(57)【要約】パイプ中流体の流量を測定するための電磁流量計９０２を説明である。パイプが流体を運ぶ。流体中に磁束を生起させるため、磁気コイル３１０，３１２がパイプに隣接して配設される。複数電極３１８，３２０がパイプ中に配設され、複数電極３１８，３０は、互いに電気的に絶縁される。測定電気回路３２２は、複数電極３１８，３２０のうちの少なくとも１つに連結され、複数電極３１８，３２０間における電位の関数として流量を測定するよう構成され、調節可能な試験基準９０８に基づいて空パイプ状態を検出するように適応される。１つの実施例において、調節可能な試験基準９０８を調節するため、現場オペレータインタフェース９１０が空パイプ検出器９０４に連結される。
2007519895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を運ぶパイプと、
前記パイプに隣接して配設され、流体中に磁束を生起させる磁気コイルと、
前記パイプ内に配設され、互いに電気的に絶縁された複数電極と、
前記複数電極のうちの少なくとも１つに連結され、複数電極間の電位の関数として流量を測定するよう構成された測定回路と、
前記複数電極のうちの少なくとも１つに連結され、調節可能な試験基準に基づいて空パイプ状態を検出するよう適応された空パイプ検出器を備えた、パイプ中流体の流量を測定するための電磁流量計。
【請求項２】
さらに、前記空パイプ検出器に連結され、前記調節可能な試験基準を調節する現場オペレータインタフェースを備えた請求項１の電磁流量計。
【請求項３】
前記ユーザインタフェースは、制御センタから調節信号を受け取るよう適応された送受信機を備えた請求項２の電磁流量計。
【請求項４】
前記現場オペレータインタフェースは、前記空パイプ検出器と通信するよう適応された手持ち装置を備え、該手持ち装置は、ユーザ入力を受け取るよう適応されたキーパッドと、プロセスデータおよび構成オプションをユーザに表示するための表示スクリーンとを備えた請求項２の電磁流量計。
【請求項５】
前記調節可能な試験基準は、電圧電位レベルを含む請求項１の電磁流量計。
【請求項６】
前記調節可能な試験基準は、電流レベルを含む請求項１の電磁流量計。
【請求項７】
前記調節可能な試験基準は、抵抗レベルを含む請求項１の電磁流量計。
【請求項８】
前記調節可能な試験基準は、キャパシタンスレベルを含む請求項１の電磁流量計。
【請求項９】
前記調節可能な試験基準は、信号減衰の程度を含む請求項１の電磁流量計。
【請求項１０】
前記調節可能な試験基準は、警報状態が検出される前に多数の連続的な空パイプ測定値と関連付けられたトリガを含む請求項１の電磁流量計。
【請求項１１】
さらに、空パイプ状態に対応する測定データから統計量を計算するよう適応された統計解析機能を備えた請求項１の電磁流量計。
【請求項１２】
前記統計量は、最小値、最大値、平均値、中間値、標準偏差から構成されるグループから選択される請求項１１の電磁流量計。
【請求項１３】
さらに、前記磁気コイルに連結され、該磁気コイルを励起する駆動回路を備えた請求項１の電磁流量計。
【請求項１４】
前記空パイプ検出器はさらに、固定電位に対する複数電極の電位に部分的に基づいて空パイプ状態を検出するよう適応された請求項１の電磁流量計。
【請求項１５】
前記固定電位は、接地を含む請求項１４の電磁流量計。
【請求項１６】
前記固定電位は、プロセス基準を含む請求項１４の電磁流量計。
【請求項１７】
流体を内包するパイプに連結された電磁流量計であって、前記パイプの反対側に配設され、流体の流れ方向に対して実質的に垂直な磁界を生じさせる磁気コイルと、前記パイプの反対側に配設され、流体流れに延伸する複数電極とを備え、前記複数電極の各々が互いに電気的に絶縁された磁気流量計と、
前記複数電極のうちの少なくとも１つに連結され、複数電極間の電位の関数として流量を測定するよう適応された測定回路と、
前記測定回路に連結され、調節可能な試験基準に基づいて空パイプ状態を検出するよう適応された空パイプ検出器を備えた、パイプ中流体の流量を測定するための電磁流量計アセンブリ。
【請求項１８】
前記調節可能な試験基準は、電圧電位レベルを含む請求項１７の電磁流量計。
【請求項１９】
前記調節可能な試験基準は、電流レベルを含む請求項１７の電磁流量計。
【請求項２０】
前記調節可能な試験基準は、抵抗レベルを含む請求項１７の電磁流量計。
【請求項２１】
前記調節可能な試験基準は、キャパシタンスレベルを含む請求項１７の電磁流量計。
【請求項２２】
前記調節可能な試験基準は、信号減衰の程度を含む請求項１７の電磁流量計。
