(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流動システム（３００）であって、
流体が流れるパイプライン（３０１）と、
前記パイプライン（３０１）内に配置されて前記パイプライン（３０１）内の第一の圧力を求める第一の圧力センサ（３０３）と、
前記パイプライン（３０１）内の前記第一の圧力センサ（３０３）の近傍に該第一の圧力センサ（３０３）と連通して配置されるセンサ組立体（１０）、及び、前記センサ組立体（１０）と電気的に通信可能であり、１つ以上のセンサ信号（２１０）を受け取り１つ以上の流れ特性を求めるように構成されているメータ電子機器（２０）を有している振動式メータ（５）と、
前記第一の圧力センサ（３０３）と電気的に通信可能であるとともに前記メータ電子機器（２０）とも電気的に通信可能である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が、
前記第一の圧力センサ（３０３）から前記第一の圧力の測定値を受け取り、前記メータ電子機器（２０）から前記１つ以上の流れ特性を受け取り、前記センサ組立体（１０）内の前記流体の前記圧力及び前記１つ以上の流れ特性に基づいて前記流体の静圧を求め、前記流体の静圧に基づいて、前記流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するように構成されてなる、流体流動システム（３００）。
【請求項２】
前記システムコントローラ（３１０）は、前記流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合に、前記流体の飽和圧力に基づいて前記流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定するように構成されてなる、請求項１に記載の流体流動システム（３００）。
【請求項３】
前記システムコントローラ（３１０）は、前記流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合に、パイプライン管圧を上昇させることと流速を減少させることの少なくとも一方によって前記流体の流れを調節するようにさらに構成されてなる、請求項２に記載の流体流動システム（３００）。
【請求項４】
前記システムコントローラ（３１０）が、前記流体の測定された温度及び密度に基づいて前記飽和圧力を求めるようにさらに構成されてなる、請求項２に記載の流体流動システム（３００）。
【請求項５】
前記システムコントローラ（３１０）が、ドライブ利得を求め、該ドライブ利得をしきい値と比較し、該ドライブ利得が前記しきい値を超過している場合に、前記静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にあると判定するようにさらに構成されてなる、請求項１に記載の流体流動システム（３００）。
【請求項６】
流体が流れるパイプライン（３０１）内に配置され１つ以上の圧力センサ（３０３、３０４）と電気的に通信可能となっている振動式センサ（１０）のためのメータ電子機器（２０）であって、
前記振動式センサ（１０）を流れる前記流体の１つ以上の流れ特性を求め、
前記パイプライン（３０１）内の前記流体の静圧を示す第一の圧力信号（２１３）を受け取り、
前記第一の圧力信号（２１３）及び求められた前記１つ以上の流れ特性に基づいて前記振動式センサ（１０）内の前記流体の静圧を求め、
前記流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にあるかどうかに基づいて前記流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するように構成されてなる、メータ電子機器（２０）。
【請求項７】
前記流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、パイプライン管圧を上昇させることと流速を減少させることの少なくとも一方によって前記流体の流れを調節するようにさらに構成されてなる、請求項６に記載のメータ電子機器（２０）。
【請求項８】
前記しきい値またはしきい値範囲が前記流体の飽和圧力に基づくものである、請求項６に記載のメータ電子機器（２０）。
【請求項９】
前記流体の測定された温度及び密度に基づいて前記飽和圧力を求めるようにさらに構成されてなる、請求項８に記載のメータ電子機器（２０）。
【請求項１０】
ドライブ利得を求め、該ドライブ利得をしきい値と比較し、該ドライブ利得が前記しきい値を超過している場合に、前記静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にあると判定するようにさらに構成されてなる、請求項６に記載のメータ電子機器（２０）。
【請求項１１】
パイプラインを流れる流体、前記パイプライン内に配置される第一の圧力センサ、及び前記第一の圧力センサと連通するセンサ組立体を有する振動式メータを備えている流体流動システムを操作する方法であって、
前記第一の圧力センサを用いて前記パイプライン内の前記流体の圧力を測定するステップと、
前記振動式メータを用いて前記流体の１つ以上の流れ特性を測定するステップと、
前記パイプライン内の前記流体の圧力及び前記１つ以上の流れ特性に基づいて前記センサ組立体内の前記流体の静圧を求めるステップと、
前記流体の静圧に基づいて、前記流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するステップとを含む、方法。
【請求項１２】
前記流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合に、前記流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合に、パイプライン管圧を上昇させることと流速を減少させることの少なくとも一方によって前記流体の流れを調節するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記流体の測定された温度及び密度に基づいて飽和圧力を求め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】
ドライブ利得を求めるステップと、該ドライブ利得をしきい値と比較するステップと、該ドライブ利得が前記しきい値を超過する場合に、前記センサ組立体内の前記流体の前記静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にあると判定するステップとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述の実施形態は、流体流動システムに関するものであり、とくに流体流動システムの振動式メータを流れる流体の静圧を求めて制御する方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動式デンシトメータ及びコリオリ式流量計の如き振動式メータが、一般的に知られ、導管内の物質の質量流量などの測定に用いられている。振動式メータはセンサ組立体と電子機器部とを備えている。センサ組立体内の物質は流れていてもよいしまたは静止していてもよい。各タイプのセンサは、メータが最適な性能を達成するにあたって考慮しなければならない固有の特性を有しておいる。
