる細管ノズル２０１の管内径が小さいほど、層流９５（レイノルズ数が例えば２０００以下）が形成されている。図１０（２）は、図１０（１）の数値を片対数グラフにより表した図である。
【００４３】
図１１は、本発明の一実施形態に係る流量計校正装置１０における制御部４１０のハードウェア構成の一例を示す図である。制御部４１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１０、バスライン１００５、通信Ｉ／Ｆ１０４０、メインメモリ１０５０、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）１０６０、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０、キーボード／マウス１１００、表示器１０２２及び入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラ２０００を備える。
【００４４】
ＢＩＯＳ１０６０は、制御部４１０の起動時にＣＰＵ１０１０が実行するブートプログラムや、制御部４１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【００４５】
Ｉ／Ｏコントローラ１０７０には、ハードディスク１０７４、半導体メモリ１０７８等の記憶手段を接続することができる。
【００４６】
ハードディスク１０７４は、制御部４１０が本発明の機能を実行するためのプログラムを記憶しており、さらに、算出した流量や、測定値等を記憶し、各種データベースを構成可能である。
【００４７】
制御部４１０に提供されるプログラムは、ハードディスク１０７４、又はメモリカード等の記録媒体に格納されて提供される。このプログラムは、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０を介して、記録媒体から読み出され、又は通信Ｉ／Ｆ１０４０を介してダウンロードされることによって、制御部４１０にインストールされ実行されてもよい。
【００４８】
前述のプログラムは、専用通信回線に接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又は光ディスクライブラリ等の記憶装置を記録媒体として使用し、通信回線を介して制御部４１０に提供されるとしてもよい。
【００４９】
ここで、表示器１０２２は、制御部４１０による演算処理結果、例えば、算出した流量と、流量計５０３から受信した測定値等を表示したりするものであり、ブラウン管表示装置、液晶表示装置等のディスプレイ装置を含む。
【００５０】
また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、制御部４１０を専用ネットワークを介して端末等と接続できるようにするためのネットワーク・アダプタである。
【００５１】
入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラ２０００は、制御部４１０と、流量計５０３、秤量計４００及びアクチュエータ１０３とを接続するＩ／Ｆと、ダイバータの動作タイミングをコントロールする装置である。制御部４１０は、入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラ２０００を介して、アクチュエータ１０３に回転制御信号を出力し、流量計５０３から流量を受信し、秤量計４００から重量を受信する。
【００５２】
図１２は、本発明の一実施形態に係る流量計校正装置１０における制御部４１０の処理内容を示すフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１０は、校正流量等の校正条件を入力する。
【００５４】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０１において入力された校正条件の設定を入出力Ｉ／Ｆ・校正コントローラ２０００に行う。同時に、ＣＰＵ１０１０は、設定した校正条件に対するダイバータ動作のパラメータをアクチュエータコントローラ１０３に設定する。
【００５５】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１０１０は、校正開始時の秤量計の測定値を読込み、表示器１０２２に表示する。
【００５６】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１０１０は、校正スタート信号を入力する。
【００５７】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０２において設定した条件でダイバータを動作させ、校正サンプルを開始する。
【００５８】
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１０１０は、入出力Ｉ／Ｆ・校正コントローラ２０００がステップＳ１０２で設定された積算時間に達したか否か、又は、設定された流量積算量に達したか否かを判断する。ＮＯの場合、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０６を繰り返す。ＹＥＳの場合、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０７に移す。
【００５９】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０２において設定された条件でダイバータを動作させ、校正サンプルを終了する。
【００６０】
ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１０１０は、入出力Ｉ／Ｆ装置・校正コントローラを経由して秤量計データ、流量計データ、及びサンプル時間を読込み、表示器１０２２に表示する。
【００６１】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０８で読込まれたデータから校正値を算出し、結果を表示器１０２２に表示する。
【００６２】
