(57)【要約】流量計(5)用のセンサアセンブリ(10)を含むセンサシステム(30)が提供される。センサアセンブリ(10)は１以上の流体導管(103A、103B)を含む。センサアセンブリ(10)はまた、１以上の流体導管(103A、103B)の少なくとも一部を取り囲むケース(101)を含む。センサシステム(30)はまた、ケース支持体(300)を含む。該ケース支持体(300)はケース(101)の少なくとも一部を囲む。該ケース支持体(300)は１以上のリブ(330)を含み、該リブ(330)はケース(101)の少なくとも一部に沿って延び、少なくともケース(101)が閾値量だけ外向きに撓むとき、ケース(101)に接する。
2015526714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサシステム(３０)であって、
流量計(５)用のセンサアセンブリ(１０)であって、
１以上の流体導管(１０３Ａ、１０３Ｂ)と、
前記１以上の流体導管(１０３Ａ、１０３Ｂ)の少なくとも一部を囲むケース(１０１)と、
前記ケース(１０１)の少なくとも一部を囲み、ケース(１０１)の少なくとも一部に沿って延びる１以上のリブ(３３０)を含むケース支持体を含むセンサアセンブリ(１０)を備えるセンサシステム(３０)。
【請求項２】
少なくとも前記ケース(１０１)が閾値量だけ外向きに撓むとき、１以上のリブ(３３０)が前記ケース(１０１)に接触する、請求項１に記載のセンサシステム(３０)。
【請求項３】
ケース支持体(３００)はケース(１０１)の少なくも一部に連結される、請求項１に記載のセンサシステム(３０)。
【請求項４】
前記１以上のリブ(３００)は外側リム(３３２a、３３２b)に連結される、請求項１に記載のセンサシステム(３０)。
【請求項５】
前記１以上のリブ(３３０)は中央ハブ(３１)及び前記外側リム(３３２a、３３２b)の間を延びる、請求項４に記載のセンサシステム(３０)。
【請求項６】
前記１以上のリブは前記ケース(１０１)の面(１１１a、１１１b)に沿って延びる、請求項５に記載のセンサシステム(３０)。
【請求項７】
前記ケース支持体(３００)は、前記ケース(１０１)の周りで互いに連結された、第１のケース支持部(３００a)及び第２のケース支持部(３００b)を備える、請求項１に記載のセンサシステム(３０)。
【請求項８】
１以上の流体導管を含む流量形用のセンサアセンブリの破裂圧力を増加させる方法であって、
ケースにて１以上の流体導管の少なくとも一部を囲む工程と、
ケースの少なくとも一部に沿って延びる１以上のリブを含むケース支持体にてケースの少なくとも一部を囲む工程とを含む方法。
【請求項９】
更に、少なくともケースが閾値量だけ外向きに撓むとき、ケースを１以上のリブに接触させる工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ケース支持体にて前記ケースの少なくとも一部を囲む工程は、前記ケースの変形圧力を増加させる、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
更に、前記ケース支持体を前記ケースに連結させる工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記１以上の流体導管の少なくとも一部を囲む工程は、第１のケース部と第２のケース部を連結して、ケースジョイントを生成する工程を含み、前記ケース支持体を前記ケースに連結させる工程は外側リングをケースジョイントに隣接したケースに連結させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。  
【請求項１３】
前記ケース支持体を前記ケースに連結させる工程は、外側リムと中央ハブとの間で延びる１以上のリブを前記ケースに連結させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ケースの少なくとも一部を囲む工程は、前記ケースの周りで、第１のケース支持部を第２のケース支持部を連結させる工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