【０００３】
Ｊ．Ｅ．スミスらにすべてが付与されている米国特許第4,109,524号、米国特許第4,491,025号及び再発行特許第31,450号には、コリオリ式流量計の具体例が開示されている。これらのフローメータは、直線構造または曲線構造を有している１つ以上の導管を有している。コリオリ式質量流量計の各導管構造は、単純曲げモード、ねじれモードまたは結合タイプでありうる一組の固有の振動モードを有している。好ましいモードで振動するように各導管を振動させることができる。
【０００４】
物質は、センサ組立体の流入口側に接続されているパイプラインからセンサ組立体の中へ流入し、１つ以上の導管を通り、センサ組立体の流出口側からセンサ組立体を出るようになっている。物質で満たされ振動しているシステムの固有振動モードは、導管の質量と導管内を流れる物質の質量とを合わせた質量により部分的に決まる。
【０００５】
流体がセンサ組立体を流れていない時に振動力が導管に加えられると、導管に沿ったすべてのポイントが、同一の移送で振動するかまたはわずかな時間だけ遅れて振動する。このゼロ流量において測定される時間遅れを「ゼロオフセット」と呼ぶ。物質がセンサ組立体を流れ始めると、コリオリ力により、導管に沿った各ポイントが異なる位相を有するようになる。たとえば、センサ組立体の流入口端部の位相は中央のドライバの位置の位相より遅れ、流出口の位相は中央のドライバの位置の位相よりも進んでいる。導管上に配置されるピックオフセンサは当該導管の運動を表す正弦波信号を生じるようになっている。２つ以上のピックオフセンサから出力される信号を処理してこれらのピックオフセンサ間の位相差が求められる。２つ以上のピックオフセンサ間の位相差は導管を流れる物質の質量流量に比例する。
【０００６】
物質の質量流量は、位相差に流れ校正係数（ＦＣＦ）を乗算することにより求めることができる。フローメータ（流量計）のセンサ組立体をパイプラインの中へ設置する前に、校正プロセスによってＦＣＦが求められる。校正プロセスでは、流体をフローチューブに既知の流量で流し、位相差と流量との間の関係が計算される（すなわち、ＦＣＦ）。次いで、フローメータは、ＦＣＦにピックオフセンサの位相差を乗算することにより流量を求める。それに加えて、他の校正係数が流量を求めるにあたって考慮に入れられてもよい。
【０００７】
振動式メータ、とくにコリオリ式流量計の高精度に部分的に起因して、種々様々な産業において振動式メータが成功をおさめている。測定結果の正確さや再現性に対する要求の増大に直面している１つの産業は、石油ガス産業である。石油やガスに関する価格が高騰しているため、保管移送状況（custody  transfer  situations）下では、実際に移送される石油量の測定に改善が必要とされている。保管移送状況の一例としては、原油またはプロパンの如き軽質炭化水素流体をパイプラインにより移送することが挙げられる。
【０００８】
保管移送状況での測定、とくに軽質炭化水素の測定中に直面する１つの問題は、液体からのガス抜け（outgassing）または液体のフラッシング（flashing）である。ガス抜け時、パイプライン内または振動式メータ内の流体の圧力がその流体の飽和圧力よりも小さい場合、気体が液体から解放される。飽和圧力は、ある与えられた温度で物質が液体または固体から気体へと相転移する圧力のことである、と一般的に定義されている。すなわち、蒸気がその凝縮相と熱力学的に平衡な状態にある圧力のことである。したがって、飽和圧力は、流体が純物質であるかまたは２つ以上の物質の混合物であるかに基づいて、ラウールの法則による構成成分の飽和圧力のモル分率により重み付けされる合計に基づいて変わりうる。飽和圧力は、蒸気圧または沸点と呼ばれる場合もある。本明細書では、与えられた温度において、物質が純物質または混合物の凝縮形態（液体または固体）から気体へと相変化する圧力のことを飽和圧力と呼ぶ。流体を飽和圧力よりも高い圧力に維持することは、パイプラインシステムによっては問題とはならない場合もあるが、断面積が小さくなる任意のタイプのセンサまたはメータを流体が流れる場合には大きな問題となる。流体のさまざまな流れ特性の測定は、その流体の飽和圧力よりも低い圧力では非常に困難となる。さらに、状況によっては、飽和圧力のあたりを流体が変動する場合もある。たとえば、１日のうちのある時点では流体がその流体の飽和圧力を上回る場合もある。すなわち、このことは朝の涼しい時に該当する。しかしながら、午後には温度も上昇し、流体の飽和圧力が下がってしまうので、流体が、飽和圧力よりも低い圧力でシステムを流れることになってしまう場合もある。
【０００９】
したがって、当該技術分野では、流体がその流体の飽和圧力よりも高い圧力で流体流動システムを流れるように適切に維持することができるシステムの必要性がある。後述の実施形態により、この問題及び他の問題が克服され、技術進歩がもたらされる。下記に説明されている実施形態では、振動式メータを流れている間流体をその流体の飽和圧力よりも高い圧力に維持するように流れを適切に調節するために、振動式メータから得られる流れ特性が用いられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある実施形態にかかる流体流動システムが提供されている。かかる流体流動システムは、流体が流れるパイプラインと、パイプライン内に配置されパイプライン内の第一の圧力を求める第一の圧力センサとを備えている。ある実施形態によれば、かかる流体流動システムは、パイプライン内の第一の圧力センサの近傍に当該第一の圧力センサと連通して配置されるセンサ組立体と、１つ以上のセンサ信号を受け取って１つ以上の流れ特性を求めるためにセンサ組立体と電気的に通信可能となっているメータ電子機器とを有している振動式メータをさらに備えている。かかる流体流動システムは、第一の圧力センサと電気的に通信可能となっているとともにメータ電子機器とも電気的に通信可能となっているシステムコントローラをさらに備えている。ある実施形態によれば、システムコントローラは、第一の圧力センサから第一の圧力測定値を受け取り、メータ電子機器から１つ以上の流れ特性を受け取るように構成されている。システムコントローラは、パイプライン内の流体の圧力及び１つ以上の流れ特性に基づいて流体の静圧を求めるようにさらに構成されている。ある実施形態によれば、システムコントローラは、流体の静圧に基づいて流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するようにさらに構成されている。
【００１１】
ある実施形態に従って、流体が流れるパイプライン内に配置され１つ以上の圧力センサと連通している振動式センサのためのメータ電子機器が提供されている。かかるメータ電子機器は、センサ組立体を流れる流体の１つ以上の流れ特性を求め、パイプライン内の流体の静圧を示す第一の圧力信号を受け取るように構成されている。ある実施形態によれば、かかるメータ電子機器は、第一の圧力信号及び求められた１つ以上の流れ特性に基づいて流体の静圧を求め、この流体の静圧に基づいて、流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するようにさらに構成されている。
