(57)【要約】  本発明に係る二重ドライバ振動式流量計（１００）が提供されている。二重ドライバ振動式流量計（１００）は、第一のフローチューブ（１０２Ａ）と、この第一のフローチューブ（１０２Ａ）にほぼ隣接する位置に設けられている第二のフローチューブ（１０２Ｂ）とを備えている。第一のフローチューブ（１０２Ａ）および第二のフローチューブ（１０２Ｂ）は共に長手方向の長さＬを有している。二重ドライバ振動式流量計（１００）は、第一のドライバ部（１２１Ａ）および第二のドライバ部（１２１Ｂ）を有し、第一のフローチューブ（１０２Ａ）および第二のフローチューブ（１０２Ｂ）に固定され、第一のフローチューブ（１０２Ａ）および第二のフローチューブ（１０２Ｂ）に沿った第三の長手方向の位置Ｙに設けられている第一のドライバ（１２１）と、第一のドライバ部（１２２Ａ）および第二のドライバ部（１２２Ｂ）を有し、第一のフローチューブ（１０２Ａ）および第二のフローチューブ（１０２Ｂ）へ固定され、実質的に第三の長手方向の位置Ｙに設けられ、第一のドライバ（１２１）から相当間隔をおいて設けられている第二のドライバ（１２２）とをさらに備えている。第一のドライバ（１２１）および第二のドライバ（１２２）は第一のフローチューブ（１０２Ａ）および第二のフローチューブ（１０２Ｂ）を実質的にユニゾンで振動させるように構成されている。
2011515696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重ドライバ振動式流量計（１００）であって、
第一のフローチューブ（１０２Ａ）と、
前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）にほぼ隣接して設けられている第二のフローチューブ（１０２Ｂ）と、
第一のドライバ部（１０８Ａ）および第二のドライバ部（１０８Ｂ）を有し、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）へ固定され、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）に沿った第三の長手方向の位置Ｙに設けられている第一のドライバ（１２１）と、
第一のドライバ部（１２２Ａ）および第二のドライバ部（１２２Ｂ）を有し、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）へ固定され、実質的に前記第三の長手方向の位置Ｙに設けられ、前記第一のドライバ（１２１）から相当間隔をおいて設けられている第二のドライバ（１２２）とを備えており、
前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）が長手方向の長さＬを有しており、
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）を実質的にユニゾンで振動させるように構成されてなる、二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項２】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）に対して実質的に質量バランスが取られてなる、請求項１に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項３】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が協動して前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ中心に対して実質的に作用するように構成されてなる、請求項１に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項４】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が、実質的に前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）の第三の長手方向の位置Ｙにおいてほぼ正反対に設けられてなる、請求項１に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項５】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が協動して前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ中心に対して実質的に作用し、前記第一のドライバ（１２１）が前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ頂部領域（１５０）へ取り付けられかつそこから延びており、また前記第二のドライバ（１２２）が前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）の底部領域（１５１）へ取り付けられかつそこから延びてなる、請求項１に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項６】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が協動して前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ中心に対して実質的に作用し、前記第一のドライバ（１２１）が前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ頂部領域（１５０）へ取り付けられかつそこから延びており、前記第二のドライバ（１２２）が前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ底部領域（１５１）へ取り付けられかつそこから延びており、前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）を相互に反対方向に向かう振動運動により接近方向および離隔方向に移動させるべく、実質的にユニゾンで伸長および収縮するように構成されてなる、請求項１に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項７】
