(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量流量センサシステム（２００）であって、
センサ組立体（２０４ａ）と、プロセス流体の密度測定値を生成するように構成されている密度メーター電子機器（２０４ｂ）とを有する密度メーター（２０２）と、
センサ組立体（２０５ａ）と、前記プロセス流体の体積流量を生成するように構成されているとともに前記密度メーター電子機器（２０４ｂ）に電気的に接続されている体積流量メーター電子機器（２０５ｂ）とを有する体積流量メーター（２０３）と、
前記密度メーター電子機器（２０４ｂ）と電気的に接続されているとともに、生成された前記密度測定値および生成された前記体積流量に基づいて前記密度メーター電子機器（２０４ｂ）により生成される前記プロセス流体の質量流量測定値を受け取るように構成されているリモート処理システム（２０７）と
を備えてなる、質量流量センサシステム（２００）。
【請求項２】
前記密度メーター（２０２）の前記センサ組立体（２０４ａ）および前記体積流量メーター（２０３）の前記センサ組立体（２０４ａ）が前記プロセス流体を運ぶ流体導管（２０１）に沿って配置されてなる、請求項１に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項３】
前記体積流量メーター（２０３）の前記センサ組立体（２０４ａ）が前記プロセス流体を運ぶ流体導管（２０１）に沿って配置され、前記密度メーター（２０２）の前記センサ組立体（２０４ａ）が、前記プロセス流体の一部を受け取るために前記流体導管（２０１）と結合されているスリップストリーム（４０１）に配置されてなる、請求項１に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項４】
前記密度測定値および前記体積流量が実質的に同時に生成されるように構成されてなる、請求項１に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項５】
前記密度測定値が平均密度である、請求項１に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項６】
流体導管内のプロセス流体の質量流量測定値を生成する方法であって、
前記プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と、密度メーター電子機器とを有する密度メーターを用いて前記プロセス流体の密度を求めるステップと、
前記プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と、体積流量メーター電子機器とを有する体積流量メーターを用いて前記プロセス流体の体積流量を求めるステップと、
前記密度メーター電子機器と前記体積流量メーター電子機器との間を電気的に接続するステップと、
求められた前記密度および求められた前記体積流量に基づいて前記プロセス流体の質量流量を求めるために前記密度メーター電子機器を用いるステップと、
前記密度メーター電子機器と電気的に接続されているリモート処理システムに前記質量流量を供給するステップと
を有する方法。
【請求項７】
前記密度メーターの前記センサ組立体および前記体積流量メーターの前記センサ組立体が、前記プロセス流体を運ぶ前記流体導管に沿って配置される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記体積流量メーターの前記センサ組立体が、前記プロセス流体を運ぶ流体導管に沿って配置され、前記密度メーターの前記センサ組立体が、前記プロセス流体の一部を受け取るために前記流体導管と結合されているスリップストリームに配置される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記密度および前記体積流量が実質的に同時に生成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記密度が平均密度である、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記密度測定値が、所定の数よりも以前に受け取ったセンサ信号から決定されたローリング平均を含む、
請求項１に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項１２】
前記密度が、所定の数よりも以前に受け取ったセンサ信号から決定されたローリング平均を含む、
請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
質量流量センサシステム（２００）であって、
センサ組立体（２０４ａ）と、プロセス流体の密度測定値を生成するように構成されている密度メーター電子機器（２０４ｂ）とを有する密度メーター（２０２）と、
