特開 2021-67512 停水式検定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-67512(P2021-67512A)

(43)【公開日】2021年4月30日

(54)【発明の名称】停水式検定装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 25/00 20060101AFI20210402BHJP

【ＦＩ】

   G01F25/00 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2019-191654(P2019-191654)

(22)【出願日】2019年10月21日

(71)【出願人】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101133

【弁理士】

【氏名又は名称】濱田 初音

(74)【代理人】

【識別番号】100199749

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 成

(74)【代理人】

【識別番号】100197767

【弁理士】

【氏名又は名称】辻岡 将昭

(74)【代理人】

【識別番号】100201743

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 和真

(72)【発明者】

【氏名】津村 佳宏

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 賢

(57)【要約】

【課題】応答速度が遅い流量計でも、器差検定を高精度に行うことができる停水式検定装置を提供する。
【解決手段】停水式検定装置１０は、流体を圧送するポンプ１３と、ポンプ１３から圧送された流体を溜める基準タンク１４と、流体の流量を計測する流量計５０が設けられ、一端がポンプ１３と接続し、他端が基準タンク１４内に連通する配管１２と、配管１２に設けられ、当該配管１２を開閉する同期バルブ１９と、同期バルブ１９を、流量計５０による流量の計測に同期させて動作させる制御部２０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を圧送するポンプと、
前記ポンプから圧送された流体を溜める基準タンクと、
流体の流量を計測する被検査流量計が設けられ、一端が前記ポンプと接続し、他端が前記基準タンク内に連通する配管と、
前記配管に設けられ、当該配管を開閉する同期バルブと、
前記同期バルブを、前記被検査流量計による流量の計測に同期させて動作させる制御部とを備える
ことを特徴とする停水式検定装置。

【請求項2】

前記同期バルブは、
前記被検査流量計における応答速度以下の速度で、前記配管を開閉可能である
ことを特徴とする請求項１記載の停水式検定装置。

【請求項3】

前記同期バルブは、
前記配管における前記被検査流量計よりも上流側に配置される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の停水式検定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、流量計の器差検定を行うための停水式検定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

流量計の器差検定は、計量法で定められた規則に基づいて、実施されるものである。このような、流量計の器差検定を行うための検定装置としては、例えば、特許文献１，２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３８６６９７５号公報

【特許文献2】特開２００１−２１４０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水道メータ等の流量計に対応した検定装置は、例えば、流量計に実際に通水させた流体を基準器に流入させて、当該基準器に貯留した流体の体積値と、流量計の計測値とを比較して、流量計の計量精度（器差）を求める構成となっている。

【0005】

また、流量計の検定方式としては、停水式及び通水式の２種類が提供されている。停水式の検定方法は、流量計が、流体の流量がゼロとなる状態から、計測を開始するものである。この停水式検定方法は、一般的に広く使用されるものであって、この停水式検定方法を適用した装置は、簡素な構成で、製造コストも安価となっている。一方、通水式の検定方法は、流量計が、流体が一定流量で通過している状態から、計測を開始するものである。この通水式検定方法は、停水式検定方法と比べて、構成機器が多く、製造コストが高くなっている。

【0006】

羽根車式及び電磁式の流量計は、流量計の中でも、比較的に応答速度が速く、流量の立ち上がり及び立ち下がりを高精度に計測可能な分解能を備えているため、停水式検定装置に適用可能となっている。これに対して、超音波式の流量計は、１対の超音波センサ間で、超音波を送受信させることにより、流体の流量を計測するため、応答速度が遅く、流量の立ち上がり及び立ち下がりに対する分解能が低い。

【0007】

このため、応答速度が遅い流量計は、停水式検定装置には適用が困難となるため、通水式検定装置に適用するしかなかった。しかしながら、上述したように、通水式検定装置は、停水式検定装置と比べて、製造コストが非常に高額となるため、応答速度が遅い流量計の器差検定を行う場合には、大きな設備投資が必要であった。

【0008】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、応答速度が遅い流量計でも、器差検定を高精度に行うことができる停水式検定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】

【0009】

この発明に係る停水式検定装置は、流体を圧送するポンプと、ポンプから圧送された流体を溜める基準タンクと、流体の流量を計測する被検査流量計が設けられ、一端がポンプと接続し、他端が基準タンク内に連通する配管と、配管に設けられ、当該配管を開閉する同期バルブと、同期バルブを、被検査流量計による流量の計測に同期させて動作させる制御部とを備えるものである。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、応答速度が遅い流量計でも、器差検定を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る停水式検定装置の概略構成図である。

