(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量計(５)の振動式導管(１３０a、１３０b)に取外し可能に取付け具にて取り付けられるように構成されたブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')であって、
取付け具は機械的な取付け具であり、ブレースバーは振動式導管(１３０a、１３０b)の周りに再配置可能であり、
振動式導管(１３０a、１３０b)に接する形状及び寸法の端部領域(１５０a、１５０b)を含むブレースバー本体(１４１a)と、
振動式導管(１３０a、１３０b)及びブレースバー本体(１４１a)の周りに配置され、ブレースバー本体(１４１a)に固定可能なストラップ(１５１)を含み、
ブレースバー本体(１４１a)の中央部と振動式導管(１３０a、１３０b)との間にストラップ(１５１)の接触点を作成するサイズ及び寸法の少なくとも１つの突起(１５５)をブレースバー本体(１４１a)上に含み、突起(１５５)の大きさによって、留め具(１５２)がストラップ(１５１)をブレースバー本体(１４１a)に固定するときに実現される引込み張力の範囲が決定される、ブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')。
【請求項２】
流量計(５)の振動式導管(１３０a、１３０b)に取外し可能に取付け具にて取り付けられるように構成されたブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')であって、
取付け具は機械的な取付け具であり、ブレースバーは振動式導管(１３０a、１３０b)の周りに再配置可能であり、
ブレースバー本体(１４１)と、
ブレースバー本体(１４１)に固定可能な少なくとも１つの端部(１４２、１４２’)を備え、
更に、ブレースバー本体(１４１)及び少なくとも１つの端部(１４２、１４２’) の内面(１４７)に配置された少なくとも１つの隆起部(１４８)を備え、該少なくとも１つの隆起部(１４８)は、振動式導管(１３０a、１３０b)に取り付けられたときに振動式導管に接触するように構成される、ブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')。
【請求項３】
ブレースバー本体(１４１)及び少なくとも１つの端部(１４２、１４２’)によって規定される少なくとも１つの開口部(１４６、１４６’)を備え、該少なくとも１つの開口部(１４６、１４６’)は、振動式導管(１３０a、１３０b)が通過できる大きさに構成され、
ブレースバー本体(１４１)及び少なくとも１つの端部(１４２、１４２’)は、振動式導管(１３０a、１３０b)にクランプするように構成されている、請求項２に記載のブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')。
【請求項４】
ブレースバー本体(１４１)を少なくとも１つの端部(１４２、１４２’)に固定するように構成された少なくとも1つの機械的留め具(１４３)を含む、請求項２に記載のブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')。
【請求項５】
ストラップ(１５１)によって画定された複数の開口部(１５３)と、
ブレースバー本体(１４１a)によって画定された穴(１５４)とを備え、
留め具(１５２)は複数の開口部(１５３)及び穴(１５４)を通過するように構成されて、ストラップ(１５１)及びブレースバー本体(１４１a)を振動式導管(１３０a、１３０b)に固定する、請求項１に記載のブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')。
【請求項６】
ブレースバー本体(１４１a)の内面(１５７)に配置された少なくとも１つの隆起部(１４８)を備え、少なくとも１つの隆起部(１４８)は、振動式導管(１３０a、１３０b)に取り付けられたときに振動式導管(１３０a、１３０b)に接触するように構成される、請求項１に記載のブレースバー(１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ')。
【請求項７】
振動式導管(１３０a、１３０b)に取付け具にて取外し可能に取り付けられる流量計(５)のセンサアセンブリ(１３０a、１３０b)の構成要素(１４、１４a、１６、１６'、１６a、１６a')であって、
取付け具は機械的な取付け具であり、
コイル部分(１６４、１７０)と、
磁石部分(１６５、１７１)とを備え、
構成要素は振動式導管(１３０a、１３０b)の周りに再配置可能であり、
コイル部分(１６４)は第１の部分(１６１)と第２の部分(１６１’)を備え、第１の部分及び第２の部分(１６１、１６１’)は、振動式導管(１３０a、１３０b)の１つの周囲にクランプするように構成され、
