(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つの第1の磁石（211）を備える磁石部分（104B）と、
コイル部分（204A、304A）とを備え、
前記コイル部分（204A、304A）は、
コイルボビン（220）と、
前記コイルボビン（220）の周りに巻かれるドライバワイヤ（221）と、
前記コイルボビン（220）の周りに巻かれるピックオフワイヤ（222）と、
前記コイルボビン（220）は、
前記ドライバワイヤ（221）を受け入れるための第1の巻付けエリア（322）と、
前記ピックオフワイヤ（222）を受け入れるための第2の巻付けエリア（322’）と、を含み、
フラックス配向リング（330）は、前記第1および第2の巻付けエリア（322、322’）間に位置付けられており、前記ドライバワイヤ（221）からの磁束線を前記ピックオフワイヤ（222）から離れて方向づける、振動式メータのための組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント（200、300）。
【請求項２】
前記第1および第2の巻付けエリア（322、322’）は、互いから離隔される、請求項1に記載の組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント（200、300）。
【請求項３】
前記コイルボビン（220）は、前記磁石（211）の少なくとも一部を受け入れるための磁石受入れ部分（220’）を備える、請求項1に記載の組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント（200、300）。
【請求項４】
前記第1の磁石（211）は前記ドライバワイヤ（221）に対応し、かつ前記磁石部分（104B）は、前記第1の磁石（211）へ結合されかつ前記ピックオフワイヤ（222）に対応する第2の磁石（311）をさらに備える、請求項1に記載の組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント（200、300）。
【請求項５】
メータ電子機器（20）と、
前記メータ電子機器（20）と電気通信するセンサアッセンブリ（40）とを備える振動式メータ（400）であって、
前記センサアッセンブリ（40）は、
1つまたは複数の流管（103A、103B）と、
前記1つまたは複数の流管（103A、103B）のうちの少なくとも1つへ結合される1つまたは複数の組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント（200、300）とを備え、前記組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは各々、磁石部分（104B）とコイル部分（204A）とを備え、前記コイル部分（204A）は、コイルボビン（220）と、前記コイルボビン（220）の周りに巻かれるドライバワイヤ（221）と、前記コイルボビン（220）の周りに巻かれるピックオフワイヤ（222）とを含み、前記コイルボビン（220）は、前記ドライバワイヤ（221）を受け入れるための第1の巻付けエリア（322）と、前記ピックオフワイヤ（222）を受け入れるための第2の巻付けエリア（322’）とを備え、フラックス配向リング（330）は、前記第1および第2の巻付けエリア（322、322’）間に位置付けられており、前記ドライバワイヤ（221）からの磁束線を前記ピックオフワイヤ（222）から離れて方向づける、振動式メータ（400）。
【請求項６】
前記ドライバワイヤ（221）へ結合されかつ駆動信号を伝達するために前記メータ電子機器（20）と電気通信する第1の電気リード線（411）と、前記ピックオフワイヤ（222）へ結合されかつピックオフ信号を伝達するために前記メータ電子機器（20）と電気通信する第2の電気リード線（411’）とをさらに備える、請求項5に記載の振動式メータ（400）。
【請求項７】
前記磁石部分（104B）は、少なくとも1つの第1の磁石（211）を備える、請求項5に記載の振動式メータ（400）。
【請求項８】
前記コイルボビン（220）は、前記第1の磁石（211）の少なくとも一部を受け入れるための磁石受入れ部分（220’）を備える、請求項7に記載の振動式メータ（400）。
【請求項９】
前記第1および第2の巻付けエリア（322、322’）は、互いから離隔される、請求項5に記載の振動式メータ（400）。
【請求項１０】
1つまたは複数の流管を備えるセンサアッセンブリを含む振動式メータを形成するための方法であって、
コイルボビンの周りにドライバワイヤを巻くステップと、
前記コイルボビンの周りにピックオフワイヤを巻くステップと、
前記コイルボビンを、前記1つまたは複数の流管のうちの1つへ結合するステップと、
駆動信号を伝達するために、前記ドライバワイヤをメータ電子機器へ電気的に接続するステップと、
ピックオフ信号を伝達するために、前記ピックオフワイヤを前記メータ電子機器へ電気的に接続するステップと、
前記ドライバワイヤを第1の巻付けエリア内で巻くことと、前記ピックオフワイヤを、前記第1の巻付けエリアから離隔される第2の巻付けエリア内で巻くステップと、
