(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定する方法であって、
前記流体を、管外壁と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、前記マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルへと流すステップと、
前記マルチチャネル流通管に結合し、駆動信号に応答して駆動周波数ωで前記マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバに、前記駆動信号を加えるステップと、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフで前記マルチチャネル流通管のたわみを測定するステップと
を含み、
前記流体は、動粘度νおよび逆ストークス数δを有し、前記２つ以上の流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは
【数２５】
0006896156.tif 000026
である方法。
【請求項２】
マルチチャネル流通管を備える振動式計器で流体を測定する方法であって、
前記流体の逆ストークス数δおよび動粘度νを受け取るステップと、
管外壁と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、前記マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆを受け取るステップと、
駆動周波数ωを、
【数２６】
0006896156.tif 000027
であるように決定するステップと、
前記マルチチャネル流通管に結合したドライバに前記駆動周波数ωの駆動信号を加えるステップと、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフで前記マルチチャネル流通管のたわみを測定するステップと
を含む方法。
【請求項３】
マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定する方法であって、
前記流体を、管外壁と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、前記マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルへと流すステップと、
前記マルチチャネル流通管に結合し、駆動信号に応答して前記マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバに、前記駆動信号を加えるステップと、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフで前記マルチチャネル流通管のたわみを測定するステップと
を含み、
前記流体は、音速ｃを有し、前記２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは
【数２７】
0006896156.tif 000028
である方法。
【請求項４】
マルチチャネル流通管を備える振動式計器で流体を測定する方法であって、
前記流体の音速ｃを受け取るステップと、
管外壁と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、前記マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆを受け取るステップと、
駆動周波数ωを、
【数２８】
0006896156.tif 000029
であるように決定するステップと、
前記マルチチャネル流通管に結合したドライバに前記駆動周波数ωの駆動信号を加えるステップと、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフで前記マルチチャネル流通管のたわみを測定するステップと
を含む方法。
【請求項５】
マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定する方法であって、
前記流体を、管外壁と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、前記マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルへと流すステップと、
前記マルチチャネル流通管に結合し、駆動信号に応答して前記マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバに、前記駆動信号を加えるステップと、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフで前記マルチチャネル流通管のたわみを測定するステップと
を含み、
前記マルチチャネル流通管は、有効管長Ｌを有し、前記２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは
【数２９】
0006896156.tif 000030
である方法。
【請求項６】
