(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる配管（302）と、
第1の振動式メータ（5）であって、前記配管（302）に位置した第1のセンサアセンブリ（10）を備え、第1の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すように構成された第1の振動式メータ（5）と、
第2の振動式メータ（5’）であって、前記配管（302）に位置して前記第1のセンサアセンブリ（10）に流体連通した第2のセンサアセンブリ（10’）を備え、第2の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すように構成された第2の振動式メータ（5’）と、
前記第1および第2の振動式メータ（5，5’）に電気的に連絡したシステムコントローラ（310）と
を備えており、
前記システムコントローラ（310）が、
前記第1および第2の流量を受信し、
前記第1および第2の流量に基づいて差分流量を割り出し、
前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較し、
前記差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、1つ以上の流れの特性を補正し、
前記第1および第2の流量が実質的に同時に生じている流量を表わすように、前記第1または第2の流量のうちの一方にグループ遅延を付加するように構成されている流体フローシステム（300）。
【請求項２】
前記補正が、前記差分流量をゼロに設定することを含む、請求項1に記載の流体フローシステム（300）。
【請求項３】
前記第1または第2の流量の一方が、差分ゼロオフセットを使用して割り出される、請求項1に記載の流体フローシステム（300）。
【請求項４】
前記システムコントローラ（310）が、前記差分流量が前記しきい値よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成されている、請求項3に記載の流体フローシステム（300）。
【請求項５】
前記システムコントローラ（310）が、前記差分流量が所定の時間にわたって前記しきい値よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成されている、請求項3に記載の流体フローシステム（300）。
【請求項６】
配管（302）に位置しており、振動式メータ（5）の第2のセンサアセンブリ（10）に流体連通している第1のセンサアセンブリ（10’）のためのメータ電子機器（20’）であって、
前記振動式メータ（5）に電気的に連絡しており、
前記第1のセンサアセンブリ（10’）からセンサ信号を受信し、第1の流体流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出し、
前記第2の振動式メータ（5）から第2の流体流量を受信し、
前記第1および第2の流体流量に基づいて差分流量を割り出し、
前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較し、
前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、1つ以上の流れの特性を補正し、
前記第1および第2の流量が実質的に同時に生じている流量を表わすように前記第1の流量へと付加されるグループ遅延を使用して、前記差分流量を割り出すように構成されているメータ電子機器（20’）。
【請求項７】
前記補正が、前記差分流量をゼロに設定することを含む、請求項6に記載のメータ電子機器（20’）。
【請求項８】
前記第1の流体流量を差分ゼロオフセットを使用して割り出すようにさらに構成されている、請求項6に記載のメータ電子機器（20’）。
【請求項９】
前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成されている、請求項8に記載のメータ電子機器（20’）。
【請求項１０】
前記差分流量が所定の時間にわたって前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成されている、請求項8に記載のメータ電子機器（20’）。
【請求項１１】
第1の振動式メータと、該第1の振動式メータに流体連通した第2の振動式メータと、を備えている流体フローシステムを動作させる方法であって、
前記第1の振動式メータから第1のセンサ信号を受信し、前記第2の振動式メータから第2のセンサ信号を受信するステップと、
前記第1および第2のセンサ信号に基づき、第1および第2の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すステップと、
前記第1および第2の流量に基づいて差分流量を割り出すステップと、
前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較するステップと、
前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、前記1つ以上の流れの特性を補正するステップと
を含み、
前記差分流量を割り出すステップが、前記第1および第2の流量が実質的に同時に生じている流量を表わすように、前記第1または第2の流量のうちの一方にグループ遅延を付加するステップを含んでいる方法。
【請求項１２】
前記補正が、前記差分流量をゼロに設定することを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記第1または第2の流量の一方が、差分ゼロオフセットを使用して割り出される、請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するステップ
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記差分流量が所定の時間にわたって前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するステップ
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述される実施の形態は、振動式メータに関し、さらに詳しくは、複数の振動式メータを備える流体フローシステムの差分の流れの特性を割り出すための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば振動式濃度計およびコリオリ流量計などの振動式センサが、一般的に知られており、流量計の導管を通って流れる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ている。典型的なコリオリ流量計が、いずれもJ.E.Smithらの米国特許第4109524号、米国特許第4491025号、および再発行特許第31450号に開示されている。これらの流量計は、直線状または湾曲状の構成の1つ以上の導管を有している。コリオリ質量流量計における各導管構成が、単純な曲げ、ねじり、または結合型であってよい一組の固有振動モードを有している。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。
【０００３】
物質は、流量計の流入口側に接続された配管から流量計へと流入し、導管を通って導かれ、流量計の流出口側を通って流量計から出る。この物質で満たされた振動系の固有振動モードは、一部には、導管および導管内を流れる物質の組み合わせの質量によって定まる。
【０００４】