前記第一のドライバ（１２１）の前記第一のドライバ部（１２１Ａ）が少なくとも部分的に中空（１３９）となっており、前記第一のドライバ部（１２１Ａ）および前記第二のドライバ部（１２１Ｂ）が接近方向に移動するとき、前記第二のドライバ部（１２１Ｂ）が前記中空（１３９）の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されており、前記第二のドライバ（１２２）の前記第一のドライバ部（１２２Ａ）が少なくとも部分的に中空（１４０）となっており、前記第一のドライバ部（１２２Ａ）および前記第二のドライバ部（１２２Ｂ）が接近方向に移動するとき、前記第二のドライバ部（１２２Ｂ）が前記中空（１４０）の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されている、請求項１に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項８】
二重ドライバ振動式流量計（１００）であって、
第一のフローチューブ（１０２Ａ）と、
前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）にほぼ隣接して設けられている第二のフローチューブ（１０２Ｂ）と、
第一のドライバ部（１０８Ａ）および第二のドライバ部（１０８Ｂ）を有し、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）に固定され、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）に沿った第三の長手方向の位置Ｙに設けられ、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ頂部領域（１５０）へ取り付けられそこから延びている第一のドライバ（１２１）と、
第一のドライバ部（１２２Ａ）および第二のドライバ部（１２２Ｂ）を有し、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）へ固定され、実質的に前記第三の長手方向の位置Ｙに設けられ、前記第一のドライバ（１２１）から相当間隔をおいて設けられ、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ底部領域（１５１）へ取り付けられそこから延びている第二のドライバ（１２２）とを備えており、
前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）が共に長手方向の長さＬを有しており、
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）を実質的にユニゾンで振動させるように構成されてなる、二重ドライブ振動式流量計（１００）。
【請求項９】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）に対して実質的に質量バランスが取られてなる、請求項８に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項１０】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が協動して前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）のほぼ中心に対して実質的に作用するように構成されてなる、請求項８に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項１１】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が、実質的に前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）の第三の長手方向の位置Ｙにおいてほぼ正反対に設けられてなる、請求項８に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項１２】
前記第一のドライバ（１２１）および前記第二のドライバ（１２２）が、前記第一のフローチューブ（１０２Ａ）および前記第二のフローチューブ（１０２Ｂ）を相互に反対方向に向かう振動運動により接近方向および離隔方向に移動させるべく、実質的にユニゾンで伸長および収縮するように構成されてなる、請求項８に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項１３】
前記第一のドライバ（１２１）の前記第一のドライバ部（１２１Ａ）が少なくとも部分的に中空（１３９）となっており、前記第一のドライバ部（１２１Ａ）および前記第二のドライバ部（１２１Ｂ）が接近方向に移動するとき、前記第二のドライバ部（１２１Ｂ）が前記中空（１３９）の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されており、前記第二のドライバ（１２２）の前記第一のドライバ部（１２２Ａ）が少なくとも部分的に中空（１４０）となっており、前記第一のドライバ部（１２２Ａ）および前記第二のドライバ部（１２２Ｂ）が接近方向に移動するとき、前記第二のドライバ部（１２２Ｂ）が前記中空（１４０）の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されてなる、請求項８に記載の二重ドライバ振動式流量計（１００）。
【請求項１４】
二重ドライバ振動式流量計を振動させる方法であって、
前記二重ドライバ振動式流量計の第一のフローチューブおよび第二のフローチューブが共に長手方向の長さLを有しており、前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブの第三の長手方向の位置Ｙに設けられている第一のドライバを励磁させることと、
実質的に前記第一のフローチューブおよび第二のフローチューブの第三の長手方向の位置Ｙに前記第一のドライバから相当間隔をおいて設けられている第二のドライバを励磁させることとを含んでおり、