磁石部分(１６５)は、第１の部分(１６１)及び第２の部分(１６１’)を含み、第１の部分(１６１)及び第２の部分(１６１’)は、振動式導管(１３０a、１３０b)の１つの周りをクランプするように構成され、
第１の部分(１６１)の内面は、第１の部分(１６１)と振動式導管(１３０a、１３０b)の１つとの間の接触面を減少させるように構成された少なくとも１つの隆起部を含み、
第２の部分(１６１’)の内面は、第２の部分(１６１’)と振動式導管(１３０a、１３０b)の１つとの間の接触面を減らすように構成された少なくとも１つの隆起部を含む、構成要素(１４、１４a、１６、１６'、１６a、１６a')。
【請求項８】
構成要素はドライバ(１４、１４a)を含む、請求項７に記載の構成要素(１４、１４a)。
【請求項９】
構成要素はピックオフセンサ(１６、１６'、１６a、１６a')を含む、請求項７に記載の構成要素(１６、１６'、１６a、１６a')。
【請求項１０】
少なくとも１つの留め具(１６２)は、第１の部分(１６１)をコイル部分(１６４)の第２の部分(１６１’)に固定し、
少なくとも１つの留め具(１６２)は、第１の部分(１６１)を磁石部分(１６５)の第２の部分(１６１’)に固定する、請求項７に記載の構成要素(１４、１６、１６')。
【請求項１１】
コイル部分(１７０)は、振動式導管(１３０a、１３０b)の１つにコイル部分(１７０)を外接して取り付けるように構成されたストラップ(１７３)を含み、
磁石部分(１７１)は、磁石部分(１７１)を振動式導管(１３０a、１３０b)の１つに外接して取り付けるように構成されたストラップ(１７３)を含む、請求項７に記載の構成要素(１４a、１６a、１６a')。
【請求項１２】
流量計を形成する方法であって、
少なくとも１つの振動式導管を有するセンサアセンブリを提供する工程と、
ブレースバー、ドライバ及びピックオフの少なくとも１つを少なくとも１つの振動式導管に取外し可能に取り付ける工程とを備え、
ブレースバー、ドライバ及びピックオフの少なくとも１つの内面(１４７)に少なくとも１つの隆起部(１４８)を配置し、該少なくとも１つの隆起部(１４８)は、振動式導管に取り付けられたときに振動式導管に接触するように構成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下に記載される実施形態は、振動式センサに関し、より詳細には、センサアセンブリの振動式導管用のドライバ、センサ及びブレースバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、振動式デンシトメータやコリオリ式流量計などの振動センサが一般に知られており、またこれらは、流量計の導管を流れる物質に関する質量流量及びその他の情報を測定するために使用されている。例示的なコリオリ式流量計については、米国特許第4109524号明細書、米国特許第4491025号明細書、米国再発行特許第31450号に開示されている。これらの流量計は、直線形状もしくは湾曲形状の１つ以上の導管を備えるメータアセンブリを有する。たとえば、コリオリ式質量流量計の導管構成はそれぞれ、単純な屈曲、ねじり、又は結合タイプであり得る一連の自然振動モードを有する。各導管が好ましいモードで振動するように、これらを駆動することができる。流量計を通過する流れがないとき、導管に加えられる駆動力により、導管に沿った全ての点は同じ位相で、又はゼロ流動において測定される時間遅延である小さな「ゼロオフセット」で振動される。
【０００３】
物質が導管を流れ始めると、コリオリの力により、導管に沿った各点が異なる位相を有するようになる。たとえば、流量計の入口端部の位相は中央のドライバ位置の位相よりも遅れている一方で、出口の位相は中央のドライバ位置の位相よりも先行している。導管のピックオフが、導管の動きを表す正弦波信号を生成する。ピックオフから出力される信号は、ピックオフ間の時間遅延を判定するために処理される。２つ以上のピックオフ間の時間遅延は、導管を流れる物質の質量流量に比例している。
【０００４】
ドライバに接続されたメータ電子機器が、ドライバを作動させ、かつピックオフより受信する信号からプロセス物質の質量流量及び／又は他の特性をも判定するための駆動信号を生成する。ドライバは多くの周知の構成の1つを備えていてもよいが、しかしながら磁石及び対向する駆動コイルが流量計業界においては大きな成功を収めている。所望の導管振幅及び周波数で導管を振動させるために、交流電流が駆動コイルに通される。このドライバの構成に非常に類似した磁石及びコイルの構成としてピックオフを提供することも、当該技術分野においては知られている。
【０００５】
