(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ組立体（１０）とメータ電子機器（２０）とを有する流量計（５）であって、
１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）と、
前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）と結合され、前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）にドライブモード振動を誘発する向きに配置されるドライブ機構（１８０）と、
前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）と結合され、前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の伸張及び圧縮のうちの少なくとも１つを感知するような向きに配置される２つ以上のひずみゲージと、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）と電気通信的に接続される１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）とを備えており、
前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）の出力が前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの少なくとも１つにより検出されるひずみに比例するように構成され、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの１つのひずみゲージがブレースバー（１４０、１４０’）の近傍に配置され、それにより、前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの前記1つのひずみゲージが前記ドライブモード振動により誘発される前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の最大ひずみ振幅にさらされるように構成されてなる、流量計（５）。
【請求項２】
ＤＣオフセットを除去するために前記メータ電子機器（２０）とともにハイパスフィルタをさらに備えてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項３】
前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）は、第１のブリッジ回路と第２のブリッジ回路を含み、且つ前記１つ以上のブリッジ（２０６、２０６’）は、前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージの振動応答から前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージの振動応答を電気的に減算し、
【数１０】
0006303025.tif 000011
で表される振幅Ａを有する電圧を求めるように構成されており、α１がドライブ周波数における前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの前記第１のブリッジ回路の第１の振幅であり、α２が前記ドライブ周波数における前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路の第２の振幅であり、Φが前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第１のブリッジ回路の出力と前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路の出力との間の位相差である、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項４】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの１つのひずみゲージが、前記１つの剛性フローチューブと結合され、前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの前記１つの剛性フローチューブの曲げ軸線Ｗと平行な前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のひずみを検出するように構成されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項５】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの前記１つのひずみゲージが前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの１つの剛性フローチューブと結合されており、この結合位置が、前記１つの剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の最上部におけるフローチューブ（１３０、１３０’）の流動方向に対して直角なベクトルに沿って前記ブレースバー（１４０）から測定する場合、前記ブレースバー（１４０、１４０’）から前記1つの剛性のフローチューブ（１３０、１３０’）の頂部までの距離の約０％と１５％との間の位置である、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項６】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの前記１つのひずみゲージが前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの１つの剛性フローチューブと結合されており、この結合位置が、前記１つの剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の最上部におけるフローチューブ（１３０、１３０’）の流動方向に対して直角なベクトルに沿って前記ブレースバー（１４０）から測定する場合、前記ブレースバー（１４０、１４０’）から前記１つの剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の頂部までの距離の約６％と９％との間の位置である、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項７】
前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）が実質的に「Ｕ」形状及び実質的にΩ形状のうちの少なくとも１つの形状を有してなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項８】
前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）と前記メータ電子機器（２０）との間に配置されるフィルタコンポーネント（４００）をさらに備えてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項９】
前記フィルタコンポーネントが、増幅器（４２０）と、ハイパスフィルタ（４３０）と、ローパスフィルタ（４４０）と、アナログからデジタルへの変換器（ＡＤＣ）（４５０）とを有してなる、請求項８に記載の流量計（５）。
【請求項１０】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路（２０６’）の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１１】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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）と電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路（２０６’）の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第３のひずみゲージ（２００Ｇ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流入口脚部（１３１’）の外側にある面（１３Ａ）と結合され、前記第３のひずみゲージ（２００Ｇ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第３の位置（Ｒ３）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第４のひずみゲージ（２００Ｈ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の外側にある面（１３４’Ａ）と結合され、前記第４のひずみゲージ（２００Ｈ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第３の位置（Ｒ３’）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１２】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路（２０６’）の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の第２のフローチューブの流入口脚部（１３１’）の内側にある面と結合され、前記第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の内側にある面（１３４’Ｂ）と結合され、前記第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第４の位置（Ｒ４’）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１３】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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（Ｒｌ）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路（２０６’）の第１の位置（Ｒｌ’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流入口脚部（１３１’）の内側にある面（１３１’Ｂ）と結合され、前記第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の内側にある面（１３４’Ｂ）と結合され、前記第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１４】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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（Ｒｌ）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路（２０６’）の第１の位置（Ｒｌ’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流入口脚部（１３１’）の内側にある面（１３１’Ｂ）と結合され、前記第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の内側にある面（１３４’Ｂ）と結合され、前記第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第２の位置（Ｒ２’）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１５】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路（２０６’）の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流入口脚部（１３１’）の内側にある面（１３１’Ｂ）と結合され、前記第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の内側にある面（１３４’Ｂ）と結合され、前記第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第２の位置（Ｒ２’）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１６】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路（２０６’）の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流入口脚部（１３１’）の内側にある面（１３１’Ｂ）と結合され、前記第３のひずみゲージ（２００Ｃ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第３の位置（Ｒ３）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の内側にある面（１３４’Ｂ）と結合され、前記第４のひずみゲージ（２００Ｄ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第３の位置（Ｒ３’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第５のひずみゲージ（２００Ｅ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の内側にある面（１３１Ｂ）と結合され、前記第５のひずみゲージ（２００Ｅ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第６のひずみゲージ（２００Ｆ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の内側にある面（１３４Ｂ）と結合され、前記第６のひずみゲージ（２００Ｆ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第２の位置（Ｒ２’）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第７のひずみゲージ（２００Ｇ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流入口脚部（１３）の外側にある面（１３１’Ａ）と結合され、前記第７のひずみゲージ（２００Ｇ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第８のひずみゲージ（２００Ｈ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の外側にある面（１３４’Ａ）と結合され、前記第８のひずみゲージ（２００Ｈ）が前記第２のブリッジ回路（２０６’）の第４の位置（Ｒ４’）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１７】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１８】
