(57)【要約】  本発明は、振動式流れデバイス（５）内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステム、方法およびコンピュータプログラム製品に関するものである。一実施形態では、システム、方法およびコンピュータプログラムは、例えば、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値とを比較することと、空隙率と空隙率しきい値とを比較することとを含んでいる。他の実施形態では、システム、方法およびコンピュータプログラムは、例えば、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値とを比較することと、空隙率と空隙率しきい値とを比較することと、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値とを比較することとを含んでいる。さらに他の実施形態では、システム、方法およびコンピュータプログラムは、例えば、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値とを比較することと、ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値とを比較することとを含んでいる。
2011511941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動式流れデバイス（５）内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するための方法であって、
ドライブ利得を測定するステップと、
空隙率を求めるステップと、
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および前記空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するステップと
を有している、プロセス外乱を検出するための方法。
【請求項２】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれる、請求項１に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項３】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値未満であるか否かの結果が含まれる、請求項１に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項４】
前記空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、前記空隙率が前記空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる、請求項１に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項５】
前記空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、前記空隙率が前記空隙率しきい値より大きいか否かの結果が含まれる、請求項１に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項６】
前記ドライブ利得の測定値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、前記空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、前記空隙率が前記空隙率しきい値より大きいか否かの結果が含まれる、請求項１に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項７】
前記方法には、情報を出力することと、一または複数のアクションを推奨することと、前記プロセス外乱の深刻さを減らすまたは前記プロセス外乱が前記振動式流れデバイスにより測定される特性の精度に対して与える悪い影響を減らす一または複数のアクションを実行することとがさらに含まれる、請求項１に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項８】
前記方法には、質量流量を測定するステップと、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するステップとをさらに有する、請求項１に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項９】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１０】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値未満であるか否かの結果が含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１１】
前記空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、前記空隙率が前記空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１２】
前記質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には、前記質量流量の測定値が前記定格質量流量しきい値より大きいか否かの結果が含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１３】
前記質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には、前記質量流量の測定値が前記定格質量流量しきい値未満か否かの結果が含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１４】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値の測定値未満か否かの結果が含まれており、前記質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には、前記質量流量の測定値が前記定格質量流量しきい値より大きいか否かの結果が含まれており、前記空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、前記空隙率が前記空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１５】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、前記質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には、前記質量流量の測定値が前記定格質量流量しきい値未満か否かの結果が含まれており、前記空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、前記空隙率が前記空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１６】
