(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動式流量計の駆動ゲイン閾値を決定する方法であって、
プロセス流体を振動式流量計に置く工程と、
第１の所定の駆動ゲイン閾値を設定する工程と、
所定の期間に亘って駆動ゲイン信号を監視する工程と、
所定の期間に亘って駆動ゲイン信号の低点を決定する工程と、
駆動ゲイン信号の低点が所定数に達したことに基づいて、第２の駆動ゲイン閾値を決定する工程を備える方法。
【請求項２】
第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる期間中に、少なくとも１つのホールド値を記録する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる各場合中に記録される駆動ゲイン信号の値を平均する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
駆動ゲイン信号が所定期間について第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がるときのみ、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる各場合を記録する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのホールド値は、プロセス流体の流量及び密度の少なくとも１つである、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
駆動ゲイン信号を監視するための所定期間は、ローリングウインドウを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１の所定の駆動ゲイン閾値と第２の所定の駆動ゲイン閾値の少なくとも１つに一定値を付加する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
駆動ゲイン信号を計算する工程を含み、駆動ゲイン(ｄｒｉｖｅ  ｇａｉｎ)は、
【数６】
0006517361.tif 000007
であって、ここでＤｒｉｖｅ  Ｔａｒｇｅｔは導管の振幅の設定点であって、Ｍａｘ(ＬＰＯ、ＲＰＯ)は左右のピックオフセンサの間の最大ピックオフ電流であり、λは流れ導管の周波数である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の平均値と置換されるように減衰工程を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の最小値と置換されるように減衰工程を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
プロセス流体を受け入れるように構成された流量計(5)用のメータ電子機器(20)であって、流量計(5)のセンサアセンブリ(10)と通信し、振動応答を受け入れるように構成されたインターフェース(201)と、該インターフェース(201)に連結された処理システム(203)を備え、該処理システム(203)は、
第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)を設定し、
所定の期間に亘って駆動ゲイン信号を監視し、
所定の期間に亘る駆動ゲイン信号内の低点を決定し、
駆動ゲイン信号の低点が所定数に達することに基づいて第２の駆動ゲイン閾値を決定するように構成された駆動ゲイン閾値決定ルーチン(215)を備える、メータ電子機器(20)。
【請求項１３】
前記駆動ゲイン閾値決定ルーチン(215)は、第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換するように構成される、請求項１２に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項１４】
前記駆動ゲイン閾値決定ルーチン(215)は、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)未満に下がる期間中に、少なくとも１つのホールド値を記録するように構成される、請求項１２に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項１５】
前記駆動ゲイン閾値決定ルーチン(215)は、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)未満に下がる各場合中に記録される駆動ゲイン信号の値を平均するように構成される、請求項１２に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項１６】
前記駆動ゲイン閾値決定ルーチン(215)は、駆動ゲイン信号が所定期間について第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)未満に下がるときのみ、所定時間に亘る駆動ゲイン信号の低点を決定するように構成されている
、請求項１２に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項１７】
少なくとも１つのホールド値は、プロセス流体の流量及び密度の少なくとも１つである、請求項１４に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項１８】
駆動ゲイン信号を監視するための所定期間は、ローリングウインドウを備える、請求項１２に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項１９】
前記駆動ゲイン閾値決定ルーチン(215)は、第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)と第２の所定の駆動ゲイン閾値の少なくとも１つに一定値を付加する工程を備える、請求項１２に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項２０】
前記駆動ゲイン閾値決定ルーチン(215)は、駆動ゲイン信号を計算するように構成されており、駆動ゲイン(ｄｒｉｖｅ  ｇａｉｎ)は、
【数７】
0006517361.tif 000008
であって、ここでＤｒｉｖｅ  Ｔａｒｇｅｔは導管の振幅の設定点であって、Ｍａｘ(ＬＰＯ、ＲＰＯ)は左右のピックオフセンサ(105、105’)の間の最大ピックオフ電流であり、λは流れ導管(103A、103B)の周波数である、請求項１２に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項２１】
第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の最小値と置換されるように減衰工程を備える、請求項１３に記載のメータ電子機器(20)。
【請求項２２】