前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）は、第１のブリッジ回路と第２のブリッジ回路を含み、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流入口脚部（１３１）の外側にある面（１３１Ａ）と結合され、前記第１のひずみゲージ（２００Ａ）が前記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）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１のフローチューブの流出口脚部（１３４）の外側にある面（１３４Ａ）と結合され、前記第２のひずみゲージ（２００Ｂ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第１の位置（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第３のひずみゲージ（２００Ｇ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流入口脚部（１３１’）の外側にある面（１３１‘Ａ）と結合され、前記第３のひずみゲージ（２００Ｇ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第３の位置（Ｒ３）に電気通信的に接続されており、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第４のひずみゲージ（２００Ｈ）が前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）のうちの第２のフローチューブの流出口脚部（１３４’）の外側にある面（１３４’Ａ）と結合され、前記第４のひずみゲージ（２００Ｈ）が前記第１のブリッジ回路（２０６）の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、
前記第１のブリッジ回路（２０６）及び前記第２のブリッジ回路（２０６’）がメータ電子機器（２０）に電気通信的に接続されてなる、請求項１に記載の流量計（５）。
【請求項１９】
センサ組立体（１０）とメータ電子機器（２０）とを有する流量計（メータ）であって、
１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）と、
前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）と結合され、前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）にひずみを誘発させるような向きに配置されるドライバ（１８０）と、
前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）と結合され、前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）おける質量流量に比例する振幅を有する信号を出力するように構成される２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）と、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）に電気通信的に接続される回路であって、該回路が前記２つ以上のひずみゲージ間における共通モードのひずみの影響を相殺し、質量流量により前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）上の位相が異なるひずみが増幅される、回路と
を備えてなり、
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの１つのひずみゲージがブレースバー（１４０、１４０’）の近傍に配置され、それにより、前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの前記1つのひずみゲージが前記ドライブモード振動により誘発される前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）の最大ひずみ振幅にさらされるように構成されてなる、流量計（５）。
【請求項２０】
前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）から出力される信号は、前記１つ以上の剛性フローチューブ（１３０、１３０’）おける質量流量に比例する振幅を有する抵抗値を含む、請求項１９に記載の流量計（５）。
【請求項２１】
前記回路が前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）に電気通信的に接続される１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）であり、該１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）の出力が前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの少なくとも１つにより検出されるひずみに比例する振幅を有してなる、請求項１９に記載の流量計（５）。
【請求項２２】
前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）が前記２つ以上のひずみゲージ（２００のＡ−Ｈ）のうちの少なくとも１つにより検出されるひずみに比例する振幅を有する電圧を出力するように構成されてなる、請求項２１に記載の流量計（５）。
【請求項２３】
前記回路が、前記信号の直流成分を実質的に遮断するハイパスフィルタと、アナログからデジタルへの変換器（４５０）と、前記アナログからデジタルへの変換器（４５０）のサンプリングレートより大きな周波数を有する信号が前記アナログからデジタルへの変換器（４５０）の中に入力されるのを防止するローパスフィルとをさらに備えてなる、請求項１９に記載の流量計（５）。
【請求項２４】
ＤＣオフセットを除去するために前記メータ電子機器（２０）とともにハイパスフィルタ（４３０）をさらに備えてなる、請求項１９に記載の流量計（５）。
【請求項２５】
前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）は、第１のブリッジ回路と第２のブリッジ回路を含み、
前記回路が、前記２つ以上のひずみゲージ（２００Ａ−Ｈ）のうちの第２のひずみゲージの振動応答から前記２つ以上のひずみゲージ（２００のＡ−Ｈ）のうちの第１のひずみゲージの振動応答を電気的に減算し、
【数１１】
0006303025.tif 000012
で表される振幅Ａを有する電圧を求めるように構成されており、α１がドライブ周波数における前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの前記第１のブリッジ回路の第１の振幅であり、α２が前記ドライブ周波数における前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの前記第２のブリッジ回路の第２の振幅であり、Φが前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの前記第１のブリッジ回路の出力と前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの前記第２のブリッジ回路の出力との間の位相差である、請求項２１に記載の流量計（５）。
【請求項２６】
流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法であって、
ドライブモード振動で前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの少なくとも１つを振動させるステップと、
少なくとも２つのひずみゲージを設けるステップと、
前記少なくとも２つのひずみゲージから前記ドライブモード振動に対する振動応答に基づくひずみセンサ信号を受信するステップと、
少なくとも１つのブリッジ回路に少なくとも２つのひずみセンサ信号を入力するステップと、
ひずみセンサ信号とひずみセンサ信号との間の位相差を計算するステップと、
前記少なくとも１つのブリッジ回路から出力信号を生成するステップと、
前記出力信号から質量流量を求めるステップと、
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージをブレースバーの近傍の１以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブに結合するステップと、
を有する、流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項２７】
ＤＣオフセットを除去するためにハイパスフィルタを用いて前記少なくとも１つのブリッジ回路からの前記出力信号をフィルタリングするステップをさらに有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項２８】
前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの前記１つの剛性フローチューブの曲げ軸線Ｗに対して平行である前記１つの剛性フローチューブのひずみを検出するステップとをさらに有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項２９】
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合させるステップが、前記少なくとも２つひずみゲージのうちの前記１つのひずみゲージを前記１つの剛性フローチューブと結合させることを含んでおり、この結合位置が、前記１つの剛性のフローチューブの最上部におけるフローチューブ内の流れの方向に対して直角なベクトルに沿って前記ブレースバーから測定する場合、前記ブレースバーから前記１つの剛性のフローチューブの頂部までの距離の約０％と１５％との間の位置である、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３０】
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合させるステップが、前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの前記１つのひずみゲージを前記１つの剛性フローチューブと結合させることを含んでおり、この結合位置が、前記１つの剛性のフローチューブの最上部におけるフローチューブ内の流れの方向に対して直角なベクトルに沿って前記ブレースバーから測定する場合、前記ブレースバーから前記１つの剛性のフローチューブの頂部までの距離の約６％と９％との間の位置である、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３１】
前記１つ以上の剛性フローチューブが実質的に「Ｕ」形状及び実質的にΩ形状のうちの少なくとも１つの形状を有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３２】
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージの振動応答から前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージの振動応答を電気的に減算し、
【数１２】
0006303025.tif 000013
で表される振幅Ａを有する電圧を求めるステップをさらに有しており、α１がドライブ周波数における前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第１のブリッジ回路の第１の振幅であり、α２が前記ドライブ周波数における前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路の第２の振幅であり、Φが前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第１のブリッジ回路の出力と前記１つ以上のブリッジ回路（２０６、２０６’）のうちの第２のブリッジ回路の出力との間の位相差である、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３３】
前記出力信号を増幅して増幅信号を生成するステップと、前記増幅信号をハイパスフィルタを用いてフィルタリングするステップと、前記増幅信号をローパスフィルタを用いてフィルタリングするステップと、前記増幅信号をデジタル信号に変換するステップとをさらに有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３４】
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップとを有する、
請求項２７に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３５】
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップとを有する、請求項２７に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３６】
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流入口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップとを有する、請求項２７に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３７】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、前記第１のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている前記第３のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、前記第２のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている前記第４のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップとを有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３８】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、前記第１のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている前記第３のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、前記第２のブリッジ回路のうちの第４の位置に電気通信的に接続されている前記第４のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップとを有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項３９】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、前記第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第３のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、前記第２のブリッジ回路の第４の位置と電気通信的に接続されている前記第４のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップとを有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項４０】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、前記第１のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている前記第３のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、