フラックス配向リングを前記コイルボビンの前記第1および第2の巻付けエリア間へ結合するステップと、
前記ドライバワイヤ（221）からの磁束線を前記ピックオフワイヤ（222）から離れて方向づけるステップと、を含む、方法。
【請求項１１】
コイルボビンが磁石の少なくとも一部を受け入れるように、前記磁石を前記1つまたは複数の流管のうちの第2の流管へ結合するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記の実施形態は振動式メータに関し、より具体的には、振動式流量計のための並置センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動式メータは、例えば振動式密度計およびコリオリ流量計等が一般に知られていて、導管内部の物質の質量流量および他の情報を測定するために使用される。物質は、流れている場合もあれば、静止している場合もある。例示的なコリオリ流量計は、何れもJ.E.Smith等に付与された米国特許第4,109,524号明細書および米国特許第4,491,025号明細書および米国再発行特許第31,450号明細書に開示されている。これらの流量計は、真っ直ぐな、または曲がった形状の1つまたは複数の導管を有する。コリオリ質量流量計における各導管形状は、単純曲げ型、捻れ型または結合型であり得る、一連の固有振動モードを有する。各導管は、ある好適なモードで振動するように駆動されることが可能である。
【０００３】
物質は、流量計のインレット側に接続される管路から流量計へ流れ込み、導管を通って、流量計のアウトレット側から流量計を出る。振動式物質充填システムの固有振動モードは、ある程度、導管と導管内部を流れる物質との合計質量によって規定される。
【０００４】
流量計を通る流れが存在しない場合、導管に印加される駆動力は、導管に沿った全てのポイントを、同一の位相で、または、ゼロ流量で測定される時間遅延である僅かな「ゼロ・オフセット」で振動させる。物質が流量計を流れ始めるにつれて、コリオリ力は、導管に沿った各ポイントに異なる位相を持たせる。例えば、流量計のインレット端における位相は、中央のドライバ位置における位相より遅れ、一方で、アウトレットにおける位相は、中央のドライバ位置における位相に先行する。導管上のピックオフセンサは、導管の動きを表す正弦波信号を生成する。ピックオフセンサから出力される信号は、ピックオフセンサ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センサ間の時間遅延は、導管を流れる物質の質量流量に比例する。
【０００５】
ドライバへ接続されるメータ電子機器は、ドライバを作動させる駆動信号を生成し、かつピックオフセンサから受信された信号に基づいて物質の質量流量および他の特性を決定する。ドライバは多くの周知装置のうちの1つを備え得るが、振動式メータ業界では磁石および対向するドライブコイルが大きな成果を得ている。適切なドライブコイルおよび磁石装置の例は、米国特許第7,287,438号明細書および米国特許第7,628,083号明細書に提供されている。これらは共に、Micro Motion, Inc.に譲渡されたことが表記され、参照により開示に含まれる。所望される流管の振幅および振動数で導管を振動させるために、ドライブコイルへ交流電流が流される。ドライバ装置に酷似する磁石およびコイル装置としてピックオフセンサを提供することも技術上知られている。しかしながら、ドライバが電流を受け、これにより動きが誘導される一方で、ピックオフセンサは、ドライバにより提供された動きを用いて電圧を誘導することができる。ピックオフセンサにより測定された時間遅延の大きさは極小であり、ナノ秒単位で測定される場合が多い。したがって、トランスデューサの出力を著しく高精度にする必要がある。
【０００６】
図1は、センサアッセンブリ10とメータ電子機器20とを備えるコリオリ流量計形式の振動式メータ5に関する、先行技術の一例を示す。メータ電子機器20は、流動物質の特性、例えば密度、質量流量、容積流量、質量流量合計、温度および他の情報等を測定するために、センサアッセンブリ10と電気通信状態にある。
【０００７】
センサアッセンブリ10は、1対のフランジ101および101'と、マニフォールド102および102'と、導管103Aおよび103Bとを含む。マニフォールド102、102'は、導管103A、103Bの対向する両端に付けられている。先行技術のコリオリ流量計のフランジ101および101'は、スペーサ106の対向する端に付けられている。スペーサ106は、導管103Aおよび103Bにおける望ましくない振動を防止するために、マニフォールド102、102'間の間隔を保持している。導管103Aおよび103Bは、マニフォールドから外側へ略平行に延びる。流動物質を運ぶ管路系（不図示）内へセンサアッセンブリ10が挿入されると、物質はフランジ101からセンサアッセンブリ10に入ってインレットマニフォールド102を通過し、ここで物質の全量が導管103Aおよび103Bへ進入する方向に導管103Aおよび103Bを通って流れ、アウトレットマニフォールド102'へと戻ってフランジ101'からセンサアッセンブリ10を出る。
【０００８】