第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値(302)が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の最小値と置換されるように減衰工程を備える、請求項１３に記載のメータ電子機器(20)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コリオリ流量計のデバイス及び方法に関し、特に多相流体流れの動作閾値を決定するためのコリオリ流量計のデバイス及び動作閾値を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量計及び振動式デンシトメータなどの振動式導管センサは、典型的には、流れ材料を含む振動導管の運動を検出することによって動作する。導管内の物質に関連する質量流量、密度などの特性は、導管に関連する動きトランスデューサから受信した測定信号を処理することによって決定することができる。振動式材料充填型システムの振動モードは、一般に、収容導管及び該導管内に収容された材料の質量、剛性、及び減衰特性の組み合わせの影響を受ける。
【０００３】
典型的なコリオリ質量流量計は、パイプライン又は他の輸送システムにおいてインラインで接続され、システム内の材料、例えば流体、スラリー、エマルジョンなどを運ぶ1つまたは複数の導管（流れチューブとも呼ばれる）を含む。各導管は、例えば、単純曲げモード、ねじれモード、ラジアルモード、及び結合モードを含む一組の固有振動モードを有するものとして見ることができる。典型的なコリオリ質量流量測定の適用では、材料が導管を通って流れるときに導管が１つ以上の振動モードで励起され、導管の動きが導管に沿って離間した点で測定される。励起は、通常、導管を周期的に摂動させるボイスコイル型アクチュエータなどの電気機械的デバイスのようなドライバによって提供される。質量流量は、トランスデューサの位置での動きの間の時間遅延又は位相差を測定することによって決定することができる。典型的には、流れ導管の振動応答を測定するために、２つ以上のそのようなトランスデューサ（またはピックオフセンサ）が用いられ、典型的にはドライバの上流及び下流の位置に配置される。計測器は、ピックオフセンサから信号を受信し、信号を処理して、質量流量測定値を得る。
【０００４】
流量計を使用して、多種多様な流体流れの質量流量測定を行うことができる。コリオリ流量計が潜在的に使用され得る１つの領域は、油及びガス井戸の計量にある。そのような井戸の生成物は、油又はガスを含む多相流れを含むことができるが、水及び空気、例えば固体及び/又は固体を含む他の成分も含むことができる。このような多相流れに対しても、得られる計量が可能な限り正確であることは、もちろん、非常に望ましいことである。
【０００５】
コリオリ流量計は、単相流れに対して高い精度を提供する。しかし、コリオリ流量計を使用して空気が混入された流体またはガスが混入された流体を測定する場合、流量計の精度は著しく低下する。これは、炭化水素流体に水が含まれている場合など、混入された固体を有する流れ及び混合相の流体流れについても同様に当てはまる。
【０００６】
混入されたガスは、通常、流れ材料中に気泡として存在する。気泡のサイズは、存在する空気の量、流れ物質の流量、及び他の要因に依存して変化し得る。流体の分離に起因して、関連した重要な誤差源が生じる。流体の分離は、チューブの振動の結果としての液体に対する気泡の動きから生じる。液体に対する気泡の相対運動は、重力の影響下で気泡が表面に浮上するようにする力に類似した浮力によって駆動される。しかし、振動チューブでは、振動チューブの加速によって、気泡が重力加速度よりも大きく動く。高密度流体は軽い気泡よりも質量が大きいので、気泡はチューブの加速の方向に流体よりも大きな加速度を有する。気泡のより大きな加速のために、流れ導管の各振動において、気泡は流れ導管よりもさらに移動する。これが分離問題の基礎である。
【０００７】
その結果、より小さな振幅を有する流体は、より少ないコリオリ加速度を受け、流れ導管に、気泡が存在しない場合よりも少ないコリオリ力を付与する。この結果、混入されたガスが存在する場合、流量及び密度特性が過少報告される(負の流れ及び密度の誤差)。どれだけの泡が流体に対して移動するかを決定するいくつかの要因があるため、流体の分離の補償は困難であった。流体粘度は明らかな要因である。非常に粘性の高い流体では、気泡(または粒子)が流体中の適所で効果的に停止され、僅かな流れ誤差が生じる。気泡の移動度への別の影響は、気泡の大きさである。気泡への抗力は表面積に比例し、浮力は容積に比例する。
従って、非常に小さな泡は、抗力と浮力の比が高く、流体と共に動く傾向がある。小さな泡はその後小さな誤差を引き起こす。逆に、大きな気泡は流体と共に動く傾向がなく、大きな誤差を生じる。粒子についても同様である。小さな粒子は流体と共に移動し、小さな誤差を引き起こす傾向がある。
【０００８】
流体とガスの間の密度差は、流量計の不正確さに寄与する他の要素である。浮力は流体とガスの密度差に比例する。高圧ガスは浮力に影響を与えるのに十分な密度を有し、分離効果を減じる。
【０００９】
測定誤差に加えて、多相流れのコリオリ流量計に対する効果は、流れ導管の減衰を増加させ、流れ導管の振幅の縮小に帰結する。典型的に、メータ電子機器は駆動エネルギー又は駆動ゲインを増加させることによってこの減少した振幅を補償し、振幅を回復させる。多相流れ故の誤差を修正すべく、密度、質量流量、及び容積流量を含む測定変数は、単相流(液体のみ)の期間から使用される。これらの値はホールド値と呼ばれる。ホールド値は、測定された変数の精度を置き換え、又は向上させるために、多相流れ中に使用される。現在、ホールド値は、多相条件が存在する前にユーザが指定した時点で決定される。
【００１０】
以前は、流量計に多相流れがあるかどうかを判断するために駆動ゲインが使用されていた。流量計の駆動ゲインがある閾値を上回ると、流量計内の流体は多相流と考えられ、測定値の精度を改善するための是正措置が採られる。従来技術の流量計では、駆動ゲイン閾値のデフォルト値が使用されている。実際には、ほとんどの用途で動作するように、デフォルト値を慎重に高く設定する必要がある。これは３つの理由から行わなければならない
(１) コリオリ流量計ごとに異なる基本的駆動ゲインがある。これは純粋に単相流の下で流れ導管を駆動するのに必要な駆動ゲインである。このため、駆動ゲインは全ての流量計で動作するように十分高い必要がある。例えば、１つの流量計のファミリについての一般的な公称駆動ゲインは2％であるが、別の流量計のファミリの公称値は20％である。この公称値は、磁石の強度と構成、コイルの構成、及び流量計のサイズ/剛性を含む多くの事項に依存する。
(２) １つ以上の異なる密度の液体からなる純粋な液体と多成分の混合物は、ガス及び液体の流体と同じデカップリング効果を有するが、はるかに小さい。誤差は純粋に液体と多成分の流れではほとんど無視できるが、ガスとして扱うべきではない駆動ゲインのわずかな増加が依然として存在し得る。再び、閾値は、純粋な液体の流れをガス及び液体の流れとして誤ることのないように十分に高くなければならない。
(３) 用途によっては、ホールド値の基準となる純粋な液体の期間が存在しないことがある。
