(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体搬送導管の導管セクションの接続フランジ間に挿入するための差圧流量計エレメントであって、
前記導管を通る流体の流れの中に位置付けるための流体接触領域と、前記流体接触領域の外側部分から外に向かって延びるハンドルとを有する平型オリフィスプレートと、
前記平型オリフィスプレートの前記流体接触領域内に形成された少なくとも１つの圧力ポートと、
前記平型オリフィスプレートの前記ハンドル上に形成され、前記プロセス変数トランスミッタが前記ハンドルに取り付けられると、プロセス変数トランスミッタに流体的に結合されるように構成された、少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートと、
前記平型オリフィスプレートに形成され、前記少なくとも１つの圧力ポートのうちの１つから、前記ハンドルを通して、前記少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートのうちの対応する１つに延びる、少なくとも１つのインパルスラインチャネルと、
前記ハンドルに形成され、前記プロセス変数トランスミッタを、前記ハンドルの平面に対して略垂直に取り付けるように、前記少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートを基準として配設され配置された複数の開口と、
を含む、差圧流量計エレメント。
【請求項２】
前記平型オリフィスプレートが、前記流体接触領域と、前記流体接触領域の前記外側部分から外に向かって延びる前記ハンドルとを有する第１の平型オリフィスプレートセクションと、前記流体接触領域と、前記流体接触領域の前記外側部分から外に向かって延びる前記ハンドルとを有する第２の平型オリフィスプレートセクションとを備え、前記第１及び第２の平型オリフィスプレートセクションが、ともに重ねられ結合されて、前記平型オリフィスプレートを形成する、請求項１に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項３】
前記第１及び第２の平型オリフィスプレートセクションを結合する真空ろう付け接続をさらに含む、請求項２に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項４】
前記少なくとも１つのインパルスラインチャネルが、前記第１の平型オリフィスプレートセクションに形成される、請求項２に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項５】
前記少なくとも１つのインパルスラインチャネルが、前記第１及び第２の平型オリフィスプレートセクションの各々に形成される、請求項４に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項６】
前記平型オリフィスプレートの前記流体接触領域に形成された前記少なくとも１つの圧力ポートが、前記流体接触領域の上流対向面に形成された第１の圧力ポートと、前記流体接触領域の下流対向面に形成された第２の圧力ポートとを含む、請求項１に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項７】
前記少なくとも１つのインパルスラインチャネルが、前記第１の圧力ポートから第１のトランスミッタインターフェースポートに延びる第１のチャネルと、前記第２の圧力ポートから第２のトランスミッタインターフェースポートに延びる第２のチャネルとを含む、請求項６に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項８】
前記第１の圧力ポートが、前記導管セクションの前記接続フランジと前記平型オリフィスプレートとの間の環状の間隙に位置付けられるように構成された前記平型オリフィスプレートの領域に形成される、請求項７に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項９】
前記第１の圧力ポートを覆って前記第１の圧力ポートに流体的に結合され、前記第１の圧力ポートの出口の向きを上流に直接面しないように変えるエルボ部材を前記上流対向面上に、さらに含む、請求項７に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項１０】