前記方法には、情報を出力することと、一または複数のアクションを推奨することと、前記プロセス外乱の深刻さを減らすまたは前記プロセス外乱が前記振動式流れデバイスにより測定される特性の精度に対して与える悪い影響を減らす一または複数のアクションを実行するこことがさらに含まれる、請求項８に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１７】
振動式流れデバイス（５）内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するための方法であって、
ドライブ利得を測定するステップと、
ピックオフ振幅を測定するステップと、
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および前記ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するステップと
を有している、プロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１８】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれる、請求項１７に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項１９】
前記ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果には、前記ピックオフ振幅の測定値が前記ピックオフ振幅しきい値より大きいか否かの結果が含まれる、請求項１７に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項２０】
前記ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果には、前記ピックオフ振幅の測定値が前記ピックオフ振幅しきい値未満か否かの結果が含まれる、請求項１７に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項２１】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、前記ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果には、前記ピックオフ振幅の測定値が前記ピックオフ振幅しきい値より大きいか否かの結果が含まれる、請求項１７に記載のプロセス外乱を検出するための方法。 
【請求項２２】
前記ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、前記ドライブ利得の測定値が前記ドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、前記ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果には、前記ピックオフ振幅の測定値が前記ピックオフ振幅しきい値未満か否かの結果が含まれる、請求項１７に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項２３】
前記方法には、情報を出力することと、一または複数のアクションを推奨することと、前記プロセス外乱の深刻さを減らすまたは前記プロセス外乱が前記振動式流れデバイスにより測定される特性の精度に対して与える悪い影響を減らす一または複数のアクションを実行するこことをさらに含む、請求項１７に記載のプロセス外乱を検出するための方法。
【請求項２４】
振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのプロセスを実行する実行可能コードを有しているコンピュータによる使用可能媒体を備えたコンピュータプログラム製品であって、
前記プロセスが、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較とに基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するステップを有してなる、コンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
前記プロセスには、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出することがさらに含まれる、請求項２４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２６】
振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのプロセスを実行する実行可能コードを有しているコンピュータによる使用可能媒体を備えたコンピュータプログラム製品であって、
前記プロセスが、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するステップを有してなる、コンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
振動式流れデバイス（５）内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステムであって、
流体を受け入れるように構成された少なくとも１つの導管（１０３Ａ）と、
前記少なくとも１つの導管（１０３Ａ）を振動させるように構成された少なくとも１つのドライブ（１０４）と、
前記少なくとも１つの導管（１０３Ａ）の振動を測定するように構成された少なくとも１つピックオフ（１０５）と、
ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するように構成された一または複数の電子機器（２０）と
を備えてなる、システム。
【請求項２８】
前記一または複数の電子機器（２０）が、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値とのさらなる比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するように構成されてなる、請求項２７に記載のプロセス外乱を検出するためのシステム。
【請求項２９】
振動式流れデバイス（５）内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステムであって、
流体を受け入れるように構成された少なくとも１つの導管（１０３Ａ）と、
前記少なくとも１つの導管（１０３Ａ）を振動させるように構成された少なくとも１つのドライブ（１０４）と、
