(57)【要約】コリオリ質量流量計では、管を通る質量流は管上の少なくとも１つの位置に力および／またはモーメントを加えることによって決まり、それによっていくつかの振動モードの振動が励起される。管が励起される力および／またはモーメントの大きさが決められる。管の反応は、いくつかの異なる周波数での励起で管の２つの締付点の間の多数の位置で測定される。質量流に対する反応の感度は、自由パラメータとして、質量流および感度を決めるモデルパラメータを含むモデルに基づき算出され、力および／またはモーメントの組合せ、および異なる周波数に対して測定される反応に対応する質量流およびモデルパラメータが推定される。
2006526147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管を通る質量流を決める方法において、
前記管上の少なくとも１つの位置に力および／またはモーメントを加え、それによっていくつかの振動モードの振動が励起され、前記管が流れの方向に対して横方向の偏向を示すステップと、
前記管が励起される前記力および／またはモーメントの大きさを決めるステップと、
未知と仮定する質量流が前記管を通って流れる間に、いくつかの異なる周波数での励起で前記管の２つの締付点の間の多数の位置で前記管の反応を測定するステップと、
自由パラメータとして質量流、および過程中に、感度を決める推定されたモデルパラメータを備えるモデルに基づき、前記質量流に対する前記反応の前記感度を暗示的または明示的に算出するステップとを含む方法であって、
異なる周波数に対して測定された前記力および／またはモーメントと前記反応の組合せに対応する前記モデルパラメータが推定され、前記モデルの推定した質量流が前記力および／またはモーメントと測定した反応に対して調節される方法。
【請求項２】
前記質量流は、前記感度がまたそこから算出される前記反応の計測から算出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記モデルは多数の振動モードを提供し、それぞれ関連するモード内での振動の際に前記反応の場所依存性を説明するモード形状と、前記力または前記モーメントの時間依存性に関する前記振動モードの励起の依存性を説明する前記モデルパラメータによってパラメータ化された周波数反応関数を備え、前記感度を算出するステップは、前記振動モードの少なくとも２つの前記モード形状および周波数反応関数を推定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記反応が決められる周波数は、少なくとも前記２つの振動モードの共振周波数で、またはその近くの周波数を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記共振周波数を調査し、求めた前記共振周波数で前記反応を決めるステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記管の反応は、前記モデルパラメータおよび前記質量流を推定するのに最小限必要であるものより多い周波数に対して決められ、前記モデルパラメータおよび前記質量流は、前記推定した質量流および前記モデルパラメータが前記力および／または前記モーメントで前記管反応を予測する誤差の最小化により推定される、前述の請求項の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記モデルは、モデルパラメータとして、締付点の間の範囲外で前記管に加えられる力の影響がモデル化される力および／またはモーメントを含む、前述の請求項の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記モデルは、前記反応を説明する少なくとも１つの微分式を提供し、微分式は自由パラメータとして前記質量流、および前記管の位置依存質量および／または剛性分布を含み、前記感度を算出するステップは前記管の前記位置依存質量および／または剛性分布を推定することを含み、それにより前記少なくとも１つの微分式が、測定した反応により反応を予測する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
管と、前記管が２つの位置で締め付けられる締付要素と、前記管のいくつかの振動モードで前記管を通る流れの方向に横方向に前記管の振動を励起する励起構造物と、前記管の反応を測定する多数のセンサと、前記管を通る質量流を算出する処理回路とを備えるコリオリ質量流量計であって、
処理回路は、
前記励起構造物が前記管を励起する力および／またはモーメントの大きさを決め、
自由パラメータとして前記質量流、および過程中に、感度を決める推定されたモデルパラメータを備えるモデルに基づき、前記質量流に対する前記反応の前記感度を暗示的または明示的に決定するように配置されており、未知と仮定する質量流が前記管を通って流れる間に、異なる周波数に対して測定された前記反応と力および／またはモーメントの組合せに対応する前記モデルパラメータが推定され、前記モデルの推定した質量流が前記力および／またはモーメントと測定した反応に対して調節されるコリオリ質量流量計。
【請求項１０】
前記処理回路は、前記感度がまたそこから算出される前記反応の計測から前記質量流を算出するように配置されている、請求項９に記載のコリオリ質量流量計。
【請求項１１】
前記締付要素が接続されたフレームと、前記フレームのみを介して前記２つの締付要素に取り付けられた外部マウントとを備える、請求項９または１０に記載のコリオリ質量流量計。
【請求項１２】
動的クランプを備えた、請求項９、１０、または１１に記載のコリオリ質量流量計。
【請求項１３】
管上に設けられた場合に使用されるのに適切であるコリオリ質量流量計であって、
前記管を２つの位置で取り付ける締付要素と、
前記管を通る流れの方向に対して横方向に前記管の振動を励起する励振器と、
前記管の反応を測定する多数のセンサと、
前記励振器が前記管を励起する力および／またはモーメントの大きさを決め、自由パラメータとして質量流、および過程中に、感度を決める推定されたモデルパラメータを備えるモデルに基づき、前記質量流に対する前記反応の前記感度を暗示的または明示的に決定するように配置された、前記管を通る前記質量流を算出する処理回路とを備えるコリオリ質量流量計であって、未知であると仮定される質量流で異なる周波数に対して反応と力および／またはモーメントとの組合せに対応する前記モデルパラメータが推定され、前記モデルの推定した質量流が前記力および／またはモーメントと測定した反応に対して調節されるコリオリ質量流量計。