先行技術のセンサアッセンブリ10は、ドライバ104を含む。ドライバ104は、例えば駆動モードで導管103Aおよび103Bをドライバ104が振動させることができる位置において導管103Aおよび103Bに付けられている。より具体的には、ドライバ104は、導管103Aに付けられている第1のドライバコンポーネント104Aと、導管103Bに付けられている第2のドライバコンポーネント104Bとを含む。ドライバ104は、導管103Aへ取り付けられたコイル、および導管103Bへ取り付けられた対向する磁石等の多くの周知装置のうちの1つを備える場合がある。
【０００９】
先行技術のコリオリ流量計の本例では、駆動モードは第1の位相外れ、逆位相の曲げモードであり、曲げ軸W--WおよびW'--W'に関して略同一の質量分布、慣性モーメントおよび弾性モジュールを有する均衡したシステムを提供するように、導管103A、103Bは選択され、かつインレットマニフォールド102およびアウトレットマニフォールド102'へ適宜取り付けられる。駆動モードが第1の位相外れの曲げモードである本例では、導管103Aおよび103Bは、ドライバ104により、各々の曲げ軸W-WおよびW'-W'に関して反対方向へ駆動される。交流電流形式の駆動信号は、メータ電子機器20により、例えば経路110等を介して提供され、コイルを通って導管103A、103Bの双方を振動させる。当業者には、先行技術のコリオリ流量計により他の駆動モードも使用され得ることが認識されるであろう。
【００１０】
図示されているセンサアッセンブリ10は、導管103A、103Bに付けられた1対のピックオフ105、105'を含む。より具体的には、第1のピックオフコンポーネント105Aおよび105'Aは第1の導管103A上に位置し、かつ第2のピックオフコンポーネント105Bおよび105'Bは第2の導管103B上に位置する。図示されている例では、ピックオフ105、105'は電磁検出器であってもよく、例えば導管103A、103B中の速度およ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およびピックオフコイルであってもよい。例えば、ピックオフ105、105'は、経路111、111'を介してメータ電子機器20へピックオフ信号を供給してもよい。当業者には、導管103A、103Bの動きが、概して、流動物質の所定の特性、例えば導管103A、103Bを流れる物質の質量流量および密度に比例することが認識されるであろう。しかしながら、導管103A、103Bの動きには、ピックオフ105、105'において測定される可能性があるゼロ流量遅延またはゼロ流量オフセットも含まれる。ゼロ流量オフセットは、非比例減衰、残留可撓性反応、電磁クロストークまたは計装の位相遅延等の幾つかの要素によって発生する可能性がある。
【００１１】
多くの先行技術の流量計において、ゼロ流量オフセットは、典型的には、流れゼロの状態におけるオフセットを測定し、測定されたオフセットを流動中に測定された後続の測定値から減算することによって補正される。この手法は、ゼロ流量オフセットが一定する場合には十分な流量測定を提供するものの、実際には、オフセットは、周囲環境（温度等）の僅かな変化または材料が流れる配管系の変化を含む様々な要素に起因して変わる。認識できるように、ゼロ流量オフセットの変化は何れも、決められた流れ特性に誤差をもたらす。正常な運転中は、流れのない状態の間に長い期間が存在する場合がある。ゼロ流量オフセットが経時的に変わると、測定される流量に重大な誤差が生じる場合がある。
【００１２】
本件の出願人らは、流れの間のゼロ流量オフセットの変化を決定しかつ補正するための方法を開発していて、この方法は、本参照により開示に含まれる、「コリオリ流量計における左右固有ベクトルのインフロー決定」と題する米国特許第7,706,987号明細書に記述されている。'987号特許で使用されているこの所謂「ダイレクトなコリオリ測定」（DICOM）は、典型的な単一のドライバシステムではなく2つ以上のドライバが使用されれば、コリオリ流量計システムの左右固有ベクトルを決定可能であることを説明している。物理的な意味では、右固有ベクトルは、ある特定のモードが励起される場合の応答ポイント（ピックオフ）間の位相を決定する。右固有ベクトルは、典型的には、先行技術による流量計5等の振動式流量計において測定されかつ決定される値である。左固有ベクトルは、ある特定のモードを最適に励起するドライバ間の位相を決定する。ゼロ流量オフセットが存在しなければ、これらの2つの位相は同じである。結果的に、'987号特許に概説されているように、左右固有ベクトルを決定することができれば、ゼロ流量オフセットを流量から区別することができる。
【００１３】
