(57)【要約】  プロセス圧力トランスミッタは差圧生成器と接続されており、その生成器の両端の差圧を測定する。統計パラメータは、連続する差圧のインディケーションを基に算出され、その算出されたパラメータは、湿性ガス流を示すために用いられる。そのインディケーションはプロセス圧力トランスミッタにおいて局所的に生成することが出来、有線プロセス圧力ループを介して通信されたり、無線で通信されたり、又はそれらの組み合わせによって通信される。
2009524059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化のインディケーションを与えるプロセス流体圧力トランスミッタであって、
プロセス流体流導管内の差圧生成器に動作的に接続されている差圧センサと、
前記差圧センサに結合し、前記差圧センサの電気的特性に関連した連続的なインディケーションを与える測定回路と、
前記測定回路に動作的に結合し、前記電気特性に関連した連続的なインディケーションを基にパラメータを計算して、前記パラメータに基づいて前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化のインディケーションを選択的に与える制御器と、
を含むプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項２】
さらに、プロセス通信ループに動作的に結合し、前記ループからの受け取る電気的エネルギーによって前記プロセス流体トランスミッタを完全に作動させるパワーモジュールと、を含む請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項３】
さらに、前記プロセス通信ループに動作的に結合されるループ通信回路を含み、液体体積比率の変化のインディケーションは前記プロセス通信ループを通じて伝送される、請求項２に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項４】
さらに、前記プロセス通信ループに動作的に結合されるループ通信回路を含み、液体体積比率の変化のインディケーションは前記プロセス通信ループを通じて伝送される、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項５】
前記差圧センサに関連する電気特性に関連した連続的なインディケーションは、差圧センサのキャパシタンスをデジタル形式化したものである、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項６】
前記デジタル形式化したものは、毎秒２０回を超える割合で与えられる、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項７】
前記差圧センサに関連する電気特性に関連した連続的なインディケーションは、前記測定回路から前記制御器に流れるデジタルビットストリームを含む、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項８】
前記デジタルビットストリームは５０ｋＨｚを超える速度で流れる、請求項７に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項９】
前記連続的なインディケーションに関連して前記制御器によって算出されるパラメータは標準偏差を含む、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１０】
前記連続的なインディケーションに関連して前記制御器によって算出されるパラメータは平均を含む、請求項９に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１１】
前記パラメータは、前記差圧信号の標準偏差の前記差圧信号の平均に対する比率を含む、請求項１０に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１２】
前記制御器は、前記差圧信号の標準偏差の差圧信号の平均に対する比率と、事前の標準偏差の事前の平均に対する比率との比較に基づいて、前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化のインディケーションを選択的に与える、請求項１１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１３】
前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化のインディケーションは、前記二つの比率の差が、ある選択された値を超えると生成される、請求項１２に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１４】
前記制御器は、フューチャーボードに埋め込まれている、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１５】
前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化のインディケーションは、プロセス通信ループを介して、前記多相プロセス流体に関する試験を行うことを命じる警告として発せられる、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１６】
前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化のインディケーションは、プロセス通信ループを介して、前記多相プロセス流体に関する条件を調節することを命じる警告として発せられる、請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１７】
多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を診断する方法であって、
正常の状態で動作している前記プロセス流体中に設置された差圧生成器の両端の差圧に関する基線となる統計パラメータを得るステップと、
連続する複数の差圧を測定するステップと、
差圧トランスミッタの内部に配設された回路を用いて、前記連続する複数の差圧の統計パラメータを算出するステップと、
前記基線となる統計パラメータと前記算出された統計パラメータの比較に基づいて、液体体積比率の変化のインディケーションを生成するステップと、
を含む液体体積比率の変化の診断方法。
【請求項１８】
前記多相プロセス流体は天然ガスを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記多相プロセス流体は蒸気を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、プロセス通信ループからの受け取る電力によって前記プロセス流体トランスミッタを完全に作動させるステップと、を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記統計パラメータは標準偏差を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記統計パラメータは、連続的に測定された差圧の標準偏差の前記連続的に測定された差圧の平均に対する比率を含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