前記平型オリフィスプレートに形成され、前記ハンドルを通って延びる二次センサチャネルをさらに含む、請求項１に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項１１】
前記二次センサチャネルを通ってルーティングされたワイヤを有する温度センサをさらに含む、請求項１に記載の差圧流量計エレメント。
【請求項１２】
プロセス管内のプロセス流体の流量を示すプロセス変数を測定するためのプロセス変数監視システムであって、前記システムが、
プロセス変数トランスミッタと、
流体搬送導管の導管セクションの前記接続フランジ間に挿入するための平型オリフィスプレートであって、前記平型オリフィスプレートが、流体接触領域と、前記流体接触領域の外側部分から外に向かって延びるハンドルとを有し、前記ハンドルが、それを通って延び、前記プロセス変数トランスミッタを前記ハンドルの平面に対して略垂直に取り付けるように配設され配置された複数のトランスミッタ取り付け開口を有する、平型オリフィスプレートと、
前記平型オリフィスプレートの前記流体接触領域内に形成された少なくとも１つの圧力ポートと、
前記平型オリフィスプレートの前記ハンドル上に形成され、前記プロセス変数トランスミッタが前記ハンドルに取り付けられると、プロセス変数トランスミッタに流体的に結合されるように構成された、少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートと、
前記平型オリフィスプレートに形成され、前記少なくとも１つの圧力ポートのうちの１つから、前記ハンドルを通して、前記少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートのうちの対応する１つに延びる、少なくとも１つのインパルスラインチャネルと、
を含む、プロセス変数監視システム。
【請求項１３】
前記平型オリフィスプレートが、前記流体接触領域と、前記流体接触領域の前記外側部分から外に向かって延びる前記ハンドルとを有する第１の平型オリフィスプレートセクションと、前記流体接触領域と、前記流体接触領域の前記外側部分から外に向かって延びる前記ハンドルとを有する第２の平型オリフィスプレートセクションとを備え、前記第１及び第２の平型オリフィスプレートセクションが、ともに重ねられ結合されて、前記平型オリフィスプレートを形成する、請求項１２に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのインパルスラインチャネルが、前記第１の平型オリフィスプレートセクションに形成される、請求項１３に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのインパルスラインチャネルが、前記第１及び第２の平型オリフィスプレートセクションの各々に形成される、請求項１４に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項１６】
前記平型オリフィスプレートの前記流体接触領域に形成された前記少なくとも１つの圧力ポートが、前記流体接触領域の上流対向面に形成された第１の圧力ポートと、前記流体接触領域の下流対向面に形成された第２の圧力ポートとを含む、請求項１５に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのインパルスラインチャネルが、前記第１の圧力ポートから第１のトランスミッタインターフェースポートに延びる第１のチャネルと、前記第２の圧力ポートから第２のトランスミッタインターフェースポートに延びる第２のチャネルとを含む、請求項１６に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項１８】
前記第１の圧力ポートが、前記導管セクションの前記接続フランジと前記平型オリフィスプレートとの間の環状の間隙に位置付けられるように構成された前記平型オリフィスプレートの領域に形成される、請求項１７に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項１９】
前記第１の圧力ポートを覆って前記第１の圧力ポートに流体的に結合され、前記第１の圧力ポートの出口の向きを上流に直接面しないように変えるエルボ部材を前記上流対向面上にさらに含む、請求項１７に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項２０】