【００１２】
ある実施形態に従って、パイプラインを流れる流体と、パイプライン内に配置される第一の圧力センサと、第一の圧力センサと連通するセンサ組立体を有する振動式メータとを備えている流体流動システムを操作する方法が提供されている。かかる方法は、第一の圧力センサを用いてパイプライン内の流体の圧力を測定するステップと、振動式メータを用いて流体の１つ以上の流れ特性を求めるステップとを有している。かかる方法は、パイプライン内の流体の圧力及び１つ以上の流れ特性に基づいて流体の静圧を求めるステップをさらに有している。かかる方法は、流体の静圧に基づいて流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定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、流体流動システムは、流体が流れるパイプラインと、パイプライン内に配置され、パイプライン内の第一の圧力を求める第一の圧力センサと、パイプライン内の第一の圧力センサの近傍に当該第一の圧力センサと連通して配置されるセンサ組立体及び当該センサ組立体と電気的に通信可能であり１つ以上のセンサ信号を受け取り１つ以上の流れ特性を求めるように構成されているメータ電子機器を有している振動式メータと、第一の圧力センサと電気的に通信可能となっているとともにメータ電子機器とも電気的に通信可能となっているシステムコントローラとを備えており、当該システムコントローラが、第一の圧力センサから第一の圧力測定値を受け取り、メータ電子機器から１つ以上の流れ特性を受け取り、パイプライン内の流体の圧力及び１つ以上の流れ特性に基づいて流体の静圧を求め、流体の静圧に基づいて、流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するように構成されている。
【００１４】
好ましくは、システムコントローラは、流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定するようにさらに構成されている。
【００１５】
好ましくは、システムコントローラは、流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、流体の流れを調節するようにさらに構成されている。
【００１６】
好ましくは、調節が、パイプライン管圧を上昇させることを含みうる。
【００１７】
好ましくは、調節が、流体流量を減少させることを含みうる。
【００１８】
好ましくは、しきい値またはしきい値範囲が流体の飽和圧力に基づくものである。
【００１９】
好ましくは、システムコントローラは、流体の測定された温度及び密度に基づいて飽和圧力を求めるようにさらに構成されている。
【００２０】
好ましくは、システムコントローラは、ドライブ利得を求め、ドライブ利得をしきい値と比較し、ドライブ利得がしきい値を超過している場合、静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にあると判定するようにさらに構成されている。
【００２１】
好ましくは、求められる静圧がセンサ組立体内の流体の静圧である。
【００２２】
他の態様によれば、流体が流れるパイプライン内に配置され１つ以上の圧力センサと電気的に通信可能となっている振動式センサのためのメータ電子機器は、センサ組立体を流れる流体の１つ以上の流れ特性を求め、パイプライン内の流体の静圧を示す第一の圧力信号を受け取り、第一の圧力信号及び求められた１つ以上の流れ特性に基づいて流体の静圧を求め、流体の静圧に基づいて流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するように構成されている。
【００２３】
好ましくは、かかるメータ電子機器は、流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定するようにさらに構成されている。
【００２４】
好ましくは、かかるメータ電子機器は、流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、流体の流れを調節するようにさらに構成されている。
【００２５】
好ましくは、調節はパイプラインの管圧を上昇させることを含んでいる。
【００２６】
好ましくは、調節は流体流量を減少させることを含んでいる。
【００２７】
好ましくは、しきい値またはしきい値範囲が流体の飽和圧力に基づくものである。
【００２８】
好ましくは、かかるメータ電子機器は、流体の測定された温度及び密度に基づいて飽和圧力を求めるようにさらに構成されている。
【００２９】
好ましくは、かかるメータ電子機は、ドライブ利得を求め、ドライブ利得をしきい値と比較し、ドライブ利得がしきい値を超過している場合、静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にあると判定するようにさらに構成されている。
【００３０】
好ましくは、求められる静圧がセンサ組立体内の流体の静圧である。
【００３１】
他の態様によれば、パイプラインを流れる流体、パイプライン内に配置される第一の圧力センサ、及び第一の圧力センサと連通するセンサ組立体を有する振動式メータを備えている流体流動システムを操作する方法は、第一の圧力センサを用いてパイプライン内の流体の圧力を測定するステップと、振動式メータを用いて流体の１つ以上の流れ特性を求めるステップと、パイプライン内の流体の圧力及び１つ以上の流れ特性に基づいて流体の静圧を求めるステップと、流体の静圧に基づいて流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定するステップとを有している。
【００３２】
好ましくは、かかる方法は、流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定するステップをさらに含んでいる。
【００３３】
好ましくは、かかる方法は、流体の静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、流体の流れを調節するステップをさらに含んでいる。
【００３４】
好ましくは、調節は、パイプライン管圧を上昇させることを含んでいる。
【００３５】
好ましくは、調節は、流体流量を減少させることを含んでいる。
【００３６】
好ましくは、しきい値またはしきい値範囲は流体の飽和圧力に基づくものである。
【００３７】
好ましくは、かかる方法は、流体の測定された温度及び密度に基づいて飽和圧力を求めるステップをさらに有している。
【００３８】
好ましくは、かかる方法は、ドライブ利得を求めるステップと、ドライブ利得をしきい値と比較するステップと、ドライブ利得がしきい値を超過する場合、静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にあると判定するステップとをさらに有している。
【００３９】
好ましくは、静圧を求めるステップは、センサ組立体内の流体の静圧を求めることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ある実施形態にかかる振動式メータを示す図である。
