(57)【要約】振動式導管(130a,330)用のセンサアセンブリ(100,300)が提供される。センサアセンブリ(100,300)は、軸(S)に対して実質的に対称でありかつ相補的部分(112c,312c)を含む外面(112,312)を有するセンサブラケット(110,310)を含む。センサアセンブリ(100,300)はまたセンサブラケット(110,310)の相補的部分(112c,312c)に取り付けられた相補的部分(122c,222c,322c)を含む外面(122,222,322)を有するチューブリング(120,220,320)を含む。チューブリング(120,220,320)が振動式導管(130a,330)に固定されているとき、センサブラケット(110,310)の軸(S)は振動式導管(130a,330)の外側にある。【選択図】図１
2019520573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動式導管(130a,330)用のセンサアセンブリ(100,300)であって、
軸(S)に対して対称でありかつ相補的部分(112c,312c)を含む外面(112,312)を有するセンサブラケット(110,310)と、
センサブラケット(110,310)の相補的部分(112c,312c)に取り付けられた相補的部分(122c,222c,322c)を含む外面(122,222,322)を有するチューブリング(120,220,320)とを備え、
チューブリング(120,220,320)が振動式導管(130a,330)に固定されているとき、センサブラケット(110,310)の軸(S)は振動式導管(130a,330)の外側にある、センサアセンブリ(100,300)。
【請求項２】
センサブラケット(310)の相補的部分(312c)とチューブリング(120、220)の相補的部分(122c、222c)の一方は溝を含む、請求項１に記載のセンサアセンブリ(100、300)。
【請求項３】
センサブラケット(310)の溝の一方は、センサブラケット(310)の軸(S)に対して対称であり、チューブリング(120、220)の溝の一方は、チューブリング(120,220)の軸(R)に対して対称である、請求項２に記載のセンサアセンブリ(100、300)。
【請求項４】
センサブラケット(110、310)の軸(S)は、振動式導管(130a、330)の軸(T)と直交している、請求項１乃至３の何れかに記載のセンサアセンブリ(100、300)。
【請求項５】
チューブリング(120、220、320)の軸(R)は、振動式導管(130a、330)の軸(T)と同軸である、請求項１乃至４の何れかに記載のセンサアセンブリ(100、300)。
【請求項６】
センサブラケット(110、210)の外面(112、212)とチューブリング(320)の外面(322)のうちの一方は円筒形状である、請求項１乃至５の何れかに記載のセンサアセンブリ(100、300)。
【請求項７】
振動式導管(130a、330)用のセンサブラケット(110、310)であって、
軸(S)に対して対称であって、センサブラケット(110、310)が振動式導管(130a、330)に固定されているチューブリング(120、220)に固定されているとき、軸(S)は振動式導管(130a、330)の外側にある外面(112、312)を備え
外面(112、312)は、チューブリング(120、220)及び振動式導管(130a、330)の一方と整合するように構成された相補的部分(112c、312c)を有する、センサブラケット(110、310)。
【請求項８】
センサブラケット(310)の相補的部分(312c)は、センサブラケット(310)の外面(312)に形成された溝からなる、請求項７に記載のセンサブラケット(310)。
【請求項９】
センサブラケット(310)の溝は、センサブラケット(310)の軸(S)に対して対称である、請求項８に記載のセンサブラケット(310)。
【請求項１０】
外面(112)は、円筒形状を有する、請求項７に記載のセンサブラケット(310)。
【請求項１１】
振動式導管(130a,330)用のチューブリング(120,220,320)であって、
軸(R)に対して対称的な外面(122,222,322)を備え、
チューブリング(120,220,320)が振動式導管(130a,330)に固定されているとき、軸(R)は振動式導管(130a,330)の軸(T)と実質的に同軸であり、
外面(122,222,322)は、センサブラケット(110、310)と整合するように構成された相補的部分(122c,222c)を有する、チューブリング(120,220,320)。
【請求項１２】
チューブリング(120、220)の相補的部分(122c、222c)は、チューブリング(122c、222c)の外面(122、222)に形成された溝を含む、請求項１１に記載のチューブリング(120、220)。
【請求項１３】
チューブリング(120、220)の溝は、チューブリング(120、220)の軸(R)に対して対称である、請求項１２に記載のチューブリング(120、220)。
【請求項１４】
