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WO2005064291A1 - 基準体積管 - Google Patents

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WO2005064291A1
WO2005064291A1 PCT/JP2004/010782 JP2004010782W WO2005064291A1 WO 2005064291 A1 WO2005064291 A1 WO 2005064291A1 JP 2004010782 W JP2004010782 W JP 2004010782W WO 2005064291 A1 WO2005064291 A1 WO 2005064291A1
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WO
WIPO (PCT)
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pipe
reference volume
fluid
tube
section
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2004/010782
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fukuo Moriyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oval Corp
Original Assignee
Oval Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oval Corp filed Critical Oval Corp
Priority to US10/581,605 priority Critical patent/US20070119227A1/en
Publication of WO2005064291A1 publication Critical patent/WO2005064291A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G01F25/11Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters using a seal ball or piston in a test loop

Definitions

  • the present invention is based on a reference volume represented by a movement of a movement element within a measurement pipe section having a reference volume, more precisely, when the movement element is moved when the movement element moves in a predetermined area.
  • One method of calibrating (testing) a flow meter is to use a reference volume tube as a calibration device.
  • a measurement pipe volume pipe, proof bar pipe
  • reference volume a reference volume
  • test flow meter a flow meter to be calibrated
  • Reference volume tubes can be broadly classified into unidirectional pullovers (UNIDIRECTIONAL PROVER) and bidirectional pullovers (BIDIRECTIONAL PROVER).
  • the measurement pipe is formed into a loop pipe shape or a straight pipe shape, and both the reference section of the measurement pipe section is used. Equipped with two detectors at the end and formed within the measuring tube part by, for example, about 2 to 4% larger than the inner diameter of the measuring tube part.
  • a ball with a high elasticity hereinafter referred to as a sphere
  • piston The flowmeter under test is tested by inserting a moving element such as a probe and moving the moving element in one direction between the two detectors. When the test is repeated, after the end of one test, the tracing element that has reached the end of the measuring tube is returned to the beginning of the measuring tube for the next test.
  • the latter method uses a bidirectional prober, which uses a device with almost the same configuration as the unidirectional prober, but after the trajectory moves in one direction between the two detectors, The flow path is switched by a valve, etc., so that the motor moves in the opposite direction.
  • a bidirectional prober which uses a device with almost the same configuration as the unidirectional prober, but after the trajectory moves in one direction between the two detectors, The flow path is switched by a valve, etc., so that the motor moves in the opposite direction.
  • the reference volume pipe with the measuring pipe section formed in a straight pipe shape has, for example, twice the length of the reference volume pipe with the measurement pipe section formed in a loop pipe shape.
  • a measurement tube is required, but to avoid this problem, a small volume compact looper with a reduced reference volume by the pulse internal method and a compact device that is portable is also used. This small volume compact probe can also be included in the reference volume tube in a broad sense.
  • the conventional unidirectional prober (hereinafter simply referred to as a reference volume tube) will be further described with reference to FIG.
  • the reference volume pipe 1a has a prober pipe 2a having a reference volume.
  • the reference volume is determined by precisely measuring the volume of the section from the first detector 6a to the second detector 7a in advance.
  • the fluid flows from the inlet pipe 3a to the outlet pipe 4a through the proofer pipe 2a.
  • calibration is performed based on the volume of the fluid discharged when the sphere 5a moves in the section from the first detector 6a to the second detector 7a in the proofer pipe 2a.
  • the volume of the fluid discharged when the sfair 5a moves sectionally is substantially equal to the reference volume, and the reference volume is represented by the sfair 5a moving sectionally.
  • calibration is performed by comparing this reference volume with the indicated value (volume) of the flow meter under test.
  • the reference volume pipe la adopts a method of automatically circulating the spar 5a.
  • the sifter 5a which has been sectionally moved, is taken out from the end of the prober pipe 2a and discharged to the beginning of the prober pipe 2a.
  • a passage section 8 is provided.
  • the passage section 8 is provided with valves 8a and 8b and a relay section 8c between the valves 8a and 8b for holding the squirt air 5a.
  • the reference numeral 8 d indicates a squeezing member control device.
  • a fluid is circulated in advance through the plumber pipe 2a, and is kept in a steady state so that a predetermined flow velocity of, for example, about 3 m / sec recommended by the American Petroleum Institute (API) standard can be obtained stably.
  • API American Petroleum Institute
  • valve 8a is closed and the valve 8b is opened, so that the squirt air 5a is emitted into the stable fluid flow in the proofer pipe 2a.
  • test and calibration operations can be performed with high accuracy.
  • the reproducibility at the time of calibration is within 0.01%, including the case of the bidirectional prober described later. Accuracy of 0000 to 1/500 is required, and high accuracy is required in all cases.
  • the conventional bidirectional prober hereinafter simply referred to as a reference volume tube
  • the reference volume tube 1b includes a puller pipe 2b having a reference volume, similarly to the reference volume tube 1a that is a unidirectional proofer.
  • Two detectors 6b and 7b are provided in the proofer pipe 2b. Both ends of the proofer pipe 2b are formed to have a diameter larger than the diameter of the proofer pipe 2b. b is provided for each.
  • the dimensions of the pull-bar pipe 2b are normally determined as follows.
  • the reference volume is set to about 0.5% or more of the maximum test flow rate (per hour).
  • the flow velocity of the fluid in other words, the moving velocity of the sphere is set to about 1.5 m / sec, which is smaller than that of the above-mentioned universal proofer.
