JPH03503452A - 非侵入メーター較正装置 - 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】 非侵入メーター較正装置 発明の背景 本発明は、作動検出装置に関するもので、より詳細には、非磁性／Ｘウシング内 に封入された強磁性要素の周期的な経路移動を検出するための改良された非侵入 （ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ）　’ＩｔｒＩｌに関するものである。

国内用の工業向はガスメーターは、正配置（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｄｉｓｐｌａｃ ｅｍｅｎｔ）のダイヤプラム型であることが一般的である。そのようなメーター は、通常、／％ウシングを２組の測定室に分割する垂直の中央のパーティシラン を有する／為つジングを含む。各室内には、コネクティングロッドによって中央 クランクシャフトに結合されたフレキシブルなベローズ（すなわち、回旋状のス リーブダイヤプラム）が設けられている。クランクシャフトは、ガスをベローズ システムに流出入可能にするバルブシステムを駆動する。ベローズは、メーター を通るガスの通過によって膨張と収縮とが行われ、ピストンを同一の機能として 作動し、ベローズの各ストローク、またはサイクルについて、一定のガス容積を 正確に置換することを行う。

ベローズの一つの完全なサイクルは、クランクシャフトに一回転を生じさせる０ バルブシステムに結合されることに加えて、クランクシャフトもまた、伝達装置 を介して、メーターの前部のメカニカルカウンターに結合される。このカウンタ ーは、従来より、インデックス（ｉｎｄｅｘ）として知られており、通常、メー ターの正確性をテストするための一つの環状のスウィープ／１ンド（ｓｗｅｅｐ 　ｂａｎｄ）を含む。この環状のスウィープハンドを含むダイアルは、一般的に 、性能試験（ｐｒ□ｖｉｎｇ）ダイアルと呼ばれている。典型的な家庭用の国内 型メーターにおいて、性能試験ダイアルは、そのスウィーブハンドの各回転につ いて、メーターを通過する２立方フイートのガスの流れを示す。しかしながら、 歯車機構によって、クランクシャフトは、性能試験ダイアルのスウィープハンド の各回転について、通常、１８回転させる。従って、ベローズの１８回転が、性 能試験ダイアルのスウィープハンドの１サイクルとして必要とされる。

メーターの正確性は、性能試験ｌ）ンドの各回転について、メーターを通過して 流動する実際のガス容積を測定することによって決定される。メーターは、通常 、それらの流速容量の２０％及び１００％においてテストがなされる。国内型メ ーターは、一般的に、一時間当たり２５０立方フイートの容量を有するため、２ ０％の容量割合における２立方を示すことは、性能試験ノ１ンドに関して、２分 と２４秒を要求する。これは、製品ベースでメーターをテストする場合、非常な 時間の浪費である。従って、メーターの正確性をテストするために必要とされる 時間を減少させるための装置を提供することが本発明の目的である。

クランクシャフトの一回転を検出することが可能であることが望ましい。２０％ の容量割合において、これは、たった８秒しかかからず、１００％の容量割合に おいては、たった１秒と１０分の６秒しかかからない。従って、メーターの正確 性のテストをクランクシャフトのほんの数回転（すなわち、ベローズの数回転） に基づかせることによって、メーターの正確性の性能試験において、かなりの時 間が節約され得る。従って、メーターの作動サイクルを正確に検出すｇための装 置を提供することが本発明のもう一つの目的である。

さらに、検出装置が、どんな方法によってもメーターの動作に影響を及ぼすこと のないように、非侵入性の特性を有する装置を提供することが本発明の目的であ る。

Ｒ叫ｑ蚕約 本発明の原理に従って、メーター内に、循環的動作を受ける強磁性部品が設けら れ、かつ、メーターハウシングは、概ね非磁性材料からなることが認められる。

従って、磁場が形成され、そして、ハウジングを通って移動する強磁性の部品に 向かって導かれる。磁場の強度は、その部品の位置に従って変化する。部品の動 きが循環的であるため、磁場の強度も、同様に循環的に変化する。そして、場の 強度が検出され、そして、磁場の強度の変化と対応する電気信号が生じる。そし て、電気信号は、メーターのサイクルを決定するために処理される。

前記したものは、異なる図面における同様の要素がそれに付けられた同一の参照 番号を有する図面に関する以下の記載を読むことによって、より容易に明白にな るであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理に従って構成され、メーターの作動サイクルを検出する ために適所に設けられた構成部分を示す、通常のダイアプラムメーターの前面図 、 第２図は、メーターの作動中の磁場の変化と、メーターの作動サイクルを画定す るための電気信号の処理とについて示す、メーターを通して側面の断面をとった 第１図において示された装！の概略的な表示である。