【請求項２３】
前記調節可能な試験基準は、警報状態が検出される前に多数の連続的な空パイプ測定値と関連付けられたトリガを含む請求項１７の電磁流量計。
【請求項２４】
前記空パイプ検出器はさらに、固定電位に対する複数電極の電位に部分的に基づいて空パイプ状態を検出するよう適応された請求項１７の電磁流量計。
【請求項２５】
前記固定電位は、接地を含む請求項２４の電磁流量計。
【請求項２６】
前記固定電位は、プロセス基準を含む請求項２４の電磁流量計。
【請求項２７】
前記空パイプ検出器は、空パイプ検出器に連結され、オペレータが調節可能な試験基準を調整できるよう適応された現場オペレータインタフェースを備えた請求項１７の流量計アセンブリ。
【請求項２８】
前記現場オペレータインタフェースは、
測定情報および機能オプションをオペレータに対して表示するよう適応された表示スクリーンと、
機能オプション間で選択を行い、調節可能な試験基準を調節するため、オペレータ入力を受け取るよう適応されたキーパッドを備えた請求項２７の流量計アセンブリ。
【請求項２９】
前記調節可能な試験基準は、空パイプトリガレベルを含む請求項１７の流量計アセンブリ。
【請求項３０】
前記調節可能な試験基準は、空パイプ読み取りを開始するための空パイプトリガレベルが過剰である多数の連続的な測定値と、充填パイプ読み取りを開始するための充填パイプトリガレベルより少ない多数の連続的な測定値とを含む請求項１７の流量計アセンブリ。
【請求項３１】
前記送信機は、さらに測定回路と連結され、制御センタに対して、さらにそこからの信号を送受信するよう適応された送受信機を備えた請求項１７の流量計アセンブリ。
【請求項３２】
磁界のあるパイプ内の流体流れ内に電圧を誘起し、パイプ内に配設された電極間に誘起された電圧電位に基づいて流体の流速を測定するよう適応された電磁流量計と、
前記流量計に連結され、誘起された電圧電位と、１つ以上の調節可能な試験基準とに基づいて空パイプ状態を検出するよう適応された空パイプ検出器と、
空パイプ状態の測定データに基づき、１つ以上の調節可能試験基準を調節するため、空パイプ検出器に連結された調節可能インタフェースを備えた電磁流量計アセンブリ。
【請求項３３】
前記調節可能インタフェースは、ある期間にわたって空パイプ状態と関連付けられた保存測定データから統計量を計算するよう適応された統計解析機能を備えた請求項３２の流量計アセンブリ。
【請求項３４】
前記統計量は、空パイプ状態の指示に対応する最小値、最大値、平均値、中間値、標準偏差から構成されるグループから選択される請求項３３の流量計アセンブリ。
【請求項３５】
前記期間は、オペレータが特定できる請求項３３の流量計アセンブリ。
【請求項３６】
前記１つ以上の試験基準は、空パイプトリガレベルを含む請求項３２の流量計アセンブリ。
【請求項３７】
前記１つ以上の試験基準は、空パイプ状態の信号を発する際に必要な空パイプトリガレベルの上あるいは下の値で多数の連続的な測定値を示す継続トリガ設定を含む請求項３２の流量計アセンブリ。
【請求項３８】
前記調節可能な試験基準は、電圧電位レベルを含む請求項３７の流量計アセンブリ。
【請求項３９】
前記調節可能な試験基準は、電流レベルを含む請求項３７の流量計アセンブリ。
【請求項４０】
前記調節可能な試験基準は、抵抗レベルを含む請求項３７の流量計アセンブリ。
【請求項４１】
前記調節可能な試験基準は、キャパシタンスレベルを含む請求項３７の流量計アセンブリ。
【請求項４２】
前記調節可能な試験基準は、信号減衰の程度を含む請求項３７の流量計アセンブリ。
【請求項４３】
前記調節可能な試験基準は、警報状態が検出される前に多数の連続的な空パイプ測定値と関連付けられたトリガを含む請求項３７の流量計アセンブリ。
【請求項４４】
前記空パイプ検出器は、さらに、固定電位に対する複数電極の電位に部分的に基づいて空パイプ状態を検出するよう適応された請求項３７の流量計アセンブリ。
【請求項４５】
前記固定電位は、接地を含む請求項４４の流量計アセンブリ。
【請求項４６】