【図2】実施の形態１に係る停水式検定装置における流量計の分解能を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

実施の形態１．
実施の形態１に係る停水式検定装置１０について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る停水式検定装置１０の概略構成図である。なお、図１に示した矢印は、流体（例えば、水）の流れ方向を示している。

【0014】

図１に示した停水式検定装置１０は、検査すべき１台または複数台の流量計（被検査流量計）５０を通過する流体の流量がゼロとなる状態から、当該流量計５０の器差検定を行うものである。器差とは、流量計５０を実際に通って流れた流体の実流量と、これに対応する流量計５０の計測量（指示量）との差の、実流量に対する百分率として定義されるものである。なお、図１に示した停水式検定装置１０は、８台の流量計５０を器差検定する例としている。

【0015】

流量計５０は、例えば、超音波積算熱量計である。この超音波式の流量計５０は、流体中において、１対の超音波センサ間で、超音波を送受信させることにより、当該流体の瞬時流量を計測する。このように、流量計５０は、超音波の送受信によって、流体の瞬時流量を計測するため、羽根車式及び電磁式の流量計と比べて、応答速度が遅く、流量の立ち上がり及び立ち下がりに対する分解能が低い。また、流量計５０は、羽根車式及び電磁式の流量計のように、計測開始から流れた流体の累積値となる積算流量を計測するものではなく、一定時間当たりに流れる流体の流量となる瞬時流量を計測するものである。

【0016】

なお、停水式検定装置１０は、超音波式の流量計５０の器差検定だけでなく、羽根車式及び電磁式の流量計の器差検定についても行うことができる。

【0017】

停水式検定装置１０は、検定台１１、配管１２、ポンプ１３、基準タンク１４、入側バルブ１５、出側バルブ１６、通水バルブ１７、流量設定部１８、同期バルブ１９、及び、制御部２０を備えている。この停水式検定装置１０は、従来の構成に対して、同期バルブ１９及び制御部２０を追加した構成となっている。

【0018】

配管１２は、検定台１１の上面を沿うように、ポンプ１３と基準タンク１４との間を繋いでいる。配管１２の一端（上流端）は、ポンプ１３の出口と接続し、配管１２の他端（下流端）は、基準タンク１４内に連通している。

【0019】

検定台１１の上面には、複数台の流量計５０が、配管１２の長さ方向に沿って、直列に配置されている。流量計５０は、配管１２と接続すると共に、クランプ部材１１ａによって、検定台１１の上面に取り付けられている。このとき、流量計５０は、その入口が配管１２を介してポンプ１３の出口と連通する一方、その出口が配管１２を介して基準タンク１４内に連通している。また、全ての流量計５０は、同じ高さ位置に配置されている。

【0020】

ポンプ１３の入口は、給水源（図示省略）と接続している。これにより、給水源に貯留する流体は、ポンプ１３の駆動によって、当該給水源から汲み上げられた後、配管１２及び流量計５０を通過して、基準タンク１４内に圧送られる。ポンプ１３の吐出圧力は、一定（例えば、１０００ｋＰａ・Ｇ）となっている。

【0021】

基準タンク１４は、計量法で定められた基準器を構成するものであって、ポンプ１３から圧送された流体を溜めるものである。この基準タンク１４は、レベルゲージ１４ａ、排水管１４ｂ、及び、排水バルブ１４ｃを有している。

【0022】

レベルゲージ１４ａは、透明な材料で形成されている。このレベルゲージ１４ａは、基準タンク１４の外面に沿って設けられており、当該基準タンク１４内と連通している。これにより、作業者は、レベルゲージ１４ａを見ることにより、基準タンク１４内に溜められた流体の体積を目視で読み取ることができる。

【0023】

排水管１４ｂは、基準タンク１４内の下部に連通しており、排水バルブ１４ｃは、その排水管１４ｂに設けられている。この排水バルブ１４ｃは、手動によって排水管１４ｂを開閉可能となっている。基準タンク１４内に溜められた流体は、排水バルブ１４ｃが開状態となることにより、当該基準タンク１４の外部に排出される。