詳細な説明 さて、図面を参照すると、第１図は、本発明の原理に従−）て構成されたで素が 利用されている、参照番号１０で一般的に示される正配置ダイアフラムガスメー ターを示す。メーター１０は、１９６８年１２月１０日にＲ，Ｒ，ダグラスに発 行された米国特許第３．４１５．１２１号において開示された形式の実例的なも のであり、本体部材１２、前部カバー１４、後部カバー（図示せず）、及び、上 部カバー１６からなるメインハウシングを含む。従来型のように、上部カバー１ ６は、ガス系統に接続するために、一体的な入口取付部１８及び出口取付部２０ をそれぞれ有する。内部伝動装置を経由し、てクランクシャフトから駆動される インデックス２２が、上部カバーの前部に設けられている。インデックス２２は 、環状のスウィープハンド２６を有する性能試験ダイアル２４を含む複数のダイ アルを有する。前述の詳細は従来的なものであって、その技術において良く知ら れており、また、さらに詳細が望まれる場合には、前記特許を蓼照することが求 められる。

メーター１０のハウシング（すなわち、本体部材、及び前部、後部、上部カバー ）を作り上げる要素の全ては、グイキャストアルミニウムのような非磁性材料か ら製造される。換言すれば、これらの部材は、技術的に可能であれば、成型され たプラスチック合成物で製造される。

メーター１０のハウジング内に、一端（図示せず）に固定状に取り付けられ、か つ、他端においてベローズ容器３０によって密閉された回旋状のダイアプラムス リーブ要素２８を含むベローズ組立体がある。従来型のように、ベローズ容器３ ０は、強磁性材料の打ち抜かれた鉄から作られる。本発明は、メーター　１０の 作動サイクルの間に、容器３０が既定の行路を移動する事実の利用を生じさせる 。特に、容器３０の動きは、ダイアフラム２８のストロークに相当する距ＭＳを 、前部カバー１４に直動状に向かい、かつ、そこから離間するものである。この 動きの一つの完全なサイクル（すなわち、前部カバー１４に最も近接した容器３ ０の位置から、前部カバー１４から最も離れた容器３０の位置に同がい、そして 、前部カバー１４に最も近接した位置まで戻ること）は、メーター１０の作動の 一つの完全なサイクルに対応し、ガスの既定容積がメーター１０を通過すること を示す。一般的に、性能試験ハンド２６が一つの完全な回転を行うためには、１ ８サイクルを必要とする。

本発明に従って、容器３０の動きは、メーター１０の作動サイクルを決定するた めに検出される。参照番号３２で一般的に示される近接センサーは、第２図にお いて示されるように、前部カバー１４に近接する支持部材３４によって、第１図 に示されるように、容器３ｏの突出領域内に適所に保持される。

実例として、近接センサー３２は、磁力線束がメーターの非磁性の前部カバー１ ４を通って導かれ、容器３０によって誘引されるように配置された、北磁極及び 重磁極を有する磁気構造体３６を含む。ベローズがガス流によって循環されると 、容器３０は、均−線及び破線で示される位置の間を移動する。これは、第２図 に示されるように、磁束線３８の長さに変化を生じさせる。容器３０が破線の位 置にある場合の増加した長さの磁束線３８は、磁気構造体３６を通って流動可能 な磁束の総量を減少させる。好ましくは、磁気構造体３６は、磁石４０及び４２ の両方を通って通過する束線３８を磁場に提供するために、間隔が開けられ、か つ、一連の補助関係でそれらの極をもって構成された磁石４０及び４２からなる 。磁石４０と４２との間の空間には、磁束検出器４４が支持されている。磁束検 出器４４は、好ましくは、ホール効果センサーであって、実際には、スプラーク ・エレクトリック（Ｓｐｒａｇｕｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）で製造されているモデ ル３５０１リニアホー、ノ）、効果センナ−ｂ年・）、Ｓ０検出器・１４は、リ −１・埠４Ｇに、検出器４・１を４過する磁束０゛↑入ささ他表示する出力信号 を提供する。容器３０が近接七ン＋ｊ−−−３２に向か一］たり乱れたりじＩ： 動くと、磁束の大きさは、それそわ増加ｊたり械少したりずろ６従−〕で、【ル ート線４Ｇへの出力信号は、この方法で変化１７、・、７ヌソイト形態に到達す る。この出力信号は、増幅器４８で増幅され、上口交差（ｚｅｒｒ）ｃｒｏｓｓ ｉｎｇ）検出器５０に対する入力信号として提供される。ゼロ交差検出器５０は 、増幅された出力信号を処理し、リー　ド線５２のその出力において、増幅され た出力信号の上口交差にちょうど対応するパルスを提供する。シヌソイドの信号 の一つの完全なサイクルは２つの上口交差を含んでいるので、リート線５２の交 互のパルスの間の時間は、メーター１０の作動の単一サイクルの時間であって、 メーター１．０を通過する一定のガス容積に順に対応する。リード線５２のパル スは、メーターの性能試験の技術として良く知られた方法において、サイクルの 時間を計算し、メーター１０の正確性を決定するために、それらのパルスを利用 する利用手段５４に対する入力として提供される。

