(57)【要約】      （修正有）【課題】非対称の流量計のマニホールドを生成する方法を提供する。【解決手段】流量計の用途パラメータを規定するステップを備え、マニホールド４００の第１の流路４０２と第２の流路４０２’の領域を決定するステップと、決定された流路の領域を用いて非対称のマニホールドを形成するステップを備える。【選択図】図５Ｂ
2020165990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非対称の流量計のマニホールドを生成する方法であって、
少なくとも１つの流量計の用途パラメータを規定するステップと、
少なくとも第１の流路と第２の流路の領域を決定するステップと、
決定された流路の領域を用いて非対称のマニホールドを形成するステップを備える、方法。
【請求項２】
用途パラメータは、少なくとも流体粘度の範囲及び流量の範囲を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の流路の領域は、第２の流路の領域よりも大きい、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの流路は円形の断面を有する、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの流路は非円形の断面を有する、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項６】
第１のポートを形成するステップを備え、第１の流路及び第２の流路は第１のポートに対して大凡９０度に配置された、請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
【請求項７】
マニホールドを形成するステップは、材料の一体型のマニホールドを形成するステップを含む、請求項１乃至６の何れかに記載の方法。
【請求項８】
材料の一体型のマニホールドを形成するステップは、金型鋳造法である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
材料の一体型のマニホールドを形成するステップは、射出成形法である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
第１の流路を通って流れる流体の流量と、第２の流路を通って流れる流体の流量とは大凡等しい、請求項３乃至９の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
その中のプロセス流体の特性を測定するように構成された流量計(5)であって、
処理システム(303)と格納システム(304)を備えたメータ電子機器と通信するセンサアセンブリ(200)と、
導管(203A、203B)に固定された複数のピックオフ(205、205’)と、
流量計(5)の導管(203A、203B)に固定されたドライバ(204)と、
導管(203A、203B)に流体が行き来可能に繋がった少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)とを備え、
少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)は、少なくとも第１の流路(402)
と第２の流路(402’)を備えている、流量計(5)。
【請求項１２】
コリオリ質量流量計である、請求項１１に記載の流量計(5)。
【請求項１３】
第１の流路(402)の領域は、第２の流路(402’)の領域よりも大きい、請求項１１又は１２に記載の流量計(5)。
【請求項１４】
少なくとも１つの流路(402、402’)は円形の断面を有する、請求項１１乃至１３の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１５】
少なくとも１つの流路(402、402’)は非円形の断面を有する、請求項１１乃至１３の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１６】
第１のポート(202A、202B)を備え、第１の流路及び第２の流路(402、402’)は第１のポート(202A)に対して大凡９０度に配置された、請求項１１乃至１５の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１７】
少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)は、材料の一体型のマニホールドを備える、請求項１１乃至１６の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１８】
少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)は、金型鋳造で形成される、請求項１７に記載の流量計(5)。