前記第一のドライバおよび前記第二のドライバが、前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブを実質的にユニゾンで振動させる、方法。
【請求項１５】
前記第一のドライバおよび前記第二のドライバが、前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブに対して実質的に質量バランスが取られる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一のドライバおよび前記第二のドライバが協動して前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用する、請求項１４に記載の方法
【請求項１７】
前記第一のドライバおよび前記第二のドライバが、実質的に前記第一のフローチューブおよび第二のフローチューブの第三の長手方向の位置Ｙにおいてほぼ正反対に設けられている、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第一のドライバおよび前記第二のドライバが協動して前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用するように構成され、前記第一のドライバが前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブのほぼ頂部領域へ取り付けられかつそこから延びており、前記第二のドライバが前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブのほぼ底部領域へ取り付けられかつそこから延びている、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第一のドライバおよび前記第二のドライバが協動して前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用し、前記第一のドライバが前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブのほぼ頂部領域へ取り付けられかつそこから延びており、前記第二のドライバが前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブのほぼ底部領域へ取り付けられかつそこから延びており、前記第一のドライバおよび前記第二のドライバが、前記第一のフローチューブおよび前記第二のフローチューブを相互に反対方向に向かう振動運動により接近方向および離隔方向に移動させるべく、実質的にユニゾンで伸長および収縮する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一のドライバが、少なくとも部分的に中空になっている第一のドライバ部を有し、該第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、前記第二のドライバ部が前記中空の中へ少なくとも部分的に進入し、
前記第二のドライバが、少なくとも部分的に中空となっている第一のドライバ部を有し、該第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、前記第二のドライバ部が前記中空の中へ少なくとも部分的に進入する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動式流量計に関するものであり、とくに二重ドライバ（dual-driver）振動式流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量計および振動式デンシトメータの如き振動導管センサーは、流動物質が充填された振動導管の運動を検出するように動作することが一般的である。質量流量、密度などの如き導管内の物質に関連する物性について、導管に接続された運動トランスデューサから受信する測定信号を処理することにより求めることができる。物質が充填された振動システムの振動モードは、物質を収容する導管および導管に収容される物質の質量、剛性および減衰特性の影響を受けることが一般的である。
【０００３】
典型的なコリオリ質量流量メータは、パイプラインまたは他の輸送システムにインラインで接続されているとともに、システム内のたとえば流体、スラリーなどの物質を移送する１つ以上の導管を有している。各導管は、たとえば単純曲げモード、ねじれモード、ラジアルモードおよび結合モード含む一組の固有振動モードを有しているものと考えることができる。コリオリ質量流量測定の典型的な用途では、物質が導管を流れている際に、導管が１つ以上の振動モードで励振され、当該導管の運動が導管の複数の部位で間隔おいて測定される。励振は、導管を周期的に摂動するボイスコイルタイプのドライバの如き電気機械デバイスのようなアクチュエータにより通常加えられる。複数のトランスデューサ位置における運動間の測定時間の遅れまたは位相差を測定することによって質量流量を求めることが可能である。このような２つのトランスデューサ（または、ピックオフセンサー）が、１つ以上のフロー導管の振動の応答を測定するために通常用いられており、また、アクチュエータの上流側または下流側の位置に通常設けられている。これらの２つのピックオフセンサーは、独立した２対のワイヤーの如きケーブルにより電子装置に接続されている。この装置は、２つのピックオフセンサーから信号を受信し、質量流量測定値を導出するためにこれらの信号を処理する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
振動式流量計は、比較的低圧で流れる流体の質量流量を測定するために用いられることが多い。しかしながら、非常に高い流体の圧力下において質量流量を測定する需要がある。流体の圧力が非常に高い条件下では、フロー導管および他のフロー処理装置を重くかつ強靱に製造する必要がある。
【０００５】