磁石４０及び４２は、Ｌ型形状として描かれているが、この特別な形状は重要で はない。必要キされることは、極がハウシング１４に対して横方向に延在するよ うに形成されかつ配置される磁石構造体であって、磁石構造体によって提供され た磁場が、ハウシングを介して導かれることになる。従って、Ｕ型または馬蹄形 状の磁石構造体もまた、宵効である。加えて、磁束検出器４４か分離された磁石 ４０と４２との間にあるとして示されているが、重要なことは、検出器か磁場の 中に備えられでいることである。さらに、図示の実施例はハウシング内の容器３ ０の協力について示しているが、他のどのような循環的に移動するメーターの強 磁性の要素でも、利用可能である。従って、例えば、容器３０とクランクシャフ トとの間でリンク機構として用いられ、従来型として知られているフラッグ（ｆ ｌａｇ）ロンド５６あるいはフラッグロットアーム５８のいずれでも、もしそれ が強磁性材料で作られているならば、同様に利用され得る。

従って、非磁性ハウジング内に封入された強磁性要素の周期的な経路上の移動を 検出するための改良された装置が開示されてきた。この装置は侵入するものでは ！凪Ａので、動きが検出される部分の作動１′ニーおいて、反対の効果を和する ものではないことがｅかっている。、前Ｊ己のように説明された実施例（，１、 本発明の原理の応用の単なる図示にすぎない、：、とか理解される。多数の他の 実施例は、書き添えられたクレームによって限定されるような本発明の精神と範 囲から逸脱することなく、当業者によって工夫がなされ得る。

浄書（内容に変更なし） Ｆ　Ｉ　Ｇ、　１ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１］ＪＤ 特許庁長官　　　植　松　　　敏　　殿１、特許出願の表示 ｐｃＴ／ＵＳ８９１０１８６８ ２、発明の名称 非侵入メーター較正装置 ３、特許出願人 名　称　　アメリカン・メーター・カンパニー４、代理人 通水ｐ転皿 １．４ト磁性ハウジングと内部循環移動強磁性ベローズ容器とを有するｉト配置 グイアフラムガスメーターの試験を行う非侵入較正のための”ＡＮであって、２ 前ｇ己装！が、 磁石と、 前記ベローズ容器の移動が前記磁石の前ＷＥ’、磁場の強丁に循環的に変化を生 じさせるように前記ベローズ容器に近接して計・１′Ｉられる前記ハウシングの 外側に前記磁石を支持するための手段と、 前記磁束検出手段を通過する磁束の大きさを表示する信号を提供するための磁束 検出手段と、 前記磁石の磁場内に設けられる前記ハウジングの外側に前記磁束検出手段を取り 付けるための手段と、 前記メーターの作動のサイクルを画定オ゛るために前記検出信号を利用する手段 と、 からなることを特徴とする非侵入較正のための装置。

２、非磁性ハウシングと内部循環移動強磁性フラッグロットとを有する１配ごダ イアフラムガスメーターの試験を行うｎ優大較正のための装置であって、前記装 置が、 磁石と、 前記フラッグロットの移動かｎ亜Ｐ、磁石の前：己磁場の強度に循環的１ご変化 を１じさせるように前記フラッグロッドに近接して設けられろ前記ハウシ：ノグ の外側に前記磁石を支持するための手段と、 前記磁束検出手段を通過する磁束の大きさを表示する信号を提供するための磁束 検出手段と、 前記磁石の磁場内に設けられる前記ノ・ウシングの外側に前記磁束検出手段を取 り付けるための手段と、 前記メーターの作動のサイクルを画定するために前記検出信号を利用する手段と 、 からなることを特徴とする非侵入較正のための装置。