センサ組立体（２０５ａ）と、前記プロセス流体の体積流量を生成するように構成されているとともに前記密度メーター電子機器（２０４ｂ）に電気的に接続されている体積流量メーター電子機器（２０５ｂ）とを有する体積流量メーター（２０３）と、
前記体積流量メーター電子機器（２０５ｂ）と電気的に接続されているとともに、生成された前記密度測定値および生成された前記体積流量に基づいて前記体積流量メーター電子機器（２０５ｂ）により生成される前記プロセス流体の質量流量測定値を受け取るように構成されているリモート処理システム（２０７）と
を備えてなる、質量流量センサシステム（２００）。
【請求項１４】
前記密度メーター（２０２）の前記センサ組立体（２０４ａ）および前記体積流量メーター（２０３）の前記センサ組立体（２０４ａ）が前記プロセス流体を運ぶ流体導管（２０１）に沿って配置されてなる、請求項１３に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項１５】
前記体積流量メーター（２０３）の前記センサ組立体（２０４ａ）が前記プロセス流体を運ぶ流体導管（２０１）に沿って配置され、前記密度メーター（２０２）の前記センサ組立体（２０４ａ）が、前記プロセス流体の一部を受け取るために前記流体導管（２０１）と結合されているスリップストリーム（４０１）に配置されてなる、請求項１３に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項１６】
前記密度測定値および前記体積流量が実質的に同時に生成されるように構成されてなる、請求項１３に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項１７】
前記密度測定値が平均密度である、請求項１３に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項１８】
前記密度測定値が、所定の数よりも以前に受け取ったセンサ信号から決定されたローリング平均を含む、
請求項１３に記載の質量流量センサシステム（２００）。
【請求項１９】
流体導管内のプロセス流体の質量流量測定値を生成する方法であって、
前記プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と、密度メーター電子機器とを有する密度メーターを用いて前記プロセス流体の密度を求めるステップと、
前記プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と、体積流量メーター電子機器とを有する体積流量メーターを用いて前記プロセス流体の体積流量を求めるステップと、
前記密度メーター電子機器と前記体積流量メーター電子機器との間を電気的に接続するステップと、
求められた前記密度および求められた前記体積流量に基づいて前記プロセス流体の質量流量を求めるために前記体積流量メーター電子機器を用いるステップと、
前記体積流量メーター電子機器と電気的に接続されているリモート処理システムに前記質量流量を供給するステップと
を有する方法。
【請求項２０】
前記密度メーターの前記センサ組立体および前記体積流量メーターの前記センサ組立体が、前記プロセス流体を運ぶ前記流体導管に沿って配置される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記に記載の実施形態は、統合質量流量センサシステム（combination  mass  flow  sensor  systems）に関するものであり、とくに質量流量測定値を出力する体積流量メーターと電気的に接続されている密度メーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量メーターの如き流体の質量流量を直接測定することができる振動式メーターが存在する。コリオリ質量流量メーターがさまざまな産業において劇的な成功を収めている一方で、コリオリ質量流量メーターが適切ではない状況も存在している。たとえば、状況によっては、フローチューブとしてタンタルまたはチタンの如き高純度金属を用いるコストは、チューブのサイズが過剰の金属量を必要とする大流量状況では極めて高価なものとなる。他の状況は、カスタマーが自分のシステムに密度メーターまたは体積流量メーターのいずれ一方を既に搭載しており、質量流量を生成するために他方のメーターを必要としているだけの状況である。このような状況では、カスタマーは既存のセンサの交換を望んでおらず、式（１）を用いて質量流量を計算するために欠けている測定装置を加えたいだけである。
【０００３】
【数１】
0005985035.tif 000002
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