更に、前記ケースの少なくとも一部を囲む前に前記ケースを加熱する工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
更に、前記ケース支持体が前記ケースの周りで冷却されて、前記ケースに対して圧縮力を加える工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下に記載された実施形態は、流量計に関し、特にセンサアセンブリのケースの少なくとも一部を取り囲むケース支持体を備えた流量計用のセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば密度計、容積式流量計及びコリオリ流量計のような流量計は、例えば密度、質量流量、体積流量率、質量流量の合計、及び他の情報のような物質の１以上の特性を測定するのに用いられる。振動型流量計は、例えば直線状、Ｕ字形、又は不規則な形状のような種々の形状を有する１以上の導管を含む。１以上の導管は測定された流体の一次容器を付与する。測定された流体は、液体、ガス及びそれらの組み合わせを含む。流体は浮遊する粒子を含む。
【０００３】
１以上の導管は、例えば単純曲げ、捩り、半径方向の動き、及びそれらの組み合わせを含む固有振動モードのセットを有する。１以上の導管は、これらのモードの１つにて共振周波数にて少なくとも１つのドライバによって振動され、物質の特性を決定する目的から、以下に振動モードとして言及する。１以上のメータ電子機器は少なくとも１つのドライバに正弦波駆動信号を送信し、該ドライバは一般的にはマグネット/コイルの組み合わせであり、マグネットは一般的に導管に取り付けられ、コイルは取り付け構造又は他の導管に取り付けられる。駆動信号によって、ドライバは１以上の導管を駆動モードにて駆動周波数にて振動させる。例えば、駆動信号はコイルに送信される周期的な電流である。
【０００４】
１以上のピックオフが導管の動きを検出し、振動する導管の動作を表すピックオフ信号を生成する。ピックオフは、一般的にマグネット/コイルの組み合わせであり、マグネットは一般的に導管に取り付けられ、コイルは取り付け構造又は他の導管に取り付けられる。ピックオフ信号は１以上の電子機器に送信され、周知の原理に従って、ピックオフ信号は１以上の電子機器によって用いられ、必要であれば物質の特性を決定し又は駆動信号を調整する。
【０００５】
一般的にドライバ及びピックオフと同様に導管は、ケース内に囲われる。ケースは、内部部品の保護など多くの利点を提供することに加え、流体導管に亀裂が発生した場合、流体の二次容器を提供することができる。ケースを適切な二次容器とすべく、ケースの破裂圧力(部品が故障する圧力)は少なくとも湿った流体通路 (流体導管、マニホールド、フランジ等)の作動圧力と同程度に高くあるべきである。現在市場に流通している振動型流量計の多くは、約１５０００ psi（１０３４バー）の破裂圧力を有する湿った流路を有する。しかし、この値(number)は湿った流路に使用される材料、振動系のサイズ等に依存して変化する。
湿った流路用の圧力定格は、破裂圧力または幾つかの他の解析式に基づいて、監督官庁や安全機関によって割り当てられる。二次容器の圧力定格は、一般的には、定格圧力が実際の破裂圧力を下回るように安全係数を含む。例えば、米国機械学会(ASME)は、材料特性及び用いられる溶接方法に基づいて、約６から１０の安全係数を現在実施している。従って、約１５０００ psi(１０３４バー)の破裂圧力を有する湿った流路については、ASMEの圧力定格は、安全係数を１０とした場合、１５００psi(１０３バー)のみである。監督官庁の幾分保守的な圧力定格により、承認される二次容器を提供するには、ケースの破裂圧力は極端に増加されなければならない。ケースの破裂圧力の極端な増加は、特にケースの直径が湿った流路要素の径よりも常に非常に大きな場合に問題となる。
【０００６】
ケースの圧力定格を増加させる方法を理解するために、ケースの形状を簡素化し、薄肉の円筒形の要素として特徴付け、ケース内の圧力はケースの壁に作用してフープストレスを生成する。フープストレスは式(１)によって特徴付けられる。
【数１】
2015526714.tif 000003
ここで、σはフープストレスであり、Ｐは内圧であり、ＩＤはケースの内径であり、及びｔはケースの厚みである。
【０００７】
