JPH02281120A - 圧力計器校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、原子カプラントその他各種のプラント等に設
置される多数の圧力計器を自動的に校正する圧力計器校
正装置に係わり、特に多点校正作業の省力化を実現する
圧力計器校正装置に関する。

（従来の技術） この種の工業用プラントでは配管内に流れる流体の圧力
あるいは差圧等を測定するために随所に圧力スイッチ、
圧カドランスミッタ等の圧力計器が設置されている。こ
れら圧力計器は、一般にプラントの運転状態を監視する
目的で使用されているので常に所望とする精度を維持す
る必要があり、ここに圧力計器の校正を適正に行うこと
が非常に重要となってくる。

ところでＪ従来、原子カプラントにおける配管内の流体
圧力の測定は、第９図に示すように配管に設置された圧
力計器１で配管内の流体圧力を測定した後、この測定信
号を精密抵抗器２を通して圧力指示器３を導入し、ここ
で圧力指示器３の指示値から流体圧力を得ている。

一方、圧力計器１の校正時には、圧力計器１に配管４を
介して加圧ポンプ５および精密圧力計６を接続した後、
校正員が加圧ポンプ５を操作して配管４内に空気圧を送
り込みながら、そのときの精密圧力計６の測定値が所望
とする校正用圧力となる様に前記加圧ポンプ５から空気
圧を送り出し、このときの圧力指示器３の指示値を記録
する。このような校正用圧力の印加操作は、圧力計器１
の各測定レンジについて、０％→１００％、１００％→
０％の各範囲ごとに数点ずつ行い、そのときの圧゛力指
示器３の指示値を順次記録していく。その後、この測定
指示値と校正用圧力とを比較し、その差が予め設定され
る許容精度範囲内に入っているか否かを判断し、許容範
囲外の場合には圧力計器１の調整を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上のような校正装置では次のような問題点が
指摘されている。

（１）　校正員が精密圧力計６の精密測定値の読取り、
加圧ポンプ５の操作および圧力指示器３の測定圧力の記
録等を行うので、校正作業に対する校正凡の負担が非常
に大きいこと。

（２）　また、精密圧力計６の精密測定値を読取りなが
ら加圧ポンプ５から校正用圧力を印加し、かつ、そのと
きの測定圧力を記録するので、校正作業に長時間を必要
とする問題がある。

（３）　さらに、圧力計器の校正は、正常な計器を用い
て測定した結果から得られる特性曲線から正および負で
最大どの位の誤差があるかを判断しながら行う必要があ
るので、校正試験点数は多い方が望ましい。しかし、従
来の校正装置では、１点あたりの測定に時間がかかるだ
けでなく、原子カプラントのように数百台にも及ぶ圧力
計器１を備えている場合には１３当たりに裂くことので
きる校正作業時間は限られおり、ひいては校正試験点数
にもおのずと制限が出てくる問題がある。

本発明は以上のような問題点を解決するためになされた
もので、校正作業時に所望とする圧力を安定に供給でき
、かつ、短時間に多点校正を高精度に行い得る圧力計器
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） 本発明による圧力計器校正装置は上記課題を解決するた
めに、第１図に示すようにプラント中の圧力を測定し、
その圧力測定信号を出力する圧力測定手段１１と、この
圧力測定手段を校正する場合に、前記圧力測定手段に圧
力を印加する圧力発生手段１２と、この圧力発生手段か
ら発生された圧力を測定し、精密測定信号を出力する精
密圧力測定手段１３と、予め複数の校正用圧力が設定さ
れ、各校正用圧力毎に前記精密圧力測定手段の精密測定
信号が該校正用圧力を示すよう前記圧力発生手段からの
圧力を制御する圧力制御信号を前記圧力測定手段に供給
し、かつ、該各校正用圧力毎に前記圧力発生手段から出
力される圧力に応じて前記圧力４１す定手段から出力さ
れる圧力測定信号を記憶すると共に、それらの圧力測定
信号と校正用圧力から圧力測定手段の入出力特性曲線を
求め、この入出力特性曲線と予め設けてある圧力測定手
段の仕様特性曲線とを比較し、前記圧力測定手段の精度
の判定を行う制御・演算手段１４とを備えたちのである
。