【図２】ある実施形態にかかる振動式メータのメータ電子機器を示す図である。
【図３】ある実施形態にかかる流体流動システムを示す図である。
【図４】ある実施形態による、静圧と流体流動システム部位との関係を示すグラフである。
【図５】ある実施形態による、一定温度における典型的な炭化水素族の飽和圧力と密度との関係を表すグラフである。
【図６】ある実施形態にかかる処理ルーチンを示す図である。
【図７】ある実施形態による、ドライブ利得と平均気体空隙率との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１〜図７及び下記記載には、流れ制御システム（flow  control  system）を最良のモードで実施及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流れ制御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、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されるものである。
【００４２】
図１には、ある実施形態にかかるセンサ組立体１０と１つ以上のメータ電子機器２０とを有しているコリオリ流量計の形態をとる振動式メータ５が示されている。センサ組立体１０及びメータ電子機器２０は、リード線１００を介して電気的に通信可能となっている。図示されている実施形態では、センサ組立体１０は、流動流体を受け入れるようになっている。
【００４３】
図示されている実施形態では、メータ電子機器２０は、センサ組立体１０へ接続され、たとえば密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度及び他の情報の如き流動物質の１つ以上の特性を測定するようになっている。メータ電子機器２０が単一のセンサ組立体１０と通信可能となっているように図示されているが、いうまでもなく、メータ電子機器２０は、複数のセンサ組立体と通信可能となっていてもよいし、またさらに、複数のメータ電子機器２０と通信可能となっていてもよい。さらに、振動式メータ５がコリオリ流量計であるものとして記載されているが、振動式メータ５は、たとえば振動式デンシトメータ、振動式体積流量メータ、またはコリオリ流量計の測定能力をすべて欠いている他の振動式メータの如き他のタイプの振動式メータであってもよい。したがって、この実施形態はコリオリ流量計に限定されるべきでない。もっと正確にいえば、メータ電子機器２０は、流体が流れているまたは流体が静止しているような他のタイプのセンサ組立体と通信可能となっていてもよい。
【００４４】
センサ組立体１０は、１組のフランジ１０１及び１０１’と、１組のマニホルド１０２及び１０２’と、１組の導管１０３Ａ及び１０３Ｂとを有している。マニホルド１０２及び１０２’は導管１０３Ａ及び１０３Ｂの両端に固定されている。
【００４５】
コリオリ式流量計のフランジ１０１及び１０１’は、スペーサ１０６の両端に固定されている。スペーサ１０６は、導管１０３Ａ、１０３Ｂ内の不必要な振動を防止するためにマニホルド１０２とマニホルド１０２’との間の間隔を維持するようになっている。導管１０３Ａ及び１０３Ｂは、マニホルドから外方に向けてほぼ並列に延びている。流動物質を運ぶパイプラインシステム（図示せず）の中にセンサ組立体１０が挿入されると、流動物質は、フランジ１０１を通ってセンサ組立体１０の中へ流入し、流入口側マニホルド１０２を通り、ここで物質の全量が導管１０３Ａ及び１０３Ｂの中を流れ、導管１０３Ａ及び１０３Ｂを流れ、流出口側マニホルド１０２’の中へ流入し、ここでフランジ１０１’からセンサ組立体１０の外へと流出する。図示されているように、フランジ１０１及び１０１’、ひいてはこれらのフランジ１０１及び１０１’と結合しているパイプライン（図３を参照）は直径Ｄ１を有し、フロー導管１０３Ａ及び１０３Ｂの各々はそれによりも小さな直径Ｄ２を有している。生じうる流積（cross-sectional  flow  area）の減少についてはさらに詳細に後述する。
【００４６】
センサ組立体１０はドライバ１０４を有していてもよい。ドライバ１０４は、当該ドライバ１０４が導管１０３Ａ、１０３Ｂをたとえばドライブモードで振動させることができる位置で導管１０３Ａ、１０３Ｂに固定されていることが図示されている。ドライバ１０４は、コイルが導管１０３Ａに取り付けられ対向するマグネットが導管１０３Ｂに取り付けられる構成のような複数の周知の構成のうちの一つの構成を有していてもよい。交流の形態を有しているドライブ信号が、たとえば経路１１０を介して１つ以上の電子機器２０によって提供され、コイルを流れて曲げ軸線Ｗ−Ｗ及びＷ’−Ｗ’を中心とする振動を導管１０３Ａ、１０３Ｂに引き起こすようになっている。
【００４７】
センサ組立体１０は、導管１０３Ａ、１０３Ｂに固定されている１組のピックオフセンサ１０５及び１０５’をさらに有している。ある実施形態によれば、ピックオフセンサ１０５、１０５’は、たとえばピックオフ磁石及びピックオフコイルが導管１０３Ａ、１０３Ｂの速度及び位置を表わすピックオフ信号を生成するようになっている電磁気式検出器であってもよい、たとえば、ピックオフセンサ１０５、１０５’は、経路１１１、１１１’介してメータ電子機器２０へピックオフ信号を送るようになっていてもよい。当業者にとって明らかなように、導管１０３Ａ、１０３Ｂの運動は、流動物質のなんらかの特性、たとえば導管１０３Ａ、１０３Ｂを流れる流動物質の質量流量及び密度に比例している。
【００４８】
センサ組立体１０はさらに導管１０３Ａ、１０３Ｂ内の流体の温度を測定するために抵抗型温度素子（ＲＴＤ）の如き温度センサ１０７を有していてもよい。ＲＴＤは、リード線１１２を介してメータ電子機器２０と電気的に通信可能となっていてもよい。
【００４９】
ある実施形態によれば、メータ電子機器２０はピックオフセンサ１０５、１０５’からピックオフ信号を受け取るようになっている。経路２６は、１つ以上の電子機器２０にオペレータとの通信を可能とする入力手段及び出力手段となりうる。メータ電子機器２０は、たとえば位相差、周波数、時間遅延（位相差を周波数で除算したもの）、密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度及び他の情報の如き試験流動物質の１つ以上の特性を求めることができる。
【００５０】
図２には、図１に概説されているある実施形態にかかるメータ電子機器２０が示されている。メータ電子機器２０は、インターフェース２０１と、処理システム２０３とを有しうる。処理システム２０３は格納システム２０４を有していてもよい。格納システム２０４は、図示されているような内部メモリを有していてもよいし、またはそれに代えて、外部メモリを有していてもよい。メータ電子機器２０は、ドライブ信号２１１を生成し、このドライブ信号２１１を図１に示されているドライバ１０４へ送ることができるようになっている。メータ電子機器２０は、図１に示されているリード線１１１、１１１’を介して、センサ組立体１０、たとえばピックオフセンサ１０５、１０５’からセンサ信号２１０を受け取ることができるようにさらになっている。実施形態によっては、センサ信号２１０は、ドライバ１０４から受け取られるようになっていてもよい。メータ電子機器２０は、デンシトメータとして動作することができるようになっている場合もあれば、またはコリオリ式流量計として動作することを含むフローメータとして動作することができるようになっている場合もある。いうまでもなく、メータ電子機器２０は、他のタイプの振動式メータ組立体として動作するようになっていてもよく、どのような実施形態が記載されるかによって本発明の技術範囲が限定されるべきではない。メータ電子機器２０は、導管１０３Ａ、１０３Ｂを流れる物質の１つ以上の流れ特性を求めるためにセンサ信号２１０を処理することができる。