前記少なくとも１つの導管（１０３Ａ）の振動を測定するように構成された少なくとも１つのピックオフ（１０５）と、
ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいて前記プロセス外乱の存在を検出するように構成された一または複数の電子機器（２０）と
を備えてなる、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入されるガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステム、方法およびコンピュータプログラム製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密度計およびコリオリ流量計のような振動式流れデバイスは、密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度、他の情報などの流動物質の特性を測定する際に用いられる。振動式流れデバイスは、一または複数の導管を有している。導管は、例えば直線形状、Ｕ字形状または異形形状のようなさまざまな形状を有している。
【０００３】
一または複数の導管は、例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を含む一組の固有の振動モードを有している。流動物質の特性を得るために、少なくとも１つのドライブを用いて一または複数の導管を上記のモードのうちの一つのモードの共振周波数で振動させる。一または複数の電子機器は正弦波駆動信号を少なくとも１つのドライブへ送信するように構成されている。このドライブは、通常マグネットとコイルを組み合わせたものであり、このマグネットは導管に固定され、コイルは支持構造体または他の導管に固定されている。この駆動信号により、ドライブがドライブモードでかつドライブ周波数で一または複数の導管を振動させる。例えば、駆動信号はコイルに送信される周期的な電流である。
【０００４】
導管の運動を検出した少なくとも一つのピックオフが、振動する導管の運動を表す正弦波ピックオフ信号を生成するように構成されている。このピックオフ信号は一または複数の電子機器へ送信される。周知の原理よれば、ピックオフ信号は、流動物質の特性を決定するために、一または複数の電子機器に用いられてもよいし、または、必要ならば駆動信号を調節するために用いられてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
振動式流れデバイスからのデータの出力で生じうる１つの問題は、物質の急激な変化により生じる誤った読み取りである。具体的にいえば、流動物質が液体であり、この液体内に微粒子および／またはガス泡が存在している場合、このことが、出力に大きくかつ不正確な変化を引き起こす場合がある。
【０００６】
本発明は、従来の振動式流れデバイスに固有のこの欠点を克服することに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の技術範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ規定され、「課題を解決するための手段」の内容によっていかなる程度であっても影響されるものではない。
【０００８】
本発明の一実施形態は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するための方法であって、ドライブ利得を測定するステップと、空隙率を求めるステップと、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するステップとを有している。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するための方法であって、ドライブ利得を測定するステップと、ピックオフ振幅を測定するステップと、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するステップを有している。
【００１０】
本発明のさらに他の実施形態は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのプロセスを実行する実行可能コードを有しているコンピュータによる使用可能媒体を備えたコンピュータプログラム製品であって、かかるプロセスが、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するステップを有している。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのプロセスを実行する実行可能コードを有しているコンピュータによる使用可能媒体を備えたコンピュータプログラム製品であって、かかるプロセスが、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するステップを有している。
【００１２】
本発明の他の実施形態は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステムであって、少なくとも１つの導管と、少なくとも１つのドライブと、少なくとも１つのピックオフと、一または複数の電子機器とを備えている。少なくとも１つの導管は流体を受け入れるように構成されている。少なくとも１つのドライブは少なくとも１つの導管を振動させるように構成されている。少なくとも１つのピックオフは少なくとも１つの導管の振動を測定するように構成されている。一または複数の電子機器はドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するように構成されている。
【００１３】
本発明のさらに他の実施形態は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステムであって、少なくとも１つの導管と、少なくとも１つのドライブと、少なくとも１つのピックオフと、一または複数の電子機器とを備えている。少なくとも１つの導管は流体を受け入れるように構成されている。 少なくとも１つのドライブは少なくとも１つの導管を振動させるように構成されている。 少なくとも１つのピックオフは少なくとも１つの導管の振動を測定するように構成されている。 一または複数の電子機器はドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するように構成されている。
【００１４】
態様
本発明の１つの態様は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するための方法であって、 ドライブ利得を測定するステップと、空隙率を求めるステップと、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するステップとを有している。
【００１５】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれる
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値未満であるか否かの結果が含まれる。
【００１６】
好ましくは、空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、空隙率が空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる。
【００１７】
好ましくは、空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、空隙率が空隙率しきい値より大きいか否かの結果が含まれる。
【００１８】
好ましくは、ドライブ利得の測定値との比較の結果にはドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には空隙率が空隙率しきい値より大きいか否かの結果が含まれる。
【００１９】
好ましくは、かかる方法は、情報を出力することと、一または複数のアクションを推奨することと、プロセス外乱の深刻さを減らすまたはプロセス外乱が振動式流れデバイスにより測定される特性の精度に対して与える悪い影響を減らす一または複数のアクションを実行するこことをさらに含んでいる。
【００２０】
好ましくは、かかる方法は、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出することをさらに含んでいる。
【００２１】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれる。
【００２２】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値未満であるか否かの結果が含まれる。
【００２３】
好ましくは、空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には、空隙率が空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる。
【００２４】
好ましくは、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には、質量流量の測定値が定格質量流量しきい値より大きいか否かの結果が含まれる。
【００２５】
好ましくは、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には、質量流量の測定値が定格質量流量しきい値未満か否かの結果が含まれる。
【００２６】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果にはドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値の測定値未満か否かの結果が含まれており、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には質量流量の測定値が定格質量流量しきい値より大きいか否かの結果が含まれており、空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には空隙率が空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる。
【００２７】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果にはドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果には質量流量の測定値が定格質量流量しきい値未満か否かの結果が含まれており、空隙率と空隙率しきい値との比較の結果には空隙率が空隙率しきい値未満か否かの結果が含まれる。
【００２８】
好ましくは、かかる方法は、情報を出力することと、一または複数のアクションを推奨することと、プロセス外乱の深刻さを減らすまたはプロセス外乱が振動式流れデバイスにより測定される特性の精度に対して与える悪い影響を減らす一または複数のアクションを実行することとをさらに含んでいる。
【００２９】
本発明の他の態様は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するための方法であって、ドライブ利得を測定するステップと、ピックオフ振幅を測定するステップと、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するステップとを有している。
【００３０】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果には、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれる。
【００３１】
好ましくは、ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果には、ピックオフ振幅の測定値がピックオフ振幅しきい値より大きいか否かの結果が含まれる。
【００３２】
好ましくは、ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果には、ピックオフ振幅の測定値がピックオフ振幅しきい値未満か否かの結果が含まれる。
【００３３】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果にはドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果にはピックオフ振幅の測定値がピックオフ振幅しきい値より大きいか否かの結果が含まれる。
【００３４】
好ましくは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較の結果にはドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値とほぼ等しいか否かの結果が含まれており、ピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果にはピックオフ振幅の測定値がピックオフ振幅しきい値未満か否かの結果が含まれる。
【００３５】
好ましくは、かかる方法は、情報を出力することと、一または複数のアクションを推奨することと、プロセス外乱の深刻さを減らすまたはプロセス外乱が振動式流れデバイスにより測定される特性の精度に対して与える悪い影響を減らす一または複数のアクションを実行することとをさらに含んでいる。
【００３６】
本発明のさらに他の態様は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのプロセスを実行する実行可能コードを有しているコンピュータによる使用可能媒体を備えたコンピュータプログラム製品であって、かかるプロセスが、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出することを含んでいる。
【００３７】
