(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサアセンブリ(10)とメータ電子機器(20)とを備える流量計(5)であって、
２つ以上の流れチューブ(130、130’)と、
２つの流れチューブ(130、130’)に結合され、該２つの流れチューブ(130、130’)に駆動モード振動を生じさせるように構成されたドライバ(180)と、
２つの流れチューブ(130、130’)に結合され、駆動モード振動の位相を検出するように構成された２つ以上のひずみゲージ(200A-D)と、
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)に電気的に繋がり、２つ以上の流れチューブ(130、130’)の間の非対称な流れを示す信号を出力するように構成された１つ以上のブリッジ回路(206、206’)とを備える、流量計(5)。
【請求項２】
信号は２つ以上のひずみゲージ(200A-D)の間のひずみの差に比例する、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項３】
信号は、２つ以上のひずみゲージ(200A-D)の第２のひずみゲージからの信号から、２つ以上のひずみゲージ(200A-D)の第１のひずみゲージからの信号の電気的な減算を含む、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項４】
信号は更に、駆動モード周波数の正弦波出力を含み、該駆動モード周波数は差に比例する振幅を有し、この差は２つ以上のひずみゲージ(200A-D)の第２のひずみゲージの位相がずれた信号から、２つ以上のひずみゲージ(200A-D)の第１のひずみゲージの位相がずれた信号を減算したものを含む、請求項３に記載の流量計(5)。
【請求項５】
更に２以上の流れチューブ(130、130’)に連結される磁石／コイル式ピックオフセンサを備える、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項６】
更に、２つ以上の流れチューブの間の非対称な流れを示すように構成されたインジケータを備える、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項７】
前記インジケータは、可視性及び可聴性の警報の少なくとも一方を備える、請求項６に記載の流量計(5)。
【請求項８】
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちの１のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブ(130、130’)のうちの１つに結合され、２つ以上の流れチューブのうちの１つの流れチューブのひずみを検出するように構成され、該ひずみは２つ以上の流れチューブ(130、130’)の１つの長手軸に略平行である、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項９】
２つ以上のひずみゲージのうちの１のひずみゲージが補強バーの付近に配置されて、２つ以上のひずみゲージの該ひずみゲージに駆動モード振動によって引き起こされる２つ以上の流れチューブのほぼ最大のひずみ振幅が加わる、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項１０】
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちの第１のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブ(130、130’)のうちの第１の流れチューブの入り口レッグ(131)の外側表面(131A)に結合され、
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちのこの第１のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路(206、206’)のうちの第１のブリッジ回路(206)の第１の位置(R1)に電気的に繋がり、
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちの第２のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブ(130、130’)のうちの第１の流れチューブの入り口レッグ(131)の外側表面(131’A)に結合され、
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちのこの第２のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路(206、206’)のうちの第１のブリッジ回路(206)の第２の位置(R2)に電気的に繋がる、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項１１】
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちの第１のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブ(130、130’)のうちの第１の流れチューブの入り口レッグ(131)の内側表面(131B)に結合され、
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちのこの第１のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路(206、206’)のうちの第１のブリッジ回路(206)の第１の位置(R1)に電気的に繋がり、
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちの第２のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブ(206、206’)のうちの第１の流れチューブの入り口レッグ(131)の内側表面(131’B)に結合され、
２つ以上のひずみゲージ(200A-D)のうちのこの第２のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路(206、206’)のうちの第１のブリッジ回路(206)の第２の位置(R2)に電気的に繋がる、請求項１に記載の流量計(5)。
【請求項１２】
センサアセンブリ(10)とメータ電子機器(20)を含む流量計(5)であって、
２以上の流れチューブ(130、130’)と、
該２以上の流れチューブ(130、130’)の少なくとも１つに連結されたひずみゲージ(200)を備え、
該ひずみゲージ(200)は２つの流れチューブ(130、130’)の間に、非対称流れの存在を示し信号を出力するように構成された、流量計(5)。
【請求項１３】
更に、ひずみゲージ(200)に繋がった電気回路を備える、請求項１２に記載の流量計(5)。
【請求項１４】
前記電気回路は、ブリッジ回路(206、206’)を備える、請求項１３に記載の流量計(5)。
【請求項１５】
信号は、ブリッジ回路(206、206’)における不釣り合いを含む、請求項１４に記載の流量計(5)。
【請求項１６】
信号は、ブリッジ回路(206、206’)の出力が変化した振幅を含む、請求項１４に記載の流量計(5)。
【請求項１７】
信号は、ひずみゲージ(200)の位相がずれた信号を含む電気的な引き算を含む、請求項１４に記載の流量計(5)。