【請求項１４】
コリオリ質量流量計の処理部をプログラミングするプログラムの指示を備えるコンピュータプログラムであって、
前記指示は前記管上の少なくとも１つの位置に力および／またはモーメントを生じさせ、それによっていくつかの振動モードの振動が励起され、前記管が流れの方向に対して横方向の偏向を示し、
前記管が励起される力および／またはモーメントの大きさを決定し、
未知と仮定される質量流が前記管を通して流れる間に、いくつかの異なる周波数での励起で、前記管の２つの締付点の間の多数の位置で前記管の反応の計測を受け、
自由パラメータとして質量流、感度を決める推定されたモデルパラメータを備えるモデルに基づき、前記質量流に対する反応の感度を暗示的または明示的に算出するように配置されており、異なる周波数に対して測定された前記力および／または前記モーメントと前記反応の組合せに対応する前記モデルパラメータが推定されるコンピュータプログラム。
【請求項１５】
管と、前記管に連結された励振器と、前記管に連結されたセンサと、前記センサによって測定された励起に対する反応から前記管を通る質量流を算出する算出部とを備えるコリオリ質量流量計において、質量流量計は前記励振器と前記センサの両側に１対の締付要素を備えるコリオリ質量流量計であって、前記締付要素の少なくも１つが、前記管の反応を測定するセンサと、前記管に力および／またはモーメントを励起するアクチュエータとを備え、前記センサおよび前記アクチュエータは両方とも少なくとも実質的に前記締付要素の位置に配置され、少なくとも１つのクランプはさらに、前記反応が所定の値に制御されるように前記反応を制御する前記センサと前記アクチュエータの間に制御ループを備えるコリオリ質量流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コリオリ質量流量計、および管を通る質量流量の大きさを測定する方法である。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５３２１９９１号は、クランプオンコリオリ質量流量計を記載している。国際特許出願公開第ＷＯ０３／０２１２０５号は、コリオリ質量流量計のキャリブレーション方法を記載している。コリオリ質量流量計は、管が流れの方向に対して横の振動を受ける場合、流れている液体内に発生する横力を利用する。液体が、管の軸方向に対して横方向に振動する管を通して流れると、その後、管の横断面内の液体の虚像薄片が、その断片の全質量流に完全に直線的に比例する管にコリオリ横力（transverse force）を加える。管の偏向に得られる影響を測定することによって、質量流の尺度である計測が得られる。
【０００３】
従来技術は、振動形態に関する振動モデル（vibration model）を利用する。振動モデルは、締め付けられた管が多くの振動形態（指数「ｍ」で示す）を有し、それぞれの形態で、質量流が励起のない状態でゼロである場合に、管が以下の式で示される管に対して横方向の偏向で振動し、減衰させることができると仮定する。
ｕｍ（ｘ，ｔ）＝Ｃ（ｔ）Ｓｍ（ｘ）
特定のモードｍに対するこの振動のｘ依存ｓｍ（ｘ）は、モード形状と呼ばれる。このモデルに関して特有であることは、振動モードでは、異なる位置ｘでの偏向の間の時間独立割合係数があることである。
【０００４】
モード形状は普通、管１０の特性とその締付けに左右される。
【０００５】
異なるモードの振動周波数により、管の共振周波数が決まる。管が特定のモードの共振周波数で、またはその近くの周波数の時間周期信号ｅｘｐ（ｉωｔ）で偏向されると、管の偏向ｕ（ｘ，ｔ）は主に、それぞれのモードのモード形状ｓｍ（ｘ）によって決まる。
ｕ（ｘ，ｔ）＝ＢｍＳｍ（ｘ）ｅｘｐ（ｉωｔ）
質量流がない場合、小さな減衰では、全ての位置ｘでのこの単一モードでの偏向ｕ（ｘ，ｔ）は同相である。質量流Ｑがある場合、管上の位置依存横力Ｆｃが生じる。
Ｆｃ＝２Ｑｄ２ｕ／ｄｘｄｔ
この力は、モード間の結合を引き起こし、その結果、偏向ｕ（ｘ，ｔ）と共振モード形状の形の間に偏差が生じ、他のモードのモード形状を有する。
【０００６】
従来技術では、質量流Ｑは特定のモードの周波数で管を振動させ、その後質量流のない状態で、それぞれのノードの振動内のモードが起こる点で管の偏向の振幅を測定することによって測定される。測定された振動振幅はしたがって、質量流Ｑの尺度である。
【０００７】
共振モードの偏向は、共振モード自体の位相から逸脱した約９０度である。また、これは時々、例えば共振モードと非共振モードの励起の結果である管上の２つの異なる位置のゼロ軸交差点の位相差を測定することによって、質量流Ｑを測定する際に利用される。
【０００８】
両方の種類の計測は、質量流Ｑ内の変化をこれらで測定することができるという意味において相対的であり、１つまたは複数のキャリブレーション係数が、絶対的な意味において質量流を測定することができるためには必要である。キャリブレーション係数は管の特定の特性に左右され、しばしば温度などの外部の影響に左右される。パイプアンドオールで製造され、後でパイプシステムに設置される「インライン」コリオリ質量流量計の場合、キャリブレーション係数は取り付ける前にすでに決めることができる。既存の管システムの管の外側に取り付けられたクランプオンコリオリ流量計では、キャリブレーション係数は取付後に決めることしかできない。
【０００９】
普通、キャリブレーション係数は、知られている流れの強さの少なくとも２つの異なる所与の質量流での反応を測定することによって、経験的に決まる。完全な直線性により、流量計はしたがって完全にキャリブレーションされる。国際特許出願公開第ＷＯ０３／０２１２０５号は、モード質量、減衰および剛性パラメータ、および標準的なモード分析技術の助けを借りて決めることができるものなどのモード形状に基づきキャリグレーション係数をどのように計算することができるかを記載している。したがって、質量流量計はまた、知られている流れの強さの２つの異なる質量流を提供することができない場合にキャリブレーションすることができる。質量流のない場合、モード形状に関する情報を測定し、その後質量流量計の反応が他の流れの強さでどのようであるかを算出するのに十分である。