前記第２のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第４のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップとを有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項４１】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、
前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、
前記第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第３のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、
前記第２のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第４のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップとを有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項４２】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、
前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、
前記少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、
前記第１のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている前記第３のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、
前記第２のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている前記第４のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第５のひずみゲージを設けるステップと、
前記第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第５のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第６のひずみゲージを設けるステップと、
前記第２のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第６のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の内側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第７のひずみゲージを設けるステップと、
前記第１のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている前記第７のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第８のひずみゲージを設けるステップと、
前記第２のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている前記第８のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップとをさらに有する、請求項２６に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項４３】
流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法であって、
ドライブモード振動で前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの少なくとも１つを振動させるステップと、
少なくとも２つのひずみゲージを設けるステップと、
前記少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージをブレースバーの近傍の１以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブに結合するステップと、
前記少なくとも２つのひずみゲージから前記ドライブモード振動に対する振動応答に基づくひずみセンサ信号を受信するステップと、
少なくとも２つのひずみセンサ信号をブリッジ回路に入力するステップと、
前記ブリッジ回路から電圧振幅の変化である出力信号を生成するステップと、
前記出力信号からの質量流量を求めるステップと
を有する、流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項４４】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、
前記ブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、
前記ブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップとをさらに有する、請求項４３に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【請求項４５】
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、
前記ブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている前記第１のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、
前記ブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている前記第２のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、
前記ブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている前記第３のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の外側にある面と結合させるステップと、
前記２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、
前記ブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている前記第４のひずみゲージを前記１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の外側にある面と結合させるステップとを有する、請求項４３に記載の流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述の実施形態は、振動式流量計に関するものであり、とくに信号ピックオフとしてひずみゲージを用いた振動式流量計の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ式質量流量計及び振動式デンシトメータの如き振動式導管センサは、流動物質を収容する導管の振動運動を検出するように動作するのが一般的である。質量流量、密度などの如き導管内の物質に関する物性については、導管に接続されている運動トランスデューサから受け取る測定信号を処理することにより求めることができる。一般的に、物質を充填して振動するシステムの振動モードは、収容している導管及びその導管に収容されている物質の質量、剛性及びダンピング特性を組み合わせたものから影響を受ける。
【０００３】
パイプラインを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流量計を用いることは周知の技術である。例えば、１９８５年１月１日にＪ．Ｅ．スミスらに発行された米国特許第４，４９１，０２５号及び１９８３年１１月２９日にＪ．Ｅ．スミスに発行された再発行特許第３１，４５０号には振動式コリオリ流量計が開示されている。これらの流量計には１つ以上の流管がある。コリオリ式質量流量計の各フローチューブの構造は、単純曲げタイプ、ねじれタイプ、ラジアルタイプ、ラタラルタイプ又は組み合わせタイプでありうる一組の固有振動モードを有している。これらの固有振動モードのうちの１つの振動モードで共振して振動するように各流管を駆動させることができる。一般的に、これらの振動モードは、流体を収容している流管及びその流管に収容されている物質の質量、剛性及びダンピング特性を組み合わせたものから影響を受けるので、質量、剛性及びダンピングは、周知技術を用いて流量計の初期段階での校正の際に求められることが一般的である。
【０００４】
物質は、流量計の流入口側に接続されているパイプラインから流量計の中に流入し、次いで、物質は１つ以上の流管を流れ、流量計から流出し、流出口側に接続されているパイプラインへと流入していく。
【０００５】
音声−コイル型ドライバの如きドライバが１つ以上の流管に力を加える。この力により１つ以上の流管が振動する。流量計に物質が流れていないとき、流管に沿ったすべての部位が同一の位相で振動する。物質が流管を流れ始めると、コリオリ加速度により、流管に沿った各部位が流管に沿った他の部位に対して異なる位相を有するようになる。流管の流入口側の位相はドライバの位相よりも遅れており、流管の流出口側の位相はドライバの位相よりも進んでいる。流管の２つの部位における運動を表す正弦波信号を生成するために、センサが流管の２つの異なる部位に配置されている。センサから受け取る２つの信号の位相差が時間の単位で計算される。
【０００６】
２つのセンサ信号間の位相差は１つ以上の流管を流れ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校正係数を乗算することにより求めることができる。流量校正係数は流管の物性及び断面特性に依存する。流量校正係数に影響する流管の主な特性のうちの１つは流管の剛性である。パイプラインの中に流量計を設置する前に、校正プロセスによって流量校正係数が求められる。校正プロセスでは、流管に流体を既知の流量で流し、位相差と流量との間の比率が計算される。当該技術分野において一般的に知られているように、校正プロセスの際に流管の剛性及びダンピング特性がさらに求められる。
【０００７】
コリオリ式流量計の１つの利点としては、質量流量測定値の正確さが流量計の可動構成部品の摩耗よりほとんど影響を受けないという点が挙げられる。というのは、振動する流管の中に可動な構成部品がないからである。流量は、流管上の２つの部位間の位相差と流量校正係数とを乗算することにより求められる。ただ一つの入力は、流管上の２つの部位の振動を示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。流量校正係数が流管の材料及び断面特性に比例するので、位相差測定値及び流量校正係数は流量計の可動構成部品の摩耗により影響を受けない。
【０００８】
典型的なコリオリ式質量流量計は１つ以上のトランスデューサ（又はピックオフセンサ）を有しており、このような１つ以上のトランスデューサは、一又は複数のフロー導管の振動応答を測定するために通常用いられ、ドライバの上流側又は下流側の位置に通常配置されている。また、これら１つ以上のピックオフセンサは電子計装装置に接続されている。この電子計装装置は、ピックオフセンサから信号を受け取り、例えば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。
【０００９】
典型的なコリオリ流量計は、ピックオフセンサとしてコイルと磁石とを用いて流量及び／又は密度を測定してメータの振動する１つ以上のフローチューブの運動を測定する。メータの質量流量は、メータのフローチューブの流入口及び流出口の近傍に配置された複数のピックオフ信号間の位相差から求められる。しかしながら、コイル／磁石型ピックオフに代えてひずみゲージを用いて流量を測定することもできる。これら２つのセンサタイプ間の基本の違いは、コイル／磁石型ピックオフはフローチューブの速度を測定し、ひずみゲージはフローチューブの変位に比例するフローチューブのひずみを測定するという点にある。したがって、各タイプのセンサが必ずしも同じ位置に配置される必要はない。
【００１０】
ひずみゲージはコイル／磁石型ピックオフに対して複数の利点を有している。ひずみゲージはコイル／磁石型ピックオフよりも製造及び導入が安価である。また、ひずみゲージは、システムの動作に悪影響を及ぼしうる点質量を除去する助けをする。それに加えて、ひずみゲージは、コイル／磁石型ピックオフとは違ってひずみを測定する基準点を必要としない。このことは、コイル／磁石型ピックオフでは不可能な単一フローチューブ構造を可能とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術は流量計に磁石／コイル型ピックオフの代わりにひずみゲージを用いるための手段を提供しようと試みたが、これらの試みの実用化は比較的限定的である。知られている問題は、ひずみゲージが比較的厚みのある金属製フローチューブのひずみを解像するのが苦手であるという点にある。具体的にいえば、コリオリの力は、流体の流れに起因する伸張及び圧縮力が非常に小さいのでバックグラウンド信号（雑音）に対してかろうじて識別可能な程度である。したがって、ゲージ抵抗の変化は非常に小さく、正確に測定することが困難である。この理由により、従来のデバイスは、フローチューブに突出部を取り付けフローチューブ自体ではなくこれらの取り付けられた構造物のひずみ変化を測定すること、又はひずみをおこしやすい柔軟な材料を用いて構築することに依存している。例えば、米国特許第６，７４８，８１３号には流量計のフローチューブに接続されたシリコーン製のアームに取り付けられるひずみゲージが開示されている。シリコーンのひずみは流量計算のために測定される。フローチューブに棒又は突出部を加えることにより、メータの性能に影響を与えうる望ましくない点質量（ｐｏｉｎｔ  ｍａｓｓ）が形成される。それに対して、米国特許第７，５００，４０４号には、フローチューブとして柔軟なチューブ、又は、隆起部を有したチューブよりも大きなレベルのひずみを生じうる柔軟な部分を有する剛性チューブを用いることが開示されている。持続する工業用の用途では、柔軟なチューブの使用は、チューブ内の流体の潜在的な高圧力、高温度及び腐食性のために実用的ではない。産業流量計のフローチューブとして好ましい材料であるステンレス鋼と比較して、シリコーンの如き柔軟な材料は非常に小さな引っ張り強度を有している。