質量流量を生成するにあたって、コリオリ質量流量メーターと比較して密度メーターと体積流量メーターとを組み合わせたものの１つの問題点としては、図１に示されているように過剰の量の配線が必要とされるということが挙げられる。
【０００５】
図１には、従来の質量流量センサシステム１０が示されている。従来の質量流量センサシステム１０は、密度メーター１１と体積流量メーター１２とを有することができる。密度メーター１１および体積流量メーター１２はプロセス流体を運ぶフロー導管５内に配置されている。密度メーター１１は、コリオリ密度メーター、ハイグロメーター、Ｘ線密度メーター、ガンマ密度メーターなどの如き周知の密度メーターのうちのいかなる１つであってもよい。体積流量メーター１２は、たとえば超音波メーター、磁気メーター、タービンメーター、渦メーターなどの如き体積流量を測定するいかなる周知のメーターであってもよい。
【０００６】
従来の質量流量センサシステム１０は、中央処理システム１３をさらに備えている。図示されているように、密度メーター１１は、電気リード線１４を介して中央処理システム１３に電気的に接続されている。同様に、体積流量メーター１２は、電気リード線１５を介して中央処理システム１３に電気的に接続されている。したがって、これらのメーター１１、１２の各々は中央処理システム１３に信号を送るようになっている。中央処理システム１３は、密度メーター１１から受け取る信号を処理して密度測定値を生成する。同様に、中央処理システム１３は、体積流量メーター１２から受け取る信号を処理して体積流量を生成する。その後、中央処理システム１３は、生成された密度および生成された体積流量に基づいて質量流量を生成するようになっていてもよい。その後、質量流量はリード線１６を介してユーザまたは他の処理システムに提供されるようになっていてもよい。それに代えて、中央処理システム１３は、質量流量を計算することなく、単に個々の密度および体積流量を出力するようになっていてもよい。したがって、カスタマーは、中央処理システム１３からの出力に基づいて質量流量を求めるために他の処理システムを用いなければならないことになる。
【０００７】
従来の質量流量システム１０は複数の問題を有している。１つの問題は必要とされる配線量の増加である。密度メーター１１および体積流量メーター１２がお互いに比較的近くに配置されていることが多いが、中央処理システム１３は、密度メーター１１および体積流量メーター１２からリモート（遠隔）に配置されてもよい。したがって、メーター１１、１２の各々が独立して中央処理システム１３と通信するので、配線の量は２倍になる。
【０００８】
従来の質量流量システム１０に関する他の問題は、密度メーター１１または体積流量メーター１２のいずれかを交換する必要がある場合、新たなメーターから新たな信号を受け取るために中央処理システム１３を再プログラムしなければならない点である。中央処理システム１３がカスタマー自身の装置であり、したがって、カスタマーがプログラミングの更新を行なわなければならないことが多い。
【０００９】
同様に、多くのユーザが、単に質量流量を求めており、密度も体積流量も必ずしも知ることを必要とはしていない。しかしながら、従来の質量流量システム１０では、ユーザは、単に密度と体積流量とを示す信号が与えられ、質量流量の計算を独立して実行することを要求される。
【００１０】
したがって、当該技術分野では、密度メーターおよび体積流量メーターを用いて質量流量出力値を提供することができるシステムの必要性が存在する。さらに、当該技術分野では、密度メーターおよび体積流量メーターと中央処理システムとの間に必要な配線を縮小することができるシステムの必要性が存在する。後述の実施形態により、これらの問題および他の問題が克服され、技術進歩がもたらされる。後述の実施形態は、質量流量の計算を行なうために密度メーターおよび体積流量メーターのうちの一方または両方を用いる質量流量システムを提供している。したがって、密度メーターおよび体積流量メーターのうちの一方だけが中央処理システムと電気的に接続されている必要がある。したがって、かかるシステムは質量流量を出力することに加え、中央処理システムとの電気的接続に必要な配線が縮小される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ある実施形態にかかる質量流量センサシステムが提供されている。かかる質量流量センサシステムは、センサ組立体と、プロセス流体の密度測定値を生成するように構成されている密度メーター電子機器とを有する密度メーターを備えている。ある実施形態によれば、かかる質量流量センサシステムは、センサ組立体と、プロセス流体の体積流量を生成するように構成されているとともに密度メーター電子機器に電気的に接続されている体積流量メーター電子機器とを有する体積流量メーターをさらに備えている。ある実施形態によれば、かかる質量流量センサシステムは、密度メーター電子機器および体積流量メーター電子機器のうちの１つだけと電気的に接続されているリモート処理システムをさらに備えている。リモート処理システムは、生成された密度測定値および生成された体積流量に基づいて密度メーター電子機器または体積流量メーター電子機器により生成されるプロセス流体の質量流量測定値を受け取るように構成されている。