DICOMは、ゼロ流量オフセットのインフロー決定を可能にすることによって流量測定値の精度向上を可能にするが、本件の出願人らは、DICOMは並置されたセンサコンポーネントを必要とすることを発見している。'987号特許は、並置されたセンサコンポーネントの使用について記述しているが、実際には、'987号特許は、2つの別々かつ区別可能なドライバ・センサ・コンポーネントと、2つの別々かつ区別可能なピックオフ・センサ・コンポーネントとを利用している。'987号特許は、並置させるために、ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントを流管上で互いに直に向かい合って位置合わせしている。しかしながら、ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは導管103A、103Bへ個々に付けられていることから、精確な並置は非実際的であって、僅かな誤配置でも流量測定値全体にエラーが伝わっていく可能性がある。
【００１４】
本件の出願人らに譲渡されたことが表記されている米国特許第6,230,104号明細書は、組合せ式のドライバおよびピックオフセンサを開示している。'104号特許に開示されている組合せ式のドライバおよびピックオフセンサを用いれば、センサコンポーネントの数を減らすことができ、これにより、配線延いてはコストを低減することができる。さらに、組合せ式のドライバおよびピックオフセンサは、DICOMを実行するために使用されることが可能である。しかしながら、'104号特許に開示されている組合せ式センサコンポーネントの構造に起因して、測定は複雑であり、かつ過度の電力量を必要とする。さらに、'104号特許に開示されている構造は、容易に不精確となるとされる。'104号特許は、同じコイルを用いて駆動信号を印加しかつピックオフ信号を受信する。コイルのこの二重使用は、駆動信号により印加されるトランスデューサ電圧測定値からの、所望される速度測定値である逆起電力（逆EMF）の複雑な分離を必要とする。'104号特許に示されている組合せ式センサコンポーネントによる逆EMFの決定は、少なくとも2つの補償を必要とする。逆EMFは、方程式（1）によって特徴づけられることができる。
【００１５】
【数１】
0006038940.tif 000002
【００１６】
ここで、
VbEMFは、逆EMFであり、
Vtotalは、ピックオフ電圧の合計測定値であり、
Riは、抵抗負荷であり、
Ldi/dtは、誘導負荷である。
【００１７】
抵抗負荷は、温度によって変わり、これにより、オンラインの抵抗計算が必要になる。この補償におけるエラーは、駆動安定性および流量測定の双方に影響する。さらに、抵抗負荷は、典型的には、方程式（1）における他の項より大きい。結果的に、抵抗負荷における僅かなエラーも、大きな流量エラーに変わる可能性がある。誘導負荷は、典型的には、抵抗負荷より遙かに小さいが、この場合の僅かなエラーもやはり、著しい流量測定値オフセットとなる。
【００１８】
したがって、認識できるように、'104号特許に開示されている組合せ式のドライバおよびピックオフセンサは、適切な解決策を提供していない。並置され、かつ低減された複雑さで測定値を決定できる組合せ式のドライバおよびピックオフセンサが当業において必要とされている。下記の実施形態は、これらの、および他の問題点を克服するものであり、技術上の進歩が達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第4,109,524号明細書
【特許文献２】米国特許第4,491,025号明細書
【特許文献３】米国再発行特許第31,450号明細書
【特許文献４】米国特許第7,287,438号明細書
【特許文献５】米国特許第7,628,083号明細書
【特許文献６】米国特許第7,706,987号明細書
【特許文献７】米国特許第6,230,104号明細書
【発明の概要】
【００２０】
一実施形態に従って、振動式メータのための組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントを提供する。この組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは、少なくとも1つの第1の磁石を備える磁石部分と、コイル部分とを備える。一実施形態によれば、コイル部分は、コイルボビンと、コイルボビンの周りに巻かれるドライバワイヤと、コイルボビンの周りに巻かれるピックオフワイヤとを備える。
【００２１】
一実施形態に従って、振動式メータを提供する。振動式メータは、メータ電子機器と、メータ電子機器と電気通信するセンサアッセンブリとを備える。一実施形態によれば、センサアッセンブリは、1つまたは複数の流管と、1つまたは複数の流管のうちの少なくとも1つへ結合される1つまたは複数の組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントとを含む。この各組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは、磁石部分およびコイル部分を備える。一実施形態によれば、コイル部分は、コイルボビンと、コイルボビンの周りに巻かれるドライバコイルと、コイルボビンの周りに巻かれるピックオフワイヤとを含む。
【００２２】
一実施形態に従って、1つまたは複数の流管を備えるセンサアッセンブリを含む振動式メータを形成するための方法を提供する。本方法は、コイルボビンの周りにドライバワイヤを巻くステップと、コイルボビンの周りにピックオフワイヤを巻くステップとを含む。一実施形態によれば、本方法は、コイルボビンを1つまたは複数の流管のうちの1つへ結合することをさらに含む。一実施形態によれば、本方法は、駆動信号を伝達するためにドライバワイヤをメータ電子機器へ電気的に接続することと、ピックオフ信号を伝達するためにピックオフワイヤをメータ電子機器へ電気的に接続することをさらに含む。