前記流体は、多相流体である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記２つ以上の流体チャネルの各々は、少なくとも第１の寸法に前記有効直径ｄｅｆｆを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つは、第１の寸法および第２の寸法に有効直径ｄｅｆｆを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記２つ以上の流体チャネルの前記有効直径ｄｅｆｆは、０．３インチ未満である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記マルチチャネル流通管の前記管外壁は、実質的に円形である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に直線状である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に円形である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
マルチチャネル流通管（３００、４００、５００）を含んでいる振動式計器（５）であって、
計器電子機器（２０）に通信可能に結合し、
管外壁（３０４、４０４、５０４）と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁（３０６、４０６、５０６）とによって形成された、２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）を備えているマルチチャネル流通管と、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ（１７０ｌ、１７０ｒ）と、
前記マルチチャネル流通管に結合し、前記マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバ（１８０）と
を備えている計器アセンブリ（１０）、および
前記ドライバ（１８０）に結合した計器電子機器（２０）
を備えており、
前記計器電子機器は、
流体の逆ストークス数δ（１１１２）および動粘度ν（１１１０）を受け取り、
前記マルチチャネル流通管の前記２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）を受け取り、
駆動周波数ω（１１０８）を、
【数３０】
0006896156.tif 000031
であるように決定し、
前記マルチチャネル流通管に結合した前記ドライバに前記駆動周波数ωの駆動信号を加え、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられた前記ピックオフで前記マルチチャネル流通管のたわみを測定するように構成されている、振動式計器（５）。
【請求項１４】
マルチチャネル流通管（３００、４００、５００）を含んでいる振動式計器（５）であって、
計器電子機器（２０）に通信可能に結合した計器アセンブリ（１０）
を備えており、
前記計器アセンブリは、
管外壁（３０４、４０４、５０４）と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁（３０６、４０６、５０６）とによって形成された２つ以上の流体チ
ャネル（３０２、４０２、５０２）を備えており、該２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）のうちの少なくとも１つは有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）を有しているマルチチャネル流通管と、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ（１７０ｌ、１７０ｒ）と、
前記マルチチャネル流通管に結合し、前記マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバ（１８０）と
を備え、
前記計器電子機器は、前記ドライバに結合し、
前記計器電子機器は、
流体の逆ストークス数δ（１１１２）および動粘度ν（１１１０）を受け取り、
前記マルチチャネル流通管の前記２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの前記有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）を受け取り、
駆動周波数ω（１１０８）を、前記流体の音速をｃ（１１１８）として、
【数３１】
0006896156.tif 000032
であるように決定し、
前記マルチチャネル流通管に結合した前記ドライバに前記駆動周波数ωの駆動信号を加え、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられた前記ピックオフで前記マルチチャネル流通管のたわみを測定するように構成されている、振動式計器（５）。
【請求項１５】
マルチチャネル流通管（３００、４００、５００）を含んでいる振動式計器（５）であって、
前記マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ（１７０ｌ、１７０ｒ）と、
前記マルチチャネル流通管に結合し、前記マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバ（１８０）と、
管外壁（３０４、４０４、５０４）と該管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁（３０６、４０６、５０６）とによって形成された２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）を備え、有効管長Ｌを有しており、前記２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）のうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）が
【数３２】
0006896156.tif 000033