【請求項１８】
信号は更に、ひずみゲージの位相がずれた信号を含む電気的な引き算を含む差に比例する振幅を有する駆動モード周波数の正弦波出力を含む、請求項１５に記載の流量計(5)。
【請求項１９】
流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法であって、
２つの流れチューブを駆動モード振動にて振動させるステップと、
２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップと、
２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップと、
第１及び第２の流れチューブの振動応答を比較するステップと、
第１及び第２の流れチューブの間の流れの非対称の存在を判断するステップとを含み、
２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第１のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップを更に含み、
２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第２のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップを更に含む、流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２０】
更に、第１の流れチューブと第２の流れチューブとの間の振動応答の差が所定のしきい値よりも大きい場合に流れの非対称の存在を知らせるステップを含む、請求項１９に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２１】
第１の流れチューブと第２の流れチューブとの間の振動応答の差が所定のしきい値よりも大きい場合に流れの非対称の存在を知らせるステップは、警報を生じさせるステップを含む、請求項１９に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２２】
第１のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第１のひずみゲージに電気的に繋がったブリッジ回路の出力を測定するステップを更に含み、
第２のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第２のひずみゲージに電気的に繋がったブリッジ回路の出力を測定するステップを更に含む、請求項１９に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２３】
更に、第１のひずみゲージを第１の流れチューブのレッグの外側表面に結合し、第１のひずみゲージをブリッジ回路の第１の位置に電気的に繋げるステップと、
第２のひずみゲージを第２の流れチューブのレッグの外側表面に結合し、第２のひずみゲージをブリッジ回路の第２の位置に電気的に繋げるステップとを含む、請求項２２に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２４】
更に、第１及び第２の流れチューブの振動応答を比較するステップは、少なくとも１つのブリッジ回路から出力信号を生成するステップを含む、請求項１９に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２５】
第１の流れチューブの振動応答は、第１の流れチューブのひずみを含み、第２の流れチューブの振動応答は、第２の流れチューブのひずみを含む、請求項１９に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２６】
第１のひずみゲージは、補強バーの付近において第１の流れチューブに結合され、第２のひずみゲージは、補強バーの付近において第２の流れチューブに結合される、請求項２３に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２７】
流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法であって、
２つの流れチューブを振動させるステップと、
２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの絶対位相を判断するステップと、
２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの絶対位相を判断するステップと、
第１の流れチューブ及び第２の流れチューブの間の絶対位相の差を判断するステップとを含み、
更に、第１の流れチューブの第１のひずみを測定するステップ、及び第２の流れチューブの第２のひずみを測定するステップを含む、流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【請求項２８】
更に、第１の流れチューブ及び第２の流れチューブの間の絶対位相の差が所定のしきい値よりも大きい場合に、流れの非対称の存在を知らせるステップを含む、請求項２７に記載の流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述される実施形態は、振動式の流量計に関し、より詳しくは、複数の流れチューブを備える振動式の流量計における非対称な流れを検出するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量計及び振動式密度計などの振動導管センサは、典型的には、流れている物質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。質量流量及び密度などの導管内の物質に関する特性を、導管に組み合わせられた運動トランスデューサから受信される測定信号を処理することによって明らかにすることができる。振動する物質で満たされた系の振動モードは、一般に、導管、及び導管に含まれる物質の、組み合わせの質量、剛性、及び減衰特性によって左右される。
【０００３】
パイプラインを通って流れる物質の質量流量及び他の特性を測定するために、振動式の流量計を使用することが周知である。例えば、振動式コリオリ流量計が、1985年1月1日のJ.E. Smithらへと発行された米国特許第4,491,025号明細書に開示され、1983年11月29日のJ.E. Smithへの再発行特許第31,450号明細書にも開示されている。これらの振動式の流量計は、1つ以上の流体管を有する。コリオリ質量流量計における各々の流体管の構成は、単純な曲げ、ねじり、径方向、横方向、または結合型であり得る一連の固有振動モードを有する。各々の流体管は、これらの固有モードのうちの1つにおいて共振するように駆動される。振動モードは、一般に、外側の流体管及び内部に含まれる物質の、組み合わせの質量、剛性、及び減衰特性によって影響され、したがって質量、剛性、及び減衰が、典型的には、振動式の流量計の初期の較正の際に、周知の技術を使用して明らかにされる。
【０００４】
物質は、振動式の流量計の入り口側に接続されたパイプラインから流量計へと流入する。次いで、物質は、流体管（または、複数の流体管）を通って導かれ、出口側において接続されたパイプラインへと流量計を出る。