【００１１】
しかし、しばしば、わずかなガスの痕跡しか存在しない大部分が液体の期間が存在する。駆動ゲインの閾値は、これらの期間が純粋な液体として扱われ、ホールド値が生成され、ガスが非常に高い期間が依然として修正されるように、十分に高く設定される。デフォルト値は、一部のアプリケーションで有効である。しかし、流量計に入るガスの量が少量である用途では、デフォルトの閾値が高すぎることがある。駆動ゲインの散発的な性質、及びドライブゲイン閾値が高すぎる可能性があるため、この方法は、ガスが最小またはゼロの期間からホールド値を常に生成するとは限らない。駆動ゲインが閾値を下回ることがないように常に十分なガスが存在する用途の場合、デフォルトの閾値は低すぎる。
【００１２】
デフォルトの閾値が適切でない場合において、より正確な値で用いるように、作業者は手動で流量計を設定しなければならない。この工程では、作業者が流量計からデータを収集し監視し、手動で新たな閾値を設定する必要がある。プロセス条件が時間とともに変化する場合、この閾値は再調整する必要があり得る。これはタイムリーかつ高価な工程である。時間が無駄なだけでなく、現場での流量計に接続するラップトップの便利な使用を時々妨げる安全規制もある。
【００１３】
多相流れを扱うための適切な駆動ゲインの閾値を設定することに関連する問題を緩和する振動式流量計が当該分野で必要とされている。本明細書の実施形態は、理想的な閾値を決定するために使用される方法を提供する。さらに、これらの実施形態は、どのくらいの頻度でデータを出力するか、及び例えば保持値などの関連データ値をどのくらい頻繁に見つけようとするのかを開示する。
【発明の概要】
【００１４】
発明の要約
一実施形態によれば、振動式流量計の駆動ゲイン閾値を決定する方法が提供される。この方法は、プロセス流体を振動式流量計内に配置し、第１の所定の駆動ゲイン閾値を決定する工程を含む。駆動ゲイン信号は所定の期間に亘って監視され、この所定の期間に亘った駆動ゲイン信号の最低点が決定される。第２の駆動ゲイン閾値は、駆動ゲイン信号の低点の例が所定数に達することに基づいて決定される。
【００１５】
一実施形態によれば、プロセス流体を受け入れるように構成された流量計用のメータ電子機器が提供される。メータ電子機器は、流量計のセンサアセンブリと通信し、振動応答を受信するように構成されたインターフェースと、該インターフェースに連結された処理システムとを含む。処理システムは、第１の所定の駆動ゲイン閾値を決定し、所定の時間に亘って駆動ゲイン信号を監視するように構成された駆動ゲイン閾値決定ルーチンを含む。駆動ゲイン信号の最低点は、所定の期間に亘って決定される。第２の駆動ゲイン閾値は、駆動ゲイン信号の低点の例が所定数に達することに基づいて決定される。
【００１６】
発明の態様
一態様に従って、振動式流量計の駆動ゲイン閾値を決定する方法が提供される。方法は、プロセス流体を振動式流量計内に配置する工程と、第１の所定の駆動ゲイン閾値を決定する工程と、駆動ゲイン信号を所定の期間に亘って監視する工程と、この所定の期間に亘った駆動ゲイン信号の最低点を決定する工程と、駆動ゲイン信号の低点の例が所定数に達することに基づいて第２の駆動ゲイン閾値を決定する工程を備える。
【００１７】
方法は、第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程を備えるのが好ましい。
方法は、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる期間中に、少なくとも１つのホールド値を記録する工程を含むのが好ましい。
【００１８】
方法は、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる各場合中に記録される駆動ゲイン信号の値を平均する工程を備えるのが好ましい。
方法は、駆動ゲイン信号が所定期間について第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がるときのみ、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる各場合を記録する工程を備えるのが好ましい。
少なくとも１つのホールド値は、プロセス流体の流量及び密度の少なくとも１つを備えるのが好ましい。
駆動ゲイン信号を監視するための所定期間は、ローリングウインドウを備えるのが好ましい。
【００１９】
方法は、第１の所定の駆動ゲイン閾値と第２の所定の駆動ゲイン閾値の少なくとも１つに一定値を付加する工程を備えるのが好ましい。
方法は、駆動ゲイン信号を計算する工程を含むのが好ましく、駆動ゲイン(ｄｒｉｖｅ  ｇａｉｎ)は、
【数１】
0006517361.tif 000002
であって、ここでＤｒｉｖｅ  Ｔａｒｇｅｔは導管の振幅の設定点であって、Ｍａｘ(ＬＰＯ、ＲＰＯ)は左右のピックオフセンサの間の最大ピックオフ電流であり、λは流れ導管の周波数である。
【００２０】
第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の平均値と置換されるように減衰工程を備えるのが好ましい。
第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の最小値と置換されるように減衰工程を備えるのが好ましい。
【００２１】
一態様によれば、流量計用のメータ電子機器が提供される。流量計はプロセス流体を受け入れるように構成され、メータ電子機器は流量計のセンサアセンブリと通信し、振動応答を受け入れるように構成されたインターフェースを備える。インターフェースに連結された処理システムは、第１の所定の駆動ゲイン閾値を決定し、所定の期間に亘って駆動ゲイン信号を監視し、所定の期間に亘る駆動ゲイン信号内の最低点を決定し、駆動ゲイン信号の低点の例が所定数に達することに基づいて第２の駆動ゲイン閾値を決定するように構成された駆動ゲイン閾値決定ルーチンを備える。
【００２２】
駆動ゲイン閾値決定ルーチンは、第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換するように構成されるのが好ましい。
駆動ゲイン閾値決定ルーチンは、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる期間中に、少なくとも１つのホールド値を記録するように構成されるのが好ましい。
駆動ゲイン閾値決定ルーチンは、駆動ゲイン信号が第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がる各場合中に記録される駆動ゲイン信号の値を平均するように構成されるのが好ましい。
【００２３】
駆動ゲイン閾値決定ルーチンは、駆動ゲイン信号が所定期間について第１の所定の駆動ゲイン閾値未満に下がるときのみ、所定時間に亘る駆動ゲイン信号の最低点を決定するように構成されているのが好ましい。
少なくとも１つのホールド値は、プロセス流体の流量及び密度の少なくとも１つを備えるのが好ましい。
駆動ゲイン閾値決定ルーチンは、第１の所定の駆動ゲイン閾値及び第２の所定の駆動ゲイン閾値の少なくとも１つに一定値を加えるように構成されるのが好ましい。