【請求項１９】
少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)は、射出成形で形成される、請求項１７に記載の流量計(5)。
【請求項２０】
第１の流路(402)を通って流れる流体の流量と、第２の流路(402’)を通って流れる流体の流量とは大凡等しい、請求項１１乃至１８の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項２１】
更に対称的なマニホールド(207)を備える、請求項１１乃至２０の何れかに記載の流量
計(5)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量計に関し、特に非対称の流量計及び関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、振動型デンシトメータ及びコリオリ流量計のような振動型センサが一般的に公知であり、流量計内の導管を流れる材料に関する質量流量及び他の情報を測定するのに用いられる。代表的な流量計は、全てJ.E Smithらに与えられた米国特許第4,109,524号、米国特許第4,491,025号、再発行特許31,450号に開示されている。これらの流量計は、直線
形状または湾曲形状の１つまたは複数の導管を有する。例えば、コリオリ質量流量計の各導管構成は、単純な曲げ、ねじり、または結合タイプであってもよい一連の固有振動モードを有する。各導管は好ましいモードで振動するように駆動することができる。
【０００３】
材料は、流量計の入口側に接続されたパイプラインから流量計に流入し、導管を通って導かれ、流量計の出口側を通って流量計から出る。振動システムの固有振動モードは、導管と導管内を流れる材料の複合質量によって部分的に画定される。
【０００４】
物質が流量計を通って流れ始めると、コリオリ力により、導管に沿った各点が異なる位相を有する。例えば、流量計の入口端の位相は、中央のドライバ位置の位相より遅れ、出口の位相は、中央のドライバ位置の位相より先行する。導管上のピックオフは、導管の動きを表す正弦波信号を生成する。ピックオフからの信号出力は、ピックオフ間の時間遅延を決定するために処理される。２つ以上のピックオフ間の時間遅延は、導管を流れる物質の質量流量に比例する。
【０００５】
ドライバに接続されたメータ電子機器は、ドライバを動作させるための駆動信号を生成し、ピックオフから受信した信号から物質の質量流量及び他の特性を決定する。ドライバは、多くの周知の構成の１つを含むことができる。しかし、磁石及び対向する駆動コイルは、流量計の業界において大きな成功を収めている。所望の流れチューブの振幅及び周波数で導管を振動させるために、交流が駆動コイルに送られる。ピックオフを、ドライバ装置の構成に非常に類似した磁石及びコイルの構成として提供することも、当該技術分野において知られている。しかし、ドライバが運動を誘発する電流を受信している間、ピックオフはドライバによって与えられた運動を使用して電圧を誘起することができる。ピックオフによって測定される時間遅延の大きさは非常に小さい。しばしばナノ秒単位で測定される。従って、トランスデューサの出力を非常に正確にする必要がある。
【０００６】
二重チューブのコリオリセンサは、通常、流路及びセンサの構造的構成要素に対して対称的な特徴を有するように構成される。このアプローチは、適合した弾性及び慣性負荷によりバランスのとれたセンサに帰結する。チューブが釣り合わない流量を有する場合、コリオリの力の不均衡が起こる可能性があり、流量の精度が低下し、外部負荷及び振動の影響を受けやすくなる(susceptibility)可能性がある。
【０００７】
対称的な流路設計の制約により、特定の統合要件に最も適合すべく、センサのコンパクトさ、マニホールドの製造アプローチ、及びセンサレイアウトの柔軟性が制限される。チューブの平行度が要求されるため、永久鋳型(permanent mold)によって金属またはプラスチックの部品で製造されることが多い一体型のマニホールドを備えた二重チューブセンサは構成されていない。その結果、コスト削減と潜在的な製造アプローチに大きな制限がある。
【０００８】
従って、当該技術分野では、流量計を通る非対称な流れを可能にし、しかも正確な流量計の示度を提供する装置及び関連する方法が必要とされている。更に、非対称的なマニホールドの構成により、よりコンパクトで効果的な流量計の構成が可能になる。
本発明により、上記の困難性及び他の問題が克服され、当該技術分野における進歩が達成される。
【発明の概要】
【０００９】
実施形態に従って、非対称の流量計マニホールドを生成する方法が提供される。方法は、少なくとも１つの流量計の用途パラメータを規定するステップと、少なくとも第１の流路と第２の流路の領域を決定するステップと、決定された流路の領域を用いて非対称のマニホールドを形成するステップを備える。