外面(322)は、円筒形状を有する、請求項１１に記載のチューブリング(320)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下に記載される実施形態は、振動式センサに関し、より詳細には、センサアセンブリ、センサブラケット及び振動式導管用のチューブリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、振動式デンシトメータ及びコリオリ流量計などの振動式センサは、一般的に知られており、質量流量及び振動計の導管を流れる材料に関する他の情報を測定するために使用される。例示的なコリオリ流量計は、米国特許第4,109,524号明細書、米国特許第4,491,025号明細書、及びRe.31,450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つ以上の導管を有するメータアセンブリを有する。例えば、コリオリ質量流量計の各導管構成は、単純な曲げ、ねじれ、または結合タイプのものとすることができる固有振動モードのセットを有する。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。流量計を通る流れがないとき、導管に加えられる駆動力は、導管に沿ったすべての点を同位相で、またはゼロ流量で測定される時間遅延である小さな「ゼロオフセット」で振動させる。
【０００３】
材料が導管を通って流れ始めると、コリオリの力により、導管に沿った各点が異なる位相を有するようになる。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、導管を流れる材料の質量流量に比例する。
【０００４】
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、またピックオフから受け取った信号からプロセス材料の質量流量及び/又は他の特性を決定するための駆動信号を生成する。ドライバは、多くの周知の構成のうちの1つを含むことができる。しかしながら、磁石及び対向する駆動コイルは、流量計業界において大きな成功を収めている。所望の導管の振幅及び周波数で導管を振動させるために、交流電流が駆動コイルに送られる。ピックオフを、ドライバの構成に非常に類似した磁石及びコイル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。
【０００５】
ドライバ及びピックオフセンサは通常、ブラケットを使用して導管に結合されている。しかし、ブラケットは複雑なアセンブリであり、製造し且つ振動式導管に組み立てるには高価である。例えば、いくつかのブラケットは、複数の部品を含むアセンブリであり、いくつかは取り外し可能であり、それらは整列ジグを使用して振動式導管に固定されなければならない。他のブラケットはより単純な構成を有しているが、振動式導管に確実に固定されていない。例えば、いくつかのブラケットは、外面の点または線ではなく、ある点でチューブリングの円筒形で平坦な外面にのみ接触し得る。その結果、ブラケットと導管との間のろう付け接合部は、導管が振動している間または内部圧力または温度の変化を受けている間に、ろう付け内の比較的高い応力及び動的な力、またはブラケットを導管に接合する他の材料によって破損する。従って、センサアセンブリ、センサブラケット及び振動式導管用のチューブリングを求めるニーズがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概要
振動式導管用のセンサアセンブリが提供される。一実施形態に従って、センサアセンブリは、軸に対して実質的に対称でありかつ相補的部分を含む外面を有するセンサブラケットと、センサブラケットの相補的部分に取り付けられた相補的部分を含む外面を有するチューブリングとを備える。チューブリングが振動式導管に固定されているとき、センサブラケットの軸は振動式導管の外側にある。
【０００７】
振動式導管用のセンサアセンブリが提供される。一実施形態に従って、センサブラケットは、軸に対して実質的に対称的な外面を備え、センサブラケットが振動式導管に固定されているチューブリングに固定されているとき、軸は振動式導管の外側にある。外面は、チューブリング及び振動式導管の一方と整合するように構成された相補的部分を有する。
【０００８】
振動式導管用のチューブリングが提供される。一実施形態に従って、チューブリングは、軸に対して実質的に対称的な外面を備え、チューブリングが振動式導管に固定されているとき、軸は振動式導管の軸と実質的に同軸である。外面は、センサブラケットと整合するように構成された相補的部分を有する。
【０００９】
態様
一態様によれば、振動式導管(130a,330)用のセンサアセンブリ(100,300)は、軸(S)に対して実質的に対称でありかつ相補的部分(112c,312c)を含む外面(112,312)を有するセンサブラケット(110,310)と、センサブラケット(110,310)の相補的部分(112c,312c)に取り付けられた相補的部分(122c,222c,322c)を含む外面(122,222,322)を有するチューブリング(120,220,320)とを備える。チューブリング(120,220,320)が振動式導管(130a,330)に固定されているとき、センサブラケット(110,310)の軸(S)は振動式導管(130a,330)の外側にある。
【００１０】