温度センサをさらに含み、前記平型オリフィスプレートに形成され、前記ハンドルを通って延びる温度センサチャネルを含み、前記温度センサのワイヤが、前記温度センサチャネルを通してルーティングされる、請求項１２に記載のプロセス変数監視システム。
【請求項２１】
流体搬送導管の導管セクションの接続フランジ間に挿入するための差圧流量計エレメントであって、
前記導管を通る流体の流れの中に位置付けるための流体接触領域と、前記流体接触領域の外側部分から外に向かって延びるハンドルとを有する平型オリフィスプレートと、
前記平型オリフィスプレートの前記流体接触領域内に形成された少なくとも１つの圧力ポートと、
前記平型オリフィスプレートの前記ハンドル上に形成された、少なくとも１つのインターフェースポートと、
前記平型オリフィスプレートに形成され、前記少なくとも１つの圧力ポートのうちの１つから、前記ハンドルを通して、前記少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートのうちの対応する１つに延びる、少なくとも１つのインパルスラインチャネルと、
を含む、差圧流量計エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、工業プロセス制御または監視システムに関する。より具体的には、本開示は、パドル式オリフィスプレート、及びパドル式オリフィスプレートを用いて工業プロセスのプロセス変数を測定するタイプのプロセス変数トランスミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業的環境では、制御システムを用いて、工業及び化学プロセス等の在庫を監視及び制御する。通常、これらの機能を行う制御システムは、工業用プロセス内の主要地点に分散され、プロセス制御ループによって制御室内の制御回路に結合されたフィールド装置を用いる。用語「フィールド装置」は、分散型制御またはプロセス監視システムにおいて機能を行う任意の装置を指し、工業用プロセスの測定、制御及び監視で用いられるすべての装置を含む。
【０００３】
いくつかのフィールド装置は、プロセス流体に結合するトランスデューサを含む。トランスデューサは、物理的な入力に基づいて出力信号を生成するか、または入力信号に基づいて物理的な出力を生成するいずれかの装置を意味することが理解される。通常、トランスデューサは、入力を、異なる形式を有する出力に変換する。トランスデューサのタイプは、さまざまな分析機器、圧力センサ、サーミスタ、アクチュエータ、ソレノイド、表示灯等を含む。
【０００４】
工業用プロセスで用いられるプロセス変数センサ等のフィールド装置は、フィールド内で、管路、タンク及び他の工業用プロセス機器上に設置されることができる。そのような装置は、プロセス変数、例えばプロセス流体流、プロセス流体温度、プロセス流体圧力、プロセス流体伝導率、プロセス流体ｐＨ及び他のプロセス変数を検知する。他のタイプの工業用プロセスフィールド装置は、弁、アクチュエータ、フィールド制御器、データ表示装置、及び工業用フィールドネットワークブリッジ等の通信機器を含む。
【０００５】
プロセス変数センサの１つのタイプは、例えば流体流量を測定することができる流量計である。管内の流れを測定することは、多くの工業が必要とする標準的な測定基準である。差圧流を測定するためにパドル式オリフィスプレートを用いることは、今日用いられているもっとも一般的な方法の１つである。パドル式オリフィスプレートを用いることについての１つの欠点は、管路内での測定を行うために必要であるいくつかのコンポーネントのうちの１つにすぎないということである。普通、オリフィスプレートは、流れの中で絞りを作り出すために設置される。圧力測定は、圧力ポートを用いて、プレートのすぐ上流及び下流で取られる。通常、圧力ポートは、管路の中に溶着された特別な接続フランジに位置する。これらのフランジから、差圧トランスミッタに取り付けられたマニホールドに、別個の圧力が接続される。プレート、フランジタップフランジ、弁、インパルス管、計器マニホールド、及びトランスミッタはすべて、測定を行うために調達され接続されるべき別個のコンポーネントである。
【０００６】