【００１０】
実施形態に従って、その中のプロセス流体の特性を測定するように構成された流量計が提供される。流量計は、処理システムと格納システムを備えたメータ電子機器と通信するセンサアセンブリを備える。複数のピックオフが導管に固定される。少なくとも１つの非対称のマニホールドが導管に流体が行き来可能に繋がり、少なくとも１つの非対称のマニホールドは、少なくとも第１の流路と第２の流路を備えている。
【００１１】
態様
一態様に従って、非対称の流量計のマニホールドを生成する方法は、少なくとも１つの流量計の用途パラメータを規定するステップと、少なくとも第１の流路と第２の流路の領域を決定するステップと、決定された流路の領域を用いて非対称のマニホールドを形成するステップを備える。
【００１２】
好ましくは、用途パラメータは、少なくとも流体粘度の範囲及び流量の範囲を含む。
好ましくは、第１の流路の領域は、第２の流路の領域よりも大きい。
好ましくは、少なくとも１つの流路は円形の断面を有する。
好ましくは、少なくとも１つの流路は非円形の断面を有する。
好ましくは、方法は第１のポートを形成するステップを備え、第１の流路及び第２の流路は第１のポートに対して大凡９０度に配置されている。
【００１３】
好ましくは、マニホールドを形成するステップは、材料の一体型のマニホールドを形成するステップを含む。
好ましくは、材料の一体型のマニホールドを形成するステップは、金型鋳造法である。
好ましくは、材料の一体型のマニホールドを形成するステップは、射出成形法である。
好ましくは、第１の流路を通って流れる流体の流量と、第２の流路を通って流れる流体の流量とは大凡等しい。
【００１４】
一態様に従って、その中のプロセス流体の特性を測定するように構成された流量計は、処理システムと格納システムを備えたメータ電子機器と通信するセンサアセンブリと、導管に固定された複数のピックオフと、流量計の導管に固定されたドライバと、導管に流体が行き来可能に繋がった少なくとも１つの非対称のマニホールドとを備え、少なくとも１つの非対称のマニホールドは、少なくとも第１の流路と第２の流路を備えている。
【００１５】
好ましくは、流量計はコリオリ質量流量計である。
好ましくは、第１の流路の領域は、第２の流路の領域よりも大きい。
好ましくは、少なくとも１つの流路は円形の断面を有する。
好ましくは、少なくとも１つの流路は非円形の断面を有する。
好ましくは、流量計は第１のポートを備え、第１の流路及び第２の流路は第１のポートに対して大凡９０度に配置されている。
【００１６】
好ましくは、少なくとも１つの非対称のマニホールドは、材料の一体型のマニホールドを備える。
好ましくは、少なくとも１つの非対称のマニホールドは、金型鋳造で形成される。
好ましくは、少なくとも１つの非対称のマニホールドは、射出成形で形成される。
好ましくは、第１の流路を通って流れる流体の流量と、第２の流路を通って流れる流体の流量とは大凡等しい。
好ましくは、流量計は、対称的なマニホールドを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は実施形態に従った従来技術の振動センサアセンブリを示す。
【図２】図２は本発明の実施形態に従ったセンサアセンブリを示す。
【図３】図３は本発明の他の実施形態に従ったセンサアセンブリを示す。
【図４】図４は実施形態に従ったメータ電子機器を示す。
【図５Ａ】図５Ａは実施形態に従った非対称の流量計マニホールドを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは実施形態に従った非対称の流量計マニホールドを示す。
【図６】図６は実施形態に従ったマニホールドを生成する工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図６及び以下の説明は、当業者に、本出願の最良の形態を作成及び使用する方法を教示するための特定の例を示す。本発明の原理を教示する目的で、いくつかの従来の態様は単純化または省略されている。当業者であれば、これらの例から、本出願の範囲内に入る変形形態を諒解しよう。当業者であれば、下記に記載されている特徴を様々な方法で組み合わせて、本出願の複数の変形例を形成することができることを諒解しよう。結果として、本出願は、下記に記載されている特定の例には限定されず、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定される。
【００１９】
図１は、コリオリ流量計の形態である従来技術の流量計5の例を示し、センサアセンブ
リ10と１以上のメータ電子機器20を備える。１つ以上のメータ電子機器20は、例えば、密度、圧力、質量流量、体積流量、積算質量流量、温度、及び他の情報などの流れ材料の特性を測定するためにセンサアセンブリ10に接続される。