好ましくは、かかるプロセスは、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出することをさらに含んでいる。
【００３８】
本発明のさらに他の態様は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのプロセスを実行する実行可能コードを有しているコンピュータによる使用可能媒体を備えたコンピュータプログラム製品であって、かかるプロセスが、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出することを含んでいる。
【００３９】
本発明の他の態様は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステムであって、流体を受け入れるように構成された少なくとも１つの導管と、少なくとも１つの導管を振動させるように構成された少なくとも１つのドライブと、少なくとも１つの導管の振動を測定するように構成された少なくとも１つのピックオフと、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較および空隙率と空隙率しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するように構成された一または複数の電子機器とを備えている。
【００４０】
好ましくは、一または複数の電子機器は、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値とのさらなる比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するように構成されている。
【００４１】
本発明のさらに他の態様は、振動式流れデバイス内を流れる流体内に混入するガスまたは微粒子によって生じるプロセス外乱を検出するためのシステムであって、流体を受け入れるように構成された少なくとも１つの導管と、少なくとも１つの導管を振動させるように構成された少なくとも１つのドライブと、少なくとも１つの導管の振動を測定するように構成された少なくとも１つのピックオフと、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との比較およびピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との比較の結果に基づいてプロセス外乱の存在を検出するように構成された一または複数の電子機器とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る振動式流れデバイスを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１には、センサー組立体１０と一または複数の電子機器２０とを有しているコリオリ流量計の形態をとる振動式流れデバイス５の一例が示されている。一または複数の電子機器２０は、リード線１００を介してセンサー組立体１０へ接続され、例えば密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度および他の情報のような流動物質の特性を測定するように構成されており、パス２６にも接続されている。
【００４４】
本実施形態に係るセンサー組立体１０は、一対のフランジ１０１’、１０１と、マニホルド１０２’、１０２と、ドライブ１０４と、ピックオフ１０５〜１０５’と、導管１０３Ａ、１０３Ｂと、ブレースバー１２０〜１２４とを備えている。マニホルド１０２、１０２’は、導管１０３Ａ、１０３Ｂの両端に固定されている。ドライバ１０４およびピックオフ１０５、１０５’は導管１０３Ａおよび１０３Ｂに接続されている。ドライバ１０４は、当該ドライバ１０４が導管１０３Ａ、１０３Ｂを相互に反対方向に振動させることができる位置で導管１０３Ａ、１０３Ｂへ固定されている。ピックオフは、導管１０３、１０３Ｂの対向する端部に固定され、導管１０３Ａ、１０３Ｂの対向する端部における振動の位相差を検出するように構成されている。当業者にとって明らかなように、導管の数、ドライバの数、ピックオフの数、振動の動作モードまたは流動物質の個別の特性にかかわらず、例えば密度計を含むいかなるタイプの振動式流れデバイスに本明細書に記載の技術思想を用いることであっても本発明の技術範囲に含まれる。
【００４５】
本実施形態のフランジ１０１、１０１’は、マニホルド１０２、１０２’に固定されており、また、導管１０３Ａ、１０３Ｂを配管（図示せず）に接続するように構成されている。流動物質を運ぶ配管システム（図示せず）の中にセンサー組立体１０が挿入されると、流動物質がフランジ１０１を通ってセンサー組立体１０の中に流入し、流入口マニホルド１０２を通り、ここで流動物質の全量が導管１０３Ａおよび１０３Ｂの中に流され、導管１０３Ａおよび１０３Ｂを流れ、流出口マニホルド１０２’の中へ流れ込み、ここでフランジ１０１’からセンサー組立体１０の外へと流出する。
【００４６】
好ましくは、導管１０３Ａおよび１０３Ｂは、それぞれ対応する曲げ振動軸Ｗ−ＷおよびＷ’−Ｗ’に対して実質的に同一の質量分布、慣性モーメントおよび弾性モジュールを有するように、選択され、流入口マニホルド１０２および流出口マニホルド１０２’に適切に取り付けられる。これらの導管はほぼ並列にマニホルドから外方に向けて延びている。導管１０３Ａ、１０３ＢはおおむねＵ字形を有したものとして図示されているが、導管１０３Ａ、１０３Ｂが例えば真っ直ぐな形状または異形形状を備えた構成であっても本発明の技術範囲内に含まれる。
【００４７】
本実施形態では、導管１０３Ａおよび１０３Ｂは、それぞれ対応する曲げ振動軸ＷおよびＷ’を中心としてかつ流れメータの第一の逆位相曲げモードと呼ばれるモードで、反対方向にドライバ１０４により振動させられる。例えば、ドライバ１０４は、マグネットが導管１０３Ａ上に取り付けられかつ対向するコイルが導管１０３Ｂに取り付けられる構成のような公知になっている多くの構成のうちの１つを有している。対向するコイルに交流電流を流して両方の導管１０３Ａ、１０３Ｂを振動させるように構成されている。一または複数の電子機器２０により適切な駆動信号がリード線１１０を通じてドライバ１０４へ加えられている。
【００４８】
本実施形態では、一または複数の電子機器２０が、一つの駆動信号を生成し、この駆動信号をリード線１１０を通じてドライバ１０４に伝送することにより、ドライバ１０４に導管１０３Ａおよび１０３Ｂを振動するように構成されている。しかしながら、複数のドライバに向けて複数の駆動信号を生成することも本発明の技術範囲内に含まれる。一または複数の電子機器２０は、ピックオフセンサー１０５および１０５’からの左側速度信号および右側速度信号を処理して質量流量を計算するように構成されている。経路２６は、一または複数の電子機器２０にオペレータとの通信を可能とする入力手段および出力手段を提供している。本発明の理解にとって、一または複数の電子機器２０の回路の説明は必要ではないので、本明細書を簡潔にするために省略する。さらに、図１の記載は、１つの可能な振動式流れデバイスの可能な動作の一例として提供されているに過ぎず、本発明の教示を限定することを意図したものではない。