（作用） 従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、プラント中の圧力を測定する圧力測定手段を校正する
場合、その圧力発生手段から複数の校正用圧力に相当す
る圧力を順次圧力測定手段に印加すると共に、このとき
の圧力発生手段から圧力測定手段に印加される圧力を精
密圧力測定手段により測定し、この精密圧力測定手段で
測定した圧力が予め定めた校正用圧力となるように前記
圧力発生手段から発生する圧力を制御する。そして、前
記校正用圧力毎に前記圧力測定手段で測定した圧力測定
信号を制御・演算手段で取り込んで記憶すると共にこの
圧力測定信号と校正用圧力とから圧力測定手段の入出力
特性曲線を求め、この入出力特性曲線と予め設けた圧力
測定手段の仕様特性曲線とから前記圧力測定手段の精度
を判定するものである。

（実施例） 以下、本発明装置の実施例について図面を参照して説明
する。第２図は液体の水圧を用いて正領域圧力について
多点校正を行う本発明装置の一実施例とした構成図であ
る。同図において２１はプラントの配管に設置される圧
力測定手段としての圧力計器であって、この圧力計器２
１には制御・演算手段３０から圧力発生手段を介して校
正用水圧が供給される。この制御・演算手段３０は予め
仕様特性曲線及び校正用圧力の実測定結果による入出力
特性曲線との比較および必要な演算処理を実行する部分
であって、この手段３０の一部を構成する演算制御部３
１より校正のために発生させたい水圧に対応する水圧制
御信号が出力し、前記圧力発生手段の一部を構成するＤ
／Ａ変換器２２に導入する。この圧力光、生手段は、演
算制御部３１から送られてくるデジタル水圧制御信号を
アナログ水圧制御信号に変換するＤ／Ａ変換器２２のほ
か、電気・水圧変換器２３および水タンク２４等で構成
されている。この電気・水圧変換器２３はアナログ水圧
制御信号を受けその水圧力制御信号に対応する水圧を発
生し、前記圧力計器２１および精密圧力センサ２５に印
加するが、この加圧に必要な水は水タンク２４より得る
ものである。この精密圧力センサ２５はその水圧に対応
した精密測定信号をアナログ信号としてＡ／Ｄ変換器２
６に供給し、一方、圧力計器２１による水圧測定信号は
制御・演算手段３０のデータ処理装置３２に送られる。

精密圧力センサ２５から精密測定信号を受けたＡ／Ｄ変
換器２６はデジタル信号に変換し前記演算制御部３１に
供給する。ここで。

演算制御部３１は校正用圧力と精密測定信号を比較し、
偏差があれば精密測定信号が校正用圧力に合致するよう
な補正用水圧制御信号を前記圧力発生手段に送出する。

前記データ処理装置３２は、複数の水圧測定信号をデー
タとして記憶すると共に得られたデータから入出力特性
曲線を求め、仕様特性曲線との比較を行い、圧力計器２
１が許容精度範囲内で動作しているか否かを判定し、そ
の判定結果を記憶すると共に許容精度範囲外であれば圧
力計器２１の調整を行う必要がある。これら一連のデー
タ処理結果は表示器３３．プリンタ３４に表またはグラ
フとして出力するので、校正員はこの出力に基づいて圧
力計器２１の調整を行うことが可能である。

２７は校正用圧力を設定し、その他必要なデータを演算
制御部３１等に入力する操作部、３５は伝送インタフェ
ースである。

次に、以上のように構成された装置の動作を説明する。

先ず、校正員が予め操作部２７から演算制御部３１に校
正すべき点数の校正用圧力を設定すると、演算制御部３
１ではそのデータをメモリ等に格納する。圧力計器２１
の校正を必要とする時、操作部２７等から開始指令を入
力すると、演算制御部３１では予め格納されている複数
の校正用圧力の中から所定゛の順序に基づいて１つの校
正用圧力に対応する水圧制御信号を発生する。ここで、
電気・水圧変換器２３は演算制御部３１からＤ／Ａ変換
器２２を介して送られてくる水圧制御信号に対応する水
圧を水タンク２４からの水を利用しながら発生し、圧力
計器２１および精密圧力センサ２５に印加する。ここで
、精密圧力センサ２５は印加された水圧に対応する精密
測定信号を得、これをＡ／Ｄ変換器２６を介して演算制
御部３１に導入する。この演算制御部３１では前記圧力
発生手段へ送出した校正用圧力と精密測定信号とを比較
し偏差があればその偏差を零とするための補正用水圧制
御信号を発生し、これに伴って電気・水圧変換器２３か
ら所望とする校正用圧力に対応する水圧を発生する。し
かして演算制御部３１では校正用圧力と精密測定信号が
合致したとき、その旨の信号および必要に応じて精密測
定信号を伝送インタフェース３５を介してデータ処理装
置３２に送出する。このデータ処理装置３２においては
、演算制御部３１から両信号が合致した旨の信号を受け
て前記圧力計器２１から送られて来る水圧測定信号を取
込んでメモリに格納する。