パドル式オリフィスプレートを用いることの代替案は、管の中にボルト止めされ、データ制御システムに接続されて、流れの測定値を得ることができるウェーハ式の一体型流量計である。しかしながら、オリフィスプレートがウェーハ式の一体型流量計に発展したとしても、工業用プロセス制御または監視システムのユーザの中には、ウェーハ式の一体型流量計に関連するより新しいテクノロジを組み込むために、彼らの標準的な手法を変えることに気が進まない者もいる。一体型流量計に非常に多くのコンポーネントを組み合わせるにもかかわらず、これらのユーザのうち何人かは、ウェーハタイプの計器に付随する付加的な幅を好まない。プロセスフランジ間のウェーハにわたって露出されたボルトは、管内の流体が危険物である場合、安全性リスクとして認識される可能性がある。しかしながら、パドル式オリフィスプレートの幅はより狭く、通常は０．１２５〜０．２５”の範囲であって、同じ露出されたボルトの認識が伝えられない。
【０００７】
試験及び他の面倒な問題は、ウェーハ式一体型流量計のサイズ及び材料を制限する可能性がある。新しいラインサイズ及び新しい較正値をなすために、コストのかかる試験が頻繁に必要とされる。これに対する１つの理由は、異なる管スケジュールにおけるプレートの性能を補正する配合を作成するために必要とされる流れの研究所での試験時間に起因する可能性がある。材料は、さまざまな管サイズ用に調達することが困難であり、かつ溶接試験にコストがかかる可能性がある。これら及び他の理由により、パドル式オリフィスプレート流量計の使用は、一定の状況で、または何人かのユーザによってより望ましいものとなる可能性があるが、パドル式オリフィスプレートの上述の不利点は、依然として残る。
【０００８】
上記の記述は、単なる一般的な背景の情報のために提供され、クレームされた主題の範囲を決定することの補助として用いられることは意図されていない。
【発明の概要】
【０００９】
本概要及び要約は、以下の詳細な説明においてさらに記載される概念の選択を、簡略化された形式で紹介するために提供される。当該概要及び要約は、クレームされた主題の主要な特徴または必須の特徴を特定することが意図されておらず、クレームされた主題の範囲を決定するための補助として用いられることも意図されていない。
【００１０】
流体搬送導管の導管セクションの接続フランジ間に挿入するための差圧流量計エレメントは、導管を通る流体の流れの中に位置付けるための流体接触領域と、流体接触領域の外側部分から外に向かって延びるハンドルとを有する平型オリフィスプレートを含む。平型オリフィスプレートは、プレートの流体接触領域内に形成された少なくとも１つの圧力ポートと、平型オリフィスプレートに形成され、少なくとも１つの圧力ポートのうちの１つから、ハンドルを通して、少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートのうちの対応する１つに延びる、少なくとも１つのインパルスラインチャネルとを含む。ハンドルに形成され、少なくとも１つのトランスミッタインターフェースポートを基準として配設され配置された複数の開口は、プロセス変数トランスミッタを、トランスミッタがハンドルの平面に対して略垂直である状態でハンドルに直接取り付けることを可能にする。
【００１１】
開示された特徴、コンポーネント、器具、システム及び方法ステップのいずれもが、他の開示された特徴、コンポーネント、器具、システム及び方法ステップとの任意の組み合わせで用いられることができることに留意しなければならない。本開示は、開示された特徴、コンポーネント、器具、システム及び方法ステップが、提供された例示の実施形態において組み合わせて例証または記述されていないとしても、そのような代替的な組み合わせを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示の実施形態による、プロセス流体の監視または制御に用いるための工業用プロセス制御または監視システムの概略図である。
【図２】例示の実施形態による、図中に示されたシステム及びトランスミッタの、一部をブロック図で示した図である。
【図３】開示された実施形態による、パドル式オリフィスプレートセクションの正面図である。
【図４】図３に示されたパドル式オリフィスプレートセクションの図であり、第２の鏡像パドル式オリフィスプレートセクションである。
【図５】図３及び４のパドル式オリフィスプレートセクションから形成されたパドル式オリフィスプレートの正面図である。
【図６】パドル式オリフィスプレート及びプロセス変数トランスミッタを含むプロセス変数監視システムコンポーネントの斜視図である。
【図７】導管セクションの接続フランジ間に取り付けられたパドル式オリフィスプレートの一部の断面斜視図である。