【００１０】
管のモード特徴がゼロではない質量流で決められる場合、これは計算されたキャリブレーション係数に明らかに影響を与えると考えられる。キャリブレーション係数が、位相オフセットで１０．９５度毎ｋｇ／秒、および位相感度で０．１６８度毎ｋｇ／秒でなければならないシミュレーションの例では、１０ｍ／秒（８８ｋｇ／秒の質量流に対応する）の流れ強さでの標準的なモード分析で得られるモードパラメータおよびモード形状で計算される場合、それぞれ１０．１１度および０．１５８度毎ｋｇ／秒の計算されたキャリブレーション係数が求められると考えられる。誤差の大きさは、質量流量計の特定の構造に左右され、モード分析が起こる質量流の大きさが増加するのと共に増加する。したがって、国際特許出願公開第ＷＯ０３／０２１２０５号の技術による方法の使用での全ての状況において信頼性のある結果に対して、質量流のない場合の管のモード特性の測定が必要である。
【００１１】
既存の管システムの通常の動作はしたがって、キャリブレーションされながらコリオリ質量流量計を使用することができるように遮断されなければならない。さらに、このようなキャリブレーションは、例えば通常の再キャリブレーション動作の繰返しの遮断が必要である温度変化または磨耗により使用される管の特性の変化に敏感である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の１つの目的は、未知質量流が管を通って流れる間に、１つまたは複数のキャリブレーション係数を暗示的または明示的に決めるように、コリオリ力質量流量計の過程キャリブレーションを暗示的または明示的に提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、管を通る通常の流れを遮断または変更することによって決めることしかできないキャリブレーション係数を必要とすることなく、絶対的な意味において管を通る未知質量流を決めることが可能な質量流を測定する方法とコリオリ質量流量計とを提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、特にクランプオンコリオリ質量流量計に対するこのような規定を作ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、特許請求の範囲第１項に記載の方法を提供する。この方法によると、管の必要なキャリブレーション係数は、未知と仮定される質量流が管を通って流れる間に決まる。キャリブレーション係数は、明示的または暗示的に決まる、すなわち、キャリブレーション係数、または少なくともキャリブレーション係数を決定するモデルパラメータが決まる。質量流は、（質量流が管を通って流れる間に行われる）同じ計測から決まることが好ましく、これによりまた、キャリブレーション係数および／またはキャリブレーション係数を決定するモデルパラメータが決まる。上記のシミュレーションの例では、これが、それぞれ位相ずれおよび位相感度に対して計算される１０．９０度および０．１６７度毎ｋｇ／秒のキャリブレーション係数につながり、実際のキャリブレーション係数に十分一致する。
【００１６】
キャリブレーション係数の決定が、質量流に加えて、管の機械的挙動のいくつかのモデルパラメータを自由パラメータとして有する、管の挙動に対するモデルの助けをかりて行われる。管は異なる周波数で励起され、励起力および／またはモーメントの大きさが、管の得られる反応と共に決まる。反応はここでは、あらゆる方向のあらゆる管断片の偏向および／または捩り（「回転」とも言う）、その一次または高次の時間導関数、またはこれらの量のうちの１つの周波数反応の位相および振幅のことを意味すると理解される。励起力および／またはモーメントの組合せ、およびそれによって異なる周波数に対して発生した反応から、未知質量流を含むモデルパラメータが予測され、あるいは暗示的に、１つまたは複数のキャリブレーション係数の計算に使用される（計測は、振幅および位相計測の両方を含むことができる）。
【００１７】
一実施形態では、管はそれぞれの振動モードの共鳴周波数で、またはその近くの周波数での励起によりいくつかの異なる振動モードで励起され、各振動モードの周波数反応のモード形状およびパラメータが予測される。これにより、１つの振動モードでの励起の際のコリオリ力が他の振動モードでの反応パターンを作り出す結合強度に従って、それによってこれらの反応パターンでの計測に基づき、質量流を算出することができる。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の目的および有利な態様を、以下の図を参照してさらに説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、２つの位置で締め付けられた管１０と、締付要素１２ａ、１２ｂと、締付要素１２ａ、１２ｂの間の軸方向の一連の位置で管１０に結合されたセンサ１４ａ〜ｅと、励振器（exciter）１６と、力センサ１７と、センサ１４ａ〜ｅ、１７および励振器に結合された処理回路１８とを備える質量流量計示す。
【００２０】
動作中、液体は管１０を通って流れ、管１０の壁面は、管１０の流れの方向と一致する虚像ｘ軸に沿って位置ｘ０で管壁面に時間ｔ依存Ｆｅ（ｔ）を加える励振器１６で流れの方向に横方向に振動される。図１では、例として、ある点に力を加える励振器が示されているが、いくつかの励振器、または例えば相互距離ｄで管上の２つの近接して離れている点の１対の互いに反対の力Ｎ／ｄ、−Ｎ／ｄにより偶力（couple）Ｎを加える１つの励振器を使用することもできる。また、力と偶力との組合せも可能である。力および／または偶力の結果、管１０は湾曲し、それによって管１０は関数として、ｘ軸に沿った位置の関数としてのｘ軸に対して横方向の偏向ｕ（ｘ，ｔ）を得る。
【００２１】
励起が特定のモードの節（モード形状のゼロ点）で行われる従来のコリオリ質量流量計と比較して、励振器１６はいくつかの関連する（低次）モードの節の外側の位置で管１０上に力を伝達するように配置されていることが好ましく、それによってこれらのモードは全て励振器１６で励起することができる。
【００２２】
偏向ｕ（ｘ，ｔ）は、管の弾性パラメータ、締付要素１２ａ、１２ｂの効果、および管の上に連続して分配されて、ならびに偏向ｕ（ｘ，ｔ）の時間および空間導関数に左右されるいわゆるコリオリ力Ｆｃとに左右される。