軸方向のストレスのような他の応力も存在するが、フープストレスは一般的に最も大きく、従って所望の圧力定格について最小の厚みを選択するのが最重要である。多くのシチュエーションにて、許容可能な最大のフープストレスは、監督官庁又は他の安全規格によって管理される。ケースが被る応力は実際には式(１)に記載されるよりも複雑であるが、式はケースに作用する主力の基本的な理解を付与する。式(１)から理解されるように、高圧を許容しつつ許容可能なフープストレスを維持する１つのアプローチはケースの内径を小さくすることである。しかし、このアプローチは流体導管のサイズを小さくすることなくしては殆ど不可能である。他のアプローチはケースの厚みを増加させる。ケースはしばしばステンレスやカーボンスチールのような金属から形成されるが、プラスチックのような他の材料も用いられる。比較的小さなサイズの振動型流量計、即ち約１インチ(2.54センチメートル)未満の導管内径の流量計では、標準的なケースはしばしば適切な二次容器を提供するのに十分に強く、或いはスチール製のケースに余分な厚みを付与することが合理的で比較的安価である。
理解されるように、導管の直径が増加すると、ケースのサイズもまた増加する。従って、導管のサイズが内径１インチ(２.５４センチメートル)より大きな振動型流量計にあっては、導管の故障以上の流体圧力を含むケースの能力は減じられ、ケースの厚みを増加させることは深刻な欠点を有する。例えば、大きな振動型流量計の中には、１０インチ(２５.４センチメートル)の内径のケースを有するものがある。このサイズの流量計は、石油及びガス産業でしばしば見られ、二次容器は一層重要となる。この寸法のケースは約８６０psi(５９.３バー)の破裂圧力を有し、多くの場合、湿った流路の破裂圧力は１５,０００psi(１０３４バー)未満である。この大きさの寸法に関し、ケースは約２インチ(５.０８センチメートル)の厚みを要し、１５,０００psi(１０３４バー)の破裂圧力を有するために、ケースは２０００パウンド(９０８kg)の重量となる。理解されるように、そのようなアプローチは過度のコストと振動型流量計のケースの過度の重量となる。
【０００８】
ケースの厚みの増加に関連する幾分高いコスト及び重量により、これら従来技術の大型の流量計に用いられるケースは振動型流量計の導管及び電気的要素を単に保護するために提供された、しかし、許容可能な二次流体容器を提供していない。これにより、導管の故障の大部分がケースの故障に直ぐに繋がるシチュエーションを生じた。最近の石油流出、化学物流出、及び環境への懸念に加えて係属している安全懸念により、流体導管が故障した際に振動型流量計のケースが二次容器を付与することを確実にする要求が増加している。
【０００９】
以下に記載の実施形態は、これらの問題および他の問題を克服し、当技術分野における進歩が達成される。以下に記載の実施形態は、少なくともセンサアセンブリのケースの一部を囲むケース支持体を備えたセンサシステムを提供する。ケース支持体はケースの破裂圧力を劇的に増加させ、その一方、付加される重量及びケースの振動周波数への影響を最小限にすることができる。幾つかの実施形態において、ケース支持体によって付加される重量は、ケース支持体にケースの中央部から延びる複数のリブを備えて形成することによって減じられる。リブによって、ケースの破裂圧力は増加し、その一方、付加される重量は最小となる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態に従って、流量計用のセンサアセンブリを含むセンサシステムが提供される。該センサアセンブリは１以上の流体導管及び１以上の流体導管の少なくとも一部を囲むケースを含む。実施形態に従って、センサシステムは更にケース支持体を含む。該ケース支持体はケースの少なくとも一部を囲む。実施形態に従って、ケース支持体はケースの少なくとも一部に沿って延びる１以上のリブを含む。
【００１１】
実施形態に従って、流量計用のセンサアセンブリの破裂圧力を増加させる方法が提供される。該センサアセンブリは１以上の流体導管を含む。実施形態に従って、方法は１以上の流体導管の少なくとも一部をケースにて囲むステップを含む。実施形態に従って、方法は更に、ケースの少なくとも一部に沿って延びる１以上のリブを含むケース支持体にて、ケースの少なくとも一部を囲むステップを含む。実施形態に従って、方法は更に、少なくともケースが閾値量だけ外向きに撓むとき、ケースを１以上のリブに接触させるステップを含む。