前記固定電位は、プロセス基準を含む請求項４４の流量計アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導管内の流体流れを測定するために用いられる電磁流量計、さらに詳細には、低液体導電率あるいは空パイプの状態を検出する電磁流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電磁流量計は、パイプセグメント内にある２つの電極間の電位を測定することで流体流量を測定する。ここで電位は、電磁界の存在により、流れの中で誘起される。電磁流量計の作動原理は、磁界を通って動く導体で電圧が誘起されるというファラデーの電磁誘導則に基づく。誘起される電圧の大きさは、流体流れ速度、導体の幅、磁界強度に直接比例している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電磁流量計は、空パイプ状態を検出するための電気回路および／またはソフトウェアを含む。残念ながら、ある状況下において、空パイプ検出電気回路が空パイプ状態の誤指示を与える場合がある。
【０００４】
したがって、プロセス産業では、改良された空パイプ検出能力をもつ電磁流量計に対する継続的なニーズがある。本発明の実施例は、これらの問題点、およびその他の問題点に対する解決策を提供し、従来技術に対して他の利点を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
パイプ内の流体の流量を測定するための電磁流量計について説明する。パイプは、流体を運ぶ。磁気コイルがパイプに隣接して配設され、流体中に磁束を生起する。複数電極がパイプ中に配設され、この複数電極は、互いに電気絶縁される。測定回路は複数電極のうちの少なくとも１つに連結され、複数電極間の電位の関数として流量を測定するよう構成される。空パイプ検出器は、複数電極のうちの少なくとも１つに連結され、調節可能な試験基準に基づいて空パイプ状態を検出するよう適応される。１つの実施例において、調節可能な試験基準を調節するため、現場オペレータインタフェースが空パイプ検出器に連結される。
【０００６】
上記例は、好ましい実施例ではあるが、本発明は、他の実施例も意図しており、その一部が説明される。すべてのケースで、本発明の代表例が実施例として開示されるが、本発明は、それに限定されるものではない。本発明原理の見地および精神の範囲内で、当業者は、多数の他の僅かな改変および実施例を導出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、特定の実装用および／または特別のプロセス流体用の空パイプ検出器の手動調節（時には「チューニング」と呼ばれる）のための調節可能空パイプ検出器を含む電磁流量計である。一般に、この流量計は、好ましくは、虚偽の空パイプ指示をなくすよう電磁流量計の作動を調節（tune）あるいは改善するため、空パイプ状態と関連付けられたパラメータを調節するための現場オペレータインタフェースを備える。
【０００８】
図１は、本発明の実施例による調節可能空パイプ機能をもつ電磁流量計アセンブリ１００の単純化した図を示す。電磁流量計アセンブリ１００は、電磁流量計１０２と、現場ユーザインタフェース１０６をもつ送信機１０４とを含む。送信機１０４のカバー１０８が閉じられるため、これにより現場ユーザインタフェース１０６のキーパッド部分は隠されるが、ディスプレイ部分１１０は見える状態のままである。
【０００９】
送信機１０４は電力導管１１２と信号導管１１４とを含む。信号導管１１４は、送信機１０４を制御センタ１１６に連結し、警報信号、測定データ等を伝送し、制御信号を受信する。他の環境では、信号導管１１４がなく、制御センタ１１６と送信機１０４との間の通信を無線接続経由で行う場合もある。プロセス電子機器は、一般に、送信機１０４内に収納され、現場ユーザインタフェース１０６に電気連結される。（図３で全般的に示された）空パイプ検出のための電気回路に加えて、生の流れ測定データ、マイクロプロセッサ、（時として「ファームウェア」と呼ばれる）ソフトウェアとを保存するためのメモリを含む。
【００１０】
流量計導管１１８は、流量計１０２に対して送信機１０４を連結する。（図２および３で示された）電気相互接続および磁気コイルは、流量計１０２内に閉じ込められ、環境やプロセスから隔離される。
【００１１】
一般に、電磁流量計１０２は、ねじ止め具１２６を用いてフランジ１２０および対応するパイプフランジ１２２により管セクション１２４に連結される。図１では、チューブである管セクション１２４が示されているものの、流量計１０２は、同様に他のタイプの流体運搬構造に連結できる。ここで用いられるとおり、「パイプ」という用語は、チューブ、チャネル等を含む、流体を搬送するための導管を一般に指す。
【００１２】
最後に、送信機１０４を導管１１８経由で流量計１０２に連結するための電気相互接続にオペレータがアクセスできるようにするため、点検用パネル１２８が提供される。さらに、流量計本体１３２内の電極配線にオペレータがアクセスできるようにするため、点検用パネル１３０が提供される。
【００１３】