【００２４】
駆動ゲイン閾値決定ルーチンは、駆動ゲイン信号を計算するように構成されているのが好ましく、駆動ゲイン(ｄｒｉｖｅ  ｇａｉｎ)は、
【数２】
0006517361.tif 000003
であって、ここでＤｒｉｖｅ  Ｔａｒｇｅｔは導管の振幅の設定点であって、Ｍａｘ(ＬＰＯ、ＲＰＯ)は左右のピックオフセンサの間の最大ピックオフ電流であり、λは流れ導管の周波数である。
第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の最小値と置換されるように減衰工程を備えるのが好ましい。
第１の所定の駆動ゲイン閾値を第２の所定の駆動ゲイン閾値と置換する工程は、第１の所定の駆動ゲイン閾値が、第２の所定の駆動ゲイン閾値及び以前に記録された所定数の駆動ゲイン閾値の最小値と置換されるように減衰工程を備えるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】流量計アセンブリとメータ電子機器を備えた流量計を示す。
【図２】実施態様に従ったメータ電子機器のブロック図を示す。
【図３】サンプル駆動ゲイン閾値決定のグラフを示す。
【図４】時間に亘ったサンプル駆動ゲインログのグラフを示す。
【図５】増幅された駆動ゲインのサンプル実施のグラフである。
【図６】駆動ゲイン減衰を示す実施形態の表である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
詳細な記載
図１〜図６及び以下の説明は、特定の例をあげてどのようにして本発明の最良の形態を作製し、使用するかを当業者に教示する。進歩性のある原理を教示するために、一部の従来の態様は簡易化されまたは省略されている。当業者は、本発明の範囲内に入る、これらの例からの変形形態を理解するであろう。当業者は、以下に説明する特徴をさまざまな方法で組み合わせて、本発明の複数の変形形態を形成することができることを理解するであろう。その結果、以下に記載された実施形態は下記の特定の例に限定されず、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。
【００２７】
図１は、一実施形態に係る流量計5を示す。流量計5は、センサアセンブリ10及びメータ電子機器20を備える。メータ電子機器20は、リード100を介してセンサアセンブリ10に接続され、密度、質量流量、体積流量、積算された質量流量、温度、または他の測定値または情報を通信経路26を介して受信する。流量計5は、コリオリ質量流量計を含むことができる。当業者には、流量計5は、ドライバ、ピックオフセンサ、流れ導管、または振動の動作モードの数にかかわらず、任意の方法の流量計5を含むことができることは明らかである。
【００２８】
センサアセンブリ10は、一対のフランジ101及び101’、マニホールド102及び102'、ドライバ104、ピックオフセンサ105及び105'、及び流れ導管103A及び103Bを含む。ドライバ104及びピックオフセンサ105及び105'は流れ導管103A及び103Bに接続されている。
フランジ101、101'はマニホールド102、102'に固定されている。いくつかの実施形態では、マニホールド102及び102'をスペーサ106の両側端部に取り付けることができる。スペーサ106は、マニホールド102と102'との間の間隔を維持する。センサアセンブリ10が測定されるプロセス流体を運ぶパイプライン(図示せず)に挿入されると、プロセス流体はフランジ101を通ってセンサアセンブリ10に入り、入口マニホールド102を通過し、該入口マニホールドでプロセス流体の総量が流れ導管103A及び103Bに流入するように指向され、流れ導管103A及び103Bを通って流れて、出口マニホールド102'に戻り、そこではフランジ101’を通ってセンサアセンブリ10を出る。
【００２９】
プロセス流体は、液体を含む。プロセス流体はガスを含む。プロセス流体は、ガスが混入された液体及び/又は固体が混入された液体のような多相流体を含むことができる。流れ導管103A及び103Bは、曲げ軸W-W及びW'-W'を中心として夫々実質的に同じ質量分布、慣性モーメント及び弾性率を有するように選択され、入口マニホールド102及び出口マニホールド102'に適切に取り付けられる。流れ導管103A及び103Bは、マニホールド102及び102'から略に平行に外向きに延びている。
【００３０】
流れ導管103A及び103Bは、ドライバ104によって、夫々の曲げ軸W及びWの周りで反対方向に駆動され、これは振動式流量計5の第1の位相外曲げモードと呼ばれる。ドライバ104は、流れ導管103Aに取り付けられた磁石及び流れ導管103Bに取り付けられた対向コイルなどの多くの既知の構成の１つを含む。両方の導管を振動させるために、交流が対向コイルに通される。適切な駆動信号が、メータ電子機器20によって、リード110を介してドライバ104に印加される。他の駆動デバイスも考えられ、これらは発明の詳細な説明及び請求の範囲内にある。
【００３１】
メータ電子機器20は、各リード線111,111'上のセンサ信号を受信する。メータ電子機器20は、リード110上に駆動信号を生成し、ドライバ104に流れ導管103A及び103Bを振動させる。他のセンサデバイスも考えられ、これらは発明の詳細な説明及び請求の範囲内にある。
メータ電子機器20は、とりわけ、流量を計算するために、ピックオフセンサ105及び105'からの左右の速度信号を処理する。通信経路26は、メータ電子機器20が作業者又は他の電子システムと通信することを可能にする入力手段及び出力手段を提供する。図１の説明は、流量計の動作の一例として単に付与され、本発明の開示を限定することを意図しない。
【００３２】
一実施形態では、メータ電子機器20は、流れ導管103A及び103Bを振動させるように構成されている。振動は、ドライバ104によって実行される。メータ電子機器20は、結果として生じる振動信号をピックオフセンサ105及び105'から受信する。振動信号は、流れ導管103A及び103Bの振動応答を含む。メータ電子機器20は、振動応答を処理し、応答周波数及び/又は位相差を決定する。メータ電子機器20は、振動応答を処理し、応答周波数及び/又は位相差を決定する。メータ電子機器20は振動応答を処理し、プロセス流体の質量流量及び/又は密度を含む１つ又は複数の流量測定値を決定する。他の振動応答特性及び/又は流量測定が考えられ、これらは明細書の記載及び特許請求の範囲内にある。
【００３３】
一実施形態では、流れ導管103A及び103Bは、図示のように略U字形の流れ導管を含む。或いは、他の実施形態では、井戸頭の測定装置は、略直線状の流れ導管を備えることができる。更なる形状及び/または構成の流量計を使用することができ、これらは明細書の記載及び特許請求の範囲内にある。
【００３４】
図２は、一実施形態に従った流量計5のメータ電子機器20のブロック図である。動作時には、流量計5は、ウォーターカット値、質量流量、体積流量、個々の流量成分の質量及び体積流量、及び例えば、体積流量及び質量流量の両方を含む総流量の測定された値又は平均値のうちの１以上を含んで出力される様々な測定値を提供する。