好ましくは、センサブラケット(310)の相補的部分(312c)とチューブリング(120、220)の相補的部分(122c、222c)の一方は溝を含む。
好ましくは、センサブラケット(310)の溝の一方は、センサブラケット(310)の軸(S)に対して実質的に対称であり、チューブリング(120、220)の溝の一方は、チューブリング(120,220)の軸(R)に対して実質的に対称である。
好ましくは、センサブラケット(110、310)の軸(S)は、振動式導管(130a、330)の軸(T)と直交している。
好ましくは、チューブリング(120、220、320)の軸(R)は、振動式導管(130a、330)の軸(T)と実質的に同軸である。
好ましくは、センサブラケット(110、210)の外面(112、212)とチューブリング(320)の外面(322)のうちの一方は円筒形状である。
【００１１】
一態様によれば、振動式導管(130a、330)用のセンサブラケット(110、310)は、軸(S)に対して実質的に対称な外面(112、312)を備え、センサブラケット(110、310)が振動式導管(130a、330)に固定されているチューブリング(120、220)に固定されているとき、軸(S)は振動式導管(130a、330)の外側にある。外面(112、312)は、チューブリング(120、220)及び振動式導管(130a、330)の一方と整合するように構成された相補的部分(112c、312c)を有する。
【００１２】
好ましくは、センサブラケット(310)の相補的部分(312c)は、センサブラケット(310)の外面(312)に形成された溝からなる。
好ましくは、センサブラケット(310)の溝は、センサブラケット(310)の軸(S)に対して実質的に対称である。
好ましくは、外面(112)は、円筒形状を有する。
【００１３】
一態様によれば、振動式導管(130a,330)用のチューブリング(120,220,320)は軸(R)に対して実質的に対称的な外面(122,222,322)を備え、チューブリング(120,220,320)が振動式導管(130a,330)に固定されているとき、軸(R)は振動式導管(130a,330)の軸(T)と実質的に同軸である。外面(122,222,322)は、センサブラケット(110、310)と整合するように構成された相補的部分(122c,222c)を有する。
【００１４】
好ましくは、チューブリング(120、220)の相補的部分（122c、222c）は、チューブリング(122c、222c)の外面(122、222)に形成された溝を含む。
好ましくは、チューブリング(120、220)の溝は、チューブリング(120、220)の軸(R)に対して実質的に対称である。
好ましくは、外面(322)は、円筒形状を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
同じ参照番号は、全ての図面上の同じ要素を表す。図面は必ずしも縮尺通りではないことを理解すべきである。
【図１】一実施形態に従った振動計5を示す。
【図２】図１に示すセンサアセンブリ 100，100’の部分的側面図を示す。
【図３】図１に示すセンサアセンブリ 100，100’の斜視図を示す。
【図４】図１-図３に示すチューブリング120の１つの断面図を示す。
【図５】図１-図３に示すチューブリング120の１つの断面図を示す。
【図６】図１-図３に示すチューブリング120の１つの斜視図を示す。
【図７】一実施形態に従った振動式導管130aに固定されたセンサブラケット110を示す。
【図８】代替の実施形態に従ったチューブリング220を示す。
【図９】代替の実施形態に従ったチューブリング220を示す。
【図１０】代替の実施形態に従ったセンサアセンブリ300を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１-図１０及び以下の説明は、当業者にセンサアセンブリ、センサブラケット及び振動式導管用のチューブリングの最良の形態の実施形態を作成及び使用する方法を教示する特定の例を示す。本発明の原理を教示する目的のために、いくつかの従来の態様は簡略化または省略されている。当業者は、本明細書の範囲内に入るこれらの例からの変形を理解するであろう。当業者であれば、以下に説明する構成を多種の方法で組み合わせて、センサアセンブリ、センサブラケット及び振動式導管用のチューブリングの複数の変形を形成できることを理解するであろう。その結果、以下に説明する実施形態は、後述する特定の例に限定されるものではなく、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ものである。
【００１７】
センサブラケット及びチューブリングは、振動式導管に固定されているセンサアセンブリの一部である。センサブラケットは、軸に対して実質的に対称的な外面から構成される。センサブラケットの軸は、振動式導管の外側にある。センサブラケットの外面は、振動式導管または振動式導管に固定されたチューブリングの相補的部分と整合するように構成された相補的部分を有する。即ち、センサブラケットとチューブリングまたは振動式導管の相補的部分は１つの接触点ではなく複数の接触点または線である。センサブラケットと同様に、チューブリングはまた各軸に対して実質的に対称的である。