ボイスコイル形式の駆動装置などのドライバが、１つ以上の流体管へと力を加える。力は、１つ以上の流体管を振動させる。流量計を通って流れる物質が存在しない場合、流体管に沿ったすべての地点が、同一の位相で振動する。物質が流体管を通って流れ始めるにつれて、コリオリの加速度ゆえに、流体管に沿った各々の地点が、流体管に沿った他の地点に対して異なる位相を有するようになる。流体管の入り口側における位相が、ドライバに遅れる一方で、出口側における位相は、ドライバより進む。センサが、流体管上の２つの異なる地点に配置され、２つの地点における流体管の運動を表す正弦波信号を生成する。センサから受信される２つの信号の位相差が、時間の単位で計算される。
【０００５】
２つのセンサ信号の間の位相差は、流体管（または、複数の流体管）を通って流れている物質の質量流量に比例する。物質の質量流量は、位相差に流量較正係数を乗じることによって決定される。流量較正係数は、物質の特性及び流体管の断面の特性に依存する。流量較正係数に影響を及ぼす流体管の主要な特性の１つは、流体管の剛性である。流量計をパイプラインへと設置する前に、較正プロセスによって流量較正係数が決定される。較正プロセスにおいては、既知の流体が所与の流量にて流体管に通され、位相差と流量との間の比率が計算される。流体管の剛性及び減衰特性も、当技術分野で広く知られるとおりに較正プロセスにおいて決定される。
【０００６】
コリオリ流量計の１つの利点は、振動する流体管に可動部品が存在しないため、測定される質量流量の確度が、流量計の可動部品の摩耗によって影響されることがない点にある。流量は、流体管上の２つの地点の間の位相差と流量較正係数とを乗算することによって決定される。唯一の入力は、流体管上の２つの地点の振動を表すセンサからの正弦波信号である。位相差は、正弦波信号から計算される。流量較正係数は、物質及び流体管の断面の特性に比例するため、位相差の測定及び流量較正係数は、流量計の可動部品の摩耗による影響を受けることがない。
【０００７】
典型的なコリオリ質量流量計は、典型的には流れチューブ（または、複数の流れチューブ）の振動応答を測定するために用いられるとともに、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１つ以上のトランスデューサ（または、ピックオフセンサ）を備える。ピックオフセンサは、電子計測器へと接続される。計測器は、２つのピックオフから信号を受信し、とりわけ質量流量の測定値を導出するためにこの信号を処理する。
【０００８】
典型的なコリオリ流量計は、流量計の振動する流れ導管（複数の流れ導管）の運動を測定するためにコイル及び磁石をピックオフセンサとして使用することによって、流量及び／または密度を測定する。流量計を通過する質量流量は、流量計の流れチューブの入り口及び出口の付近に位置する複数のピックオフ信号の間の位相差から決定される。しかしながら、コイル／磁石式ピックオフの代わりにひずみゲージを使用して、流量を測定することが可能である。例えば、「Improved vibrating flowmeter and related methods」という名称の国際特許出願第PCT/US2014/033188号明細書が、振動式の流量計がコイル／磁石式ピックオフの代わりにひずみゲージを利用して質量流量を計算するいくつかの実施形態を説明しており、この出願は、その全体が参照によって本明細書に援用される。２つのセンサの種類の間の基本的な相違は、コイル／磁石式ピックオフは流れチューブの速度を測定し、ひずみゲージは流れチューブのひずみを測定する点にある。コイル／磁石式ピックオフを利用する１つの利益は、流れが２つの流れチューブの間でどのように分割されても、流量制御係数（FCF）が変化しない点にある。したがって、流れチューブのうちの一方における詰まりまたは残留物の付着が、質量流量の測定を妨げることがない。流れチューブにおける詰まりまたは残留物の付着を検出するためにコイル／磁石式ピックオフを使用することを、制限しているのは、コイル／磁石式ピックオフのまさにこの「利益」である。
【０００９】
従って、先行技術の流量計における問題は、それらが閉塞または付着の検出を本質的に欠くことにある。以下で説明される実施形態は、この問題及び他の問題を克服し、技術的な進歩を達成する。以下で説明される実施形態は、流れチューブにおける閉塞または残留物の蓄積を検出する目的で、流量計の流れチューブの間の非対称な流れを検出するように構成されたひずみゲージを備える流量計を提供する。流量計上のさまざまな配置及び向きを有するひずみゲージの種々の組み合わせを、ホイートストンブリッジ回路の種々の組み合わせと接続することによって、流れの非対称が検出可能及び報告可能にされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の要旨
一実施形態によれば、センサアセンブリとメータ電子機器とを備える振動式の流量計が提供される。振動式の流量計は、２つ以上の流れチューブと、２つの流れチューブに結合されたドライバとを備える。ドライバは、２つの流れチューブに駆動モード振動を生じさせるように構成される。振動式の流量計は、２つの流れチューブに結合され、駆動モード振動の位相を検出するように構成された２つ以上のひずみゲージをさらに備える。１つ以上のブリッジ回路が、２つ以上のひずみゲージに電気的に繋がり、２つ以上の流れチューブの間の非対称な流れを示す信号を出力するように構成される。
【００１１】
一実施形態によれば、センサアセンブリとメータ電子機器とを備える振動式の流量計が提供される。振動式の流量計は、２つ以上の流れチューブと、２つ以上の流れチューブのうちの少なくとも１つに結合されたセンサとを備え、センサは、２つの流れチューブの間の非対称な流れの存在を示すための信号を出力するように構成される。
【００１２】
一実施形態によれば、流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断するための方法が提供される。この方法は、２つの流れチューブを駆動モード振動にて振動させるステップと、２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップと、２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップと、第１及び第２の流れチューブの振動応答を比較するステップと、第１及び第２の流れチューブの間の流れの非対称の存在を判断するステップとを含む。
【００１３】
一実施形態によれば、流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断するための方法が提供される。この方法は、２つの流れチューブを駆動モード振動にて振動させるステップと、２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップと、２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップと、第１及び第２の流れチューブの振動応答を比較するステップと、第１及び第２の流れチューブの間の流れの非対称の存在を判断するステップとを含む。
【００１４】
態様
一態様によれば、センサアセンブリと、メータ電子機器とを備える振動式の流量計が、２つ以上の流れチューブと、２つの流れチューブに結合され、２つの流れチューブに駆動モード振動を生じさせるように構成されたドライバと、２つの流れチューブに結合され、駆動モード振動の位相を検出するように構成された２つ以上のひずみゲージと、２つ以上のひずみゲージに電気的に繋がり、２つ以上の流れチューブの間の非対称な流れを示す信号を出力するように構成された１つ以上のブリッジ回路とを備える。