Ｆｃ（ｘ）＝２Ｑｄ２ｕ／ｄｘｄｔ
式中、Ｑは管１０を通る質量流（例えば、ｋｇ／秒）であり、Ｆｃｄｘは長さｄｘにわたって管に加えられる全コリオリ力である。偏向は、全力分配Ｆｔに対する管１０の反応である。
Ｆｔ（ｘ）＝Ｆｅ（ｘ）＋Ｆｃ（ｘ）
力Ｆｅは、場所および時間の関数として励振器１６によって加えられ、発生したコリオリ力Ｆｃは場所および時間の関数として加えられる。Ｑは、偏向ｕ（ｘ，ｔ）に対するその影響に基づき過程中に決まる。ここで、（未知質量流Ｑがある場合の）過程中と同様に、いくつかの自由パラメータが決まる管１０の振動モデルの使用が行われる。
【００２３】
振動モデルの例は、管１０の振動をそれぞれ実質的に二次共振挙動を有するいくつかのモードの合成物として説明することができると仮定する。管１０が周波数ωの周期力分配Ｆｅ＝Ａｅ（ｘ）＊ｅｘｐ（ｉωｔ）で励起され、Ｆｅｄｘが長さｄｘにわたって管の上に加えられた全励起力である場合、偏向ｕ（ｘ，ｔ）はいくつかの異なるモード形状ｓｍ（ｘ）の線形結合である可能性がある。
ｕ（ｘ，ｔ）＝ΣＢｍｓｍ（ｘ）ｅｘｐ（ｉωｔ）    （１）
合計は、異なるモードを識別するいくつかの値ｍにわたって取られる。二次共振挙動の場合、励起係数Ｂｍが管１０上の全力分配Ｆｔ＝Ａｔ（ｘ）ｅｘｐ（ｉωｔ）に左右される周波数依存は、限られた数の自由パラメータで説明することができる。
Ｂｍ＝Ｄｍ／（Ｋｍ＋ｉｇｍω−Ｍｍω２）、式中Ｄｍ＝∫ｄｘＡｔ（ｘ）ｓｍ（ｘ）
自由パラメータはここでは、数ｋｍ、ｇｍ、Ｍｍであり、これらがモードｍの振動周波数および減衰係数と、力に対する反応の剛性を決める。（モデルの結果は、ｓｍ（ｘ）が係数によって乗算され、ｋｍ、ｇｍ、およびＭｍが同じ係数の二乗によって乗算された場合でも変化しない。この理由により、ｓｍ（ｘ）はいくつかの方法またはその他により正規化されると仮定することができる。）
【００２４】
励起係数Ｂｍは、特定のモードから得られるモード形状ｓｍ（ｘ）が示される振幅および位相を説明している。実際、最低次のモード、すなわち最低共振周波数のモードの係数Ｂｍは、より高次のモードに対する係数Ｂｍより普通はより大きいと考えられる。加えられた力を含む係数Ａｔ（ｘ）は、励起力Ｆｅおよびコリオリ力Ｆｃの助力Ａｅ（ｘ）、Ａｃ（ｘ）の合計を含んでいる。コリオリ力は範囲内の位置に加えられる。励起力Ｆｅが簡単に「Ａｅ」と書かれた大きさ（センサ１７で測定される、またはアクチュエータ１６の駆動によって決まる；基本的に、Ａｅはまた位相係数を含むが、Ａｅの位相に対して相対的な方法で他の量全てを測定することによって、位相をゼロに設定することができる）で単一の位置Ｘ０に、またはその周りに加えられると、係数Ｄｍはこれらの力の影響の合計である。
Ｄｍ＝Ａｅｓｍ（ｘ０）＋２ｉωＱΣｍ’Ｂｍ’∫ｄｘｓｍ（ｘ）（ｄｓｍ’（ｘ）／ｄｘ）
この式は、変位力のみでの励起にも成立する。励振器１６がモーメントＮｅ（管１０上の相互の距離ｄで互いに近い位置で互いに反対の力Ｆｅ＝±Ｎｅ／ｄ）を発生する場合、Ｎｅｓｍ’（ｘ０）は、第１項に加える必要がある（ｓｍ’はｘに対するｓｍの導関数である）。
【００２５】
本発明の一実施形態によると、上記のようなモデルを使用して、例えば異なる励起周波数で管１０に沿った異なる位置で、偏向「ｕ」などの管の反応に関する計測から質量流Ｑが決まる。その後、最小二乗技術を使用し、それによってＱを含むパラメータ、モード形状、およびパラメータｋｍ、ｇｍ、Ｍｍがいくつかの異なるモードに対して選択され、それによって測定した反応と上記式により予測される反応の間の偏差の二乗の合計が最小限に抑えられることが好ましい。最小二乗技術を使用する代わりに、Ｑを含むパラメータも、計測から直接推定することができる。
【００２６】
上記式は行列の形式で示すことができる。
Ｄ＝ＰＡｅ＋２ｉωＱＲＢ
式中、ベクトルＤおよびＢは分力としてＤｍおよびＢｍを有し、ベクトルＰおよび行列Ｒは分力として以下のものを有する。
Ｐｍ＝ｓｍ（ｘ０）
Ｒｍｍ’＝∫ｄｘｓｍ（ｘ）（ｄｓｍ’（ｘ）／ｄｘ）
ここでは、完全な締付けであると仮定して、行列Ｒは反対称である（Ｒｍｍ’＝−Ｒｍｍ’）であることを記すことができる。加えて、対角線上で、異なるモードに対するパラメータｋｍ、ｇｍ、Ｍｍで対角行列が使用される場合、係数Ｂになる。
Ｂ＝（ｋ＋ｉｇω−Ｍω２−２ｉωＱＲ）−１ＰＡｅ    （２）
この式は、それによってモードが励起力Ａｅに応じて偏向ｕに貢献する、係数Ｂｍに対する質量流Ｑの影響を説明している。したがって、質量流Ｑは観察可能な偏向に対する影響を有する。
【００２７】
実際、質量流Ｑによる外乱は主に比較的小さい。この場合、一次近似を使用することができる。
Ｂｍ＝（ｋｍ＋ｉｇｍω−Ｍｍω２）−１ＰｍＡｅ−２ｉωＱ（ｋｍ＋ｉｇｍω−Ｍｍω２）−１Σｍ’Ｒｍｍ’（ｋｍ’＋ｉｇｍ’ω−Ｍｍ’ω２）−１Ｐｍ’Ａｅ
したがって、観察可能な偏向は以下の式によって規定される。
ｕ（ｘ，ｔ）＝ΣＢｍｓｍ（ｘ）ｅｘｐ（ｉωｔ）
モードｍ０（ここで、（ｋｍ０＋ｉｇｍ０ω−Ｍｍ０ω２）は小さい）の共振周波数ω０のあたりの周波数ωでの力および／またはモーメントで管１０を励起するとすぐに、観察可能な偏向は、近似によって励起周波数に関係ない分力Ｇと、変化する励起周波数で大きく変化する分力Ｈとを含む。
Ｂｍ＝Ｇｍ（ω０）＋Ｈｍ（ω）
共振モードの励起係数Ｂｍ０に対して、大きく変化可能な分力Ｈｍ０は以下の式による近似によって説明することができる。
Ｈｍ０＝（ｋｍ０＋ｉｇｍ０ω−Ｍｍ０ω２）−１Ｐｍ０Ａｅ−２ｉωＱ（ｋｍ０＋ｉｇｍ０ω−Ｍｍ０ω２）−１Σｍ’Ｒｍ０ｍ’（Ｋｍ’−Ｍｍ’ω２）−１Ｐｍ’Ａｅ
他のモードｍ≠ｍ０（それぞれの周波数で共振しない）の励起係数に対して、近似によって、モードｍ０の共振のあたりの独立分力は以下の式を満たすと考えられる。
Ｇｍ＝（Ｋｍ−Ｍｍω０２）−１ＰｍＡｅ
大きく変化可能な分力は以下の式を満たす。
Ｈｍ＝−２ｉω０Ｑ（ｋｍ−Ｍｍω０２）−１Ｒｍｍ０（ｋｍ０＋ｉｇｍ０ω−Ｍｍ０ω２）−１Ｐｍ０Ａｅ
各モードの変化可能な分力はしたがって、強い周波数依存係数（ｋｍ０＋ｉｇｍ０ω−Ｍｍ０ω２）−１と、位相係数とを含み、位相係数は共振モードに対して以下のように説明することができる。
Ｐｍ０Ａｅ−２ｉω０ＱΣｍ’Ｒｍ０ｍ’（ｋｍ−Ｍｍ’ω０２）−１Ｐｍ’Ａｅ
非共振モードに対しては以下のように説明することができる。
−２ｉω０Ｑ（ｋｍ−Ｍｍω０２）−１Ｒｍｍ０Ｐｍ０Ａｅ