  • the prover pipe tube diameter (diameter) of about 0. 6 9 m and ing. Then, the distance between the two detectors corresponding to the reference volume at this time is about 27 m.
  • the fluid pipes 3b and 4b and the two pipe sections 9a and 9b are connected so that the flow paths can be switched by a four-way valve 9c.
  • a flow meter to be tested (not shown) is attached to one of the fluid pipes 3b and 4b.
  • the flow direction of the fluid is switched by operating the four-way valve 9c.
  • the fluid pipe 3b and the pipe section 9a on the side where the flow meter under test is mounted are connected to each other, and the fluid pipe 4b is connected to the fluid pipe 4b.
  • the communication with the pipe section 9 b is established.
  • the previous fluid before switching the flow direction is retained in a liquid-tight manner in the pluver pipe 2 b and the pipe section 9 a, and the sifter 5 moving from the pluver pipe 2 b is stored in the pipe section 9 a.
  • b is pre-arranged Has been.
  • the fluid flowing into the pipe portion 9a gradually increases in flow rate as the valve opening of the four-way valve 9c increases, and finally reaches a predetermined flow rate, so that the fluid has a predetermined flow rate together with the fluid.
  • 5b moves in a section between the two detectors 6b and 7b within the pull-back pipe 2b, measurement is performed, and the sphere 5b further reaches the pipe 9b.
  • the four-way valve 9c is operated to make the fluid pipe 3b and the pipe 9b in communication with each other, and the fluid pipe 4b and the pipe 9a are in communication with each other.
  • the flow is performed by moving the sphere 5b in the prober pipe 2b between the two detectors 7b and 6b.
  • the sphere 5b leads to the pipe 9a.
  • the former reference volume tube 1a which is a dual-directional loupe
  • the passage section 8 has a complicated device structure due to the provision of the passage section 8.
  • the reference volume tube 1b which is the latter bidirectional probe, does not have a passage portion
  • the device structure is correspondingly simple. Disclosure of the invention
  • the switching operation of the four-way valve 9c requires, for example, more than 10 seconds.
  • the fluid when the fluid starts flowing into the pipe section 9a or 9b, the force 5b that moves in the pipe section 9a or 9b from the force is shown in FIG. After the approach period indicated by 1 in the figure, the fluid moves along the fluid in a predetermined section of the prober pipe 2b at a predetermined flow rate.
  • the time required for the fluid to reach the predetermined flow rate specifically corresponds to, for example, the time required for the four-way valve 9c to be half-opened or fully opened.
  • the switching means of the flow path is not limited to the one using a multi-way valve such as a four-way valve, but, for example, a plurality of single valves are separated into a measurement pipe section of the device so as to exhibit the same function as the four-way valve. Even if they are arranged, similar problems can occur, apart from the degree of difference.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a reference volume tube in which a longitudinal element can be shortened in a reference volume tube in which a moving element moves in a pullover pipe by a fluid.
  • the purpose is to:
  • a reference volume pipe includes a measurement pipe section (volume pipe) having a reference volume defined in a predetermined section, and a motor moves through the measurement pipe section in the predetermined section.
  • the reference volume tube according to the present invention is characterized in that the waiting means is a mechanical stopper for locking the moving element.
  • the mechanical stopper can be composed of a pin that engages with the motor and a hydraulic cylinder that biases the pin.
  • the reference volume tube according to the present invention is a bidirectional puller type configured such that the fluid can move bidirectionally in the measurement tube portion, and the standby means is provided at both ends of the measurement tube portion.
  • the standby means is provided at both ends of the measurement tube portion.
  • it has a multi-way valve connected between the both ends and the flow meter to be tested, and for introducing the fluid to one of the two ends by switching a flow path. I do.
  • the measurement pipe section can be configured by a loop pipe. Since the reference volume tube according to the present invention has the standby means for holding the motor at a predetermined position on the upstream side of the starting point of the predetermined section of the measurement pipe section, the standby means is released when the flow direction is completely switched. Accordingly, the moving element can be moved at a predetermined flow rate by the fluid. This eliminates the need to provide a long runway as in the past, and can reduce the length of the reference volume pipe in the longitudinal direction.For example, it is possible to reduce the installation area of the reference volume pipe. it can. Furthermore, it becomes possible to mount a reference volume tube on a vehicle as a portable type.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a conventional universal proofer type reference volume tube.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a conventional bidirectional proofer type reference volume tube.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a reference volume tube according to an embodiment of the present invention.
  • the reference volume tube 10 according to the present embodiment shown in FIG. 3 is a directional probe having substantially the same basic configuration as that shown in FIG. 2 as a conventional example.
  • the reference volume tube 10 includes a loop tube-shaped measurement tube portion (hereinafter referred to as a blue bar pipe) 12 having a reference volume. Pruva pie
  • the pump 12 is provided with two detectors 14a and 14b.
  • the volume formed in the prober pipe 12 in the section between the two detectors 14a and 14b is the reference volume.
  • an appropriate type can be selected and used, for example, a mechanically operated electric switch, an electronic proximity switch, an inductive pickup, etc. Can be used.
  • Pipe sections 16a and 16b are provided at both ends of the proof bar pipe 12, and the distance between the ends of the pipe sections 16a and 16b and the detectors 14a and 14b (in FIG. 3, L) is much shorter than before.
  • the diameters of the pipe sections 16a and 16b are formed to be larger than the diameter of the punoleaver pipe 12 as in the conventional case.
  • the sides of the pipes 16 a, 16 b near the detectors 14 a, 14 b, that is, the pipes 16 a, 16 b are fluid.