【００５１】
インターフェース２０１は、リード線１１０、１１１、１１１’を介して、ドライバ１０４またはピックオフセンサ１０５、１０５’からセンサ信号２１０を受け取ることができる。インターフェース２０１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２０３において行なうようにしてもよい。それに加えて、インターフェース２０１は、メータ電子機器２０と外部デバイスとの間の通信を可能とすることができる。インターフェース２０１は、いかなる電子通信、光学通信または無線通信を可能とすることもできる。
【００５２】
センサ信号２１０がアナログのセンサ信号であるような一実施形態では、インターフェース２０１はデジタイザー（図示せず）を有することができるようになっている。デジタイザーは、アナログの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出力することができる。また、デジタイザーは、必要な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実行することもできるようになっている。
【００５３】
処理システム２０３は、メータ電子機器２０のオペレーションを実行させることができ、また、センサ組立体１０からの流れ測定値を処理することができる。処理システム２０３は、１つ以上の処理ルーチンの実行に必要となるデータ処理を実行することに加えて、１つ以上の流れ特性を求めるために流れ測定値を処理することができるようにもなっている。
【００５４】
処理システム２０３は、汎用コンピュータであってもよいし、マイクロプロセッシングシステムであってもよいし、論理回路であってもよいし、または他のなんらかの汎用のもしくはカスタム化された処理デバイスであってもよい。処理システム２０３は、複数の処理デバイスの間に分散させることができるようになっていてもよい。処理システム２０３は、格納システム２０４の如きいかなる統合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。
【００５５】
いうまでもなく、メータ電子機器２０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及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及び図面からは省略されている。したがって、本実施形態は、図示及び記載されている具体的な実施形態により限定されるべきではない。
【００５６】
図３には、ある実施形態にかかる流体流動システム３００が示されている。この流体流動システム３００は、流体流入口３０１Ａと流体流出口３０１Ｂとを有するパイプライン３０１を備えている。このパイプラインは、流体流入口３０１Ａをパイプライン３０１のその他の部分に結合することができるフランジジョイント３０１’を有している。たとえば保管移送用途では、流体流入口３０１Ａは販売者システムの一部であってもよいし、フランジジョイント３０１’の下流側のその他の部品は購入者システムの一部であってもよい。
【００５７】
図示されているように、振動式メータ５はパイプライン３０１内に配置され、流体流動システム３００の一部を構成するようになっていてもよい。ある実施形態によれば、パイプライン３０１は、第一の流体制御弁３０２と、第一の圧力センサ３０３と、第二の圧力センサ３０４と、第二の流体制御弁３０５とをさらに備えており、これらはすべて、リード線３０６、３０７、３０８及び３０９を介してメータ電子機器２０と電気的に通信可能となっている。図３にはさらにシステムコントローラ３１０が示されている。システムコントローラ３１０は、リード線３１１を介してメータ電子機器２０と電気的に通信可能となっている。さらに、図示されているように、パイプライン３０１は上述の部品を相互に連通させている。
【００５８】
いうまでもなく、第一の弁３０２、第二の弁３０５、第一の圧力センサ３０３及び第二の圧力センサ３０４は、メータ電子機器２０と直接電気的に通信可能となっているように図示されているが、他の実施形態では、これらの部品は、システムコントローラ３１０との直接電気的に通信可能となっていてもよい。このように、図面に示されている通の構成により本実施形態が限定されるべきではない。したがって、システムコントローラ３１０は、両方の圧力センサ３０３、３０４から受け取る信号及び振動式メータ５のメータ電子機器２０からの信号を処理することができる、集中処理システム、汎用コンピュータ、またはなんらかの他のタイプの一般的なまたはカスタマイズされた処理デバイスであってもよい。したがって、システムコントローラ３１０は、振動式メータ５の一部ではなく、むしろ振動式メータ５からの信号を処理するように構成されているものである。また、システムコントローラ３１０は、ユーザインターフェース（図示せず）と電気的に通信可能となっている。このことにより、ユーザが当該ユーザの好みまたは必要性に応じてシステムコントローラ３１０の設定を行うことが可能となる。
【００５９】
ある実施形態によれば、流体流動システム３００を流れる流体が当該流体の飽和圧力よりも上のある圧力に維持されるように、流体流動システム３００を制御することができる。いうまでもなく、流体流動システム３００内の流体は、純物質であってもよいし、または２つ以上の物質の混合物であってもよい。したがって、流体の飽和圧力は、システム３００を流れる個々の物質によって異なりうる。いうまでもなく、液体から蒸散する気体がパイプライン３０１内では問題とならないとも考え得るが、流体流動システム３００の振動式メータ５のセンサ組立体１０及び他の部品の中での測定においては問題となる場合もある。さらに、流体は、センサ組立体１０内の方がパイプライン３０１の他の部分に比べて飽和圧力未満となる可能性が最も高くなる。このことの１つの理由は、センサ組立体１０のフロー導管１０３Ａ、１０３Ｂの断面積の合計が、パイプラインの断面積よりも通常小さくなっているからである。すなわち、パイプラインの直径がＤ１であり、フロー導管の直径がＤ２であり、Ｄ２がＤ１よりも小さい。この断面積の差は、通常、単一フロー導管センサ組立体においての方が、流量が２つの導管１０３Ａ、１０３Ｂの間で分けられる図１に示されているような２重フロー導管センサ組立体と比べて大きくなる。この理由は、測定することができるようなピックオフセンサ間の時間遅れを生成するためには、一般的に単一のフロー導管センサの方がより大きなコリオリ力を必要とするからである。質量体が基準回転フレームを移動することより生じるコリオリの力はその速度に比例する。コリオリ力を増大させるための一般的な方法は、断面積を減らすことにより流体の流速を増大させることである。