しかしながら、このような構造的強度では流量計組立体を振動させることが問題となる。というのは、高圧流量計組立体が相当の剛性を有するものとなるからである。また、高圧流量計組立体は、振動に対する応答の測定を定量化することを困難なものとしている。というのは、剛性のため、振動に対する応答が比較的小さいからである。加えて、構造体質量に対する非構造体質量の比に起因して、すなわち流体の質量が導管の質量よりも非常に小さいため、フローチューブの振動周波数が流動物質の流体密度により大きな影響を受けないからである。周波数の変化が小さいので、生じる振幅、ひいては生じるピックオフ電圧は最小となり、計器感度は低くなる。比較的小さなピックオフ電圧の識別は、信号対雑音比が小さいので非常に困難なものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
本発明の１つの態様に従って、二重ドライバ振動式流量計が提供されている。二重ドライバ振動式流量計は、第一のフローチューブと、この第一のフローチューブにほぼ隣接する位置に設けられている第二のフローチューブとを備えている。第一のフローチューブおよび第二のフローチューブは共に長手方向の長さＬを有している。二重ドライバ振動式流量計は、第一のドライバ部および第二のドライバ部を有し、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブに固定され、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブに沿った第三の長手方向の位置Ｙに設けられている第一のドライバと、第一のドライバ部および第二のドライバ部を有し、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブへ固定され、実質的に第三の長手方向の位置Ｙに設けられ、第一のドライバから相当間隔をおいて設けられている第二のドライバとをさらに備えている。第一のドライバおよび第二のドライバは第一のフローチューブおよび第二のフローチューブを実質的にユニゾンで＜英語表記は「in  unison」であり、in  unisonは（動きを）一致させて、調和させて、または揃えてを意味する＞振動させるように構成されている。
【０００７】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブに対して実質的に質量バランスが取られている。
【０００８】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、協動して、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用する。
【０００９】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブの第三の長手方向の位置Ｙにおいてほぼ正反対に設けられている。
【００１０】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、協動して、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用し、第一のドライバが第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ頂部領域へ取り付けられかつそこから延びており、第二のドライバが第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ底部領域へ取り付けられかつそこから延びている。
【００１１】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、協動して、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用し、第一のドライバが第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ頂部領域へ取り付けられかつそこから延びており、第二のドライバが第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ底部領域へ取り付けられかつそこから延びており、第一のドライバおよび第二のドライバが、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブを相互に反対方向に向かう振動運動により接近方向および離隔方向に移動させるべく、実質的にユニゾンで伸長および収縮するように構成されている。
【００１２】
好ましくは、第一のドライバの第一のドライバ部が少なくとも部分的に中空＜英語表記は「hollow」であり、hollowは中空、空洞、または窪みを意味する＞となっており、第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、第二のドライバ部が中空の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されており、第二のドライバの第一のドライバ部が少なくとも部分的に中空となっており、第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、第二のドライバ部が中空の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されている。
【００１３】
本発明の１つの態様に従って、二重ドライバ振動式流量計が提供されている。二重ドライバ振動式流量計は、第一のフローチューブと、この第一のフローチューブにほぼ隣接する位置に設けられている第二のフローチューブとを備えている。第一のフローチューブおよび第二のフローチューブは共に長手方向の長さＬを有している。二重ドライバ振動式流量計は、第一のドライバ部および第二のドライバ部を有し、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブに固定され、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブに沿った第三の長手方向の位置Ｙに設けられている第一のドライバと、第一のドライバ部および第二のドライバ部を有し、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブへ固定され、実質的に第三の長手方向の位置Ｙに設けられ、第一のドライバから相当間隔をおいて設けられ、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ底部領域へ取り付けられそこから延びている第二のドライバとをさらに備えている。第一のドライバおよび第二のドライバは第一のフローチューブおよび第二のフローチューブを実質的にユニゾンで振動させるように構成されている。