である前記マルチチャネル流通管と
を備える、振動式計器（５）。
【請求項１６】
前記２つ以上の流体チャネルの各々は、第１の寸法に前記有効直径ｄｅｆｆを有する、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の振動式計器。
【請求項１７】
前記２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つは、第１の寸法および第２の寸法に有効直径ｄｅｆｆを有する、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の振動式計器。
【請求項１８】
前記１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に直線状である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の振動式計器。
【請求項１９】
前記１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に円形である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の振動式計器。
【請求項２０】
前記２つ以上の流体チャネルの前記有効直径ｄｅｆｆは、０．３インチ未満である、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の振動式計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下で説明される例は、振動計および振動計の使用方法に関する。より具体的には、これらの例は、マルチチャネル流通管を備える振動式計器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量計および振動式密度計などの振動式計器は、典型的には、流れている物質（material）を含んでいる振動している流通管の運動を検出することによって動作する。質量流量、密度、などの流通管内の物質に関する特性を、流通管に組み合わせられた運動トランスデューサから受信される測定信号を処理することによって割り出すことができる。振動式計器は、直線状または曲線状の構成の１つ以上の流通管を備える計器アセンブリを有する。例えば、コリオリ質量流量計の各々の流通管の構成は、単純な曲げ、ねじり、または結合型であり得る一連の固有振動モードを有する。各々の流通管を、好ましいモードで振動するように駆動することができる。流量計を通る流れが存在しない場合、流通管へと加えられる駆動力により、流通管に沿ったすべての点が同一の位相で振動し、あるいは流れがゼロであるときに測定される時間遅延である小さな「ゼロオフセット」で振動する。
【０００３】
物質が流通管を通って流れ始めると、コリオリ力により、流通管に沿った各点が異なる位相を有する。例えば、流量計の入口端における位相が、中央のドライバ位置の位相よりも遅れる一方で、出口における位相は、中央のドライバ位置の位相よりも進む。流通管上のピックオフが、流通管の運動を表す正弦波信号を生成する。ピックオフから出力された信号は、ピックオフ間の時間遅延を割り出すために処理される。２つ以上のピックオフの間の時間遅延は、流通管を通って流れる物質の質量流量に比例する。
【０００４】
ドライバに接続された計器電子機器が、ドライバを動作させ、ピックオフから受信される信号からプロセス物質の質量流量および／または他の特性を割り出すための駆動信号を生成する。ドライバは、多数の周知の構成のうちの１つを備えることができるが、磁石および対向する駆動コイルが、流量計の業界において大きな成功を収めている。所望の流通管の振幅および周波数で流通管を振動させるために、駆動コイルに交流電流が流される。ピックオフを、ドライバの構成にきわめてよく似た磁石とコイルとからなる構成として設けることも、技術的に知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体中の同伴ガスおよび湿潤ガスが、とりわけ石油およびガス生産産業において、コリオリ流量計の適用における一般的な問題である。振動式計器が振動するとき、粒子またはバルク流体の内部に形成される気泡／液滴が、バルク流体から分離する可能性がある。さらに、多相の流体および単相の気体において見られる音速（ＶＯＳ）効果が、さらなる測定誤差を引き起こす可能性がある。フロープロファイル効果が、すべての種類の流量計において、さらなる懸念の領域である。レイノルズ数が低い場合、典型的には流量計内の流体の高い粘度ゆえに、流量計の感度を低下させかねない粘度関連の影響が存在する。管の直径に対する管の長さの比率が小さい大型の計器ほど、より悪影響を受ける可能性がある。
【０００６】
多相の流体を測定するという課題に対する従来の解決策は、測定値から分離の誤差を特定および／または除外するためのやり方を取り入れており、アラーム処理、信号処理、およびノイズ除去、ならびに振動式計器へのより広いモード分離を含んでいる。従来の解決策はいくつかの改善を提供しているが、計器の性能は、分離の誤差の影響を依然として受けている。
【０００７】
ＶＯＳ効果という課題に対する従来の解決策は、音速およびプロセス流体の圧力を測定して、生じる測定誤差を推定することを含む。流体データのユーザによる入力を含む他の方法も提案されている。しかしながら、流量計に追加のセンサおよび検出器を備えると、流量計が複雑になり、これは望ましくなく、ユーザによって入力される流体特性データは、誤入力の可能性があり、あるいは時間とともに変化する可能性がある。
【０００８】