【００３５】
流量計5は、振動応答を生成する。振動応答はメータ電子機器20によって受信され処理されて、１つ以上の流体測定値を生成する。これらの値は、監視され、記録され、合計されて出力される。
メータ電子機器20は、インターフェース201と、インターフェース201と繋がった処理システム203と、処理システム203と繋がった格納システム204とを含む。これらの要素は別個のブロックとして示されているが、メータ電子機器20は、統合された及び/又は個別の要素の様々な組み合わせから構成することができることは理解されるべきである。
【００３６】
インターフェース201は、流量計5のセンサアセンブリ10と通信するように構成される。インターフェース201は、リード100（図１参照）に結合し、ドライバ104及びピックオフセンサ105及び105'と信号を交換するように構成される。インターフェース201は、更に、外部装置等と通信経路26を介して通信するように構成されてもよい。
【００３７】
処理システム203は、任意の方法の処理システムを含むことができる。処理システム203は、流量計5を動作させるために格納されたルーチンを取り出して実行するように構成されている。格納システム204は、流量計ルーチン205、質量に重み付けた密度/粘度ルーチン209、質量に重み付けた温度ルーチン211、取り込まれたガスの検出ルーチン213、及び駆動ゲイン閾値決定ルーチン215を含む。他の測定/処理ルーチンも考えられ、これらは本明細書及び請求の範囲内にある。格納システム204は、測定値、受信値、作業値、及び他の情報を格納することができる。いくつかの実施形態では、格納システムは、質量流量（m）221、密度（ρ）304、粘度（μ）223、温度（T）224、駆動ゲイン306、駆動ゲインの閾値302、取り込まれたガスの閾値244、及び取り込まれたガスの割合248を含む。
【００３８】
流量計ルーチン205は、流体定量化及び流量測定値を生成及び格納することができる。これらの値は、実質的に瞬間的な測定値を含むことができ、又は合計値または累積値を含むことができる。例えば、流量計ルーチン205は、質量流量測定値を生成し、それらを例えば格納システム204の質量流量格納装置221に格納することができる。流量計ルーチン205は、例えば密度測定値を生成し、それらを密度格納装置304に格納することができる。質量流量及び密度値は、前述したように、また当該技術分野で知られているように、振動応答から決定される。質量流量及び他の測定値は、実質的に瞬時値を含むことができ、サンプルを含むことができ、時間間隔にわたる平均値を含むことができ、または時間間隔にわたる累積値を含むことができる。時間間隔は、特定の流体状態、例えば液体のみの流体状態、または液体及び取り込まれたガスを含む流体状態が検出される間の期間のブロックに対応して選択されてもよい。さらに、他の質量流量及び関連する定量化も考えられ、これらは明細書の記載及び特許請求の範囲内にある。
【００３９】
駆動ゲイン閾値302を決定する方法は、用途に基づき変化する。実施形態において、流体特性及び流量は、時間に亘って比較的一定を維持すると考えられ(安定した用途)、突然の変動はないと仮定される。本実施形態で提供される実施形態の目的のために、「駆動ゲイン」という用語は、幾つかの実施形態では、駆動電流、ピックオフ電圧、または測定または導出された信号に言及し、特定の振幅において導管103A、103Bを駆動するのに必要な電力量を示す。関連する実施形態では、「駆動ゲイン」という用語は、雑音レベル、信号の標準偏差、減衰関連測定値のような多相流れを検出するために用いられる測定基準、及び当該技術分野で既知の他の任意の手段を包含する。
これの実施例は、限定するものではないが、自然に生成する油井であり、流量は地下の井戸圧力によって駆動される。圧力は、短期間（例えば、１日未満）に亘ってかなり一定を維持すると仮定される。
【００４０】
電気式水中ポンプによって駆動されるもののような人工リフト井戸も、流量がかなり一定に保たれるので、この用途に入る。かなり一定の条件の結果として、駆動ゲインのわずかな増加に敏感であり、大部分の時間は是正状態に留まることが適切である。即ち、一定の流量及び密度を有することが知られている用途では、ガス含有量が低い期間に行われた正確な測定値を検索するために長時間補間することがしばしば望ましく、従って、その間のガス含有量がより高い期間に行われた誤った測定の多くが無視される。
【００４１】
この実施形態では、ガスが存在している間の混合物の流量(ガス及び液体)は一定であると仮定する。従って、液体流量は、例えば以下の式に基づいて計算することができるが、これに限定されない。
【数３】
0006517361.tif 000004
ここで、ＧＶＦはガス量の割合である。
【００４２】
ガスが存在しない流動条件では、混合物の体積流量は液体体積流量に等しい。しかし、一実施形態では、ガスが存在するときは、混合物の流量が変化しないと仮定する。
駆動ゲインが低く安定しているときには、ガスがパイプラインに存在せず、全ての測定値が通常の流量計の仕様内で正確であると想定される。多くの流体源は、断続的に取り込まれたガスのみを含み、１時間または１日または他の所定の期間にわたって、ガスがほとんどまたは全く存在しない時間間隔が存在する可能性が高い。この時間中、駆動ゲインは低く、安定しており、流量、密度、及び流量計によって成された他の測定値は信頼されてユーザに出力されるか、または統計分析のために記録される。これは、駆動ゲインが低い期間における成分流量の正確な決定を可能にするが、これは例路であってこれに限定されない。
【００４３】
上述したように、流量計5の駆動ゲインがある閾値を上回ると、流量計内の流体は多相流であるとみなされ、測定値の精度を改善するための修正動作がとられる。従って、駆動ゲインが閾値を上回ると、流量計は修正状態で動作する。従って、駆動ゲイン306が低い期間(駆動ゲイン306が駆動ゲイン閾値302よりも低い)からの密度、体積流量、及び質量流量に対するホールド値（単相流の期間から利用される測定値）は、修正状態にて利用され、測定された変数の精度を置き換えたり、改善することができる。流量と密度は時間とともに変化するため、ホールド値は定期的に更新する必要がある、しかし、時間の大部分について、駆動ゲイン閾値決定ルーチン215は、訂正状態のままであり、取り込まれたガスが少量でも補間することができる。代替案は、流量計5内に取り込まれたガスに関連する大きな誤差を受け入れることであるので、この補正状態に比較的長期間維持することが許容される。このように、大きな誤差を示す測定を頻繁に行うよりも、時々のみ正確な値を測定する方が有益である。閾値を高く設定しすぎると、測定値とホールド値が多相流体の測定値に基づいており、修正された液体値に誤差が生じる。
【００４４】