【００１８】
センサブラケット及びチューブリングの外面がそれらの夫々の軸に対して実質的に対称的であるため、センサブラケット及びチューブリングは厳密に制御された寸法で安価に製造することができる。厳密に制御された寸法により、例えばろう付け中、または他の適切な工程中に、相補的部分が表面に近接するか一致することを確実にすることができる。相補的部分が表面に近接するか一致することにより、ろう付けにおいて応力が確実に低減され、それによってろう付けが失敗する可能性が低減する。従って、センサアセンブリ、センサブラケット、及びチューブリングは、１つの点で振動式導管に接触するより複雑なセンサアセンブリまたはセンサブラケットと比較して、より安価になり、機能寿命を改善することができる。
【００１９】
図１は、一実施形態に従った振動計5を示す。図１に示すように、振動計5は、メータアセンブリ10とメータ電子機器20とを備える。メータアセンブリ10は、プロセス材料の質量流量及び密度に応答する。メータ電子機器20は、リード線を介してメータアセンブリ10に接続され、経路26を介して密度、質量流量、及び温度情報、ならびに他の情報を提供する。コリオリ流量計構造が説明されているが、当業者には明らかなように、本発明は振動管デンシトメータ、音叉型デンシトメータなどとして実施することができる。
【００２０】
メータアセンブリ10は、一対のマニホールド、フランジネックを有するフランジ、一対の平行な振動式導管130a、130b、駆動機構14、及び２対のセンサアセンブリ100、100’を含む。振動式導管130a、130bは、２つの本質的に真っ直ぐな入口脚部と出口脚部を有し、それらは振動式導管取付けブロックにて互いに向かって収束する。振動式導管130a、130bは、それらの長さに沿って２つの対称的な位置で曲がり、それらの長さ全体にわたって本質的に平行である。ブレースバーは、各振動式導管130a、130bが振動する軸Ｗ及びＷ'を画定するのに役立つ。振動式導管130a、130bの入口脚部及び出口脚部は振動式導管取付けブロックに固定的に取り付けられ、そしてこれらのブロックは次にマニホールド12、12’に固定的に取り付けられる。これにより、メータアセンブリ10を通る連続的な閉鎖した材料経路が提供される。
【００２１】
フランジが、入口11及び出口11’を介して、測定されるべきプロセス材料を搬送するプロセスライン2に接続されると、材料はフランジ内のオリフィスを通ってメータアセンブリ10の入口11に入り、マニホールド12を通って振動式導管取付ブロックに導かれる。マニホールド12内では、材料は分配されて振動式導管130a、130bを通って導かれる。プロセス材料は振動式導管130a、130bを出ると、ブロックとマニホールド12’内で単一の流れに再結合され、その後フランジ103によってプロセスライン（図示せず）に接続された出口11’に送られる。
【００２２】
振動式導管130a、130bは、実質的に夫々同じ質量分布、曲げ軸Ｗ−Ｗ及びＷ'−Ｗ'の周りの同じ慣性モーメント及びヤング率を有するように選択され、振動式導管取付けブロックに適切に取り付けられる。これらの曲げ軸はブレースバーを通る。振動式導管のヤング率が温度とともに変化し、この変化が流れ及び密度の計算に影響を与えるので、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）を振動式導管130aに取り付けて振動式導管130aの温度を連続的に測定する。振動式導管130aの温度、従って振動式導管130aを通過する所定の電流についてＲＴＤの両端に現れる電圧は、振動式導管130aを通過する材料の温度によって左右される。ＲＴＤの両端に現れる温度に依存した電圧は、振動式導管の温度の何らかの変化による振動式導管130aの弾性率の変化を補償するためにメータ電子機器20によって周知の方法で使用される。ＲＴＤは、リードによってメータ電子機器20によって接続される。
【００２３】
両方の振動式導管130a、130bは、駆動機構14によって、それらの夫々の曲げ軸Ｗ−Ｗ及びＷ'−Ｗ'を中心に反対方向に駆動され、これは流量計の第１の位相外れ曲げモードと呼ばれる。この駆動機構14は、振動式導管130aに取り付けられた磁石、及び振動式導管130bに取り付けられ、両方の振動式導管130a、130bを振動させるために交流が通過する対向コイルなど、多くの周知の構成のうちのいずれか１つを含み得る。適切な駆動信号が、リード21を介してメータ電子機器20によって駆動機構14に印加される。
【００２４】
メータ電子機器20は、左右のセンサアセンブリ100，100’から夫々リード23、23’に現れる左右のセンサ信号を受信する。メータ電子機器20は、リード21上に現れる駆動信号を駆動機構14に生成し、振動式導管130a、130bを振動させる。メータ電子機器20は、左右のセンサ信号を処理して、メータアセンブリ10を通過する材料の質量流量及び密度を計算する。この情報は他の情報と共に、経路26を介してメータ電子機器20によって信号として印加される。
【００２５】