フロープロファイル効果という課題に対する従来の解決策は、流量計の流通管の長さを比較的長くすることを含んでいる。この解決策は、測定誤差の少ない流量計をもたらしているが、結果として大きくなる流量計の寸法は、多くのプロセス用途に適さない。
【０００９】
したがって、誤差の原因自体を除去することにより、多相、分離、ＶＯＳ、またはフロープロファイル効果を考慮して、流体の流量を正確に測定することができる流通管および流量計について、ニーズが存在する。このような解決策を、マルチチャネル流通管によって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定する方法が提供される。この方法は、流体を、管外壁と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルへと流すステップと、マルチチャネル流通管に結合し、駆動信号に応答して駆動周波数ωでマルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバに、駆動信号を加えるステップと、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフでマルチチャネル流通管のたわみを測定するステップとを含み、流体は、動粘度νおよび逆ストークス数δを有し、２つ以上の流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは
【００１１】
【数１】
0006896156.tif 000002
【００１２】
である。
【００１３】
マルチチャネル流通管を備える振動式計器で流体を測定する方法が提供される。この方法は、流体の逆ストークス数δおよび動粘度νを受け取るステップと、管外壁と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆを受け取るステップと、駆動周波数ωを、
【００１４】
【数２】
0006896156.tif 000003
【００１５】
であるように決定するステップと、マルチチャネル流通管に結合したドライバに駆動周波数ωの駆動信号を加えるステップと、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフでマルチチャネル流通管のたわみを測定するステップとを含む。
【００１６】
マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定する方法が提供される。この方法は、流体を、管外壁と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルへと流すステップと、マルチチャネル流通管に結合し、駆動信号に応答してマルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバに、駆動信号を加えるステップと、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフでマルチチャネル流通管のたわみを測定するステップとを含み、流体は、音速ｃを有し、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは、
【００１７】
【数３】
0006896156.tif 000004
【００１８】
である。
【００１９】
マルチチャネル流通管を備える振動式計器で流体を測定する方法が提供される。この方法は、流体の音速ｃを受け取るステップと、管外壁と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆを受け取るステップと、駆動周波数ωを、
【００２０】
【数４】
0006896156.tif 000005
【００２１】
であるように決定するステップと、マルチチャネル流通管に結合したドライバに駆動周波数ωの駆動信号を加えるステップと、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフでマルチチャネル流通管のたわみを測定するステップとを含む。
【００２２】
マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定する方法が提供される。この方法は、流体を、管外壁と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成された、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルへと流すステップと、マルチチャネル流通管に結合し、駆動信号に応答してマルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバに、駆動信号を加えるステップと、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフでマルチチャネル流通管のたわみを測定するステップとを含み、マルチチャネル流通管は、有効管長Ｌを有し、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは
【００２３】
【数５】
0006896156.tif 000006
【００２４】
である。
【００２５】