【００１５】
好ましくは、信号は、２つ以上のひずみゲージの間のひずみの差に比例する。
好ましくは、信号は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージからの信号の、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージからの信号からの電気的な引き算を含む。
好ましくは、信号は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージの位相がずれた信号の、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージの位相がずれた信号からの引き算を含む差に比例する振幅を有する駆動モード周波数の正弦波出力をさらに含む。
【００１６】
好ましくは、振動式の流量計は、２つ以上の流れチューブに結合された磁石／コイル式ピックオフセンサをさらに備える。
好ましくは、振動式の流量計は、２つ以上の流れチューブの間の非対称な流れを示すように構成されたインジケータをさらに備える。
好ましくは、インジケータは、可視性及び可聴性の警報の少なくとも一方を備える。
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの或るひずみゲージが、２つ以上の流れチューブのうちの１つに結合され、２つ以上の流れチューブのうちの１つの流れチューブのひずみを検出するように構成され、該ひずみは２つ以上の流れチューブの１つの長手軸に略平行である。
【００１７】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの１のひずみゲージが補強バーの付近に配置されて、２つ以上のひずみゲージの該ひずみゲージに駆動モード振動によって引き起こされる２つ以上の流れチューブのほぼ最大のひずみ振幅が加わる。
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブのうちの第１の流れチューブの入り口レッグの外側表面に結合され、２つ以上のひずみゲージのうちのこの第１のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気的に繋がり、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブのうちの第１の流れチューブの入り口レッグの外側表面に結合され、２つ以上のひずみゲージのうちのこの第２のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第２の位置に電気的に繋がる。
【００１８】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブのうちの第１の流れチューブの入り口レッグの内側表面に結合され、２つ以上のひずみゲージのうちのこの第１のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気的に繋がり、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージが、２つ以上の流れチューブのうちの第１の流れチューブの入り口レッグの内側表面に結合され、２つ以上のひずみゲージのうちのこの第２のひずみゲージは、１つ以上のブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第２の位置に電気的に繋がる。
一態様によれば、センサアセンブリとメータ電子機器とを備える振動式の流量計が、２つ以上の流れチューブと、２つ以上の流れチューブのうちの少なくとも１つに結合されたセンサとを備え、センサは、２つの流れチューブの間の非対称な流れの存在を示すための信号を出力するように構成される。
【００１９】
好ましくは、センサは、ひずみゲージである。
好ましくは、振動式の流量計は、センサに繋がった電気回路をさらに備える。
好ましくは、電気回路は、ブリッジ回路を備える。
好ましくは、信号は、ブリッジ回路における不釣り合いを含む。
好ましくは、信号は、ブリッジ回路の出力の変化した振幅を含む。
好ましくは、信号は、センサの位相がずれた信号を含む電気的な引き算を含む。
好ましくは、信号は、センサの位相がずれた信号を含む電気的な引き算を含む差に比例する振幅を有する駆動モード周波数の正弦波出力をさらに含む。
【００２０】
一態様によれば、流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断するための方法が、２つの流れチューブを駆動モード振動にて振動させるステップと、２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップと、２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップと、第１及び第２の流れチューブの振動応答を比較するステップと、第１及び第２の流れチューブの間の流れの非対称の存在を判断するステップとを含む。
好ましくは、この方法は、第１の流れチューブと第２の流れチューブとの間の振動応答の差が所定のしきい値よりも大きい場合に流れの非対称の存在を知らせるステップをさらに含む。
好ましくは、第１の流れチューブと第２の流れチューブとの間の振動応答の差が所定のしきい値よりも大きい場合に流れの非対称の存在を知らせるステップは、警報を生じさせるステップを含む。
【００２１】
好ましくは、２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第１のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップをさらに含み、２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第２のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップをさらに含む。
好ましくは、第１のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第１のひずみゲージに電気的に繋がったブリッジ回路の出力を測定するステップをさらに含み、第２のひずみゲージで２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの振動応答を測定するステップは、第２のひずみゲージに電気的に繋がったブリッジ回路の出力を測定するステップをさらに含む。
【００２２】
好ましくは、流量計における２つの流れチューブを通る流れを判断するための方法は、第１のひずみゲージを第１の流れチューブのレッグの外側表面に結合し、第１のひずみゲージをブリッジ回路の第１の位置に電気的に繋げるステップと、第２のひずみゲージを第２の流れチューブのレッグの外側表面に結合し、第２のひずみゲージをブリッジ回路の第２の位置に電気的に繋げるステップとをさらに含む。
【００２３】
好ましくは、第１及び第２の流れチューブの振動応答を比較するステップは、
少なくとも１つのブリッジ回路から出力信号を生成するステップ
をさらに含む。
好ましくは、第１の流れチューブの振動応答は、第１の流れチューブのひずみを含み、第２の流れチューブの振動応答は、第２の流れチューブのひずみを含む。
好ましくは、第１のひずみゲージは、補強バーの付近において第１の流れチューブに結合され、第２のひずみゲージは、補強バーの付近において第２の流れチューブに結合される。