【００１２】
ひずみゲージに関する他の問題は、ひずみゲージはＤＣドリフトを生じやすく、安定した位相の計算を困難にし、流量の読み取り値が不正確なものとなるという点にある。
【００１３】
後述の実施形態により、これら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。後述の実施形態は、フローチューブのひずみを検出するためのひずみゲージを備えた流量計を提供している。さまざまなブリッジ回路の組み合わせを有する流量計にさまざまな位置及び向きに配置されたさまざまな組み合わせのひずみゲージを接続することによって、信号の増幅及び雑音の除去が実現されている。ＤＣドリフト問題の軽減にハイパスフィルタが用いられ、メータ電子機器によるデジタル信号処理を行うことなくひずみ信号を電気的に処理するための装置及び方法を提供する増幅・フィルタ回路が開示されている。メータ電子機器の中に入力する前にアナログ回路を用いて信号を処理することによって、ひずみゲージをコイル／磁石型ピックオフ用に本来設計された流量計ユニットに用いることができるように容易に適合させることが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ある実施形態に従って、センサ組立体とメータ電子機器とを備えた流量計が提供されている。ある実施形態によれば、かかる流量計は１つ以上の剛性フローチューブと、当該１つ以上の剛性フローチューブと結合される１つのドライバとを備えている。ドライバは１つ以上の剛性フローチューブにドライブモード振動を誘発するような向きに配置されている。２つ以上のひずみゲージが、１つ以上の剛性フローチューブと結合され、当該１つ以上の剛性フローチューブの伸張及び圧縮のうちの少なくとも１つを感知するような向きに配置されている。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通信的に接続されており、当該１つ以上のブリッジ回路の出力は２つ以上のひずみゲージのうちの少なくとも１つにより検出されるひずみに比例している。
【００１５】
また、ある実施形態に従って、センサ組立体とメータ電子機器とを備えた流量計が提供されている。ある実施形態によれば、かかる流量計は１つ以上の剛性フローチューブを備えている。かかる流量計は、１つ以上の剛性フローチューブと結合され、当該１つ以上の剛性フローチューブにひずみを誘発するような向きに配置されるドライバをさらに備えている。また、かかるメータは、１つ以上の剛性フローチューブと結合される２つ以上のひずみゲージをさらに備えており、当該２つ以上のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブにおける質量流量に比例する信号を出力するように構成されている。それに加えて、２つ以上のひずみゲージには回路が電気通信的に接続されており、当該回路は２つ以上のひずみゲージ間の共通モードのひずみの影響を相殺し、質量流量による２つ以上のひずみゲージの位相の異なるひずみを増幅する。
【００１６】
また、ある実施形態に従って、流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法が提供されている。ある実施形態によれば、かかる方法は、１つ以上の剛性フローチューブのうちの少なくとも１つの剛性フローチューブをドライブモード振動で振動させるステップを有している。かかる方法は、少なくとも２つのひずみゲージを設けるステップと、少なくとも２つのひずみゲージからドライブモード振動に対する振動応答に基づくひずみセンサ信号を受け取るステップとをさらに有している。かかる方法は、少なくとも２つのひずみセンサ信号を少なくとも１つのブリッジ回路に入力するステップと、ひずみセンサ信号とひずみセンサ信号との間の位相差を計算するステップとをさらに備えている。ある実施形態によれば、かかる方法は、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と、当該出力信号から質量流量を求めるステップとをさらに有している。
【００１７】
また、流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法は、１つ以上の剛性フローチューブのうちの少なくとも１つの剛性フローチューブをドライブモード振動で振動させるステップと、少なくとも２つのひずみゲージを設けるステップと、少なくとも２つのひずみゲージからドライブモード振動に対する振動応答に基づくひずみセンサ信号を受け取るステップと、少なくとも２つのひずみセンサ信号をブリッジ回路に入力するステップと、ブリッジ回路から電圧振幅の変化である出力信号を生成するステップと、出力信号から質量流量を求めるステップとを有している。
【００１８】
態様
ある態様によれば、センサ組立体とメータ電子機器とを有する流量計は、１つ以上の剛性フローチューブと、１つ以上の剛性フローチューブと結合され、１つ以上の剛性フローチューブにドライブモード振動を誘発する向きに配置されるドライバと、１つ以上の剛性フローチューブと結合され、１つ以上の剛性フローチューブの伸張及び圧縮のうちの少なくとも１つを感知するような向きに配置される２つ以上のひずみゲージと、２つ以上のひずみゲージと電気通信的に接続される１つ以上のブリッジ回路とを備えており、１つ以上のブリッジ回路の出力は２つ以上のひずみゲージのうちの少なくとも１つにより検出されるひずみに比例するようになっている。
【００１９】
好ましくは、かかる流量計は、ＤＣオフセットを除去するためにメータ電子機器とともにハイパスフィルタをさらに備えている。
好ましくは、１つ以上のブリッジは、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージの振動応答から２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージの振動応答を電気的に減算し、
【数１】
0006303025.tif 000002
で表される振幅Ａを有する電圧を求めるようになっている、この式で、α１はドライブ周波数における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の振幅であり、 α２はドライブ周波数における１つ以上のブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第２の振幅であり、 Φは１つ以上のブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の出力と１つ以上のブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の出力との間の位相差である。
【００２０】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの１つのひずみゲージは、１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合され、１つ以上の剛性フローチューブのうちの当該１つの剛性フローチューブの長手方向の軸線とほぼ平行な１つ以上の剛性フローチューブのひずみを検出するように構成されている。
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの１つのひずみゲージは、ドライブモード振動により誘発される１つ以上の剛性フローチューブのほぼ最大ひずみ振幅にさらされるようにブレースバーの近傍に配置されている。
【００２１】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの上述の１つのひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合されており、この結合位置は、上述の１つの剛性フローチューブの最上部におけるフローチューブ(130,130’)内の流れの方向に対して直角なベクトルに沿って上述のブレースバーから測定する場合、上述のブレースバーから上述の１つの剛性フローチューブの頂部までの距離の約０％と１５％との間の位置である。
【００２２】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの上述の１つのひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合されており、この結合位置は、上述の１つの剛性フローチューブの最上部におけるフローチューブ内の流れの方向に対して直角なベクトルに沿って上述のブレースバーから測定する場合、上述のブレースバーから上述の１つの剛性フローチューブの頂部までの距離の約６％と９％との間の位置である。
好ましくは、１つ以上の剛性フローチューブは、実質的に「Ｕ」形状及び実質的にΩ形状のうちの少なくとも１つの形状を有している。
好ましくは、かかる流量計は、１つ以上のブリッジ回路とメータ電子機器（２０）との間に配置されるフィルタコンポーネントをさらに備えている。
【００２３】
好ましくは、フィルタコンポーネントは、増幅器と、ハイパスフィルタと、ローパスフィルタと、アナログからデジタルへの変換器とを有している。
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、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（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、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２のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路はメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００２４】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、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（Ｒ１）と電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、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２のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、この第３のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第３の位置（Ｒ３）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、この第４のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第３の位置（Ｒ３’）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路はメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００２５】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、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（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、 ２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、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２のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合され、また、この第３のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合され、また、この第４のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第４の位置（Ｒ４’）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路はメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００２６】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、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（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、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２のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合され、また、この第３のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合され、また、この第４のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第４の位置（Ｒ４’）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路はメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００２７】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、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（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、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２のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合され、また、この第３のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合され、