多くのプロセス装置では、プロセス流体は、プロセス配管などの導管の中を流れる。プロセス流体は、液体であったり、気体であったり、又はそれら二つの組み合わせであったりする。プロセス流体が完全に液体、又は完全に気体、というような用途においては、例えば質量流のような流体パラメタの計算は比較的簡単である。しかしながら、プロセス流体が液体及び気体の組み合わせである用途においては、流体パラメタの計算はより困難である。一般に気体が混ざっている液体を含んでいる（例えば多相の）プロセス流体の例には、湿り蒸気や天然ガスが含まれる。
【０００２】
多くの天然ガス抗口用途では、気体蒸気中に混入された多量の液体が存在する。この液体の存在は、気体流測定において重大な誤差を生じさせることがある。誤差の一つのタイプは、時にオーバーリーディングと呼ばれるものである。オーバーリーディングは、差圧センサが実際の気体流を多めに読んだときに生じる。オーバーリーディングの量は、多くの場合、ロックハート・マルチネリパラメタと相関しており、ロックハート・マルチネリパラメタは全気体質量流を全液体質量流と関連させる。多くのパラメタを測定し、流れパラメタを算出するのに強力なプロセッサを利用することは可能ではあろうが、そのような計算には、一般的場合においては、専用のハードウェア、専属の技術者による作業時間及び／若しくは試験、又はこれら二つの組み合わせを伴ってきた。
【０００３】
プロセス流体制御装置は、一般には、プロセス圧力トランスミッタなどのプロセス変量トランスミッタを利用している。付加的なハードウェアを追加したり、デバイスの複雑な初期的特徴付け又は調整を伴うことなく、これらプロセス圧力トランスミッタに湿性ガスに関するインディケーションを与える能力が付与されれば、それは大きな利便性をインディケーションていることとなるだろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
プロセス圧力トランスミッタは差圧生成器と接続されており、その生成器の両端の差圧を測定する。統計パラメータは、連続する差圧のインディケーションを基に算出され、その算出されたパラメータは、湿性ガス流を示すために用いられる。そのインディケーションはプロセス圧力トランスミッタにおいて局所的に生成することが出来、有線プロセス圧力ループを介して通信されたり、無線で通信されたり、又はそれらの組み合わせによって通信される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は配管１４の内部の差圧生成器１２と接続する差圧トランスミッタ１０の概略図である。差圧トランスミッタ１０は、有線接続又は無線接続を含む適当な接続を用いて、動作的に制御室１６と接続されている。適当な有線接続の例には、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）プロトコル、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコル又は他のプロトコルが含まれる。有線接続に加えて、又は代替として、無線データ伝送プロトコルも利用できる。有線接続の具体例では、トランスミッタが通信している有線プロセス通信線を介して受け取るエネルギーによって、トランスミッタ１０は完全に動作させることが可能である。
【０００６】
圧力トランスミッタ１０は電子機器コンパートメント１８を備えており、電子機器コンパートメント１８は、その先にマニフォールド２２が接続されているセンサモジュール２０と接続している。マニフォールド２２は、センサモジュール２０を差圧生成器１２に接続させている。生成器１２の対向する面上の口は、上流プロセス流体圧力及び下流プロセス流体圧力の両方をマニフォールド２２に伝達する。マニフォールド２２は、プロセス流体をセンサモジュール２０から隔離しているのだが、上流プロセス流体圧力及び下流プロセス流体圧力の両方をセンサモジュール２０の内部に配設された差圧センサに伝達する。
【０００７】
トランスミッタ１０はフィールド機器と考えられ、つまり一般にはフィールドに取り付けが可能である。「フィールド」は、一般には、プロセス装置中の外部領域であり、そこは気候が厳しさ、振動、湿度の変化、電磁波周波数や無線周波数の干渉、又は他の環境的難題に晒されかねない。よって、プロセス圧力トランスミッタ１０の丈夫な物理的包装は、圧力トランスミッタ１０に、一度に長い期間（数年ほど）に渡って「フィールド」で動作する能力を授けている。
【０００８】
図２は、本発明のひとつの実施形態に従うプロセス圧力トランスミッタ１０のブロックダイアグラムである。トランスミッタ１０は、プロセス通信ループ３２に動作的に接続された電源モジュール３０を含んでいる。トランスミッタ１０は、好適には、やはりプロセス通信ループ３２に動作的に接続されたループ通信モジュール３４を含んでいる。ループ通信モジュール３４は、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）プロトコル又はＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコルのような、ある特定のプロセス工業規格プロトコルに従って信号を生成するように構成されている。トランスミッタ１０は、コントローラ３６を含んでおり、コントローラは好適には低電力マイクロプロセッサを含んでいる。コントローラ３６は、電力モジュール３０から電力を受け、ループ通信モジュール３４と、双方向的に通信する。トランスミッタ１０はまた、以下で詳細に記述するようにフューチャーボード３５を含み得る。図２にインディケーションたように、差圧生成器１２は、インパルス線４０及び４２を介して、動作的に差圧センサ３８に接続している。
【０００９】
ある実施形態においては、差圧センサ３８は、一般に、線４０及び４２の内部の差圧に応答して動く可動膜を含んでいる。差圧センサ３８は、導電性のダイヤフラムを含み得るが、ダイヤフラムはその両側面各々の上に配されたプレートと畜電器を形成する。よって、導電性ダイヤフラムが動くと、キャパシタンスが変化し、その変化は差圧を示すのに用いることが可能である。他の形態の差圧センサも、差圧センサ３８として利用することができる。適当な例としては、ひずみゲージ式センサ、ピエゾ抵抗式センサ又は他のセンサが含まれる。
【００１０】
差圧センサ３８は、電気的に測定回路４４と接続し、その測定回路は差圧センサ３８の電気特性の変化を測定するように構成されている。測定回路４４は、好適には、アナログ・デジタル変換器４５を含んでいる。アナログ・デジタル変換器４５は、圧力センサ３８と接続されており、圧力センサ３８の電気的特性に基づいて制御器３６にデジタル表示を与える。一つの実施形態では、アナログ・デジタル変換器４５はシグマデルタ変調技術に基づくことが可能である。差圧の変換後の各々のデジタル表現は、制御器３６に与えられる。シグマデルタ変換器はプロセス測定及び制御産業で多く使われているが、それはその高速変換時間、低電力消費、及び高い正確さによっている。
【００１１】