【００４９】
本実施形態の１つの態様によれば、一または複数の電子機器２０は、ガス泡または微粒子が導管１０３Ａ、１０３Ｂを流れる流体に混入されると発生するプロセス外乱の存在を判断するように構成されている。本実施形態の他の態様によれば、一または複数の電子機器２０はプロセス外乱の深刻さを判断するように構成されている。さらに具体的にいえば、出願者は、あるパラメータ、特にドライブ利得パラメータ、質量流量パラメータ、空隙率パラメータおよびピックオフ振幅パラメータのさまざまな組み合わせをそれぞれのパラメータのしきい値と比較することがプロセス外乱の存在およびプロセス外乱の深刻さの判断にあたって非常に有効であるということを発見している。
【００５０】
本実施形態の１つの態様によれば、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得とドライブ利得しきい値との関係を判断することによって確定することができる。本明細書では、ドライブ利得という用語は、指定された振幅で流管を振動させるために必要とされるパワー量の尺度のことをいう。この値は、単相流体に対する約５％という低い定格値から多相流体に対する１００％という値までの範囲にある。
【００５１】
本実施形態の他の態様によれば、プロセス外乱の存在および深刻さは、物質の質量流量と定格質量流量しきい値との関係を判断することによって確定することができる。本明細書では、定格質量流量とは、流量計の流入口から流出口までに１気圧、すなわち１０１．３ｋＰａ降下するときの流量のことをいう。
【００５２】
本実施形態のさらに他の態様によれば、プロセス外乱の存在および深刻さは、物質の空隙率と空隙率しきい値との関係を判断することによって確定することができる。本明細書では、空隙率という用語は、気相の体積を流管の全容積で除算したものをいう。 
【００５３】
本実施形態のさらに他の態様によれば、プロセス外乱の存在および深刻さは、ピックオフまたはピックオフの振幅とピックオフ振幅しきい値との関係を判断することによって確定することができる。本明細書では、ピックオフ振幅という用語は、例えばピックオフ１０５’、１０５のような一または複数のピックオフにより生成されるピックオフ信号の電圧のことをいう。
【００５４】
本発明の１つの実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との関係、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との関係、および空隙率と空隙率しきい値との関係を判断することによって確定することができる。さらに具体的にいえば、本発明の１つの実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、質量流量の測定値が定格質量流量しきい値を超過しているか否か、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値を超過しているか否か、空隙率が空隙率しきい値未満か否かを判断することによって確定することができる。例示を意図しており限定を意図したものではないが、本発明の１つの実施形態では、小さなプロセス外乱の存在は、ドライブ利得の測定値＜１００％であり、質量流量の測定値（「Ｍ」）＞定格質量流量（「ＭＮｏｍ」）×０．０４であり、空隙率＜０．２である場合に確定することができる。
【００５５】
本発明の他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との関係および一または複数のピックオフ信号振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との関係を判断することによって確定することができる。さらに具体的にいえば、本発明の他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の定値がドライブ利得しきい値と等しいか否か、一または複数のピックオフ信号の振幅の測定値がピックオフ振幅しきい値を超過しているか否かを判断することによって確定することができる。例示を目的とし限定を目的とするものではないが、本発明の１つの実施形態では、重大なプロセス外乱の存在は、ドライブ利得の測定値＝１００％であり、ピックオフ振幅（「ＰＯ」）の測定値＞０．０７ボルトである場合に確定することができる。
【００５６】
本発明の他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との関係、質量流量の測定値と定格質量流量しきい値との関係、および空隙率と空隙率しきい値との関係を判断することによって確定することができる。さらに具体的にいえば、本発明の他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値と等しいか否か、質量流量の測定値が定格質量流量しきい値未満か否か、空隙率が空隙率しきい値未満か否かを判断することによって確定することができる。例示を目的とし限定を目的とするものでないが、本発明の他の実施形態では、重要なプロセス外乱の存在は、ドライブ利得の測定値＝１００％であり、質量流量（「Ｍ」）の測定値＜定格質量流量（「ＭＮｏｍ」）×０．０４であり、空隙率＜０．２である場合に確定することができる。
【００５７】
本発明のさらに他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との関係および一または複数のピックオフ振幅の測定値とピックオフ振幅しきい値との関係を判断することによって確定することができる。さらに具体的にいえば、本発明のさらに他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値と等しいか否か、一または複数のピックオフ振幅の測定値がピックオフ振幅しきい値未満であるか否かを判断することによって確定することができる。例示を目的とし限定を目的とするものでないが、本発明のさらに他の実施形態では、深刻なプロセス外乱の存在は、ドライブ利得の測定値＝１００％であり、ピックオフ振幅（「ＰＯ」）の測定値＜０．０７ボルトである場合に確定することができる。
【００５８】
本発明のさらに他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値とドライブ利得しきい値との関係および空隙率と空隙率しきい値との関係を判断することによって確定することができる。さらに具体的にいえば、本発明のさらに他の実施形態では、プロセス外乱の存在および深刻さは、ドライブ利得の測定値がドライブ利得しきい値と等しいか否かおよび空隙率が空隙率しきい値を超過しているか否かを判断することによって確定することができる。例示を目的とし限定を目的とするものではないが、本発明のさらに他の実施形態では、重篤なプロセス外乱の存在は、ドライブ利得の測定値＝１００％であり、空隙率＞０．２である場合に確定することができる。