態様
ある態様によれば、振動式メータのための組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは、
少なくとも1つの第1の磁石を備える磁石部分と、
コイル部分とを備え、前記コイル部分は、
コイルボビンと、
コイルボビンの周りに巻かれるドライバワイヤと、
コイルボビンの周りに巻かれるピックオフワイヤとを含む。
【００２３】
好ましくは、ピックオフワイヤは、ドライバワイヤの少なくとも一部の上に巻かれる。
【００２４】
好ましくは、コイルボビンは、ドライバワイヤを受け入れるための第1の巻付けエリアと、ピックオフワイヤを受け入れるための第2の巻付けエリアとを備える。
【００２５】
好ましくは、第1および第2の巻付けエリアは、互いから離隔される。
【００２６】
好ましくは、組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは、第1および第2の巻付けエリア間に位置合わせされるフラックス配向リングをさらに備える。
【００２７】
好ましくは、コイルボビンは、前記磁石の少なくとも一部を受け入れるための磁石受入れ部分を備える。
【００２８】
好ましくは、第1の磁石はドライバワイヤに対応し、かつ磁石部分は、第1の磁石へ結合されかつピックオフワイヤに対応する第2の磁石をさらに備える。
【００２９】
別の態様によれば、振動式メータは、
メータ電子機器と、
メータ電子機器と電気通信するセンサアッセンブリとを備える振動式メータであって、
前記振動式センサアッセンブリは、
1つまたは複数の流管と、
1つまたは複数の流管のうちの少なくとも1つへ結合される1つまたは複数の組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントとを備え、組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは各々、磁石部分とコイル部分とを備え、コイル部分は、コイルボビンと、コイルボビンの周りに巻かれるドライバワイヤと、コイルボビンの周りに巻かれるピックオフワイヤとを含む。
【００３０】
好ましくは、振動式メータは、さらに、ドライバワイヤへ結合されかつ駆動信号を伝達するためにメータ電子機器と電気通信する第1の電気リード線と、ピックオフワイヤへ結合されかつピックオフ信号を伝達するためにメータ電子機器と電気通信する第2の電気リード線とを備える。
【００３１】
好ましくは、磁石部分は、少なくとも1つの第1の磁石を備える。
【００３２】
好ましくは、コイルボビンは、第1の磁石の少なくとも一部を受け入れるための磁石受入れ部分を備える。
【００３３】
好ましくは、ピックオフワイヤは、ドライバワイヤの少なくとも一部の上に巻かれる。
【００３４】
好ましくは、コイルボビンは、ドライバワイヤを受け入れるための第1の巻付けエリアと、ピックオフワイヤを受け入れるための第2の巻付けエリアとを備える。
【００３５】
好ましくは、第1および第2の巻付けエリアは、互いから離隔される。
【００３６】
好ましくは、振動式メータは、第1および第2の巻付けエリア間に位置合わせされるフラックス配向リングをさらに備える。
【００３７】
別の態様によれば、1つまたは複数の流管を備えるセンサアッセンブリを含む振動式メータを形成するための方法は、
コイルボビンの周りにドライバワイヤを巻くステップと、
コイルボビンの周りにピックオフワイヤを巻くステップと、
コイルボビンを、1つまたは複数の流管のうちの1つへ結合するステップと、
駆動信号を伝達するために、ドライバワイヤをメータ電子機器へ電気的に接続するステップと、
ピックオフ信号を伝達するために、ピックオフワイヤをメータ電子機器へ電気的に接続するステップとを含む。
【００３８】
好ましくは、本方法は、コイルボビンが磁石の少なくとも一部を受け入れるように、磁石を1つまたは複数の流管のうちの第2の流管へ結合するステップをさらに含む。
【００３９】
好ましくは、ピックオフワイヤを巻くステップは、ピックオフワイヤをドライバワイヤの上に巻くことを含む。
【００４０】
好ましくは、ドライバおよびピックオフワイヤを巻くステップは、ドライバワイヤを第1の巻付けエリア内で巻くことと、ピックオフワイヤを、第1の巻付けエリアから離隔される第2の巻付けエリア内で巻くことを含む。
【００４１】
好ましくは、本方法は、さらに、フラックス配向リングをコイルボビンの第1および第2の巻付けエリア間へ結合するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図1は、先行技術の流量計を示す。
【図２】図2は、一実施形態に係る組合せ式センサコンポーネントを示す断面図である。
【図３】図3は、別の実施形態に係る組合せ式センサコンポーネントを示す断面図である。