通常、ドライバとピックオフセンサは、導管にろう付けされたブラケットを使用して導管に結合される。ブラケットは通常、製造と振動式導管への組み立てに費用がかかり、局所的な熱に敏感な構成部品に高温を導入する複雑なアセンブリである。ブレースバーも通常、導管にろう付けされる。導管が振動しているか、内部圧力または温度が変化している間は、ブラケット又はブレースバーと導管の間のろう付け接合部は、ろう付け内の比較的高い応力と動的な力、またはブラケットを導管に結合する他の材料のために故障する傾向がある。さらに、ろう付け作業が完了すると、導管上の構成備品の位置は固定される。
従って、熱応力を最小限に抑え、修理を可能にし、ドライバ、センサ、ブレースバーの動きを通じてセンサセンブリを調整することを可能にする振動式導管用のセンサアセンブリ、センサブラケット、及びチューブリングを求めるニーズがある。
【発明の概要】
【０００６】
流量計の振動式導管に取外し可能に取り付けられるように構成されたブレースバーが提供される。取付け具は機械的取付け具を備え、ブレースバーは振動式導管の周りに再配置可能である。
振動式導管に取外し可能に取り付けられる流量計センサアセンブリの構成要素が提供され、取付け具は機械的取付け具を備え、機械的取付け具はコイル部分と磁石部分を備える。構成要素は振動式導管の周りに再配置可能である。
流量計を形成する方法が提供される。この方法は、少なくとも１つの振動式導管を有するセンサアセンブリを提供するステップと、ブレースバー、ドライバ及びピックオフの少なくとも１つを、少なくとも１つの振動式導管に取り外し可能に取り付けるステップを含む。
【０００７】
態様
一態様に従って、ブレースバーは流量計の振動式導管に取外し可能に取り付けられるように構成され、取付け具は機械的取付け具を備え、ブレースバーは振動式導管の周りに再配置可能である。
好ましくは、ブレースバーは、ブレースバー本体と、ブレースバー本体に固定可能な少なくとも１つの端部を備える。
好ましくは、ブレースバーは、ブレースバー本体及び少なくとも１つの端部によって規定される少なくとも１つの開口部を備え、該少なくとも１つの開口部は、振動式導管が通過できる大きさに構成され、ブレースバー本体及び少なくとも１つの端部は、振動式導管にクランプするように構成されている。
【０００８】
好ましくは、ブレースバーは、ブレースバー本体の内面に配置された少なくとも１つの隆起部と少なくとも１つの端部を備え、少なくとも１つの隆起部は、振動式導管に取り付けられたときに振動式導管に接触するように構成される。
好ましくは、ブレースバーは、ブレースバー本体を少なくとも１つの端部に固定するように構成された少なくとも1つの機械的留め具を含む。
好ましくは、ブレースバーは、振動式導管に接する形状及び寸法の端部領域を含むブレースバー本体と、振動式導管及びブレースバー本体の周りに配置され、ブレースバー本体に固定可能なストラップを含む。
【０００９】
好ましくは、ブレースバーは、ストラップによって画定された複数の開口部と、ブレースバー本体によって画定された穴とを備え、留め具は複数の開口部及び穴を通過するように構成されて、ストラップ及びブレースバー本体を振動式導管に固定する。
好ましくは、ブレースバーは、ブレースバー本体の中央部と振動式導管との間にストラップの接触点を作成するサイズ及び寸法の少なくとも１つの突起をブレースバー本体上に含み、突起の大きさによって、留め具がストラップをブレースバー本体に固定するときに実現される引込み張力の範囲が決定される。
好ましくは、ブレースバーは、ブレースバー本体の内面に配置された少なくとも1つの隆起部を備え、少なくとも１つの隆起部は、振動式導管に取り付けられたときに振動式導管に接触するように構成される。
【００１０】
一態様に従って、流量計のセンサアセンブリの構成要素は、振動式導管に取付け具にて取外し可能に取り付けられ、取付け具は機械的な取付け具であり、コイル部分と磁石部分とを備え、構成要素は振動式導管の周りに再配置可能である。
好ましくは、構成要素はドライバを含む。
好ましくは、構成要素はピックオフセンサを含む。
好ましくは、コイル部分は第１の部分と第２の部分を備え、第１の部分及び第２の部分は、振動式導管の１つの周囲にクランプするように構成され、磁石部分は、第１の部分及び第２の部分を含み、第１の部分及び第２の部分は、振動式導管の１つの周りをクランプするように構成される。
【００１１】
好ましくは、少なくとも１つの留め具は、第１の部分をコイル部分の第２の部分に固定し、少なくとも１つの留め具は、第１の部分を磁石部分の第２の部分に固定する。
好ましくは、第１の部分の内面は、第１の部分と振動式導管の１つとの間の接触面を減少させるように構成された少なくとも１つの隆起部を含み、第２の部分の内面は、第２の部分と振動式導管の１つとの間の接触面を減らすように構成された少なくとも１つの隆起部を含む。