流量計を通過する流れが存在しない場合、導管へと加えられる駆動力は、導管におけるすべての点を同一の位相で振動させ、あるいは流れがゼロであるときに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。物質が流量計を通って流れ始めるとき、コリオリ力ゆえに、導管における各点が異なる位相を有する。例えば、流量計の入口端における位相が、中央の駆動位置における位相よりも遅れる一方で、出口における位相が、中央の駆動位置における位相よりも進む。導管に位置するピックオフセンサが、導管の運動を表わす正弦波振動を生成する。ピックオフセンサから出力される信号が処理され、ピックオフセンサ間の時間遅延が割り出される。2つ以上のピックオフセンサの間の時間遅延は、導管を通って流れる物質の質量流量に比例する。
【０００５】
駆動装置へと接続されたメータ電子機器が、駆動装置を動作させるための駆動信号を生成するとともに、ピックオフセンサから受信される信号から物質の質量流量および他の特性を割り出す。駆動装置は、多数の周知の構成のうちの1つを備えることができるが、磁石および対向する駆動コイルが、流量計の業界において大きな成功を収めている。交流電流が駆動コイルに通され、所望の流管振幅および周波数で導管を振動させる。ピックオフセンサを、駆動装置の構成にきわめてよく似た磁石およびコイルの構成として設けることも、技術的に公知である。しかしながら、駆動装置が電流を受け取って運動を生じさせる一方で、ピックオフセンサが、駆動装置によってもたらされる運動を使用して電圧を生じさせることができる。ピックオフセンサによって測定される時間遅延の大きさは、きわめて小さく、多くの場合にナノ秒を単位にして測定される。したがって、トランスデューサの出力をきわめて正確にする必要がある。
【０００６】
一般に、コリオリ流量計を最初に較正し、ゼロオフセットにおける流れの較正係数を生成することができる。使用時、流れの較正係数を、ピックオフセンサによって測定された時間遅延からゼロオフセットを引き算したもので乗算し、質量流量を生成することができる。多くの状況において、コリオリ流量計は、典型的には製造者によって最初に較正され、以後の較正を必要とせずに正確な測定をもたらすと仮定される。さらに、先行技術の手法においては、ユーザが、設置後に、流れを止め、バルブを閉じ、したがってメータにプロセス条件におけるゼロ流量の基準を与えることによって、流量計のゼロ較正を行なう必要がある。
【０００７】
上述のように、コリオリ流量計を含む多くの振動式センサにおいては、ゼロオフセットが存在する可能性があり、先行技術の手法においては、このゼロオフセットが最初に補正される。この最初に割り出されるゼロオフセットは、限られた状況においては測定値を正しく補正することができるが、ゼロオフセットが主として温度などの種々の動作条件の変化に起因して時間とともに変化する可能性があり、結果として補正が不完全になる。しかしながら、圧力、流体の密度、センサの取り付け状態、などの他の動作条件も、ゼロオフセットに影響を及ぼす可能性がある。さらに、ゼロオフセットの変化度は、メータごとに異なる可能性もある。これは、2つ以上のメータが直列に接続され、同じ流体の流れが測定されている場合に各々のメータが同じ値を示すべき状況において、特に重要となりうる。そのような状況の例として、燃料の消費および漏れの検出の用途が挙げられる。
【０００８】
本出願の出願人へと譲渡され、ここでの言及によってその教示のすべてが本明細書に援用される国際公開WO/2011/019344によって教示されているとおり、メータを通って流れる流量が実質的に等しい場合に2つのメータを実質的に同じ流量を示すように設定するために、差分ゼロオフセットを割り出すことが知られている。しかしながら、複数のセンサを備えるシステムから得られる差分測定を改善する必要性が依然として存在する。下記に示される実施の形態が、この問題および他の問題を克服し、技術的な進歩が達成される。後述される実施の形態は、低差分流カットオフを取り入れ、割り出された差分流がしきい値またはしきい値帯を下回る場合に、割り出された差分流および他の流れの特性を補正することによって、2つ以上の振動式メータから得られる差分流の測定を改善する。
【発明の概要】
【０００９】
一実施の形態によれば、流体フローシステムが提供される。流体フローシステムは、流体が流れる配管と、第1の振動式メータとを備え、第1の振動式メータは、前記配管に位置した第1のセンサアセンブリを備え、第1の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すように構成されている。一実施の形態によれば、流体フローシステムが第2の振動式メータをさらに備え、第2の振動式メータは、前記配管に位置して前記第1のセンサアセンブリに流体連通した第2のセンサアセンブリを備え、第2の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すように構成されている。一実施の形態によれば、流体フローシステムが、前記第1または第2の振動式メータの少なくとも一方に電気的に連絡したシステムコントローラをさらに備える。システムコントローラが、前記第1および第2の流量を受信し、前記第1および第2の流量に基づいて差分流量を割り出すように構成される。一実施の形態によれば、さらにシステムコントローラが、前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較し、前記差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、1つ以上の流れの特性を補正するように構成される。
【００１０】
一実施の形態によれば、配管に位置しており、振動式メータの第2のセンサアセンブリに流体連通している第1のセンサアセンブリのためのメータ電子機器であって、前記振動式メータに電気的に連絡しているメータ電子機器が提供される。このメータ電子機器は、前記第1のセンサアセンブリからセンサ信号を受信し、第1の流体流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すように構成される。一実施の形態によれば、このメータ電子機器が、前記第2の振動式メータから第2の流体流量を受信し、前記第1および第2の流体流量に基づいて差分流量を割り出すようにさらに構成される。一実施の形態によれば、このメータ電子機器が、前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較し、前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、1つ以上の流れの特性を補正するようにさらに構成される。
【００１１】
一実施の形態によれば、第1の振動式メータと、該第1の振動式メータに流体連通した第2の振動式メータとを備えている流体フローシステムを動作させる方法が提供される。この方法は、前記第1の振動式メータから第1のセンサ信号を受信し、前記第2の振動式メータから第2のセンサ信号を受信するステップを含む。一実施の形態によれば、この方法が、前記第1および第2のセンサ信号に基づき、第1および第2の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すステップと、前記第1および第2の流量に基づいて差分流量を割り出すステップとをさらに含む。一実施の形態によれば、この方法が、前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較するステップと、前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、前記1つ以上の流れの特性を補正するステップとをさらに含む。
【００１２】
態様
一態様によれば、流体フローシステムが、
流体が流れる配管と、
第1の振動式メータであって、前記配管に位置した第1のセンサアセンブリを備え、第1の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すように構成された第1の振動式メータと、