【００１２】
態様
態様に従って、センサシステムは、
流量計用のセンサアセンブリであって、
１以上の流体導管と、
１以上の流体導管の少なくとも一部を囲むケースと、
ケースの少なくとも一部を囲み、ケースの少なくとも一部に沿って延びる１以上のリブを含むケース支持体を含むセンサアセンブリを備える。
少なくともケースが閾値量だけ外向きに撓むとき、１以上のリブがケースに接触するのが好ましい。
ケース支持体はケースの少なくも一部に連結されるのが好ましい。
１以上のリブは外側リムに連結されるのが好ましい。
１以上のリブは中央ハブ及び外側リムの間を延びるのが好ましい。
１以上のリブはケースの面に沿って延びるのが好ましい。
ケース支持体は、ケースの周りで互いに連結された、第１のケース支持部及び第２のケース支持部を備えるのが好ましい。
【００１３】
他の態様に従って、１以上の流体導管を含む流量形用のセンサアセンブリの破裂圧力を増加させる方法は、
ケースにて１以上の流体導管の少なくとも一部を囲む工程と、
ケースの少なくとも一部に沿って延びる１以上のリブを含むケース支持体にてケースの少なくとも一部を囲む工程と、
少なくともケースが閾値量だけ外向きに撓むとき、ケースを１以上のリブに接触させる工程を含む。
ケース支持体にてケースの少なくとも一部を囲む工程は、ケースの変形圧力を増加させるのが好ましい。
方法は更に、ケース支持体をケースに連結させる工程を含むのが好ましい。
【００１４】
１以上の流体導管の少なくとも一部を囲む工程は、第１のケース部と第２のケース部を連結して、ケースジョイントを生成する工程を含み、ケース支持体をケースに連結させる工程は外側リングをケースジョイントに隣接したケースに連結させる工程を含むのが好ましい。
ケース支持体をケースに連結させる工程は、外側リムと中央ハブとの間で延びる１以上のリブをケースに連結させる工程を含むのが好ましい。
ケースの少なくとも一部を囲む工程は、ケースの周りで、第１のケース支持部を第２のケース支持部を連結させる工程を含むのが好ましい。
方法は更に、ケースの少なくとも一部を囲む前にケースを加熱する工程を含むのが好ましい。
方法は更に、ケース支持体がケースの周りで冷却されて、ケースに対して圧縮力を加える工程を含むのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本実施形態に従った流量計を示す。
【図２】図２は本実施形態に従った流体計のセンサアセンブリからケースの一部を除去した流量計を示す。
【図３ａ】図３aは本実施形態に従ったケース支持体を示す。
【図３ｂ】図３bは本発明に従ったケース支持体を備えたセンサアセンブリを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１−図３bおよび以下の説明は、センサアセンブリの最良の形態を如何に製作し、使用するかを当業者に教示するための特定の例を示している。本発明の原理を教示する目的のために、いくつかの従来の態様は簡略化又は省略されている。当業者は、本記載の範囲に含まれるこれらの例からの変形を理解するであろう。
当業者は以下に記載の特徴が種々の方法で組み合わされて、センサアセンブリの多数の変形を形成することを理解するだろう。結果的に、以下に記載の実施形態は以下に記載の特定の例に限定されず、特許請求の範囲及びその均等物によって限定される。
【００１７】
図１及び図２は、実施形態に従った流量計５を示す。流量計５は、センサアセンブリ１０とメータ電子機器２０を備える。流量計５はコリオリ流量計、容積式流量計、濃度計等を含む。流量計５は振動型流量計又は非振動型流量計を含む。せンサアセンブリ１０とメータ電子機器２０は、例えばリード１００を介して電気的に繋がっている。メータ電子機器２０とリード１００は、図面の簡略化のため、図２に示されていない。メータ電子機器２０は出力２６を介して外部の処理システムとコンピュータのようなユーザインターフェイスと繋がっている。流量計５は経路２６上の流体密度、質量流量、体積流量、積算質量流量、温度、及びその他の情報のような１以上の物質の特性を測定することができる。