これらの励起係数が、観察可能な偏向ΣＢｍｓｍ（ｘ）ｅｘｐ（ｉωｔ）を決める。したがって、これらの偏向の大きく変化可能な部分は、各センサ位置ｘに対して同じである強い周波数依存係数と、さらに各位置ｘに対して、それぞれのセンサ位置の場所でそれぞれのモードのモード形状で重みが与えられた、異なるモードに対する励起係数の位相係数の合計である位相係数とを含む。この位相係数の実部は、この共振モードのモード形状で重みが与えられた共振モードの励起係数の位相係数の実部である。
【００２８】
共振周波数のあたりの異なる周波数での偏向を測定することによって、強い周波数依存係数（ｋｍ０＋ｉｇｍ０ω−Ｍｍ０ω２）−１のパラメータと、異なるセンサ位置に対する偏向の位相係数とを決めることができる。位相係数の実部が管１０上のセンサの位置に左右される方法により、共振モードのモード形状につながる（これは前に説明したように、あらゆる慣習により標準化される）。
【００２９】
このように、強い周波数依存係数のパラメータと、関連する全てのモードのモード形状を決めることができる。得られるモード形状の助けをかりて、次にセンサ位置の関数としてモードｍ０の共振周波数のあたりの周波数での励起で測定される位相係数の虚像Ｉｍ０（ｘ）を異なるモード形状の形で分力に分解することができる。
Ｉｍ０（ｘ）＝Σαｍ０ｍｓｍ（ｘ）
モード形状が直角である場合、分解係数αｍ０ｍは∫ｄｘＩｍ０（ｘ）ｓｍ（ｘ）から算出することができる。この場合、単一モードのモード形状の概算は、Ｉｍ０（ｘ）が十分知られている限り、係数αｍ０ｍを決めるのに十分である。普通、係数は、異なる位置ｘでＩｍ０（ｘ）の計測から得られる上記のタイプの式の列から分解することによって決まる。
【００３０】
各係数αｍ０ｍから、周波数依存係数からのすでに決められたパラメータｋｍおよびＭｍの助けをかりて、項ＱＲｍｍ’Ｐｍ’を推定することができる。ベクトルＰの結合行列ＲおよびＰｍ’の分力Ｒｍｍ’は、補間（interpolation）によりモード形状から算出することができる。ここで、Ｒに対するそれぞれの積分表示は、管１０に沿ったいくつかの位置でモード形状の値に基づき積分を算出するあらゆる技術で推定することができる。したがって、Ｑを推定することができる。
Ｑ＝−αｍ０ｍ（ｋｍ−Ｍｍω０２）／（２ｉω０Ｒｍｍ０Ｐｍ０Ａｅ）
【００３１】
所望の場合、行列Ｒが反対称であるという事実を使用することができる。この場合、２つのモードの間の相互連結αｍｍ’αｍ’ｍが、例えば関連する２つのモードの共振周波数のあたりの周波数で励起し、非共振モードの生成された分力からの各周波数での結合を推定することによって推定される。次に、質量流は以下の式から推定される。
Ｑ＝｛（ｋｍ−Ｍｍωｍ’２）αｍ’ｍ／（２ｉωｍ’Ｐｍ’Ａｅ’）−（ｋｍ’−Ｍｍ’ωｍ２）αｍｍ’／（２ｉωｍＰｍＡｅ）｝／（２＊Ｒｍ’ｍ）
（ωｍ’およびωｍ’は、関連するモードの共振周波数であり、ＡｅおよびＡｅ’は関連する力の大きさである。）したがって、反対称ではない他の結合の妨害影響が推定される。
【００３２】
管１０がクランプの間の中心点の周りで鏡面対称である場合、またクランプがまた対称である場合、モード形状はこの中心点のまわりで奇数または偶数である。この場合、質量流は偶数および奇数モードを結合するが、偶数モード同士を互いには、または奇数モード同士を互いには結合しない。したがって、偶数モードと奇数モードの間の結合を使用して、質量流が決まる。
【００３３】
要するに、したがって、共振周波数のあたりの周波数での力および／またはモーメントで励起するとすぐに、質量流は特定のモード形状の形状を有する測定された偏向の分力から決めることができると考えられる。好ましくは、共振モード以外のモードのモード形状を有する偏向の分力が、この目的で使用される。この決定のため、少なくとも共振モード、および偏向が測定されたモードのモード形状の推定が必要であり、さらに少なくとも２つのモードの共振パラメータｋ、ｇ、Ｍ（または、強い周波数依存を抑制する他のパラメータ）が必要である。モード形状および共振パラメータは、関連する異なるモードの共振周波数のあたりの周波数で励起力および／またはモーメントで測定することによって決められる。
【００３４】
上記において、モーダル管特性および質量流Ｑの推定の原理は、流れが管反応への僅かな影響のみを有する場合に対して明白にされた。しかし、関連するパラメータの過程推定においてより正確性を求めるため、最小二乗技術などの暗示的計算を使用しなければならない。このため、偏向（または、速度、あるいはその加速度またはその導関数）に関する計測が、少なくとも２つの異なる共振周波数のあたりのスペクトル分力を含む信号での励起の際に使用され、これらの計測は式（１）および（２）に記載されたようなモデルの結果と比較される。このモデルの関連するパラメータ、すなわち、式（２）の質量流Ｑおよび行列ｋ、ｇ、およびＭ内の要素と、式（１）内のセンサ位置でのモード形状ｓｍ（ｘ）の値は、モデルの結果が計測においてできるだけよく一致するように調節される。このように、モデル管のパラメータおよび質量流を過程において決めることができる。
【００３５】
図２は、処理回路１８が質量流Ｑを決める方法の一実施形態のフローチャートを示す。第１のステップ２１では、計測過程が開始される。第２のステップ２２では、処理回路１８が管１０上に力を加えるように励振器１６を駆動する。処理回路１８は、力センサ１７からの信号に基づきこの力の大きさを記録する。
【００３６】
第３のステップ３３では、処理回路１８はセンサ１４ａ〜ｅからの信号に基づき、いくつかの位置ｘｉ（ｉ＝０、１、・・・）で偏向ｕ（ｘ，ｔ）を記録する。次に、処理回路１８は第４のステップ２４を行い、測定した偏向ｕ（ｘ，ｔ）および測定した力から質量流Ｑを算出する。
【００３７】
弾性パラメータの影響はしたがって、過程中に、すなわち最初は未知質量流Ｑが管１０を通って流れる間に計測から取り除かれる。
【００３８】
一実施形態では、処理回路１８は、いくつかの異なるモードの共振周波数の近くの測定周波数を選択する。処理回路１８は、例えば周波数走査を行い、その周波数のあたりで反応ピークを検出することによって、またはいくつかの異なる周波数に対して反応がどれだけ大きいかを測定することによって、またはパルス励起に対する反応のスペクトル分析においてピークを決めることによって、これらの共振周波数を調査するように配置されていることが好ましい。