【００２０】
センサアセンブリ10は、一対のフランジ101及び101'と、マニホールド102及び102'と、導管103A及び103Bとを含む。マニホールド102,102'は、導管103A,103Bの対向する端部に
固定されている。マニホールド102,102'は、多数片のアセンブリである。本実施例のフランジ101及び101'は、マニホールド102及び102'に取り付けられている。本実施例のマニホールド102,102'は、スペーサ106の両端に固定されている。スペーサ106は、本実施例においてマニホールド102及び102'の間の間隔を維持して、導管103A及び103B内の望ましくな
い振動を防止する。導管103A及び103Bは、マニホールド102及び102'から平行に外向きに
延びている。センサアセンブリ10が流れ材料を運ぶパイプラインシステム(図示せず)に挿入されると、材料はフランジ101を通ってセンサアセンブリ10に入り、入口マニホールド102を通過し、そこで材料の総量が導管103A及び103Bに入るように向けられ、導管103A及び103Bを通って流れて、出口マニホールド102'に戻り、そこでフランジ101'を通ってセンサアセンブリ10を出る。
【００２１】
センサアセンブリ10は、ドライバ104を含む。ドライバ104は、ドライバ104が駆動モー
ドで導管103A、103Bを振動させることができる位置にて、導管103A及び103Bに取り付けられている。特にドライバ104は、導管103Aに取り付けられた第１のドライバ構成要素(図示せず)と、導管103Bに取り付けられた第２のドライバ構成要素(図示せず)とを含む。ドラ
イバ104は、導管103Aに取り付けられたマグネットや、導管103Bに取り付けられた対向し
たコイルなど、多くの周知の構成のうちの１つを含むことができる。
【００２２】
本例において、駆動モードは、第１の位相外曲げモードであり、夫々曲げ軸Ｗ-Ｗ及び
Ｗ’-Ｗ’の周りに実質的に同じ質量分布、慣性モーメント及び弾性係数を有する平衡シ
ステムを提供するように、導管103A及び103Bが選択され、入口マニホールド102及び出口
マニホールド102'に適切に取り付けられる。本例において、駆動モードが第1の位相外曲
げモードでは、導管103A及び103Bは、ドライバ104によって、夫々曲げ軸Ｗ-Ｗ及びＷ‘-
Ｗ’を中心として反対方向に駆動される。交流の形態の駆動信号が例えばリード110を介
して１つ以上のメータ電子機器20によって供給され、コイルを通過して両方の導管103A、103Bを振動させることができる。
【００２３】
示されるセンサアセンブリ10は、導管103A、103Bに固定される一対のピックオフ105、105’を含む。特に、第１のピックオフ要素(示されない)は導管103Aの上に位置し、第２のピックオフ要素(示されない)は導管103Bの上に位置する。記載された実施形態にて、ピックオフ105、105’は、導管103A、103Bの速度及び位置を表すピックオフ信号を生成する電磁検出器、例えばピックオフ磁石及びピックオフコイルとすることができる。例えば、ピックオフ105、105'は、経路111,111'を介して１つ以上のメータ電子機器にピックオフ信
号を供給することができる。当業者であれば、導管103A、103Bの動きは、流れ材料の特定の特性、例えば、導管103A、103Bを流れる材料の質量流量及び密度に比例することを理解するであろう。
【００２４】
図１に示された従来例において、１以上のメータ電子機器20は、ピックオフ105、105’からピックオフ信号を受信する。経路26は、１つ以上のメータ電子機器20がオペレータとインターフェイスすることを可能にする入力及び出力手段を提供する。１つ以上のメータ電子機器20は、例えば、位相差、周波数、時間遅れ、密度、質量流量、体積流量、積算質量流量、温度、メータ検証、圧力及び他の情報のような流れ材料の特性を測定する。特に、１以上のメータ電子機器20は、例えば、ピックオフ105,105'及び抵抗温度検出器（RTD
）などの１以上の温度センサ107から１以上の信号を受信し、この情報を使用して、流れ
材料の特性を測定する。
【００２５】
図２は、実施形態に従った流量計5用のセンサアセンブリ200の例を示す。センサアセンブリ200は、一対の非対称マニホールド202及び202'と、一対の導管203A及び203Bとを含む。非対称のマニホールド202、202'は、導管203A、203Bの反対側端部に固定されている。
マニホールド202、202'は、一体型として構成することができる。一実施形態では、非対