【００１８】
実施形態によれば、センサアセンブリ１０はケース１０１を含む。図１にて、ケース１０１は完全に組み立てられて、流体導管１０３Ａ、１０３Ｂを囲む。しかし、図２ではケース１０１の前部１０１aは除去されて、センサアセンブリ１０の内部要素を示す。図１から理解されるように、前部１０１a及び後部１０１bはケースジョイント１０２に沿って一緒に連結される。実施形態に従って、ケースジョイント１０２は例えば溶接ジョイントを含む。しかし、粘着剤、ろう着等のような他の方法がケース１０１の前後部１０１a、１０１bを結合するのに用いられる。各ケース１０１、１０１は夫々ケースジョイント１０２間を延びる面１１１a、１１１bを備える。示された実施形態にて、面１１１a、１１１bは略平坦であり、一般的にケース１０１の最も弱い部分を構成し、以下に一層詳細に記載するように、圧力による最大の変形を受ける。ケース１０１が２つの部分１０１a、１０１bを構成するとして示されるが、当業者は他の実施形態ではケース１０１は２つ以上の部分で構成されることを容易に理解するだろう。
【００１９】
本例のセンサアセンブリ１０は１対のマニホールド１０２、１０２‘、ドライバ１０４、ピックオフ１０５、１０５’及び導管１０３Ａ、１０３Ｂを含む。ドライバ１０４及びピックオフ１０５、１０５’は流体導管１０３Ａ、１０３Ｂに結合される。示されるドライバ１０４は、該ドライバ１０４が導管１０３Ａ、１０３Ｂの一部を駆動モードで振動させることができる位置にて流体導管１０３Ａ、１０３Ｂに固定される。ピックオフ１０５、１０５’は導管１０３Ａ、１０３Ｂに固定されて、導管１０３Ａ、１０３Ｂの動作を検出する。
【００２０】
コリオリ流量計の測定能力を欠く流量計を含むあらゆるタイプの流量計に関してここで述べられる原理を用いることは本発明の範囲内であることは当業者によって理解されるべきである。
センサアセンブリ１０が物質を運ぶパイプラインシステム(図示せず)内に挿入されるとき、物質は入口マニホールド１０２を通ってセンサアセンブリ１０に入り、該入口マニホールド１０２にて物質の総量は導管１０３Ａ、１０３Ｂに入るように向けられ、導管１０３Ａ、１０３Ｂを通って流れ、センサアセンブリ１０から出る出口マニホールド１０２‘に戻る。
【００２１】
理解されるように、導管１０３Ａ、１０３Ｂ内の流体はしばしば温度及び/又は圧力が上昇しており、環境に有害である。更に、流体導管１０３Ａ、１０３Ｂに発現するクラックを、遅すぎるとなるまでに検出することはしばしば困難である。従って、センサアセンブリ１０はしばしばケース１０１を含む。図面ではケース１０１は導管１０３Ａ、１０３Ｂを略完全に囲むとして示されるが、他の実施形態ではケース１０１は導管１０３Ａ、１０３Ｂの一部のみを囲む。例えば、幾つかの実施形態において、ケース１０１は導管１０３Ａ、１０３Ｂの丁度一部を囲み、該一部にドライバ１０４及びピックオフ１０５、１０５’が位置する。理解されるように、ケース１０１はリード１００用の１以上のフィードスラス１２０を含み得る。
【００２２】
ケース１０１はセンサアセンブリ１０の他の所望の要素とともに流体導管１０３Ａ、１０３Ｂを囲む。しばしば、ケース１０１はステンレス鋼又はカーボンスチールのような金属から作られるが、他の材料も使用され得る。ケース１０１はマニホールド１０２、１０２‘に一般に結合され、図２に一層見易く示される。多くの実施形態にて、ケース１０１は上記の２つのケース部分１０１a、１０１bを備え、一緒に流体導管１０３Ａ、１０３Ｂを囲み、上記の如く、一緒に溶接され、さもなくば連結される。
実施形態に従って、図１及び図２に示されるように、ケース１０１は湿った流路の破裂圧力よりも低い破裂圧力を有する。換言すれば、湿った流路にクラックが生じると、ケース１０１は圧力により同様に破損し、可能性のある破裂状況となる。従って、図１及び図２に示されるケース１０１は適切な二次容器を提供しない。ケースの破裂圧力を増加させるためにケースの厚みを単に増加させることは、アプローチに関する過度の重量とコストにより、上記の如く、実行可能なオプションではない。
【００２３】
図３aは、本実施形態に従ったケース支持体３００を示す。実施形態に従って、ケース支持体３００はセンサアセンブリ１０と一緒に提供されて、センサシステム３０を付与する。以下に一層詳細に示すように、ケース支持体３００は１以上のリブ３３０を含み、中央ハブ３３１と外側リム３３２の間を延びる。