  • Standby means 18a, 18b are provided upstream of the detectors 14a, 14b when used as the inflow side, respectively.
  • the standby means 18a and 18b are mechanical stoppers, and are constituted by pin-shaped gates 20a and 20b and hydraulic cylinders 22a and 22b.
  • the gates 20a and 20b are urged by the hydraulic cylinders 22a and 22b to advance or retreat inside the pipe sections 16a and 16b in the radial direction.
  • the gate 20b of the standby means 18b provided between the sphere 24 and the detector 14b.
  • the tube 24 projects from the tube 16b to the detector 14b in FIG. 3 so that the air 24 that moves from the tube 16b to the detector 14b is locked to the gate 20b. Then, the movement of the sphere 24 in the direction of the detector 14b is prevented, and the state where the sphere 24 stands by at that position is established.
  • the gate 20b retracts toward the pipe wall of the pipe section 16b, the standby state of the air 24 is released.
  • Standby means 18a and 18b are hydraulic cylinders 2 2
  • an electric cylinder, an air cylinder, or the like can be used, and other appropriate driving means can be used.
  • other mechanical stoppers can be used as the standby means 18a and 18b as long as they have the function of stopping the movement of the sifter 24 and making the standby at a predetermined position.
  • appropriate electric or electronic means can be used as the standby means 18a and 18b.
  • Fluid pipes 26a, 26b and two pipe sections 16a, 16b used as either inlet pipe or outlet pipe by switching the flow path can be switched with a four-way valve 28 Connected to.
  • reference numerals 30a and 30b indicate temperature gauges for measuring the temperature of the fluid
  • reference numerals 32a and 32b indicate pressure gauges for measuring the pressure of the fluid, respectively.
  • a flow meter to be tested (not shown) is connected to one of the fluid pipes 26a and 26b, for example, the fluid pipe 26a. That is, the flow meter under test is connected in series with the reference volume pipe 10 via the fluid pipe 26a.
  • the flowmeter under test is equipped with a pulse transmitter that generates and transmits a number of pulses proportional to the flow rate (not shown).
  • the detection signal (start Z stop signal) of the pulse signal detector 14a and 14b of this pulse transmitter is taken into a measurement CPU (pulling computer) not shown.
  • control signals are sent from a control CPU (flow computer) (not shown) to the four-way valve 28 and the hydraulic cylinders 22a and 22b.
  • the opening signal of the four-way valve 28 is sent to the control CPU.
  • the four-way valve 28 and the hydraulic cylinders 22a and 22b are manually operated. May be.
  • Fig. 3 shows the state in which the measurement has been completed by flowing the fluid from the fluid pipe 26a in the direction from the pipe section 16a to the pipe section 16b.
  • the sphere 24 that has moved in the counterclockwise direction reaches the pipe 16b and stays there.
  • the four-way valve 9c is operated by the control signal of the control CPU to make the fluid pipe 26a and the pipe section 16b communicate with each other, and the fluid pipe 26
  • the flow direction of the fluid flowing through the reference volume pipe 10 is reversed by setting the b and the pipe section 16 a to be in communication with each other.
  • the sphere 24 is previously arranged in the tube portion 16b.
  • the gate 20b is closed by the control signal of the control CPU on the upstream side of the sfair 24.
  • the fluid that has passed through the flowmeter under test starts flowing from the fluid pipe 26a into the pipe section 16b. If the fluid 24 has moved to the position of the gate 20b due to the fluid that has not yet reached the predetermined flow velocity, the solution 24 is locked at the position at the position of the gate 20b, stops and enters a standby state. Fluid flows through the gap between the sphere 24 and the pipe 16 b into the proofer pipe 12.
  • the gate is operated by a control signal of the control CPU. 20 b is opened, and the sphere 24 is released from the standby state.
  • the air 24 passes through the fluid having a predetermined flow velocity and the proofer pipe 12.
  • the operation of the valve is used as means for determining that the flow direction of the fluid has been switched reliably and has reached the predetermined flow velocity. Information such as the elapsed time from the start and the flow velocity (or flow rate) of the flow meter under test may be used.
  • the measuring CPU measures the number of pulses from the pulse transmitter from the time when the detection signal of the detector 14b is obtained to the time when the detection signal of the detector 14a is obtained.
  • the flow volume under test is calculated from the reference volume and the number of measured pulses since the reference volume is represented by the movement of the squirt air 24 between the two detectors 14a and 14b on the proof bar pipe 12.
  • the indicated values (volumes) of the errors of the test flowmeter are measured, and the necessary calibration is performed.
  • this pulse signal for example, an analog signal of a voltage obtained corresponding to the flow rate may be used.
  • the control CPU and the measurement CPU may be shared.
  • the standby means 18a and 18b are provided in the pipe sections 16a and 16b. Instead, the standby means 18a and 18b are provided. It is also conceivable to provide at the end of the proof pipe 12. That is, by providing the standby means 18a, 18b at both ends of the prober pipe 12, that is, upstream of the detectors 14a, 14b, the pipe sections 16a, 16b are omitted. However, it is conceivable to make the reference volume tube 10 smaller.
  • the sphere 24 made to stand by by the standby means 18a and 18b functions as a valve provided on the upstream side of the four-way valve 9c, so that the four-way valve 9c is set to a predetermined opening. Until the flow 24, the flow of the fluid is shut off, and when the four-way valve 9c reaches the predetermined opening, the standby means 18a and 18b are released, so that the fluid having the predetermined flow velocity As a result, the sphere 24 moves.