【００１４】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブに対して実質的に質量バランスが取られている。
【００１５】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、協動して、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用する。
【００１６】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブの第三の長手方向の位置Ｙにおいてほぼ正反対に設けられている。
【００１７】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブを相互に反対方向に向かう振動運動により接近方向および離隔方向に移動させるべく、実質的にユニゾンで伸長および収縮するように構成されている。
【００１８】
好ましくは、第一のドライバの第一のドライバ部は少なくとも部分的に中空となっており、第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、第二のドライバ部が中空の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されており、第二のドライバの第一のドライバ部が少なくとも部分的に中空となっており、第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、第二のドライバ部が中空の中へ少なくとも部分的に進入するように構成されている。
【００１９】
本発明の１つの態様に従って、二重ドライバ振動式流量計を振動させる方法が提供されている。係る方法は、二重ドライバ振動式流量計の第一のフローチューブおよび第二のフローチューブの長手方向の位置Ｙに設けられている第一のドライバを励磁させることを含んでいる。第一のフローチューブおよび第二のフローチューブは長手方向の長さＬを有している。係る方法は、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブの実質的に第三の長手方向の位置Ｙに設けられている第二のドライバを励磁させることを含んでいる。第二のドライバは、第一のドライバから相当間隔をおいて設けられている。第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブを実質的にユニゾンで振動させる。
【００２０】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブに対して実質的に質量バランスが取られている。
【００２１】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、協動して、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用する。
【００２２】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブの第三の長手方向の位置Ｙにおいてほぼ正反対に設けられている。
【００２３】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、協動して、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用し、第一のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ頂部領域へ取り付けられかつそこから延びており、第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ底部領域へ取り付けられかつそこから延びている。
【００２４】
好ましくは、第一のドライバおよび第二のドライバは、協動して、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ中心に対して実質的に作用し、第一のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ頂部領域へ取り付けられかつそこから延びており、第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブのほぼ底部領域へ取り付けられかつそこから延びており、第一のドライバおよび第二のドライバは、第一のフローチューブおよび第二のフローチューブを相互に反対方向に向かう振動運動により接近方向および離隔方向に移動させるべく、実質的にユニゾンで伸長および収縮する。
【００２５】
好ましくは、第一のドライバは、少なくとも部分的に中空になっている第一のドライバ部を有しており、第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、第二のドライバ部は、中空の中へ少なくとも部分的に進入し、第二のドライバは、少なくとも部分的に中空となっている第一のドライバ部を有しており、第一のドライバ部および第二のドライバ部が接近方向に移動するとき、第二のドライバ部は、中空の中へ少なくとも部分的に進入する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
同一の参照番号はすべての図面上において同一の部品を表わしている。図面は必ずしも同一の縮尺ではないことはいうまでもない。