【0024】

入側バルブ１５は、配管１２において、複数台の流量計５０のうち、最も上流側に位置する流量計５０よりも上流側に配置されている。出側バルブ１６は、複数台の流量計５０のうち、最も下流側に位置する流量計５０よりも下流側に配置されている。入側バルブ１５及び出側バルブ１６は、手動によって配管１２を開閉可能となっており、配管１２内から気泡を除去する際に使用される。

【0025】

通水バルブ１７は、配管１２において、出側バルブ１６よりも下流側に配置されている。この通水バルブ１７は、手動によって配管１２を開閉可能となっており、ポンプ１３と基準タンク１４とを、配管１２を介して連通させるものである。

【0026】

流量設定部１８は、配管１２において、通水バルブ１７よりも下流側に配置されている。また、流量設定部１８は、配管１２の立ち上がり区間に設けられており、この配管１２の立ち上がり区間は、検定台１１の上面に沿うように配置された配管１２の水平区間から立ち上がった部分である。そして、流量設定部１８は、配管１２内を流れる流体の流量、即ち、流量計５０を通過する流体の流量を調整する。この流量設定部１８は、例えば、浮子式流量計であって、流量計５０に対応する定格流量を調整可能となっている。

【0027】

同期バルブ１９は、配管１２において、入側バルブ１５と、複数台の流量計５０のうち最も上流側に位置する流量計５０との間に、配置されている。この同期バルブ１９は、流量計５０における応答速度以下の速度で、配管１２を開閉可能となっている。

【0028】

制御部２０は、同期バルブ１９及び流量計５０と電気的に接続されている。この制御部２０は、同期バルブ１９を、流量計５０による流量の計測に同期させて動作させる。具体的には、制御部２０は、流量計５０の計測動作が開始されると、これに同期して、同期バルブ１９を開き始める。また、同期バルブ１９は、流量計５０の計測動作が終了すると、これに同期して、同期バルブ１９を完全に閉じた状態とする。即ち、制御部２０は、流量計５０の応答速度以下の速度で、且つ、流量計５０における流体の流量がゼロとなる計測開始及び計測終了に同期させて開閉させる。

【0029】

次に、停水式検定装置１０を用いて、流量計５０を器差検定する際の動作について、以下に説明する。

【0030】

先ず、作業者は、流量計５０を、配管１２に接続すると共に、クランプ部材１１ａを用いて、検定台１１の上面に取り付ける。

【0031】

次いで、作業者は、排水バルブ１４ｃ、入側バルブ１５、出側バルブ１６、通水バルブ１７、及び、同期バルブ１９の全てのバルブが閉状態であることを確認する。

【0032】

そして、作業者は、ポンプ１３を駆動させる。これにより、給水源に貯留する水は、当該給水源から汲み上げられた後、配管１２における閉状態の入側バルブ１５の手前まで流入する。

【0033】

次いで、制御部２０は、同期バルブ１９を動作させて開状態にする。

【0034】

そして、作業者は、入側バルブ１５、出側バルブ１６、及び、通水バルブ１７を順に操作して、それらを段階的に開状態にする。これにより、配管１２は、ポンプ１３側から基準タンク１４側に向けて、段階的に満水状態となるため、配管１２内に存在する気泡は、流体と共に流れて、基準タンク１４内に排出される。

【0035】

次いで、作業者は、流量設定部１８を操作して、流量計５０に流す流体の流量を、所定の定格流量に設定する。

【0036】

そして、制御部２０は、同期バルブ１９を動作させて閉状態にする。このとき、流量設定部１８は、配管１２の立ち上がり区間に配置されているため、その内部は、満水状態のままである。

【0037】

次いで、作業者は、排水バルブ１４ｃを操作して開状態にする。これにより、基準タンク１４内に溜まっている水は、その排水バルブ１４ｃを介して、当該基準タンク１４の外部に排出される。更に、作業者は、レベルゲージ１４ａがゼロ又は任意の体積値を指していることを確認してから、排水バルブ１４ｃを操作して閉状態にする。

【0038】

そして、制御部２０は、同期バルブ１９を動作させて開状態にする。これにより、流量計５０は、流体の流量がゼロとなる状態から、計測を開始することになる。このとき、制御部２０は、同期バルブ１９を、流量計５０の応答速度以下で、且つ、流量計５０における流体の流量がゼロとなる計測開始に同期させて、全閉状態から全開状態まで開動作させる。