【００３９】
基本的に、多くの周波数および位置で測定するのに十分であり、したがって少なくとも自由パラメータ（Ｑを含む）があるだけ多くの式が生成され、処理回路１８はあまりに多くの周波数に対して計測を利用するので、列が重複決定されるようになることが好ましい。この場合、自由パラメータおよび最小の誤差で測定した偏向を予測する質量流Ｑの組合せを分解するように、最小二乗技術自体を使用することができる。
【００４０】
分解では、モデルの自由パラメータが最初に算出される必要はなく、その後最初に算出されたパラメータに基づく質量流Ｑも必要ない。基本的に、質量流Ｑおよび自由パラメータは、例えば誤差の共通最小化で一緒に分解することができる。
【００４１】
普通、質量流は自由パラメータより速く変化する。したがって、異なる質量流の一連の計測において、十分であってもよいものは自由パラメータの単一の決定であり、これはその後異なるモーメントで質量流Ｑの一連の異なる計算に使用される。効果的には、このようにして単一の計測から、他の計測に対するキャリブレーション係数が算出される。さらに、前に決められた自由パラメータの値は、自由パラメータおよび／または質量流の反復分解における初期値として使用することができる。
【００４２】
図１の実施形態では、励起力は力センサ１７で測定されるが、このようなセンサは処理部１８によって駆動される所与の振幅で予測可能な力を発生するキャリブレーションされた励振器１６が使用される場合には必ずしも必要ないことは明らかである。さらに、例えば歪ゲージで例えば励起伝達の弾性変形を測定し、変形と力の知られている関係から力を算出することによって、力が普通は間接的に測定されることは明らかである。また例えば、力を測定するのに加速度センサを使用して、知られている移動質量で力を加えることができる。
【００４３】
さらに、モデルは偏向計測ｕの意味で説明されているが、管１０上の異なる位置の速度（ｖ（ｘ，ｔ）＝ｄｕ／ｄｔ）または加速度（ｄｖ／ｄｔ）の計測を使用することも可能である。これは、使用される式中の周波数係数の問題である。また、モデルおよび対応する計測を使用することができ、それによってモデルは管断片の回転の意味で、または移動のいくつかの異なる方向の偏向および／または回転の意味で、またはこれらの量の１つの一次または高次の時間導関数の意味で管の反応を説明している。
【００４４】
説明した実施形態では、異なる周波数の励起力が連続して発生し、それによって連続時間では、異なる周波数の周期力が発生される。次に、管１０に沿った異なる位置での偏向の振幅および位相が測定される。しかし、例えばパルス励起、または限られた数の異なる周波数の時間周期信号の線形結合を使用することによって、周波数の一部または全てで同時に励起を発生させることができることが明らかである。異なる周波数に対する反応はその後、フーリエ変換により、または測定した偏向ｕ（ｘ，ｔ）からフィルタリングすることによって導き出すことができる。
【００４５】
さらに、Ｑを分解するのに十分なまたは十分であるより多くの式を得るため、十分多くの周波数および位置ｘｉに加えて（またはその代わりに）使用することもできるものは、管１０に沿ったいくつかの位置ｘでの独立励起、または変位励起またはモーメント励起の組合せであることが明らかだろう。したがって、異なるモード間の区別は、異なる周波数の代わりに部分的または全体的に、異なる位置依存励起で実現することができる。これらの励起それぞれ、またはこのような励起の線形独立結合に対する反応における測定された偏向は、パラメータおよび質量流Ｑに対するいくつかの独立な式を備えている。
【００４６】
前述では、本発明は異なる共振モードのパラメータおよびモード形状が推定される技術の意味において説明された。しかし、本発明はこれに限るものではない。振動モードの意味におけるモデルの代わりに、例えば微分方程式の意味におけるモデルなどの他の種類のモデルを使用することができる。周波数領域内のモデルなどの簡単な例は、以下の式を利用する。
【００４７】
【数１】
2006526147.tif 000003
【００４８】
式中、ｍ（ｘ）は、管＋媒体の全軸方向質量分布であり、ｋ（ｘ）は局所屈曲強度であり、Ｑは質量流であり、Ｆｅｘｔ（ｘ、ω）およびＭｅｘｔ（ｘ、ω）はそれぞれ、管に外側に作用する横力およびモーメントの分布である。
【００４９】
このようなモデルから、それ自体知られている方法では、力およびモーメントＦｅｘｔ（ｘ、ω）およびＭｅｘｔ（ｘ、ω）とモデルパラメータｍ（ｘ）、ｋ（ｘ）およびＱを考えると、偏向ｕを算出することができる。このため、例えば知られているシミュレーション技術、または微分方程式に対する分解技術を使用することができる。
【００５０】
これらでは、Ｑは、いくつかの点で管反応と力および／またはモーメントとを測定し、計算と計測の間の偏差の二乗の合計を最小限に抑えるパラメータＱ、ｍ（ｘ）およびｋ（ｘ）を推定する最小二乗技術を利用することによって推定することができる（ここで、ｍ（ｘ）およびｋ（ｘ）は複合パラメータであり、その虚数部分は例えば減衰の影響を説明することができる）。関数ｍ（ｘ）およびｋ（ｘ）はその後、例えばこれらの関数が近似される多項式Ｐ（ｘ）のいくつかの係数によりパラメータ化されることが好ましい。この場合、これらの係数は最小二乗法で推定される。
【００５１】
基本的に、このような方法は振動モードモデルの使用として同じ影響を生み出し、ここで共振パラメータおよびモード形状が推定される。しかし、微分モデルの使用の利点は、このモデルではパラメータｍ（ｘ）、ｋ（ｘ）によって、外力の影響による締め付けられた管部分の動的挙動は基本的に、また例えば、計測が行われた最高周波数より高い周波数に対して完全に規定されている。
【００５２】