【図１】本発明の実施形態に係る二重ドライバ振動式流量計を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る二重ドライバ振動式流量計を示すＡＡ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電磁石を示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜図３および下記の記載には、本発明の最良のモードを作成および利用する方法を当業者に教示するための具体的な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。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技術範囲内に含まれる。当業者にとって明らかなように、下記の記載の構成要件をさまざまな方法で組み合わせて本発明の複数の変形例を形成することができる。したがって、本発明は、下記記載の特定の実施形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定される。
【００２８】
図１には、本発明の実施形態に係る二重ピックオフ振動式流量計１００が示されている。たとえば、二重ピックオフ振動式流量計１００がコリオリ流量計から構成されていてもよい。これに代えて、二重ピックオフ振動式流量計１００がデンシトメータから構成されていてもよい。二重ピックオフ振動式流量計１００は、第一のフローチューブ１０２Ａと、第二のフローチューブ１０２Ｂとを備えており、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂは、長手方向の長さＬを有し、端部材１０５を共有している。ブレースバー１０３は、フローチューブ１０２Ａ，１０２Ｂに固定され、二重ピックオフ振動式流量計１００の振動特性を求めることができる。これらの端部材１０５は、二重ピックオフ振動式流量計１００をパイプラインまたは導管へ結合するための取付機能を提供することができる。加えて、端部材１０５は、流体の流れを第一のフローチューブ１０２Ａと第二のフローチューブ１０２Ｂとに実質的に分流するため、フロー分流機能を提供することができる。二重ピックオフ振動式流量計１００は、ピックオフセンサー１０８〜１１１および１つ以上のドライバ１２１，１２２をさらに備えている。
【００２９】
図示されているように、振動式流量計１００は直線状の振動式流量計から構成されていてもよい。これに代えて、振動式流量計１００には、湾曲したまたは非直線状のフローチューブが採用されてもよい。
【００３０】
二重ピックオフ振動式流量計１００を、高圧用途用に設計し、非常に厚い導管壁を用いて製造するようにしてもよい。この結果、フローチューブの剛性が非常に高いものとなり、ピックオフにおけるフローチューブの振幅が小さなものとなる。したがって、ピックオフの位置におけるフローチューブのふれは比較的小さい。加えて、フローチューブの固有振動周波数（すなわち、共振振動数）は、構造体質量に対する非構造体質量の比に起因して、フローチューブを流れる流体の流体密度により大きく影響を受けることはない。したがって、ピックオフセンサーにおける質量流量の変化に対する振動周波数の変化が比較的小さいため、感度が低いものとなる。関連メータ機器（図示せず）は、正確に振動周波数を測定するために、たとえば、通常５０ｍＶの入力を必要とする。振幅が小さいため、ピックオフセンサーにより非常に小さな振幅の電圧が出力されることになる。
【００３１】
従来の一つのアプローチはピックオフセンサーからの信号を単に増幅することである。しかしながら、ノイズの多い環境下では、増幅には実用上の上限が存在する。増幅されたノイズは、ピックオフ信号の区別を困難なものまたは不可能なものとする恐れがある。
【００３２】
二重ピックオフ振動式流量計１００は、第一のピックオフセンサー１０８と、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂに沿った第一の長手方向の位置Ｘに設けられている第二のピックオフセンサー１０９とを備えている。第一のピックオフセンサー１０８は第一のピックオフ部１０８Ａと第二のピックオフ部１０８Ｂとを有しており、第二のピックオフセンサー１０９は第一のピックオフ部１０９Ａと第二のピックオフ部１０９Ｂとを有している。第一のピックオフセンサー１０８および第二のピックオフセンサー１０９は第一の長手方向の位置Ｘに設けられ、第二のピックオフセンサー１０９は第一のピックオフセンサー１０８から相当間隔をおいて設けられている。一部の実施形態では、第一のピックオフセンサー１０８および第二のピックオフセンサー１０９は、第一の長手方向の位置Ｘにおいて、２つのフローチューブ１０２Ａ，１０２Ｂ上のほぼ反対側に設けられている。一部の実施形態では、第一のピックオフセンサー１０８および第二のピックオフセンサー１０９は、第一の長手方向の位置Ｘにおいて、２つのフローチューブ１０２Ａ、１０２Ｂ上のほぼ正反対側に設けられている。一部の実施形態では、第一のピックオフセンサー１０８および第二のピックオフセンサー１０９は、図示されているように、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂのほぼ頂部領域またはほぼ底部領域に取り付けられているかまたは固定されている。したがって、第一のピックオフセンサー１０８および第二のピックオフセンサー１０９は、ほぼ正反対側に設けられている。
【００３３】
加えて、二重ピックオフ振動式流量計１００は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂに沿った第二の長手方向の位置Ｚ設けられている第三のピックオフセンサー１１０および第四のピックオフセンサー１１１を備えている。第三のピックオフセンサー１１０は、第一のピックオフ部１１０Ａおよび第二のピックオフ部１１０Ｂを有しており、第四のピックオフセンサー１１１は、第一のピックオフ部１１１Ａおよび第二のピックオフ部１１１Ｂを有している。第四のピックオフセンサー１１１は、実質的に第二の長手方向の位置Ｚに、ピックオフセンサー１１０から間隔をおいて設けられている。一部の実施形態では、第三のピックオフセンサー１１０および第四のピックオフセンサー１１１は、２つのフローチューブ１０２Ａ，１０２Ｂ上のほぼ反対側に設けられている。