シグマデルタ変換器は、一般に、内部コンデンサ変化励起法を利用しており、その方法は、一般に、ある設定された間隔に渡って正の１を計測することで解析されるデジタルビットストリームを生成する。例えば、現在利用されている一つのシグマデルタ変換器は、最小圧力測定結果を示すのに５０％の１からなるデジタルビットストリームを与え、最大圧力測定結果を示すのに７５％の１からなるデジタルビットストリームを与える。変換器４５で変換されたデジタル値は、好適には、線４７を伝って制御器３６に供給される。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、変換器４５は生のデジタルストリームを（仮想線で示した）線４９を伝って制御器３６に供給することも可能である。このビットストリームは、通常、変換器４５の変換周波数より高い、桁数の大きいオーダーの周波数を有している。例えば、あるデルタシグマ変換器は、ほぼ５７ｋＨｚの周波数を持つデジタルビットストリームを供給する。従って、本発明の実施形態に従えば、統計処理は複数の異なる形態をとり得る。例えば、制御器３６は単に、変換器４５の変換レートで線４７上に提供されるデジタル値を記憶し、その後、その値は後の解析のために（図示されていない）メモリに記憶されるようにしてもよい。従って、それらの値が獲得され記憶されるレートはひとえに変換器４５の変換レートによって決定される。
【００１３】
最大の分解能を得るために、圧力トランスミッタ１０は、変換器４５を使って、線４９からの生のビットストリームを直接メモリに記憶することも可能である。つまり、およそ５７ｋＨｚの周波数を持つデジタルビットストリームを供給するシグマデルタ変換器は、データ獲得又はデータ処理では毎秒５７０００ビットが供給され、メモリに記憶される。
【００１４】
測定回路４４は、圧力センサ３８に関連したデジタル化されたインディケーションを制御器３６に供給する。これらのデジタル化されたインディケーションは、圧力センサ３８から検知されたキャパシタンス又は抵抗に関する個々のアナログ測定のデジタル化をしたものであってもよい。加えて、又は代替として、測定回路４４から制御器３６に供給されるデジタルインディケーションは、デジタルビットストリームデータを含んでいてもよい。測定回路４４は、測定信号を特徴付ける、線形化する、又は何かしら手を入れるするためのコンポーネントまたはモジュールを含んでいてもよい。
【００１５】
ミネソタ州チャンハッセンのローズマウントインクは、モジュラーデザインのプロセス機器を開発してきた。よって、差圧トランスミッタ１０は、特定のフューチャーボードを用意することにより、それに増設された追加の特徴を含むようにすることが可能である。（図２の仮想線で示した）フューチャーボード３５のようなフューチャーボードは、電子機器コンパートメント１８の中に設置することができ、トランスミッタ１０に新たな機能を与えることができる。本発明の一つの実施形態に従えば、解析の少なくともある部分と警報の発生はフューチャーボードで実行可能であることが、明確に意図されている。よって、本発明の実施形態は、従来のプロセス計器による測定を、湿性ガスの診断を与えるフューチャーボードに置き換えることを例とすることができる。
【００１６】
本発明の実施形態は、全般的に、配管１４などの導管を流れる多相プロセス流体に対しては、差圧センサ信号の標準偏差の差圧センサ信号の平均値に対する比率が、流量が増加しても比較的一定に留まる、又は若干減少するに過ぎないという発見に起因している。これは、気体及び液体の流れに対して正しい。しかし、もし液体体積比率（ＬＶＦ）が増加すると、標準偏差の差圧平均に対する比率は非常に大きな率で増加する。図３−６は、この関係を示している。
【００１７】
図３は、標準偏差の差圧平均に対する比率と、１５バールの圧力における、絞り値０．７５の差圧生成器（表品名Ｖ形コーンの下に売られ、カリフォルニア州ヘメットのマックロメータインクから入手可能）に対する差圧値との間の関係を示した図である。結果は、全般的に固定した液体体積比率の下で気体流量を増やすと、差圧と流量の平方根関係から予測されるように差圧は増加するが、その一方で、多少の増加又は減少もあるものの、標準偏差の差圧平均に対する比率は比較的一定に留まる。しかし、液体体積比率が増加すると、標準偏差の差圧平均に対する比率は非常に大きな率で増加する。１５バールの圧力におけるこの一次部材に対しては、液体体積比率の増加に対する、標準偏差の差圧平均に対する比率の感受率（又は傾き）は、最小の気体流量（２５０ｃｍ３／ｈｏｕｒ）のときに最大であり、最大の気体流量のときに最少である。しかし、高流量においては、標準偏差の差圧平均に対する比率は、流量が高くなるほど全般的に減少したりもする。この結果は、０．７７％より小さな液体体積比率では、標準偏差の差圧平均に対する比率の変化は重要ではないことを意味している。しかし、低い液体体積比率は、オーバーリーディング値それ自体に比較的小さな影響しか持たないであろう。
【００１８】
図４は、図３のものと同じ一次部材に対する結果であるが、より高い圧力、６０バールにおけるものである。液体体積比率の広い領域に渡って試験をしているが、標準偏差の差圧平均に対する比率は、液体体積比率の変化に対して、若干弱い感受性しか示さない。また、低い気体流量（１２５ｃｍ３／ｈｏｕｒ）に対する結果は、互いに区別が不可能である。これは、Ｖ形コーンの物理的デザイン及び低い気体流量によって生じたものであろう。差圧生成器の圧力検知部分は、メータの中心に位置しており、低い流量においては信号は乱されないのであろう。
【００１９】
図５は６０バールの圧力における絞り値０．７５のベンチュリ差圧生成器に対する結果を示した図である。結果は、前に示した図４と類似している。標準偏差の差圧平均に対する比率の非常に大きな感受性が、試験された三つの気体流量において示されている。最も低い流量においてでさえ、一旦、液体体積比率が１．４７％を超えると、比率は急激に増加する。
【００２０】
図６はさらに別の図で、ミネソタ州チャンハッセンのローズマウント社から表品名４０５Ｃとして売られている、絞り値０．４のコンパクトオリフィス板に対する結果を示している。コンパクトオリフィス板は、圧力６０バールで試験をされた。他の二つの差圧生成器より小さな感受性ではあるが、標準偏差の差圧平均に対する比率は、気体流量の増大及び液体体積比率の増大に対して、他の二つのデバイスが、特に２．９％の液体体積比率より上で示したのと同じ関係を示している。
【００２１】
図７は、本発明のある実施形態に従う湿性ガス診断を与える方法のフローダイヤグラムである。方法１００は、ブロック１０２から開始され、そこでは統計パラメータの基線が生成される。基線の生成はプロセスにとって「正常」と考えられる条件に制御された上でなされることが好ましい。トランスミッタは設定された時間間隔、例えば３分という初期設定値、に渡って統計パラメータを計算する。基線の生成に用いられる時間間隔は、ユーザが選択可能であることが好ましい。オプションとして、ブロック１０３において（仮想線で）示したように、ユーザは閾値を設定する、又は選択することが可能である。その閾値は、警報が記録される前に、実行時間中に得られた統計パラメータが基線からずれることが可能な量を制御又は定義する。
【００２２】