【００２４】
一態様によれば、流量計における２つの流れチューブを通る流れの非対称を判断するための方法が、２つの流れチューブを振動させるステップと、２つの流れチューブのうちの第１の流れチューブの絶対位相を明らかにするステップと、２つの流れチューブのうちの第２の流れチューブの絶対位相を明らかにするステップと、第１の流れチューブ及び第２の流れチューブの間の絶対位相の差を明らかにするステップとを含む。
好ましくは、この方法は、第１の流れチューブの第１のひずみを測定するステップ、及び第２の流れチューブの第２のひずみを測定するステップをさらに含む。
好ましくは、この方法は、第１の流れチューブ及び第２の流れチューブの間の絶対位相の差が所定のしきい値よりも大きい場合に、流れの非対称の存在を知らせるステップをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
すべての図面において、同じ参照番号は、同じ構成要素を表している。図面は、必ずしも寸法通りではない。
【図１】先行技術の流量計を示している。
【図２】流量計の実施形態を示している。
【図３】流量計の電子機器の図である。
【図４】ひずみゲージがブリッジ回路へと接続された流量計の実施形態を示している。
【図５】ひずみゲージがブリッジ回路へと接続された流量計の別の実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１〜図５及び以下の説明は、流量計及び関連の方法の実施形態の最良の態様を作製及び使用するやり方を当業者に教示するための具体的な例を示している。本発明の原理の教示という目的のために、いくつかの従来からの態様は、簡略化または省略されている。当業者であれば、本発明の技術的範囲に包含されるこれらの例からの変種を理解できるであろう。当業者であれば、以下で説明される特徴をさまざまなやり方で組み合わせることで、本発明の多数の変種を形成できることを、理解できるであろう。結果として、本発明は、以下で説明される具体的な例に限定されず、特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ限定される。
【００２７】
図１は、振動式流量計またはコリオリ流量計などの先行技術の流量計5を示している。流量計5は、メータアセンブリ10及びメータ電子機器20を備えている。メータアセンブリ10は、プロセス物質の質量流量及び密度に応答する。メータ電子機器20は、リード線100によってメータアセンブリ10へと接続され、経路26を介して密度、質量流量、及び温度情報、ならびに本発明とは無関係な他の情報をもたらす。メータアセンブリ10は、１対のマニホールド150及び150’と、フランジ首部110及び110’を有するフランジ103及び103’と、１対の平行な流れチューブ130（第１の流れチューブ）及び130’（第２の流れチューブ）と、ドライバ180と、温度センサ190と、磁石／コイル式速度センサ、ひずみゲージ、光センサ、または当技術分野で既知の任意の他のピックオフなどの１対のピックオフ170L及び170Rとを備える。流れチューブ130及び130’の各々は、流れチューブ取り付けブロック120及び120’に向かって収束する入り口レッグ131及び131’ならびに出口レッグ134及び134’を有する。流れチューブ130及び130’は、それらの長さに沿った少なくとも１つの対称な位置において曲げられ、それらの長さの全体にわたって基本的に平行である。補強バー140及び140’が、各々の流れチューブの振動の曲げ軸W及びW’を定めるように機能する。
【００２８】
流れチューブ130及び130’の側部レッグ131、131’及び134、134’は、流れチューブ取り付けブロック120及び120’へと固定して取り付けられ、次いでこれらのブロックが、マニホールド150及び150’へと固定して取り付けられる。これにより、メータアセンブリ10を通過する連続的な閉じた物質の経路がもたらされる。
穴102及び102’を有するフランジ103及び103’が、入り口端104及び出口端104’を介して、測定されるプロセス物質を運ぶプロセス配管（図示されていない）へと接続される。物質は、流れチューブ取り付けブロック120へとマニホールド150を通過するオリフィス101を通って入り口端104へと入る。マニホールド150において、物質は分割され、流れチューブ130及び130’を通って導かれる。流れチューブ130及び130’を出るとき、プロセス物質は、マニホールド150’において再び１つの流れへと合流し、その後にボルト穴102’を有するフランジ103’によってプロセス配管（図示されていない）へと接続された出口端104’へと導かれる。
【００２９】
流れチューブ130及び130’は、それぞれの曲げ軸W-W及びW’-W’を中心にして実質的に同じ質量の分布、慣性モーメント、及びヤング率を有するように選択され、流れチューブ取り付けブロック120及び120’へと適切に取り付けられる。これらの曲げ軸は、補強バー140及び140’を通過する。流れチューブのヤング率が温度につれて変化し、この変化が流量及び密度の計算に影響を及ぼすため、抵抗温度検出器（RTD）などの温度センサ190が、流れチューブの温度を継続的に測定するために流れチューブ130’へと取り付けられる。流れチューブの温度、したがって所与の電流が流れているときのRTDをまたいで現れる電圧は、流れチューブを通過している物質の温度によって支配される。RTDをまたいで現れる温度に依存する電圧が、流れチューブの温度の変化に起因する流れチューブ130及び130’の弾性率の変化を補償するために、メータ電子機器20によって周知の方法で使用される。RTDは、リード線195によってメータ電子機器20へと接続される。
【００３０】
両方の流れチューブ130及び130’は、流量計のいわゆる第１の位相はずれ曲げモードにおいて、それぞれの曲げ軸W及びW’を中心にして反対の方向にドライバ180によって駆動される、このドライバ180は、流れチューブ130’に取り付けられた磁石及び流れチューブ130に取り付けられ、両方の流れチューブを振動させるために交流電流が流される対向するコイルなど、多数の周知の構成のうちの任意の１つを備えることができる。適切な駆動信号が、メータ電子機器20によってリード線185を介してドライバ180へと加えられる。
【００３１】
メータ電子機器20は、リード線195においてRTD温度信号を受信し、リード線165L及び165Rにそれぞれ現れる左側及び右側速度信号を受信する。メータ電子機器20は、ドライバ180へとリード線185に現れる駆動信号を生成し、チューブ130及び130’を振動させる。メータ電子機器20は、左側及び右側速度信号ならびにRTD信号を処理し、メータアセンブリ10を通過する物質の質量流量及び密度を算出する。この情報が、他の情報と一緒に、メータ電子機器20によって経路26を介して利用手段へと適用される。
【００３２】
典型的には、コリオリ流量計は、第１の位相はずれ曲げモードで駆動され、流れによって引き起こされる入り口及び出口レッグの間の位相が、流量計の入り口及び出口レッグに取り付けられたコイル／磁石式ピックオフを使用して検出される。本明細書において説明される流量計自身及び流量の算出方法は、トランスミッタにおいて２つの別々の信号の間の位相を算出する伝統的な方法と異なる。一実施形態においては、流体の流量が、流れのない状態のもとで常時はゼロである少なくとも１つのひずみゲージへと接続されたブリッジ回路の出力の振幅の変化によって示される（すなわち、駆動モードが、入り口及び出口レッグにおけるひずみが等しい通常モードである）。しかしながら、流れが導入されると、駆動モードが複雑になり、管の入り口及び出口の運動の間に位相の遅れが存在する。ひずみゲージによって検出されるこの差が、本明細書において説明されるとおり、ホイートストンブリッジ回路などのブリッジ回路を使用して利用される。