示されるように、センサアセンブリ100，100’は、センサブラケットと、センサブラケットとチューブリングとの間に配置され、それらに結合されるピックオフセンサとを含む。チューブリングは、振動式導管130a、130bに固定され、それと一体的に形成されている。しかし、他の実施形態にて、センサアセンブリはチューブリングを含まない。以下により詳細に説明するように、チューブリング及びセンサブラケットは安価に製造することができ、センサブラケット及び/又はチューブリングと導管との間のろう付け接合部における応力及び動的力を低減することができる。
【００２６】
図２及び図３は、図１に示すセンサアセンブリ 100，100’の部分的側面図と斜視図を示す。図２に示すように、各センサアセンブリ100，100’は、振動式導管130a、130bを含む。センサアセンブリ100、100’の夫々は、チューブリング120，120’に固定されたセンサブラケット110，110’からなる。チューブリング120，120’は、振動式導管130a、130bの外面に固定されている。しかし、他の実施形態にて、図１０を参照して記載された実施形態のように、チューブリング120、120’は、用いられなくともよい。振動式導管130a、130bは軸Ｔとともに示されている。軸Ｔは振動式導管130a、130bの縦軸であり、軸Ｔは振動式導管130a、130bの夫々の幾何学的断面中心に位置している。センサブラケット110、110’の各対の間に配置されているとして図１に示されている電気的センサは、図２と図３には明瞭化のために示されていない。明瞭化の為にまた、以下の記載は図２及び図３の左側のセンサアセンブリ100に言及する。
【００２７】
センサブラケット110は円筒形状を有するが、代替の実施形態では他の任意の形状が用いられ得る。各センサブラケット110は軸Ｓを有する。軸Ｓは、センサブラケット110の対称軸である。例えば、図７を参照してより詳細に記載されたように、センサブラケット110の表面は軸Ｓに対してほぼ対称的である。更に、センサブラケット110の軸Ｓは、振動式導管130a、130bの外側にある。即ち、軸Ｓは振動式導管130a、130bとは交差しない。示されるように、センサブラケット110の軸Ｓは振動式導管の軸Ｔと直交しているが、代替の実施形態では軸Ｓ、Ｔは任意の適切な角度関係を有してもよい。図７を参照して記載したように、センサブラケット110は、チューブリング120上の相補的部分と整合するように構成された相補的部分を含む。
【００２８】
図２及び図３から理解され得るように、チューブリング120はまた、振動式導管130a、130bの軸Ｔと同軸である軸Ｒに対して対称的な形状（例えば、軸対称形状）を有する。チューブリング120の軸Ｒは、チューブリング120の対称軸である。例えば、図４-図６を参照して記載したように、チューブリング120の表面は軸Ｒに対して実質的に対称である。示されるように、チューブリング120の軸Ｒは、振動式導管の軸Ｔと同軸であるが、軸Ｒ、Ｔは適切な位置関係(例えば、平行、傾き等)を有してもよく、代替の実施形態では実質的に同軸である。図４-図６を参照して以下に詳細に記載するように、チューブリング120は、センサブラケット110上の相補的部分と整合するように構成された相補的部分を含む。
【００２９】
チューブリング120は、振動式導管130a、130bの外面に固定されている。チューブリング１２０は振動式導管130a、130bの外面に固定されているが、他の実施形態では振動式導管と一体のチューブリングを使用してもよい。例えば、代替の振動式導管では、他の部分と比較してより厚い壁を有する部分を有することができる。他の代替の実施形態では、チューブリングは、振動式導管の一部分であり得て、チューブリングを形成する部分は、振動式導管の他の部分よりも厚い壁を有する。チューブリングを形成する部分は、振動式導管の残りの部分を形成する部分と当接する。
【００３０】
チューブリング
図４-図６は、図１-図３に示すチューブリング120の１つの断面図及び斜視図を示す。図４-図６に示すように、チューブリング120は、チューブリング120の幾何学的断面に沿って延びる軸Ｒを含む。チューブリング120は、チューブリング120の軸Ｒに対して実質的に対称的な外面122と内面124とを有する。チューブリング120は、振動式導管130a、130bと一体となるように振動式導管130a、130bに固定されてもよい。固定されると、内面124は振動式導管130a、130bに結合（例えば、接着、ろう付け、溶接、接着など）され、チューブリング120の外面122は振動式導管130a、130bの外面の一部を形成する。
【００３１】
チューブリング120の外面122及び内面124は円筒形状を有するが、代替の実施形態では任意の適切な形状を採用することができる。例えば、代替のチューブリングの外面は、楕円形、六角形などの形状を有し、代替のチューブリングの軸Ｒに関して実質的に対称である。更に、外面122はチューブリング120の軸Ｒに関して対称であるが、外面122は、ねじ山、または他の構成要素のための他の特徴など、非対称の特徴を含み得る。内面124も同様に、例えば振動式導管130a、130bと整合する非対称の特徴を含むことができる。
【００３２】
外面122は、第１及び第２の縁部分122a、122bと相補的部分122cとを含む。図４の断面図において、第１及び第２の縁部分122a、122bは、相補的部分122cの両側にある。即ち、相補的部分122cは、第１及び第２の縁部分122a、122bの間に隣接して配置されている。相補的部分122cは、図１-図３に示されるセンサブラケット110と整合するように構成され、然るに、第１及び第２の縁部分122a、122bはセンサブラケット110と整合するようには構成されていない。