【００５９】
当業者にとって明らかなように、一または複数の電子機器２０が上述の関係のうちの一つまたはそれらを組み合わせたものを用いてプロセス外乱の存在または深刻さを求めることも本発明の技術範囲内に含まれる。さらに、当業者にとって明らかなように、判断するためのしきい値はさまざまな要因、限定するわけではないが例えば、メータのサイズ、メータの周波数、流管の形状、流管のサイズ、電子機器パッケージ、ドライブ組立体の設計、ピックオフ組立体の設計、設置の向きおよびさまざまな他のメータの設計パラメータに依存する。特定のしきい値を実験的に確立することも本発明の技術範囲内に含まれる。限定するわけではないが例えば、基準液体メータと、基準ガスメータと、圧力センサーと、温度センサーと、上記記載のパラメータを変更し、多相流れの状態変化に対するメータの測定性能を測定するために必要となる他の構成部品とを備えるフロー設備の中で実証的なテストを行うことができる。したがって、１００Ｈｚ程度の動作周波数を用いるように設計された湾曲管メータの使用に対して上述の特定のしきい値が導出されているが、本発明は一例として記載されている上述の特定のしきい値に限定されることはない。
【００６０】
他の実施形態の態様によれば、一または複数の電子機器２０は、例えば、検出されたプロセス外乱の深刻さを減らすため、または、検出されたプロセス外乱が正確なデータの生成に対して与える影響を減らすために、情報を出力する、アクションを推奨する、または、アクションを実行するように構成されている。当業者にとって明らかなように、ユーザまたはプログラム入力および振動式流れデバイスのタイプに応じてさまざまなレベルの知られ得る情報が存在している。知られ得る情報のタイプは、一または複数の電子機器２０によって生成される情報またはアクションのタイプに対して影響を与えうる。
【００６１】
例示を意図し限定を意図するものではないが、第一のレベルの情報は、例えば、ユーザ入力またはプログラム入力に関係なく知り得る情報を含んでいる。振動式流れデバイスのタイプに応じて、第一のレベルの情報は、例えば、ドライブ利得、ピックオフ振幅（「ＰＯ」）、質量流量（「Ｍ」）、振動周波数（「ｆ」）、温度（「Ｔ」）、定格質量流量（「ＭＮｏｍ」）および任意のメータアラームが含まれる。
【００６２】
例示を意図し限定を意図するものではないが、第二のレベルの情報は、例えば、ユーザまたはプログラムが液体の比重を入力することで知り得る情報を含んでいる。振動式流れデバイスのタイプにもよるが、第二のレベルの情報は、例えば、おおよその空隙率が含まれ、また、チューブ振動中に音響効果によって引き起こされる測定誤差と液体に対してガス泡が移動することによって引き起こされる測定誤差との比が含まれる。
【００６３】
例示を意図し限定を意図するものではないが、第三のレベルの情報は、例えば、ユーザまたはプログラムが、配管圧力（「ＰＬ」）、配管サイズ、圧力降下および液体密度を入力することで知り得る情報が含まれる。振動式流れデバイスのタイプにもよるが、第三のレベルの情報は、例えば、流体の最低圧力（「Ｐｍｉｎ」）および流体の蒸気圧（「Ｐｖａｐｏｒ」）が含まれる。
【００６４】
例示を意図し限定を意図するものではないが、第四のレベルの情報は、例えば、ユーザまたはプログラムが配管温度における配管圧力、配管サイズ、圧力降下、液体密度および流体の蒸気圧（「Ｐｖａｐｏｒ」を入力することで知り得る情報が含まれる。振動式流れデバイスのタイプにもよるが、第四のレベルの情報は、例えば、キャビテーション、すなわち流動物質の中への泡のアウトガス（離脱）が生じているか否かを示す情報が含まれる。
【００６５】
例示を意図し限定を意図するものではないが、既知の情報のレベルに応じて、一または複数の電子機器２０は、小さなプロセス外乱の間、下記の事項を出力してもよいし、推奨してもよいし、または、実行してもよい。
【００６６】
【表１】
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例示を意図し限定を意図するものではないが、既知の情報のレベルに応じて、一または複数の電子機器２０は、重要なプロセス外乱の間、下記の事項を出力してもよいし、推奨してもよいし、または、実行してもよい。
【００６７】
【表２】
2011511941.tif 000004
例示を意図し限定を意図するものではないが、既知の情報のレベルに応じて、一または複数の電子機器２０は、重篤なプロセス外乱の間、下記の事項を出力してもよいし、推奨してもよいし、または、実行してもよい。
【００６８】
【表３】
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当業者にとって明らかなように、上述の実施形態の原理は、一または複数の電子機器２０に搭載されたソフトウェアのようなコンピュータプログラム製品にプログラムされてもよい。
【００６９】
本明細書には、本発明の最良の形態を実施または利用する方法を当業者に教示するための特定の実施形態が記載されている。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。上述の実施形態の詳細な記載は、本発明者が本発明の技術範囲内に含まれるものとして考えているすべての実施形態を完全に網羅するものではない。例示を意図し限定を意図するものではないが、一または複数の電子機器２０を、センサー組立体１０から遠く離れて設け、当該センサー組立体１０にインターネット接続のような任意の方法で接続してもよい。
【００７０】
さらに正確にいえば、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一部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い。このようなさらなる実施形態も本発明の技術範囲内および教示範囲内に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、本発明の技術および教示の範囲に含まれるさらなる実施形態を作成するために、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もよい。
【００７１】
以上のように、本発明の特定の実施形態または実施形態が例示の目的で記載されているが、当業者にとって明らかなように、本発明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とは異なる実施形態に適用されてもよい。すなわち、本発明の技術範囲は下記の請求項によって決められる。
【図１】
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【国際調査報告】
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2011511941.tif 000008
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