マルチチャネル流通管（３００、４００、５００）を含む振動式計器（５）が提供される。この振動式計器は、計器電子機器（２０）に通信可能に結合した計器アセンブリ（１０）を備える。計器アセンブリは、管外壁（３０４、４０４、５０４）と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁（３０６、４０６、５０６）とによって形成された２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）を備えているマルチチャネル流通管と、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ（１７０ｌ、１７０ｒ）と、マルチチャネル流通管に結合し、マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバ（１８０）とを備える。計器電子機器（２０）は、ドライバ（１８０）に結合し、計器電子機器は、流体の逆ストークス数δ（１１１２）および動粘度ν（１１１０）を受け取り、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）を受け取り、駆動周波数ω（１１０８）を、
【００２６】
【数６】
0006896156.tif 000007
【００２７】
であるように決定し、マルチチャネル流通管に結合したドライバに駆動周波数ωの駆動信号を加え、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフでマルチチャネル流通管のたわみを測定するように構成される。
【００２８】
マルチチャネル流通管（３００、４００、５００）を含む振動式計器（５）が提供される。この振動式計器は、計器電子機器（２０）に通信可能に結合した計器アセンブリ（１０）を備える。計器アセンブリは、管外壁（３０４、４０４、５０４）と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁（３０６、４０６、５０６）とによって形成された２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）を備えており、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つは有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）を有しているマルチチャネル流通管と、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ（１７０ｌ、１７０ｒ）と、マルチチャネル流通管に結合し、マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバ（１８０）とを備える。計器電子機器は、ドライバに結合し、計器電子機器は、流体の逆ストークス数δ（１１１２）および動粘度ν（１１１０）を受け取り、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）を受け取り、駆動周波数ω（１１０８）を、流体の音速をｃ（１１１８）として、
【００２９】
【数７】
0006896156.tif 000008
【００３０】
であるように決定し、マルチチャネル流通管に結合したドライバに駆動周波数ωの駆動信号を加え、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフでマルチチャネル流通管のたわみを測定するように構成される。
【００３１】
マルチチャネル流通管（３００、４００、５００）を含む振動式計器（５）が提供される。振動式計器は、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ（１７０ｌ、１７０ｒ）と、マルチチャネル流通管に結合し、マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバ（１８０）と、管外壁（３０４、４０４、５０４）と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁（３０６、４０６、５０６）とによって形成された２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）を備え、有効管長Ｌを有しており、２つ以上の流体チャネル（３０２、４０２、５０２）のうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆ（１１１４）が
【００３２】
【数８】
0006896156.tif 000009
【００３３】
であるマルチチャネル流通管とを備える。
【００３４】
態様
さらなる態様によれば、流体は、多相流体であってよい。
【００３５】
さらなる態様によれば、２つ以上の流体チャネルの各々は、少なくとも第１の寸法に有効直径ｄｅｆｆを有し得る。
【００３６】
さらなる態様によれば、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つは、第１の寸法および第２の寸法に有効直径ｄｅｆｆを有し得る。
【００３７】
さらなる態様によれば、２つ以上の流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは、０．３インチ未満であってよい。
【００３８】
さらなる態様によれば、マルチチャネル流通管の管外壁は、実質的に円形であってよい。
【００３９】
さらなる態様によれば、１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に直線状であってよい。
【００４０】
さらなる態様によれば、１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に円形であってよい。
【００４１】
さらなる態様によれば、２つ以上の流体チャネルの各々は、第１の寸法に有効直径ｄｅｆｆを有し得る。
【００４２】
さらなる態様によれば、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つは、第１の寸法および第２の寸法に有効直径ｄｅｆｆを有し得る。