【図８】オリフィスプレートの上流面上にエルボ部材を含む、プロセス変数監視システムコンポーネントの斜視図である。
【図９】オリフィスプレートの上流面上にエルボ部材を含む、プロセス変数監視システムコンポーネントの側面図である。
【図１０】温度センサを有するパドル式オリフィスプレートの図である。
【図１１】温度センサを有するパドル式オリフィスプレートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
開示された実施形態は、プロセス変数トランスミッタがオリフィスプレートのハンドル上に取り付けられることを可能にする組込み型インパルスラインを備える、パドル式オリフィスプレートの設計を提供する。この構成は、パドル式オリフィスプレートに伴って一般的に必要となる他のコンポーネントまたは製作／設置工程、例えばタップ付きフランジ、別個のインパルスライン、及び計器マニホールドの省略を可能にする。
【００１４】
図１は、工業用プロセス内のプロセス流体の監視または制御に用いるための工業用プロセス制御または監視システム１００を示す簡略化された図である。通常、フィールド装置、例えばプロセス変数トランスミッタ１０２は、設備内の遠隔位置に位置し、検知されたプロセス変数を、中央に位置する制御室１０４に返信する。プロセス変数を送信するために、有線及び無線通信の両方を含むさまざまな技術を用いることができる。１つの一般的な有線通信技術は、一対のワイヤの両方がトランスミッタ１０２に情報を伝えることに加えて電力を提供するために用いられる、二線式プロセス制御ループ１０６として周知であるものを用いる。情報を送信するための１つの技術は、電流レベルを、プロセス制御ループ１０６を通して４ｍＡ〜２０ｍＡの間に制御することによるものである。４〜２０ｍＡの範囲内の電流の値は、プロセス変数の対応する値にマッピングされることができる。デジタル通信プロトコルの例は、ＨＡＲＴ（登録商標）（標準４〜２０ｍＡアナログ信号に重畳されたデジタル通信信号から成るハイブリッド物理レイヤ）、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ（１９９２年にアメリカ計測学会によって公表された全デジタル通信プロトコル）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ通信プロトコル、または他を含む。また、無線プロセス制御ループプロトコル、例えばＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（商標）（ＩＥＣ６２５９１）を含む無線周波通信テクノロジが、また実装され得る。図１のプロセス制御ループ１０６は、トランスミッタ１０２と制御室１０４との間の通信接続の、有線及び無線の実施形態のいずれかまたは両方を表す。
【００１５】
プロセス変数トランスミッタ１０２は、パドル式平型オリフィスプレート１１０のハンドル部１１２に取り付けられ、それによって、プロセス変数トランスミッタが、ハンドルの、及び平型オリフィスプレート１１０の平面に対して略垂直であるようにされる。平面は、図１において線１１３で表される。パドル式平型オリフィスプレート１１０は、流体搬送導管セクション１２１及び１２３のフランジ１２０及び１２２間に結合され、矢印１２４によって表される導管セクション内の流体の流れに対して垂直に向けられた上流及び下流対向面１１５及び１１６を提供する、プロセス流体の流れの中に位置付けられた流体接触または中央領域１１４を有する差圧流量計エレメントである。各上流及び下流対向面１１５及び１１６は、導管の中に配設された流体係合部１１７、１１８をそれぞれ有する。オリフィスプレートの中央領域の流体係合部１１７及び１１８間には、開口１１９が形成され、導管を通して運ばれた流体が、オリフィスプレートを通して流れることを可能にしている。上流及び下流対向面の他の部分は、フランジ１２０と１２２との間に位置付けられることができる。プロセス変数トランスミッタ１０２は、プロセス配管内で１つまたは複数のプロセス流体変数を測定するように構成される。プロセス変数の例は、流れ、温度、圧力、及び差圧（ＤＰ）を含む。プロセス変数トランスミッタ１０２は、センサ２２４と、プロセス変数または変数を受信してプロセス制御ループ１０６上にトランスミッタ出力を提供するように構成された他のコンポーネント／回路（図２に示される）を含む。
【００１６】