本実施形態によれば、流量計校正装置１０において、ダイバータ１００は、管路５０５から流れた液体が流出するノズル２００と、秤量容器３００との間に設置され、円板状の面１０１に所定形状の開口部１０２を有し、ノズル２００から流出した流れ９０と円板状の面１０１との角度が、所定の角度に設置されている。そして、制御部４１０は、アクチュエータ１０３を介して円板状の面１０１を回転させて開口部１０２を移動させ、秤量容器３００へのノズルからの流れ９０の流入を制御する。
さらに、流量計校正装置１０において、ノズル２００の先に、流量が一定の値より小さい場合に連続で流れる層流９５を形成する細管ノズル２０１を備える。円板状の面１０１に当たった液体が流れて開口部１０２から秤量容器３００に流入しないように、開口部１０２に遮蔽板を備える。
すなわち、流量計校正装置１０は、所定の角度に設定されて回転するダイバータ１００の面に設けられた開口部１０２によって、ノズル２００からの流れ９０に対して逆らわずに液体の飛跳ねを少なくして、一定の時間だけ、ノズル２００からの流れ９０を秤量容器３００に流入させることができる。よって、秤量容器３００に流入させた液体を秤量計４００によって測定した重量と、液体を流入させた流入時間と、から単位時間の流量を算出し、算出した流量と流量計５０３の測定値とを比較するか、秤量計４００によって測定された重量と、流量計５０３の積算流量測定値とを比較する、ことによって流量計５０３を校正することができる。したがって、流量計校正装置１０は、小流量域での流量を測定する流量計５０３を正確に校正することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 流量計校正装置
９０ ノズルからの流れ
９５ 層流
１００ ダイバータ
１０１ 面
１０２ 開口部
１０３ アクチュエータ
１１１、１１２ 遮蔽板
２００ ノズル
２０１ 細管ノズル
３００ 秤量容器
４００ 秤量計
４１０ 制御部
５０１ 液量調整弁
５０２ 圧力調整弁
５０３ 流量計
５０４ 試験液タンク
５０５ 管路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を溜める試験液タンクと、前記試験液タンクに連結された管路と、前記管路を流れる液体が流出するノズルと、前記ノズルから流出する液体を溜める秤量容器と、前記秤量容器の重量を測定する秤量計と、前記管路に設置された流量計とを備え、前記流量計を校正するためのデータを出力する流量計校正装置であって、
前記管路を流れてきた液体が流出する前記ノズルと、前記秤量容器との間に設置され、円板状の面に所定形状の開口部を有するダイバータと、
前記ダイバータの前記円板状の面を回転させるアクチュエータを制御する制御部と、を備え、
前記ダイバータは、前記ノズルから流出した流れと前記円板状の面との角度が、所定の角度に設置され、
前記制御部は、前記アクチュエータを介して前記円板状の面を回転させて前記開口部を移動させ、前記秤量容器への流れの流入を制御する、
流量計校正装置。
【請求項２】
前記ノズルの先に、流量が一定の値より小さい場合に層流な連続流を形成する細管ノズルをさらに備えた請求項１に記載の流量計校正装置。
【請求項３】
前記円板状の面に当たった液体が流れて前記開口部から前記秤量容器に流入しないように、前記開口部に遮蔽板をさらに備える請求項１又は２に記載の流量計校正装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記秤量容器への流れの流入の開始のための回転の立上げ速度と、流入の停止のための回転の立上げ速度とを同一にするためにさらに制御する請求項１から３のいずれかに記載の流量計校正装置。
【請求項５】
前記制御部は、ダイバータの開口部の端における流入開始の回転動作開始点の位置と、流入停止の回転動作開始点の位置とをさらに制御する請求項４に記載の流量計校正装置。
【請求項１】
液体を溜める試験液タンクと、前記試験液タンクに連結された管路と、前記管路を流れる液体が流出するノズルと、前記ノズルから流出する液体を溜める秤量容器と、前記秤量容器の重量を測定する秤量計と、前記管路に設置された流量計とを備え、前記流量計を校正するためのデータを出力する流量計校正装置であって、
前記管路を流れてきた液体が流出する前記ノズルと、前記秤量容器との間に設置され、円板状の面に所定形状の開口部を有するダイバータと、
前記ダイバータの前記円板状の面を回転させるアクチュエータを制御する制御部と、を備え、
前記ダイバータは、前記ノズルから流出した流れと前記円板状の面との角度が、所定の角度に設置され、
前記制御部は、前記アクチュエータを介して前記円板状の面を回転させて前記開口部を移動させ、前記秤量容器への流れの流入を制御する、
流量計校正装置。
【請求項２】
前記ノズルの先に、流量が一定の値より小さい場合に層流な連続流を形成する細管ノズルをさらに備えた請求項１に記載の流量計校正装置。
【請求項３】
前記円板状の面に当たった液体が流れて前記開口部から前記秤量容器に流入しないように、前記開口部に遮蔽板をさらに備える請求項１又は２に記載の流量計校正装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記秤量容器への流れの流入の開始のための回転の立上げ速度と、流入の停止のための回転の立上げ速度とを同一にするためにさらに制御する請求項１から３のいずれかに記載の流量計校正装置。
【請求項５】
前記制御部は、ダイバータの開口部の端における流入開始の回転動作開始点の位置と、流入停止の回転動作開始点の位置とをさらに制御する請求項４に記載の流量計校正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１４５３３７（Ｐ２０１２−１４５３３７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３６（Ｐ２０１１−１５３６）
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
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