【００１２】
ある実施形態にかかる流体導管内のプロセス流体の質量流量測定値を生成する方法が提供されている。かかる方法は、プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と、密度メーター電子機器とを有する密度メーターを用いてプロセス流体の密度を求めるステップを有している。ある実施形態によれば、かかる方法は、プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と体積流量メーター電子機器とを有する体積流量メーターを用いてプロセス流体の体積流量を求めるステップをさらに有している。ある実施形態によれば、密度メーター電子機器と体積流量メーター電子機器との間に電気的接続が提供される。かかる方法は、求められた密度および求められた体積流量に基づいてプロセス流体の質量流量を求めるために密度メーター電子機器および体積流量メーター電子機器のうちの少なくとも１つを用いるステップをさらに有している。かかる方法は、密度メーター電子機器および体積流量メーター電子機器のうちの１つだけと電気的に接続されているリモート処理システムに質量流量を供給するステップをさらに有している。
【００１３】
態様
ある態様によれば、質量流量センサシステムは、プロセス流体の密度測定値を生成するように構成されている密度メーター電子機器とセンサ組立体とを有する密度メーターと、プロセス流体の体積流量を生成するように構成されているとともに密度メーター電子機器に電気的に接続されている体積流量メーター電子機器とセンサ組立体とを有する体積流量メーターと、 密度メーター電子機器および体積流量メーター電子機器のうちの１つだけと電気的に接続されているとともに、生成された密度測定値および生成された体積流量に基づいて密度メーター電子機器または体積流量メーター電子機器により生成されるプロセス流体の質量流量測定値を受け取るように構成されているリモート処理システムとを備えている。
【００１４】
好ましくは、密度メーターのセンサ組立体および体積流量メーターのセンサ組立体が、プロセス流体を運ぶ流体導管に沿って配置される。
【００１５】
好ましくは、体積流量メーターのセンサ組立体が、プロセス流体を運ぶ流体導管に沿って配置され、密度メーターのセンサ組立体が、プロセス流体の一部を受け取るために流体導管と結合されているスリップストリームに配置される。
【００１６】
好ましくは、密度測定値および体積流量が実質的に同時に生成される。
【００１７】
好ましくは、密度測定値が平均密度である。
【００１８】
他の態様によれば、流体導管内のプロセス流体の質量流量測定値を生成する方法は、プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と密度メーター電子機器とを有する密度メーターを用いてプロセス流体の密度を求めるステップと、プロセス流体と流体連通するセンサ組立体と体積流量メーター電子機器とを有する体積流量メーターを用いてプロセス流体の体積流量を求めるステップと、密度メーター電子機器と体積流量メーター電子機器との間を電気的に接続するステップと、求められた密度および求められた体積流量に基づいてプロセス流体の質量流量を求めるために、密度メーター電子機器および体積流量メーター電子機器のうちの少なくとも１つを用いるステップと、密度メーター電子機器および体積流量メーター電子機器のうちの１つだけと電気的に接続されているリモート処理システムに質量流量を供給するステップとを有している。
【００１９】
好ましくは、密度メーターのセンサ組立体および体積流量メーターのセンサ組立体が、プロセス流体を運ぶ流体導管に沿って配置される。
【００２０】
好ましくは、体積流量メーターのセンサ組立体が、プロセス流体を運ぶ流体導管に沿って配置され、密度メーターのセンサ組立体が、プロセス流体の一部を受け取るために流体導管と結合されているスリップストリームに配置される。
【００２１】
好ましくは、密度測定値および体積流量が実質的に同時に生成される。
【００２２】
好ましくは、密度測定値が平均密度である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の質量流量システムを示す図である。
【図２】ある実施形態にかかる質量流量センサシステムを示す図である。