【図４】図4は、一実施形態に係る振動式メータ400を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図2−図3および下記の説明は、当業者に、支持部材の最良モードの実施形態をどのように利用するかを教示するための具体的な例を描いたものである。発明原理の教示を目的として、従来的な態様の中には、単純化されたもの、または省略されているものがある。当業者には、明細書本文の範囲に含まれるこれらの例からの変形が認識されるであろう。当業者には、以下に記述する特徴を、流量計の複数の変形例を形成するように様々な方法で組合せ得ることが認識されるであろう。結果的に、以下に記述する実施形態は、後述の具体的な例に限定されず、請求の範囲およびその等価物によってのみ限定される。
【００４４】
図2は、一実施形態に係る組合せ式センサコンポーネント200を示す断面図である。図示されているこの実施形態によれば、組合せ式センサコンポーネント200は、組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントを備える。一実施形態によれば、組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントは、第1および第2の流管103A、103Bへ結合されることが可能である。図示されている実施形態によれば、組合せ式センサコンポーネント200は、第1および第2の流管103A、103Bへ取付けブラケット210A、210Bを用いて結合される。したがって、組合せ式センサコンポーネント200は、図1に示されている先行技術の流量計5のセンサコンポーネント104、105、105'のうちの1つまたはそれ以上に取って代わることが可能である。実施形態によっては、ピックオフセンサ105、105'に代えて2つの組合せ式センサコンポーネント200が使用されてもよく、ドライバ104はなくすことができる。このように、組合せ式センサコンポーネント200を使用すれば、流量計の動作に必要なセンサコンポーネントの合計数を減らすことができる。
【００４５】
一実施形態によれば、組合せ式センサコンポーネント200は、コイル部分204Aと、磁石部分104Bとを備える。磁石部分104Bは、取付けブラケット210B上へボルト212Bを用いて保持される磁石211を備える。磁石211は、磁場の方向付けを助ける磁石キーパ213内に位置合わせされることが可能である。一実施形態によれば、磁石部分104Bは、先行技術のセンサコンポーネントの典型的な磁石部分を備える。取付けブラケット210Bは、第2の流管103Bへ結合されて示されている。取付けブラケット210Bは、第2の流管103Bへ、溶接、蝋付け、接着、他等の周知技術によって結合されてもよい。
【００４６】
一実施形態によれば、コイル部分204Aは、取付けブラケット210Aによって第1の流管103Aへ結合される。取付けブラケット210Aは、流管103Aへ、溶接、蝋付け、接着、他等の周知技術によって結合されてもよい。コイル部分204Aは、コイルボビン220も備える。コイルボビン220は、磁石211の少なくとも一部を受け入れるための磁石受入れ部分220'を含むことが可能である。コイルボビン220は、取付けブラケット210A上へボルト212Aまたは類似の締結デバイスによって保持されることが可能である。コイル部分204Aを流管103Aへ結合するために使用されるこの具体的な方法は、如何なる場合も本実施形態の範囲を限定するものではない。
【００４７】
さらに、組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント200は、二重の流管センサアッセンブリへ結合されて示されているが、他の実施形態では、部分104B、204Aの一方が、例えば静止コンポーネントまたはダミーチューブへ結合されてもよい。組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント200が単一の流管センサアッセンブリにおいて利用される状況では、これが当てはまる。
【００４８】
一実施形態によれば、コイル部分204Aは、ドライバワイヤ221とピックオフワイヤ222とを並置する。'104号特許に記述されている先行技術の組合せ式センサコンポーネントとは異なり、本実施形態の組合せ式センサコンポーネントは、別々かつ区別可能なワイヤ221、222を提供する。しかしながら、図2に示されている実施形態によれば、ドライバワイヤ221およびピックオフワイヤ222は共に、同じコイルボビン220の周りに巻かれている。ドライバワイヤ221およびピックオフワイヤ222をコイルボビン220の周りに巻くことにより、ドライバコイル221'およびピックオフコイル222'が並置されて生成される。図示されている実施形態では、ワイヤ221、222は互いに上下に積み重ねられ、即ち一方のワイヤがもう一方のワイヤ上に巻かれる。この実施形態は、コイルボビン220上へドライバワイヤ221がピックオフワイヤ222より先に巻かれて示されているが、反対も使用可能であって、この場合、ピックオフワイヤ222をドライバワイヤ221より半径方向の内側に位置する。
【００４９】
一実施形態によれば、ドライバワイヤ221とピックオフワイヤ222との間に絶縁層（不図示）が設けられてもよい。しかしながら、このような絶縁層は必要ではない。
【００５０】