【００３３】
図２は、流量計5の実施形態を示している。コリオリ流量計の構造が説明されるが、本発明を、コリオリ質量流量計によってもたらされる追加の測定能力を持たない振動管式密度計として実施できることは、当業者にとって明らかである。図１の先行技術の装置と共通の構成要素は、同じ参照番号を共有している。流れチューブ130及び130’は、それぞれの曲げ軸W及びW’を中心にして反対方向に、いわゆる流量計の第１の位相はずれ曲げモードで、ドライバ180によって駆動される。このドライバ180は、流れチューブ130’に取り付けられた磁石及び流れチューブ130に取り付けられ、両方の流れチューブ130、130’を振動させるために交流電流が流される対向するコイルなど、多数の周知の構成のうちの任意の１つを備えることができる。適切な駆動信号が、メータ電子機器20によってリード線185を介してドライバ180へと加えられる。第１のひずみゲージ200Aが、第１の流れチューブ130の入り口レッグ131に位置し、第２のひずみゲージ200Bが、第２の流れチューブ130’の入り口レッグ131’に位置する。２つのピックオフ170L、170R（図1）とひずみゲージ200A、200Bとの間の主要な違いは、コイル／磁石式ピックオフが流れチューブの速度を測定し、ひずみゲージが流れチューブのひずみを測定する点にある。ひずみゲージ200A、200Bが運動の絶対的な変化を測定する一方で、コイル／磁石式ピックオフが相対運動を測定するという相違が、とくに重要であり、したがって流れの非対称は、ひずみゲージによれば検出可能であるが、ピックオフ170L、170Rは、それらの相対的な性質ゆえに、そのような非対称を検出しない。本明細書に開示される各々のひずみゲージ200A〜Dは、そのひずみゲージが結合された流れチューブの長手軸に実質的に平行なひずみを検出するように向けられることが好ましい。
【００３４】
コイル／磁石式の速度ピックオフ170L、170Rに関して、最大の速度振幅は、典型的には流れチューブ130、130’の「U」の中央に位置するドライバ180のすぐ近くにある。しかしながら、コイル／磁石式の速度ピックオフ170L、170Rは、ピックオフ170L、170Rがドライバ180に近付きすぎると考えられるため、この位置には配置されず、むしろ位相信号の差を検出するために最適とまでは言えないが依然として分解可能である速度振幅をもたらす領域に配置される。しかしながら、最大のひずみ振幅は、流れチューブ130、130’のそれぞれの補強バー140、140’の付近であり、本明細書に開示される実施形態においては、まさにこの場所にひずみゲージ200A、200Bが好ましく配置される。上述の実施形態においては、２つのひずみゲージが利用されるが、さらなるひずみゲージも考えられる。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態による流量計5のメータ電子機器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及び処理システム203を含むことができる。メータ電子機器20は、例えばひずみゲージ200A、200Bの信号など、メータアセンブリ10から第１及び第２のセンサ信号を受信する。メータ電子機器20は、第１及び第２のセンサ信号を処理し、メータアセンブリ10を通って流れる流動物質の流れ特性を得る。例えば、メータ電子機器20は、例えばセンサ信号から位相、周波数、時間差（Δt）、密度、質量流量、ひずみ、及び体積流量のうちの１つ以上を明らかにすることができる。加えて、他の流れ特性も、本発明に従って明らかにすることができる。
インターフェイス201は、図２に示したリード線100を介してひずみゲージ200A〜Dからセンサ信号を受信する。インターフェイス201は、フォーマッティング、増幅、バッファリング、などの任意のやり方など、任意の必要または所望の信号の調整を実行することができる。あるいは、信号の調整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。
【００３６】
加えて、インターフェイス201は、例えば通信経路26などを介して、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、任意のやり方の電子、光、または無線通信が可能であってよい。
一実施形態におけるインターフェイス201は、デジタイザ（図示されていない）を備え、センサ信号がアナログセンサ信号を含む。デジタイザは、アナログセンサ信号をサンプリング及びデジタル化し、デジタルセンサ信号を生成する。また、インターフェイス／デジタイザは、必要な信号処理の量を少なくして、処理時間を短縮するために、デジタルセンサ信号を間引く任意の必要なデシメーションを実行することができる。
【００３７】
処理システム203は、メータ電子機器20の動作を導き、メータアセンブリ10からの流量の測定値を処理する。処理システム203は、１つ以上の処理ルーチンを実行することにより、流量の測定値を処理して１つ以上の流れ特性を生成する。
処理システム203は、汎用のコンピュータ、小型演算処理システム、論理回路、あるい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は、複数の処理装置に分散されてもよい。処理システム203は、ストレージシステム204など、任意のやり方の一体または独立した電子記憶媒体を含むことができる。
【００３８】
図示の実施形態において、処理システム203は、２つ以上の振動／ひずみ応答220、226から流れ特性を明らかにする。処理システム203は、２つ以上の応答220、226の少なくとも大きさ、位相差、時間差、及び周波数を明らかにすることができる。一実施形態においては、ひずみゲージ200A〜Dに電気的に繋がった少なくとも１つのブリッジ回路206、206’からの信号が、メータ電子機器20へと入力される。
ストレージシステム204は、流量計のパラメータ及びデータ、ソフトウェアルーチン、定数、ならびに変数を格納することができる。一実施形態において、ストレージシステム204は、処理システム203によって実行されるルーチンを含む。一実施形態において、ストレージシステム204は、位相シフトルーチン212、位相非対称ルーチン215、周波数ルーチン216、時間差（Δt）ルーチン217、流れ特性ルーチン218、及び流れの非対称インジケータ／警報ルーチン219を格納する。
【００３９】
一実施形態において、ストレージシステム204は、流量計5の動作に使用される変数を格納する。一実施形態におけるストレージシステム204は、ひずみゲージ200A〜Dから受信される２つ以上の振動応答220、226などの変数を格納する。いくつかの実施形態において、ストレージシステム204は、メータ電子機器20によって生成される１つ以上の値を格納する。いくつかの実施形態において、ストレージシステム204は、流れの測定から得られた１つ以上の流れ特性を格納する。また、ストレージシステム204は、流れの非対称の警報のしきい値に関する変数も格納する。
【００４０】