【図３】ある実施形態にかかるメーター電子機器を示す図である。
【図４】他の実施形態にかかる質量流量センサシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図２〜図４および下記の記載には、質量流量システムを最良のモードで実施および利用する方法を当業者に教示するための具体的な例示の実施形態が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例も本発明の範囲に含まれる。また当業者にとって明らかなように、後述の構成要素をさまざまな方法で組み合わせることにより本発明の質量流量システムの複数の変形例を形成することもできる。したがって、後述の実施形態は、後述の具体的な例に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されるものである。
【００２５】
図２には、ある実施形態にかかる質量流量センサシステム２００が示されている。ある実施形態によれば、質量流量センサシステム２００は、プロセス流体を受けるフロー導管２０１内または他のタイプのフローストリーム（flow  stream）内に配置することができる。質量流量センサシステム２００は密度メーター２０２と体積流量メーター２０３と備えることができる。密度メーター２０２は、たとえばコリオリ密度メーター、ハイグロメーター、Ｘ線密度メーター、ガンマ密度メーターなどの如きいかなる周知の密度メーターであってもよい。どのタイプの密度メーターにするかは、その用途に依存し、本実施形態の範囲を限定するものではない。体積流量メーター２０３は、超音波メーター、磁気メーター、タービンメーター、渦メーターなどの如き体積流量を測定するいかなる周知のメーターであってもよい。ある実施形態によれば、密度メーター２０２および体積流量メーター２０３は導管２０１に沿って直列に配置することができる。図示されている実施形態では、密度メーター２０２は、体積流量メーター２０３から上流側に配置されているが、他の実施形態では、この順番が逆になってもよい。他の実施形態では、密度メーター２０２は、導管２０１から分岐しているスリップストリーム（slip  stream）に配置することができる（図４を参照）。
【００２６】
ある実施形態によれば、密度メーター２０２は流動流体を受けるセンサ組立体２０４ａを有している。密度メーター２０２は、密度メーター電子機器２０４ｂをさらに有している。密度メーター電子機器２０４ｂはセンサ組立体２０４ａに物理的に結合されているものとして図示されているが、他の実施形態では、これら２つの構成部品は単に電気リード線を介して電気的に接続されていてもよい。いずれの状況であっても、センサ組立体２０４ａは、電気リード線（図示せず）を介して密度メーター電子機器２０４ｂに電気的に接続されている。
【００２７】
ある実施形態によれば、密度メーター電子機器２０４ｂはセンサ組立体２０４ａからセンサ信号を受け取ることができる。密度メーター電子機器２０４ｂは、当該技術分野で一般的に知られているように、受信されたセンサ信号を処理して導管２０１を流れる流体の密度測定値を生成することができる。
【００２８】
ある実施形態によれば、体積流量メーター２０３はセンサ組立体２０５ａを有しており、当該センサ組立体２０５ａは、流体導管２０１内のプロセス流体を受けるようになっている。体積流量メーター２０３は体積流量メーター電子機器２０５ｂをさらに有している。密度メーター２０２と同様に、体積流量メーター電子機器２０５ｂは、センサ組立体２０５ａと物理的に結合されているように図示されているが、他の実施形態では、これら２つの構成部品は、単に電気リード線を介して電気的に接続されていてもよい。いずれの状況であっても、センサ組立体２０５ａは電気リード線（図示せず）を介して体積流量メーター電子機器２０５ｂに電気的に接続されている。
【００２９】
ある実施形態によれば、体積流量メーター電子機器２０５ｂはセンサ組立体２０５ａから信号を受け取ることができる。体積流量メーター電子機器２０５ｂは、当該技術分野で一般的に知られているように、信号を処理し、体積流量を生成することができる。
【００３０】
ある実施形態によれば、これら２つメーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂは、電気リード線２０６を介して相互に電気的に接続されている。これら２つメーターの電子機器２０４ｂおよび２０５ｂを電気的に接続することにより、これら２つメーター電子機器のうちの一方から生成された測定値をこれら２つメーター電子機器の他方に伝えることが可能となる。たとえば、図示されている構成では、密度メーター電子機器２０４ｂは体積流量メーター電子機器２０５ｂから生成された体積流量を受け取ることができる。体積流量メーター２０３から体積流量を受け取ると、密度メーター２０２は生成された密度と共に式（１）を用いて質量流量を生成することができる。ある実施形態によれば、その後、生成された質量流量を電気リード線２０８を介してリモート処理システム２０７に出力することができる。また、ある実施形態によれば、電気リード線２０８は、密度メーター２０２および体積流量メーター２０３にパワーをさらに供給することができる。実施形態によっては、リモート処理システム２０７はさらなる出力用のリード線２０９を有している場合もある。出力用のリード線２０９は、たとえばさらなる処理システムとの通信を可能とすることができる。