称のマニホールド202及び202'をスペーサ206の両側端部に取り付けることができる。スペーサ206は、マニホールド202と202'との間の間隔を維持し、導管203A及び203Bにおける望ましくない振動を防止するのを手助けする。導管203A及び203Bは、非対称のマニホールド202及び202'から大凡平行に延びる。センサアセンブリ200が、流れるプロセス材料を運ぶパイプラインシステム（図示せず）に挿入されると、材料は、第１開口部202Aを通ってセンサアセンブリ200に入り、入口マニホールド202を通過し、そこで材料の総量が導管203A及び203Bに入るように導かれ、導管203A及び203Bを通って出口マニホールド202'に戻り、そこで第２の開口部202Bを通ってセンサアセンブリ200を出る。
【００２６】
センサアセンブリ200はドライバ204を含む。ドライバ204は、ドライバ204が駆動モードで導管203A、203Bを振動させることができる位置にて、導管203A及び203Bに取り付けられている。特に、幾つかの実施形態において、ドライバ204は、導管203Aに取り付けられた
第１のドライバ構成要素204Aと、導管203Bに取り付けられた第２のドライバ構成要素204Bとを含む。ドライバ204は、例えば導管203Aに取り付けられた磁石及び導管203Bに取り付
けられた対向コイルなど、多くの周知の構成のうちの１つを含むことができるが、これら
に限定されない。
【００２７】
一実施形態にて、駆動モードは、第１の位相外曲げモードであり、導管203A及び203Bは平衡システムを付与するように選択され、入口マニホールド202及び出口マニホールド202'に適切に取り付けられるのが好ましい。しかし、従来技術とは違って、非対称のマニホ
ールド202、202'は、その名称で示されているように、非対称であるが、依然として導管203A、203Bへの均衡の取れた流れを提供する。一実施形態において、導管203A及び203Bは
、夫々の曲げ軸の周りにて、実質的に同じ質量分布、慣性モーメント及び弾性率を有する。他の実施形態では、、導管203A及び203Bは、夫々の曲げ軸の周りにて、実質的に同じ質量分布、慣性モーメント及び弾性率を有さずに、非対称流れを補償する。一例において、駆動モードが第１の位相外曲げモードである場合、導管203A及び203Bは、夫々の曲げ軸の周りで反対方向にドライバ204によって駆動される。交流の形態の駆動信号が例えばリー
ド210を介して１つ以上のメータ電子機器20によって供給され、コイルを通過して両方の
導管103A、103Bを振動させることができる。当業者は、他のタイプのドライバ及び駆動モードが本発明の範囲内で使用され得ることを理解するだろう。
【００２８】
示されるセンサアセンブリ200は、導管103A、103Bに固定される一対のピックオフ205、205’を含む。特に、第１のピックオフ要素205A、205’Aは導管203Aの上に位置し、第２
のピックオフ要素205B、205’Bは導管203Bの上に位置する。記載された実施形態において、ピックオフ205、205'は、導管203A、203Bの速度及び位置を表すピックオフ信号を生成
するピックオフ磁石及びピックオフコイルなどの電磁検出器であってもよい。例えば、ピックオフ205、205'は、経路211、211'を介して１つ以上のメータ電子機器にピックオフ信号を供給することができる。当業者であれば、導管203A、203Bの動きは、流れ材料の特定の特性、例えば、導管203A、203Bを流れる材料の質量流量及び密度に比例することを理解するであろう。
【００２９】
上述したセンサアセンブリ200は、湾曲した構成を有する流れ導管203A、203Bを備える
が、本発明は、直線状の流れ導管の構成を備える流量計で実施することができることは理解されるだろう。従って、上述したセンサアセンブリ200の特定の実施形態は単なる一例
に過ぎず、決して本発明の範囲を限定すべきではない。
【００３０】
図３は、実施形態に従った流量計5のセンサアセンブリ200の例を示す。この実施形態は図２に示した実施形態と近似しているが、１つだけの非対称マニホールド202、202’だけが存在する。反対側のマニホールドは、対称性のマニホールド207である。該実施形態に
て、対称性のマニホールド207は入口マニホールドであり、一方、非対称のマニホールド202は出口マニホールドである。別の実施形態では、対称性のマニホールド207は出口マニ
ホールドであり、非対称マニホールド202は入口マニホールドである。対称マニホールド207は、ポート207aがセンサアセンブリ200に対して下方を指している状態で示されている
。これは、考えられる１つの構成であり、開口部は任意の数の方向に突出していてもよい。ポート202aについても同様である。
【００３１】
図４は、一実施形態に従ったメータ電子機器220を示す。メータ電子機器220は、インターフェイス301と処理システム303を含み得る。処理システム303は、格納システム304を含むことができる。格納システム304は、内部メモリを含むことができ、及び/又は外部メモリを含むことができる。メータ電子機器220は、駆動信号311を生成し、駆動信号311をド