第2の振動式メータであって、前記配管に位置して前記第1のセンサアセンブリに流体連通した第2のセンサアセンブリを備え、第2の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すように構成された第2の振動式メータと、
前記第1および第2の振動式メータに電気的に連絡したシステムコントローラと
を備えており、
前記システムコントローラが、
前記第1および第2の流量を受信し、
前記第1および第2の流量に基づいて差分流量を割り出し、
前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較し、
前記差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、1つ以上の流れの特性を補正する
ように構成されている。
【００１３】
好ましくは、前記補正が、前記差分流量をゼロに設定することを含む。
【００１４】
好ましくは、前記第1または第2の流量の一方が、差分ゼロオフセットを使用して割り出される。
【００１５】
好ましくは、前記システムコントローラが、前記差分流量が前記しきい値よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成される。
【００１６】
好ましくは、前記システムコントローラが、前記差分流量が所定の時間にわたって前記しきい値よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成される。
【００１７】
好ましくは、前記システムコントローラが、前記第1および第2の流量が実質的に同時に生じている流量を表わすように、前記第1または第2の流量のうちの一方にグループ遅延を付加するようにさらに構成される。
【００１８】
別の態様によれば、配管に位置しており、振動式メータの第2のセンサアセンブリに流体連通している第1のセンサアセンブリのためのメータ電子機器であって、前記振動式メータに電気的に連絡しているメータ電子機器が、
前記第1のセンサアセンブリからセンサ信号を受信し、第1の流体流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出し、
前記第2の振動式メータから第2の流体流量を受信し、
前記第1および第2の流体流量に基づいて差分流量を割り出し、
前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較し、
前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、1つ以上の流れの特性を補正する
ように構成されている。
【００１９】
好ましくは、前記補正が、前記差分流量をゼロに設定することを含む。
【００２０】
好ましくは、このメータ電子機器が、前記第1の流体流量を差分ゼロオフセットを使用して割り出すようにさらに構成される。
【００２１】
好ましくは、このメータ電子機器が、前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成される。
【００２２】
好ましくは、このメータ電子機器が、前記差分流量が所定の時間にわたって前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するようにさらに構成される。
【００２３】
好ましくは、このメータ電子機器が、前記第1および第2の流量が実質的に同時に生じている流量を表わすように前記第1の流量へと付加されるグループ遅延を使用して、前記差分流量を割り出すようにさらに構成される。
【００２４】
別の態様によれば、第1の振動式メータと、該第1の振動式メータに流体連通した第2の振動式メータと、を備えている流体フローシステムを動作させる方法が、
前記第1の振動式メータから第1のセンサ信号を受信し、前記第2の振動式メータから第2のセンサ信号を受信するステップと、
前記第1および第2のセンサ信号に基づき、第1および第2の流量を含む1つ以上の流れの特性を割り出すステップと、
前記第1および第2の流量に基づいて差分流量を割り出すステップと、
前記差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較するステップと、
前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、前記1つ以上の流れの特性を補正するステップと
を含む。
【００２５】
好ましくは、前記補正が、前記差分流量をゼロに設定することを含む。
【００２６】
好ましくは、前記第1または第2の流量の一方が、差分ゼロオフセットを使用して割り出される。
【００２７】
好ましくは、この方法が、前記差分流量が前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するステップをさらに含む。
【００２８】
好ましくは、この方法が、前記差分流量が所定の時間にわたって前記しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合に、新たな差分ゼロオフセットを決定するステップをさらに含む。
【００２９】
好ましくは、前記差分流量を割り出すステップが、前記第1および第2の流量が実質的に同時に生じている流量を表わすように、前記第1または第2の流量のうちの一方にグループ遅延を付加するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施の形態による振動式メータを示している。
【図２】一実施の形態による振動式メータのメータ電子機器を示している。
【図３】一実施の形態による流体フローシステムを示している。
【図４】質量流量−時間のグラフを示している。
【図５】変化する供給流量における質量流量−時間のグラフを示している。
【図６】種々のグループ遅延における差分流量およびエンジン消費のグラフである。
【図７】一実施の形態による処理ルーチンを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図1〜図7および以下の説明は、当業者に振動式メータシステムの実施の形態の最良の態様を製作および使用する方法を教示するための具体的な例を示している。本発明の原理を教示する目的において、一部の従来からの様相は、簡略化または省略されている。当業者であれば、本明細書の技術的範囲に包含されるこれらの実施の形態からの変形例を理解できるであろう。当業者であれば、後述される特徴を種々の方法で組み合わせて振動式メータシステムの多数の変形例を形成できることを、理解できるであろう。結果として、後述される実施の形態は、後述される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れらの均等物によってのみ限定される。
【００３２】
図1が、センサアセンブリ10と1つ以上のメータ電子機器20とを備えるコリオリ流量計の形態の振動式メータ5の例を示している。メータ電子機器20が、例えば密度、質量流量、体積流量、総質量流、温度、および他の情報などといった物質の1つ以上の流れの特性を測定するために、リード線100によってセンサアセンブリ10へと接続されている。
【００３３】
センサアセンブリ10は、1対のフランジ101，101’、マニホールド102，102’、ならびに導管103A，103Bを備えている。マニホールド102，102’が、導管103A，103Bの両端に取り付けられている。この実施の形態のフランジ101，101’は、マニホールド102，102’へと取り付けられている。この実施の形態のマニホールド102，102’は、スペーサ106の両端へと取り付けられている。スペーサ106が、導管103A，103Bの望ましくない振動を防止するために、この実施の形態におけるマニホールド102，102’の間の間隔を維持する。導管103A，103Bは、基本的に平行に、マニホールドから外方向に延びている。センサアセンブリ10が流動性の物質を運ぶ配管系（図3を参照）へと挿入されたとき、物質が、フランジ101を通ってセンサアセンブリ10に進入し、流入口側のマニホールド102を通過し、物質の全量が導管103A，103Bに進入するように案内され、導管103A，103Bを通って流れ、出口側のマニホールド102’へと戻り、フランジ101’を通ってセンサアセンブリ10を出る。