【００３４】
第二の長手方向の位置Ｚは、第一の長手方向の位置Ｘから間隔をおいて配置されている。したがって、第三のピックオフセンサー１１０および第四のピックオフセンサー１１１は、第一のピックオフセンサー１０８および第二のピックオフセンサー１０９から長手方向に沿って間隔おいて配置されている。
【００３５】
二重ピックオフ振動式流量計１００は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂに沿った第三の長手方向の位置Ｙに設けられている１つ以上のドライバ１２１，１２２をさらに備えている。１つ以上のドライバ１２１、１２２は、フローチューブ１０２Ａ，１０２Ｂを相互にほぼ反対方向に向けて振動させ、フローチューブ１０２Ａ、１０２Ｂを交互に接近方向および離隔方向に向けて移動させる。
【００３６】
１つの実施形態では、単一（すなわち、第一の）ドライバ１２１だけが必要である。このような実施形態（図示せず）では、単一のドライバは、第一のフローチューブ１０２Ａと第二のフローチューブ１０２Ｂとのほぼ間に、たとえばその間のギャップ内の位置に配置されてもよい。
【００３７】
これに代えて、フローチューブ１０２Ａ，１０２Ｂの剛性が非常に高い場合、１を超える数のドライバが必要となる場合もある。たとえば、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂにおいて所望の振幅を達成するために２つのドライバ１２１，１２２を用いてもよい。２つのドライバ１２１，１２２を同一の長手方向の位置Ｙに設け、フローチューブ１０２Ａ，１０２Ｂを実質的にユニゾンで＜英語表記は「in  unison」であり、in  unisonは（動きを）一致させて、調和させて、または揃えてを意味する＞振動させることができる。したがって、２つのドライバ１２１，１２２はフローチューブを接近方向および離隔方向にむけて振動させることができる。
【００３８】
第三の長手方向の位置Ｙは、第一の長手方向の位置Ｘおよび第二の長手方向の位置Ｚから間隔をおいて配置されている。一部の実施形態では、第三の長手方向の位置Ｙを第一の長手方向の位置Ｘと第二の長手方向の位置Ｚとの間のほぼ中心に配置することができる。
【００３９】
各ピックオフセンサー１０８〜１１１は、対応するフローチューブに結合されている２つのピックオフ部を有している。ピックオフセンサー１０８は、第一のフローチューブ１０２Ａに結合される第一のピックオフ部１０８Ａと、第二のフローチューブ１０２Ｂに結合される第二のピックオフ部１０８Ｂとを有している。ピックオフセンサー１０９は、第一のフローチューブ１０２Ａに結合される第一のピックオフ部１０９Ａと、第二のフローチューブ１０２Ｂに結合される第二のピックオフ部１０９Ｂとを有している。ピックオフセンサー１１０は、第一のフローチューブ１０２Ａに結合される第一のピックオフ部１１ＯＡと、第二のフローチューブ１０２Ｂに結合される第二のピックオフ部１１０Ｂとを有している。ピックオフセンサー１１１は、第一のフローチューブ１０２Ａに結合される第一のピックオフ部１１１Ａと、第二のフローチューブ１０２Ｂに結合される第二のピックオフ部１１１Ｂとを有している。
【００４０】
フローチューブが相互に反対方向に向かって動くと、２つの対応するピックオフ部が接近方向にまたは離隔方向に向かって移動するため、２つのピックオフ部は、フローチューブ１０２Ａ，１０２Ｂの振動中、相対的に移動し、離隔および接近する。このことにより、ピックオフ電圧信号がさらに生成されることになる。
【００４１】
一部の実施形態では、第一のピックオフ部１０８Ａ〜１１１Ａは、少なくとも部分的に中空＜英語表記は「hollow」であり、hollowは中空、空洞、または窪みを意味する＞となっており、第一のピックオフ部１０８Ａ〜１１１Ａおよび第二のピックオフ部１０８Ｂ〜１１１Ｂが接近するとき、第二のピックオフ部１０８Ｂ〜１１１Ｂは少なくとも部分的に中空領域１５０の中へと進入する。これに代えて、これらのピックオフ部は他の協働形状を有してもよい。
【００４２】
図示されている実施形態では、二重ピックオフ振動式流量計１００は、第一のドライバ１２１と第二のドライバ１２２とを備えている。第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２はフローチューブを相互に反対方向に向けて振動させるように協働する。２つのドライバを組み合わせると、駆動動力が増大する。第一のドライバ１２１は、第一のフローチューブ１０２Ａに結合される第一のドライバ部１２１Ａと、第二のフローチューブ１０２Ｂに結合される第二のドライバ部１２１Ｂとを有している。第二のドライバ１２２は、第一のフローチューブ１０２Ａに結合される第一のドライバ部１２２Ａと、第二のフローチューブ１０２Ｂに結合される第二のドライバ部１２２Ｂとを有している。
【００４３】
一部の実施形態では、第一のドライバ部１２１Ａ／１２２Ａは、少なくとも部分的に中空となっており、第二のドライバ部１２１Ｂ／１２２Ｂは、第一のドライバ部１２１Ａ／１２２Ａおよび第二のドライバ部１２１Ｂ／１２２Ｂが接近する（すなわち、相互に接近方向に移動する）とき、少なくとも部分的に中空領域の中へと進入する。これに代えて、これらのドライバは他の協働形状を有してもよい。
【００４４】
バランスの取れた二重ドライバ構成は従来技術と対照的である。一つの従来技術のアプローチでは、２つのドライバ構成部品が１または２つのフローチューブの中心に作用するように設けられる単一ドライバが用いられる。これに代えて、他の従来技術に係るドライバ設計では、従来技術に係るドライバは、フローチューブの中央線からオフセットされており、２つの従来技術に係るドライバ構成部品の質量バランスを取るため、フローチューブの両側の質量バランスを取るようにすることができる。
【００４５】