駆動ゲイン閾値を低く設定しすぎると、一定の時間内にホールド値が決定されない。例えば、全ての/殆どの時間にガスが存在する用途では、駆動ゲインが閾値を下回ることがないように、デフォルトの閾値が低く設定されている。従って、一実施形態では、駆動ゲイン閾値302は、最小駆動ゲインの周期からホールド値が周期的に決定されるように設定される。時間の経過と共に最小の駆動ゲインが増加または減少した場合、駆動ゲイン閾値302は自動的に調整される。一実施形態では、駆動ゲイン閾値302の値は、従来技術のようにガスの有無にかかわらず時間を識別する欲求に基づいて決定されるのではなく、むしろ駆動ゲイン閾値302はホールド値の数を決定するために選択され、一定期間にわたって作成される。このホールド値の数及び期間は、一実施形態ではユーザによって指定することができるが、これは流量計5の構成/試験時に決定することもできる。例えば、所与の用途に対して、所与の期間中にホールド値を５回更新することを可能にするドライブゲイン閾値302を自動的に決定することは意味をなさない。５回の更新は単なる一例に過ぎず、所定の時間フレームにわたる５回を越え又は５回未満の更新が考えられる。
【００４５】
この概念は、駆動ゲイン閾値決定ルーチン215がガスが検出されたと仮定した値として駆動ゲイン閾値302を選択するという歴史的な考え方からの逸脱を表す。流量計5は、診断駆動ゲイン306として知られている導管駆動力の測定を介して、液体流れ中に取り込まれたガスの少量さえも検出する能力を有する。駆動ゲイン306は、コリオリメータの流れ導管が一定振幅で振動することを保つのに必要な駆動力の量の尺度である。ガスまたは液体の単相測定のためには、構造体を固有振動数で振動させるために比較的少ない電力が必要とされるので、駆動ゲイン306は低く、安定している。しかしながら、液体中に少量のガスが存在する場合、または少量の液体が気体中に存在する場合、振動に必要な駆動力は劇的に増加する。
これにより、駆動ゲイン306は、取り込まれたガスの非常に信頼できる検出診断となる。歴史的に、駆動ゲイン閾値302は、ガスが存在する時間部分を識別する方法として単に使用された。これは基本的にガスの存在/非存在の二進表示として用いられた。しかしながら、提示された実施形態では、ガスはしばしばまたは常に存在し得るので、可能な限り最良の測定、即ち最小のガス及び最小の駆動ゲインを有する測定が実行される。従って、駆動ゲイン閾値302は、単にガスの検出に基づいて自動的に決定されるのではなく、所与の期間にわたって利用可能な最良のホールド値を見出すためにガスが最小の期間を見出すことによって自動的に決定される。これにより、プロセス流体の流量と流体成分の変化を検出するために時々値を更新する必要性と精度の必要性のバランスが採られる。
【００４６】
安定した用途
図３を参照すると、駆動ゲイン閾値302を決定するために、駆動ゲイン信号の所定の時間が監視される。更新された駆動ゲイン閾値302は、駆動ゲイン306が所定の時間にわたって駆動ゲイン閾値302よりも指定された回数だけ低下するように要求される最小閾値に基づいて決定される。図３は、ある期間にわたって採取された密度304及び駆動ゲイン306を表すコリオリ質量流量計からのサンプルデータ300を示す。x軸308は時間を表し、左側のy軸310は密度304を表し、右側のy軸312は駆動ゲイン306を表す。データログの経過中に、流体が流量計5を通って導入され、流体は様々な時点で、そして様々な量で取り込まれたガスを有する。この特定の流量計5について、50秒の駆動ゲイン閾値期間に基づく15.1％の駆動ゲイン閾値302が決定された。駆動ゲイン閾値302が決定された５つの最も低い駆動ゲイン期間の相対位置は、点「Ａ」としてラベル付けされている。
【００４７】
一実施形態では、追加のオプションは、駆動ゲイン306が所定の時間長さの間に駆動ゲイン閾値302を下回ることを要求することである。この所定の時間長さは、駆動ゲイン閾値決定ルーチン215が修正状態への移行を決定し、新たなホールド値を取得する前に、駆動ゲイン306が駆動ゲイン閾値302を下回るのに必要な時間である。これは、流れチューブ内のガスが少ないために、減衰が持続的に低下することを全く示さないというノイズの多い駆動ゲイン信号の瞬間的な変位(excursion)から保護する。図３において、所定の時間長さは2秒に設定され、所望のホールド値の数は5に設定される。駆動ゲイン閾値302の下に現れるプロット上のいくつかの低駆動ゲイン期間（点「Ｂ」と表示される）があるが、駆動ゲイン306は少なくとも2秒間閾値線を下回らなかった。従って、これらの点は、駆動ゲイン閾値302を決定する際に無視された。
【００４８】
所定の期間にわたり所望されるホールドの数は、用途及び条件に基づいて決定される。所定の期間にわたって所望の数のホールド値を生成する駆動ゲイン閾値302が推定され、ホールド値を決定する続く期間中に使用される。従って、一実施形態では、前の期間からのオンオフの読み取りに基づいて特定の期間について新しい閾値が決定される。これらのシナリオではプロセス条件はかなり安定しているので、ある期間から決定された閾値は、使用される次の期間中に関係し、従ってほぼ同じ数のホールド値を生成すると考えられる。しかしながら、別の実施形態では、駆動ゲイン閾値決定ルーチン215は、離散時間ではなく、データのローリングウィンドウに基づく。この場合、駆動ゲイン閾値302は継続的に更新され、現在の状態により関連性が高い。
【００４９】
不安定な用途
他の用途では、高い駆動ゲインの期間中（「不安定な用途」）に密度が一定のままであると仮定することができる。このため、ガスが存在する場合、質量流量測定は液体の質量流量を正確に測定すると仮定することしかできない。これは、例えば、以下の式から液体体積流量を決定することを可能にするが、この式に限定されない。
【数４】
0006517361.tif 000005
【００５０】
不安定な用途では、例えば、おそらくウォータカットの変化により、液体密度も変動することが可能であるが、これに限定されない。このため、駆動ゲイン閾値302は、安定した用途の場合より僅かに高く設定される。このように、流量計5は修正状態では多くの時間を費やさず、これはプロセス条件が十分に一定であって、より慎重でより頻繁に修正状態に留まることが理想的である上述の安定した用途とは対照的である。
【００５１】
所望のホールド値の数を単に増加させるだけでは、リアルタイム測定の所望の挙動を達成することはできないことに留意されたい。駆動ゲイン306は、密度、体積流量及び質量流量が変動する可能性があるにもかかわらず、幾つかの不安定な用途ではほとんどの時間にわたって低く、安定している可能性がある。また、駆動ゲインは低いが、しばしば小さな変動があることにも留意すべきである。例えば、プロセス流体中に取り込まれたガスがない場合でも、駆動ゲインは、例えば4％で一定に留まるのではなく、むしろ3.9％と4.1％との間で不規則に変動するが、この値に限定されない。これらの変動は、流れのノイズ又は管の振動に起因する。再度、これは説明の目的のための単なる例に過ぎない。安定した用途について上述した閾値方法が使用されると、閾値を比較的低く(例えば、上記の例を参照して4％)設定することができるが、依然として多くのホールド値を生成することができる。不安定な用途では、駆動ゲインがこのように低い場合、密度が変化する可能性があるため、密度を保持することは有効ではない。正確な読みを維持するためにこの変化に注目して測定することが重要である。再度、密度が急激に変化しないため、安定した用途ではあまり問題にならない。