好ましくは、コイル部分は、振動式導管の１つにコイル部分を外接して取り付けるように構成されたストラップを含み、磁石部分は、磁石部分を振動式導管の１つに外接して取り付けるように構成されたストラップを含む。
【００１２】
一態様に従って、流量計を形成する方法は、少なくとも１つの振動式導管を有するセンサアセンブリを提供する工程と、ブレースバー、ドライバ及びピックオフの少なくとも１つを少なくとも１つの振動式導管に取外し可能に取り付ける工程を備える。
好ましくは、少なくとも１つのブレースバー、ドライバ及びピックオフは、ストラップにて少なくとも１つの振動式導管にて取り付けられる。
好ましくは、少なくとも１つのブレースバー、ドライバ及びピックオフは、クランプにて少なくとも１つの振動式導管にて取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
同じ符号は全ての図面上の同じ要素を表す。図面は必ずしも縮尺通りでないことは理解されるだろう。
【図１】実施形態に従った振動式メータを示す。
【図２】他の実施形態に従った振動式メータを示す。
【図３】実施形態に従ったブレースバーを示す。
【図４】図３のブレースバーの分解図である。
【図５】他の実施形態に従ったブレースバーを示す。
【図６】図５のブレースバーの分解図である。
【図７】図５及び図６のブレースバーの断面平面図である。
【図８】実施形態に従ったクランプカラーを示す。
【図９】図８のクランプカラーの一部破断図である。
【図１０】実施形態に従ったドライバ及び/又はピックオフ取付け具を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１乃至図１０及び以下の説明は特定の実施例を記載して、センサアセンブリ、ブレースバー、ドライバ及びピックアップセンサの実施形態における最良の形態を創出かつ使用する方法を当業者に教示する。本発明の原理を教示することを目的として、いくつかの従来の態様を簡略化又は省略している。当業者は、これらの実施例の変形例が本明細書の範囲内にあることを理解する。当業者であれば、以下に説明する特徴を様々な方法で組み合わせて、実施形態の複数の変形例を形成できることを理解する。結果として、以下に説明する実施形態は後述する特定の実施例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。
【００１５】
以下に詳細に説明するように、ブレースバー、ドライバ、及びピックオフセンサは、振動式導管に取り付けられたセンサアセンブリの一部であってもよい。振動式導管は、センサセンブリの一部を構成してもよい。図１及び図２は、実施形態に従った振動計５を示す。図１に示すように、振動計５はセンサアセンブリ１０とメータ電子機器２０を備える。センサアセンブリ１０は、通過するプロセス材料の質量流量及び密度に応答し得る。メータ電子機器２０は、リード線を介してセンサアセンブリ１０に接続され、密度、質量流量、及び経路２６上の温度情報、ならびに他の情報を提供する。コリオリ流量計構造が記載されるが、本発明は振動管密度計、音叉密度計などとして実施できることは当業者には明らかであろう。
【００１６】
センサアセンブリ１０は、一対のマニホールド１２、１２'、フランジ１１、１１'、一対の平行な振動式導管１３０ａ、１３０ｂ、ドライバ１４、及び二対のピックオフアセンブリ１００、１００'を含む。振動式導管１３０ａ、１３０ｂは、２つの本質的に真っ直ぐな入口脚部及び出口脚部を有し、両脚部は振動式導管取り付けブロックで互いに向かって収束する。振動式導管１３０ａ、１３０ｂは、それらの長さに沿って２つの対称位置で曲がり、長さ全体にわたって本質的に平行である。ブレースバー１４０、１４０’は、各振動式導管１３０ａ、１３０ｂがその周りを振動する軸Ｗ及びＷ’を規定するのに役立つ。振動式導管１３０ａ、１３０ｂの入口脚部及び出口脚部は、振動式導管取り付けブロックに固定的に取り付けられ、これらのブロックは、マニホールド１２、１２'に固定的に取り付けられている。これにより、センサアセンブリ１０を通る連続した閉じた材料経路が提供される。
【００１７】
フランジ１１、１１'が測定対象のプロセス材料を搬送するプロセスライン２に接続されている場合(入口側フランジ１１への接続のみが示されている)、プロセス材料は、フランジ１１のオリフィスを通ってセンサアセンブリ１０の入口に入り、マニホールド１２を通って振動式導管１３０ａ、１３０ｂに導かれる。マニホールド１２内で、材料は分割され、振動式導管１３０ａ、１３０ｂを通って送られる。振動式導管１３０ａ、１３０ｂを出ると、プロセス材料は、ブロック及びマニホールド１２'内で単一の流れに再結合され、その後、出口側フランジ１１'を通ってプロセスライン(図示せず)に送られる。
【００１８】