【００６０】
流体の圧力を飽和圧力よりも上に維持する方法を理解するためには、流体がシステム３００を流れる際にその流体の圧力に影響を与えうる要因を理解することが重要である。一般的に知られているように、制御体積（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｖｏｌｕｍｅ）が決まると、質量が保存される。非圧縮性液体を想定すると、制御体積の中に流入する質量体の流量は、流出する質量体の流量と等しい。この原理は式（１）及び図３を用いて説明することができる。流体流動システム３００内のポイント３３１からポイント３３３へ移送する場合、質量は各ポイントにおいて保存される。しかしながら、流体がポイント３３１からポイント３３２へ移動する際、パイプライン３０１の直径Ｄ１により規定される総流れ領域から、単一フロー導管センサ組立体の直径Ｄ２を有するフロー導管により規定される総流れ領域、またはセンサ組立体１０の各々が直径Ｄ２を有しているフロー導管１０３Ａ及びフロー導管１０３Ｂにより規定される総流れ領域へと流れ領域の直径が小さくなるため、流れ断面積が小さくなる。流れ断面積が小さくなると、式（１）により示されているように、同一の質量流量を維持するために流体の速度が上げることが必要となる。
【００６１】
【数１】
0005797333.tif 000002
【００６２】
明らかなように、ほとんどの流体において有効な仮定である流体密度は一定のままであるという仮定を当てはめると、断面積がポイント３３１からポイント３３２へ進むにつれて小さくなる場合に質量流量を同一のまま維持するためには、センサ組立体１０内の流体速度は大きくなる。
【００６３】
さらにベルヌーイの式から知られているように、システム内の全圧は、動圧と、静流体圧と、静圧とを合計したものに等しい。静圧とは流体内のあるポイントにおける熱力学的圧力とことであり、動圧とは流速に起因するさらなる圧力のことである。静流体圧とは、基準面から上の高さの変化に起因するさらなる圧力のことである。
【００６４】
【数２】
0005797333.tif 000003
【００６５】
したがって、システム内の流体が非圧縮性、非粘性及び非回転性の流れであると仮定すると、ベルヌーイの式は式（５）となる。
【００６６】
【数３】
0005797333.tif 000004
【００６７】
ほとんどのシステムにとって合理的な仮定であるが、高さ（静流体圧）により引き起こされる圧力変化が流体流動システム３００にとって無視できる場合、式（５）は、ポイント３３１及びポイント３３２に関して以下のように書き直すことができる。
【００６８】
【数４】
0005797333.tif 000005
【００６９】
流体流動システム３００を参照すると、流体がセンサ組立体１０の外側のポイント３３１からセンサ組立体１０の中のポイント３３２へと移動すると、質量流量を保存すために速度に変化が生じる。したがって、式（６）に示されている関係を維持しながら、動圧ρｖ２／２は、速度の二乗の割合で急激に上昇し、静圧を降下させる。流体がセンサ組立体１０から流出してパイプライン３０１の中へと戻りポイント３３３に到達すると、断面積が直径Ｄ１の増大に起因して大きくなり、流体速度が質量流量を維持するために減少し、静圧が回復される。
【００７０】
振動式メータ５及び圧力センサ３０３がポイント３３１における静圧を求めることにより質量流量及び密度を容易に求めることができる場合、センサ組立体１０内のポイント３３２の静圧を容易に計算することができる。というのは、パイプライン３０１及びフロー導管１０３Ａ、１０３Ｂの断面積が既知かまたは測定することができるからである。したがって、フロー導管１０３Ａ、１０３Ｂ内に圧力センサを必要とすることなく、ベルヌーイの式を用い、式（６）を並べ替えることにより、センサ組立体１０内の静圧を求めることができる。ここに記載の実施形態では、流れ断面積は、各々が直径Ｄ２を有しているフロー導管１０３Ａ及びフロー導管１０３Ｂの両方によって規定される。しかしながら、単一フロー導管センサ組立体では、流れ断面積は直径Ｄ２を有している単一のフロー導管により規定される。２重フロー導管センサ組立体の場合、速度を求めるために必要なのは両方のフロー導管の断面積の合計である。というのは、各フロー導管における速度がほぼ等しいと考えられるからである。したがって、各フロー導管１０３Ａ、１０３Ｂの中の圧力はほぼ等しいはずである。しかしながら、システムを流れる質量流量を求める際、当業者にとって明らかなように、メータ電子機器２０は、２重フロー導管センサ組立体の両方の導管を流れる質量流量を合わせている。
【００７１】
上述の議論は、流体の粘性に起因する非回復圧力損失、すなわち摩擦損失が存在しない理想的な状況についてのことである。一般的に知られているように、このことは、状況によっては非現実的で不適切な特性評価である。もっと正確にいえば、流体が流体流動システム３００を流れるに従って、当該流体は、与えられたパイプの長さにわたってエネルギーを消散し、圧力を低下させてしまう。この圧力損失は、回復不能であると考えられている。というのは、摩擦損失によって消費されてしまうからである。パイプの粘性損失に起因する圧力降下はダルシーワイスバッハの式により次のように表すことができる。
【００７２】
【数５】
0005797333.tif 000006
【００７３】
摩擦係数は、実験的に求めることもできれば、ルックアップ表、チャートなどから得ることもできる。たとえば、ユーザがセンサ組立体を流れる流体の回復不能なエネルギー損失を求めることができるように、ほとんどのセンサ組立体には製造メーカーから摩擦係数が提供されている。
【００７４】
粘性圧力損失を考慮するために式（７）を式（６）に加えると次の式（８）が求められる。
【００７５】
【数６】
0005797333.tif 000007
【００７６】
粘性損失を考慮に入れた場合、質量流量を保存するため、パイプの断面積が減少するに従って静圧はもっと降下する。粘性圧力損失を考慮に入れ、たとえば断面積が実質的に等しいポイント３３１、３３３で圧力を測定する場合、粘性効果に起因する圧力損失の測定値はセンサ組立体１０を通じて線形であると仮定される。このことは、図４のライン４０１により示されている。
【００７７】
図４は、静圧に対して流体流動システムの位置を示すチャートである。明らかなように、ポイント３３１における圧力は、第一の圧力センサ３０３によって測定され、第一の圧力信号２１３としてメータ電子機器２０へ送ることができるようになっている。図示されている実施形態では、第一の圧力は約１００ｐｓｉ（６．９バール）である。ポイント３３３における圧力は、第二の圧力センサ３０４により測定され、第二の圧力信号２１４としてメータ電子機器２０へ送ることができるようになっている。図示されている実施形態では、第二の圧力は約８５ｐｓｉ（５．９バール）である。したがって、従来のシステムで通常得られる２つの圧力測定値に従えば、この具体例では、ユーザまたはオペレータは、圧力が約１５ｐｓｉ（１バール）しか降下しておらず、約６０ｐｓｉ（４バール）である飽和圧力をはるかに上回る値で留まっていると考えてしまうことになる。しかしながら、センサ組立体１０内に生じる静圧降下を考慮することなくセンサ組立体１０の前後における圧力を測定すると、システム３００全体の特徴を不適切に評価してしまうことになる。