３、非磁性・為ウソングと内部循環移動強磁性フラッグロッドアームとを有する 汀三配置ダイアフラムガスメール−の試験を行う非侵入較正のための装置であっ で、前記装置が、 磁石と、 前ｇピ′″／−７ツグロツドアー１１、の移動が前記磁石の前記磁場の強崖に循 環的に変化を生じさせるよ−）に前記フラッグロッドアームに近接し７て設けら れる前記ハウシングの外側に前記磁石を支持するための手段と、前記磁束検出手 段を通過する磁束の大きさを表示する信号を提供するための磁束検出手段と、 前記磁石の磁場内ｊ′：設けられる前記ハウジングの外側に前記磁束検出手段を 取り例けるための手段と、 前記メーターの作動のサイクルを画定する２′、二めに前記検出信号を利用する 手段と、 か−りなることを特徴とする非侵入較正のための装置。

４、非磁性ハウジングと内部循環移動強磁性要素とを有する正シ百ダイ゛アフラ ムガスメーターの試、験を行う非侵入較正のための装置であって、前記装置が、 第１及び第２の直列補助部品を有する磁石と、前記要素の移動か前記磁石の前記 磁場の強度に循環的に変化を牛じさせろよ−）に前記要素に近接し７て設けられ る前記ハウシングの外側に前記磁石を支持するための手段と、 前記磁束検出手段を通過する磁束の大きさを表示する信号を提供するための磁束 検出手段と、 前記磁石の磁場内に設けられる前記ハウシングの外側１、−前記磁束検出手段を 取り付けるための手段と、 前記メーターの作動のサイクルを画定するために前記検出信号を利用する手段か らなることを特徴とする非侵入較正のための装置。

５、前記磁場が前記ハウシングを通って導かれるように前記磁石の極が前記／ｈ ハウシング対して横方向に延在することを特徴とする請求項４記載の装Ｌ６、前 記磁束検出手段がホール効果センサーを含むことを特徴とする請求項４記載の装 置。

７、さらに前記磁束検出手段と前記利用手段との間に電気的に結合された増幅器 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８９／１０１８６８ ２、発明の名称 非侵入メーター較正装置 ３、特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国ペンシルバニア州１９１１６．　　フィラデルフィア 。

フィルモント・アベニュー　１３５００．　　ピー・オー・ボックス１、　ｉ、 　６００ 名　称　　アメリカン・メーター・カンパニー４、代理人 平成　２年　５月１５日 平成　２年　７月２４日 性能試験ダイアルは、そのスウイーブハンドの各回転について、メーターを通過 する２立方フイートのガスの流れを示す。しかしながら、歯車機構によって、ク ランクシャフトは、性能試験ダイアルのスウィープハンドの各回転について、通 常、１８回転させる。従って、ベローズの１８回転が、性能試験ダイアルのスウ ィープハンドの１サイクルとして必要とされる。

メーターの正確性は、性能試験ハンドの各回転について、メーターを通過して流 動する莫際のガス容積を測定することによって決定される。メーターは、通常、 それらの流速容量の２０％及び１００％においてテストがなされる。国内型メー ターは、一般的に、一時間当たり２５０立方フイートの容量を有するため、２０ ％の容量割合における２立方を示すことは、性能試験ハンドに関して、２分と２ ４秒を要求する。これは、製品ベースでメーターをテストする場合、非常な時間 の浪費である。従って、メーターの正確性をテストするために必要とされる時間 を減少させるための装置を提供することが本発明の目的である。

クランクシャフトの一回転を検出することが可能であることが望ましい。２０％ の容量割合において、これは、たった８秒しかかからず、１００９−６の容量割 合においては、たった１秒と１０分の６秒しかかからない。従って、メーターの 正確性のテストをクランクシャフトのほんの数回転（すなわち、ベローズの数回 転）に基づかせることによって、メーターの正確性の性能試験において、かなり の時間が節約され得る。従って、メーターの作動サイクルを正確に検出するため の装置を提供することが本発明のもう一つの目的である。