ブロック１０４において、実行時間は第１の実行時間差圧の測定で始まる。ブロック１０６において、一つ又はそれ以上の統計パラメータが測定された圧力に基づいて計算される。ブロック２０８では、差圧信号の標準偏差の差圧の平均に対する比率が計算される。仮想ブロック１０９に示したように、診断状況及び一部又はすべての統計パラメータは、適切な方法を介してユーザに通信されるようにも出来ている。例えば、診断状況及び／又は統計パラメータは、例えば、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）プロトコル又はＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコルの適切なものを使ったプロセス通信ループを介して通信されてよい。さらに、トランスミッタの追加の出力、例えば、４−２０ｍＡの出力が、４−２０ｍＡの信号を介した統計パラメータの伝送のために用いられてもよい。
【００２３】
ブロック１１０では、前述した比率など、実行時間統計パラメータはそれぞれの基線値と比較され、それらは互いに閾値以上の量だけ異なっているかどうかが決定される。もし、値がそのような量だけ違っていなければ、制御はブロック１０４に戻る。しかし、もし値が閾値以上の量だけ異なっていれば、制御はブロック１１２に進み、報知が生成される。
【００２４】
報知には、トランスミッタのディスプレイに局所的に表示される警報の生成も含まれ得る。加えて、又は代替として、警報はそこでの報知のために制御システムと通信するようにすることも可能である。報知には、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）若しくはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロセス通信ループなどの、プロセス通信線を通じた適当な通信の送信、圧力トランスミッタでの局所的な音声的若しくは視覚的な警報の生成、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｅｄｅｌｉｔｙ（ワイファイ）通信若しくは移動電話通信を介した無線通信の送信、又はそれらの組み合わせが含まれていてよい。制御システムがデジタル型の通信ができないようなシステムでは、伝統的な４−２０ｍＡが、正常の動作の間には測定されないであろう特異な状態又は値に当てはまるようにプログラムされているようにすることもできる。そのような状態は、トランスミッタからの一次変数の低下という結果をもたらすだろうが、その変化ははっきりと通信されるであろう。
【００２５】
本発明の実施携帯では、敏速に且つ容易に湿性ガスのインディケーションを与える能力を有するプロセス差圧トランスミッタが提供される。
【００２６】
本発明の一つの実施形態に従えば、そのような差圧トランスミッタは、多相流体分離器の内部に備えることが可能である。図８はそのような分離器の概略図である。分離器２００は生産流体注入口２０２を含んでおり、生産流体注入口２０２は生産流体を縦型スタック２０４に運ぶ。気体と液体の第１回目の分離は縦型スタック２０４の中で生じ、液体及びそれに混入したある気体が、重力によって屈曲部２０６に降下する。そのような液体及び混入した気体は、さらなる分離のために水平断２０８に圧入される。水平断２０８の内部では、流体に混入された気体は、気体導管２１０内を流れ、もともと縦型スタック２０４で分離された気体と再合流する。そして、それらの気体はガスメータ２１２に流入する。もし、分離器２００に送り込む井戸が非常に高いレートで生産をしているのならば、縦型分離器２０４に流入する液体の速度も同様に非常に高いであろう。その結果、液体によっては気体と一緒に運送され、ガスメータ２１２の中でオーバーリーディング条件を引き起こすかも知れない。差圧トランスミッタを分離器２００の内部にガスメータ２１２として設置すれば、ガスメータ２１２の近傍を流れる液体内容物の増加を、ユーザ又はシステムに警告することが可能となる。するとユーザは、それに従って分離器の動作を調節したり又は損傷を避けるべく完全に動作を停止することであろう。
【００２７】
本発明の実施形態の別の応用例は、井戸（油井）頭部の放出口上での流量測定にある。例えば、トランスミッタを分離器の前に井戸頭部の放出口上に設置できよう。一旦、井戸が掘られ、生産を始めれば、流体流は試験分離器に送られ、流体の成分を決定、オーバーリーディング補正を行う。そして、井戸は生産状態に入る。ユーザは、取引用計量又は問題解決のためには、試験分離器に再接続をして値を確認するという選択をすることになろう。本発明の実施形態に従う診断は、ユーザに液体体積比率の変化をインディケーション、その結果、試験分離器は必要なときだけ用いればよくなるので、有用である。このことは試験分離器を接続する費用及びこの期間の生産時間の損失を回避する。
【００２８】
本発明の実施形態は、一般にどの多相プロセス流体流装置に応用可能である。例えば、過加熱又は飽和蒸気は、一般には、液体成分を有しない。しかしながら、もし、ボイラーの動作が水準以下であったり又は輸送配管に何か問題があったりするならば、蒸気の一部が凝縮し湿性蒸気を形成する。湿性蒸気は好ましくはないもので、それはエネルギーを損失するからである。さらに、液体は、配管、バルブ、及び差圧生成器自身に腐食問題を引き起こし得る。よって、湿性蒸気のインディケーションはまた、別の加熱生成器、電力生産設備、及び製紙工場、精製所、又は同様の工業設備の内在的目的のために生産される蒸気にとって、大きな重要性を持つものであろう。湿性蒸気のインディケーションによって、プロセスの動作は、プロセス中で湿性蒸気の存在が消滅する又は減少するようにシステムの動作を調整するように仕向けられる。さらに、オペレータが、湿性蒸気に関する試験をするように仕向けることができる。
【００２９】
好ましい実施形態を参照しつつ本発明について述べてきたが、当業者は本発明の意図及び目的を逸脱しない形態及び詳細の範囲で、変形が可能であることは理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】プロセス流体配管中の差圧生成器に結合した差圧トランスミッタの概略図である。
【図２】本発明のある実施形態に従う差圧トランスミッタのブロックダイアグラムである。
【図３】標準偏差の差圧の平均に対する比率と、１５バールの圧力における絞り値０．７５のＶ形コーンに対する差圧値との間の関係を示す図である。
【図４】６０バールの圧力におけるＶ形コーンに対する試験結果を示す図である。
【図５】６０バールの圧力における絞り値０．７５の差圧生成器に対する結果を示す図である。
【図６】絞り値０．４のコンパクトオリフィス板に対する示す図である。
【図７】本願のある実施形態に従う湿性ガス診断を与える方法のフローダイヤグラムである。
【図８】本願のある実施形態に従う多相流体分離器の概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  差圧トランスミッタ
１２  差圧生成器
１４  配管
１６  制御室
１８  電子機器コンパートメント
２０  センサモジュール
２２  マニフォールド
２４  温度センサ
３０  パワーモジュール
３４  ループ通信
３５  フューチャーボード
３６  制御器
３８  圧力センサ
４４  測定回路
４５  アナログ・デジタル変換器
４７  多重通信器
１００  方法