【００７８】
上述のように、ほとんどの状況において、フロー導管１０３Ａ、１０３Ｂの断面積はパイプライン３０１の断面積より小さくなっている。したがって、流体流動システム３００内の最小静圧は、通常、センサ組立体１０内において生じる。図４内のライン４０２は、流体がポイント３３１とポイント３３２との間を流れる際、すなわち流体がセンサ組立体１０を流れる際の静的流体圧の圧力特性の一例を示している。予想していたように、粘性損失に起因して、静圧がおおむね降下傾向となっている。しかしながら、流体がセンサ組立体１０を流れるに従って速度が劇的に上昇するので、静圧は、導管１０３Ａ、１０３Ｂ内の流体速度、すなわち動圧が上昇するにつれて急激に降下する。いうまでもなく、最小静圧は、センサ組立体１０から流出する直前のセンサ組立体１０の端部に見られる。静的流体圧は、センサ組立体１０から流出する前に、当該流体の飽和圧力未満にまで降下する。したがって、液体から気体が蒸散するにつれて流体は相転移を始めうる。
【００７９】
ある実施形態によれば、流体流動システム３００を流れる流体の流れを調節することによって、流体をその流体の飽和圧力よりも高い圧力に確実に維持することができる。この制御は少なくとも２つの方法で達成することができる。第一の方法は、位置３３２における動圧を降下させるために流体速度を減少させることである。このことは、その効果として、位置３３２における静圧を上昇させる。他の方法は、パイプラインの圧力を上昇させることである。このことにより、図４において、ライン４０２のどの部分もライン４０３により示されている飽和圧力を下回らないように、ライン４０１及びライン４０２の両方が効果的に上げられることになる。パイプライン内の流体速度及び流体圧は、ポンプ（図示せず）を調節することにより、またはセンサ組立体１０の上流側及び下流側にそれぞれ配置される第一の流体制御弁３０２及び第二の流体制御弁３０５を調節することにより制御することができる。たとえば、センサ組立体１０の上流側に位置する第一の流体制御弁３０２を部分的に閉じると（流量を抑制すると）、流速は減少する。それに代えて、第一の流体制御弁３０２をさらに開ける、及び／または、第二の流体制御弁３０５を部分的に閉じて流量を抑制すると、管圧は上昇する。たとえばメータ電子機器２０またはシステムコントローラ３１０を用いて流体流動システム３００を制御することができる。それに代えて、ユーザまたはオペレータが第一の制御弁３０２及び第二の制御弁３０５を手動で制御するようにしてもよい。
【００８０】
ほとんどの振動式メータが当該振動式メータの導管内に圧力センサを有していないので、ここに記載の実施形態では、振動式メータ５により測定することができる流れ特性とともに、振動式メータ５の上流側及び／または下流側で得られる圧力測定値を用いて、振動式メータの導管内の静圧を求めるための他の方法が提供されている。上述のように、ほとんどの振動式メータ、とくにコリオリ式流量計は、たとえば質量流量、体積流量、流体密度、総合質量流量及び温度の如き種々様々な流れ特性を測定することができる。これらの流れ特性の測定値のうちの１つ以上をセンサ組立体１０内の静圧を求めるために用いることができる。
【００８１】
ある実施形態によれば、飽和圧力と１つ以上の流れ特性との間の既知のまたは以前に求められた関係に基づいて、センサ組立体１０内の流体の飽和圧力をさらに求めることができる。たとえば、流体流動システム３００が炭化水素測定用途に用いられる場合、与えられた温度における炭化水素の流体密度とその飽和圧力との間に近似的関係が存在することが分かっている。この近似的関係はたとえば図５から分かる。
【００８２】
図５は、２つの異なる温度における例示の炭化水素族の飽和圧力に対する密度を示すチャートである。図から分かるように、０℃及び５０℃の両方において、密度と飽和圧力との間にはほぼ線形の関係が存在している。したがって、振動式メータ５がセンサ組立体１０を流れる流体の密度及び温度を求めると、流体の飽和圧力を求めることができる。図５に示されているチャートまたはルックアップ表を用いると、流体の飽和圧力を実質的にリアルタイムで求めることが可能となる。いうまでもなく、格納されている値か飽和圧力を求める方法の如き他の方法を用いてもよい。しかしながら、保管移送用途では、混合物の正確な純度が場所によって変わるため、仮定された飽和圧力を用いるのは現実的でもなければ正確でもない場合がある。それに対して、密度及び温度を測定すれば、図５に示されているグラフと同等のグラフを用いて補間法により飽和圧力を求めることができる。
【００８３】
図６には、センサ組立体１０内の流体の静圧を求めるために用いることが可能な処理ルーチン６００が示されている。たとえば、処理ルーチン６００はメータ電子機器２０内に格納されていてもよい。それに代えて、処理ルーチン６００は、システムコントローラ３１０内に格納され、当該システムコントローラ３１０により実行されるようになっていてもよい。ある実施形態によれば、処理ルーチン６００はステップ６０１で開始する。ステップ６０１では、パイプライン３０１内の流体の静圧が測定される。パイプライン３０１内の圧力は、第一の圧力センサ３０３及び／または第二の圧力センサ３０４を用いて測定されてもよい。測定された圧力は、第一の圧力信号２１３または第二の圧力信号２１４としてメータ電子機器２０へ送ることができる。それに代えて、測定された圧力は、システムコントローラ３１０へ直接送るようにしてもよい。パイプライン３０１のどの地点で圧力が測定されてもよいが、好ましい実施形態では、圧力センサ３０３及び／または圧力センサ３０４は、これら２つの圧力センサ３０３、３０４間の圧力降下がセンサ組立体１０に起因するものであって流体流動システム３００の他の構成部品に起因するものではないような、センサ組立体１０の近傍に配置されている。
【００８４】
ステップ６０２では、振動式メータ５は、センサ組立体１０から受け取るセンサ信号２１０に基づいて１つ以上の流れ特性を求めることができる。ある実施形態によれば、流れ特性の測定値とは質量流量の測定値のことであってもよい。他の実施形態によれば、流れ特性の測定値とは体積流量の測定値のことであってもよい。流れ特性の測定値には密度の測定値がさらに含まれてもよい。流れ特性の測定値には温度の測定値がさらに含まれてもよい。
【００８５】
ステップ６０３では、メータ電子機器２０またはシステムコントローラ３１０は、センサ組立体１０内の静圧を求めることができる。ある実施形態によれば、センサ組立体１０内の静圧は、測定されたパイプライン圧力及び１つ以上の流れ特性に基づいて求めることができる。上述のように、センサ組立体１０の寸法（断面積及び長さ）ならびに摩擦係数は既知になっているかまたは容易に測定することができるので、１つ以上の流れ特性を用いて、粘性圧力損失を求めることができる。さらに、圧力センサ３０３が配置されているポイント３３１における流体速度及びセンサ組立体１０内のポイント３３２またはその他のポイントにおける流体速度が求められている場合、そのポイントにおける静圧は、式（７）及び式（８）を静圧を求めるために再整理することにより求めることができる。一実施形態によれば、求められる静圧は、センサ組立体１０から流出する直前の静圧である。一般的にこのポイントで求められる静圧は、粘性圧力損失に起因する最小静圧であるが、センサ組立体内の他のポイントにおける静圧を式（７）及び式（８）の長さ（Ｌ）を調節するだけで求めることができる。