ライバ204に供給することができる。更に、メータ電子機器220は、ピックオフ205,205'から、ピックオフ/速度センサ信号、ひずみ信号、光信号、または当該技術分野で公知の任
意の他の信号などの、センサ信号310を受信することができる。いくつかの実施形態では
、センサ信号310は、ドライバ204から受信することができる。メータ電子機器220は、デ
ンシトメータとして動作することができ、またはコリオリ流量計として動作することを含
む質量流量計として動作することができる。メータ電子機器220は、他のタイプの振動セ
ンサアセンブリとしても動作することができ、提供される特定の例は、本発明の範囲を限定するものではないことは理解されるべきである。メータ電子機器220は、センサ信号310を処理して、流れ導管203A、203Bを通って流れる材料の流れ特性を得ることができる。いくつかの実施形態では、メータ電子機器220は、例えば、１つ以上の抵抗温度検出器（RTD）センサ又は他の温度センサ（図示せず）から温度信号312を受信することができる。
【００３２】
インターフェイス301は、リード210、211、211’を介して、ドライバ204又はピックオ
フ205、205'からセンサ信号310を受信することができる。インターフェイス301は、フォ
ーマット、増幅、バッファリングなどの任意の必要な、または所望の信号調整を行うことができる。或いは、幾つか又は全ての信号調整が処理システム303で実行され得る。更に
、インターフェイス301はメータ電子機器220と外部デバイスとの間の通信を可能にする。インターフェイス301はあらゆる方法の電子的、光学的又は無線通信であり得る。
【００３３】
一実施形態のインターフェイス301はデジタイザ302を含み、センサ信号はアナログセンサ信号を含む。デジタイザ302は、アナログセンサ信号をサンプリングしてデジタル化し
、デジタルセンサ信号を生成することができる。デジタイザ302はまた、必要な信号処理
の量を低減し、処理時間を短縮するために、デジタルセンサ信号を間引く(decimate)任意の必要なデシメーションを行うことができる。
処理システム303は、メータ電子機器220の動作を行い、センサアセンブリ200からの流
量測定値を処理することができる。処理システム303は、一般的な動作ルーチン314のような１つ以上の処理ルーチンを実行することができる。
【００３４】
処理システム303は、汎用コンピュータ、マイクロプロセッシングシステム、論理回路
、またはその他の汎用またはカスタマイズされた処理装置を含むことができる。処理システム303は、複数の処理装置に分散することができる。処理システム303は、格納システム304のような任意の方法の一体型または独立した電子記憶媒体を含むことができる。処理
システム303は、とりわけ、駆動信号311を生成するためにセンサ信号310を処理する。駆
動信号311は、導管203A、203Bのような関連する流れチューブを振動させるためにリード210を介してドライバ204に供給される。
【００３５】
メータ電子機器220は、当該技術分野で一般に知られている様々な他の構成要素及び機
能を含み得ることは理解されるべきである。これらの更なる特徴は簡潔さの目的から記載及び図面から省略されている。従って、本発明は示され記載された特定の実施形態に限定されるべきではない。
例えば、コリオリ流量計又はデンシトメータなどの振動センサアセンブリが流れ材料の特性を測定する技術は十分に理解されている。従って、この記載を簡潔にするために、詳細な説明は省略する
【００３６】
図５Ａ及び図５Ｂを参照して、非対称のマニホールド202、202’が示される。図５Ｂは、図５Ａに示すマニホールドの部分破断図である。非対称マニホールド202、202'は、複
数のランナー401、401'を画定する本体400を有し、これはさらに、流路402、402'を画定
する。第1のポート404及びプレナムチャンバ406は、本体400によって画定される。第１のポート404は、流路402、402'と同様に、プレナムチャンバ406と流体連通している。一実
施形態では、フランジ408、408'は、各ランナポート410、410'に近接して配置され、導管203A、203Bへの取り付け手段を提供することができる。第１のポート404に導入された流
体は、プレナムチャンバ406を通って流れ、ランナポート410、410'を介してマニホールド202、202'から出る。これは、流体が流量計5内に移動する場合に当てはまる。逆に、ランナポート410、410'に導入された流体は、プレナムチャンバ406を通って進み、第１のポート404を介してマニホールド202、202'から出る。これは、流体が流量計5から外に移動す
る場合に当てはまる。流路402、402'は、夫々領域A及びA'を規定する。非対称的な構成の結果、一方の管に大きな流れが生じる。一実施形態において、領域Aは領域A'よりも大き