２００  分離器
２０２  生産流体注入口
２０４  縦型スタック
２０６  屈曲部
２０８  水平断
２１０  気体導管
２１２  ガスメータ
【図１】
2009524059.tif 000003
【図２】
2009524059.tif 000004
【図３】
2009524059.tif 000005
【図４】
2009524059.tif 000006
【図５】
2009524059.tif 000007
【図６】
2009524059.tif 000008
【図７】
2009524059.tif 000009
【図８】
2009524059.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月16日(2008.12.16)
【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】
多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を示す信号を与えるプロセス流体圧力トランスミッタであって、
プロセス流体流導管内の差圧生成器に動作的に接続され、検知した差圧を示す差圧信号を出力する差圧センサと、
前記差圧センサに結合し、前記差圧センサの電気的特性に関連した連続的な信号を与える測定回路と、
前記測定回路に動作的に結合し、前記電気特性に関連した連続的な信号を基にパラメータを計算して、前記パラメータに基づいて前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を示す信号を選択的に与える制御器と、
を含むプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項２】
さらに、プロセス通信ループに動作的に結合し、前記ループからの受け取る電気的エネルギーによって前記プロセス流体トランスミッタを完全に作動させるパワーモジュールと、を含む請求項１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項３】
さらに、前記プロセス通信ループに動作的に結合されるループ通信回路を含み、液体体積比率の変化を表す信号は前記プロセス通信ループを通じて伝送される、請求項１または２に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項４】
前記差圧センサに関連する電気特性に関連した連続的な信号は、差圧センサのキャパシタンスをデジタル形式化したものである、請求項１から３のいずれか１項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項５】
前記デジタル形式化したものは、毎秒20回を超える割合で与えられる、請求項４に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項６】
前記差圧センサに関連する電気特性を表す連続的な信号は、前記測定回路から前記制御器に流れるデジタルビットストリームを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項７】
前記デジタルビットストリームは50kHzを超える速度で流れる、請求項６に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項８】
前記連続的な信号に関連して前記制御器によって算出されるパラメータは標準偏差を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項９】
前記連続的な信号に関連して前記制御器によって算出されるパラメータは平均を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１０】
前記パラメータは、前記差圧信号の標準偏差の前記差圧信号の平均に対する比率を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１１】
前記制御器は、前記差圧信号の標準偏差の差圧信号の平均に対する比率と、事前の差圧信号の標準偏差の事前の差圧信号の平均に対する比率との比較に基づいて、前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を表す信号を選択的に与える、請求項１０に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１２】
前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を表す信号は、前記二つの比率の差が、ある選択された値を超えると生成される、請求項１１に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１３】
前記制御器は、フューチャーボードに埋め込まれている、請求項１から１２のいずれか1項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１４】
前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を表す信号は、プロセス通信ループを介して、前記多相プロセス流体に関する試験を行うことを命じる警告として発せられる、請求項１から１３のいずれか1項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１５】
前記多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を表す信号は、プロセス通信ループを介して、前記多相プロセス流体に関する条件を調節することを命じる警告として発せられる、請求項１から１４のいずれか1項に記載のプロセス流体圧力トランスミッタ。
【請求項１６】
多相プロセス流体流中の液体体積比率の変化を診断する方法であって、
正常の状態で動作している前記プロセス流体中に設置された差圧生成器の両端の差圧に関する基線となる統計パラメータを得るステップと、
連続する複数の差圧を測定するステップと、
差圧トランスミッタの内部に配設された回路を用いて、前記連続する複数の差圧の統計パラメータを算出するステップと、
前記基線となる統計パラメータと前記算出された統計パラメータの比較に基づいて、液体体積比率の変化を表す信号を生成するステップと、
を含む液体体積比率の変化の診断方法。
【請求項１７】
前記多相プロセス流体は天然ガスまたは蒸気を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、プロセス通信ループからの受け取る電力によって前記プロセス流体トランスミッタを完全に作動させるステップと、を含む請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記統計パラメータは標準偏差を含む、請求項１６から１８のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２０】
前記統計パラメータは、連続的に測定された差圧の標準偏差の前記連続的に測定された差圧の平均に対する比率を含む、請求項１６から１９のいずれか1項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