【００３３】
図５に示す断面図において、第１及び第２の縁部分122a、122bは平坦であり、チューブリング120の軸Ｒと平行である。しかし、代替の実施形態において、第１及び第２の縁部分122a、122bは、傾斜、曲線、または他の形状を有してもよい。第１及び第２の縁部分122a、122bは同じ幅Ｗｅ及び厚さＴｅを有する。しかし、代替の実施形態では、第１及び第２の縁部分122a、122bは異なる幅Ｗｅ及び/又は厚さＴｅを有してもよい。例えば、代替のチューブリングにおいて、第１の縁部分の幅は第２の縁部分の幅と異なってもよい。相補的部分の幅がチューブリングの幅によって規定されるように、一方または両方の縁部分の幅はゼロであってもよい。図５に示すように、第１及び第２の縁部分122a、122bは、相補的部分122cの幅Ｗcを規定する。
【００３４】
図４-図７に示すように、相補的部分122cはチューブリング120の外面122の溝からなる。相補的部分122cは弓形の断面形状を有するが、他の実施形態では任意の適切な形状が用いられ得る。弓形の断面形状は、チューブリング120の断面対称軸Ｃｓに対して対称である。断面対称軸Ｃｓは、相補的部分122cがチューブリングの軸Ｒに沿って対称である場所を規定する。相補的部分122cは、チューブリング120の外面122の周りに円周方向に延びる。相補的部分122cは、断面対称軸Ｃｓと一緒に配置される(collocated)最小厚さを有する。
【００３５】
センサブラケット
図７は、一実施形態に従った振動式導管130aに固定されたセンサブラケット110を示す。図７に示すように、センサブラケット110はチューブリング120の外面122と振動式導管130aに固定されている。特に、センサブラケット110の外面112は、チューブリング120の相補的部分122cと整合する相補的部分112cを含む。センサブラケット110はまた内面114を含む。センサブラケット110は、接触している相補的部分112c、122cから延びるろう付け材料として示されているろう付け121を使用してチューブリング120に固定されている。ろう付け121は、点または線全体にわたって相補的部分112c、122cの間に延びる。相補的部分112c、122cの間から延びるように示されているろう付け121は、異なる形状を有し、且つ示されているものよりも多いかまたは少ない。センサブラケット110の軸Ｓは、振動式導管130aの軸Ｔに対して直角に延びる。
【００３６】
図７に示すように、振動式導管130aの壁厚ｔｔは、チューブリング120の壁厚ｔｒとほぼ同じである。代替の実施形態において、チューブリング及び/又はセンサブラケットの他の壁厚が用いられ得る。総壁厚ｔａは、チューブリング120及び振動式導管130aの壁厚ｔｒ、ｔｔの合計である。即ち、壁厚ｔａは、振動式導管130a、130bの壁厚ｔｔよりも厚い。より厚い壁厚ｔａにより、熱及び圧力負荷などの負荷のために発生し得る応力を低減することができる。より厚い壁厚ｔａによりまた、振動式導管130a、130bが振動しているときにセンサ振動、又はセンサブラケット110に作用する他の動的負荷からの応力を低減することができる。
【００３７】
代替のチューブリング及びセンサブラケット
図８及び図９は、代替の実施形態に従ったチューブリング220を示す。図８及び図９に示すように、チューブリング220は、チューブリング220の幾何学的断面の中心に沿って延びる軸Ｒを含む。チューブリング220は、図４-図６を参照して説明したチューブリング120と同様に、チューブリング220の軸Ｒに対して実質的に対称な外面222及び内面224を有する。チューブリング220は、振動式導管130a、130bと一体となるように、例えば振動式導管130a、130bに固定されてもよい。固定されると、内面224は振動式導管130a、130bに結合され、チューブリング220の外面222は振動式導管130a、130bの外面の一部を形成する。示すように、外面222は相補的部分222cを含む。
【００３８】
チューブリング220の外面222及び内面224は円筒形状を有するが、代替の実施形態では任意の適切な形状が用いられ得る。更に、外面222はチューブリング220の軸Ｒに対して実質的に対称であるが、外面222は、非対称であるねじ山または他の構成要素用の他の特徴などの特徴を含み得る。内面224は同様に、例えば振動式導管130a、130bと接する非対称の特徴を含み得る。
【００３９】
チューブリング220の外面222は、第１及び第２の縁部分222a、222bと相補的部分222cとを含む。第１及び第２の縁部分222a、222bは相補的部分222cの両側にある。即ち、相補的部分222cは、第１及び第２の縁部分222a、222bの間に第１及び第２の縁部分に隣接して配置されている。相補的部分222cはセンサブラケットと整合するように構成されているが、第１及び第２の縁部分222a、222bはセンサブラケットと整合するようには構成されていない。センサブラケットは、例えば、相補的部分222cと接合する六角形の断面を有する外面を有することができる。