振動式導管１３０ａ、１３０ｂは、夫々曲げ軸Ｗ−Ｗ及びＷ'−Ｗ'の周りで実質的に同じ質量分布、慣性モーメント及びヤング率を有するように選択され、振動式導管取り付けブロックに適切に取り付けられる。これらの曲げ軸はブレースバーを通る。振動式導管のヤング率は温度によって変化し、この変化が流量と密度の計算に影響するため、抵抗温度検出器(ＲＴＤ)などの温度センサ１５が振動式導管(１３０ａ、１３０ｂ、または両方)に取り付けられ、振動式導管１３０ｂの温度を連続的に測定する。振動式導管１３０ｂの温度、従って振動式導管を通過する所与の電流に対してＲＴＤに現れる電圧は、振動式導管１３０ｂを通過する材料の温度によって支配される。ＲＴＤに現れる温度依存電圧は、、メータ電子機器２０による周知の方法で使用されて、振動式導管温度の変化による振動式導管１３０ｂの弾性率の変化を補償する。ＲＴＤは、リード２２によってメータ電子機器２０に接続され得る。
【００１９】
振動式導管１３０ａ、１３０ｂの両方は、ドライバ１４により、夫々の曲げ軸Ｗ−Ｗ及びＷ'−Ｗ'に関して反対方向に駆動されて、これは流量計の第１の位相外れ曲げモードと呼ばれる。このドライバ１４は、振動式導管１３０ａに取り付けられた磁石及び振動式導管１３０ｂに取り付けられた対向コイルなど、多くの周知の構成の何れか１つを備えてもよく、該コイル内を振動式導管１３０ａ、１３０ｂを振動させるために交流電流が流れる。適切な駆動信号が、メータ電子機器２０により、リード２１を介してドライバ１４に印加される。
【００２０】
メータ電子機器２０は、左右のピックオフアセンブリ１００、１００'から夫々リード２３、２３'に現れる左右のセンサ信号を受信する。リード２３、２３'はピックオフセンサ１６、１６'に接続されている。メータ電子機器２０は、リード２１上にドライバ１４に現れる駆動信号を生成し、振動式導管１３０ａ、１３０ｂを振動させる。メータ電子機器２０は、左右のピックオフセンサ信号を処理して、センサアセンブリ１０を通過する材料の質量流量と密度を計算する。この情報は、他の情報とともに、信号として経路２６を介してメータ電子機器２０によって印加される。
【００２１】
図２は実施形態に従った流量計５について、図１と同じ一般的な特徴を示す。しかし、図１は、クランプに関連する実施形態によるドライバ１４、ピックオフセンサ１６、１６'、及びブレースバー１４０、１４０'を示している。一方、図２はストラッピングに関連する実施形態によるドライバ１４ａ、ピックオフセンサ１６ａ、１６ａ'、及びブレースバー１４０ａ、１４０ａ'を示す。流量計５で使用するためのストラップ付き構成要素とクランプ付き構成要素の組み合わせが考えられ、これは実施形態の範囲内であることに留意すべきである。クランプ手段を利用するドライバ１４、ピックオフセンサ１６、１６'、及びブレースバー１４０、１４０'の実施形態は、図３、図４、図８及び図９にさらに示されている。ストラップ手段を利用するドライバ１４ａ、ピックオフセンサ１６ａ、１６ａ'、及びブレースバー１４０ａ、１４０ａ'の実施形態は、図５乃至図７及び図１０にさらに示されている。
【００２２】
クランプされたブレースバー
図３及び図４は、ブレースバー１４０、１４０'の実施形態を示す。これらのブレースバーはまた、図１に示される。ブレースバー１４０、１４０'は複数の部分から形成される。一実施形態において、ブレースバー本体１４１は、第１及び第２の端部１４２、１４２'に係合している。端部１４２、１４２'はブレースバー本体１４１に固定可能である。
一実施形態において、機械的締結具１４３は、端部１４２、１４２'の穴１４４を通過し、ブレースバー本体１４１のねじ穴１４５と係合するボルトである。端部１４２、１４２'がブレースバー本体１４１に固定されると、第１及び第２の開口部１４６、１４６'が画定される。これらの開口部１４６、１４６'は、振動式導管１３０ａ、１３０ｂが通過することができるサイズ及び寸法を有する。ねじ式締結具が示されているが、圧入固定手段及び/又はばねクリップも考えられる。ブレースバー１４０、１４０'は、金属、プラスチック、複合材料、及びそれらの組み合わせから作られてもよい。一実施形態では、機械的締結具１４３は、ブレースバー１４０、１４０'にクランプ力を与えて、振動式導管１３０ａ、１３０ｂ上にロックする。図３は、開口部１４６、１４６'の内面１４７が実質的に平坦であることを示している。図４は、内面１４７が少なくとも１つの隆起部１４８を有し、ブレースバー１４０、１４０'と振動式導管１３０ａ、１３０ｂとの接触面を減らすことができることを示しており、これは、チューブの長さ及び/又はセンサのサイズの最小化を可能にし、最小長の振動式導管構成でのより大きなモード分離を可能にするために用いられる。２つの別個のスプリットを有する３ピースのブレースバーが示されているが、曲げ軸Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ'に実質的に垂直に配向された１つのスプリットが存在する２ピースブレースバーも考えられることに留意されたい。