多くのプロセス装置では、プロセス流体は、プロセス配管などの導管の中を流れる。プロセス流体は、液体であったり、気体であったり、又はそれら二つの組み合わせであったりする。プロセス流体が完全に液体、又は完全に気体、というような用途においては、例えば質量流のような流体パラメータの計算は比較的簡単である。しかしながら、プロセス流体が液体及び気体の組み合わせである用途においては、流体パラメータの計算はより困難である。一般に気体が混ざっている液体を含んでいる（例えば多相の）プロセス流体の例には、湿り蒸気や天然ガスが含まれる。
【０００２】
多くの天然ガス抗口用途では、気体蒸気中に混入された多量の液体が存在する。この液体の存在は、気体流測定において重大な誤差を生じさせることがある。誤差の一つのタイプは、時にオーバーリーディングと呼ばれるものである。オーバーリーディングは、差圧センサが実際の気体流を多めに読んだときに生じる。オーバーリーディングの量は、多くの場合、ロックハート・マルチネリパラメータと相関しており、ロックハート・マルチネリパラメータは全気体質量流を全液体質量流と関連させる。多くのパラメータを測定し、流れパラメータを算出するのに強力なプロセッサを利用することは可能ではあろうが、そのような計算には、一般的場合においては、専用のハードウェア、専属の技術者による作業時間及び／若しくは試験、又はこれら二つの組み合わせを伴ってきた。
【０００３】
プロセス流体制御装置は、一般には、プロセス圧力トランスミッタなどのプロセス変量トランスミッタを利用している。付加的なハードウェアを追加したり、デバイスの複雑な初期的特徴付け又は調整を伴うことなく、これらプロセス圧力トランスミッタに湿性ガスに関するインディケーション（信号）を与える能力が付与されれば、それは大きな利便性を表わしていることとなるだろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
プロセス圧力トランスミッタは差圧生成器と接続されており、その生成器の両端の差圧を測定する。統計パラメータは、連続する差圧を表す信号を基に算出され、その算出されたパラメータは、湿性ガス流を示すために用いられる。その信号はプロセス圧力トランスミッタにおいて局所的に生成することが出来、有線プロセス圧力ループを介して通信されたり、無線で通信されたり、又はそれらの組み合わせによって通信される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は配管１４の内部の差圧生成器１２と接続する差圧トランスミッタ１０の概略図である。差圧トランスミッタ１０は、有線接続又は無線接続を含む適当な接続を用いて、動作的に制御室１６と接続されている。適当な有線接続の例には、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）プロトコル、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコル又は他のプロトコルが含まれる。有線接続に加えて、又は代替として、無線データ伝送プロトコルも利用できる。有線接続の具体例では、トランスミッタが通信している有線プロセス通信線を介して受け取るエネルギーによって、トランスミッタ１０は完全に動作させることが可能である。
【０００６】
圧力トランスミッタ１０は電子機器コンパートメント１８を備えており、電子機器コンパートメント１８は、その先にマニフォールド２２が接続されているセンサモジュール２０と接続している。マニフォールド２２は、センサモジュール２０を差圧生成器１２に接続させている。生成器１２の対向する面上の口は、上流プロセス流体圧力及び下流プロセス流体圧力の両方をマニフォールド２２に伝達する。マニフォールド２２は、プロセス流体をセンサモジュール２０から隔離しているのだが、上流プロセス流体圧力及び下流プロセス流体圧力の両方をセンサモジュール２０の内部に配設された差圧センサに伝達する。
【０００７】
トランスミッタ１０はフィールド機器と考えられ、つまり一般にはフィールドに取り付けが可能である。「フィールド」は、一般には、プロセス装置中の外部領域であり、そこは気候が厳しさ、振動、湿度の変化、電磁波周波数や無線周波数の干渉、又は他の環境的難題に晒されかねない。よって、プロセス圧力トランスミッタ１０の丈夫な物理的包装は、圧力トランスミッタ１０に、一度に長い期間（数年ほど）に渡って「フィールド」で動作する能力を授けている。
【０００８】
図２は、本発明のひとつの実施形態に従うプロセス圧力トランスミッタ１０のブロックダイアグラムである。トランスミッタ１０は、プロセス通信ループ３２に動作的に接続された電源モジュール３０を含んでいる。トランスミッタ１０は、好適には、やはりプロセス通信ループ３２に動作的に接続されたループ通信モジュール３４を含んでいる。ループ通信モジュール３４は、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）プロトコル又はＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコルのような、ある特定のプロセス工業規格プロトコルに従って信号を生成するように構成されている。トランスミッタ１０は、コントローラ３６を含んでおり、コントローラは好適には低電力マイクロプロセッサを含んでいる。コントローラ３６は、電力モジュール３０から電力を受け、ループ通信モジュール３４と、双方向的に通信する。トランスミッタ１０はまた、以下で詳細に記述するようにフューチャーボード３５を含み得る。図２に示したように、差圧生成器１２は、インパルス線４０及び４２を介して、動作的に差圧センサ３８に接続している。
【０００９】
ある実施形態においては、差圧センサ３８は、一般に、線４０及び４２の内部の差圧に応答して動く可動膜を含んでいる。差圧センサ３８は、導電性のダイヤフラムを含み得るが、ダイヤフラムはその両側面各々の上に配されたプレートと畜電器を形成する。よって、導電性ダイヤフラムが動くと、キャパシタンスが変化し、その変化は差圧を示すのに用いることが可能である。他の形態の差圧センサも、差圧センサ３８として利用することができる。適当な例としては、ひずみゲージ式センサ、ピエゾ抵抗式センサ又は他のセンサが含まれる。
【００１０】
差圧センサ３８は、電気的に測定回路４４と接続し、その測定回路は差圧センサ３８の電気特性の変化を測定するように構成されている。測定回路４４は、好適には、アナログ・デジタル変換器４５を含んでいる。アナログ・デジタル変換器４５は、圧力センサ３８と接続されており、圧力センサ３８の電気的特性に基づいて制御器３６にデジタル信号を与える。一つの実施形態では、アナログ・デジタル変換器４５はシグマデルタ変調技術に基づくことが可能である。差圧の変換後の各々のデジタル信号は、制御器３６に与えられる。シグマデルタ変換器はプロセス測定及び制御産業で多く使われているが、それはその高速変換時間、低電力消費、及び高い正確さによっている。
【００１１】