い。一実施形態において、領域Aは領域A'よりも小さい。これは、流路402、402'の夫々の直径を変更することによって達成することができる。一実施形態では、流路402、402'は
、非円形断面を含む。非円形断面の形状を変更することにより、流路402、402'の夫々の
領域A、A'のサイズを変更することができる。
【００３７】
２つの流路402、402'のうちの１つの領域の変更は、各導管203A、203Bの流れを等しく
するように行うことができる。このアプローチによる流れの均一性は、一定の流量及び粘度で最適になるように構成することができる。従って、流量及び粘度の範囲は、流路402,402'の間の面積比に基づいて微調整することができる。例えば、流量計がガソリン計量のためだけに使用される場合、流体は既知であるため、用途に基づいて、流量範囲と同様に密度範囲が考慮される。これは用途の単なる例であり、特許請求の範囲を限定すべきではない。
【００３８】
更に特定の用途について、流路402、402'は、様々な計測システムで遭遇する可能性が
ある入口流れ条件、センサアセンブリ200内の重力方向、及び入口/出口条件を更に補償するように、本明細書に記載されるように変更することができる。全体的に、上述したように用途及び更なる変数に基づいて、領域A、A'は、流量計5の流体測定が正確であるように、各導管203A、203Bを通る流れが均等に分配されるように調整される。
【００３９】
上記の如く、非対称のマニホールド202、202'は、材料の一体型のマニホールドから構
成することができる。非対称性及び隆起した直角により、非対称性のマニホールド202、202'が、例えば、限定されないが、永久鋳型鋳造を介して、成形されることができる。一
実施形態において、永久鋳型成形プロセスは、直角流路を形成するためにコアを利用する。これは、単なる一例であり、本明細書に記載されているような一体型マニホールドを形成するための当該技術分野において知られている任意のプロセスと同様に、他の成形、射出成形、鋳造、成形及び機械加工プロセスが考慮される。
【００４０】
図６は、非対称のマニホールド202、202'を形成する方法を示す。ステップ５００にて
、流量計の用途及び関連するパラメータが決定される。このステップは、非対称のマニホールド202、202'の形態(morphology)を決定するための制約を提供する。流体密度範囲、
流量範囲、温度範囲、流量計のサイズ、及び他の関連する設計制約が決定される。ステップ５０２にて、流路402、402'の領域は、ステップ５００で定義されたパラメータに基づ
いて計算される。ステップ５０４にて、異なる第１及び第２の流路402,402'を有する非対称のマニホールド202,202'が形成される。従って、導管203A、203Bを通る流量は、所定の動作条件の範囲を考慮すると、等しくなる。
【００４１】
上述の様々な実施形態は、流量計、特にコリオリ流量計を指向しているが、本発明は、コリオリ流量計に限定されるべきではなく、本明細書で説明される方法は、他のタイプの流量計、またはコリオリ流量計の測定能力の一部を欠く他の振動センサについて利用され得ることを理解されたい。
上記の実施形態の詳細な説明は、本出願の範囲内にあるべき、本発明者らによって企図されているすべての実施形態の包括的でない説明である。事実、当業者であれば、上述した実施形態の特定の要素は、さらなる実施形態を作成するために様々に組み合わせ、または、なくすことができ、そのようなさらなる実施形態が本出願の範囲及び教示の中に入ることは認識されよう。上述した実施形態は、本発明の範囲及び教示内の追加の実施形態を作成するために全体的にまたは部分的に組み合わせることができることも、当業者には諒解されよう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【図１】
2020165990.tif 000003
【図２】
2020165990.tif 000004
【図３】
2020165990.tif 000005
【図４】
2020165990.tif 000006
【図５Ａ】
2020165990.tif 000007
【図５Ｂ】
2020165990.tif 000008
【図６】
2020165990.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月26日(2020.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポート、第１のランナポート及び第２のランナポートを備え、前記第１のポートは、第１の流路を介して第１のランナポートに結合され、第２の流路を介して第２のランナポートに結合される非対称の流量計のマニホールドを生成する方法であって、
少なくとも１つの流量計の用途パラメータを規定するステップと、
少なくとも１つの流量計の用途パラメータに基づいて、第１の流路の領域と第２の流路の領域を決定するステップと、