【００５２】
不安定な用途の実施形態では、定数を自動的に決定された駆動ゲイン閾値302に加えて、上述したような場合に密度又は他のホールド値が望ましくなく保持されないようにすることができる。上記の例に戻って、閾値が4％であると自動的に決定された場合、特定の期間に５つのホールド値が与えられた場合、これは例えば5％から9％増加させることができる。これにより、殆どの場合、測定された密度が出力されるが、十分に取り込まれたガスを有する期間を除いて、例えば、ガスの無い期間の駆動ゲインを5％をはるかに超えるように、駆動ゲインを大幅に増加させることができる。
【００５３】
この点を説明するために、図４は、ガス-液体分離器からの液体油のプロセス材料流れを受け入れる流量計5から記録された駆動ゲインを示す600秒のプロットである。理解されるように、駆動ゲインは、ログの持続時間に対して比較的低い（<3％）。駆動ゲインがこのように低い場合、流体中にガスが存在しないという高い確信がある。駆動ゲインが低いにもかかわらず、2.5〜3％の間の駆動ゲインの小さな変動が依然としてあり、これはセパレータバルブのオン/オフによって生成されるシステム内の流れノイズによる人工物である可能性が高い。駆動ゲイン閾値決定ルーチン215は、500秒周期にわたって2.56％の駆動ゲイン閾値302を決定した。これは単に流量計テストの例であって、他の流体、用途、閾値、期間等が考えられる。これはデータのほんの僅かなサンプリングであり、多くの用途では、動作条件に応じて数分から数時間またはそれ以上の期間にわたる駆動ゲイン閾値302を決定するように閾値期間が設定される。駆動ゲイン閾値決定ルーチン215の動作において、この例では、駆動ゲイン306が所定の時間長さに駆動ゲイン閾値302を下回ることを要求するオプションは2秒に設定され、この期間の所望のホールド値の数は5に設定された。換言すれば、データの最初の500秒の間に、駆動ゲインは最低2秒、5回、2.56％以下に下がり、５つのホールド値を生成する。
【００５４】
この例はさらに、時間の大部分で駆動ゲインが2.56％を超えていることを示しており、これは、密度及び/又はその他のホールド値が大部分の時間保持されていることを意味する。プロセス条件が短時間で変化するとは予想されないため、安定した用途では問題ないが、不安定な用途では密度がこの期間に変化を被り、過度に値をホールドすることは最適ではない可能性がある。閾値に例えば一定の例えば5％などの定数を単純に加えることによって、駆動ゲイン閾値決定ルーチン215は決して修正状態に入ることはなく、密度の変化が測定されるが、この値に限定されない。この場合、ガススラグが流量計5に入ると、駆動ゲインは8％を上回り、密度は保持される。これにより、自動的に決定された駆動ゲイン閾値302の組み合わせの利点が得られ、典型的な用途において流量計が如何に挙動するかを実質的に変えることなく、上述の時間と労力を節約する利点を付与する。
【００５５】
拡大された駆動ゲイン
典型的なコリオリ流量計において、ドライバに供給される電力の量は、危険領域の要求によって制限されることがしばしばある。駆動ゲインを100％にするために必要なガスの量は比較的少なく、通常は1％未満のＧＶＦである。従って、ガスの少ない期間は、駆動ゲイン306が100％となることを強いるのに十分なガスを有することが可能であり、このように変化するガス量を区別しようとする駆動ゲイン診断の有用性を効果的に終了させる。100％の駆動ゲイン306の場合、駆動ゲイン閾値302は100％に設定され、ガスの少ない期間とガスの多い期間を区別する方法はない。これは、オペレータが100％の駆動ゲインを得るのに十分なガスが存在することを知ることのみを可能にし、これは特に有用ではない。この問題を解決するために、実施形態は、拡大された駆動ゲイン診断を提供する。拡大された駆動ゲインとは、100％の駆動ゲインが許容される最大パワーに等しく、さらに多くのパワーが利用できる場合の駆動ゲインである。例えば、200％の駆動ゲインは、設定された振幅で流量計を駆動するのに、利用可能な電力の２倍の電力が必要であることを示す。
【００５６】
このように、拡大された駆動ゲインは100％を超えることができる。拡大された駆動ゲインは、次の式を使用して計算される。
【数５】
0006517361.tif 000006
ここで、Ｄｒｉｖｅ  ＴａｒｇｅｔはｍＶ/Ｈｚにおける導管の振幅の設定点であって、Ｍａｘ(ＬＰＯ、ＲＰＯ)は左右のピックオフセンサの間の最大ピックオフ電流であり、λは流れ導管の周波数である。
量(Ｍａｘ(ＬＰＯ、ＲＰＯ)/λ)は、真のチューブの振幅を表す。一旦、駆動ゲインが100％に達すると、不十分な電力のために、真のチューブの振幅がチューブ振幅の設定点より下に下がる。一旦、駆動ゲインが100％に達すると、真のチューブの振幅がチューブの振幅の設定点未満に下がり続けるように、拡大された駆動ゲインは増加し続ける。
【００５７】
図５は、駆動ゲインが実際には100％未満に低下することのないように、プロセス流体中に十分に取り込まれたガスが存在する状況を示している。これは、油井戸の用途で典型的なシナリオであるが、他の用途にも同様に存在する可能性がある。しかし、密度304を見ると、密度304が低いときと高いときのそれぞれに対応する、多いガス量と少ないガス量の期間が存在することは明らかである。この状況では、流量計5には常にガスが存在するが、取り込まれたガスが低いレベルを示す期間からホールド値を生成することは、これらのホールド値がガス濃度がより高い期間に収集された測定値を改善するのに使用され得るので、有益である。この修正された測定値は依然として誤差があるが、標準的な従来技術の流量計5の測定値よりも精度が大幅に向上している。標準的な駆動ゲイン306を用いると、駆動ゲイン閾値302は100％に設定され、ガスレベルの高い期間とガスレベルの低い期間とを区別することは不可能である。拡大された駆動ゲインはこれらの期間を区別することができる。
【００５８】
駆動ゲインの閾値の減衰
述べたように、駆動ゲイン閾値決定ルーチン215は自動的に駆動ゲイン閾値302を決定して、所与の時間期間中に一定数のホールド値の更新を提供する。しかしながら、特定の用途では、ＧＶＦは一貫性のない時間間隔で増減する。そのような例の一例として、ガス/液体混合物が油井戸から来るので、部分的に分離する故にガス留分の急速な変動(oscillation)が起こることがあり、その結果、秒単位でガスのスラグが生じる。しかし、他の用途では、ガス留分の時間スケールがより長くなる傾向にある。一実施形態では、駆動ゲイン閾値302は、一貫性のない時間間隔でＧＶＦの増減に対応するように調整される。例示的な実施形態では、仮想的な第１の期間中に頻繁な流体力学的スラッギングを有する流体源は、この方法を「できるだけ良くする」ようにさせ、所定数の更新されたホールド値を見出す。仮想的な後続期間が殆どガスを含まない場合、前の期間(より多くのガスを含む)から決定された駆動ゲイン閾値302は、システム内のガスが少ないので、増加したホールド値を見つけて記録する。