ここでさらに図２を参照すると、代表的な実施形態では、プロセス変数トランスミッタ１０２は、差圧または多変数トランスミッタである。トランスミッタ１０２のセンサ２２４は、オリフィスプレートのハンドル１１２上のトランスミッタインターフェースポート２１４及び２１５を通して、及びオリフィスプレートに形成され、ハンドル１１２を通して延びるインパルスラインチャネル２１１及び２１３を通して、オリフィスプレート１１０の上流及び下流対向面１１５及び１１６の圧力ポート２３０及び２３２に流体的に結合された圧力センサである。
【００１７】
図２は、プロセス変数トランスミッタ１０２の代表的な実施形態のコンポーネントを図示する。図２のシステムブロック図に示されるように、プロセス変数トランスミッタ１０２は、センサ２２４と、プロセス変数を受信してプロセス制御ループ１０６上にトランスミッタ出力を提供するように構成された他のコンポーネント／回路（図１に示されない）とを含む。上述のように、代表的な実施形態においては、プロセス変数トランスミッタ１０２は、差圧または多変数トランスミッタである。
【００１８】
図１と同様に、図２に示されたシステム１００は、プロセス制御ループ、例えばループ１０６に結合可能であり、例えばプロセス管または導管の中の流体の流れの差圧に関するプロセス変数出力を通信するように適合される。他の実施形態では、プロセス変数出力は、多数の変数、例えば圧力及び温度に関する。システム１００のトランスミッタ１０２は、ループ通信回路２０２、圧力センサ２２４、測定回路２０４、及び制御器２０６を含む。
【００１９】
ループ通信回路２０２は、プロセス制御ループ１０６に結合可能であり、プロセス制御ループ上で通信するように適合される。ループ通信回路２０２は、有線通信リンク及び／または無線通信リンクを経由して通信するための回路を含むことができる。そのような通信は、有線及び無線プロトコルの両方を含む任意の適切なプロセス工業規格プロトコル、例えば上述されたようなプロトコルに従うことができる。
【００２０】
述べたように、いくつかの代表的な実施形態では、圧力センサ２２４は、オリフィスプレートのハンドル１１２上のトランスミッタインターフェースポート２１４及び２１５を通して、及びオリフィスプレートに形成され、ハンドル１１２を通して延びるインパルスラインチャネル２１１及び２１３を通して、オリフィスプレート１１０の上流及び下流対向面１１５及び１１６上の圧力ポート２３０及び２３２に結合された第１及び第２のポート２１０、２１２を含む。ポート２１４及び２１５を通した圧力センサ２２４の結合は、隔離ダイヤフラム及び他の圧力伝達器具及び構成を通して結合することを含む。センサ２２４は、加えられた圧力の変化に応答して変化する電気特性を有する任意の装置であることができる。例えば、センサ２２４は、容量がポート２１０及び２１２間に加えられた差圧に応答して変化する容量式圧力センサであることができる。
【００２１】
測定回路２０４は、センサ２２４に結合され、ポート２１０及び２１２間の差圧に少なくとも関するセンサ出力を提供するように構成される。測定回路２０４は、差圧に関する好適な信号を提供することができる任意の電子回路であることができる。例えば、測定回路は、アナログ／デジタル変換器、容量／デジタル変換器、または任意の他の適切な回路であることができる。
【００２２】
制御器２０６は、測定回路２０４及びループ通信回路２０２に結合される。制御器２０６は、プロセス変数出力をループ通信回路２０２に提供するように適合され、ループ通信回路の出力は、測定回路２０４によって提供されたセンサ出力に関する。制御器２０６は、プログラマブルゲートアレイ装置、マイクロプロセッサ、または任意の他の適切な装置であることができる。ループ通信回路２０２、測定回路２０４及び制御器２０６は、個々のモジュールに対して記載されてきたが、これらは、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）上で組み合わせられることができることが意図される。代表的な実施形態では、メモリ２０７は、制御器２０６及び／または測定回路２０４を構成するために用いられるコンピュータ可読命令、パラメータ値等の記憶のための制御器２０６に含まれ結合される。
【００２３】