第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂに対して実質的に質量バランスが取られている。第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２は、協動して、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂのほぼ中心に作用するようになっている。したがって、第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂにねじれ力またはトルクを加えないようになっている。一部の実施形態では、第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２は、第三の長手方向の位置Ｙにおいて第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂのほぼ正反対側に配置されている。
【００４６】
図示されている実施形態では、第一のドライバ１２１は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂのほぼ頂部領域へ取り付けられ、そこから延びている。それに対応して、第二のドライバ１２２は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂのほぼ底部領域へ取り付けられ、そこから延びている。したがって、第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂを相互に反対方向に向かう振動運動により接近方向および離隔方向に振動させるために、実質的にユニゾンで伸長および収縮するようになっている。さらに、ドライバ１２１，１２２の実質的にバランスの取れた構成により、減衰も同様にバランスが取れることが担保される。
【００４７】
図２は、本発明の実施形態に係る二重ドライバ振動式流量計１００を示す断面図ＡＡである。断面図ＡＡは図中の長手方向の位置Ｙから得られたものである。この断面図には、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂが示されており、また、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂから延出する付随の取付要素１３１，１３２が示されている。取付要素１３１，１３２は、第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２の取り付けを可能としている。
【００４８】
取付要素１３１Ａ，１３１Ｂは、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂの頂部領域１５０から延びており、取付要素１３２Ａ，１３２Ｂは、底部領域１５１から延びている。したがって、ドライバ１２１，１２２とが協動して、第一のフローチューブ１０２Ａと第二のフローチューブ１０２Ｂとの各々ほぼ中心に対して実質的に作用するようになっている。しかしながら、他の位置も考えられており、本明細書および請求項の技術範囲内に含まれる。頂部領域１５０および底部領域１５１は例示を意図して符号が付されたものであり、ドライバ１２１および１２２（または、振動式流量計１００）をいかなる向きに限定することを意図していない。
【００４９】
一部の実施形態では、第一のドライバ１２１および第二のドライバ１２２は、取付延長部材１３４と、永久磁石部１３５／１３７と、電磁石部１３６／１３８とを有している。したがって、第一のドライバ部１２１Ａは電磁石部１３６に結合されている取付延長部材１３４を有することができ、第二のドライバ部１２１Ｂは永久磁石部１３５に結合されている取付延長部材１３４を有することができる。これら２つの取付延長部材１３４は、取付部材１３１Ａ，１３１Ｂへ固定されている。一部の実施形態では、これら２つの取付延長部材１３４は取付部材１３１Ａ，１３１Ｂへ調節可能に固定されている。同様に、第二のドライバ１２２は、取付延長部材に結合されている永久磁石部１３７と、取付延長部材１３４に結合されている電磁石部１３８とを有することができる。同様に、第二のドライバ１２２の２つの取付延長部材１３４は、取付部材１３２Ａ，１３２Ｂへ固定されている。第二のドライバ１２２の２つの取付延長部材１３４を取付部材１３２Ａおよび１３２Ｂへ調節可能に固定することができる。したがって、電磁石部１３６，１３８が励磁されると、永久磁石部１３５，１３７が交互に引き付け合いおよび反発し合い、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂを実質的に相互に反対方向に向けて振動させる。
【００５０】
永久磁石部１３５，ｌ３７は、電磁石部１３６，１３８の少なくとも１部を受ける中空１３９，１４０を有することができる。永久磁石部１３５，１３７のうちの一部または全部が永久磁石により構成されてもよい。したがって、２つのドライバ部が接近しているとき、電磁石部１３６，１３８は、中空１３９，１４０の中へと少なくとも部的に進入することができる。いうまでもなく、永久磁石部１３５／１３７と電磁石部１３６／１３８との配置を交換してもよく、図示されている配置に限定されなくともよい。
【００５１】
図３は、本発明の実施形態に係る電磁石部１３６，１３８を示す詳細図である。電磁石部１３６，１３６の各々は、コイル部１４３と、スタンドオフ部１４４と、フランジ部１４５とを有している。中空１３９，１４０の中にぴったりと嵌るようにフランジ部１４５を設計することができる（図２参照）。スタンドオフ部１４４は、磁化可能材料または磁気伝導性材料から構成することができ、また、コイル部１４３を部分的にまたは完全に貫通して延びるコア部を有することができる。したがって、スタンドオフ部１４４は、磁束をフランジ部１４５へ伝えることができる。同様に、フランジ部１４５は、磁化可能材料または磁気伝導性材料から構成することができ、フランジ部１４５は、第一のフローチューブ１０２Ａおよび第二のフローチューブ１０２Ｂを振動させるために、コイル部１４３によって形成される磁束の影響の下で、対応する永久磁石１３５，１３７を引き付けまたは反発させる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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