いくつかの実施形態は、流れチューブ130、130’の入り口レッグ131、131’または流れチューブ130、130’の出口レッグ134、134’の相対運動を直接的に測定することによって流れの非対称を検出する。少なくとも１つのブリッジ回路206、206’へと接続されたひずみゲージ200A〜Dが、流れのない状態（駆動モードの通常のモード形状に相当し、すなわち流れチューブの間に位相差がない）であろうと、あるいは任意の対称な流れの状態であろうと、すべての対称な流れの状態において振幅ゼロの信号を生成するように構成される。しかしながら、非対称な流れの際に、同じ構成は、振幅及び符号が流れチューブ130、130’の間の一様でない流れの程度の表示となる駆動周波数の正弦波信号の出力を生み出す。
【００４１】
図４及び図５を参照すると、ひずみゲージ200A〜Dは、最大の正のひずみ（引張）及び最高の負のひずみ（圧縮）が流れチューブ130、130’とそれぞれの補強バー140、140’との間の接合部において生じるため、好ましくは補強バー140、140’の付近の領域において流れチューブ130、130’の入り口131、131’または出口134、134’の側に配置される。ひずみゲージを流れチューブへと結合させる好ましい距離は、補強バー140、140’と流れチューブ130、130’の最上部との間の直線距離の約0％〜15％の間である（最も上方の部分における流れチューブの方向に垂直なベクトルに沿って測定される）。さらにより好ましい距離は、約6％〜9％の間である。しかしながら、これらの距離はあくまでも例であり、他の距離も本明細書及び特許請求の範囲の技術的範囲に包含されると考えられる。ひずみゲージ200A〜Dは、好ましくは、流れチューブ130、130’において垂直ひずみ（すなわち、流れチューブ130、130’の長手軸に平行なひずみ）を検出するように配置される。
【００４２】
図４は、ブリッジ回路206に電気的に繋がった２つのひずみゲージ200A、200Bを有している流量計5の実施形態を示している。ブリッジ回路206は、ひずみゲージの抵抗の小さな変化を電圧の比較的大きな変化へと変換する。ブリッジ回路206は、供給電圧Vsと、４つの抵抗器（R1〜R4）と、出力電圧Voとで構成される。ブリッジは平衡していると考えられ、出力電圧は、R1＝R2かつR3＝R4のときに0vである。いずれかの抵抗の変化により、ブリッジは平衡でなくなり、出力電圧が、もはやゼロでなくなる。供給電圧と、抵抗と、出力電圧との間の関係は、式１に示される。
【数１】
0006336122.tif 000002
【００４３】
抵抗の番号は、図４に示される抵抗の位置に対応している。ブリッジ回路206の抵抗のいずれかまたはすべてを、ひずみゲージで置き換えることができる。この実施形態においては、２つのひずみゲージ200A、200Bが流れチューブ130、130’の入り口側131、131’に存在し、ブリッジ回路206に接続されている。第１のゲージ200Aが、ブリッジ回路206の第１の位置R1に接続され、第２のゲージ200Bが、ブリッジ回路206の第２の位置R2に接続されている。残りの抵抗R3及びR4が、固定値の抵抗であって、各々が同じ値を有していることに、注意すべきである。さらに、この実施形態において、ひずみゲージ200A、200Bが、流れチューブ130、130’の相対的に同じ表面に位置し、すなわちこの実施形態において、第１のひずみゲージ200Aが第１の流れチューブ130の第１の入り口レッグ131の外側表面131Aに位置する一方で、第２のひずみゲージ200Bが第２の流れチューブ130’の第２の入り口レッグ131’の外側表面131’Aに位置することが、重要である。ゲージ200A、200Bの位置が入れ換えられ、第１のゲージ200Aがブリッジ回路206の第２の位置R2に配置され、第２のゲージ200Bがブリッジ回路206の第１の位置R1に配置された場合でも、非対称の検出は損なわれないことは、当業者にとって明らかであろう。同様に、固定の抵抗が位置R1及びR2に使用される一方で、ゲージ200A、200Bの位置がブリッジ回路206のR3及びR4の側へと入れ換えられたとしても、やはり非対称の検出の機能は損なわれないと考えられる。さらに、ひずみゲージ200A、200Bが流れチューブ130、130’の出口レッグ134、134’に位置する同様の実施形態も考えられる。
【００４４】
図５も、ブリッジ回路206に電気的に繋がった２つのひずみゲージ200C、200Dを有している流量計5の実施形態を示している。この実施形態において、２つのひずみゲージ200C、200Dは、流れチューブ130、130’の入り口側131、131’に存在し、ブリッジ回路206に接続されている。第１のゲージ200Cが、ブリッジ回路206の第１の位置R1に接続され、第２のゲージ200Dが、ブリッジ回路206の第２の位置R2に接続されている。残りの抵抗R3及びR4が、固定値の抵抗であって、各々が同じ値を有していることに、注意すべきである。さらに、この実施形態において、ひずみゲージ200C、200Dが、流れチューブ130、130’の相対的に同じ表面に位置すること、即ち、この実施形態が第１のひずみゲージ200Cが第１の流れチューブ130の第１の入り口レッグ131の内側表面131Bに位置する一方で、第２のひずみゲージ200Dが第２の流れチューブ130’の第２の入り口レッグ131’の内側表面131’Bに位置することを意味していることは重要である。ゲージ200C、200Dの位置が入れ換えられ、第１のゲージ200Cがブリッジ回路206の第２の位置R2に配置され、第２のゲージ200Dがブリッジ回路206の第１の位置R1に配置された場合でも、非対称の検出は損なわれないことは、当業者にとって明らかであろう。同様に、固定の抵抗が位置R1及びR2に使用される一方で、ゲージ200C、200Dの位置がブリッジ回路206のR3及びR4の側へと入れ換えられたとしても、やはり非対称の検出の機能は損なわれないと考えられる。さらに、ひずみゲージ200C、200Dが流れチューブ130、130’の出口レッグ134、134’に位置する同様の実施形態も考えられる。
【００４５】
入り口レッグ131、131’及び出口レッグ134、134’の両方のひずみを同時に測定する4つのゲージが存在するように、追加のゲージを付け加え、ブリッジ回路206の信号出力を大きくすることが可能である。これらの実施形態においては、１つのブリッジ回路206が4つのすべてのひずみゲージ200A〜Dへと接続され、あるいは入り口レッグ131、131’が第１のブリッジ回路206へと接続され、出口レッグ134、134’が第２のブリッジ回路206’へと接続される。
追加のゲージを加える効果は、式２の関係を使用して式１を操作することによって最も良く理解される。
【数２】
0006336122.tif 000003
ここで、ΔRはひずみゲージの抵抗の変化であり、Rはひずみがないときのひずみゲージの抵抗であり、GFはゲージのゲージ係数であり、εはゲージのひずみである。ひずみゲージのゲージ係数GFは、ゲージのひずみを、そのゲージの対応する抵抗変化に関連付ける。ひずみゲージには、製造時の較正の際に特定のゲージ係数が割り当てられる。上記の関係を使用し、ΔRがRよりもはるかに小さいと仮定すると、式2を式3として書き直すことができる。
【数３】
0006336122.tif 000004
【００４６】
図４及び図５によって示される実施形態において、流量計5を通る流れが存在せず、流量計5が駆動モードで振動しているとき、両方のひずみゲージ200A、200Bによって検出される正弦波ひずみは、理論的には同相であり、打ち消し合うと考えられ、結果としてブリッジ回路からの出力はゼロボルトになる。実際には、流れがない（機械的零位と一般的に称される）ときも或る程度の位相が存在して、低振幅の正弦波をもたらす可能性があるが、その振幅は測定され、オフセットとして取り除かれる。