【００４３】
さらなる態様によれば、１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に直線状であってよい。
【００４４】
さらなる態様によれば、１つ以上のチャネル隔壁は、実質的に円形であってよい。
【００４５】
さらなる態様によれば、２つ以上の流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは、０．３インチ未満であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
同じ参照番号は、すべての図において同じ要素を表している。図面は、必ずしも縮尺どおりではない。
【図１】一例による振動流量計を示している。
【図２】振動式流量計の流通管の断面を示している。
【図３】一例によるマルチチャネル流通管の断面を示している。
【図４】一例によるマルチチャネル流通管の断面を示している。
【図５】一例によるマルチチャネル流通管の断面を示している。
【図６】一例による方法を示している。
【図７】一例による方法を示している。
【図８】一例による方法を示している。
【図９】一例による方法を示している。
【図１０】一例による方法を示している。
【図１１】一例による計器電子機器を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本開示は、マルチチャネル流通管を含む振動式計器、およびマルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定する方法を説明する。
【００４８】
図１が、一例によるマルチチャネル流通管１３０を備える振動式計器５を示している。図１に示されるように、振動式計器５は、計器アセンブリ１０および計器電子機器２０を備える。計器アセンブリ１０は、プロセス物質の質量流量および密度に応答する。計器電子機器２０は、通信経路２６によって密度、質量流量、および温度情報をもたらし、さらには他の情報をもたらすために、リード線１００によって計器アセンブリ１０に接続される。さらには、情報およびコマンドを通信経路２６を介して計器電子機器２０において受信することができる。
【００４９】
コリオリ流量計の構造が説明されるが、これは限定を意図したものではない。当業者であれば、本出願を振動管式密度計、音叉式密度計、などとして実施できることを、容易に理解できるであろう。
【００５０】
計器アセンブリ１０は、１対のマニホールド１５０および１５０’と、フランジネック１１０および１１０’を有するフランジ１０３および１０３’と、１対の平行なマルチチャネル流通管１３０および１３０’と、ドライバ１８０と、１対のピックオフセンサ１７０ｌおよび１７０ｒとを含む。マルチチャネル流通管１３０および１３０’は、流通管取り付けブロック１２０および１２０’においてお互いに向かって収束する２つの本質的にまっすぐな入口レグ１３１、１３１’および出口レグ１３３、１３３’を有する。マルチチャネル流通管１３０、１３０’は、それらの長さに沿った２つの対称な位置において曲がり、それらの長さの全体にわたって本質的に平行である。補強バー１４０および１４０’が、各々のマルチチャネル流通管１３０、１３０’の振動の中心軸ＷおよびＷ’を定めるように機能する。マルチチャネル流通管１３０、１３０’のレグ１３１、１３１’および１３３、１３３’は、流通管取り付けブロック１２０および１２０’に不動に取り付けられ、次いでこれらのブロックは、マニホールド１５０および１５０’に不動に取り付けられる。これは、計器アセンブリ１０を通る連続的な閉じた物質の経路をもたらす。
【００５１】
穴１０２および１０２’を有するフランジ１０３および１０３’が、入口端１０４および出口端１０４’を介し、測定対象のプロセス物質を運ぶプロセス配管（図示せず）へと接続されると、物質は、フランジ１０３のオリフィス１０１を通って計器の入口端１０４に進入し、マニホールド１５０を通って表面１２１を有する流通管取り付けブロック１２０へと導かれる。マニホールド１５０において、物質は分割され、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を通って送られる。マルチチャネル流通管１３０、１３０’を出ると、プロセス物質は、表面１２１’を有するブロック１２０’およびマニホールド１５０’において再び合流して単一の流れとなり、その後に穴１０２’を有するフランジ１０３’によってプロセス配管（図示せず）へと接続された出口端１０４’に送られる。
【００５２】
マルチチャネル流通管１３０、１３０’は、それぞれの曲げ軸Ｗ−ＷおよびＷ’−Ｗ’の周りの質量分布、慣性モーメント、およびヤング率が実質的に同じであるように選択され、流通管取り付けブロック１２０、１２０’に適切に取り付けられる。これらの曲げ軸は、補強バー１４０、１４０’を通過する。
【００５３】
両方のマルチチャネル流通管１３０、１３０’は、ドライバ１８０によって、それぞれの曲げ軸ＷおよびＷ’を中心にして反対の方向に、いわゆる流量計の第１の逆位相曲げモードで駆動される。このドライバ１８０は、マルチチャネル流通管１３０’に取り付けられた磁石、およびマルチチャネル流通管１３０に取り付けられ、両方のマルチチャネル流通管１３０、１３０’を振動させるために交流電流が通される対向するコイルなど、多数の周知の構成のうちの任意の１つを備えることができる。適切な駆動信号が、計器電子機器２０によって、リード線１８５を介して、ドライバ１８０に印加される。
【００５４】