【００８６】
処理ルーチン６００は、センサ組立体１０内の静圧に基づいて流体が少なくともなんらかの気体を含んでいるか否かを判定することができる。たとえば、ステップ６０４では、静圧をしきい値またはしきい値範囲（値の幅）と比較することができる。当該しきい値は、たとえば流体の求められた飽和圧力に基づくものであってもよい。それに代えて、当該しきい値はユーザ入力値に基づくものであってもよい。ユーザ入力値は、流体の飽和圧力でなくともよく、もっと正確にいえば、飽和圧力よりも上にあると仮定される値であってもよい。したがって、静圧が、しきい値を上回っていれば、飽和圧力も上回っていることになる。しきい値またはしきい値範囲は、求められる飽和圧力よりも前もって決められた量だけ高い圧力であってもよい。このことは、飽和圧力未満に一時的にならせないように静圧の変化量を考慮に入れることを可能とする。ある実施形態によれば、飽和圧力は、たとえば密度測定値及び温度測定値に基づいて求めることができる。他の実施形態によれば、飽和圧力は、前もって格納されている値に基づいて求めることができる。
【００８７】
ある実施形態によれば、静圧がしきい値またはしきい値範囲内にある場合、プロセスはステップ６０５へ進むことができる。ステップ６０５では、さらなるアクションを必要としないようになっていてもよい。たとえば、しきい値が求められた飽和圧力に基づくものであり、静圧が飽和圧力を上回っている場合、アクションを必要としないようになっていてもよい。
【００８８】
しかしながら、ある実施形態によれば、静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、プロセスはステップ６０６に進むことができる。ステップ６０６では、システムコントローラ３１０またはメータ電子機器２０は１つ以上のアクションを行なうようになっていてもよい。たとえば、静圧が飽和圧力を下回っている場合、システムコントローラ３１０またはメータ電子機器２０は１つ以上のアクションを行なうようになっていてもよい。ある実施形態によれば、静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合に取られるアクションは、流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定することであってもよい。上述のように、たとえば静圧が飽和圧力を下回っている場合、流体は、フラッシュし始めるかまたはガス抜きが生じ、少なくともなんらかの気体が流体内に存在するようになる。
【００８９】
ある実施形態によれば、講ずることができる他のアクションは、流体速度を下げるかまたは管圧を上げるためにシステムコントローラ３１０が第一の弁３０２及び第二の弁３０５のうちの１つ以上を調節することであってもよい。それに代えて、流体にガス抜きが生じているかまたは流体がフラッシュし始めている恐れがあることをユーザまたはオペレータに注意喚起する警告を出するようになっていてもよい。センサ組立体１０内の静圧の測定値が流体の飽和圧力を下回っていると処理ルーチン６００が判定する場合に取りうる他のアクションについては当業者にとって明らかなことである。
【００９０】
他の実施形態では、メータ電子機器２０またはシステムコントローラ３１０は、振動式メータ５のドライブ利得に基づいて流体が飽和圧力を下回っていることを確認するようになっていてもよい。ドライブ利得は、ピックオフコイル電圧をドライブコイル電圧で除算したものとして定義することができる。たとえば米国特許第６，５６４，６１９号の従来技術において公知となっているように、コリオリ式流量計のドライブ利得は気体の存在の検出に用いることができる。
【００９１】
上述の議論はセンサ組立体１０内の流体の静圧を求めるものであるが、いうまでもなく、対象とする位置の流れ断面積が分かっている限り、上述の方法を用いて流体流動システム３００内の他の位置の流体の静圧が求められるようになっていてもよい。流体流動システム３００の他の位置の流体の静圧を求めるにあたって、センサ組立体１０により求められる流れ特性が対象とする位置で同じであることが仮定される。
【００９２】
図７は、例示の振動式メータについてのドライブ利得に対する空隙率を示すチャートである。図示されているように、ドライブ利得は空隙率１％に達する前に約１００％にまで急激に大きくなる。したがって、メータ電子機器２０、システムコントローラ３１０、またはその両方は、ドライブ利得の測定値をドライブ利得のしきい値レベルと比較することができる。たとえば、ドライブ利得の測定値がドライブ利得のしきい値レベルを超過する場合、流体の流れが飽和圧力未満になっている恐れがあるか、またはなんらかの他のエラーが生じて気体が混入してしまっている恐れがある。混入気体が検出された場合、センサ組立体１０内の静圧を飽和圧力を超えるように上昇させるために、流速を落とすようにまたは管圧を上げるように流体の流れを調節するようにしてもよい。したがって、流体が飽和圧力以下に留まっていることを確認するために、ドライブ利得を監視して流体内の気体を判別するようにしてもよい。
【００９３】
上述の実施形態により、振動式メータ５のセンサ組立体１０内の求められた静圧に基づいて振動式メータ５内の気体の存在を判定するためのシステム及び方法が提供されている。パイプライン内の流体の圧力を単に測定する従来のシステムとは異なり、上述の実施形態では、センサ組立体１０内の流体の静圧を求めるために、パイプライン３０１内の流体の圧力の測定値とともに１つ以上の流れ特性が用いられている。したがって、より正確で改善された測定結果を得ることができる。センサ組立体内の求められた静圧に基づいて、流体が少なくとも何らかの気体を含んでいるか否かについて判定することができる。たとえば、求められた静圧がしきい値またはしきい値範囲の外にある場合、流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定することができる。流体が少なくともなんらかの気体を含んでいると判定された場合、さらなるアクションを取ることができる。
【００９４】
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及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及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。
【００９５】
以上のように、流れ制御システムの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流体流動システムにも適用することができる。したがって、本実施形態の技術範囲は添付の特許請求の範囲によって決まる。
【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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