また、この第４のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第２の位置（Ｒ２’）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路はメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００２８】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、この第１のひずみゲージは１つ以上のブリッジ回路の第１のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、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２のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合され、また、この第３のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合され、また、この第４のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第２の位置（Ｒ２’）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路がメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００２９】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、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（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、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２のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合され、また、この第３のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第３の位置（Ｒ３）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合され、また、この第４のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第３の位置（Ｒ３’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第５のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合され、また、この第５のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第６のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合され、また、この第６のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第２の位置（Ｒ２’）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第７のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、この第７のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第８のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、この第８のひずみゲージは第２のブリッジ回路の第４の位置（Ｒ４’）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路がメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００３０】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、この第１のひずみゲージは１つ以上のブリッジ回路の第１のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、この第２のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路はメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００３１】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、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２の位置（Ｒ２）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、この第２のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第１の位置（Ｒ１）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合され、また、この第３のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第３の位置（Ｒ３）に電気通信的に接続されており、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージは１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合され、また、この第４のひずみゲージは第１のブリッジ回路の第４の位置（Ｒ４）に電気通信的に接続されており、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路はメータ電子機器に電気通信的に接続されている。
【００３２】
ある態様によれば、センサ組立体とメータ電子機器とを有する流量計は、１つ以上の剛性フローチューブと、１つ以上の剛性フローチューブと結合され、１つ以上の剛性フローチューブにひずみを誘発するような向きに配置されるドライバと、１つ以上の剛性フローチューブと結合され、１つ以上の剛性フローチューブおける質量流量に比例する振幅を有する信号を出力するように構成される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通信的に接続される回路であって、当該回路が２つ以上のひずみゲージ間における共通モードのひずみの影響を相殺し、質量流量により２つ以上のひずみゲージ上の位相が異なるひずみが増幅される、回路とを備えている。
【００３３】
好ましくは、２つ以上のひずみゲージから出力される信号は１つ以上の剛性フローチューブおける質量流量に比例する振幅を有する抵抗である。
好ましくは、かかる回路は２つ以上のひずみゲージに電気通信的に接続される１つ以上のブリッジ回路であり、当該１つ以上のブリッジ回路の出力は２つ以上のひずみゲージのうちの少なくとも１つにより検出されるひずみに比例する振幅を有している。
好ましくは、１つ以上のブリッジ回路は、２つ以上のひずみゲージのうちの少なくとも１つにより検出されるひずみに比例する振幅を有する電圧を出力するように構成されてなる。
【００３４】
好ましくは、かかる回路は、信号の直流成分を実質的に遮断するハイパスフィルタと、アナログからデジタルへの変換器と、アナログからデジタルへの変換器のサンプリングレートより大きな周波数を有する信号がアナログからデジタルへの変換器の中に入力されるのを防止するローパスフィルとをさらに備えている。
好ましくは、メータ電子機器はＤＣオフセットを除去するためにハイパスフィルタをさらに備えている。
【００３５】
好ましくは、かかる回路は、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージの振動応答から２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージの振動応答を電気的に減算し、
【数２】
0006303025.tif 000003
で表される振幅Ａを有する電圧を求めるように構成されている。この式で、α１はドライブ周波数における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の振幅であり、α２はドライブ周波数における１つ以上のブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第２の振幅であり、Φは１つ以上のブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の出力と１つ以上のブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の出力との間の位相差である。
【００３６】
ある態様によれば、流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法は、ドライブモード振動で１つ以上の剛性フローチューブのうちの少なくとも１つを振動させるステップと、少なくとも２つのひずみゲージを設けるステップと、少なくとも２つのひずみゲージからドライブモード振動に対する振動応答に基づくひずみセンサ信号を受信するステップと、少なくとも１つのブリッジ回路に少なくとも２つのひずみセンサ信号を入力するステップと、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と、出力信号から質量流量を求めるステップとを有している。
【００３７】
好ましくは、かかる方法は、ＤＣオフセットを除去するためにハイパスフィルタを用いて少なくとも１つのブリッジ回路からの出力信号をフィルタリングするステップをさらに有している。
好ましくは、かかる方法は、少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合させるステップと、１つ以上の剛性フローチューブのうちの上述の１つの剛性フローチューブの長手方向の軸線に対してほぼ平行である１つ以上の剛性フローチューブのひずみを検出するステップとをさらに有している。
【００３８】
好ましくは、かかる方法は、ひずみセンサ信号間の位相差を計算するステップをさらに有している。
好ましくは、少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合させるステップは、少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージをブレースバーの近傍に結合することを含む、
【００３９】
好ましくは、少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合させるステップは、少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを上述の１つの剛性フローチューブと結合させることを含んでおり、この結合位置は、上述の１つの剛性フローチューブの最上部におけるフローチューブ内の流れの方向に対して直角なベクトルに沿ってブレースバーから測定する場合、このブレースバーから上述の１つの剛性フローチューブの頂部までの距離の約０％と１５％との間の位置である。
【００４０】
好ましくは、少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブと結合させるステップは、少なくとも２つのひずみゲージのうちの１つのひずみゲージを上述の１つの剛性フローチューブと結合させることを含んでおり、この結合位置は、上述の１つの剛性フローチューブの最上部におけるフローチューブ内の流れの方向に対して直角なベクトルに沿ってブレースバーから測定する場合、このブレースバーから上述の１つの剛性フローチューブの頂部までの距離の約６％と９％との間の位置である。
【００４１】
好ましくは、１つ以上の剛性フローチューブは、実質的に「Ｕ」形状及び実質的にΩ形状のうちの少なくとも１つの形状を有している。
好ましくは、かかる方法は、少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージの振動応答から少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージの振動応答を電気的に減算し、
【数３】
0006303025.tif 000004
で表される振幅Ａを有する電圧を求めるステップをさらに有している。この式で、α１はドライブ周波数における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の振幅であり、α２はドライブ周波数における１つ以上のブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第２の振幅であり、Φは１つ以上のブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の出力と１つ以上のブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の出力との間の位相差である。
【００４２】
好ましくは、かかる方法は、出力信号を増幅して増幅信号を生成するステップと、増幅信号をハイパスフィルタを用いてフィルタリングするステップと、増幅信号をローパスフィルタを用いてフィルタリングするステップと、増幅信号をデジタル信号に変換するステップとをさらに有している。
【００４３】
好ましくは、かかる方法は、少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００４４】
好ましくは、かかる方法は、少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、 少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの剛性フローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００４５】