【００５９】
これは、更に少ないガスの総量が、以前に決定された閾値未満に、より頻繁に下がる駆動ゲイン306と一致するからである。このガスレベルの低い期間からの閾値は、次の期間より低く設定される。比較的大量のガスを有する第３の仮想的な時間が生じる。以前の期間からの低い閾値故に、駆動ゲイン306は、駆動ゲイン閾値302を決して下回らず、この場合、この期間中にホールド値は記録されない。以前の期間に決定されたホールド値は、ガスの低い期間から決定されたので、この期間の測定値はより正確になる。第４の仮想期間中、比較的高いガス含有量が第３の仮想期間中と同じままである場合、駆動ゲイン閾値302は類似のガス含有量の期間から決定されるので、所定数のホールド値が生成される。これらの新しいホールド値は、以前のホールド値と置き換わる。
【００６０】
この方法を使用する測定の成功又は失敗は、より正確でないデータを放棄しながら、より正確なデータを利用する能力に大きく依存する。一実施形態では、プロセス流体状態の実際の変化が失われないことを確実にするために、最新のデータ対古いデータを支持することが好ましい。
一実施形態では、上述の最適でない挙動を克服し、正確さと新しさとの間の二律背反を制御するために、片面減衰フィルタが駆動ゲイン閾値決定ルーチン215に追加される。片面であることにより、減衰フィルタは、駆動ゲイン閾値が増加するにつれ、駆動ゲイン閾値を減衰させるが、直に新たな低い閾値に調整することが望ましい。この実施形態は、幾つかの顕著な利点を有する。(1）より正確なホールド値がより長く維持される。（2）駆動ゲインが低いときにホールド値がより頻繁に更新され、（3）良好でない期間中に決定されたホールド値は、１つの新たな良好な値が見つかった後で素早く処理される。このように、減衰フィルタは、駆動ゲイン閾値決定ルーチン215を変化する条件にさらに適合可能にする。
【００６１】
上記の仮想的な例のシナリオに再び戻り、期間3よりも長い期間2からの高精度なホールド値を使用することが有利である。これを行うために、期間4からの駆動ゲイン閾値302は、以前の所定数の駆動ゲイン閾値302の平均値又は最小値である。これにより、現在の駆動ゲイン閾値302に減衰が効果的に加えられ、より高いガス含有量故に、駆動ゲイン閾値がより急速に増加することが防止される。これにより、使用中の比較的最近且つ正確な値が既に存在するため、利用される新たなホールド値だけが相対的に高い品質のものであることが保証される。ある一定期間にわたって新たな良好な値が存在しない場合でも、最終的に減衰された駆動ゲイン閾値302が、精度は低いがより新たな値を使用するのに十分に高くなるので、これは許容可能である。
【００６２】
駆動ゲイン閾値302の増加を減衰させるために、駆動ゲイン閾値302は、２つの量の最小値に基づく。第１の量は、現在及び以前の幾つかの所定数の閾値の平均値又は最小値であり、第２の量は、使用中の駆動ゲイン閾値302である。使用する以前の閾値の数、及び平均値又は最小値を使用するか否かは、新たな閾値が生成されるのにどれだけ長くかかるかに影響する。例えば、以前の閾値の最小値が用いられると、現在の駆動ゲイン閾値302は、幾つかの期間について低く留まり、新たなホールド値が生成されるのに時間がかかることがあるが、これに限定されない。以前の駆動ゲイン閾値302の平均値が比較のために使用される場合には、各時間周期でアクティブな駆動ゲイン閾値302が増加し、新たなホールド値の数も増加する。
【００６３】
図６は、駆動ゲイン閾値302の増加を減衰させることが、駆動ゲイン閾値302が増加するにつれて決定されるホールド値の数をどのように減少させるかを示す表であり、これにより駆動ゲイン閾値決定ルーチン215は、より正確なデータをより長い時間使用することが出来る。これらの値は仮想的であって、説明の目的のみである。示すように、使用される最小減衰方法は、現在と以前の３つの閾値に基づく。平均減衰方法が使用された場合、実際の駆動ゲイン閾値302が急速に上昇するにつれて、減衰された駆動ゲイン閾値302はゆっくり増加する。最小の方法は、真の閾値が増加するにつれて駆動ゲイン閾値302をほぼ一定に保たせる。ホールド値の数は、期間4の間に増加する。低い駆動ゲイン閾値302はガスレベルが低い期間を示すから、これはより多いホールド値に帰結する。ホールド値の数は、期間6の間に減少する。
【００６４】
これは、(期間5の間に作成された)期間6の間に使用される閾値が、期間6の間に生成された閾値よりも低いからである。ホールド値の数が減少するだけでなく、駆動ゲイン閾値302がまだ上昇していないことに留意されたい。これは、捕捉されたホールド値が高品質であることを意味する。期間8では、標準的な閾値を使用して、５つの新たなホールド値が検出される。これは、期間8の間に生成される駆動ゲイン閾値302が期間8の間に使用される閾値と同じだからであり、これは２つの期間の間のガス含有量が類似していることを示す。一方、期間8の間に使用される減衰された閾値は、はるかに低く、その結果ゼロの新たなホールド値が得られる。この期間中に生成されたホールド値はガス含有量の増加のために誤っている可能性が高いため、新たなホールド値は正確さを増し、取り込まれたガスのレベルが低い期間からホールド値を継続することが有利となる。
【００６５】
本明細書の記載は、当業者に本発明の最良の形態を如何に作り使用するかを開示するための特定例を記載する。例えば、油とガスの井戸は説明の目的で使用されるが、ここで記載された実施形態は流体流れの如何なる用途にも考えられる。進歩性のある原理を開示する目的から、幾つかの従来の態様は簡略化され又は省略された。当業者は本発明の範囲に入るこれらの例から変形例を理解するだろう。
【００６６】
上記の実施形態の詳細な記述は、本発明の範囲内にある発明者らによって熟考された全ての実施形態の完全な記述ではない。実際に当業者は、さらに実施形態を作成するために上記実施形態のある要素が種々に組み合わせられるかもしれないし除去されるかもしれないことを認識している、そしてそのような、さらなる実施形態は現在の記述の範囲及び開示の範囲内にある。本発明の範囲及び開示内にある追加の実施形態を作成するために、上記実施形態の全部或いは一部が組み合わせられるかもしれないことも当業者には明白である。
【００６７】
従って、本発明の特定の実施形態及び例が説明の目的のためにここに記述されているが、当業者が認識するように、様々な等価な修正は本願の範囲内で可能である。ここに提供される開示は、他の実施形態に適用可能であり、上記に記載され添付の図面に示された実施形態だけではない。従って、上記の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【図１】
0006517361.tif 000009
【図２】
0006517361.tif 000010
【図３】
0006517361.tif 000011
【図４】
0006517361.tif 000012
【図５】
0006517361.tif 000013
【図６】
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