図２は、電磁流量計２０２を含む電磁流量計アセンブリ２００を断面で示された部分で説明するものである。電磁流量計２０２は、工業プロセスのパイプあるいは導管に対して連結するためのフランジ２０６をもつパイプセクション２０４を含む。パイプセクション２０４は、流体流れのための流路２０８を規定する。一般に、パイプセクション２０４は、圧力封じ込めのため、非磁性ステンレス鋼といった堅い材料で形成され、テフロン（登録商標）、ポリウレタン、テフゼル、他のプラスチック樹脂、セラミックス、他のタイプの電気絶縁材料のような電気絶縁ライナ２１０でライニングされる。低圧力での用途では、パイプセクション２０４は、電気絶縁材料から形成できるが、この場合、ライナ２１０のない場合もある。流路２０８については他の設計を同様に用いることができる。例えば、各電極周りの絶縁円管といった部分的に絶縁ライニングだけをもつ金属パイプセクションを用いることもできる。
【００１４】
さらに、流量計２０２がフランジ要素２０６とともに示されているが、他の接続手段も可能である。他の実施例において、パイプセクション２０４がフランジなしで形成され、流量計２０２を収容するため、延長ボルトを用いて合わせパイプのフランジ間で流量計２０２をクランプできる。
【００１５】
一般に、送信機２１２は、配線２１６を通して流量計２０２の電子機器ハウジング２１４に連結される。電子機器ハウジング２１４内に設けられた配電ブロックおよび電気コネクタに対してオペレータがアクセスできるようにするため、電子機器ハウジング２１４は、開放可能カバー２１８を備える。
【００１６】
リード線２２０は、電極２２２および２２４と、磁気コイル２２６および２２８とに接続するため、電子機器ハウジング２１４内からパイプセクション２０４に延伸する。最後に、パイプセクション２０４内にある配線に対してオペレータがアクセスできるようにするため、点検用パネル２３０が提供される。
【００１７】
磁気コイル２２６および２２８は、磁界を生成するよう励起され、この磁界がパイプセクション２０４内におけるプロセス流体流れで電圧を誘起する。電子機器ハウジング２１４内の電子機器は、２つの電極２２２および２２４間の電位を測定するが、この電位を用いて流量を求めることができる。特に、誘起された電圧Ｅの大きさは、以下の式により、導電性流体Ｖ、導体幅Ｗ、磁界Ｂの強度に直接比例する：
【００１８】
Ｅ＝ｋＢＷＶ
ここで変数ｋは定数である。磁気コイル２２６および２２８は、磁界を生成するため、パイプセクション２０４の反対側に置かれるのが一般的である。電気伝導性液体が平均速度Ｖで磁界を通って移動したとき、電子機器は、電極２２２および２２４間の電圧電位を測定する。その他の場合、接地に対する、あるいはプロセス基準に対する電圧電位を測定するよう電子機器を構成できる。１つの実施例で、プロセス基準は固定電位である。
【００１９】
幅Ｗが電極間の間隔であり、磁界Ｂが磁気コイル２２６および２２８により制御されることから、唯一の変数はプロセス流体の速度Ｖである。ライナ２１０（あるいは絶縁要素）は、電圧シグナルが管壁に短絡することを防止する。これにより、出力電圧Ｅは、液体速度に直接比例し、その結果、固有の線形出力がもたらされる。この出力電圧（Ｅ）はまた、「起電力」（ＥＭＦ）、「流れ信号」、「電位」あるいは「電極電圧」と呼ばれる場合もある。（液体がある場合、）電極２２２および２２４が流路２０８内の流体と接触し、この流体が電極２２２および２２４間の回路を完成させることを理解すべきである。
【００２０】
一般に、送信機２１２内の（あるいは遠隔位置にある）プロセス電気回路は、改善された液体伝導指示をもたらす。送信機２１２には開放可能なカバーあるいは蓋が設けられるが、これは現場オペレータインタフェースを露出するよう開放する、あるいは取り外すことができるものである。本発明において、空パイプトリガが虚偽の空パイプ指示を減らす、あるいはそれをなくすように調節できるよう、ユーザあるいはオペレータは、送信機２１２の現場オペレータインタフェースを通して調節可能な空パイプ基準および／または調節可能機能にアクセスできる。典型的には、パイプ内の流体の伝導性が大きく、湿気がパイプ壁に残っていて、パイプが空の際に電極１２２,１２４間で期待される抵抗より低くなるような場合にこのような誤指示が起こる。このような例においては、パイプセクション２０４は実質的に空であるにもかかわらず、電磁流量計２０２は、パイプセクション２０４を通る流体流れがあるという誤指示を与える。
【００２１】