図示されているように、双方のコイルは、単一の磁石211および単一の磁石キーパ213を共用する。その結果、組合せ式センサコンポーネント200の形成に要するコンポーネントの数は実質上、減少する。
【００５１】
組合せ式センサコンポーネント200は、'104号特許に示されている組合せ式センサを凌ぐ重大な優位点を提供する。組合せ式センサコンポーネント200は、ドライバワイヤ221がピックオフワイヤ222とは異なることに起因して、'104号特許に必要な抵抗補償を実質上、排除している。したがって、逆EMFの計算は、方程式（2）に単純化されている。
【００５２】
【数２】
0006038940.tif 000003
【００５３】
ここで、
Mは、2つのコイル221'、222'間の相互インダクタンスである。
【００５４】
認識されるように、方程式から抵抗補償が除かれることにより、逆EMFの決定は実質上、単純化される。さらに、オンライン温度測定は、もはや不要である。また、これまでの記述から、抵抗補償は、典型的には誘導補償より遙かに大きいことを想起されたい。したがって、方程式（2）に必要な補償によって生じる測定誤差は少なくなる。
【００５５】
図2には示されていないが、メータ電子機器20が、図1に示されているリード線110と同様のリード線（図4参照）でドライバワイヤ221と通信できることは認識されるべきである。したがって、メータ電子機器と電気通信状態にある場合、コイル部分204Aと磁石部分104Bとの間に動きを生じさせるために、ドライバワイヤ221に駆動信号が与えられることが可能である。同様に、ピックオフワイヤ221も、リード線111、111'の一方と同様のリード線（図4参照）でメータ電子機器20と通信することができる。したがって、メータ電子機器と電気通信状態にある場合、ピックオフワイヤ222は、コイル部分204Aと磁石部分104Bとの間の動きを検出し、かつメータ電子機器へピックオフ信号を供給することができる。したがって、組合せ式センサコンポーネント200は、'104号特許に開示されているシステムが必要とするような複雑な回路および模倣回路を必要としない。
【００５６】
図3は、一実施形態による組合せ式センサコンポーネント300を示す断面図である。図3に示されている実施形態は、図2に示されている実施形態に類似するものであるが、ピックオフワイヤ222がドライバワイヤ221の上に巻かれるのではなく、2つのワイヤは、同じボビン222の周りに巻かれながらも互いから離隔される点が異なる。したがって、ボビン222は、第1の巻付けエリア322と、第2の巻付けエリア322'とを備える。一実施形態によれば、第1および第2の巻付けエリア322、322'は、互いから離隔される。巻付けエリア322、322'は、ワイヤを受け入れるために、コイルボビン222内に形成される溝を備えてもよい。図示されている実施形態によれば、ドライバおよびピックオフワイヤ221、222は、フラックス配向リング330によってさらに分離される。フラックス配向リング330は、炭素鋼または他の何らかのミューメタルから形成されてもよく、かつコイルボビン222の第1および第2の巻付けエリア322、322'間へ結合されてもよい。フラックス配向リング330は、個々のワイヤ221、222に関する電界を絶縁するのに役立ち得る。フラックス配向リング330は、ドライバワイヤ221からの磁束線をピックオフワイヤ222から離れて方向づけることができる。
【００５７】
ドライバワイヤ221は、磁石部分104Bに近い方に位置付けられて示されているが、他の実施形態では、ピックオフワイヤ222を磁石部分104Bに近い方に位置付けられることができる。したがって、本実施形態は、図3に示されている構成に限定されるべきものではない。
【００５８】
一実施形態によれば、組合せ式センサコンポーネント300は、組合せ式センサコンポーネント200の場合と同様に抵抗補償を排除するが、組合せ式センサコンポーネント300の場合、方程式（2）からの相互インダクタンスも小さく、方程式（2）の如何なる補償誤差も最小限に抑えることができる。その結果、ピックオフワイヤ222の逆EMFを、あたかもピックオフワイヤ222が先行技術におけるように個々のセンサコンポーネント上に位置するかの如くダイレクトに測定することができる。
【００５９】
効果的には、組合せ式センサコンポーネント300は、独立型センサコンポーネント並みに測定が単純な並置式センサコンポーネントを提供する。組合せ式センサコンポーネント200、300は、コリオリ流量計において、必要なセンサコンポーネントの数を減らすために使用されてもよい。これらの組合せ式センサコンポーネントを使用すれば、センサコンポーネントの数を3つ（図1）から2つに減らすことができる。これにより、材料コストが下がり、組立て時間が短縮されかつ配線も少なくなる。さらに、組合せ式センサコンポーネント200、300の使用は、ドライバワイヤ221およびピックオフワイヤ222の並置を確実にする。したがって、組合せ式センサコンポーネント200または組合せ式センサコンポーネント300の何れを用いても、DICOMを用いて達成される測定の精度は向上する。
【００６０】