シグマデルタ変換器は、一般に、内部コンデンサ変化励起法を利用しており、その方法は、一般に、ある設定された間隔に渡って正の１を計測することで解析されるデジタルビットストリームを生成する。例えば、現在利用されている一つのシグマデルタ変換器は、最小圧力測定結果を示すのに５０％の１からなるデジタルビットストリームを与え、最大圧力測定結果を示すのに７５％の１からなるデジタルビットストリームを与える。変換器４５で変換されたデジタル値は、好適には、線４７を伝って制御器３６に供給される。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、変換器４５は生のデジタルストリームを（仮想線で示した）線４９を伝って制御器３６に供給することも可能である。このビットストリームは、通常、変換器４５の変換周波数より高い、桁数の大きいオーダーの周波数を有している。例えば、あるデルタシグマ変換器は、ほぼ５７ｋＨｚの周波数を持つデジタルビットストリームを供給する。従って、本発明の実施形態に従えば、統計処理は複数の異なる形態をとり得る。例えば、制御器３６は単に、変換器４５の変換レートで線４７上に提供されるデジタル値を記憶し、その後、その値は後の解析のために（図示されていない）メモリに記憶されるようにしてもよい。従って、それらの値が獲得され記憶されるレートはひとえに変換器４５の変換レートによって決定される。
【００１３】
最大の分解能を得るために、圧力トランスミッタ１０は、変換器４５を使って、線４９からの生のビットストリームを直接メモリに記憶することも可能である。つまり、およそ５７ｋＨｚの周波数を持つデジタルビットストリームを供給するシグマデルタ変換器は、データ獲得又はデータ処理では毎秒５７０００ビットが供給され、メモリに記憶される。
【００１４】
測定回路４４は、圧力センサ３８に関連したデジタル化された信号を制御器３６に供給する。これらのデジタル化された信号は、圧力センサ３８から検知されたキャパシタンス又は抵抗に関する個々のアナログ測定のデジタル化をしたものであってもよい。加えて、又は代替として、測定回路４４から制御器３６に供給されるデジタル信号は、デジタルビットストリームデータを含んでいてもよい。測定回路４４は、測定信号を特徴付ける、線形化する、又は何かしら手を入れるためのコンポーネントまたはモジュールを含んでいてもよい。
【００１５】
ミネソタ州チャンハッセンのローズマウント社は、モジュラーデザインのプロセス機器を開発してきた。よって、差圧トランスミッタ１０は、特定のフューチャーボードを用意することにより、それに増設された追加の特徴を含むようにすることが可能である。（図２の仮想線で示した）フューチャーボード３５のようなフューチャーボードは、電子機器コンパートメント１８の中に設置することができ、トランスミッタ１０に新たな機能を与えることができる。本発明の一つの実施形態に従えば、解析の少なくともある部分と警報の発生はフューチャーボードで実行可能であることが、明確に意図されている。よって、本発明の実施形態は、従来のプロセス計器による測定を、湿性ガスの診断を与えるフューチャーボードに置き換えることを例とすることができる。
【００１６】
本発明の実施形態は、全般的に、配管１４などの導管を流れる多相プロセス流体に対しては、差圧センサ信号の標準偏差の差圧センサ信号の平均値に対する比率が、流量が増加しても比較的一定に留まる、又は若干減少するに過ぎないという発見に起因している。これは、気体及び液体の流れに対して正しい。しかし、もし液体体積比率（ＬＶＦ）が増加すると、標準偏差の差圧平均に対する比率は非常に大きな率で増加する。図３−６は、この関係を示している。
【００１７】
図３は、標準偏差の差圧平均に対する比率と、１５バールの圧力における、絞り値０．７５の差圧生成器（商品名Ｖ形コーンの下に売られ、カリフォルニア州ヘメットのマックロメータインクから入手可能）に対する差圧値との間の関係を示した図である。結果は、全般的に固定した液体体積比率の下で気体流量を増やすと、差圧と流量の平方根関係から予測されるように差圧は増加するが、その一方で、多少の増加又は減少もあるものの、標準偏差の差圧平均に対する比率は比較的一定に留まる。しかし、液体体積比率が増加すると、標準偏差の差圧平均に対する比率は非常に大きな率で増加する。１５バールの圧力におけるこの一次部材に対しては、液体体積比率の増加に対する、標準偏差の差圧平均に対する比率の感受率（又は傾き）は、最小の気体流量（２５０ｃｍ３／ｈｏｕｒ）のときに最大であり、最大の気体流量のときに最少である。しかし、高流量においては、標準偏差の差圧平均に対する比率は、流量が高くなるほど全般的に減少したりもする。この結果は、０．７７％より小さな液体体積比率では、標準偏差の差圧平均に対する比率の変化は重要ではないことを意味している。しかし、低い液体体積比率は、オーバーリーディング値それ自体に比較的小さな影響しか持たないであろう。
【００１８】
図４は、図３のものと同じ一次部材に対する結果であるが、より高い圧力、６０バールにおけるものである。液体体積比率の広い領域に渡って試験をしているが、標準偏差の差圧平均に対する比率は、液体体積比率の変化に対して、若干弱い感受性しか示さない。また、低い気体流量（１２５ｃｍ３／ｈｏｕｒ）に対する結果は、互いに区別が不可能である。これは、Ｖ形コーンの物理的デザイン及び低い気体流量によって生じたものであろう。差圧生成器の圧力検知部分は、メータの中心に位置しており、低い流量においては信号は乱されないのであろう。
【００１９】
図５は６０バールの圧力における絞り値０．７５のベンチュリ差圧生成器に対する結果を示した図である。結果は、前に示した図４と類似している。標準偏差の差圧平均に対する比率の非常に大きな感受性が、試験された三つの気体流量において示されている。最も低い流量においてでさえ、一旦、液体体積比率が１．４７％を超えると、比率は急激に増加する。
【００２０】
図６はさらに別の図で、ミネソタ州チャンハッセンのローズマウント社から表品名４０５Ｃとして売られている、絞り値０．４のコンパクトオリフィス板に対する結果を示している。コンパクトオリフィス板は、圧力６０バールで試験をされた。他の二つの差圧生成器より小さな感受性ではあるが、標準偏差の差圧平均に対する比率は、気体流量の増大及び液体体積比率の増大に対して、他の二つのデバイスが、特に２．９％の液体体積比率より上で示したのと同じ関係を示している。
【００２１】
図７は、本発明のある実施形態に従う湿性ガス診断を与える方法の流れ図である。方法１００は、ブロック１０２から開始され、そこでは統計パラメータの基線が生成される。基線の生成はプロセスにとって「正常」と考えられる条件に制御された上でなされることが好ましい。トランスミッタは設定された時間間隔、例えば３分という初期設定値、に渡って統計パラメータを計算する。基線の生成に用いられる時間間隔は、ユーザが選択可能であることが好ましい。オプションとして、ブロック１０３において（仮想線で）示したように、ユーザは閾値を設定する、又は選択することが可能である。その閾値は、警報が記録される前に、実行時間中に得られた統計パラメータが基線からずれることが可能な量を制御又は定義する。
【００２２】