【００３４】
センサアセンブリ10は、駆動装置104を備えている。駆動装置104は、駆動モードにおいて導管103A，103Bを振動させることができる位置において導管103A，103Bに取り付けられている。より詳しくは、駆動装置104は、導管103Aに取り付けられた第1の駆動部品（図示せず）および導管103Bに取り付けられた第2の駆動部品（図示せず）を備える。駆動装置104は、導管103Aに取り付けられた磁石および導管103Bに取り付けられた対向するコイルなど、多数の周知の構成のうちの1つを備えることができる。
【００３５】
この例では、駆動モードが第1の逆位相曲げモードであり、導管103A，103Bが、好ましくは、それぞれの曲げ軸W-WおよびW'-W'を中心にして実質的に同じ質量分布、慣性モーメント、および弾性係数を有する釣り合った系がもたらされるように選択され、流入口側のマニホールド102および出口側のマニホールド102’へと適切に取り付けられる。駆動モードが第1の逆位相曲げモードであるこの例では、導管103A，103Bが、それぞれの曲げ軸W-WおよびW'-W'を中心にして反対方向に駆動装置104によって駆動される。交流電流の形態の駆動信号を、メータ電子機器20によって例えば経路110などを介してもたらすことができ、両方の導管103A，103Bを振動させるべくコイルに通すことができる。当業者であれば、この実施の形態の技術的範囲において、他の駆動モードを使用してもよいことを、理解できるであろう。
【００３６】
さらに、センサアセンブリ10は、導管103A，103Bへと取り付けられた1対のピックオフセンサ105，105’を備える。より詳しくは、第1のピックオフ部品（図示せず）が、導管103Aに位置し、第2のピックオフ部品（図示せず）が、導管103Bに位置する。図示の実施の形態においては、ピックオフセンサ105，105’が、例えば導管103A，103Bの速度および位置を表わ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など、電磁気検出器であってよい。例えば、ピックオフセンサ105，105’は、経路111，111’を介してメータ電子機器20へとピックオフ信号をもたらすことができる。当業者であれば、導管103A，103Bの運動が、例えば導管103A，103Bを通って流れる質量流量、密度、体積流量、などといった物質の特定の流れの特性に比例することを、理解できるであろう。
【００３７】
センサアセンブリ10を、二連フロー導管式センサアセンブリを備えるものとして上述したが、単一導管式センサアセンブリを実現することも十分にこの実施の形態の技術的範囲に含まれることを、理解すべきである。さらに、フロー導管103A，103Bを、湾曲したフロー導管の構成を備えるものとして示したが、この実施の形態を、直線状のフロー導管の構成を備えるセンサアセンブリにおいて実行することも可能である。したがって、上述したセンサアセンブリ10の特定の実施の形態は、あくまでも一例にすぎず、決してこの実施の形態の技術的範囲を限定するものではない。
【００３８】
図1に示した実施の形態においては、メータ電子機器20が、ピックオフセンサ105，105’からピックオフ信号を受信する。経路26が、メータ電子機器20と操作者または他のメータ電子機器とのやり取りを可能にする入力および出力手段を提供する（図3を参照）。メータ電子機器20が、位相差、周波数、時間遅延、密度、質量流量、体積流量、総質量流、温度、メータ検証、および他の情報、などといった系の1つ以上の特性を測定する。より詳しくは、メータ電子機器20は、ピックオフセンサ105，105’および1つ以上の温度センサ（図示せず）から1つ以上の信号を受信でき、この情報を使用して物質の種々の特性を測定する。
【００３９】
センサアセンブリ10は、導管103A，103B内の流体の温度を測定するために、抵抗温度素子（RTD）などの温度センサ107をさらに備えることができる。RTDは、リード線112によってメータ電子機器20に電気的に連絡できる。
【００４０】
例えばコリオリ流量計または密度計などの振動式メータによって流れの特性を測定する技術は、十分に理解されているため、記載を簡潔にするために詳細な説明は省略される。
【００４１】
すでに簡単に述べたように、コリオリ流量計などの振動式メータに関係する1つの問題は、流体の流れがゼロであるときに測定されるピックオフセンサ105，105’の時間遅延であるゼロオフセットの存在である。流量および種々の他の流れの特性の計算において、ゼロオフセットが考慮されないと、測定される流れの特性が、測定における誤差を典型的に含むことになる。ゼロオフセットを補償するための典型的な先行技術の手法は、初期の較正プロセスにおいて初期のゼロオフセット（Δt0）を測定することであるが、そのために、通常はバルブを閉じ、流れがゼロの基準の状態をもたらす必要がある。そのような較正プロセスは、技術的に広く知られており、詳細な検討は説明を簡潔にするために省略する。ひとたび初期のゼロオフセットが割り出されると、動作の際に、流れの測定値が、[数１]に従って測定された時間遅延から初期のゼロオフセットを引き算することによって補正される。
【００４２】
【数１】
0005819525.tif 000002
【００４３】
ここで、
m＝質量流量、
FCF＝フロー較正係数、
Δtmeasured＝測定された時間遅延、および
Δt0＝初期のゼロオフセット、である。
【００４４】
[数１]が一例として提示されているにすぎず、決してこの実施の形態の技術的範囲を限定するものではないことを、理解すべきである。[数１]は質量流量を計算するために用意されているが、種々の他の流れの測定値もゼロオフセットによって影響される可能性があり、したがって補正の対象となりうることを、理解すべきである。
【００４５】
この手法は、センサアセンブリが1つのシステムにおいては適切な結果をもたらすことができるが、複数のセンサアセンブリが直列に組み込まれるいくつかの状況が存在する。例えば、上述の国際公開WO/2011/019344において説明されているように、いくつかの状況においては、いずれかの1つの個別のセンサアセンブリによって割り出される絶対的な流量よりも、2つ以上のセンサアセンブリによって割り出される2つの測定流量の間の差（差分流量）が関心事である。そのような状況においては、1つの振動式メータが基準メータを構成でき、残りの振動メータを、2つのメータを通過する流れが等しいときに実質的に等しい質量流量を示すように較正することができる。
【００４６】
2つのメータが、等しい条件のもとで等しい測定値を生み出すように構成されるため、メータが1つのシステムと異なり、メータの絶対的なゼロオフセットは重要でない。従って、一実施の形態によれば、メータ電子機器20または2つ以上のメータ電子機器を、2つ以上のセンサアセンブリの間の差分ゼロオフセットを生成するように構成することができる。差分ゼロオフセットは、センサアセンブリの初期のゼロオフセットを、2つ以上のセンサアセンブリの間の差分誤差と組み合わせて含むことができる。差分ゼロオフセットは、較正対象のセンサおよび基準センサを通って実質的に等しい流量を生成するために必要とされる可能性がある。換言すると、上記の[数１]を参照し、流体が同じ流量で較正対象のセンサおよび基準センサを通って流れる場合、2つのセンサが、各々のセンサについて[数１]を使用して2つの質量流量を生成することができる。基準センサの質量流量が、較正対象のセンサアセンブリの質量流量に等しいと仮定すると、較正対象のセンサの差分ゼロオフセットを計算することができる。この新たなオフセットが、基本的に差分オフセットであり、[数２]および[数３]に示される。