好ましくは、かかる方法は、少なくとも２つのひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、 少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの１つの第１の剛性フローチューブの流入口脚部の近位面と結合させるステップと、 少なくとも２つのひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、 少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１の剛性フローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００４６】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１の剛性フローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００４７】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００４８】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００４９】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００５０】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００５１】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、少なくとも１つのブリッジ回路のうちの第２のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第５のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第５のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第６のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第６のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の近位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第７のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第７のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第８のひずみゲージを設けるステップと、第２のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第８のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００５２】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、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の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００５３】
好ましくは、かかる方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、１つ以上のブリッジ回路の第１のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、第１のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００５４】
ある実施形態によれば、流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法は、ドライブモード振動で１つ以上の剛性フローチューブのうちの少なくとも１つを振動させるステップと、少なくとも２つのひずみゲージを設けるステップと、少なくとも２つのひずみゲージからドライブモード振動に対する振動応答に基づくひずみセンサ信号を受信するステップと、少なくとも２つのひずみセンサ信号をブリッジ回路に入力するステップと、ブリッジ回路から電圧振幅の変化である出力信号を生成するステップと、出力信号からの質量流量を求めるステップとを有している。
【００５５】
好ましくは、かかる流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、上述のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、上述のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップとをさらに有している。
【００５６】
好ましくは、かかる流量計内の１つ以上の剛性フローチューブを流れる流量を求めるための方法は、２つ以上のひずみゲージのうちの第１のひずみゲージを設けるステップと、上述のブリッジ回路の第２の位置に電気通信的に接続されている第１のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第２のひずみゲージを設けるステップと、上述のブリッジ回路の第１の位置に電気通信的に接続されている第２のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第１のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第３のひずみゲージを設けるステップと、上述のブリッジ回路の第３の位置に電気通信的に接続されている第３のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流入口脚部の遠位面と結合させるステップと、２つ以上のひずみゲージのうちの第４のひずみゲージを設けるステップと、上述のブリッジ回路の第４の位置に電気通信的に接続されている第４のひずみゲージを１つ以上の剛性フローチューブのうちの第２のフローチューブの流出口脚部の遠位面と結合させるステップとをさらに有している。
同一の参照番号はすべての図面において同一の部品を表わしている。図面の縮尺は必ずしも均一ではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来技術にかかる流量計を示す図である。
【図２】流量計のある実施形態を示す図である。
【図３】メータ電子機器を示すダイアグラム図である。
【図４】２つのひずみゲージが２つのブリッジ回路に接続されている流量計のある実施形態を示す図である。
【図５】４つのひずみゲージが２つのブリッジ回路に接続されている流量計のある実施形態を示す図である。
【図６】４つのひずみゲージが２つのブリッジ回路に接続されている流量計の他の実施形態を示す図である。
【図７】４つのひずみゲージが２つのブリッジ回路に接続されている流量計のさらに他の実施形態を示す図である。
【図８】４つのひずみゲージが２つのブリッジ回路に接続されている流量計のさらに他の実施形態を示す図である。
【図９】４つのひずみゲージが２つのブリッジ回路に接続されている流量計のさらに他の実施形態を示す図である。
【図１０】ひずみゲージの向きの影響を示すデータの図である。
【図１１】８つのひずみゲージが２つのブリッジ回路に接続されている流量計のある実施形態を示す図である。
【図１２】２つのひずみゲージが単一のブリッジ回路に接続されている流量計のある実施形態を示す図である。
【図１３】４つのひずみゲージが単一のブリッジ回路に接続されている流量計のある実施形態を示す図である。
【図１４】２つのひずみゲージが複数の増幅器を有する単一のブリッジ回路に接続されている流量計のある実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図１〜図１４及び下記記載には、流量計及びそれに関連する方法を最良のモードでどのように実施及び利用するかについて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又は省略されている。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また本発明の技術範囲内に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、下記記載の構成要素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もできる。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。
【００５９】
図１には従来技術の流量計５が示されている。流量計５はコリオリ式流量計の如きいかなる振動式メータであってもよい。流量計５はセンサ組立体１０とメータ電子機器２０とを備えている。センサ組立体１０はプロセス材料の質量流量及び密度に反応するようになっている。メータ電子機器２０は、リード線１００を介してセンサ組立体１０に接続され、密度情報、質量流量情報及び温度情報ならびに本発明とは関連性のない他の情報を径路２６を介して提供するようになっている。センサ組立体１０は、１対のマニホルド１５０、１５０’と、フランジネック１１０、１１０’を有するフランジ１０３、１０３’と、１対の並列に配置されるフローチューブ１３０（第１のフローチューブ）、１３０’（第２のフローチューブ）と、ドライバ機構１８０と、抵抗性温度検出器（ＲＴＤ）の如き温度センサ１９０と、１対のピックオフ１７０Ｌ、１７０Ｒとを有している。１対のピックオフ１７０Ｌ、１７０Ｒは例えば磁石／コイル型ピックオフ、ひずみゲージ、光学センサ又は当該技術分野で知られているいかなる他のピックオフセンサであってもよい。フローチューブ１３０、１３０’は、それぞれ、フローチューブマウント用ブロック１２０、１２０’に向けて集まってくる流入口脚部１３１、１３１’と流出口脚部１３４、１３４’とを有している。フローチューブ１３０、１３０’はその長さ方向に沿って少なくとも１つの対称的な位置において曲がっており、その長さ方向に沿って実質的に並列となっている。ブレースバー１４０、１４０’は、軸線Ｗ、Ｗ’を規定する働きをし、各フローチューブがそれを中心として振動するようになっている。
【００６０】
フローチューブ１３０、１３０’の側脚部１３１、１３１’、１３４、１３４’はフローチューブマウント用ブロック１２０、１２０’に固定され、次いで、これらのブロックはマニホルド１５０、１５０’に固定されている。このことにより、コリオリメータ組立体１０を通る連続しかつ閉じた物質経路が形成されることになる。
孔１０２、１０２’を有するフランジ１０３、１０３’を測定するプロセス物質を移送するプロセス配管（図示せず）と流入口端部１０４及び流出口端部１０４’を介して接続すると、プロセス物質は、フランジ１０３内のオリフィス１０１を通り、流量計の端部１０４の中へ流入し、マニホルド１５０を通り、表面１２１を有するフローチューブマウント用ブロック１２０へと導かれていく。マニホルド１５０内では、プロセス物質は、分流し、フローチューブ１３０、１３０’を通って流れる。プロセス物質は、フローチューブ１３０、１３０’から流出すると、マニホルド１５０’内で合流して１つのストリームとなり、その後、流出口端部１０４’へ導かれる。この流出口端部１０４’は、ボルト孔１０２’を有しているフランジ１０３’によってプロセス配管（図示せず）と接続されている。
【００６１】
フローチューブ１３０、１３０’は、それぞれ、曲げ軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’に対して実質的に同一の質量分布、慣性モーメント及びヤング率を有するように、選択され、フローチューブマウント用ブロック１２０、１２０’に適切にマウントされる。これらの曲げ軸線は、ブレースバー１４０、１４０’を貫通するようになっている。フローチューブのヤング率が温度とともに変化し、この変化が流量及び密度の計算に影響を与えるので、温度センサ１９０がフローチューブ１３０’にマウントされてフローチューブの温度が連続的に測定される。フローチューブの温度、ひいては所与の電流値における温度センサ１９０の両端の電圧は、フローチューブを流れる物質の温度によって決まる。温度センサ１９０の両端に現れる温度依存性電圧は、フローチューブ温度の変化に起因するフローチューブ１３０、１３０’の弾性率の変化を補償するためにメータ電子機器２０により周知の方法で用いられる。温度センサ１９０はリード線１９５によってメータ電子機器２０に接続されている。
【００６２】
フローチューブ１３０、１３０’は、それぞれ対応する曲げ軸線Ｗ、Ｗ’に対してかつ流量計の第１の逆位相曲げモードと呼ばれるモードで、互に反対方向にドライバ１８０により振動させられるようになっている。このドライバ１８０は、マグネットがフローチューブ１３０’にマウントされ反対側のコイルがフローチューブ１３０にマウントされ、コイルに交流電流を流してこれらのフローチューブを振動させるようになっているような、複数の周知の構成のうちのいずれか１つの構成を有することが可能である。メータ電子機器２０により適切な駆動信号がリード線１８５を通じてドライバ１８０へ加えられる。
【００６３】
メータ電子機器２０は、温度信号をリード線１９５を通じて受け取る。左側速度信号及び右側速度信号がそれぞれリード線１６５Ｌ及びリード線１６５Ｒに現れる。メータ電子機器２０は、ドライバ１８０向けの駆動信号をリード線１８５上に発生してフローチューブ１３０、１３０’を振動させる。メータ電子機器２０は、左側速度信号及び右側速度信号ならびに温度信号を処理してセンサ組立体１０を流れる物質の質量流量及び密度を演算する。メータ電子機器２０は、他の情報とともにこの情報を径路２６を通じて活用手段へと送る。
【００６４】
典型的には、コリオリメータは第１の逆位相曲げモードで駆動され、流入口脚部と流出口脚部との間の流れ誘発位相（ｆｌｏｗ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｐｈａｓｅ）は、流量計の流入口脚部及び流出口脚部にマウントされるコイル／磁石型ピックオフを用いて感知される。本明細書に記載の流量を計算するためのメータ自体及び方法は、２つの別個の信号間の位相が送信機内で計算される従来の方法とは異なっている。ある実施形態では、メータの流入口側の１つ以上のひずみゲージからの信号を組み合わせたものと、メータの流出側の１つ以上のひずみゲージからの信号を組み合わせたものがメータ電子機器に入力される。次いで、これらの信号は現在のコイル／磁石型ピックオフのように扱われる。位相測定は流入口信号と流出口信号に由来する。これらの実施形態では、ホイートストンブリッジ回路が信号を増幅するため用いられうる。ある実施形態では、流体の流れが少なくとも１つのひずみゲージに接続されているブリッジ回路の出力の振幅の変動により示されるようになっている。ひずみゲージは流れのない状態では通常ゼロである（すなわち、ドライブモードとは、流入口脚部のひずみと流出口脚部のひずみとが等しい正常モードのことである）。しかしながら、流れがもたらされると、ドライブモードが複雑になり、フローチューブの流入口の運動と流出口の運動との間に位相遅延が生じる。ひずみゲージにより検出されるこの差が本明細書に記載のようなブリッジ回路を用いて利用される。さらに他の実施形態では、流量計のフローチューブの流入口部及び流出口部からのひずみ信号がブリッジ回路の中で組み合わせられるようになっている。この場合、位相に比例する振幅を有する信号のみがメータ電子機器の中に入力される。図２は、流量計５のある実施形態を例示している。コリオリ式流量計の構成が説明されている。しかしながら当業者にとって明らかなように、コリオリ式質量流量計によるさらなる測定機能の提供を必要とすることなく本発明を振動チューブ型濃度計として実施することが可能である。図１に記載の従来のデバイスと共通する要素には同一の参考番号が付されている。フローチューブ１３０、１３０’は、それぞれ対応する曲げ軸線Ｗ、Ｗ’を中心としてかつ流量計の第１の逆位相曲げモードと呼ばれるモードで、ドライバ１８０により反対方向に向けて振動させられるようになっている。このドライバ１８０は、マグネットがフローチューブ１３０’にマウントされ反対側のコイルがフローチューブ１３０にマウントされ、交流電流を流してこれらのフローチューブを振動させるようになっているような複数の周知の構成のうちのいずれか１つの構成を有することが可能である。特筆すべきことは、フローチューブ１３０、１３０’が、例えば金属から形成されて実質的に高剛性であり、例えばドライバによって誘発される振動運動の如き限定された運動のみが可能であるという点にある。メータ電子機器２０により適切な駆動信号がリード線１８５を通じてドライバ１８０へ加えられる。第１のひずみゲージ２００Ａが第１のフローチューブ１３０の流入口脚部１３１に位置し、第２のひずみゲージ２００Ｂが第１のフローチューブ１３０の流出口脚部１３４に位置している。ピックオ���１７０、１７０Ｒ（図１）とひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂとの間の主要な差は、コイル／磁石型ピックオフがフローチューブの速度を測定し、ひずみゲージがフローチューブのひずみを測定することにある。本明細書に記載の各ひずみゲージ２００Ａ−Ｈがフローチューブ１３０、１３０’のドライブモード運動により誘発されるひずみを検出するような向きに配置されることが好ましい。ある実施形態では、ひずみゲージ２００Ａ−Ｈは、ひずみゲージと結合されるフローチューブの長手方向の軸線に対して実質的に平行となるような向きに配置されている。