【００３１】
ある実施形態によれば、リモート処理システム２０７は、密度メーター２０２と体積流量メーター２０３との間の距離より長い距離離れて配置されてもよい。しかしながら、他の実施形態によれば、リモート処理システム２０７は２つのメーター２０２、２０３のすぐ近くに配置されてもよい。たとえば、リモート処理システム２０７は、密度メーター２０２と体積流量メーター２０３との間の距離と同じ距離またはそれよりも短い距離離れて配置されてもよい。メーター２０２、２０３に対してリモート処理システム２０７をどのように配置するかは、本実施形態の範囲を限定するものではなく、個々の用途に依存する。
【００３２】
リモート処理システム２０７は、汎用コンピュータであってもよいし、マイクロ処理システムであってもよいし、論理回路であってもよいし、または他の汎用のもしくはカスタマイズされた処理デバイスであってもよい。リモート処理システム２０７は複数の処理デバイスの間に分散させることができる。リモート処理システム２０７は、いかなる一体化されたまたは独立した電子格納媒体を有していてもよい。
【００３３】
明らかなように、密度メーター２０２および体積流量メーター２０３のうちの１つだけが、リモート処理システム２０７と直接電気的に接続されている。図２に示されている実施形態では、密度メーター２０２がリモート処理システム２０７に直接電気的に接続されているが、それに代えて他の実施形態では、体積流量メーター２０３がリモート処理システム２０７に直接電気的に接続されていてもよい。いずれの状況であっても、必要とされる配線量は、図１に示されている従来のシステムと比較して相当削減される。それに加えて、リモート処理システム２０７に電気的に接続されているメーター電子機器は質量流量を出力する。したがって、リモート処理システム２０７は、密度と体積流量とから質量流量を計算するように構成される必要はとくにない。
【００３４】
図３には、本発明のある実施形態にかかる密度メーター電子機器２０４ｂが示されている。密度メーター電子機器２０４ｂの特徴のうちの多くを体積流量メーター２０３の体積流量メーター電子機器２０５ｂにおいても見出すことができるが、本明細書では、簡潔さのため、体積流量メーター電子機器２０５ｂの説明は省略されている。密度メーター電子機器２０４ｂはインターフェース３０１と処理システム３０３とを有することができる。処理システム３０３は格納システム３０４を有していてもよい。格納システム３０４は、図示されているような内部メモリーを有していてもよいし、またはそれに代えて、外部メモリーを有していてもよい。密度メーター電子機器２０４ｂは、ドライブ信号３１１を生成し、このドライブ信号３１１をセンサ組立体２０４ａのドライバ（図示せず）へ送ることができる。密度メーター電子機器２０４ｂは、センサ組立体２０４ａからセンサ信号３１０をさらに受け取ることができる。密度メーター電子機器２０４ｂは、このセンサ信号３１０を処理して導管２０１を流れる物質の密度３１２を求めることができる。密度３１２は後の使用のために格納しておくことができる。
【００３５】
センサ組立体２０４ａから受け取られたセンサ信号３１０に加えて、インターフェース３０１は、体積流量メーター電子機器２０５ｂから生成される体積流量３１４をさらに受け取ることができる。インターフェース３０１は、いかなるフォーマッティング、増幅、バッファリングなどの如きいかなる必要なまたは所望の信号調節を行なってもよい。それに代えて、信号調節のうちの一部または全部を処理システム３０３において行なってもよい。それに加えて、インターフェース３０１は、密度メーター電子機器２０４ｂとリモート処理システム２０７との間の通信を可能とすることもできる。インターフェース３０１は、いかなる電子通信、光学通信または無線通信する機能を備えることができる。
【００３６】
１つの実施形態では、インターフェース３０１はデジタイザ（図示せず）を有することができ、また、センサ信号３１０はアナログセンサ信号である。デジタイザは、アナログセンサ信号をサンプリングし、デジタル化されたセンサ信号を生成することができる。また、デジタイザは、必要とされる信号処理量を減らして処理時間を短縮するために、デジタルセンサ信号を縮小（decimated）するいかなる必要なデシメーションをさらに実行することができる。