以上のような校正用圧力の印加および補正処理は校正点
ごとに実行し、その都度圧力計器２１から出力される水
圧測定信号を取込んでメモリに格納する。しかる後、メ
モリに記憶された各校正圧力における水圧測定信号を用
いて入出力特性曲線を求め、圧力計器２１が許容精度範
囲内で動作しているか否かを判定し、その判定結果を表
示器３３およびプリンタ３４に表やグラフとして出力す
る。ここで、校正員はその判定結果の出力内容から許容
精度範囲外であれば圧力計器２１の調整を行う。なお、
判定結果の内容はメモリに格納し必要時に出力すること
もできる。

従って、以上のような実施例によれば、従来においては
校正点数が多く取れないことおよび校正作業に多くの時
間が必要であったが、本装置では短時間に校正作業を自
動的に行うことができ、プラント等に設置されている多
数の圧力計器２１の校正を迅速に行うことができる。ま
た、多数の点数の校正用圧力を用いて校正可能であるの
で圧力計器２１の調整を正確に行える。

以下、本装置と従来装置との関係を説明する。

従来の校正装置では第３図に示す如く目標とする５つの
校正用圧力を発生させ、そのときの圧力計器での測定圧
力を読み取っている。この場合、少ない点数の校正用圧
力を用いて校正するので、第３図中の各校正点に対し左
右方向に矢印で示す許容範囲を狭くしなければ正確な校
正ができなくなる。

これに対し、本装置においては、第４図に示すように圧
力計器本来の仕様特性曲線と校正試験ブタによる入出力
特性曲線とを比較するので、ある程度校正点がずれても
その校正試験データにより得られるはずの特性曲線上を
移動するのみであるので、容易に特性曲線を得ることが
できる。

また、従来の校正装置においては、校正用圧力の印加や
圧力計器の出力読取り及びデータ整理を全て校正員によ
る手作業で行っているので、圧力計器１台当たりの校正
時間が比較的長く、校正試験点もせいぜいスパン０，２
５，５０，７５゜１００％の往復９点程度に限られてし
まうが、本装置では短時間に数十点の校正試験データお
よび入出力特性曲線、を得ることができ、圧力計器２１
の高精度な校正を実現できる。

また、本装置は、印加すべき発生圧力を高精度にしなく
てもシステムの校正精度を高くできるので、従来では圧
力発生のコントロールが非常に難しい水を用いて容易に
校正でき、校正流体の種類を大幅に拡大することができ
る。

なお、上記実施例では電気・水圧変換器２３から発生す
る加圧水の圧力を精密圧力センサ２５で測定し補正処理
を行っていたが、更に例えば第５図のように加圧水の温
度を検出する温度センサ２８およびＡ／Ｄ変換器２９を
設け、加圧水の温度信号を演算制御部３１へ送出し、こ
こで水温の変化に応じた補正を行うようにすれば、更に
より正確な校正を実現できる。

次に、第６図は本発明装置の他の実施例を示す構成図で
ある。上記第２図および第５図に示す実施例は主として
０点から正領域圧力の他点校正を可能としたが、この第
６図の実施例では負領域の他点校正も可能とした構成で
ある。すなわち、この装置は、加圧装置４０および調圧
装置５０等よりなる圧力発生手段と、この圧力発生手段
から発生された圧力を測定するプラント等の配管に設置
されている被校正用計器である圧カドランスミッタ等の
圧力計器６０と、精密圧力センサ６１と、圧力コントロ
ーラ６２．サーボアンプ６３より成る制御・演算手段と
によって構成されている。

前記加圧装置４０は、加圧源としての空気圧を用いて昇
圧制御を行う圧力レギュレータ４１およびこの圧力レギ
ュレータ４１からの昇圧制御により人口側配管４２から
取込んだ校正流体（水）の圧力を昇圧し所定の一次側圧
力を出力するブースタポンプ４３で構成されている。