当然のことながら、本発明は上記の特定の微分モデルに限られるものではない。例えば、Ｃ．Ａ．Ｆ．Ｄｅ  Ｊｏｎｇ、「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｐｕｌｓａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｆｌｕｉｄ−ｆｉｌｌｅｄ  ｐｉｐｅ  ｓｙｓｔｅｍｓ」（博士論文、ＩＳＢＮ９０−３８６−００７４−７）、Ｇ．Ｓｕｌｔａｎ  ａｎｄ  Ｊ．Ｈｅｍｐ、「Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｏｒｉｏｌｉｓ  ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｍｅｔｅｒ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｏｕｎｄ  ａｎｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  １３２（３）、４７３〜４８９（１９８９年）によってＴＮＯ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｄｅｌｆｔでより広範囲にわたるモデルを見ることができる。したがって、モデル内では、例えば局所摩擦減衰ｇ（ｘ）ｉωｕ（ｘ）に対する項をｄＦ／ｄｘに対する式に加えることができる。管直径が管に発生する屈曲波の波長の約６分の１より大きい場合、管の局所せん断強度Ｇ（ｘ）、および横回転Ｉ（ｘ）に対する管薄片の質量慣性モーメントの軸方向分布を示す項を加えることが好ましい。その後、ｄＦ／ｄｘに対する式に項１／ｇ（ｘ）・２ｉωＱＦ（ｘ）を、ｄＭ／ｄｘに対する式に項−Ｉ（ｘ）ω２φ（ｘ）を、ｄｕ／ｄｘに対する式に項１／Ｇ（ｘ）・Ｆ（ｘ）を加える必要がある。
【００５３】
したがって必要に応じて、管１０の挙動を説明する必要なパラメータを含むあらゆるモデルを使用することができる。このモデルはしたがって、過程中に、モデルの質量流および関連するパラメータの推定に使用される。
【００５４】
図１では、一定の直径の直線管１０が示されているが、本発明はこのような管に限るものではないことが明らかであろう。使用されるモデルはまた、異なる形状の管、例えば屈曲部を作る管または厚さが位置の関数として変化する管に適用することができる。調節可能なモデルが使用されるので、質量流Ｑの決定はこれに左右されない。
【００５５】
完全な締付要素１２ａ、ｂの使用では、管１０内に発生した振動は締付要素１２ａと１２ｂの間のみで発生するだけであり、要素の外側には発生しない。一方、完全締付を考えると、締付要素でまたはこれらを超えて管に作用する外力は、締付要素間の管部の反応に影響は及ぼさない。この場合、振動モデルは締付要素を超えてモード形状のあらゆる外挿を含んでいる必要はなく、微分方程式に対する前提条件としてとることができることは、締付点上の偏向および回転がゼロであるということである。
【００５６】
あまり優れていない締付の場合は、管１０はまた締付点の外側で振動され、それによってそこでも締付点の間の測定された偏向に貢献することができるコリオリ力を発生させることがある。この影響と、振動によって発生さるかどうかに関わらず励起周波数と同じ周波数で締付点の間の範囲の外側で管に加えられる他の（反応）力および／またはモーメントの影響とを、締付要素で管に加えられる力および／またはモーメントによる外乱であまり優れていない締付の場合で説明することができる。このような外力が締付要素間の管部の反応に影響を与えることがある。したがって、モデルが締付要素１２ａ、ｂで加えられる力および／またはモーメントによって外乱を組み込むことが好ましい。振動モデルでは、これは例えば以下の式によって行われる。
Ｄｍ＝Ｐ０ｍＡ０（ω）＋ＰＬｍＡＬ（ω）＋ＰｍＡｅ＋２ｉωＱＲｍｍ’Ｂｍ’
力の場合、Ｐ０ｍ＝ｓｍ（０）、ＰＬｍ＝ｓｍ（Ｌ）であり、モーメントの場合Ｐ０ｍ＝ｓ’ｍ（０）、ＰＬｍ＝ｓ’ｍ（Ｌ）であり、Ａ０（ω）、ＡＬ（ω）は異なる測定周波数で締付要素の位置で加えられる妨害力および／またはモーメントの大きさ（または位相）である（当然のことながら、力およびモーメントに対する項も加算することができる）。
【００５７】
これらの力および／またはモーメントＡ０（ω）、ＡＬ（ω）は、モデル内の自由パラメータを形成する。例えば、管上の十分多くの位置ｘｉでの反応を測定することによって、モデルの前述のパラメータに加えて、測定が行われた全ての周波数に対するこれらのパラメータも分解することが可能であると考えられる。
【００５８】
締付点上で管１０の位置を適切に適合させるが、管１０の回転を防止しないまたはほとんど防止しない締付要素１２ａ、ｂを使用する場合、特に締付要素１２ａ、ｂの位置に加えられるモーメントは、締付要素１２ａ、ｂの間の管反応に関連している。このような実施形態では、締付点上のそれぞれの妨害モーメントのみが自由パラメータとして扱われ、妨害力はゼロに設定されている。
【００５９】
締付点の位置で加えられる妨害力および／またはモーメントは、締付点の直接近くに管の比較的大きな偏向を引き起こすことができる。しかし、より低次のモードは締付点での比較的僅かな偏向を示すので、締付点で加えられる力および／またはモーメントの影響をこれらのより低次のモードだけで正確に説明することはできない。したがって、処理回路１８は３つ以上のモード（管１０が実質的に励起されるモード、およびコリオリ力が締付要素１２ａ、ｂの間の範囲内で実質的に励起するモードだけではない）のパラメータを決めることが好ましい。したがって、締付点に加えられる妨害力および／またはモーメントの影響は、より正確に組み込まれる。
【００６０】
また、微分モデルを使用する場合、締付点上の力および／またはモーメントは、例えばこれらを管の外側に作用する横力およびモーメントの分力としてそれぞれモデル化することによって、調節可能な自由パラメータとして組み込むことができる。微分モデルの使用はここでは、比較的等質の管を考えて、たくさんのより高いモードの共振周波数での測定を必要とすることなく、締付点への力および／またはモーメントから得られる反応を、微分方程式から直接算出することができるという利点を有する。
【００６１】
別の実施形態では、装置は不完全な締付の影響をより正確に決定するため、締付要素１２ａ、ｂの位置、またはこれらの近くの位置に別のセンサを備えている。特に、管の回転の決定はここでは有利である。
【００６２】
適切なクランプを得るため、管は締付点で外部取付点に締め付けることができ、これらの点は締付点で発生する横力およびモーメントを利用するのに十分強い必要がある。しかし、このような取付点は横力を利用するのに十分強いが、横モーメントを十分補償するのに十分な回転剛性がないことがある。
【００６３】
図５は、締付要素１２ａ、ｂが２つの締付点で（フレーム５０の一体部であってもよい）締付要素１２ａ、ｂで管１０に取り付けられる、あるいは管をきれいにしておく剛性のある外部フレーム５０によって接続されている実施形態を示す。