  • the standby means 18 a and 18 b and the detectors 14 a and 1 It is necessary to devise measures such as installing a discharge pipe to discharge the fluid at the part of the runway between 4b. This drain will be closed during the next measurement.
  • the initial period during which the swoof 24 starts moving by releasing the standby means 18a and 18b is a short time, but the flow of the fluid is reduced from zero to a predetermined flow rate. Changing to the state cannot be avoided. That is, although the time required for the fluid to reach the predetermined flow velocity is shorter than in the past, this time is not completely eliminated. For this reason, unlike the present embodiment, the conventional problem is not completely eliminated, and it is considered that the measurement accuracy still remains low.
  • the pluver pipe 12 uses a tube having a cross-sectional shape such as an ellipse or a square instead of a tube having a circular cross-sectional shape. You can use Further, as the pull-bar pipe 12, a straight pipe may be used instead of the loop pipe. Also, the flow meter under test may be arranged downstream of the proof pipe 12 instead of being arranged upstream of the proof pipe 12.
  • a test is performed without flowing channel switching structure, and a test is performed by flowing a fluid only in one direction.
  • the present invention can also be applied to

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

 バイディレクショナルプルーバである基準体積管10は、プルーバパイプ12に、2つの検出器14a、14bが設けられるとともに、さらに両端には、管部16a、16bがそれぞれ設けられる。検出器14a、14bに近い側の管部16a、16bの位置にそれぞれ、ゲート20a、20bと、油圧シリンダ22a、22bで構成される待機手段18a、18bが設けられる。スフェア24が管部16bに位置するとき、スフェア24と検出器14bの間に設けられた待機手段18bのゲート20bが管部16b内に突出することで、管部16bから検出器14bへ向けて移動してきたスフェア24は、流体の流速が所定値に達するまでの間、待機手段18bに係止されて検出器14b方向への移動が阻止され、その位置に待機した状態となる。

Description

明 細 書 基準体積管
技術分野
本発明は、 基準体積を有する計測管部内を運動子が所定区間移 動することで表される基準体積に基づいて、 より正確には、 運動子 が所定区間移動するときに吐出される、 基準体積に実質的に等しい 流体の体積に基づいて被試験流量計を校正する基準体積管に関す る。 背景技術
計量器では、 一定の期間で、 計量精度が一定の範囲内にあるか 否かを検查 (試験) し、 校正することが義務付けられている。
流量計の校正 (試験) 方法のひとつと して、 校正装置としての 基準体積管を用いる方法がある。
この方法は、 基準の体積 (以下、 基準体積という。 ) を有する 計測管部 (体積管、 プルーバパイプ) と校正対象の流量計 (以下、 被試験流量計という。 ) を直列に接続して、 運動子が計測管部内を 所定区間移動するときに吐出される、 基準体積に実質的に等しい流 体の体積に基づいて被試験流量計を校正するものである。 ここで、 器差を E、 被試験流量計で測定される体積 (流量) を I、 基準体積 管の基準体積を Qとすると、 E = ( I - Q ) / Q X 1 0 0 ( % ) で 求められる。
基準体積管 は 、 ュ ニ デ ィ レ ク シ ョ ナ ルプ ルー バ ( UNIDIRECTIONAL PROVER) とバイディ レ ク シ ョ ナルプル—バ (BIDIRECTIONAL PROVER)とに大別することができる。