【００３７】
処理システム３０３は、密度メーター電子機器２０４ｂの操作を行うことができる。処理システム３０３は、質量流量算出ルーチン３１３の如き１つ以上の処理ルーチンの実行に必要なデータ処理を実行することができる。質量流量算出ルーチン３１３は、生成された密度３１２および受け取った体積流量３１４と共に式（１）を用いて質量流量３１５を生成することができる。上述のように、その後、質量流量３１５が外部のリモート処理システム２０７へ出力されてもよい。実施形態によっては、処理システム３００は、密度３１２および／または体積流量３１４をさらに出力するようになっている場合もある。
【００３８】
いうまでもなく、メーター電子機器２２０は、当該技術分野において公知となっているさまざま他の構成要素および機能を有していてもよい。便宜上、これらさらなる特徴は明細書および図面からは省略されている。したがって、本発明が、記載のまたは説明されている特定の実施形態に限定されるべきではない。
【００３９】
図４には、他の実施形態にかかる質量流量センサシステム２００が示されている。図４に示されている実施形態では、密度メーター２０２のセンサ組立体２０４ａは、主要な導管２０１から分岐されているスリップストリーム４０１内に設けられている。流体の流れのうちのほんの少量のみがスリップストリーム４０１の中に流れ込むように、スリップストリーム４０１は導管２０１よりも一般的に小さくなっている。図４に示されている実施形態では、体積流量メーター２０３はスリップストリーム４０１の第一の端部と第二の端部との間に配置されているが、体積流量メーター２０３は導管２０１の他の領域に配置されてもよい。たとえば、実施形態によっては、体積流量メーター２０３をスリップストリーム４０１の端部の丁度外側に配置することにより、流体の一部が体積流量メーター２０３を迂回して流れるのではなく流体の流れ全部が体積流量メーター２０３を流れるようになっている場合もある。したがって、体積流量メーター２０３を迂回する流体量を考慮に入れるための修正を行なう必要はない。しかしながら、ほとんどの実施形態では、体積流量メーター２０３および密度メーター２０２が任意の時点で実質的に同一の流体を測定しているように、体積流量メーター２０３はスリップストリーム４０１に近接して配置されている。
【００４０】
図４に示されている実施形態によれば、センサ組立体２０４ａは、システム２００を流れる流体のうちのほんの一部を受け取ることができる。実施形態によっては、このことが有利な場合もある。というのは、図４の密度メーター２０２によってより少ない量の流れが受け取られているので、図２に示されている実施形態よりもセンサ組立体２０４ａを相当小さくすることができるからである。したがって、密度メーター２０２がチタンまたはタンタルから作られたチューブの如き高コスト材料から形成される場合、サイズを縮小することによりセンサ組立体２０４ａのコストを下げることができる。
【００４１】
図４に示されている実施形態によって、２つのメーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂは、メーター電子機器２０４ｂおよび２０５ｂのうちの１つだけがリモート処理システム２０７に直接電気的に接続されている必要があるように、依然としてお互いに電気的に接続されている。図４に示されている実施形態では、体積流量メーター電子機器２０５ｂは、密度メーター２０２ではなくリモート処理システム２０７に直接電気的に接続されている。いうまでもなくこの実施形態では、体積流量メーター電子機器２０５ｂは、密度メーター電子機器２０４ｂから密度測定値を受け取り、受け取られた密度３１２および生成された体積流量３１４に基づいて質量流量を生成するように構成されている。
【００４２】
使用時、質量流量センサシステム２００は、２つの別個のセンサ組立体２０４ａ、２０５ａから生成されかつ個々に求められた体積流量および密度に基づいて質量流量を生成するために用いられてもよい。ある実施形態によれば、密度メーター２０２は、プロセス流体が導管２０１を流れている時に密度測定値３１２を生成することができる。ある実施形態によれば、それと実質的に同時に、体積流量メーター２０３は体積流量３１４を生成することができる。他の実施形態によれば、密度メーター２０２は平均密度測定値を生成するようになっていてもよい。たとえば、メーター電子機器２０４ｂは、前の密度測定値から求められるローリング平均密度（rolling  average  density）を格納し保持してもよい。ここでいう前の密度測定値とは、たとえば前もって決められた数よりも以前に受け取られたセンサ信号３１０に基づくものであってもよい。
【００４３】