前記調圧装置５０は、校正用配管５１側に圧力コントロ
ーラ６２からの校正印加圧力設定値バタンＳｖ１に対応
する前記サーボアンプ６３の出力信号に基づいてブース
タポンプ４３からの一次側圧力を制御し所定の校正用圧
力５２を得るサボ弁５３と、この校正用圧力５２の安定
を目的として制御するアキュムレータ５４とが設けられ
、またドレン用配管５５側には圧力レギュレータ４１か
らの空気流量をサーボアンプ６３の出力信号に基づいて
制御するサーボ弁５６およびこのサーボ弁５６からの空
気の流速に応じて背圧側を負圧とする機能を持ったジェ
ットポンプ５７か設けられている。また、この調圧装置
５０にはノズルフラッパ方式のサーボ弁５３を用いてい
るので校正用圧力を零としたときに残圧が生ずるので、
この残圧を除去するためにサーボ弁５３にリターン配管
５８を介してジェットポンプ５７の背圧側へ接続して零
点制御を可能とする。

前記圧力コントローラ６２は、メモリおよびＣＰＵ等を
有し、圧力計器６０に応じて予めそのレンジ、耐圧、複
数の校正印加圧力設定値パタンｓｖ、、ｓｖ２．校正基
準点（目標値）等が設定され、その設定値パターンＳｖ
１．ＳＶ２に基づいて各サーボ弁５３．５６を制御しな
がら精密圧力センサ６１の出力Ｐ■１を真値として前記
設定値パターンＳＶＩ、ＳＶ２を可変補正し、この精密
圧力センサ６１の出力Ｐｖ１が校正点圧力となったとき
に圧力計器６０の出力Ｐｖ２を読み込んで記憶し、全て
の校正圧力について測定を行った後、記憶しておいた圧
力計器６０の出力ＰＶ２の値から圧力計器６０の入出力
特性曲線を求め、予め記憶しである仕様特性曲線との誤
差を求める機能を持っている。なお、図示されていない
が圧力コントローラ６２から圧力レギュレータ４１に対
し校正すべき圧力を発生させるための制御信号を入力す
る様になっている。

前記サーボアンプ６３は、校正印加圧力設定値パターン
Ｓｖ１．Ｓ■２と精密圧力センサ６１の出力Ｐｖ１とを
比較し、その偏差が零となるように前記サーボ弁５３．
５６を外部制御する機能を持っている。

次に、この実施例の動作を説明する。圧力計器６０の校
正時、プラントのテスト弁６０ａ側を解放し、プラント
配管側の計器元弁６０ｂを閉止する。しかる後、圧力レ
ギュレータ４１は空気圧を取込んでブースタポンプ４３
を制御する。ここで、ブースタポンプ４３は校正流体（
水）を取込んで所定圧力に昇圧して一次側圧力を得、こ
れを調圧装置５０のサーボ弁５３へ供給する。

一方、圧力コントローラ６２は、第７図のステップＳ１
に示す如く予め操作部（図示せず）から圧力計器６０に
対応するレンジ、耐圧および複数の校正印加圧力設定値
パターン等が設定されているので、その中から所望とす
る１つの校正印加圧力設定値パターンを選択し、圧力計
器６０の当該レンジの例えば１０％毎の校正点に近い設
定値パターンｓｖ１．ｓｖ２を出力すると（ステップＳ
２．Ｓ３．Ｓ３’　）　、これらの設定値パターンｓｖ
１．ｓｖ２に対応した信号がサーボアンプ６３を介して
サーボ弁５３および５６に与える。

ここで、サーボ弁５３はブースタポンプ４３からの一次
側圧力が校正印加圧力設定値パターンＳｖ１に等しい校
正用圧力５２となる様に制御して精密圧力センサ６１お
よび圧力計器６０に印加する。一方、サーボ弁５６も圧
力レギュレータ４１からの空気流量を同様の設定値パタ
ーンＳ■２となる様に制御しジェットポンプ５７に印］
７ 加する。ここで、圧力コントローラ６２はステップＳ４
．Ｓ４’　に示すように精密圧力センサ６１の出力Ｐｖ
１を所定の周期で取込みながら設定値パターンＳｖ１．
Ｓｖ２と信号ＰＶ、とを比較し、Ｐｖｌが校正基準点（
標準校正点）に対し許容精度範囲内にあるか否かを判断
しくステップＳ５゜Ｓ５’）、無ければステップＳ３．
Ｓ３’に移行し校・正印加圧力設定値パターンｓｖ、、
ｓｖ２を可変する補正処理を行いながらサーボアンプ６
３に供給する。サーボアンプ６３は圧力コントローラ６
２から得られた補、正された校正印加圧力設定値パター
ンＳｖ工、Ｓ■２と精密圧力センサ６１の出力Ｐｖｌと
を比較しそれぞれの偏差が零となるように各サーボ弁５
３．５６を制御する。このような制御を行いながら精密
圧力センサ６１の出力ＰＶ１が校正基準点の許容精度範
囲内に入ったとき、圧力コントローラ６２は予め定めた
校正すべき校正用圧力に達したと判断しステップＳ６に
示すように圧力計器６０の出力ＰＶ２を測定し、ｐｖ、
、ｐｖ２と共にメモリに記憶しくステップＳ７）、以上
の動作を全ての校正印加圧力設定値で行い、全部完了し
た後に、記憶したＰＶ２から圧力計器６０の入出力特性
曲線を求め、予め別に記憶しておいた仕様特性曲線との
比較を行い、圧力計器６０の誤差を求める。