前者のュニディレクショナルプルーパを用いる方法では、 計測 管部をループ管形状や直管形状に形成し、 計測管部の基準区間の両 端に 2つの検出器を備え、 計測管部内に計測管部の内径より も例え ば 2 〜 4 %程度大きく形成された、 例えば弾性に富むボール (以 下、 これをスフエアという。 ) あるいはピス ト ン等の運動子を挿入 し、 運動子が 2つの検出器間を一方向に移動することにより被試験 流量計の試験を行うものである。 試験を繰り返し行うときは、 1回 の試験が終了した後、 次の試験のために、 計測管部の終端に到達し た運動子を計測管部の始端に戻すが、 これには、 手動による方法 と、 計測管部の終端と始端とを接続して自動的に循環させる方法と がある (例えば、 特許第 2 9 3 1 1 4 9号公報、 特開平 1 1 一 3 0 4 5 7 2号公報及び 「石油計測規準マニュアル 第 4章第 2項」 ( 1 9 8 8年 6月 アメ リカ石油協会発行) 参照。 ) 。
—方、 後者のバイディ レクショナルプルーバを用いる方法で は、 ュニディレクショナルプルーバとほぼ同様な構成の装置を用い るが、 運動子が 2つの検出器間を一方向に移動した後、 バルブ等に より流路を切り替え、 運動子が逆方向に移動するようにしたもので ある (例えば、 「石油計測規準マニュアル 第 4章第 2項」 ( 1 9 8 8年 6月 アメ リカ石油協会発行) 参照。 ) 。
なお、 計測管部が直管形状に形成された基準体積管は、 計測管 部がループ管形状に形成された基準体積管に比べて、 高い精度を得 るには例えば倍の長さ寸法の計測管部を必要とするが、 この不具合 を避けるために、 パルス内揷法によって基準体積を縮小し、 可搬性 を有する程度に装置を小型化したスモ一ルポリュームコ ンパク トプ ルーパも用いられている。 このスモ一ルボリ ユームコンパク トプル ーバも広義の基準体積管に含めることができる。
従来のュニディレクショナルプルーバ (以下、 単に基準体積管 という。 ) について、 第 1図を参照してさらに説明する。
基準体積管 1 aは、 基準体積を有するプルーバパイプ 2 a を備 える。 基準体積は、 第 1検出器 6 aから第 2検出器 7 a までの区間 の体積を事前に精密に計測して定められている。 導入管 3 aに接続 される図示しない被試験流量計を通過した流体は、 導入管 3 aから プルーバパイプ 2 aを通って導出管 4 aへと流れる。 このとき、 ス フェア 5 aがプルーバパイプ 2 a内を第 1検出器 6 aから第 2検出 器 7 a までの区間移動するときに吐出される流体の体積に基づい て、 校正を行う。 すなわち、 スフエア 5 aが区間移動するときに吐 出される流体の体積は、 実質的に基準体積に等しく、 スフエア 5 a が区間移動することで基準体積が表される。 そして、 この基準体積 と被試験流量計の指示値 (体積) を比較して校正が行われる。
基準体積管 l aは、 スフヱァ 5 aを自動的に循環させる方法を 採用したものであり、 区間移動を終えたスフエア 5 aをプルーバパ イブ 2 aの終端から取り出してプルーバパイプ 2 aの始端に発出さ せる通過部 8が設けられている。
通過部 8には、 バルブ 8 a、 8 b と、 これらのバルブ 8 a、 8 b間にスフエア 5 aを待機させる中継部 8 cが設けられている。 な お、 参照符号 8 dはスフエア係止部材制御装置を示す。
測定時、 プルーバパイプ 2 aには予め流体を流通させておき、 例えば米国石油学会 (A P I ) 規格で推奨される 3 m / s e c程度 の所定の流速を安定して得られるように定常状態にしておく ( 「石 油計測規準マニュアル 第 4章第 2項」 ( 1 9 8 8年 6月 ァメ リ 力石油協会発行) 参照。 ) 。
ついで、 バルブ 8 aを閉じるとともにバルブ 8 bを開けて、 プ ルーバパイプ 2 a内の安定した流体の流れの中にスフエア 5 aを発 出させる。
これによ り、 精度よく試験および校正操作を行うことができ る。 ちなみに、 米国石油学会規格では、 後述するバイディ レクショ ナルプルーバの場合も含め、 キヤ リ ブレーショ ン時の再現性は土 0 . 0 1 %以内とされており、 一方、 日本国の計量法では、 1 3 0 0 0〜 1 / 5 0 0 0の精度が求められており、 いずれも高い精度 が要求されている。 つぎに、 従来のバイディ レクショナルプルーバ (以下、 単に基 準体積管という。 ) について、 第 2図を参照してさらに説明する。
基準体積管 1 bは、 ュニディレクショナルプルーバである基準 体積管 1 a と同様に、 基準体積を有するプルーバパイプ 2 bを備え る。 プルーバパイプ 2 bには、 2つの検出器 6 b、 7 bが設けら れ、 プルーバパイプ 2 bの両端には、 プルーバパイプ 2 bの径より も大きな径に形成され 管部 (ヘッダー部) 9 a、 9 bがそれぞれ 設けられる。
プル一バパイプ 2 bの各寸法は、 標準的には以下の要領で定め られる。
基準体積は、 最大試験流量 (時間当たり) の 0 . 5 %以上程度 に定められる。 一方、 流体の流速、 言い換えれば、 スフエアの移動 速度は、 上記のュニディ レクショナルプルーバに比べて小さな 1 . 5 m / s e c程度にとられる。 これら 2つの値が定まることで、 プ ルーバパイプの管径が必然的に決定される。
例えば、 最大試験流量が 2 0 0 0 m 3 Z Hのとき、 基準体積は 約 1 0 m 3、 プルーバパイプの管径 (直径) は約 0 . 6 9 mとな る。 そして、 このときの基準体積に対応する 2つの検出器間の距離 は約 2 7 mとなる。
基準体積管 l bは、 流体配管 3 b、 4 bおよび 2つの管部 9 a、 9 bが四方弁 9 cで流路を切り替え可能に接続される。
計測に先立ち、 流体配管 3 b、 4 bのいずれかの配管に図示し ない被試験流量計が取り付けられる。