さらに、検出装置が、どんな方法によってもメーターの動作に影響を及ぼすこと のないように、非侵入性の特性を有する装置を提供することか本発明の目的であ る。

イギリス特許明細書第４７７．０４６号は、メーターの内部要素の動きに追従す るように磁気的に結合された外部指示針を有するガスメーターを開示している。

特性において非侵入であるが、この針の動きは、視覚的方法で感知され、自動化 されたメーターの較正操作における使用に容易に適合されない。従って、さらに 、自動化された方法において利用され得る非侵入のメーター較正装置を提供する ことが本発明のもう一つの目的である。

発明の要約 本発明の原理に従って、メーター内に、循環的動作を受ける強磁性部品が設けら れ、かつ、メーターハウジングは、概ね非磁性材料からなることが認められる追 考Ｑ範囲 １、非磁性ハウジングと前記メーターの作動部分を形成する内部循環移動強磁性 要素とを有する正配置ダイアフラムガスメーターの試験を行う非侵入較正のため の装置であって、装置が強磁性要素に近接してハウジングの外側に磁石を含んで なり、 前記強磁性要素の移動が前記磁石の前記磁場の強度に循環的に変化を生じさせる ように前記ハウジングの外側に前記磁石を固定して支持するための手段と、前記 磁束検出手段を通過する磁束の大きさを表示する電気（：号を提供するための磁 束検出手段と、 前記磁石の磁場内に設けられる前記ハウジングの外側に前記磁束検出手段を固定 して収り付けるための手段と、 前記メーターの作動のサイクルを画定するために前記検出信号を利用する手段と 、 からなることを特徴とする非侵入較正のための装置。

２、前記強磁性要素が前記メーターのベローズ容器を含むことを特徴とする請求 項１記戴の装置。

３、前記強磁性要素が前記メーターのフラッグロッドを含むことを特徴とする請 求項１記載の装置。

４、前記強磁性要素が前記メーターのフラッグロッドアームを含むことを特徴と する請求項１記戯の装置。

５　前記磁石が第１及び第２直列補助部品を含み、前記磁束検出手段が前記部品 の間に取り付けられることを特徴とする請求１エないし４のいずれか１つに記載 の装置。

６　前記磁場が前記ハウシングを通って導かれるようにするために前記磁石の極 か前記ハウシングに対して横方向に延在することを特徴とする請求１エないし５ のいずれか１つ（こｇ己載の装置。

７、前記磁束検出手段がホール効果センサーを含むことを特徴とする請求項１な いし６のいずれか１つに記載の装置。

８、前記磁束検出手段と前記利用手段との間に電気的に結合された増幅器とゼロ 交差検出器とを含むことを特徴とする請求１エないし７のいずれか１つに記載の 装置。

１、事件の表示 ＰＣＴ／’ＵＳ８９１０１８６８ ２゜発明の名称 非侵入メーター較圧装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　　平成　３年　４月１６日　（発送日）６゜補正の対象 図面翻訳文 ７、補正の内容 国際調査報告 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．非磁性ハウジングと内部循環移動強磁性要素とを有する正配置ダイアフラム ガスメーターの試験を行う非侵入較正のための装置であって、前記装置は前記メ ーターの変更をすることなく利用するように適合され、前記装置が、 磁石と、 前記要素の移動が前記磁石の前記磁場の強度に循環的に変化を生じさせるように 前記要素に近接して設けられる前記ハウジングの外側に前記磁石を支持するため の手段と、 前記磁束検出手段を通過する磁束の大きさを表示する信号を提供するための磁束 検出手段と、 前記磁石の磁場内に設けられる前記ハウジングの外側に前記磁束検出手段を取り 付けるための手段と、 前記メーターの作動のサイクルを画定するために前記検出信号を利用する手段と 、 からなることを特徴とする非侵入較正のための装置。
2. ２．前記磁場が前記ハウジングを通って導かれるようにするために前記磁石の極 が前記ハウジングに対して横方向に延在することを特徴とする請求項１記載の装 置。
3. ３．前記強磁性要素が前記メーターのベローズ容器を含むことを特徴とする請求 項１記載の装置。
4. ４．前記強磁性要素が前記メーターのフラッグロッドを含むことを特徴とする請 求項１記載の装置。
5. ５．前記強磁性要素が前記メーターのフラッグロッドアームを含むことを特徴と する請求項１記載の装置。
6. ６．前記磁束検出手段がホール効果センサーを含むことを特徴とする請求項１記 載の装置。
7. ７．前記磁石が第１及び第２直列補助部品を含み、前記磁束検出手段が前記部品 の間に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の装置。
8. ８．さらに前記磁束検出手段と前記利用手段との間に電気的に結合された増幅器 とゼロ交差検出器とを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。