【００４０】
第１及び第２の縁部分222a、222bは平坦であり、チューブリング220の軸Ｒと平行である。しかし、代替の実施形態において、第１及び第２の縁部分222a、222bは、傾斜、曲線、または他の形状を有してもよい。第１及び第２の縁部分222a、222bは同じ幅Ｗｅ及び厚さＴｅを有する。しかし、代替の実施形態では、第１及び第２の縁部分は異なる幅Ｗｅ及び/又は厚さＴｅを有してもよい。例えば、代替のチューブリングにおいて、第１の縁部分の幅は第２の縁部分の幅と異なってもよい。相補的部分の幅がチューブリングの幅によって規定されるように、一方または両方の縁部分の幅はゼロであってもよい。第１及び第２の縁部分222a、222bは、相補的部分222cの幅Ｗｅを規定する。
【００４１】
相補的部分222cはチューブリング220の外面222の溝からなる。相補的部分222cは六角形の断面形状を有するが、他の実施形態では任意の適切な形状が用いられ得る。六角形の断面形状は、チューブリング220の断面対称軸Ｃｓに対して対称である。断面対称軸Ｃｓは、相補的部分222cがチューブリング220の軸Ｒに沿って対称である場所を規定する。相補的部分222cは、チューブリング220の外面222の周りに円周方向に延びる。相補的部分222cは、断面対称軸Ｃｓと一緒に配置される(collocated)最小厚さを有する。
【００４２】
図１０は、代替の実施形態に従ったセンサアセンブリ300を示す。図１０に示すように、センサアセンブリ300は、センサブラケット310とチューブリング320とを含む。振動式導管330も示されている。センサブラケット310はチューブリング320に固定されている。チューブリング320は振動式導管330に固定されている。チューブリング320は、円筒形状であり、軸Ｒに対して対称的な外面322を含む。示すように、チューブリング320の軸Ｒは、振動式導管330の軸と同軸であるが、代替の実施形態では実質的に同軸である。センサブラケット310は外面312及び内面314を含み、外面及び内面は、センサまたはマグネットキーパーなどに結合するための、ねじ山などの特徴を有する。
【００４３】
センサブラケット310の外面312及び内面314は、センサブラケット310の軸Ｓに対して実質的に対称である。センサブラケット310の軸Ｓは、振動式導管330の外側にある。センサブラケット310の軸Ｓは振動式導管330の軸Ｔと直交している。センサブラケット310の外面312は、チューブリング320の外面322の相補的部分322cと整合する相補的部分312cを有する。
【００４４】
外面312は、第１及び第２の縁部分312a、312bと相補的部分312cとを含む。第１及び第２の縁部分312a、312bは、相補的部分312cの両側にある。即ち、相補的部分312cは、第１及び第２の縁部分312a、312bの間に隣接して配置されている。相補的部分312cは、振動式導管330と整合するように構成され、然るに、第１及び第２の縁部分312a、312bは振動式導管330と整合するようには構成されていない。
【００４５】
示されるように、第１及び第２の縁部分312a、312bは平坦であり、センサブラケット310の軸Ｓと平行である。しかし、代替の実施形態において、第１及び第２の縁部分312a、312bは、傾斜、曲線、または他の形状を有してもよい。第１及び第２の縁部分312a、312bは同じ幅及び厚さを有する。しかし、代替の実施形態では、第１及び第２の縁部分122a、122bは異なる幅及び厚さを有してもよい。例えば、代替のセンサブラケットにおいて、第１の縁部分の幅は第２の縁部分の幅と異なってもよい。相補的部分の幅がセンサブラケットの幅によって規定されるように、一方または両方の縁部分の幅はゼロであってもよい。図１０に示すように、第１及び第２の縁部分312a、312bは、相補的部分312cの幅を規定する。
【００４６】
相補的部分312cはセンサブラケット310の外面312の溝からなる。相補的部分312cは弓形の断面形状を有するが、他の実施形態では任意の適切な形状が用いられ得る。弓形の断面形状は、センサブラケットの断面対称軸に対して対称である。相補的部分312cは、センサブラケット310の外面312の周りに円周方向に延びる。相補的部分312cは、断面対称軸と一緒に配置される(collocated)最小厚さを有する。
【００４７】
製造工程
センサブラケット110、310及びチューブリング120、220、320は、あらゆる適切な製造工程から形成される。しかし、外面112、312、122、222、322が軸Ｓに対して対称であるため、より安価でより厳密に制御された製造プロセスが用いられ得る。例えば、センサブラケット110、310は、押出しまたはロール状に成形された棒材またはビレットから形成することができる。センサブラケット110、310の直径は、広く市販されたバーストックの寸法またはそれに近い寸法になるように選択される。更に、センサブラケット110、310の外面112、312は、旋盤上でバーストック、または任意の他の適切な材料を回転させることによって形成され得る。同様の工程は、チューブリング120、220及び振動式導管330にも用いられ得る。
【００４８】