【００６５】
コイル／磁石型のピックオフ１７０Ｌ、１７０Ｒについては、最大速度振幅の位置は、フローチューブ１３０、１３０’の「Ｕ」形状の中心に通常配置されるドライバ１８０の近傍にある。しかしながら、コイル／磁石型ピックオフ１７０Ｌ、１７０Ｒはこの位置には置かれることはない。というのは、この位置に配置すると、ピックオフの位置がドライバ１８０にあまりにも近くなるからである。したがってこの位置よりも、位相信号差の検出に最適とはいえないまでも十分に分解（分析）可能な速度振幅を提供する領域にコイル／磁石型ピックオフ１７０Ｌ、１７０Ｒが配置される。しかしながら、最大ひずみ振幅はフローチューブ１３０、１３０’のブレースバー１４０、１４０’の近傍にあり、ここは、本明細書に記載の実施形態においてひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂが配置されることが好ましい位置であるものの、他のひずみゲージの位置も考えられている。というのは、最大位相差がフローチューブ１３０、１３０’又はブレースバー１４０、１４０’の表面上の他の位置にあるからである。上述の実施形態では２つのひずみゲージが用いられているが、ひずみゲージを追加することも考えられている。このことについては本明細書に記載されている。
【００６６】
図３には、本発明のある実施形態にかかる流量計５のメータ電子機器２０が例示されている。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とを有することができる。メータ電子機器２０は、センサ組立体１０から第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号、例えばひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂの信号を受け取る。メータ電子機器２０は、第１のセンサ信号及び第２のセンサ信号を処理してセンサ組立体１０を流れる流動物質の流れ特性を取得するようになっている。例えば、メータ電子機器２０は、センサ信号から位相差、周波数、時間差（Δｔ）、密度、質量流量、ひずみ、体積流量などのうちの１つ以上を求めることができる。それに加えて、本発明によれば、他の流れ特性を求めることもできる。
【００６７】
インターフェース２０１は図２に記載のリード線１００を通じてひずみゲージ２００Ａ−Ｈからセンサ信号を受け取る。インターフェース２０１は、任意の書式設定、増幅、バッファリングなどの如き必要な又は所望の任意の信号調整を行なうことができる。それに代えて、信号調整のうちの一部又は全部を処理システム２０３において行なってもよい。
それに加えて、インターフェース２０１は、例えば通信径路２６を介してメータ電子機器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、光学通信又は無線通信をも可能とすることができる。
【００６８】
一実施形態にかかるインターフェース２０１は、センサ信号がアナログセンサ信号であるデジタイザ（図示せず）を有している。デジタイザは、アナログセンサ信号をサンプリングしてデジタル化し、デジタルセンサ信号を生成することができる。また、インターフェース／デジタイザは、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）させ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。
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することができ、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を実行して流れ測定値を処理することにより、１つ以上の流れ特性を生成するようになっている。
【００６９】
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、又は他のなんらかの汎用目的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。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又は独立した電子格納媒体を有していてもよい。
図示されている実施形態では、処理システム２０３は、２つ以上の振動応答／ひずみ応答２２０、２２６から流れ特性を求めるようになっている。処理システム２０３は少なくとも強度、位相差、時差、及び２つ以上の応答２２０、２２６の周波数を求めることができる。ある実施形態では、ひずみゲージ２００Ａ−Ｈと電気通信的に接続されている少なくとも１つのブリッジ回路２０６、２０６’、例えばホイートストンブリッジ回路からの電圧が第１のひずみ信号２０７及び第２のひずみ信号２０７’としてメータ電子機器に入力されるようになっている。他の実施形態では、単一のブリッジ回路２０６のみが存在し、また他の実施形態では、少なくとも２つのブリッジ回路２０６、２０６’が存在するようになっている。
【００７０】
格納システム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、定数値及び変数値を格納することができる。一実施形態では、格納システム２０４は、処理システム２０３により実行されるルーチンを有するようになっている。一実施形態では、格納システム２０４は、位相シフトルーチン２１２と、位相差ルーチン２１５と、周波数ルーチン２１６と、時差ルーチン２１７と、流れ特性ルーチン２１８とを格納するようになっている。
一実施形態では、格納システム２０４は、流量計５を操作するために用いられる変数を格納するようになっている。一実施形態では、格納システム２０４は、ひずみゲージ２００Ａ−Ｈから受け取る２つ以上の振動応答２２０、２２６の如き変数を格納するようになっている。実施形態によっては、格納システム２０４は、メータ電子機器２０により生成される１つ以上の値を格納するようになっている場合もある。また、実施形態によっては、格納システム２０４は、流量測定から得られた１つ以上の流量特性を格納するようになっている場合もある。
【００７１】
複数の実施形態は、フローチューブ１３０、１３０’の流入口１３１、１３１’（もしくは、流出口１３４、１３４’）側に対する同じフローチューブ１３０、１３０’の流出口１３４、１３４’（もしくは、流入口１３１、１３１’）側の相対運動を直接測定することにより流れを感知するようになっている。少なくとも１つのブリッジ回路２０６、２０６’に接続されているゲージ２００Ａ−Ｈは流れの無い状態の間においてゼロ振幅信号を生成するように構成されている（ドライブモードの正常モード形に対応、すなわちチューブの流入口と流出口との間に位相が存在していない）。流れの有る状態の間、同じ設定が、流量の関数である振幅を有する正弦波信号を生成する（モード形による複雑さの増大（ｍｏｄｅ  ｓｈａｐｅ  ｇａｉｎｉｎｇ  ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）、すなわち流れに起因する流入口位相／流出口位相に相当する）。関連する実施形態では、メータの流入口側の１つ以上のひずみゲージからの信号を結合したもの及びメータの流出口側の１つ以上のひずみゲージからの信号を結合したものがメータ電子機器に入力されるようになっている。次いで、これらの信号は、流入口信号と流出口信号とから位相測定値が導かれる現在のコイル／磁石型ピックオフのように扱われる。これらの実施形態では、信号を増幅するためにブリッジ回路を用いることが可能である。しかしながら、他の実施形態では、流量計のフローチューブの流入口部及び流出口部からのひずみ信号がブリッジ回路内で結合されるようになっている。この場合、位相に比例する振幅を有する１つの信号のみがメータ電子機器の中に入力される。
【００７２】
図４〜図９及び図１１〜図１４を参照すると、ひずみゲージ２００Ａ−Ｈは、フローチューブ１３０、１３０’の流入口１３１、１３１’側又は流出口１３４、１３４’側のブレースバー１４０、１４０’の近傍に配置されることが好ましい。というのは、正の最大ひずみ（伸張）及び負の最大ひずみ（圧縮）がフローチューブ１３０、１３０’とブレースバー１４０、１４０’との間の結合部に生じるからである。フローチューブと結合されるべきひずみゲージの好ましい距離は、ブレースバー１４０、１４０’とフローチューブ１３０、１３０’の頂部との間の直線距離の約０％と１５％との間である（フローチューブの最上部におけるフローチューブの流れ方向に対して直角なベクトルに沿って測定される）。さらに好ましい距離は約６％と９％との間である。しかしながら、これらの距離は例示であり、他の距離も本明細書及び本特許請求の範囲に含まれると考えられている。ひずみゲージ２００Ａ−Ｈは、フローチューブ１３０、１３０’の鉛直方向ひずみ（すなわち、フローチューブ１３０、１３０’の長手方向の軸線に対して平行なひずみ）を感知するように配置されることが好ましい。
【００７３】
図４には、２つのブリッジ回路２０６、２０６’と電気通信的に接続されている２つのひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂを有する流量計５のある実施形態が例示されている。２つのブリッジ回路２０６、２０６’はひずみゲージの抵抗のわずかな変化を比較的大きな電圧の変化に変換する。ブリッジは、供給電圧Ｖｓと、４つの抵抗器（Ｒ１〜Ｒ４）と、出力電圧Ｖ０とで構成されている。ブリッジは、平衡に保たれていると考えられており、Ｒ１＝Ｒ２でありかつＲ３＝Ｒ４であるとき出力電圧は０ｖである。抵抗器のうちのいずれかに変化が生じるとブリッジの平衡は失われ、出力電圧はもはや０ではなくなる。供給電圧と抵抗と出力電圧との関係は次の式１により表される。
【数４】
0006303025.tif 000005
【００７４】
抵抗器の番号は図４に示されている抵抗器の位置に対応している。ブリッジ回路内の抵抗器のうちのいずれか又は全てをひずみゲージと交換することができる。この実施形態では、２つのひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂが、同じフローチューブ１３０において、流量計５の流入口脚部１３１と流出口脚部１３４とに１つずつ配置され、各ひずみゲージにはブリッジ２０６、２０６’が接続されている。各ひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂは、ブリッジ回路２０６、２０６’の任意の位置に配置することができるが、図４では、各ブリッジ回路２０６、２０６の第１の位置Ｒ１、Ｒ１’を占有することが示されている。特筆すべきことは、その他の抵抗器Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ２’、Ｒ３’、Ｒ４’は抵抗値が固定された抵抗器である。それに加えて、この実施形態の場合、ひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂがフローチューブ１３０の相対的に同じような表面に配置されることが重要である。図４には、ひずみゲージ２００Ｂが流出口脚部１３４の遠位面１３４Ａ上に配置され、ひずみゲージ２００Ａが流入口脚部１３１の遠位面１３１Ａ上に配置されていることが示されている。
【００７５】
図４に記載されている測定結果は、流量計５の２つのフローチューブ１３０、１３０’のうちのたった１つのフローチューブ１３０からのものである。このことは、両方のチューブ１３０、１３０’を通る流れが同じであると仮定している。さらなるゲージを他方のフローチューブ１３０’に追加して両方のフローチューブ１３０、１３０’のひずみを測定することができる。このようにすることにより、各ブリッジ回路２０６、２０６の信号出力が増大され、共通モードの影響が打ち消される。これらについては下記にさらに記載されている。
さらなるゲージを追加する効果は、式２の関係を用いて式１を操作することにより最も明瞭になる：
【数５】
0006303025.tif 000006
この式で、ΔＲはひずみゲージの抵抗の変化であり、Ｒはひずみゲージのひずみの無い場合の抵抗であり、ＧＦはひずみゲージのゲージ率であり、εはひずみゲージのひずみである。ひずみゲージのゲージ率（ＧＦ）はひずみゲージのひずみをそれに対応するひずみゲージの抵抗の変化に関連付けするものである。生産時に校正されたときにひずみゲージには特定のゲージ率が割り当てられる。上述の関係を用いてかつΔＲがＲよりはるかに小さいと仮定すると、式２は式３として書き直すことができる：
【数６】
0006303025.tif 000007
【００７６】
図５を参照すると、第１のフローチューブ１３０及び第２のフローチューブ１３０’からの平均流量を測定するために、さらなるひずみゲージ２００Ｇが第２のフローチューブ１３０’の流入口脚部１３４’Ａの遠位領域に配置され、さらなるひずみゲージ２００Ｈが第２のフローチューブ１３０’の流出口脚部１３４’Ａの遠位領域に配置されている。これらのさらなるひずみゲージ２００Ｇ、２００Ｈのブリッジ回路２０６、２０６’内での位置はそれぞれ位置Ｒ３及びＲ３’である。
【００７７】
もしさらなるひずみゲージ２００Ｇからの信号がブリッジ回路２０６内のＲ２又はＲ４の位置に加えられ、さらなるひずみゲージ２００Ｈからの信号がブリッジ回路２０６’内のＲ２又はＲ４の位置に加えられた場合、ひずみ値は式２により打ち消され、ブリッジの出力電圧がゼロとなる。それに代えて、さらなるひずみゲージ２００Ｇ、２００Ｈはそれぞれブリッジ回路２０６、２０６’のＲ３、Ｒ３’に接続されている。この構成では、図４に記載のブリッジ当たり単一のゲージ（ｓｉｎｇｌｅ  ｇａｇｅ−ｐｅｒ−ｂｒｉｄｇｅ）の実施形態と比較すると、第１のフローチューブ１３０及び第２のフローチューブ１３０’の運動からのひずみが足し合わされて、ブリッジ回路２０６、２０６’の出力電圧が事実上２倍となっている。