【００２４】
図３bは、本実施形態に従ったセンサシステム３０を示す。センサシステム３０はセンサアセンブリ１０とケース支持体３００を備える。図３に示される実施形態において、ケース支持体３００が提供される。ケース支持体３００はケース１０１の少なくとも一部を囲んで、ケース１０１の変形を抑える装置を備える。実施形態に従って、ケース支持体３００は例えば内圧により、ケース１０１の変形を抑えることができる。ケース支持体３００はケース１０１に接することにより、少なくともケースが閾値量だけ外向きに変形することを抑える。幾つかの実施形態にて以下に記載するように、ケース支持体３００はケース１０１が閾値量だけ撓まないときでさえ、常にケース１０１に接している。
【００２５】
幾つかの実施形態において、ケース支持体３００は、ケース１０１を形成するのに使用される同じ材料を含む。例えば、ケース１０１がカーボンスチールから作られれば、ケース支持体３００もまたカーボンスチールから形成される。しかし、他の材料が使用され得て、ケース支持体３００を形成するのに用いられる特定の材料は、ケース１０１の特定の用途及びケース１０１の圧力定格の所望の増加に依る。
実施形態に従って、ケース支持体３００はケース１０１の少なくとも一部を囲む大きさに作られ、形作られる。幾つかの実施形態において、ケース支持体３００は変形圧力(ケース１０１の少なくとも一部が閾値量だけ変形する箇所の圧力)を超えるケース１０１内の圧力により、ケース１０１が閾値量だけ撓んでも、ケース１０１の一部に接するのみである。例えば、幾つかの実施形態において、ケース支持体３００は面１１１a、１１１bが閾値量だけ外向きに変形しなければ、面１１１a、１１１bに接しない。そのような実施形態において、ケース支持体３００は、通常の動作時に、ケースジョイント１０２に接するのみである。他の実施形態に従って、ケース支持体３００は、外部要素(図示せず)によって吊されて、ケース１０１が変形圧力未満の圧力を受けているときは、ケース支持体３００のどの部分もケース１０１には接しない。
【００２６】
実施形態に従って、ケース支持体３００はケース１０１の少なくとも一部に結合される。例えば、ケース支持体３００はケース１０１に溶接され、又は他の方法でケース１０１に固定される。幾つかの実施形態において、ケース支持体３００の幾つかの部分のみがケース１０１に連結され、一方、他の部分は単にケース１０１に接している。例えば、ケース支持体３００はケースジョイント１０２に隣接したケース１０１に連結されるが、ケース１０１の面１１１a、１１１bに接するのみである。そのような構成は、過度の加圧による変形に適切な支持を付与し、一方、必要な溶接を最小にする。しかし、他の実施形態において、ケース支持体３００はケース１０１に結合されずに、単にケース１０１に接している。例えば、ケース支持体３００は互いに連結され、ケース１０１の少なくとも一部を囲む２つ以上の支持部３００a、３００bを備える。
【００２７】
示される実施形態にて、ケース支持体３００は、第１のケース支持部３００a及び第２のケース支持部３００bを備える。第２のケース支持部３００bの小さな部分のみが見えるが、２つのケース支持部３００a、３００bは略同じであり、このように、簡潔さの為に第２のケース支持部３００bは省略される。
一旦、ケース１０１が流体導管１０３Ａ、１０３Ｂの少なくとも一部の周りに組み立てられると、第１及び第２のケース支持部３００a、３００bは一緒になって、ケース１０１の少なくとも一部を囲む。実施形態に従って、第１及び第２のケース支持部３００a、３００bを一緒にすると、２つの部分は互いに連結される。例えば、ケース支持部３００a、３００bは互いに溶接される。他の実施形態に従って、２つのケース支持部３００a、３００bは互いに連結されず、各ケース支持部３００a、３００bはケース１０１に連結される。尚、他の実施形態において、ケース支持部３００a、３００bはケース１０１に対するのと同様に、互いに連結される。
【００２８】