【００４７】
【数２】
0005819525.tif 000003
【００４８】
【数３】
0005819525.tif 000004
【００４９】
ここで、
mR＝基準センサから計算された質量流量、
mC＝較正対象のセンサから計算された質量流量、
Δt0c＝較正対象のセンサの初期のゼロオフセット、
ΔtE＝差分誤差、
ΔtC＝測定された較正対象のセンサの時間遅延、および
FCFC＝較正対象のセンサのフロー較正係数、である。
【００５０】
[数３]を、較正対象のセンサのゼロオフセットを差分誤差と組み合わせることによってさらに変形することができる。結果が、[数４]に示される差分ゼロオフセットを定める式である。
【００５１】
【数４】
0005819525.tif 000005
【００５２】
ここで、
ΔtD＝差分ゼロオフセット、である。
【００５３】
したがって、'344号刊行物において説明されているように、差分ゼロオフセットは、実質的に同じ流れを測定している2つ以上のセンサアセンブリにおいて測定される流れの特性について、これら2つ以上のセンサアセンブリの間の差の補償を可能にする。差分ゼロオフセットが、[数１]を解くために初期のゼロオフセットよりもむしろ較正されたセンサにおいて使用されるとき、センサペアの差分測定の性能を、大きく改善することができる。差分ゼロオフセットを、例えばメータ電子機器20に保存することができる。
【００５４】
図2が、一実施の形態によるメータ電子機器20を示している。メータ電子機器20は、インターフェイス201および処理システム203を備えることができる。処理システム203は、ストレージシステム204を備えることができる。ストレージシステム204は、図示のとおりの内部メモリを備えることができ、あるいは代案として、外部メモリを備えることができる。メータ電子機器20は、駆動信号211を生成し、この駆動信号211を駆動装置104へと供給することができる。さらに、メータ電子機器20は、ピックオフセンサ信号など、下記に示す流量計10および／またはセンサアセンブリ10’からのセンサ信号210を受信することができる。いくつかの実施の形態においては、センサ信号210を、駆動装置104から受信することができる。メータ電子機器20は、濃度計として動作することができ、あるいはコリオリ質量流量計としての動作など、質量流量計として動作することができる。メータ電子機器20が、何らかの他の種類の振動式メータとしても動作でき、提示される特定の例が、この実施の形態の技術的範囲を限定するものではないことを、理解すべきである。メータ電子機器20は、導管103A，103Bを通って流れる物質の1つ以上の流れの特性を生成するために、センサ信号210を処理することができる。1つ以上の流れの特性を、保存された差分ゼロオフセット213を使用して生成することができる。いくつかの実施の形態においては、メータ電子機器20が、例えば1つ以上の抵抗温度素子（RTD）センサまたは他の温度測定装置から温度信号212を受信することができる。
【００５５】
インターフェイス201が、駆動装置104またはピックオフセンサ105，105’からのセンサ信号210をリード線110，111，111’を介して受信することができる。インターフェイス201は、任意の様相のフォーマット処理、増幅、バッファ処理など、任意の必要または所望の信号の調節を実行することができる。あるいは、信号の調節の一部またはすべてを、処理システム203において実行することができる。さらに、インターフェイス201は、メータ電子機器20と外部の装置との間の通信を可能にすることができる。インターフェイス201は、任意の様相の電子、光、または無線通信が可能であってよい。
【００５６】
一実施の形態におけるインターフェイス201は、センサ信号がアナログセンサ信号を含む場合に、デジタイザ（図示せず）を含むことができる。デジタイザは、アナログセンサ信号をサンプリングおよび2値化し、デジタルセンサ信号を生成することができる。また、デジタイザは、必要な間引き（decimation）を実行することができ、デジタルセンサ信号が、必要な信号処理の量を減らし、処理時間を短縮するために間引かれる。
【００５７】
処理システム203は、メータ電子機器20の動作を指揮することができ、流量計10からの流れの測定値を処理することができる。処理システム203は、差分オフセット測定ルーチン213などの1つ以上の処理ルーチンを実行することができ、したがって流れの測定値を処理して、センサのゼロオフセットのドリフトに関して補償された1つ以上の流れの特性を生成することができる。
【００５８】
処理システム203は、汎用のコンピュータ、マイクロ処理システム、論理回路、または何らかの他の汎用または専用の処理装置を備えることができる。処理システム203を、複数の処理装置に分散させることができる。処理システム203は、ストレージシステム204など、任意の様相の組み込みまたは独立の電子記憶媒体を含むことができる。
【００５９】
メータ電子機器20が、技術的に広く知られた種々の他の構成要素および機能を備えてもよいことを、理解すべきである。それらの追加の特徴は、簡潔化のために、明細書および図面からは省略されている。したがって、本実施の形態は、図示および説明される具体的な構成に限定されない。
【００６０】
上述の振動式メータは、振動式メータが1つだけのシステムとして実施することができるが、直列な複数の振動式メータを利用する多数の用途が存在する。それらの用途の多くにおいて、各々の個別のセンサアセンブリによって測定される絶対的な流量は特に重要でなく、むしろ種々のセンサアセンブリによって測定される流量の間の差、すなわち差分流量が、ユーザまたは操作者にとって主たる関心の流れの特性である。そのような状況の2つの一般的な例が、燃料消費の測定および漏れ検出の測定の用途に存在する。燃料消費の用途が図3に示されているが、この図は、漏れ検出システムなど、複数のセンサアセンブリが直列に実現され、少なくとも2つのセンサアセンブリの間の測定値の差が関心の対象である他の状況にも、等しく適用可能である。
【００６１】
図3は、一実施の形態による流体フローシステム300のブロック図を示している。流体フローシステム300が、典型的な燃料消費システムとして示されているが、燃料が1つの典型的な流体にすぎず、流体フローシステム300が他の流体にも等しく適用可能であることを、理解すべきである。したがって、燃料の使用は、決して本実施の形態の技術的範囲を限定するものではない。
【００６２】
流体フローシステム300は、燃料供給部301と、配管302と、配管302に配置された第1のセンサアセンブリ10と、燃料出口304と、配管302に配置された第2のセンサアセンブリ10’とを備える。したがって、配管302が、第1および第2のセンサアセンブリ10，10’の間の流体連通路をもたらしている。第2のセンサアセンブリ10’は、図1に示したとおりの第1のセンサアセンブリ10と同様のセンサアセンブリを備えることができる。典型的には、エンジンまたは他の燃料消費装置が、燃料出口304において第1および第2のセンサアセンブリ10，10’の間に位置すると考えられるが、この装置は、図面の複雑さを減らすために図からは省略されている。
【００６３】