図３は、本発明の実施例による送信機の機能要素の一部を示す電磁流量計アセンブリ３００の単純化されたブロック図である。アセンブリ３００は、電磁流量計３０２を含むが、この電磁流量計は、電気接続を経由して送信機３０４に連結される。
【００２２】
電磁流量計３０２は、（ループ配線あるいは他の電源といった）電源３０６から電力を受け取る。流量計３０２により受け取られる電力は、直流コイルドライバ３０８を駆動する。このドライバは、流れパイプ３１４を通る磁界３１６を生成するため、流れパイプ３１４の反対側に配設される電磁コイル３１０および３１２に電力供給する。電極３１８および３２０は、誘起される電圧を検知するが、この電圧はアナログ／デジタル信号変換器３２２により処理される。この変換により正確な修正および工学的ユニット変換が可能になる。デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）３２４は、変換器３２２から変換されたデジタル信号を受け取る。ＤＳＰ３２４は、診断、信号処理、電子回路およびチューブ較正等を含む、データに対する、さらに流量計３０２に対する種々の処理ステップを行うことができる。
【００２３】
アセンブリ３００に対するコンフィギュレーション（configuration）データが非揮発性電子的消去可能プログラム可能型読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３２６（あるいは強誘電ランダムアクセスメモリ−ＦＲＡＭ）に保存される。ＥＥＰＲＯＭ（もしくはＦＲＡＭ）３２６、ＲＡＭ３２８、（送信機ファームウェアを保存する）送信機プログラムＥＰＲＯＭ３３０およびインタフェース３３２は、バス３３４を経由してマイクロプロセッサ３２４と接続される。特定の実装によっては、送信機３０４は、デジタル／周波数変換器３３６からのゼロから１０，０００ヘルツ出力信号、デジタル／アナログ変換器３３８からの４から２０ミリアンペア出力信号、あるいはデジタル／アナログ変換器３３８の出力部に連結できるデジタル送受信機３４０を用いるデジタル／アナログ信号の混成を含む種々の出力を生成するよう適応される。これにより、アセンブリ３００は標準フィールドバス実施で利用できる。
【００２４】
一般に、現場オペレータインタフェース（ＬＯＩ）３４２は、キーパッドと液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とを含む。ＬＯＩ３４２は、空パイプ試験基準を形成するためにバス３３４を通してＥＥＰＲＯＭ（もしくはＦＲＡＭ）に対するアクセスを提供し、またオプションとして、保存された測定値を取り出すためにメモリ３３４に対するアクセスを提供する。好ましい実施例において、ＬＯＩ３４２は、保存された測定値をメモリ３４４から取り出し、ＤＳＰ３２４を用いてＥＥＰＲＯＭ（もしくはＦＲＡＭ）３２６からの試験基準に対して保存された測定値を処理し、調節された空パイプ基準が実際のデータと合うかどうかを試験するため、オペレータが現場で用いる。他の実施例において、ＤＳＰ３２４はデジタル信号処理機能をもつマイクロプロセッサであってもよい。
【００２５】
図４は、キーパッド４０４およびディスプレイ４０６を含む現場ユーザインタフェース４０２を備える送信機４００を示す。意図しないオペレータの作用から送信機４００を保護するため、カバー４０８がキーパッド４０４上で閉じられるよう、カバー４０８はヒンジ４１０を通して送信機４００に連結される。
【００２６】
一般に、ＬＯＩ４０２は、流量計と一体化できる（あるいは、別個のものとしてリード線で接続できる）。ＬＯＩ４０２は、送信機４００の設定のために必要な送信機機能にアクセスするために用いることができる。例えば、ＬＯＩ４０２は、流れチューブ寸法を入力することで流量計の設定だけに用いることができる。さらに、ＬＯＩ４０２は、合計値、電流設定等を確認するために用いられる。また、ＬＯＩ４０２は、キーパッド４０２を用いて適切なメニュー項目を選択するだけで、調整可能な空パイプ機能にアクセスするために用いることができる。
【００２７】
１つ実施例において、調節可能な空パイプ機能は、補助機能キー４１２を用いてＬＯＩ４０２を経由して補助機能としてアクセス可能である。オペレータは、試験基準等を変更するため、メニューオプションを通して探索するようシフト・増分キーを用いて空パイプ機能設定を調整できる。
【００２８】