他の実施形態に従って、第１及び第２のケース支持部３００a、３００bは、ケースを流体導管１０３Ａ、１０３Ｂの周りに持っていく前に、ケース１０１の周りに位置決めされる。例えば、第１のケース支持部３００aは、第１のケース部１０１aに連結され、第２のケース支持部３００bは、第２のケース部１０１bに連結される。従って、ケース部１０１a、１０１bは、流体導管１０３Ａ、１０３Ｂの少なくとも一部を囲む位置にもたらされる。ケース部１０１a、１０１bは、互いに連結される。実施形態に従って、略同時に又は続いて、２つのケース支持部３００a、３００bは同様に互いに連結される。従って、幾つかの実施形態において、組立の順番は重要ではない。
【００２９】
実施形態に従って、ケース支持体３００は、１以上のリブ３３０を含むことができる。幾つかの実施形態において、１以上のリブ３３０は中央ハブ３３１にて結合される。しかし、１以上のリブ３３０は中央ハブ３３１にて結合される必要はない。示された実施形態に従って、中央ハブ３３１はケース１０１の面１１１aの中央の近くに位置する。しかし、他の実施形態において、中央ハブ３３１はケース１０１の面１１１aの中央から離れて位置する。例えば、中央ハブ３３１は、ケース１０１の異なる箇所に隣接した位置にあり、そこでケースの強度が最小となる。
【００３０】
実施形態に従って、１以上のリブ３３０は中央ハブ３３１と外側リム３３２の間を延びる。外側リム３３２は、図３に示すように、連続的ではない。幾つかの実施形態において、１以上のリブ３３０はリブ３３０の長さに沿ってケース１０１の外面と一致するように形作られる。リブ３３０はケース１０１に連結され、又は連結されない。例えば、幾つかの実施形態において、中央ハブ３３１と外側リム３３２はケース１０１に連結され、一方、リブ３３０は単にケース１０１の面１１１a、１１１bに接する。他の実施形態において、リブ３３０の少なくとも一部は同様にケース１０１に連結される。幾つかの実施形態において、ケース１０１が閾値量だけ外側に変形するときのみ、１以上のリブ３３０は、ケース１０１の面１１１a、１１１bのようなケース１０１の一部に接触することができる。１以上のリブ３３０に接触する際に、更なる変形は抑えられて、ケース１０１の破裂圧力を増加させる。リブ３３０が最初に面１１１a、１１１bに接する一方、リブ３３０はケース１０１の他の部分に接触することができることは理解されるべきである。
【００３１】
ケース部１０１a、１０１bの面１１１a、１１１bが大きなダイアフラムと考えられれば、リブ３３０の使用はより良く理解される。所定の材料と厚みについて、ダイアフラムの表面積が大きければ、ダイアフラムを変形させるのに必要な圧力は小さくなることを当業者は理解するだろう。しかし、補強リブがダイア付ラムの背面に付与されれば、変形できる有効な表面積は略小さくなる。これは、リブに隣接するダイアフラムの部分は変形を防ぐからである。むしろ、より小さな個々の表面積が多重に付与されて、変形の前に高圧に抵抗できれば、即ち、ダイアフラムは高い変形圧力を有する。
【００３２】
同様に、ケース支持体３００が無ければ、面１１１a、１１１bは、閾値圧力が作用したときに変形できる比較的大きな表面積を有する。閾値変形圧力は作用する流体圧力以下であり、このように、ケース１０１は適切な二次容器を付与しない。しかし、ケース支持体３００に１以上のリブ３３０を付与することにより、変形することができるケース１０１の表面積は、多重の小さな個々の表面積間で分離される。リブ３３０に隣接するケース１０１の部分は変形が制限され、これにより閾値圧力未満では、リブ３３０間のケース１０１の一部のみが変形する。従って、ケース部１０１a、１０１bを変形させるのに、高い変形圧力が必要である。従って、ケースが損傷するまでに高い圧力が必要である。
【００３３】
更に、複数のリブ３３０が間隔を介して設けられ、ケース１０１の厚みを単に増加させるのに比してケース支持体３００の全体重量を軽くする結果となる。幾つかの実施形態において、重量が軽いことは、ケース１０１の共振周波数に与える影響が少なくなる。当業者が認識するように、ケースの共振周波数と駆動周波数は分離するのが一般的に好ましい。従って、ケース１０１を強くしつつ、追加される重量を最小にすることは全体的にケースの共振周波数を駆動周波数以上まで増加させる。
【００３４】