図３〜５を参照すると、まず図３に示されるのは、パドル式オリフィスプレート１１０の一部を形成するパドル式オリフィスプレートセクション３００である。代表的な実施形態では、オリフィスプレート１１０は、２つの薄プレートまたはプレートセクション（図４に示される３００及び４００）に挟まれることによってともに形成される。各プレートセクションは、標準的なパドル式オリフィスプレートに類似した寸法を有するが、厚さが半分のみである。２つ以上のインパルスラインチャネル２１１及び２１３は、図３に図示されるような、流体接触領域１１４上の所望の圧力ポート位置から、ハンドル１１２まで通じる各プレートの面に機械加工される。２つのプレート３００及び４００は、互いの鏡像であるように構成される。そして、プレートは、各プレートのチャネル２１１及び２１３は内側部に面した状態でともに重ねられ、ともに真空ろう付けされて、図５に示されるようなプレート１１０を形成する。ろう付け補助製品、例えばＬｕｃａｓ−Ｍｉｌｈａｕｐｔより入手可能なＳｔｏｐ−Ｏｆｆを用いて、ろう付けペーストが、新しく形成されたチャネル２１１及び２１３を詰まらせることを防止する。プレート３００及び４００が接合されて、単一の平型オリフィスプレート１１０を形成した後、プレートの表面から各チャネル２１１及び２１３の端までの穴がドリル加工されて、チャネルをインパルスラインにする。例えば、各プレート３００及び４００の表面からインパルスライン２１１及び２１３のうちの異なる１つまで１つの穴がドリル加工されて、上流及び下流対向圧力ポート２３０及び２３２を形成することができる。これらのインパルスラインチャネルは、管または導管プロセスから、トランスミッタ接続部、例えばハンドル１１２の端付近のトランスミッタインターフェースポート２１４、２１５まで伸びる。トランスミッタインターフェースポート２１４、２１５の穴は、両方ともプレートセクション３００及び４００のうちの同じ１つのハンドル部にドリル加工されて、トランスミッタ１０２がハンドル１１２に直接取り付けられることを可能にすることができる。図５は、単一のユニット１１０に組み合わせられたプレートを示す。プレートセクション３００及び４００間の真空ブレイズ溶接６００（図６に図示される）は、インパルス圧力を測定するために必要である圧力を包含し、プレート平面度を維持し、部通路２１１、２１３を作り出す封止接合を可能にする。
【００２４】
図３〜５に見ることができるように、一体型流量計を提供するために、ハンドル１１２の外側部分３１０は、トランスミッタ１０２（本実施形態では共平面モジュール）の設置面積に適するように広くすることができる。ボルト留め用開口３２０及び通気用ボスは、図６に示されるように、トランスミッタ１０２がプレート１１０に直接取り付けられることを可能にするように取り付けられることができる。図６では、トランスミッタインターフェースポート２１４及び２１５に対応するボス６１０が示され、開口３１０を通してトランスミッタ１０２をプレート１１０に固定する留め具６２０も同様である。本実施形態の開示された設計は、さらなるインパルス管類及び計器マニホールドの必要性を排除し、したがってトランスミッタを差圧一次巻線に直接結合する。開示された設計は、設置の複雑さと、漏れ及び測定誤差の可能性とを著しく低減させる。
【００２５】
代表的な実施形態では、プレート１１０を用いて取られた流れを算出する方法は、ＩＳＯ５１６７−２に基づくことができる。パドル式オリフィスプレートにしばしば関連付けられる標準的なフランジタップ圧力タップを用いることに代えて、いくつかの代表的な実施形態では、圧力タップまたはポート２３０、２３２は、コーナータップ圧力タップであることができる。図７は、いくつかの代表的な実施形態において、接続フランジ１２０及び１２２、ガスケット７２０、及びオリフィスプレート１１０によって形成された環状の間隙７１０内のプレート１１０上に位置付けられた圧力タップまたはポート（例えば、２３０及び／または２３２）を示す。このエリアは、ポートを上流側の正流の外に移動させ、その詰まりの可能性及びその流れの妨害しやすさを低減する。また、環状の間隙７１０は、圧力信号内のノイズを低減させる平均化領域を考慮している。
【００２６】