そして、 四方弁 9 cを操作して流体の流れ方向を切り替え、 例 えば被試験流量計が取り付けられた側の流体配管 3 b と管部 9 aを 連通状態とするとともに、 流体配管 4 bと管部 9 b とを連通状態と する。 このとき、 プルーバパイプ 2 bおよぴ管部 9 aは、 流れ方向 を切り替える前の先の流体が液密に滞留しており、 また管部 9 aに は、 プルーバパイプ 2 bから移動してきたスフエア 5 bが予め配置 されている。
そして、 管部 9 aに流入した流体が四方弁 9 cの弁開度の増加 につれて次第に流速を増し、 最終的に所定の流速に達することで、 流体とともに所定の流速をもつようになったスフエア 5 bがプル一 バパイプ 2 b内を 2つの検出器 6 b、 7 b の間を区間移動し、 計測 が行われ、 スフエア 5 bは、 さらに管部 9 bに至る。
つぎに行う計測は、 四方弁 9 cを操作して、 流体配管 3 b と管 部 9 bを連通状態とするとともに、 流体配管 4 b と管部 9 a とを連 通状態と して、 流れ方向を変えて流体を管部 9 bからプルーバパイ プ 2 b内に導入することにより、 スフエア 5 bがプルーバパイプ 2 b内を 2つの検出器 7 b、 6 bの間を区間移動することで行われ、 スフヱァ 5 bは管部 9 a に至る。
上記した 2つの型の基準体積管 1 a、 1 bにおいて、 前者のュ 二ディ レクショナルプルーパである基準体積管 1 aは、 通過部 8を 設けた分だけ装置構造が複雑となるのに対して、 後者のバイディレ クショナルプルーバである基準体積管 1 bは、 通過部が存在しない ため、 その分、 装置構造が簡易である。 発明の開示
しかしながら、 後者の基準体積管 1 bでは、 四方弁 9 cの切り 替え操作に、 例えば 1 0秒を超える時間を必要とする。
四方弁 9 c の切り替え操作が行われ、 被試験流量計を通過した 流体が全て流入する状態になつた後に、 スフエア 5 bが検出器 6 b または 7 bを作動させるように設計しなければ、 正確な計測ができ ない。 したがって、 管部 9 aまたは 9 b と検出器 6 bまたは 7 b と の距離 (第 2図中、 1 で示す。 ) を例えば 7 . 5 m程度確保し、 十 分な助走路を設けることが行われている。
すなわち、 流体が管部 9 aまたは 9 b内に流入を開始したとき 力 ら、 管部 9 aまたは 9 b内を移動するスフエア 5 bは、 第 2図 中、 1 で示す助走期間を経て、 流体とともに所定の流速でプルーバ パイプ 2 b内の所定区間を移動することになる。 この流体が所定の 流速に至るまでの時間は、 具体的には、 例えば四方弁 9 cが半開あ るいは全開に至るまでの時間に対応する。
ところが、 上記のように管部と検出器との間の距離を大きくす ると、 その分だけ基準体積管の長手方向 (第 2図中、 左右方向) の 寸法が大きくなり、 例えば、 基準体積管の設置面積が大きくなると いう不具合がある。
また、 流路の切り替え操作手段として、 四方弁等の多方弁を用 いたものに限らず、 四方弁等と同等の機能を発揮するように、 例え ば複数の単弁を装置の計測管部に分離配置したものであっても、 程 度の差は別として、 同様の不具合が起こりえる。
本発明は、 上記の課題に鑑みてなされたものであり、 流体によ り運動子がプルーバパイプ内を移動する基準体積管において、 長手 方向の寸法を短縮化することができる基準体積管を提供することを 目的とする。
上記目的を達成するために、 本発明に係る基準体積管は、 所定 区間内に定められる基準体積を有する計測管部 (体積管) を備え、 運動子が該計測管部内を該所定区間移動するときに吐出される流体 の体積に基づいて被試験流量計を校正する基準体積管において、 該 運動子を該計測管部の該所定区間の始点の上流側の所定の位置に待 機させる待機手段を有することを特徴とする。
また、 本発明に係る基準体積管は、 前記待機手段が前記運動子 を係止する機械的ス ト ッパーであることを特徴とする。
この場合、 機械的ス ト ッパーを、 前記運動子に係合するピンと 該ピンを付勢する油圧シリンダで構成することができる。
また、 本発明に係る基準体積管は、 前記計測管部を前記流体が 双方向に移動可能に構成されるバイディレクショナルプルーバ型で あり、 前記計測管部の両端部にそれぞれ前記待機手段を有するとと もに、 該両端部と前記被試験流量計との間に接続され、 流路の切り 替えを行うことで該両端部のいずれか一方に前記流体を導入する多 方弁を有することを特徴とする。
この場合、 前記計測管部をループ管で構成することができる。 本発明に係る基準体積管は、 運動子を計測管部の所定区間の始 点の上流側の所定の位置に待機させる待機手段を有するため、 流れ 方向が完全に切り替わった時点で待機手段を解除することで、 流体 により運動子を所定の流速で移動させることができる。 これによ り、 従来のように助走路を長大に設けることが不要となり、 基準体 積管の長手方向の寸法を短縮化することができ、 例えば基準体積管 の設置面積の低減を図ることができる。 さらに、 可搬式として車輛 に基準体積管を搭載することも可能となる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 従来のュニディ レクショナルプルーバ型の基準体積 管の概略平面図である。
第 2図は、 従来のバイディレクショナルプルーパ型の基準体積 管の概略平面図である。
第 3図は、 本発明の実施の形態例の基準体積管の概略平面図で める。 発明を実施するための最良の形態
本発明に係る基準体積管の好適な実施の形態について、 第 3図 を参照して、 以下に説明する。
第 3図に示す、 本実施の形態例に係る基準体積管 1 0は、 従来 例と して第 2図に示したものとほぼ同様の基本構成を備えたパイデ ィ レクショナルプルーバである。