さらに図3には、リード線100，100’を介して該当のセンサアセンブリ10，10’に電気的に連絡した第1および第2のメータ電子機器20，20’が示されている。さらに、第1のメータ電子機器20が、リード線26を介して第2のメータ電子機器20’に電気的に連絡している。したがって、第2のメータ電子機器20’は、両方のセンサアセンブリ10，10’からのセンサ信号を受け取ることができる。あるいは、第1のメータ電子機器20が、第1のセンサアセンブリ10からのセンサ信号を処理し、測定された流れの特性を第2のメータ電子機器20’へと供給することができる。第2のメータ電子機器20’は、リード線26’を介してシステムコントローラ310に電気的に連絡して図示されている。システムコントローラ310が、ホストシステム（図示せず）へと情報を出力することができる。したがって、システムコントローラ310は、両方のメータ電子機器20，20’から受信される信号を処理することができる中央処理システム、汎用のコンピュータ、あるいは何らかの他の種類の汎用または専用の処理装置を備えることができる。したがって、システムコントローラ310は、振動式メータ5，5’の一部分を含まなくてよく、むしろ振動式メータ5，5’からの信号を処理するように構成されてよい。さらに、システムコントローラ310は、ユーザインターフェイス（図示せず）に電気的に連絡することができる。これは、ユーザが、ユーザの好みまたは必要に応じてシステムコントローラ310を設定することを可能にできる。
【００６４】
他の実施の形態においては、両方のセンサアセンブリ10，10’を、同じメータ電子機器へと直接接続することができる。あるいは、両方のメータ電子機器20，20’を、システムコントローラ310へと接続することができる。一実施の形態によれば、第1および第2の振動式メータ5，5が、コリオリ流量計を備える。しかしながら、振動式メータは、コリオリ流量計の測定能力を欠く他の種類の振動式センサを備えることができる。したがって、本実施の形態は、コリオリ流量計に限定されない。
【００６５】
使用時、燃料などの流体を、配管302を介して第1のセンサアセンブリ10へと供給することができる。第1の振動式センサ5が、上述のように、第1の流体流量などの種々の流れの特性を計算することができる。次いで、燃料は、第1のセンサアセンブリ10を出て燃料消費装置に向かって流れ、燃料出口304または第2の振動式メータ5’のいずれかへと流れる。例えばエンジンが動作しており、燃料を消費している場合など、燃料が燃料出口304から引き出されている場合に、エンジンが供給される燃料をすべて燃焼させるわけではないとき、第1のセンサアセンブリ10を出る燃料のうちの一部だけが、第2のセンサアセンブリ10’へと流れる。第2の振動式メータ5’が、第2の流体流量などの種々の流れの特性を計算することができる。エンジンが動作しており、燃料を消費している場合、第1および第2の振動式メータ5，5’によって測定される第1および第2の流量は異なり、結果として[数５]によって定められる差分流量がもたらされる。
【００６６】
【数５】
0005819525.tif 000006
【００６７】
ここで、
m5が、第1の振動式メータ5によって測定された質量流量であり、
m5’が、第2の振動式メータ5’によって測定された質量流量であり、
Δmが、差分流量である。
【００６８】
[数５]は、質量流量に関してもたらされているが、当業者であれば、体積流量について同様の式を作成できる方法を、容易に理解できるであろう。差分流量は、エンジンによって消費されている燃料の量に基本的に等しく、したがって燃料消費の目的において関心の対象となる流量である。
【００６９】
図示のとおり、使用されない燃料が第2のセンサアセンブリ10’を通って流れ、燃料供給部301へと戻ることができる。流体フローシステム300においては、1つの燃料出口304および2つの振動式メータ5，5’だけしか示されていないが、いくつかの実施の形態においては、複数の燃料出口が存在し、したがって3つ以上の振動式メータが存在することを、理解すべきである。
【００７０】
'344号出願において述べられているとおり、燃料出口304から出る燃料の流量（流体の消費）は、典型的には供給および戻りの導管302，306における流量よりもはるかに小さいため、センサアセンブリ10，10’は過剰なサイズとなる。各々の個別のメータのゼロオフセットがわずかにドリフトしただけでも、全体としてのシステムに悪影響が及びかねないことを、容易に理解することができる。しかしながら、2つの流量の差が関心の対象の値であるため、個々の振動式メータ5，5’の絶対的なゼロオフセットは、測定の補正に不要である。むしろ、第1の振動式メータ5の初期に較正されたゼロオフセットを使用することができ、'344号出願にさらに詳しく説明される上記定義の差分ゼロオフセットを、第2の振動式メータ5’について計算することができる。第2の振動式メータ5’が第1の振動式メータ5の下流に示されているが、この順序を、本実施の形態の技術的範囲から外れることなく、入れ換えることが可能である。例として、第2の振動式メータ5’が、第1の振動式メータ5を基準とすることができる。しかしながら、どのメータが基準のメータとして使用されるかは、重要でない。したがって、ゼロオフセットが差分ゼロオフセットを含む実施の形態においては、振動式メータのうちの1つを基準メータと考えることができ、残りの振動式メータのゼロオフセットを、基準メータに合わせて較正することができる。したがって、差分ゼロオフセットを、上記の[数４]を使用して計算することができる。
【００７１】
差分ゼロオフセットの使用が、差分の流れの測定を改善している一方で、ときには、2つのメータが同じ流れを測定しているときに、ゼロ化の作業の間に生じうる小さな差が依然として存在しうる。これらの差は、多くの場合に小さいが、長時間にわたって合計されたときに差が大きくなる可能性がある。例えば、エンジンが長期にわたって停止している一方で、燃料が依然としてシステムを通って流れている場合に、第1および第2のメータ5，5’からの2つの流量の間の合計の差分流量が蓄積され、深刻な誤差につながる可能性がある。そのような状況において、第2の振動式メータ5’が、第1の振動式メータ5によって測定される流量よりも小さい流量を測定する場合、ユーザまたは操作者は、システムに漏れが存在すると推定する可能性がある。反対に、第2の振動式メータ5’が、第1の振動式メータ5によって測定される流量よりも大きい流量を測定する場合、システムは、基本的に、エンジンが燃料を生み出していると主張するが、これは明らかに真実でないと考えられる。
【００７２】
図4が、第1および第2の振動式メータ5，5’から得られた典型的な流量測定のグラフを示している。時間ゼロと約12：00との間において、流体フローシステム300を通過する流量は、約2600kg/hrである。しかしながら、約12:00において、エンジンが動作を開始し、燃料が燃料出口304から出ることによって消費され始める。結果として、供給される燃料が、適切な燃料がエンジンへと供給されるように保証するために約2750kg/hrへとわずかに増やされ、これが第1の振動式メータ5によって測定され、図4において線405に示されている。他方で、第2の振動式メータ5’は、線405’によって示されるように約1850kg/hrの質量流量を測定する。したがって、メータ電子機器20’またはシステムコントローラ310が、第1および第2の振動式メータ5，5’によって測定された流量の差、すなわち第1および第2の振動式メータ5，5’の間の差分流量が、約900kg/hrであると割り出すことができる。上述のように、この差分流量が、燃料消費の用途における関心の対象の値である。
【００７３】
さらに図4は、約18:00においてエンジンがオフにされ、第1および第2の振動式メータ5，5’によって測定される質量流量が実質的に等しくなることを示している。一実施の形態によれば、メータ電子機器20’が、エンジンがオフであり、したがって燃料を消費していないときに測定される差分流量が補正されることを保証することができる。一実施の形態によれば、例えばメータ電子機器20’が、割り出された差分流量をしきい値またはしきい値帯と比較することができる。割り出された差分流量が、しきい値またはしきい値帯よりも小さい場合、システムコントローラ310またはメータ電子機器20’は、流体フローシステム300の1つ以上の流れの特性を補正することができる。
【００７４】