計器電子機器２０は、リード線１６５ｌ、１６５ｒにそれぞれ現れる左右のセンサ信号を受信する。計器電子機器２０は、ドライバ１８０へのリード線１８５に現れる駆動信号を生成し、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を振動させる。計器電子機器２０は、左右のセンサ信号およびＲＴＤ信号を処理して、計器アセンブリ１０を通過する物質の質量流量および密度を計算する。この情報を、他の情報とともに、通信経路２６を介して計器電子機器２０によって送信することができる。
【００５５】
図１は、計器電子機器２０と通信する単一の計器アセンブリ１０を示しているが、当業者であれば、複数のセンサアセンブリが計器電子機器２０と通信できることを、容易に理解できるであろう。さらに、計器電子機器２０は、さまざまな異なる種類のセンサを動作させることが可能であってよい。計器電子機器２０と通信する計器アセンブリ１０などの各々のセンサアセンブリは、計器電子機器２０内の記憶システムの専用部分を有することができる。
【００５６】
計器電子機器２０は、当業者であれば理解できるとおり、さまざまな他のコンポーネントおよび機能を含むことができる。これらの追加の特徴は、簡潔かつ明瞭にするために、説明および図面から省略され得る。
【００５７】
振動式計器５は、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を含む。マルチチャネル流通管１３０、１３０’は、単相または多相の流体などの物質が流れることができる複数の流体チャネルを有する。すなわち、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を通って流れる流体は、２つ以上の流体チャネルを通って流れることができる。マルチチャネル流通管１３０、１３０’は、流体の分離、ＶＯＳ誤差、またはフロープロファイル効果に関連する問題に対処することによって、多相の測定の誤差を改善することができる。
【００５８】
図２が、流通管２００を示している。流通管２００は、管外壁２０２を含む。例えば液体または気体などのバルク流体を有する多相流体が、例えば、液滴、固体、または気泡など、バルク流体とは異なる密度を有する粒子を含むとき、流通管２００を含む振動式流量計において、分離誤差が生じ得る。流通管２００の振動中の多相流体内の粒子の分離は、振動式計器の測定値における誤差の原因をもたらす。
【００５９】
流通管２００が多相流体と共に振動する場合、バルク流体内の粒子の分布は、無限液体媒体における粒子の均一な分布を示さない可能性がある。また、壁効果が、管外壁２０２に近い領域において、バルク流体中の粒子の分離の発生を防止することができる。壁効果を、粒子が壁から粒子半径の２倍の距離の範囲内にない限り、無視できることが計算によって示されている（Ｆｉｓｃｈｅｒ  ＰＦ  ｅｔ  ａｌ．２００５．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｗａｌｌ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｌｉｆｔ  ａｎｄ  ｄｒａｇ  ｏｆ  ａ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｉｎ  ａｎ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ  ｆｌｏｗ．Ｊ．Ｆｌｕｉｄｓ  Ｅｎｇ．１２７：５８３−５９５）。したがって、管の直径がｄｅｆｆであり、粒子の半径がｒｐａｒｔである場合、以下の関係が、壁効果によって粒子の分離が防止される場合を表す。
【００６０】
【数９】
0006896156.tif 000010
【００６１】
管外壁２０２は、図２には無視できる厚さであるとして描かれているが、管の直径ｄｅｆｆは、流体が自由に流れることができる流通管内の内径を指す。
【００６２】
図２は、この関係を、典型的な粒子２０４で概略的に示している。流通管２００の有効直径ｄｅｆｆ２０８が６ｒｐａｒｔに等しいため、壁効果によって粒子２０４の分離が抑制される。
【００６３】
しかしながら、多くの振動式計器においては、多相流体の粒子が管の直径に比べて小さく、壁効果は無視できる。したがって、分離および大きな測定誤差が生じる。
【００６４】
粒子の分離の尺度として、逆ストークス数を使用することが可能である。逆ストークス数δは、粘性拡散の時間スケールに対する振動の時間スケールの比率を表す。このパラメータは、振動する粒子の運動を予測するきわめて重要なやり方を提供することができる。逆ストークス数は、動粘度ν、周波数ω、および粒子半径ｒｐａｒｔに関係する。
【００６５】
【数１０】
0006896156.tif 000011
【００６６】
多相流体の逆ストークス数δが大きい場合、分離の振幅は小さくなる。小さい逆ストークス数は、流体の動粘度が低く、粒子サイズが大きく、あるいは計器の振動周波数ωが高い場合の大量の分離に相当し得る。式１および式２を組み合わせることにより、ｄｅｆｆを逆ストークス数δに関して表すことができる。
【００６７】
【数１１】
0006896156.tif 000012
【００６８】
式３から見て取ることができるとおり、きわめて高い周波数の計器は、所与の粒子サイズにおいて分離を防止するために、より小さな有効直径から利益を得ることができる。逆ストークス数δは、或る範囲の駆動周波数ωの値および粒子半径ｒｐａｒｔの値を説明することができるため、式３を使用して、広い範囲の多相流体を測定するように構成された振動式計器を生み出すことができる。
【００６９】
いくつかの例において、ｄｅｆｆは０．３インチ未満であり得る。さらなる例において、ｄｅｆｆは０．２５〜０．３インチの間であり得る。しかしながら、さらなる例において、ｄｅｆｆは、当業者であれば理解できるとおり、上述の壁効果の利益をもたらすことができる任意の他の値であり得る。