【００２３】
ストラップされたブレースバー
図５乃至図７は、ブレースバー１４０a、１４０a'の実施形態を示す。これらのブレースバーはまた、図２に示される。ブレースバー１４０a、１４０a'は複数の部分から形成される。一実施形態において、ブレースバー本体１４１aは、振動式導管１３０ａ、１３０ｂに係合するサイズ及び寸法を有する。特に、端部領域１５０ａ、１５０ｂは、振動式導管１３０ａ、１３０ｂとの当接を可能にするような形状及び寸法である。丸い振動式導管１３０ａ、１３０ｂの場合、端部領域１５０ａ、１５０ｂは、振動式導管１３０ａ、１３０ｂの外半径に等しい半径で丸くなっている。円形以外の振動式導管１３０ａ、１３０ｂの他の形状が考えられ、当業者によって理解されるように、端部領域１５０ａ、１５０ｂの形状はそれに応じて調整され得る。ストラップ１５１は、振動式導管１３０ａ、１３０ｂ及びブレースバー本体１４１ａの周りに配置される。留め具１５２は、ストラップ１５１によって画定される穴１５３を通過し、ブレースバー本体１４１ａによって画定される穴１５４も通過して、振動式導管１３０ａ、１３０ｂの周りにストラップ１５１を固定する。示される実施形態にて、機械的留め具１５２はストラップ１５１に対する力を提供して、振動式導管１３０ａ、１３０ｂの周りにストラップ１５１を引っ張る。
【００２４】
図７は、ブレースバー本体１４１ａの形状が、引込み距離Ｄ１を調整するように構成され、それにより、留め具１５２が所望の範囲内にあるときにストラップ１５１に加えられる張力が一貫して予測可能であることを示している。Ｄ１を増加させることにより、張力は増加する。更に、突起１５５は、振動式導管１３０ａ、１３０ｂとブレースバー本体１４１ａの中央部分との間にストラップ１５１の接触点を作成するようにサイズ及び寸法が設定され、従って引き込み機能を画定する。突起１５５がブレースバー本体１４１ａから延びる程度を増加させることにより、留め具１５２が締結されるときにストラップ１５１に加えられる張力が増加する。Ｄ１の大きさ及び突起１５５の形状、サイズ及び位置を調整することにより、留め具１５２が固定されたときに、所望且つ再現可能な引き込み張力の範囲が得られる。
【００２５】
図示されたブレースバー本体１４１aは、突起１５５を超えて延びる管接触領域を有する。これにより、接触面積が増加するため、接合強度が向上しますが、必須ではない。幾つかの実施形態において、チューブ接触領域は、突起１５５を超えて延びていなくてもよい。幾つかの実施形態において、留め具１５２は所定のトルク値で締結され、この実施形態にてストラップ１５１の下方の隙間は、ストラップの弾性的な伸長が荷重を発生させるために必要である。
代替の構成は、形成後にストラップを一緒にリベットで留めること、及びチューブ間でアセンブリの周りを包むストラップタイでストラップに張力を掛けることを含む。他の実施形態は、図示のストラップの代わりにストラップタイを利用することを含む。ストラップタイについては、ドライバとピックオフセンサに関連して以下でさらに説明する。
【００２６】
留め具１５２はナット１５８上に螺合するボルトとして示されるが、一実施形態においては留め具１５２は、圧入締結手段及び/又はばねクリップ、または当該技術分野で知られている他の機械的留め具であってもよい。
ブレースバー本体１４１ａ及びストラップ１５１は、金属、プラスチック、複合材料、及びそれらの組み合わせから作製され得る。ブレースバー本体１４１ａの内面１５７は、ブレースバー本体１４１ａの振動式導管１３０ａ、１３０ｂへの接触面を減少させる少なくとも１つの隆起部分(図示せず)を有してもよく、該隆起部分を使用して、チューブの長さとセンサのサイズを最小化し、最小長の振動式導管の構成でより大きなモード分離を可能にする。この概念は図４に示される。
【００２７】
ストラップされ且つクランプされたブレースバー１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ'は、振動式導管１３０ａ、１３０ｂに機械的に取り付けられ、これにより、ろう付けまたは溶接の必要性を排除する。ろう付けサイクルをなくすことにより、そのようなサイクルの高温から一部の構成要素を保護する必要性に制約されることなく、組立て工程を順序付けることができる。長時間のろう付けサイクルをなくすことで、製造材料の流れも改善される。更に、ここに開示されているブレースバーを取り付けるために必要なスキルのレベルは、適切にろう付けプロセスを実行するためのスキルのレベルよりも可成り低い。ブレースバーの取付けに通常使用されるろう付け工程では、センササブアセンブリを華氏２０００度まで上昇させる。この工程は、大きなろう付けオーブンで行われる。ろう付けサイクルの時間(及びオーブンの全負荷を効率的に蓄積する必要性)は、多くの場合、製造工程のボトルネックである。