基準体積管 1 0は、 基準体積を有する、 ループ管形状の計測管 部 (以下、 ブルーバパイプという。 ) 1 2を備える。 プルーバパイ プ 1 2には、 2つの検出器 1 4 a、 1 4 bが設けられる。 この 2つ の検出器 1 4 a、 1 4 bの間の区間の部分のプルーバパイプ 1 2内 に形成される体積が基準体積となる。 検出器 1 4 a、 1 4 bは、 適 宜の方式のものを選択して用いることができ、 例えば、 機械的に動 作する電気スィ ッチ、 電子的近接スィ ッチ、 誘導ピックアップ等を 用いることができる。
プルーバパイプ 1 2の両端には管部 1 6 a、 1 6 bが設けら れ、 管部 1 6 a、 1 6 b端と検出器 1 4 a、 1 4 b との距離 (第 3 図中、 Lで示す。 ) は従来より も大幅に短縮されている。 なお、 管 部 1 6 a、 1 6 bの径は、 従来のものと同様に、 プノレーバパイプ 1 2径より も大きく形成される。
プルーバパイプ 1 2の両端であって、 この場合、 管部 1 6 a、 1 6 b の検出器 1 4 a、 1 4 bに近い側、 すなわち、 管部 1 6 a、 1 6 bが流体の.流入側として用いられるときの検出器 1 4 a、 1 4 bの上流側にそれぞれ待機手段 1 8 a、 1 8 bが設けられる。
待機手段 1 8 a、 1 8 bは、 機械的ス ト ッパーであり、 ピン形 伏のゲート 2 0 a、 2 0 b と、 油圧シリンダ 2 2 a、 2 2 bで構成 される。 ゲート 2 0 a、 2 0 bは油圧シリンダ 2 2 a、 2 2 bに付 勢されて、 管部 1 6 a、 1 6 b内を径方向に進出しあるいは退行す る。
第 3図のように運動子であるスフエア 2 4が管部 1 6 bに位置 するとき、 スフヱァ 2 4と検出器 1 4 bの間に設けられた待機手段 1 8 b のゲー ト 2 0 bが管部 1 6 b内に突出するこ と で、 第 3図 中、 管部 1 6 bから検出器 1 4 bへ向けて移動してきたスフエア 2 4はゲート 2 0 bに係止される。 そして、 検出器 1 4 b方向へのス フェア 2 4の移動が阻止され、 その位置に待機した状態となる。 一 方、 ゲー ト 2 0 bが管部 1 6 b の管壁に向けて引っ込むことによ り、 スフエア 2 4の待機状態が解除される。
待機手段 1 8 a、 1 8 bは、 駆動部として、 油圧シリンダ 2 2 a、 2 2 bに代えて、 電動シリンダ、 エアシリンダ等を用いること ができ、 さらにまた、 他の適宜の駆動手段を用いることができる。
また、 待機手段 1 8 a、 1 8 bは、 スフエア 2 4の動きを止め て所定の位置に待機させる機能を有するものである限り、 他の機械 的ス トッパーを用いることができ、 例えば、 管部 1 6 bの管壁から 管部 1 6 bの径中心方向に向けて突出して設けられた複数のピンあ るいは幅の狭い板等がスフエア 2 4の進路を遮るとともに、 これら のピンあるいは板等が管壁方向に倒れることでスフエア 2 4の進路 を開く構成とすることができる。 また、 待機手段 1 8 a、 1 8 b と して、 電気的あるいは電子的な適宜の手段を用いることもできる。
流路の切り替えによって導入管または導出管のいずれかと して 用いられる流体配管 2 6 a、 2 6 bおよび 2つの管部 1 6 a、 1 6 bは、 四方弁 2 8で流路を切り替え可能に接続される。
なお、 第 3図中、 参照符号 3 0 a、 3 O bは流体の温度を計測 する温度ゲージを、 参照符号 3 2 a、 3 2 bは流体の圧力を計測す る圧力ゲージを、 それぞれ示す。
流体配管 2 6 a、 2 6 b の うちの一方、 例えば流体配管 2 6 a に、 図示しない被試験流量計が接続される。 すなわち、 被試験流量 計は、 流体配管 2 6 a を介して基準体積管 1 0 と直列に接続され る。
被試験流量計には、 流量に比例した数のパルスを生成して発信 するパルス発信機が取り付けられている (図示せず。 ) 。
このパルス発信機のパルス信号おょぴ検出器 1 4 a、 1 4 bの 検出信号 (スタート Zス ト ップ信号) は、 図示しない計測用 C P U (プル一ビングコンピュータ) に取り込まれる。 一方、 四方弁 2 8 および油圧シリ ンダ 2 2 a、 2 2 bには、 図示しない制御用 C P U (フローコンピュータ) から制御信号が送られる。 また、 四方弁 2 8の開度信号が制御用 C P Uに送られる。 なお、 四方弁 2 8および 油圧シリンダ 2 2 a、 2 2 bはマニュアル操作する型のものであつ てもよい。
第 3図は、 流体配管 2 6 aからの流体を管部 1 6 aから管部 1 6 bに向けた方向に流して、 計測が終了した状態を示すものであ り、 プルーバパイプ 1 2内を反時計回り方向に移動したスフエア 2 4は管部 1 6 bに到達し、 滞留している。
そして、 次の計測を開始するときは、 制御用 C P Uの制御信号 によって四方弁 9 cを操作して、 流体配管 2 6 a と管部 1 6 bを連 通状態とするとともに、 流体配管 2 6 b と管部 1 6 a とを連通状態 と して、 基準体積管 1 0を流れる流体の流れ方向を逆転させる。 こ のとき、 上記のように管部 1 6 bにはスフェア 2 4が予め配置され ている。 さらに、 スフエア 2 4の上流側には制御用 C P Uの制御信 号によってゲー ト 2 0 bが下降して閉状態となっている。
四方弁 9 c の動作開始によって、 被試験流量計を通過した流体 が流体配管 2 6 aから管部 1 6 bに流入し始める。 未だ所定の流速 に達していない流体によりスフエア 2 4がゲート 2 0 bの位置まで 移動すると、 スフエア 2 4はその位置でゲート 2 0 bに係止して停 止し、 待機状態となるとともに、 流体はスフ ア 2 4と管部 1 6 b の間の隙間からプルーバパイプ 1 2に流れこむ。