従って、この実施例の構成によれば、サーボ弁５３．５
６を用いたので、正領域だけでなく負領域にも及ぶ任意
の校正印加圧力を得ることができ、広い範囲の校正が期
待できる。また、Ｐｖ２から圧力計器６００Å出力特性
曲線を求めるため、仕様特性曲線との全体的な意味を持
つ比較ができる。

また、精密圧力センサ６１の出力から校正点に達したこ
とを検出すると、圧力計器６０の出力を取込んで誤差演
算を行って誤差値を得るので、圧力計器６０の調整が直
ちに行うことが可能となり作業の能率向上に大きく貢献
する。

なお、上記実施例ではノズルフラッパ形のサボ弁５３を
用いたが、このサーボ弁５３は原理上−次側圧力が二次
側にリークして残圧が生ずるので零点設定するためにジ
ェットポンプ５７による制御を行っているが、例えばノ
ズルおよびフラッパの材質に軟質のもの例えばゴム製の
ものを使用することにより、接触圧を向上させることで
リーク量を十分抑えることができる。この場合には第８
図に示すようにジェットポンプ５７を使用せずに、サー
ボ弁５３の入力側にサーボ弁５９を設け、このサーボ弁
５９で二次側圧力を低くすることでサーボ弁５３の出力
、すなわち校正用圧力５２を相乗的に低くできる。

（発明の効果） 以上詳記したように本発明によれば、校正作業時に所望
とする圧力を安定に供給でき、かつ、短時間に多点校正
を高精度に行い得る圧力計器校正装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧力計器校正装置の機能ブロック
図、第２図は正領域圧力を多点校正するための一実施例
としての構成図、第３図および第４図は従来装置と本発
明装置の校正結果を説明する図、第５図は第２図の装置
の変形例を説明する構成図、第６図は負領域圧力の校正
も可能とする圧力計器校正装置の一実施例を示す構成図
、第７図は校正データを得るための動作説明図、第８図
は第６図の装置の変形例を示す構成図、第９図は従来の
圧力計器校正装置の構成図である。 １１・・・圧力測定手段、１２・・・圧力発生手段、１
３・・・精密圧力計、１４・・・制御・演算手段、１５
・・・操作手段、２１，６０．７７・・・圧力計器、２
３・・・電気・圧力変換器、２４・・・水タンク、２５
゜６１・・・精密圧力センサ、３０・・・制御・演算手
段、３１・・・演算制御部、３２・・・データ処理装置
、４０・・・加圧装置、５０・・・調圧装置、５３．５
６・・・サボ弁、５７・・・ジェットポンプ、６２・・
・圧力コントローラ、６３・・・サーボアンプ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦司Ｑキー羽Ｒ崇
か ＝１４９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラント中の圧力を測定し、その圧力測定信号を出力す
   る圧力測定手段と、この圧力測定手段を校正する場合に
   、前記圧力測定手段に圧力を印加する圧力発生手段と、
   この圧力発生手段から発生された圧力を測定し、精密測
   定信号を出力する精密圧力測定手段と、予め複数の校正
   用圧力が設定され、各校正用圧力毎に前記精密圧力測定
   手段の精密測定信号が該校正用圧力を示すよう前記圧力
   発生手段からの圧力を制御する圧力制御信号を前記圧力
   測定手段に供給し、かつ、該各校正用圧力毎に前記圧力
   発生手段から出力される圧力に応じて前記圧力測定手段
   から出力される圧力測定信号を記憶すると共に、それら
   の圧力測定信号と校正用圧力から圧力測定手段の入出力
   特性曲線を求め、この入出力特性曲線と予め設けてある
   圧力測定手段の仕様特性曲線とを比較し、前記圧力測定
   手段の精度の判定を行う制御・演算手段とを備えたこと
   を特徴とする圧力計器校正装置。