一実施の形態によれば、補正は、差分流量がゼロであると判断することを含むことができる。一実施の形態によれば、差分流量を、第2の振動式メータ5’によって測定された第2の流量を第1の振動式メータ5によって測定された第1の流量に等しく設定することによって、ゼロに設定することができる。換言すると、メータ電子機器20’またはシステムコントローラ310が、たとえ第1および第2の振動式メータ5，5’によって測定される流量が等しくなくても、ゼロの差分流量を出力することができる。これは、先行技術のメータが1つのシステムにおいて公知のとおりの低いフローカットオフ値に似ている。しかしながら、低いフローカットオフ値は、流体フローシステム300のいくつかの実施の形態においては、各々の振動式メータ5，5’がセンサアセンブリ10，10’を通過するかなりの流体の流れを依然として有しているため、使用することができない。したがって、低いフローカットオフを利用するよりもむしろ、差分流量をしきい値またはしきい値帯（値の範囲）と比較することができる。しきい値またはしきい値帯は、これを下回るときには測定された差分流量が実際の差分の流れよりもむしろ誤差に起因すると考えられる差分流量を含むことができる。しきい値またはしきい値帯に使用される特定の値は、一般に、流体フローシステム300の個々の状況に応じて決まる。例えば、通常の使用において典型的な差分流量の値に含まれる内容である。好ましくは、しきい値またはしきい値帯は、エンジンが燃料を消費しているときに測定されるしきい値流量がしきい値またはしきい値帯を下回らないよう、典型的な差分流量から十分に離される。
【００７５】
別の実施の形態によれば、差分流量がしきい値またはしきい値帯を下回ると判断されるときに実行される補正が、新たな差分ゼロオフセットを決定することによって差分流量をゼロへと設定することを含むことができる。例えば、差分流量がしきい値またはしきい値帯を下回る場合、割り出された差分流量は、上記のとおり決定される差分ゼロオフセットの変化に起因する可能性がある。したがって、例えばメータ電子機器20’が、差分流量がしきい値またはしきい値帯を下回る場合に、振動式メータ5，5’を通過する流量が実質的に等しいと推定でき、新たな差分ゼロオフセットを決定することができる。一実施の形態によれば、新たな差分ゼロオフセットを、差分流量がしきい値またはしきい値帯を下回るときにいつでも決定することができる。あるいは、新たな差分ゼロオフセットを、差分流量が所定の時間にわたってしきい値またはしきい値帯を下回るときにいつでも決定することができる。新たな差分ゼロオフセットを、差分流量が所定の時間にわたってしきい値またはしきい値帯を下回り、かつ第1および第2の振動式メータ5，5’を通過する流量が実質的に一定であるときにいつでも決定することができる。これは、流れが変動しているときに新たな差分ゼロオフセットが決定されることを防止することができる。別の代案の実施の形態においては、新たなゼロオフセットを、差分流量がしきい値またはしきい値帯を下回っている間にユーザが新たなゼロ化ルーチンを開始させた場合に決定することができる。
【００７６】
別の実施の形態によれば、差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さいと判断されるときの1つ以上の流れの特性の補正が、流量以外の流れの特性についての補正を含むことができる。例えば、差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さい場合、実質的に同じ流体が、両方のセンサアセンブリ10，10’を通って流れている。したがって、密度、粘度、体積流量、などといった流れの特性が、実質的に一定の温度を仮定し、実質的に等しくなければならない。したがって、しきい値またはしきい値帯を下回る差分流量において、第1および第2の振動式メータ5，5’によって割り出された種々の流れの特性を、割り出された特性が実質的に等しいことを保証するために互いに比較することができる。それらが等しくない場合、または互いのしきい値限界の範囲内にない場合、メータ電子機器20，20’またはシステムコントローラ310が、2つの振動式メータが種々の流れの特性について実質的に等しい値を計算するように、一方または両方の振動式メータ5，5’を再較正することができる。あるいは、補正が、差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さいときに種々の流れの特性が実質的にしきい値限界の範囲内に一致しない場合に、エラーメッセージを報告することを含むことができる。当業者であれば、エンジンまたは他の流体消費装置の内部において温度が劇的に変化しうることを、容易に理解できるであろう。したがって、第1および第2の振動式メータ5，5’を通過して流れる密度および／または粘度は、たとえ流量が実質的に同じときでも、流体の温度変化に起因して異なる可能性がある。したがって、流体の温度が第1および第2の振動式メータ5，5’において異なる場合には、相応の補正が必要となる可能性がある。例えば、流量が質量流量として測定される場合、標準温度における密度を使用した変換によって、体積流量を得ることができる。
【００７７】
時間につれて生じうる第1および第2の振動式メータ5，5’の間の差分ゼロオフセットの変化に加えて、複数のメータを有するシステムに関する他の問題は、信号が2つ以上の振動式メータの間を伝達されるときに生じうる遅延である。例えば、図3に示されるように、第1のメータ電子機器20は、リード線26を介して第2のメータ電子機器20’に電気的に連絡している。リード線26は種々の様々な通信プロトコルを備えることができるが、流量計の業界において特に一般的な1つの通信プロトコルは、Hart（登録商標）プロトコルである。技術的に広く知られているとおり、Hart（登録商標）プロトコルは、多くの場合に、信号の送信の時刻と信号の受信の時刻との間に遅延を有し、これが測定に影響を及ぼしかねない。
【００７８】
例として、一実施の形態によれば、第2のメータ電子機器20’が、第1のメータ電子機器20から測定信号を取得することができる。しかしながら、第2のメータ電子機器20’によって受信される測定信号は、センサ信号が第1のメータ電子機器20によってセンサアセンブリ10から最初に受信された時点から、所定の時間だけ遅れている可能性がある。例えば、第2のメータ電子機器20’は、0.5秒前にセンサアセンブリ10から取得されたセンサ信号に基づく測定信号を受信する可能性がある。この遅延は、処理の遅延またはサンプリングの遅延に起因する可能性がある。したがって、測定信号の受信時に、第2のメータ電子機器20’が、第1の振動式メータ5から得られた第1の流量を、第2のセンサアセンブリ10’から受信されるセンサ信号に基づいて割り出される第2の流量と比較し、差分流量を割り出す可能性がある。このサンプリング時間の間、流量が実質的に一定のままであるならば、割り出された差分流量は妥当であろう。しかしながら、サンプリング時点の間で流量が変化している場合、第2のセンサアセンブリ10’からのセンサ信号が、第1の振動式メータ5から受信された誤った流量と比較され、すなわち第2のメータ電子機器20’が、異なる時点において取得された2つの異なる流量に基づいて得られた測定値を比較することになる。この問題が、図5に示されている。
【００７９】
図5が、質量流量−時間のグラフを示している。見て取ることができるとおり、燃料供給部301から供給される質量流量が、時間とともに変化している。さらに、エンジンへの質量流量も、例えばエンジンのオン／オフに起因して変化している。燃料の消費が変化するとき、第1および第2の振動式メータ5，5’から測定された第1および第2の流量に基づいて割り出される差分流量の測定値も変化する。しかしながら、燃料の消費の変化に起因する差分流量の変化に加えて、グラフは、割り出された差分流量において、燃料供給が変化するときの種々の瞬間的なスパイク501を示している。これらのスパイクは、燃料の消費量が変化していないのに生じている。割り出された差分流量におけるスパイク501は、供給流量がサンプリング時点の間で急に変化するときに生じる処理の遅延に起因している。これにより、差分流量が異なる時点において得られたセンサ信号を用いて割り出されることになる。処理の遅延を克服するために、第2のセンサアセンブリ10’からのセンサ信号に遅延を付加することができる。いわゆる「グループ遅延」を、たとえ測定信号が後の時点で第1のメータ電子機器20から受信される場合であっても、第1のセンサアセンブリ10からのセンサ信号の受信の時刻を第2のセンサアセンブリ10’からのセンサ信号の受信の時刻により良好に一致させるために、付加することができる。