そして、 流体が所定の流速に達したとき、 例えば四方弁 9 cが 所定の開度 (通常、 全開) に至ったことを示す開度信号を受けて、 制御用 C P Uの制御信号によつてゲート 2 0 bが開いて、 スフエア 2 4は待機状態を解除される。 スフエア 2 4は、 所定の流速となつ た流体とプルーバパイプ 1 2を通過する。 ここで、 流体の流れ方向 が確実に切り替わり、 所定の流速に至ったことを判断する手段とし て、 上記のよ うに四方弁 9 cの弁開度の情報を用いることに代え て、 弁の操作開始からの経過時間や被試験流量計の流速 (あるいは 流量) の情報等を用いてもよい。
スフエア 2 4が通過するときの検出器 1 4 a、 1 4 bの検出信 号および被試験流量計のパルス発信機のパルス信号は、 それぞれ計 測用 C P Uに取り込まれる。
そして、 計測用 C P Uによって、 検出器 1 4 bの検出信号が得 られる時点から検出器 1 4 a の検出信号が得られる時点までの間の パルス発信機からのパルス数が計測される。 プルーバパイプ 1 2の 2つの検出器 1 4 a、 1 4 bの間をスフエア 2 4が移動することで 基準体積が表されるため、 この基準体積と計測されたパルス数から 求められる被試験流量計の指示値 (体積) を比較することで、 被試 験流量計の誤差が計測され、 さらに、 必要な校正が行われる。 な お、 このパルス信号に代えて、 例えば流量に対応して得られる電圧 のアナログ信号を用いてもよい。 なお、 制御用 C P Uと計測用 C P Uは兼用してもよい。
以上説明した本実施の形態例は、 待機手段 1 8 a、 1 8 bを管 部 1 6 a、 1 6 bに設けるものであるが、 これに代えて、 待機手段 1 8 a、 1 8 bをプルーバパイプ 1 2の末端に設けることも考えら れる。 すなわち、 待機手段 1 8 a、 1 8 bをプルーバパイプ 1 2の 両端部、 すなわち検出器 1 4 a、 1 4 bの上流側に設けることで、 管部 1 6 a、 1 6 bを省略して、 基準体積管 1 0をより小型化する ことが考えられる。
この場合、 待機手段 1 8 a、 1 8 bによって待機させられるス フェア 2 4が、 いわば四方弁 9 cの上流側に設けられた弁の役割を 果たし、 四方弁 9 cが所定の開度に至るまではスフエア 2 4が流体 の流れを遮断し、 四方弁 9 cが所定の開度に至った時点に待機手段 1 8 a、 1 8 bを解除することで、 所定の流速を持った流体により スフエア 2 4が移動することになる。 なお、 この場合、 流体の流れ 方向を変えて次の計測を開始する前の、 逆方向の流体の流れを確保 するために、 待機手段 1 8 a、 1 8 bと検出器 1 4 a、 1 4 b との 間の助走路とされる箇所に流体を排出するための排出管を設けてお く等の工夫が必要である。 この排出管は、 次の計測の際には閉止さ れる。 しかしながら、 この場合、 待機手段 1 8 a、 1 8 bを解除する ことによりスフエア 2 4が移動を開始する初期の期間は、 短い時間 ではあるものの流体の流れが流速零の状態から所定の流速の状態に 至るまで変化することを避けることができない。 すなわち、 従来に 比べて流体が所定の流速に至るまでの時間は短縮されるものの、 こ の時間を完全に解消するものではない。 このため、 本実施の形態例 のように従来の不具合を完全に解消するものではなく、 計測精度の 低下が残るものと考えられる。
なお、 本実施の形態例において、 プルーバパイプ 1 2は、 円形 の断面形状の管に代えて、 楕円形や方形等の断面形状の管を用い、 このときの断面形状に合わせた形状を有する運動子を用いてもよ レ、。 また、 プル一バパイプ 1 2は、 ループ管に代えて直管を用いて もよい。 また、 被試験流量計は、 プルーバパイプ 1 2の上流側に配 置する代わりにプルーバパイプ 1 2の下流側に配置してもよい。
また、 本発明の実施の形態例にかかわらず、 例えば、 流路の切 り替え構造を備えず、 一方方向のみに流体を流して試験を行ぅュニ ディ レクショナルプルーバ型の基準体積管についても、 本発明を適 用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 所定区間内に定められる基準体積を有する計測管部を備え、 運 動子が該計測管部内を該所定区間移動するときに吐出される流体の 体積に基づいて被試験流量計を校正する基準体積管において、
該運動子を該計測管部の該所定区間の始点の上流側の所定の位 置に待機させる待機手段を有することを特徴とする基準体積管。
2 . 前記待機手段が前記運動子を係止する機械的ス トッパーである ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の基準体積管。
3 . 前記機械的ス トッパーが、 前記運動子に係合するピンと該ピン を付勢する油圧シリンダで構成されてなることを特徴とする請求の 範囲第 2項に記載の基準体積管。
4 . 前記計測管部を前記流体が双方向に移動可能に構成されるバイ ディ レクショナルプルーバ型であり、
該計測管部の両端部にそれぞれ前記待機手段を有すると とも に、 該両端部と前記被試験流量計との間に接続され、 流路の切り替 えを行うことで該両端部のいずれか一方に前記流体を導入する多方 弁を有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の基準体積 管。
5 . 前記計測管部がループ管であることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の基準体積管。
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