【００４７】
一旦、流量計5に流れが存在すると、ブリッジ回路206におけるゲージの位置ならびに入り口レッグ131、131’または出口レッグ134、134’（実施形態による）におけるひずみゲージ200A〜Dの向きにもとづき、いずれの流れチューブにも障害物が存在しない場合には、流れチューブ130、130’が同相で振動し、結果として２つのひずみの測定値の間の遅延はゼロである（位相のずれがゼロ）。とくには、ひずみの値が式２に従って打ち消し合い、ブリッジ回路206の出力電圧がゼロになる。流れが（例えば障害または他の現象に起因して）非対称になると、各々の流れチューブ130、130’に沿った位相が、各々の流れチューブ130、130’における異なる質量流量の存在ゆえに異なることになる（両方の流れチューブ130、130’の間の相対の位相は同じままであり、伝統的なピックオフ手段を用いた流量の測定に影響を及ぼさないが）。２つのひずみの測定値の間に時間遅延（位相のずれ）が現れ、下記の式4における２つの位相ずれした信号の電気的な引き算によって、位相のずれに直接的に関係した振幅を有する（駆動周波数の）正弦波出力がもたらされる。流れがさらに非対称になるにつれ、位相のずれが増加し、ブリッジ回路206からの電圧の振幅が大きくなる。式4は、図4のひずみゲージ200A、200B及び図５のひずみゲージ200C、200Dの構成を表す。ブリッジ回路206に関して、
【数４】
0006336122.tif 000005
である。
【００４８】
上述のように、この式は、流れのない状態または対称な流れのもとでは出力がゼロであるが、流れの非対称が存在するときにはR1とR2との間の引き算によって検出可能なVoutがもたらされることを示している。
流れチューブ130、130’が駆動されているとき、ひずみゲージ200A、200Bからのひずみ信号を、各々がそれぞれの振幅（αi）及び両者の間の相対位相（Φ）を有している正弦波と考えることができる。これらの２つの信号が引き算されるとき、得られる信号は、式5にて下記に示されるとおりの振幅を有する。
【数５】
0006336122.tif 000006
【数６】
0006336122.tif 000007
【００４９】
この引き算は、ブリッジ回路206によって電気的に実行される。流れが対称であるとき、Φはゼロであり、個々の振幅は実質的に同じであり、結果として信号は振幅を持たず、A＝0である。実際には、個々のαiはわずかに異なる可能性があり、対称な流れにおいてバイアスをもたらす可能性があるが、これは特徴として明らかにされ、補償される。流れが非対称になると、第１及び第２の流れチューブ130、130’の間の質量流量の不釣り合いゆえに、Φがゼロではなくなり、出力信号の振幅Aが変化する。この変化が検出され、非対称な流れの存在をユーザに知らせるために使用される。
一実施形態においては、さらに２つのゲージを入り口131、131’及び出口134、134’に取り入れ、国際特許出願第PCT/US2014/033188号明細書に記載のとおりの流量測定を採用することによって、位相のずれが、流れの非対称及び各々の管の流量を検出するために較正される。
【００５０】
一実施形態においては、診断インジケータが、流れが対称に分割されていない旨を流量計5のユーザに通知する。通知は、可聴性及び／または可視性の警報を備える。関連の実施形態において、振幅のしきい値が決定される。流れの振幅が非対称になり、第１及び第２の流れチューブ130、130’の間の質量の不釣り合いに起因してΦがゼロでなくなるとき、ブリッジ回路206の出力信号の振幅が大きくなり、振幅が所定のしきい値を超えるとき、警報が発せられる。警報は、単に流量計5のユーザへの通知を含むことができる。しきい値は、工場においてメータ電子機器20にあらかじめ設定されてよく、あるいはユーザによって設定されてもよい。
【００５１】
再び図２に目を向けると、一実施形態は、ブリッジ回路206に加えて電子部品400を備える。例として２つのゲージ200A、200B及び１つのブリッジ回路206を備えて図示されているが、電子部品400を、当業者にとって明らかであるとおり、任意の数のひずみゲージ及びブリッジ回路の組み合わせにおける使用に合わせて適合することができる。
【００５２】
ブリッジ回路206からの出力は、ブリッジ完成増幅器を備えてよい電子部品400へと接続される。一実施形態において、ブリッジ完成増幅器は、約800という利得を有するが、特定のひずみゲージ、異なる流量制御係数、異なる電子機器、及び個々の流量計5に特有の他の変数にもとづいて、別の利得も考えられる。ブリッジ完成増幅器は、高域通過フィルタにAC結合される。一実施形態において、高域通過フィルタは、コンデンサを備える。この容量結合は、信号のDC成分を実質的に阻止する。関連の実施形態において、特定のアナログ−デジタル変換器のサンプリングレートよりも高い周波数を有する信号がそのアナログ−デジタル変換器（ADC）によって遭遇されることがないように、高域通過フィルタからの出力は、低域通過フィルタによってアンチエイリアス処理される。低域通過フィルタからの信号をADCによって受信でき、その後にメータ電子機器20へと送ることができる。
【００５３】
本明細書における実施形態に関して、ブリッジ回路206、206’の電圧出力は、メータ電子機器20へと入力される。ひずみゲージの測定につきもののDCドリフトゆえに、デジタル電子機器の使用は、信号間の正確な位相の測定を行ううえで有用である。アナログ電子機器において、ひずみゲージ200A〜Dからなどの２つの正弦波信号の間の位相は、典型的には、サイクルごとに１回、ゲージ200A〜Dからの信号がゼロボルトを横切るときに計算される。ひずみゲージによる或る程度のDCドリフトが存在するため、信号は常にゼロボルトを中心とするわけではなく、安定な位相の計算を困難にする。一実施形態は、２つのピックオフ信号の間の位相を継続的に計算するためにヒルベルトフィルタを利用する。この手法によれば、信号におけるDCオフセットが位相の計算に影響を及ぼすことがない。
【００５４】
上記の実施形態の詳細な記載は、発明者によって熟考された本記載の範囲内の全ての実施形態の包括的な記載ではない。確かに、当業者は、更なる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理解するだろう。そのような更なる実施形態は本記載の範囲及び開示内にある。当該技術分野の専門家には、上記の実施形態の全部又は一部が組み合わされて、更なる実施形態が本記載の範囲及び開示内で生成されることも明らかである。
【００５５】
従って、特定の実施形態及び例が説明の目的のためにここに記載されるが、関連技術分野の専門家が理解するように、種々の均等な修正が可能である。ここに付与された開示は他のデバイス及び方法に適用され、上記の実施形態及び添付図面に示された実施形態のみではない。従って、上記の実施形態の範囲は、以下の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【図１】
0006336122.tif 000008
【図２】
0006336122.tif 000009
【図３】
0006336122.tif 000010
【図４】
0006336122.tif 000011
【図５】
0006336122.tif 000012