ブロック１０４において、実行時間は第１の実行時間差圧の測定で始まる。ブロック１０６において、一つ又はそれ以上の統計パラメータが測定された圧力に基づいて計算される。ブロック１０８では、差圧信号の標準偏差の差圧の平均に対する比率が計算される。仮想ブロック１０９に示したように、診断状況及び一部又はすべての統計パラメータは、適切な方法を介してユーザに通信されるようにも出来ている。例えば、診断状況及び／又は統計パラメータは、例えば、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）プロトコル又はＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコルの適切なものを使ったプロセス通信ループを介して通信されてよい。さらに、トランスミッタの追加の出力、例えば、４−２０ｍＡの出力が、４−２０ｍＡの信号を介した統計パラメータの伝送のために用いられてもよい。
【００２３】
ブロック１１０では、前述した比率など、実行時間統計パラメータはそれぞれの基線値と比較され、それらは互いに閾値以上の量だけ異なっているかどうかが決定される。もし、値がそのような量だけ違っていなければ、制御はブロック１０４に戻る。しかし、もし値が閾値以上の量だけ異なっていれば、制御はブロック１１２に進み、報知が生成される。
【００２４】
報知には、トランスミッタのディスプレイに局所的に表示される警報の生成も含まれ得る。加えて、又は代替として、警報はそこでの報知のために制御システムと通信するようにすることも可能である。報知には、ハイウェイ・アドレサブル・リモート・トランスデューサ（ＨＡＲＴ）若しくはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロセス通信ループなどの、プロセス通信線を通じた適当な通信の送信、圧力トランスミッタでの局所的な音声的若しくは視覚的な警報の生成、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｅｄｅｌｉｔｙ（ワイファイ）通信若しくは移動電話通信を介した無線通信の送信、又はそれらの組み合わせが含まれていてよい。制御システムがデジタル型の通信ができないようなシステムでは、伝統的な４−２０ｍＡが、正常の動作の間には測定されないであろう特異な状態又は値に当てはまるようにプログラムされているようにすることもできる。そのような状態は、トランスミッタからの一次変数の低下という結果をもたらすだろうが、その変化ははっきりと通信されるであろう。
【００２５】
本発明の実施携帯では、敏速に且つ容易に湿性ガスを表す信号を与える能力を有するプロセス差圧トランスミッタが提供される。
【００２６】
本発明の一つの実施形態に従えば、そのような差圧トランスミッタは、多相流体分離器の内部に備えることが可能である。図８はそのような分離器の概略図である。分離器２００は生産流体注入口２０２を含んでおり、生産流体注入口２０２は生産流体を縦型スタック２０４に運ぶ。気体と液体の第１回目の分離は縦型スタック２０４の中で生じ、液体及びそれに混入したある気体が、重力によって屈曲部２０６に降下する。そのような液体及び混入した気体は、さらなる分離のために水平断２０８に圧入される。水平断２０８の内部では、流体に混入された気体は、気体導管２１０内を流れ、もともと縦型スタック２０４で分離された気体と再合流する。そして、それらの気体はガスメータ２１２に流入する。もし、分離器２００に送り込む井戸が非常に高いレートで生産をしているのならば、縦型分離器２０４に流入する液体の速度も同様に非常に高いであろう。その結果、液体によっては気体と一緒に運送され、ガスメータ２１２の中でオーバーリーディング条件を引き起こすかも知れない。差圧トランスミッタを分離器２００の内部にガスメータ２１２として設置すれば、ガスメータ２１２の近傍を流れる液体内容物の増加を、ユーザ又はシステムに警告することが可能となる。するとユーザは、それに従って分離器の動作を調節したり又は損傷を避けるべく完全に動作を停止することであろう。
【００２７】
本発明の実施形態の別の応用例は、井戸（油井）頭部の放出口上での流量測定にある。例えば、トランスミッタを分離器の前に井戸頭部の放出口上に設置できよう。一旦、井戸が掘られ、生産を始めれば、流体流は試験分離器に送られ、流体の成分を決定、オーバーリーディング補正を行う。そして、井戸は生産状態に入る。ユーザは、取引用計量又は問題解決のためには、試験分離器に再接続をして値を確認するという選択をすることになろう。本発明の実施形態に従う診断は、ユーザに液体体積比率の変化を示し、その結果、試験分離器は必要なときだけ用いればよくなるので、有用である。このことは試験分離器を接続する費用及びこの期間の生産時間の損失を回避する。
【００２８】
本発明の実施形態は、一般にどの多相プロセス流体流装置に応用可能である。例えば、過加熱又は飽和蒸気は、一般には、液体成分を有しない。しかしながら、もし、ボイラーの動作が水準以下であったり又は輸送配管に何か問題があったりするならば、蒸気の一部が凝縮し湿性蒸気を形成する。湿性蒸気は好ましくはないもので、それはエネルギーを損失するからである。さらに、液体は、配管、バルブ、及び差圧生成器自身に腐食問題を引き起こし得る。よって、湿性蒸気を表す信号はまた、別の加熱生成器、電力生産設備、及び製紙工場、精製所、又は同様の工業設備の内在的目的のために生産される蒸気にとって、大きな重要性を持つものであろう。湿性蒸気を表す信号によって、プロセスの動作は、プロセス中で湿性蒸気の存在が消滅する又は減少するようにシステムの動作を調整するように仕向けられる。さらに、オペレータが、湿性蒸気に関する試験をするように仕向けることができる。
【００２９】
好ましい実施形態を参照しつつ本発明について述べてきたが、当業者は本発明の意図及び目的を逸脱しない形態及び詳細の範囲で、変形が可能であることは理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】プロセス流体配管中の差圧生成器に結合した差圧トランスミッタの概略図である。
【図２】本発明のある実施形態に従う差圧トランスミッタのブロック図である。
【図３】標準偏差の差圧の平均に対する比率と、１５バールの圧力における絞り値０．７５のＶ形コーンに対する差圧値との間の関係を示す図である。
【図４】６０バールの圧力におけるＶ形コーンに対する試験結果を示す図である。
【図５】６０バールの圧力における絞り値０．７５の差圧生成器に対する結果を示す図である。
【図６】絞り値０．４のコンパクトオリフィス板に対する示す図である。
【図７】本願のある実施形態に従う湿性ガス診断を与える方法の流れ図である。
【図８】本願のある実施形態に従う多相流体分離器の概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  差圧トランスミッタ
１２  差圧生成器
１４  配管
１６  制御室
１８  電子機器コンパートメント
２０  センサモジュール
２２  マニフォールド
２４  温度センサ
３０  パワーモジュール
３４  ループ通信
３５  フューチャーボード
３６  制御器
３８  圧力センサ
４４  測定回路
４５  アナログ・デジタル変換器
４７  多重通信器
１００  方法
２００  分離器
２０２  生産流体注入口
２０４  縦型スタック
２０６  屈曲部
２０８  水平断
２１０  気体導管
２１２  ガスメータ
【国際調査報告】
2009524059.tif 000011
2009524059.tif 000012
2009524059.tif 000013