実施形態に従って、利用できる変形可能な領域を分離する１以上のリブ３３０故に、ケース支持体３００はケース１０１の破裂圧力を増加させる。上記の如く、２つのケース支持部３００a、３００bはケース１０１の周りに一緒に運ばれ、一緒に結合される。幾つかの実施形態に従って、外側リム３３２a、３３２bはケースジョイント１０２に隣接して溶接される。従って、ケース支持部３００a、３００bの外側リム３３２a、３３２bがケースジョイント１０２に隣接して溶接された状態で、ケースジョイント１０２は更に補強される。理解されるように、外側リム３３２a、３３２bがケースジョイント１０２に接触しているならば、ケース支持体３００を含んでいない従来のシステムに比して、ケースジョイント１０２を変形し破壊するのに大きな圧力が必要である。
【００３５】
例えば、１つの有限要素テストに従って、ケース１０１は約１５，０００psi(１０３４バー)で加圧される。ケース支持体３００を付与する前に、ケース１０１の一部は約３.７１インチ(９.４２センチメートル)変形する。この変形は永久的であり、ケース１０１が破裂する結果となる。
しかし、ケース１０１をケース支持体３００で囲み、同じ１５，０００psi(１０３４バー)で加圧すると、検知される最大の変形は、約０.３７インチ(０.９４センチメートル)まで減じられる。従って、ケース支持体３００はケース１０１の変形を１／１０に減じた結果となった。この変形の可成りの減少は、ケース１０１を永久的に変形させ又はケース１０１を破裂させるのにより高い圧力が必要であるように、ケース１０１の圧力定格を可成り増加させる。上記の付与される特定の値は、１のテスト及びケース構成に基づき、このようにして本実施形態の範囲を少しも限定しないことは理解されるべきである。
【００３６】
実施形態に従って、ケース１０１の変形圧力を更に増加すべく、ケース支持体３００は予め引き延ばされて、ケース１０１の変形圧力を増加させる。例えば、ケース支持体３００は加熱され、直ぐにケース支持体３００、特にリブ３３０は材料の熱膨張係数に基づいて膨張する。加熱中、ケース支持体３００はケース１０１の少なくとも一部の周りに位置し、ケース１０１の少なくとも一部はケース支持体３００に囲まれる。ケース支持体３００を冷却するにつれ、ケース支持体３００はケース１０１の周りで収縮し、ケース１０１に対して圧縮力を加える。幾つかの実施形態において、圧縮力はケース１０１を変形させるのに必要な圧力を更に増加させる。
【００３７】
上記の実施形態は、センサアセンブリ１０とケース支持体３００を含む流量計５用のセンサシステム３０を提供する。ケース支持体３００はセンサアセンブリのケース１０１の少なくとも一部を囲み、過度の圧力による変形に対して更なる支持を付与する。ケース支持体３００はこのように、ケース１０１の破裂圧力を増加させ、適切な二次容器を付与する。当業者はケース支持体３００は当該技術分野に既に存在する既存のセンサアセンブリに加えられて、現在二次容器が欠乏している用途に適切な二次容器を付与することを容易に理解するだろう。
【００３８】
上記の実施形態の詳細な記載は、発明者らによって本記載の範囲に含まれると考えられた全ての実施形態を余すことなく記載したものではない。実際当業者は上記の記載の実施形態の有る要素は種々に結合されて、又は除去されて、更なる実施形態を生成し、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含まれる。当業者には、上記の記載の実施形態は前部又は一部が結合されて、本記載の範囲及び開示内に含まれる更なる実施形態を生成することが、明らかであろう。
このようにして、説明の目的で特定の実施形態がここに記載されているが、当業者が認識するように、種々の均等な修正が本記載の範囲内で可能である。個々に付与された開示は他のセンサシステムにも適用されることができ、上記に記載され且つ添付の図面に示された実施形態だけには適用されない。従って、上記に記載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。
【図１】
2015526714.tif 000004
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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