【００８０】
図6が、第2のセンサアセンブリ10’から受信されるセンサ信号に種々のグループ遅延を付加した場合の質量流量−時間のグラフを示している。別途の流量計（図示せず）によって測定されたエンジンの消費が、第1および第2のセンサアセンブリ10，10’から受信されたセンサ信号に基づいて割り出された差分流量と比較されている。一番右に示されているように、測定にグループ遅延が付加されない場合には、エンジンの消費が急激に増加または減少するときに、割り出された差分流量に大きなスパイクが見られる。対称的に、第2のセンサアセンブリ10’からのセンサ信号にグループ遅延が付加される場合には、スパイクが劇的に小さくなることで、割り出された差分流量が改善される。Hart（登録商標）プロトコルにおいて、グループ遅延は約650〜700msであるが、センサ信号へと付加される特定のグループ遅延は、用途ごとにさまざまであってよい。したがって、例示される特定の値は、決して本実施の形態の技術的範囲を限定するものではない。
【００８１】
本実施の形態は、第1のメータ電子機器20から第2のメータ電子機器20’へと測定信号を送信することによって引き起こされる処理の遅延ゆえに、第2のセンサアセンブリ10’から受信されるセンサ信号へのグループ遅延の付加を実行する。同様に、第1のセンサアセンブリ10から受信されるセンサ信号へとグループ遅延を付加することもできる。必要とされる特定のグループ遅延が、使用される特定の通信プロトコルに依存してよいことを、理解すべきである。さらに、グループ遅延は、ただ1つのメータ電子機器が両方のセンサアセンブリ10，10’からセンサ信号を受信する実施の形態においても、必要とされる可能性がある。さらに、グループ遅延が、例えばシステムコントローラ310が差分の流れの計算を実行する実施の形態など、測定信号がさらなる処理のために第1および第2のメータ電子機器20，20’からシステムコントローラ310へと送信される実施の形態においても必要とされうることを、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【００８２】
図7が、一実施の形態による処理ルーチン700を示している。処理ルーチン700を、例えばメータ電子機器20または20’のうちの1つによって保存および実行することができる。あるいは、処理ルーチン700を、システムコントローラ310によって保存および実行してもよい。処理ルーチン700を、偽の差分流量の報告および合計を防止するために使用することができる。処理ルーチン700を、較正された振動式センサの差分ゼロオフセットを更新するために使用することもできる。
【００８３】
処理ルーチンは、第1のセンサ信号が第1のセンサアセンブリ10から受信され、第2のセンサ信号が第2のセンサアセンブリ10’から受信されるステップ701にて始まる。
【００８４】
ステップ702において、第1および第2の流れの特性が、第1および第2のセンサ信号に基づいて割り出される。一実施の形態によれば、第1および第2の流れの特性は、第1および第2の流量を含むことができる。一実施の形態によれば、第1または第2の流量の一方を、上述のとおりの差分ゼロオフセットを使用して割り出すことができる。第1および第2の流量は、質量流量を含むことができる。あるいは、第1および第2の流量は、体積流量を含むことができる。
【００８５】
ステップ703において、差分流量が、第1および第2の流れの特性に基づいて割り出される。一実施の形態によれば、差分流量を、実質的に同じ時刻に取得された第1および第2の流量を使用して差分流量が割り出されるように第2の流量へと付加されるグループ遅延を使用して割り出すことができる。
【００８６】
ステップ704において、差分流量が、しきい値またはしきい値帯と比較される。しきい値またはしきい値帯は、製造者によってあらかじめ定められてよい。あるいは、しきい値またはしきい値帯が、例えばユーザによって選択されてもよい。差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さい場合、メータ電子機器20’が、ステップ705において第1または第2の振動式メータ5，5’の1つ以上の流れの特性を補正することができる。上述のように、差分流量は、さまざまな理由でしきい値またはしきい値帯を下回る可能性がある。上述した燃料消費の用途においては、エンジンがオフにされたときに差分流量がしきい値またはしきい値帯を下回る可能性がある。
【００８７】
上述のように、補正は、ゼロの差分流量を出力することを含むことができる。別の実施の形態によれば、補正が、新たな差分ゼロオフセットを計算することを含むことができる。新たな差分ゼロオフセットを、第1および第2の流量が実質的に等しくなるように計算することができる。次いで、新たな差分ゼロオフセットを、以後の測定について使用することができる。また、補正は、エラーメッセージの出力、あるいは例えば割り出された密度などの他の流れの特性または温度の補正を含むことができる。差分流量がしきい値またはしきい値帯よりも小さくない場合、処理ルーチンは、ステップ701へと戻ることができ、あるいは終了してもよい。
【００８８】
上述の実施の形態は、複数の振動式メータを利用する流体フローシステムの1つ以上の流れの特性を補正するための装置および方法を提供する。これらの実施の形態は、偽の差分流量が実際の流れとして合計および／または報告されてしまうことを防止するための方法を提供する。むしろ、2つ以上の振動式メータによって割り出される差分流量がしきい値またはしきい値帯を下回る場合に、差分流量をゼロに設定することができる。単に差分流量をゼロに設定して出力するだけでよく、あるいは第1および第2の流量を等しくすることによって差分流量を実質的にゼロへと設定するように、新たな差分ゼロオフセットを計算してもよい。さらに、上述の実施の形態は、系を通過する流量が変化している場合に差分流量に影響を及ぼしうる信号の処理または信号のサンプリングに起因する遅延を、補償することができる。
【００８９】
上述の実施の形態の詳しい説明は、本発明の発明者が本明細書の技術的範囲に包含されると考えるすべての実施の形態を、述べ尽くしたものではない。実際、上述の実施の形態の特定の構成要素をさまざまに組み合わせ、あるいは取り除くことで、さらなる実施の形態を生み出すことが可能であり、そのようなさらなる実施の形態が、本明細書の技術的範囲および教示に包含されることを、当業者であれば理解できるであろう。また、上述の実施の形態の全体または一部を組み合わせることで、本明細書の技術的範囲および教示に包含されるさらなる実施の形態を生み出すことができることは、当業者にとって明らかであろう。
【００９０】
したがって、流体フローシステムの具体的な実施の形態および例を本明細書において例示の目的で説明したが、当業者であれば理解できるとおり、種々の均等な変形例が、本明細書の技術的範囲において可能である。本明細書に提示した教示は、上述および添付の図面に示した実施の形態だけでなく、他のフローシステムにも適用可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、以下の特許請求の範囲から定められるべきである。
【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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