ＬＯＩ４０２は、オペレータが現在の空パイプ測定値あるいは保存された空パイプ測定値をメモリから読み取り、その後、特定用途にあわせるよう空パイプトリガレベルを調節できるようにする手段を提供する。これにより、プロセス流体が流量計のパイプセクションの壁に残っていても、オペレータは、空パイプを検出する空パイプ機能を手作業で調整することができる。１つの実施例において、オペレータは、空パイプトリガレベルを、保存された空パイプ測定値範囲の中間にくるよう調整することができる。その他の場合として、オペレータが、パイプが詰まっている場合とパイプが空の場合の実際の測定データを見て、中間の空パイプトリガレベルを選択できる。その他の実施例において、ＬＯＩ４０２は、保存情報に基づいて自動的にトリガレベルを選択するために用いることができる。他の実施例において、ＬＯＩ４０２は、ファジー論理システム、ニューラルネットワーク、人工知能システムといったエキスパートシステム、あるいは空パイプ状態を検出する、および／または正確に空パイプ状態を検出するよう空パイプ機能を自動的に調節するよう適応された他のシステムを含むことができる。
【００２９】
さらに、ＬＯＩ４０２は、保存された空パイプ測定値から計算された統計量をもたらすよう適応される。これらの統計量は、生の空パイプ測定値の最小値、最大値、平均値、中央値、標準偏差、その他の統計解析値を含むが、これはその後、空パイプ試験基準を調整するため、オペレータに対して表示、あるいはエキスパートシステムに提供することができる。特定の実装によっては、この統計量が、常に実行しているコマンドプロセスあるいはバックグランドプロセスであり、一定期間、あるいはユーザが決めた期間にわたって採取することも可能である。
【００３０】
ＬＯＩ４０２は、空パイプ登録前に、空パイプ読み取り値がトリガレベルを超える多数の継続時間にアクセスし、それを変えるために用いることができる。継続時間数を増やすことで、ノイズの問題や虚偽の空パイプ指示を減らす、あるいはそれをなくすことができる。プロセスがクリーン、あるいはノイズがない場合、空パイプ指示をすばやくもたらすため、継続カウントは（１といった）最小値に設定できる。プロセスにノイズがある場合、空パイプ指示を開始するために必要とされるカウント数は、空パイプ状態の信号を出す前に、確実に空パイプ値が有効になるよう増やすことができる。
【００３１】
さらに、ＬＯＩ４０２により、オペレータが空パイプトリガレベルおよび対応する充填パイプトリガレベルの設定が可能になる。例えば、オペレータは、（ＬＯＩ４０２のディスプレイ上で示される実際の測定値に基づき）空パイプ状態と充填パイプ状態との間の中間値に空パイプトリガレベルを設定できる。オペレータはまた、異なるレベル（あるいは、充填パイプ指示を開始するための継続充填パイプ読み取り数）で充填パイプトリガレベルを設定できる。空および充填パイプトリガの両方を設定することで、空パイプ検出器は、充填パイプ状態を超えるまで空パイプ状態を測定し続けるため、同様に、虚偽充填パイプ指示を防ぐことができる。
【００３２】
さらに、例えば、メモリに保存された生の空パイプ測定値に対して、新規空パイプ設定値（トリガレベル、カウント数等）の試験を行うため、ＬＯＩ４０２を経由して試験機能を設ける場合もある。１つの実施例において、送信機は、１０分間にわたる生の空パイプ測定値を保存するよう（ＬＯＩ４０２上のメニューオプション経由で）始動できる。ＬＯＩＩ４０２はその後、オペレータに対して、パイプセクションが充填あるいは空であるかについて入力要求を行うことができる。送信機のＤＳＰあるいはマイクロプロセッサは、その後、調整された設定値で空パイプアルゴリズムを用いて生の空パイプ測定値を試験することもある。アルゴリズムの各出力は、予想される結果（充填あるいは空）に対して比較される。１つの実施例において、この試験は単純な合格/不合格を返す。他の実施例において、この試験は、パイプが空、あるいは充填であった時間のパーセントを示す結果を返す。オペレータはその後、必要に応じて設定を調節し、再試験することができる。
【００３３】
送信機４００は、ディスプレイ４０６上に実際の測定空パイプ値を表示できる。送信機４００は、パイプセクションが充填である場合とパイプセクションが空である場合から測定値を表示するよう適応される。現場のユーザあるいはオペレータは、その後、（例えば、空パイプトリガレベルといった）調節可能試験基準を、充填測定値と空測定値との間の中間値に手動で調節できる。測定値は、例えば、電圧電位、電流、抵抗、インピーダンス、キャパシタンス等である。その他の場合、測定値は、例えば、信号減衰量、過渡応答の変化量等である。
【００３４】