ある実施形態によれば、メーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂのうちの少なくとも一方はこれらのメーター電子機器のうちの他方から流体測定値を受け取ることができる。たとえば、図２に示されている実施形態では、密度メーター電子機器２０４ｂは体積流量メーター電子機器２０５ｂから体積流量３１４を受け取ることができる。それとは逆に、図３に示されている実施形態では、体積流量メーター電子機器２０５ｂは密度メーター電子機器２０４ｂから密度測定値３１２を受け取ることができる。好ましくは、流体測定値を受け取るメーター電子機器は、リモート処理システム２０７に直接電気的に接続されているメーター電子機器である。しかしながら、本実施形態はそのように限定されない。たとえば、図２では、密度メーター２０２はリモート処理システム２０７に直接電気的に接続されている。実施形態によっては、体積流量メーター電子機器２０５ｂは密度メーター２０２から密度測定値を受け取るようになっている場合もある。また他の実施形態では、メーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂの各々は、これらのメーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂの各々が密度測定値および体積流量測定の両方を有するように、生成された測定値を他方のメーター電子機器に送るようになっていてもよい。
【００４４】
ある実施形態によれば、いったんこれらのメーター電子機器のうちの１つが密度測定値３１２および体積流量３１４の両方を有すると、当該メーター電子機器は、２つの測定値を処理することにより質量流量３１５を生成することができる。その後、生成された質量流量３１５は、リード線２０８を介してリモート処理システム２０７へ送られてもよい。質量流量を生成するメーター電子機器がリモート処理システム２０７に直接電気的に接続されていない場合、生成された質量流量は、リモート処理システム２０７に直接電気的に接続されているメーター電子機器に送られてもよい。当該メーター電子機器は、質量流量３１５を後にリモート処理システム２０７に送る。
【００４５】
したがって明らかなように、リモート処理システム２０７は、別々に質量流量計算を行なうことを必要とすることなく、密度メーター２０２と体積流量メーター２０３とを組み合わせたものから質量流量を受け取ることができる。このことは、リモート処理システム２０７に要求される処理を単純化することに加えて、必要となる配線の量を減らすという利点を有する。それに加えて、メーター２０２、２０３のうちのいずれかを交換する必要がある場合であっても、リモート処理システム２０７を再構成する必要はない。
【００４６】
ある実施形態によれば、メーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂの両方が密度測定値および体積流量測定値を有している場合、メーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂの両方が質量流量測定値を生成するようになっていてもよい。このことにより、メーター電子機器２０４ｂ、２０５ｂのうちのいずれでも質量流量測定値をリモート処理システム２０７に送ることが可能となる。さらに、メーター２０２、２０３のうちの一方を交換する必要がある場合、他方のメーターが容易に質量流量測定値をリモート処理システム２０７に供給することができる。
【００４７】
上述の実施形態の詳細な記載は、本発明者らにより本発明に含まれると考えられる実施形態すべてを網羅するものではない。もっと正確にいえば、当業者にとって明らかなように、上述の実施形態のうちのいくつかの構成要素をさまざまに組み合わせてまたは除去してさらなる実施形態を作成してもよく、また、このようなさらなる実施形態も本明細書の技術範囲内および教示範囲内に含まれる。さらに当業者にとって明らかなように、上述の実施形態を全体的にまたは部分的に組み合わせて本明細書の技術および教示の範囲に含まれるさらなる実施形態を作成してもよい。
【００４８】
以上のように、特定の実施形態または実施例が例示の目的で本明細書に記載されているが、当業者にとって明らかなように、本明細書の技術範囲内において、さまざまな変更が可能である。本明細書に記載の教示を上述のかつそれに対応する図に記載の実施形態のみでなく他の質量流量システムにも適用することができる。したがって、上述の実施形態の範囲は添付の特許請求の範囲により決定されるべきである。
【図１】
0005985035.tif 000003
【図２】
0005985035.tif 000004
【図３】
0005985035.tif 000005
【図４】
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