【0039】

次いで、作業者は、流量計５０によって計測された流体の瞬時流量を積算して、流量積算値を算出し続ける。

【0040】

そして、制御部２０は、所定の期間が経過すると、同期バルブ１９を動作させて閉状態にする。これにより、流量計５０は、瞬時流量の計測を終了することになるが、流体の流量がゼロとなる状態で、計測を終了する。このとき、制御部２０は、同期バルブ１９を、流量計５０の応答速度以下で、且つ、流量計５０における流体の流量がゼロとなる計測終了に同期させて、全開状態から全閉状態まで閉動作させる。

【0041】

次いで、作業者は、レベルゲージ１４ａを見ることにより、基準タンク１４内に流入した流体の体積値を目視で読み取る。

【0042】

そして、作業者は、最終的な積算流量と、読み取った体積値とを比較して、流量計５０の器差を算出する。

【0043】

次いで、作業者は、算出した器差が、所定の流量範囲となる検定公差を超えているか否かを判定する。即ち、上記器差が検定公差を超えていない場合には、作業者は、流量計５０を合格品であると判定する。一方、上記器差が検定公差を超えている場合には、作業者は、流量計５０を不合格品であると判定する。

【0044】

ここで、図２は、実施の形態１に係る停水式検定装置１０における流量計５０の分解能を示した図である。この図２に示したグラフでは、横軸が時間を示し、縦軸が流量を示しており、２点鎖線で囲まれた領域が、流量計５０における分解能の設定領域となっている。

【0045】

図２に示すように、制御部２０は、同期バルブ１９を、流量計５０による流量の計測に同期させて動作させることにより、当該流量計５０は、流量の立ち上がり及び立ち下がりに対して、分解能を均等に設定することができる。このとき、流量計５０は、流量の立ち上がり及び立ち下がりに対して、それぞれ１つの分解能で対応しており、各分解能は、流量の立ち上がり及び立ち下がりの全領域を含むように設定されている。これにより、停水式検定装置１０は、応答速度が遅い流量計５０でも、器差検定を高精度に行うことができる。

【0046】

また、同期バルブ１９は、その閉動作に伴って、衝撃波を流体中に発生させてしまう場合がある。この衝撃波は、流体中を伝搬して、流量計５０に衝突した際に、反射波を発生させ、この反射波は、同期バルブ１９に到達するおそれがある。このように、同期バルブ１９は、反射波を受けてしまうと、その開閉動作に影響が出でしまう。しかしながら、停水式検定装置１０は、同期バルブ１９を、最も上流側に位置する流量計５０よりも更に上流側に配置しているため、反射波の同期バルブ１９への到達を抑制することができる。なお、同期バルブ１９は、複数台の流量計５０のうち最も下流側に位置する流量計５０よりも下流側に配置されても良い。

【0047】

以上より、実施の形態１に係る停水式検定装置１０は、流体を圧送するポンプ１３と、ポンプ１３から圧送された流体を溜める基準タンク１４と、流体の流量を計測する流量計５０が設けられ、一端がポンプ１３と接続し、他端が基準タンク１４内に連通する配管１２と、配管１２に設けられ、当該配管１２を開閉する同期バルブ１９と、同期バルブ１９を、流量計５０による流量の計測に同期させて動作させる制御部２０とを備えている。これにより、停水式検定装置１０は、応答速度が遅い流量計５０でも、器差検定を高精度に行うことができる。

【0048】

また、同期バルブ１９は、流量計５０における応答速度以下の速度で、配管１２を開閉可能である。これにより、停水式検定装置１０は、応答速度が遅い流量計５０の器差検定を、確実に行うことができる。

【0049】

更に、同期バルブ１９は、配管１２における流量計５０よりも上流側に配置されている。これにより、同期バルブ１９は、閉動作に伴って衝撃波を発生させてしまった場合でも、最も上流側に位置する流量計５０よりも更に上流側に配置されているため、衝撃波がその流量計５０に衝突した際に発生する反射波を受けるおそれがない。

【0050】

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは、実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0051】

１０ 停水式検定装置
１１ 検定台
１１ａ クランプ部材
１２ 配管
１３ ポンプ
１４ 基準タンク
１４ａ レベルゲージ
１４ｂ 排水管
１４ｃ 排水バルブ
１５ 入側バルブ
１６ 出側バルブ
１７ 通水バルブ
１８ 流量設定部
１９ 同期バルブ
２０ 制御部
５０ 流量計

【図1】

【図2】