旋盤及び他の同様の製造プロセスは、高い処理量で外面112、122、222、312、322の寸法を安価にかつ厳密に制御することができる。旋盤または他の同様の製造工程を用いて、外面112、212、222、212、312、322の相補的部分112c、122c、222c、312c、322cを形成することもできる。例えば、旋回工具は、バーストックに切り込みながら、相補的部分112c、122c、222c、312c、322cを含む外面112、212、222、312、322に対応するテンプレートを後追いする(track)。バーストック、または他の適切な材料に外面112、212、222、312、322を形成した後、センサブラケット110、310及びチューブリング120、220、320は、せん断、切断などによって形成され得る。
【００４９】
センサブラケット110、310は、ろう付け、溶接、接着剤の使用などの任意の適切な方法でチューブリング120、320に固定される。相補的部分112c、222c、312c、322cは、整合する相補的部分112c、222c、312c、322cの点または線の上に小さなギャップがあるように互いに整合する。小さなギャップにより、ろう付け接合部が望ましい強度を有することを確実にすることができる。更に、相補的部分112c、222c、312c、322cの点または線は、例えばろう付け接合部の応力が望ましいレベルになるように選択されてもよい。相補的部分112c、222c、312c、322cの形状により、製造工程中にセンサブラケット110、310を所望の向き（例えば、直交）に合わせ、チューブリング120、220、320に対して位置合わせ治具を使用することなく位置合わせすることができる。
【００５０】
上述の実施形態は、振動式導管130a、130b、330用のセンサブラケット110、310及びチューブリング120、220、320を提供する。安価で厳密に制御された製造工程を用いることによって、センサブラケット110、310及びチューブリング120、220、320を安価に製造することができ、そして改善された特性を有することができる。例えば、相補的部分112c、122c、222c、312c、322cは、ぴったりと嵌合するして、信頼性のあるろう付け工程を確実にする。従って、センサアセンブリ100、300は、センサブラケット110、310とチューブリング120、220、320との間のろう付け接合部において故障することなく機能することができる。他の利点も実現される。
【００５１】
例えば、センサブラケット110、310とチューブリング120、220、320との間の接合部に応力が発生し得る。応力は、振動式導管130a、130b、330内の流体の圧力などの静的負荷、熱負荷など、またはセンサアセンブリ100、300の動作または振動などの動的負荷によるものであり得る。相補的部分112c、122c、222c、312c、322cは、センサブラケット110、310の外面112、312とチューブリング120、320または振動式導管130a、130b、330の外面122、322との間のろう付け接合部のサイズを大きくする。点または線により、ろう付けにおける応力を減少させることができる。従って、接触点または接触線は、単一の接触点にわたってろう付け接合部の信頼性を向上させることができる。更なる利点は、チューブ間ブラケットの同心性または間隔の制御を失うことなく、使用されるべき円筒形状またはロッド形状のブラケットを使用することを含む。
【００５２】
上記の実施形態の詳細な説明は、本発明の範囲内であると本発明者らが考えているすべての実施形態の網羅的な説明ではない。実際、当業者であれば、上述の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るまたは削除されることができ、このようなさらなる実施形態は本明細書の範囲及び教示に含まれることを認識すべきであろう。また、当業者には、上述の実施形態を全体的または部分的に組み合わせて、本明細書の範囲及び教示内の追加の実施形態を作成することができることは明らかであろう。
【００５３】
従って、特定の実施形態が本明細書において例示目的で記載されているが、当業者が認識するように、本明細書の範囲内で様々な均等な変更が可能である。本明細書で提供される教示は、上述され添付の図面に示される実施形態だけでなく、他のセンサブラケット及び振動式導管用のチューブリングにも適用することができる。したがって、上記の実施形態の範囲は、以下の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【図１】
2019520573.tif 000003
【図２】
2019520573.tif 000004
【図３】
2019520573.tif 000005
【図４】
2019520573.tif 000006
【図５】
2019520573.tif 000007
【図６】
2019520573.tif 000008
【図７】
2019520573.tif 000009
【図８】
2019520573.tif 000010
【図９】
2019520573.tif 000011
【図１０】
2019520573.tif 000012
【国際調査報告】
2019520573.tif 000013
2019520573.tif 000014