【００７８】
図４に記載の構成に対する１つの制約としては、ドライブモードからのひずみに加えて、流入口側又は流出口側のゲージ同士の間で同相又は共通であるいかなるひずみも足し合わされるということが挙げられる。例えば、ひずみゲージの熱膨張係数とフローチューブの熱膨張係数との間がバランスの取れた状態でない場合、温度変動により、すべてのゲージの間において共通してひずみが上昇又は減少することになる。各ゲージからこの共通のひずみの影響がブリッジに及ぼされることになる。実際問題として、このような変動がブリッジ回路の出力信号にＤＣシフトを誘発することになる。デジタル信号処理を用いることにより、ブリッジ回路の出力信号のＤＣシフトは、位相及び周波数の計算値に対して影響を及ぼさなくなる。このことは、デジタル信号処理の際にヒルバートフィルタ（Ｈｉｌｂｅｒｔ  ｆｉｌｔｅｒ）又は任意の線形位相ハイパスフィルタを用いて達成可能となる。従来は、アナログ信号処理が用いられ、ＤＣシフトにより大きなエラーを受けうるゼロ交差法（ｚｅｒｏ  ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を用いて位相が計算されていた。ヒルバートフィルタを用いる場合であっても、ＤＣ電圧のシフトは、アナログからデジタルへの変換器（Ａ／Ｄ変換器）において依然として問題となる場合もある。Ａ／Ｄ変換器は電圧限度を有している。ブリッジ回路からの電圧がＡ／Ｄ電圧限度を超える程度に十分大きい場合、信号が短縮され、情報の損失が生じてしまう。一実施形態では、大きな電圧限度を有するＡ／Ｄ変換器が用いられるようになっていてもよいが、このようにすると分解能が下がってしまうことになる。一実施形態では、ＤＣシフトがアナログハイパスフィルタにより相殺されるようになっている。アナログハイパスフィルタは、それらが信号に誘発する位相シフトが大きいので問題となる場合もある。流入口信号及び流出口信号に対して用いられるアナログハイパスフィルタの位相に対する影響が同一でなければ、位相が、流入口信号と流出口信号と間に加えられ、流量の誤差として現われてしまうことになる。
【００７９】
この構成により、圧力又は雑音に起因するゲージ間のいかなる共通モードのひずみであっても増強されることになる。これらの共通のモードひずみ効果は、必ずしも低周波であるとは限らず、ドライブ周波数に近い場合、流量測定に負の影響を及ぼしてしまう。他の実施形態では、低周波（ＤＣシフト）及び高周波においてゲージ間における共通モードの影響の制約を克服するよう、図６〜図９に例示されているようにさらなるゲージがメータにマウントされている。
【００８０】
図６には、２つのひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂが、同じフローチューブ１３０において、流量計５の流入口脚部１３１と流出口脚部１３４とに１つずつ設けられ、各ひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂに対してブリッジ回路２０６、２０６’が設けられていることが示されている。第１のゲージ２００Ａは第１のブリッジ回路２０６の第１の位置Ｒ１を占有している。第２のゲージ２００Ｂは第２のブリッジ回路２０６’の第１の位置Ｒ１’を占有している。ひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂは、それぞれ、フローチューブ１３０の遠位面１３１Ａ及び１３４Ａに配置されている。さらなるひずみゲージ２００Ｃ、２００Ｄが、それぞれ、フローチューブ１３０’の流入口脚部１３１’及び流出口脚部１３４’の近位領域にマウントされている。流量計５のドライブ運動に起因するひずみゲージ２００Ａとひずみゲージ２００Ｃとの間又はひずみゲージ２００Ｂとひずみゲージ２００Ｄとの間のひずみは１８０°位相がずれている。これらのゲージの対のうちの一方のゲージが圧縮状態にあるとき、他方のゲージは引っ張り状態にある。この配置では、各ゲージからのひずみを相殺しないように、第２のゲージ２００Ｃ又は２００Ｄからの信号は、それに対応するブリッジ回路２０６又は２０６’の位置Ｒ２もしくは位置Ｒ４のいずれかに入力される。また、この配置では、流入口ゲージ２００Ａ、２００Ｃの間又は流出口ゲージ２００Ｂ、２００Ｄの間の同相もしくは共通モードのひずみは相殺される。これらのゲージの位相がずれているひずみ、例えばメータの駆動により位相のずれたひずみは足し合わされる。具体的にいえば、図６には、近位に配置されたゲージ２００Ｃ、２００Ｄがそれぞれブリッジ回路２０６、２０６’のＲ４の位置及びＲ４’の位置を占有していることが例示されている。図７には、近位に配置されたゲージ２００Ｃが第１のブリッジ回路２０６のＲ２の位置にあり、近位に配置されたゲージ２００Ｄが第２のブリッジ回路２０６’のＲ４’の位置にある実施形態が例示されている。図８には、近位に配置されたゲージ２００Ｃが第１のブリッジ回路２０６のＲ４の位置にあり、近位に配置されたゲージ２００Ｄが第２のブリッジ回路２０６’のＲ２’の位置にある実施形態が例示されている。最後に、図９には、近位に配置されたゲージ２００Ｃ、２００Ｄがそれぞれブリッジ回路２０６、２０６’のＲ２の位置とＲ２’の位置にある実施形態が例示されている。
【００８１】
図１０には、図６〜図９に記載の実施形態を表すゲージの配置の影響を示すデータが例示されている。ひずみ（ｄｔ）３００という符号が付された、単一フローチューブの流入口脚部と流出口脚部のひずみゲージ間の位相差が１分間にわたってひずみゲージピックオフから測定されている。これらのグラフは、ゼロ流量３１０又は９５０ポンド／分の流量３２０において行なわれたテストを表わしている。特筆すべきことは、流れの無い状態における位相は機械的ゼロ及び電気的ゼロ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｚｅｒｏｓ）に起因するものであるという点にある。位相測定の標準偏差は各流量について計算されている。位相測定の標準偏差３３０は、共通モードのひずみの影響を増強するような配置（図１０の上側のグラフを参照）、例えば図５に記載の配置のようにゲージがマウントされたときに流量とともに著しく大きくなる。しかしながら、ゲージが共通モードひずみの影響を相殺する配置、例えば一つのゲージが第１のフローチューブの遠位部にありかつ１つのゲージが第２のフローチューブの近位部にある図６〜図９に記載の実施形態のようにマウントされているとき、流量とともに標準偏差が同時に大きくなる程度は著しく小さい（図１０の下側のグラフを参照）。
【００８２】
図１１を参照すると、この図には、４つのゲージ２００Ａ、２００Ｃ、２００Ｅ、２００Ｇが流量計５の流入口脚部１３１、１３１’が配置されかつ４つのゲージ２００Ｂ、２００Ｄ、２００Ｆ、２００Ｈが流出口脚部１３４、１３４’に配置され、合計８つのひずみゲージ２００Ａ−Ｈが２つのブリッジ回路２０６、２０６’に接続されている実施形態が例示されている。図１１に例示されているように、各ブリッジにおいて、ゲージ信号は電圧出力を減算するのではなく加算してブリッジの振幅が（側面当たり）単一ゲージの実施形態の場合のものと比べて４倍となるように方向付けされている。フローチューブの遠位領域及び近位領域からのゲージが各ブリッジ回路２０６、２０６’において結合されるので、この実施形態は１つの脚部当たり２つのゲージの場合と同様、１つの脚部当たり４つのゲージの場合も同一の共通モードのひずみを相殺することを示している（２つのゲージがフローチューブの近位領域とフローチューブの遠位領域とに１つずつマウントされる場合）。
【００８３】
次に図１２を参照すると、他の実施形態では、２つのひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂがそれぞれ第１のフローチューブ１３０の流入口脚部１３１及び第１のフローチューブ１３０の流出口脚部１３４に取り付けられ、かつ、単一のブリッジ回路２０６に接続されている。流量計５に流れが無くかつ流量計５がドライブモードで振動しているとき、両方のひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂにより感知される正弦波ひずみは、理論的には同位相であり常に相殺し合い、ブリッジからの電圧出力がゼロとなる。実際のところ、流れが無くてもなんらかの位相が存在し（一般に機械的ゼロと呼ばれる）、振幅の小さな正弦波が生じる場合もある。この振幅の小さな正弦波を測定しオフセットとして取り除くことが可能である。いったん流量計５に流れが導入されると、流出口脚部１３４が入口脚部１３１よりも速く進み始め、２つのひずみ測定値の間に時間的遅延（位相シフト）が生じる。位相シフトの生じた２つの信号を電気的に減算すると、その位相シフトと直接関連する振幅を有する正弦波出力（ドライブ周波数）が得られる。流量が増大すると、位相シフトが増大し、ブリッジ回路２０６からの電圧の振幅が増大する。同じ周波数の２つの正弦波を減算すると、その周波数を有する他の正弦波が得られ、この正弦波の振幅は式４により示されているように、元の信号の個々の振幅と元の信号間の位相との関数である。
【数７】
0006303025.tif 000008
この減算は、ブリッジ回路２０６を用いて電気的に行なわれ、減算結果は、式５で表される振幅Ａを有し、回路から出力される。
【数８】
0006303025.tif 000009
【００８４】
図１３を参照すると、図１２に例示されている実施形態に、２つのさらなるひずみゲージ２００Ｇ、２００Ｈが追加されている。２つのひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂがそれぞれ第１のフローチューブ１３０の流入口脚部１３１と第１のフローチューブ１３０の流出口脚部１３４とに取り付けられ、さらに、単一のブリッジ回路２０６に接続されており、また、２つのひずみゲージ２００Ｇ、２００Ｈがそれぞれ第２のフローチューブ１３０’の流入口脚部１３１’と第２のフローチューブ１３０’の流出口脚部１３４’とに取り付けられ、さらに、上述の同じ単一のブリッジ回路２０６に接続されている。この構成では、第１のフローチューブ１３０及び第２のフローチューブ１３０’の運動からのひずみが足し合わされ、図１１に例示されている実施形態と比較して、ブリッジ回路２０６の出力電圧が事実上２倍となる。式６は、ひずみゲージ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｈとブリッジ回路２０６とを有するこの構成を表している：
【数９】
0006303025.tif 000010
流れの無い状態では出力はゼロであるが、Ｒ３とＲ４との間の減算は実質的にＲ１とＲ２との間の減算と同じであるため振幅が２倍となる。
【００８５】
図１４には、ブリッジ回路２０６に加えてさらにフィルタコンポーネント４００を備える図１２の実施形態が例示されている。一例として２つのゲージ２００Ａ、２００Ｂと単一のブリッジ回路２０６とを備えるものが例示されているが、当業者にとって明らかなように、フィルタコンポーネント４００は、例えば任意の数のひずみゲージと任意の数のブリッジ回路と組み合わせたもの、例えば図４〜図１３に記載のものに用いられるように構成されてもよい。ブリッジ回路２０６からの出力部４１０が増幅器４２０に接続されている。一実施形態では、増幅器４２０は、約８００の利得を有しているが、ひずみゲージがどのようなものかに基づいて、すなわち、フロー校正係数の差、電子機器の差、特定の流量計５に固有の他の変数などに基づいて異なる利得も考えられている。増幅器４２０はハイパスフィルタ４３０と結合されているＡＣである。ある実施形態では、ハイパスフィルタ４３０はコンデンサーである。この容量結合（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）は、信号の直流成分を実質的に遮断する。関連する実施形態では、ハイパスフィルタ４３０からの出力は、特定のアナログからデジタルへの変換器のサンプリングレートより大きな周波数を有する信号がそのアナログからデジタルへの変換器（ＡＤＣ）４５０により感知されないようにするためにローパスフィルタ４４０によりアンチエイリアシングされる。ＡＤＣ４５０はローパスフィルタ４４０から信号を受け取るようになっていてもよい。次いで、この信号はメータ電子機器２０へ送られる。
【００８６】
本明細書に記載の複数の実施形態では、ブリッジ回路２０６、２０６’の電圧出力はメータ電子機器２０に入力されるようになっている。ひずみゲージ測定においてＤＣドリフトが内在的なものであるため、デジタル電子機器の使用は信号間の正確な位相測定に有用である。アナログ電子機器の場合、２つの正弦波信号間の位相は、ひずみゲージ２００Ａ−Ｈから信号が１サイクル毎に０ボルトを横断するときに通常計算される。ひずみゲージにはＤＣドリフトが伴うので、信号の中心が常に０ボルトであるとは限らず、安定した位相の計算を困難なものとしている。ある実施形態では、連続的に２つのピックオフ信号間の位相を計算するためにハイパスフィルタが用いられる。このようにアプローチすることにより、信号内のＤＣオフセットが位相計算に影響を与えなくなる。しかしながら特筆すべきことは、電圧がアナログからデジタルへの変換器の電圧限度を超えることが許容されるという点にある。
【００８７】
上述の実施形態の詳細な記載は、本発明の技術範囲内に含まれるものとして本発明者が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。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部材をさまざまに組み合わせて又は除去してさらなる実施形態を作成してもよいし、また、このようなさらなる実施形態も本発明の技術範囲内及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、本発明の技術及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又は部分的に組み合わせてもよい。
【００８８】
以上のように、本発明の特定の実施形態又は実施例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及びそれに対応する図面に記載の実施形態のみでなく他のデバイス及び方法にも適用することができる。したがって、本発明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】
0006303025.tif 000014
【図２】
0006303025.tif 000015
【図３】
0006303025.tif 000016
【図４】
0006303025.tif 000017
【図５】
0006303025.tif 000018
【図６】
0006303025.tif 000019
【図７】
0006303025.tif 000020
【図８】
0006303025.tif 000021
【図９】
0006303025.tif 000022
【図１０】
0006303025.tif 000023
【図１１】
0006303025.tif 000024
【図１２】
0006303025.tif 000025
【図１３】
0006303025.tif 000026
【図１４】
0006303025.tif 000027