保存された生データに対して設定値を試験することで、数秒で設定された比較的大きなデータに対して調節についての試験を行うことができる。長期間にわたる試験を行うことで、虚偽のノイズ事象を減らす、あるいはそれをなくすことができる。ノイズが虚偽である場合、オペレータは、生データを見ることで、調節を行う際にそれを欠落させることができる。さらに、オペレータは、数秒間だけ見られる空パイプ状態を欠落させる場合もがある。１つの実施例において、メモリは、空パイプ事象に関係する複数組を保存する。一般に、試験ルーチンは、データの一部、あるいは複数組のデータを評価・試験でき、試験で利用可能なデータ量は、生データ保存で利用可能なメモリ量だけで制限される。
【００３５】
図５は、本発明の実施例による特定の実装に対して電磁流量計を調節する方法の単純化したフロー図である。虚偽の空パイプ読み取り値が電磁流量計で検出される（ブロック５００）。空パイプ検出基準はその後、流量計が空パイプ状態を正しく検出するよう調節される（ブロック５０２）。実施により、空パイプ検出基準の調節は、現場オペレータインタフェースを用いて行われる、エキスパートシステムを通して自動的に行われる、あるいは制御センタもしくは現場の手持ち装置からの制御信号を用いて行われる。
【００３６】
図６は、本発明の実施例による空パイプ基準を調節する方法の単純化されたフロー図である。保存された測定データはメモリから取り出される（ブロック６００）。メモリは送信機内に置かれる、あるいは制御センタのデータベースといった遠隔データ記憶装置の場合もある。
【００３７】
送信機は、好ましくは既知の空パイプ状態に対応する保存された測定データの少なくとも一部に基づいて統計量を計算する（ブロック６０２）。空パイプ検出基準は、計算された統計量に基づいて調節される（ブロック６０４）。調節された検出基準はその後、調節された基準が正しいことを確認するため、検索された測定データに対して試験される（ブロック６０６）。試験された基準が虚偽の読み取り値でない場合（ブロック６０８）、空パイプ検出基準が受け取られる（ブロック６１０）。試験された基準が虚偽の読み取り値をもたらす場合（ブロック６０８）、検出基準が調節され（ブロック６１２）、この調節された基準が再試験される（ブロック６０６）。
【００３８】
図７は、調節された空パイプ検出基準を試験する方法の単純化されたフロー図である。ユーザは、電磁流量計の空パイプ検出基準を調節する（ブロック７００）。ユーザは、調節された空パイプ検出基準に対する試験を開始する（ブロック７０２）。調節された空パイプ検出基準は、保存された空パイプ測定値に対して試験される（ブロック７０４）。送信機はユーザに対して試験結果を表示する（合格/不合格、パイプが充填/空であった時間のパーセント、等）（ブロック７０６）。試験結果が受け入れ不可能な場合（ブロック７０８）、ユーザはステップ７００乃至７０６を繰り返す。試験結果が受け入れ可能である場合、ユーザは調節された空パイプ試験基準を受け入れる（ブロック７１０）。
【００３９】
図８は、本発明の実施例による空パイプ検出基準調節機構８００の機能要素を示す単純化されたブロック図である。機構８００は、ディスプレイおよび入力手段をもつ現場オペレータインタフェース（ＬＯＩ）８０２を含むが、これは、入力装置からのプラグを受け入れる寸法をもつポート、キーボード、ペンベースの入力装置、手持ち装置、あるいは他の入力機構を含む。ＬＯＩ８０２は、空パイプ調節機能８０４に対するオペレータのアクセスをもたらすが、これはトリガレベル基準、カウントトリガ等を含む。
【００４０】
機構８００はメモリ８０６を含むが、これは、測定データ８０８と空パイプ測定基準８１０とを保存するよう適応される。他の実施例において、測定基準は、送信機のＥＥＰＲＯＭ、ＦＲＡＭあるいはＥＰＲＯＭに保存される。測定データ入力部８１２は、流量計から測定値を受け取るよう適応された通信ブロックである。その他の場合、測定値は、測定データ入力部８１２により受け取られる前に、デジタル測定値に変換される。
【００４１】
機構８００は統計解析機能およびアルゴリズム８１４を含むが、これはオペレータが適切な空パイプトリガを選択することを助けるよう保存された測定データ８０６を解析するため、送信機のマイクロプロセッサにより用いることができる。通信回路８１６は、空パイプ試験基準が開始された場合にディスプレイまたは制御センタに対して警報信号を生成・送信するよう適応された送受信機である。
【００４２】