図2に示されている組合せ式センサコンポーネント200の場合と同様に、ドライバワイヤ221およびピックオフワイヤ222は、同じ磁石211を共用することができる。しかしながら、図示されている実施形態では、磁石部分104Bが第2の磁石311も備える。第2の磁石311は、第1の磁石211へ結合されることが可能であって、主としてピックオフワイヤ222との相互作用に使用されることが可能である。これは、組合せ式センサコンポーネント300では、ピックオフワイヤ222が第1の磁石211からさらに離れて位置付けられ、その結果、使用中にピックオフワイヤ222の近くに位置付けられる第2の磁石311が使用されれば、より高いパフォーマンスの達成が可能であることに起因する。
【００６１】
図4は、一実施形態による振動式メータ400を示す。振動式メータ400は、図1に示されているメータ5と同様のものであり、類似のコンポーネントには同じ参照数字が付されている。振動式メータ400は、コリオリ流量計または他の何らかの流量計を備えてもよい。したがって、振動式メータ400は、センサアッセンブリ40と、メータ電子機器20とを備える。センサアッセンブリ40は、流体を受け入れることができる。流体は、流れている場合もあれば、静止している場合もある。流体には、気体、液体、浮遊粒子を有する気体、浮遊粒子を有する液体またはこれらの組合せが含まれてもよい。
【００６２】
センサアッセンブリ40は、リード線415を介してメータ電子機器20と電気通信する。図示されている実施形態によれば、振動式メータ400は、組合せ式センサコンポーネント300を利用しているが、他の実施形態では、組合せ式センサコンポーネント200が使用されてもよい。図4に示されているように、振動式メータ400は、センサコンポーネントの数を3つから2つに減らしている。したがって、製造プロセスは実質上単純化される。さらに、振動式メータ400は、DICOMオペレーションに使用されてもよい。
【００６３】
図示されている実施形態によれば、第1の組合せ式センサコンポーネント300は、流管103A、103Bのインレット端に結合され、かつ第2の組合せ式センサコンポーネント300は、流管103A、103Bのアウトレット端に結合されて示されている。図示されている実施形態では、第1の組合せ式センサコンポーネント300は、第1のリード線411および第2のリード線411'を介してメータ電子機器20と電気通信する。より具体的には、第1の組合せ式センサコンポーネント300のドライバワイヤ221は第1のリード線411へ結合され、かつピックオフワイヤ222は第2のリード線411'へ結合される。同様に、第2の組合せ式センサコンポーネント300は、第3のリード線412および第4のリード線412'を介してメータ電子機器20と電気連通する。より具体的には、第2の組合せ式センサコンポーネント300のドライバワイヤ221は第3のリード線412へ結合され、かつピックオフワイヤ222は第4のリード線412'へ結合される。
【００６４】
効果的には、当業において一般に知られるように、メータ電子機器20は、リード線411、412を介してドライバコイルの一方または双方へ駆動信号を提供し、かつリード線411'、412'を介してピックオフコイルからピックオフ信号を受信することができる。
【００６５】
これまでに述べた実施形態は、振動式メータのための改良された並置式センサコンポーネントを提供する。この改良された並置式センサコンポーネントは、組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネントを備える。ドライバおよびピックオフコイル221'、222'の並置を確実にするために、ドライバおよびピックオフワイヤ221、222は、同じコイルボビン220の周りに巻かれる。効果的には、DICOMのために並置式センサコンポーネントが使用される実施形態において、ドライバおよびセンサコンポーネントの並置は想定または推定される必要がない。むしろ、組合せ式ドライバおよびピックオフ・センサ・コンポーネント200、300自体が並置の達成を確実にする。
【００６６】
実施形態に関するこれまでの詳細な説明は、発明者らが企図する本明細書の範囲に包含されるべき全ての実施形態に関する説明を網羅するものではない。実際に、当業者には、これまでに述べた実施形態の特定の要素を様々に組み合わせて、または排除してさらなる実施形態を生み出し得ること、かつこのようなさらなる実施形態も本明細書の範囲および教示内容に含まれることが認識されるであろう。また、当業者には、これまでに述べた実施形態を全体的または部分的に組み合わせて、本明細書の範囲および教示内容に含まれる追加的な実施形態を生み出し得ることも認識されるであろう。
【００６７】
したがって、本明細書では、例示を目的として特定の実施形態が説明されているが、関連の当業者には認識されるように、本明細書の範囲内で様々な同等の変更が可能である。本明細書に記述された教示内容は、これまでに記述されかつ添付の図面に示された実施形態に限らず、他の流量計にも適用することができる。したがって、実施形態の範囲は、後述の請求の範囲から決定されるべきものである。
【図１】
0006038940.tif 000004
【図２】
0006038940.tif 000005
【図３】
0006038940.tif 000006
【図４】
0006038940.tif 000007