【００６４】
フレーム５０は、互いに対向している限り、２つの締付点に発生する横モーメントを利用する。マウント５２ａ、ｂはフレーム５０を周囲（図示せず）に固定する。マウント５２ａ、ｂは、フレームに伝達された横力を利用する。フレームは、少なくとも２つの外部取付点、好ましくはフレームの端部に取り付けられており、１つの点で単一のマウントを、または３つ以上のマウントを使用することもできることが好ましい。フレーム５０の利点は、次にマウント５２ａ、ｂを介して加えられる横モーメントはフレームが使用されない場合よりさらに小さくてもよいということである。というのは、２つの締付点での横モーメントの対向する分力がフレームによって、実質的にはマウント５２ａ、ｂを介さないで利用され、残りの横モーメントはフレーム５０の端部に伝達される対向する横力により外部マウント５２ａ、ｂによって利用することができるからである。
【００６５】
図３は、上に動的クランプを有する管１０を示す。動的クランプは、（例えば、Ｔ字片の助けをかりてＴ字形要素のアームの変位から管１０の軸に対して横方向の軸周りに回転する管１０から横方向の虚像薄片の）管１０の回転および／または偏向のセンサ３０ａ、ｂと、制御回路３２ａ、ｂと、クランプの位置に、またはその代替品として管１０に結合されたアクチュエータ３４ａ、ｂ、３６ａ、ｂとを備えている。締付点のセンサ３０ａ、ｂは、締付点に対するそれぞれの制御回路３２ａ、ｂに結合された出力を有し、制御回路３２ａ、ｂは、締付点に対するアクチュエータ３４ａ、ｂ、３６ａ、ｂに結合された出力を有する。
【００６６】
アクチュエータ３４ａの１つは、例として管１０上に取り付けられた締付要素３７と、地震性質量３８と、地震性質量３８が締付要素３７に結合された接続要素３９との形で詳しく述べられている。接続要素３９は、例えば電磁石または圧電構造物により、地震性質量３８と締付要素３７の間に制御可能な力を加えるように、制御回路３２ａによって制御されている。他のアクチュエータ３４ｂ、３６ａ、ｂは基本的に、同じように設計することができる。
【００６７】
実際、センサ３０ａ、ｂは、締付点で管１０の回転および／または変位（または、その時間導関数）を測定する。制御回路３２ａ、ｂはセンサ信号を受け、管１０の上の締付点上またはその近くでアクチュエータ３４ａ、ｂ、３６ａ、ｂで加えられる横力および／またはモーメントを制御する。制御は、締付点での変位および／または回転が特定の所望の値に制御されるように設計されている。
【００６８】
地震性質量３８を備えるアクチュエータの代わりに、管１０と外部点の間に接続され接続部の長さを小さくし、拡大するように力を加えるアクチュエータを利用することができる。図示するように、それぞれの場合、１対のアクチュエータが同じ方向に沿って単一の締付点に力を加える。所望の場合、追加のアクチュエータを前述の方向に対して横方向である第２の方向に沿って力を加えるように配置することができる。これは、管１０の構造が、結合が両方の方向の振動の間で発生するようになっている場合に特に有用である。
【００６９】
横モーメントを加えるため、管１０上の相互に隣接する位置で適用されるこのような対のアクチュエータ、または管１０上のこのような隣接する位置で適用され、これらの位置に相互に対向する力を加えるアクチュエータを利用することができる。
【００７０】
図４は、レバー４０を備える特定の長さにわたって管１０に結合されたアクチュエータ３４ａを示す。この実施形態では、モーメントはレバー４０により加えられる。
【００７１】
例として、変位および回転は両方とも制御される。この場合、センサ３０ａ、ｂは、両方とも１つの締付点で測定されるように設計されなければならない。別の実施形態では、回転および変位の一方のみが制御される。その場合、各締付点で、問題の量に対する１つのセンサ、および１つのアクチュエータのみが必要である。したがって、例えば、前に説明したフレームを使用して互いに対して締付点に隣接する管の回転を防ぐことが可能である。フレームの変位および回転は全体として、フレームの２つの端部の変位のみを制御することによって制御することができる。この場合、変位の動的制御のみを使用することが好ましい。
【００７２】
動的締付は、異なる方法（モデルパラメータを推定することなく）でキャリブレーションされたコリオリ質量流量計内でそれ自体が有利である。したがって例えば、外部からの妨害影響を防ぐことができる。このため、一方側の動的クランプは、妨害影響が生じる側で十分である。さらに、動的クランプは普通、管クランプに対する外部取付点がもはや必要ないという利点がある。これは、地面上の大きな高さで走る管によくあることであるが、外部取付点が利用可能ではない、または強さが不十分でしかない取付点しか利用可能でない状況において利点がある。
【００７３】
動的クランプはまた、使用されるモデル内の必要な自由パラメータの数を減らすことが可能である場合に質量流量計処理の特定の環境において利点がある。これにより、質量流Ｑの推定がより簡単になる。一方側の動的クランプはすでに、自由パラメータの数を少なくしている。さらに所望の場合、制御回路３２ａ、ｂは、励起によって締付点に制御した偏向または回転を加えるように適合することができる。したがって、クランプは励振器として働く。また、測定された偏向および加えられた力をパラメータの推定で使用することができる。
【００７４】
本発明を特定の実施形態に基づき説明したが、実施形態を逸らせることが可能であることが明らかである。したがって例えば、測定した反応とモデルによる反応の間の偏差に対する最小二乗平均の代わりに、あらゆる他の平均を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】質量流量計を示す図である。
【図２】質量流を決めるフローチャートである。
【図３】動的クランプを備える管を示す図である。
【図４】別の動的クランプを備える管を示す図である。
【図５】クランプ間のフレームを備える管を示す図である。
【図１】
2006526147.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2006526147.tif 000010
2006526147.tif 000011
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