いくつかの開示された実施形態では、ウェーハがないことに起因するウェーハ式一体型流量計に対する改善が達成される。例えば、標準的なウェーハは、通常はスケジュール４０の内径を有し、異なるスケジュール管の中に設置されると、流出係数（Ｃｄ）が、スケジュール調整係数（ＰＳＡＦ）として周知である係数によって調製される必要がある。開示された実施形態は、オリフィスプレートを利用するため、調整に対するウェーハ径の影響がなく、流れを算出するために、顧客及びユーザにはプレート口径及び管内径（ＩＤ）の形状のみが託される。ＰＳＡＦが必要ではなくかつ材料が最小限であるため、より大きなラインサイズを容易に設計し製作することができる。開示された実施形態を用いて、現在の一体型ウェーハ流量計に共通の、機械加工及び溶接を伴う広範な製造工程を要する多数のコンポーネントを排除し得る。いくつかの開示された実施形態では、製造工程数とともに、コンポーネントの数を著しく低減させることができる。製造のためのプロセスをより少なく改良し制御することができる。さらに、生産の一貫性を向上させ得る。ウェーハ式流量計と比較してより少ない材料を用いることによって、エキゾチックな材料における一定のコンポーネントのコストを低減させる恩典を提供することができ、特別な合金及び材料を用いることが可能になる。プレートの原材料を、エキゾチックな材料で容易に調達することができ、ろう付けプロセスをエキゾチックな材料に適合させることができる。
【００２７】
配送については、例えば、プレート１１０は、ブランクで供給された後、配達日に支障を来すことなく、出荷前に顧客によって必要とされるオリフィスボアの順列のうちのいずれかを有するように機械加工されることができる。加えて、顧客が開示されたパドル式オリフィスプレートを利用するために装備する必要があるコンポーネント数は、ウェーハ式流量計に対してよりも著しく少ない。特別なフランジ、インパルスライン、及びマニホールドの必要性は、低減されるかまたは排除され、プレート１１０を用いた流量計を、実質的にさらにプラグアンドプレイにする。コンディショニングオリフィステクノロジと併用して、フランジ接続を備える管内の任意の場所と、上流及び下流直進の２つの直径とが、使用可能な測定ポイントとなる。
【００２８】
ここで図８を参照すると、プレートの表面から検知することが所望され、かつ詰まりが懸念される場合、プレート１１０の入口ポート２３０上に、エルボまたはエルボ部材８１０をろう付けするかまたはタック溶接することができる。図９に示されるように、エルボ８１０は、圧力ポート２３０の出口の向きを上流に直面しないように変えて、ポートが詰まる可能性を低減させる。
【００２９】
さらに他の実施形態では、図１０に示されるように、パドル式オリフィスプレート９００は、オリフィスプレート１１０に関連して先に記載された特徴のすべてまたはいくつかを含むことができ、上述のインパルスラインチャネル２１１及び２１３を作成するために用いられたものと同じかまたは類似の方法でフライス加工されるかまたは形成された二次センサ通路またはチャネル９１０を含む。図１０に示された二次センサチャネル９１０は、ハンドル１１２を通って延び、温度センサ９２０または他の二次タイプのセンサのために用いられることができる。例えば、チャネル９１０は、温度センサ９２０用のワイヤをルーティングするか、そうでなければ温度センサ９２０をプロセス温度に結合させることができる。これによって、オリフィスプレート流量計は、新しい管タップをドリル加工し溶接することなく、温度補償を有することが可能になる。いくつかの実施形態では、当該設計は、一体型圧力ポートを備える先述のパドルオリフィスプレートに非常に類似させることができるが、温度センサのための通路のみを含み、トランスミッタ接続は含まない。例えば、これは、プレート上の圧力ポートを必要としないが、温度センサを付加することが有利である可能性がある、既存のオリフィスフランジ及びインパルス管類を有するユーザにとって有用である。代替的には、図１１に示されるように、温度センサは、ヘッドまたはハンドルに代えて、プレートの側部にアクセスすることによって、一体型圧力ポートを備えるパドルオリフィスプレート１１０にさらに付加されることができる。
【００３０】
好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、当業者においては、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細に変更を成し得ることが認識されよう。コンディショニングオリフィスプレートが設置されているが、本明細書で述べられた構成は、任意の数または構成の開口を含む任意の適切なオリフィスプレート構成によって実施されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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