このボトルネックは本実施形態では排除される。更に、ろう付けの必要性を無しで済ますことにより、温度に敏感な構成要素を、工程のより広い範囲の地点に取り付けることができる。最後に、ろう付けサイクル中にブレースバーが誤った位置に置かれたり移動した場合、ろう付けされたブレースバーを取り外したり再加工したりすることができないため、熱変形と不完全なろう付けの流れは、再加工とスクラップをもたらし、費用と時間が掛かる。ストラップされ且つクランプされたブレースバー１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ'は、製造目的で必要に応じて再配置でき、センサアセンブリ１０の振動応答を調整及び/又は最適化するために再配置できる。
【００２８】
クランプされたドライバ及びピックアップ
図８及び図９は、ドライバ１４及びピックオフセンサ１６、１６'の実施形態を示す。これらはまた図１に示される。これらの実施形態において、クランプカラー１６０は第１の部分１６１と第２の部分１６１’とで形成され、両部分は留め具１６２で一緒に保持される。示された実施形態において、留め具１６２は、第１の部分１６１のねじ穴１６３と係合するねじ付きボルトであるが、一実施形態において、留め具１６２は、圧入締結手段及び/又はばねクリップ、ストラップまたはタイ(以下に記載する)、または当該技術分野で知られている他の任意の機械的留め具とすることができる。第１の部分と第２の部分は大凡対称であるが、異なる分割方向のように、他の形状が考えられる。コイルアセンブリ１６４が１つの第１の部分１６１に取り付けられ、一方、隣接する第１の部分１６１は第１の部分に取り付けられる磁石アセンブリ１６５を有する。留め具１６２が締結されると、第１の部分１６１と第２の部分１６１’とは一緒にクランプ(固定)され、振動式導管１３０ａ、１３０ｂに係合する。ブレースバー１４０、１４０'と同様に、第１の部分１６１と第２の部分１６１’の内面は、第１の部分１６１と第２の部分１６１’の振動式導管１３０a、１３０bへの接触面を減少させる少なくとも１つの隆起部分(図示せず)を有し、該隆起部分を使用して、チューブの長さとセンサのサイズを最小化し、ドライバ１４とピックオフセンサ１６、１６’をより自由に位置させることができる。
【００２９】
ドライバ１４は、典型的には図示のようなボイスコイル型装置などの電気的機械装置で振動式導管１３０ａ、１３０ｂを振動させる。同様の構成がピックオフセンサ１６、１６'によって利用される。ボイスコイル型ドライバ１４又はピックオフセンサ１６、１６'は、流れ導管１３０ａに取り付けられた磁石及び流れ導管１３０ｂに取り付けられた対向コイルなど、多くの周知の構成の１つを備えてもよい。ドライバ１４の場合、対向するコイルアセンブリ１６４に交流電流を流して、両方の導管１３０ａ、１３０ｂを振動させる。適切な駆動信号がメータ電子機器２０によって印加される。ピックオフセンサ１６、１６'の場合、ドライバ１４によって引き起こされる振動により、コイルアセンブリ１６４は、磁石アセンブリ１６５の近接及び相対運動の結果として電圧を生成する。この電圧信号はメータ電子機器２０に付与される。これらの構成は当該技術分野で周知であり、更なる詳細な記載は簡潔さの目的から省略する。
【００３０】
ドライバ１４及びピックオフセンサ１６、１６'は、プラスチック、金属、複合材料又は当該技術分野で公知の適切な材料から構成される。コイルアセンブリ１６４及び磁石アセンブリ１６５は、プラスチック、金属、複合材料、または当該技術分野で知られている任意の適切な材料で構成され、夫々の第１の部分１６１にプレスまたは接着されてもよい。一実施形態において、第１の部分１６１及びコイルアセンブリ１６４は、単一部品として構築されてもよい。一実施形態において、第１の部分１６１及び磁石アセンブリ１６５は、単一部品として構築されてもよい。一実施形態において、第１の部分１６１及びコイルアセンブリ１６４は、別部品として構築されてもよい。一実施形態において、第１の部分１６１及び磁石アセンブリ１６５は、別部品として構築されてもよい。ドライバ１４及びピックオフセンサ１６、１６'は、大凡円筒形であるが、代替の実施形態ではあらゆる適切な形状が用いられる。更に、一実施形態において、ピックオフセンサ１６、１６'は、アセンブリのコイル側とアセンブリの磁石側との間の質量と慣性モーメントが実質的に同じになるように構築されている。
【００３１】
ストラップされたドライバ及びピックオフ