１つの実施例において、機構８００は、人工知能、ニューラルネットワーク、ファジー論理といったエキスパートシステム８１８や、プログラム的にデータを監視・解析するよう適応された種々の他の機構あるいはエージェントを含む。エキスパートシステムは、統計解析アルゴリズムおよび機能から引き出されたデータに基づき、トリガレベルおよび試験基準設定に関する推奨をユーザに対してもたらす（ブロック８１４）。他の実施例において、エキスパートシステム８１８は、プロセス状態に合わせるために必要なものとして基準を自動的に調節することで流量計測定値に関して送信機の性能を動的に、プログラム的に調節する。このような例において、制御室からの制御データは、測定中のプロセスで何が起きているかに関してエキスパートシステム８１８に対してフィードバックを与える上で必要である。例えば、流れが止められる場合、空パイプ測定値は、工業プロセスがフルスピードで処理している場合のような状態に相当する。
【００４３】
当然のことながら、空パイプ検出基準調節機構８００が空パイプ送信機のマイクロプロセッサ中の機能であっても良いことは当業者に理解されるであろう。その他の場合、調節機構８００の機能要素の一部が、特定の実装により、ソフトウェアあるいは電気回路内で実施できる。
【００４４】
図９は、本発明の実施例による流量計アセンブリ９００の単純化したブロック図である。アセンブリ９００は、送信機９０３に連結された電磁流量計９０２を含む。送信機９０３は、流量計９０２のパイプセグメント内の空パイプ状態を検出するよう適応された空パイプ検出電気回路９０４を含む。空パイプ検出電気回路９０４は、制御センタに対して（警報あるいは他の信号といった）情報を送信するため、あるいは制御センタから制御信号を受け取るため、送受信機９０６に連結される。さらに、空パイプ試験基準９０８は送信機９０３内で保存され、正確に空パイプ状態を検出するため、空パイプ検出電気回路９０４により用いられる。ＬＯＩあるいは手持ち装置９１０は、特定の設置に対して流量計アセンブリ９００を調節するため、オペレータが空パイプ試験基準９０８にアクセスし、それを調節できるようにするために設けられる。
【００４５】
最後に、本発明は現場オペレータインタフェースに関して大部分が説明されているが、当然のことながら、本発明は、上述の現場オペレータインタフェースに追加して、あるいはその代わりのいずれかとして、他のタイプのオペレータインタフェースで実施できる。例えば、調節可能な電磁流量計が通信リンク経由で、もしくは流量計の空パイプ検出器と調和する別個の手持ち装置で制御センタから調節を行えるようにする送信機電気回路および／またはソフトウェア機構で実行される。
【００４６】
本発明は好ましい実施例を参照しながら説明されたが、本発明の精神や見地から逸脱することなく、形態および詳細に対して変更が行われる場合がある点を当業者は認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例による調節可能空パイプ機能をもつ電磁流量計システムの単純化した図を示す。
【図２】本発明の実施例による電磁流量計流れ／パイプアセンブリを示す。
【図３】本発明の実施例による送信機および電磁流量計の機能要素を示す単純化されたブロック図である。
【図４】本発明の実施例による空パイプ試験基準の調節のための現場オペレータインタフェースを用いた磁気流れ／トランスミッタの送信機を拡大した図である。
【図５】本発明の実施例による電磁流量計の空パイプ検出器を調節する方法の単純化されたフロー図である。
【図６】本発明の実施例による保存された測定データに基づき電磁流量計の空パイプ検出器を調節する方法の単純化されたフロー図である。
【図７】本発明の実施例による空パイプ試験基準機構を調節する方法の単純化されたフロー図である。
【図８】本発明の実施例による空パイプ試験基準調節機構の機能要素の単純化されたブロック図である。
【図９】本発明の実施例による調節可能な空パイプ検出基準を用いた電磁流量計の単純化されたブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００……電磁流量計アセンブリ、  １０２……電磁流量計、  １０４……送信機、  １０６……現場ユーザインタフェース、  １０８……カバー、  １１０……ディスプレイ部分、  １１２……電力導管、  １１４……信号導管、  １１６……制御センタ、  １１８……流量計導管、  １２０……フランジ、  １２２……パイプフランジ、  １２４……管セクション、  １２６……ねじ止め具、  １２８……点検用パネル、  １３０ ……点検用パネル、  １３２……流量計本体  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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