決定された第１の流路の領域と第２の流路の領域を用いて非対称のマニホールドを形成するステップを備え、
前記第１の流路の領域は、第２の流路の領域よりも大きい、方法。
【請求項２】
用途パラメータは、少なくとも流体粘度の範囲及び流量の範囲を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの流路は円形の断面を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの流路は非円形の断面を有する、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
第１のポートを形成するステップを備え、第１の流路及び第２の流路は第１のポートに対して大凡９０度に配置された、請求項１乃至４の何れかに記載の方法。
【請求項６】
マニホールドを形成するステップは、材料の一体型のマニホールドを形成するステップを含む、請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
【請求項７】
材料の一体型のマニホールドを形成するステップは、金型鋳造法である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
材料の一体型のマニホールドを形成するステップは、射出成形法である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
第１の流路を通って流れる流体の流量と、第２の流路を通って流れる流体の流量とは大凡等しい、請求項１乃至８の何れかに記載の方法。
【請求項１０】
その中のプロセス流体の特性を測定するように構成された流量計(5)であって、
処理システム(303)と格納システム(304)を備えたメータ電子機器と通信するセンサアセンブリ(200)と、
導管(203A、203B)に固定された複数のピックオフ(205、205’)と、
流量計(5)の導管(203A、203B)に固定されたドライバ(204)と、
第１のポート(404)、第１のランナポート(410)及び第２のランナポート(410’)を備え、前記第１のポート(404)は、第１の流路(402)を介して第１のランナポート(410)に結合され、第２の流路(402’)を介して第２のランナポート(410’)に結合されて、導管(203A、203B)に流体が行き来可能に繋がった少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)とを備え、
前記第１の流路(402)は第１の導管(203A)に隣接して位置し、第２の流路(402’)は第２の導管(203B)に隣接して位置し、
第１の流路(402)の領域は、第２の流路(402’)の領域よりも大きく、第１の流路の領域及び第２の流路(402’)の領域は少なくとも１つの流量計の用途パラメータに基づいている、流量計(5)。
【請求項１１】
コリオリ質量流量計である、請求項１０に記載の流量計(5)。
【請求項１２】
少なくとも１つの流路(402、402’)は円形の断面を有する、請求項１０又は１１の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１３】
少なくとも１つの流路(402、402’)は非円形の断面を有する、請求項１０乃至１２の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１４】
第１のポート(202A、202B)を備え、第１の流路及び第２の流路(402、402’)は第１のポート(202A)に対して大凡９０度に配置された、請求項１０乃至１３の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１５】
少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)は、材料の一体型のマニホールドを備える、請求項１０乃至１４の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１６】
少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)は、金型鋳造で形成される、請求項１５に記載の流量計(5)。
【請求項１７】
少なくとも１つの非対称のマニホールド(202、202’)は、射出成形で形成される、請求項１５に記載の流量計(5)。
【請求項１８】
第１の流路(402)を通って流れる流体の流量と、第２の流路(402’)を通って流れる流体の流量とは大凡等しい、請求項１０乃至１６の何れかに記載の流量計(5)。
【請求項１９】
更に対称的なマニホールド(207)を備える、請求項１０乃至１８の何れかに記載の流量計(5)。
【外国語明細書】
2020165990000001.pdf