図１０は、ドライバ１４a及びピックオフセンサ１６a、１６a'の実施形態を示す。これらはまた図２にも示される。これらの実施形態にて、ピックオフセンサ１６ａ、１６ａ'は夫々、ストラップ１７３で導管１３０ａ、１３０ｂに夫々固定されたコイル部分１７０及び磁石部分１７１から作られている。示される実施形態にて、ストラップ１７３は、導管１３０ａ、１３０ｂ、並びにコイル部分１７０及び磁石部分１７１の１つに巻き付いて、夫々の部分１７０、１７１を夫々の導管１３０ａ、１３０ｂに固定するストラップタイである。ひだ部分１７４は、ストラップ１７３の弛みを取り除き、夫々の部分１７０、１７１を夫々の導管１３０ａ、１３０ｂに固定するのに十分な張力を提供する。ひだスタイルのストラップに加えて、ロッキングタイ、ビーズタイ、解放可能なタイ、はしごスタイルのタイ、平行進入ケーブルタイ、ティアオフタイ、及び当該技術分野で知られている他のタイまたはストラップなどの他のストラップが考えられる。ストラップは、プラスチック、ナイロン、ポリマー、金属、布地、複合材、それらの組み合わせ、及び当該技術分野で知られている他の任意の材料から作られてもよい。ストラップ１７３は、緩めたり締め直したりすることができる。一実施形態において、ストラップ１７３は、破損によってのみ取り外し可能である。一実施形態では、ストラップ１７３は交換可能であってもよい。
示されたコイル部分１７０及び磁石部分１７１の形状は、丸い領域１７５を備えた大凡長方形であるが、他の形状が考えられる。
【００３２】
他の実施形態について説明したのと同じやり方で、ドライバ１４ａは、典型的には図示のようなボイスコイル型装置などの電気的機械装置で振動式導管１３０ａ、１３０ｂを振動させる。同様の構成がピックオフセンサ１６a、１６a'によって利用される。ボイスコイル型ドライバ１４ａ又はピックオフセンサ１６ａ、１６ａ'は、流れ導管１３０ａに取り付けられた磁石及び流れ導管１３０ｂに取り付けられた対向コイルなど、多くの周知の構成の１つを備えてもよい。ドライバ１４ａの場合、コイル部分１７０内のコイルに交流電流が流され、これにより両方の導管１３０ａ、１３０ｂが振動する。適切な駆動信号がメータ電子機器２０によって印加される。ピックオフセンサ１６a、１６a'の場合、ドライバ１４aによって引き起こされる振動により、コイル部分１７０は、磁石部分１７１の近接及び相対運動の結果として電圧を生成する。この電圧信号はメータ電子機器に付与される。これらの構成は当該技術分野で周知であり、更なる詳細な記載は簡潔さの目的から省略する。
【００３３】
ドライバ１４a及びピックオフセンサ１６a、１６a'は、プラスチック、金属、複合材料又は当該技術分野で公知の適切な材料から構成される。
開示された実施形態のブレースバー１４０、１４０'、１４０ａ、１４０ａ、クランプカラー１６０、コイル部分及び磁石部分１７０、１７１及び他の部分は、あらゆる適切な製造工程で形成され得る。例えば、ブレースバー１４０、１４０'は、押し出し成形または圧延成形されたビレットから形成されてもよいが、これに限定されない。クランプカラー１６０の直径は、広く入手可能な棒材の寸法又はほぼその寸法になるように選択することができる。クランプカラー１６０の外面は、旋盤上で棒材または他の適切な材料を回転させることにより更に形成されてもよい。機械加工操作、ＥＤＭ、ウォータージェット、３Ｄ印刷、射出成形、プラスチックまたは金属、鋳造、及び当該技術分野で知られている他の製造工程が考えられる。
【００３４】
例えば、旋盤及び他の類似の製造工程は、高い処理能力で、クランプカラー１６０の外面の寸法を安価かつ厳密に制御することができる。例えば、コイル部分及び磁石部分１７０、１７１を形成する際に、鋳造後のミリングを使用してもよい。クランプカラー１６０は、ろう付け、溶接、接着剤の使用などの任意の適切な方法でコイルアセンブリ１６４及び磁石アセンブリ１６５に固定することができる。
【００３５】
上記の実施形態の詳細な説明は、本出願の範囲内にあるべき、本発明者らによって企図されているすべての実施形態の包括的な説明ではない。事実、当業者であれば、上述した実施形態の特定の要素は、さらなる実施形態を作成するために様々に組み合わせ、又は、なくすことができ、そのようなさらなる実施形態が本出願の範囲及び教示の中に入ることは認識されよう。上述した実施形態は、本発明の範囲及び教示内の追加の実施形態を作成するために全体的に又は部分的に組み合わせることができることも、当業者には諒解されよう。
【００３６】
このように、特定の実施形態が説明の目的で記載されているが、関連技術の熟練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。ここに付与された開示は他のセンサ、センサブラケット及び導管に適用され得て、上記の記載及び添付の図面に示す実施形態に適用されるのではない。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【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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