【００７０】
いくつかの例において、粒子半径ｒｐａｒｔは、多相流体の表面張力、乱流（流量）、または他の因子に関連する粒子サイズの分布を表し得る。さらなる例において、粒子半径ｒｐａｒｔは、粒子サイズの分布の平均または中央値を表し得る。
【００７１】
駆動周波数ωについて式３を解くことにより、既知の動粘度ν、逆ストークス数δ、および既知の有効直径ｄｅｆｆを有するマルチチャネル流通管において多相流体の分離を最小化する振動式計器を動作させるための駆動周波数ωを決定することが可能になり得る。
【００７２】
【数１２】
0006896156.tif 000013
【００７３】
いくつかの例において、周波数ωは１００Ｈｚ以下であり得る。
【００７４】
多相流体中の気泡および粒子の相対運動によって引き起こされる分離誤差に加えて、コリオリ計器は、測定流体の音速が低い場合や、計器の振動周波数ωが高い場合に、音速効果にも直面する可能性がある。気体は液体よりも低い音速を有し、これら２つの混合物から低い速度がもたらされ得る。たとえ少量の気体でも液体に加わると、多相流体の音速が、いずれかの独立相の音速を下回って劇的に低下する可能性がある。
【００７５】
流通管の振動は、計器の駆動周波数で横方向に振動する音波を生じ得る。単相液体の場合にあり得るように、流体の音速が高い場合、円形の導管を横切る横音波の第１の音響モードは、駆動周波数よりもはるかに高い周波数になり得る。しかしながら、例えば液体に気体が加わることによって音速が低下すると、音響モードの周波数も低下する。音響モードおよび駆動モードの周波数が近い場合、駆動モードによる音響モードのオフレゾナンス励起により、計器誤差が生じる。典型的なプロセス圧力における小径または低周波数の計器の場合、音速効果は、計器の指定精度と比べて無視できるかもしれない。しかしながら、大径または高周波数のコリオリ計器の場合、音速が、駆動モードと流体振動モードと間の相互作用によって重大な測定誤差を引き起こすほど充分に低くなる可能性がある。
【００７６】
２００６年にＨｅｍｐおよびＫｕｔｉｎによって説明（Ｊ．ＨＥＭＰ  ＡＮＤ  Ｊ．ＫＵＴＩＮ．２００６．Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｅｒｒｏｒｓ  ｉｎ  Ｃｏｒｉｏｌｉｓ  ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ  ｒｅａｄｉｎｇｓ  ｄｕｅ  ｔｏ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｆｌｕｉｄ  ｂｅｉｎｇ  ｍｅｔｅｒｅｄ．Ｆｌｏｗ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ．１７：３５９−３６９．）されたとおり、音速効果（ＶＯＳ）が懸念となり得る用途において、以下の式が、流量誤差のパーセンテージとして表される質量流量誤差
【００７７】
【数１３】
0006896156.tif 000014
【００７８】
を予測する。
【００７９】
【数１４】
0006896156.tif 000015
【００８０】
ここで、ｃは流体内の音速であり、ωは流通管の駆動周波数である。
質量流量
【００８１】
【数１５】
0006896156.tif 000016
【００８２】
の誤差しきい値
【００８３】
【数１６】
0006896156.tif 000017
【００８４】
が０．１％である場合、以下の制約を定めることができる。
【００８５】
【数１７】
0006896156.tif 000018
【００８６】
例えば、音速ｃが１３，５０４インチ／ｓの周囲空気を、有効直径ｄｅｆｆが０．６４０インチ未満のマルチチャネル流通管を有しており、駆動周波数３００Ｈｚ、すなわち２＊π＊３００＝１，８８５ｒａｄ／ｓの角速度で動作する流量計で測定する場合、０．１％という誤差しきい値
【００８７】
【数１８】
0006896156.tif 000019
【００８８】
を達成することができる。
【００８９】
単相および多相流体を含む他の用途において、フロープロファイル効果が懸念され得る。流通管の直径（Ｄ）または内径に対する流通管の長さ（Ｌ）の比率が、フロープロファイル効果が問題となる場合の計器の重要な考慮事項である。より大きな振動式計器は、比較的低いＬ／Ｄ比率を有する傾向にある。広範な実験室での実験により、Ｌ／Ｄ比率が２５以上の流量計において、フロープロファイル効果が少ないことが示されている。したがって、管束型計器の場合、以下の制約を満たすように有効直径ｄｅｆｆを選択することができる。
【００９０】
【数１９】
0006896156.tif 000020
【００９１】
例えば、流通管の有効長Ｌが７５インチである流量計は、有効直径ｄｅｆｆが３インチ未満であれば、フローの影響が小さいと考えられる。直径４．５インチの流通管外周を有する流通管の場合、単一のバッフルでＬＤ効果を排除することができる。
【００９２】
上記の式に従って決定された有効直径ｄｅｆｆを有するマルチチャネル流通管は、流体の分離、音速（ＶＯＳ）効果、およびフロー効果に関連する問題に対処することにより、振動式計器の測定精度を向上させることができる。以下で説明されるマルチチャネル流通管３００、４００、５００は、これらの誤差を先行技術によって教示されるように後処理において除去する代わりに、これらの誤差機構の発生自体の軽減に役立つことができる。さらに、マルチチャネル流通管３００、４００、５００は、以下でさらに詳しく説明されるように、流量計のサイズを大きくすることなく、管の直径（Ｄ）に対する管の長さ（Ｌ）の比率を効果的に増加させることにより、フロープロファイル効果を低減することもできる。
【００９３】
図３が、一例による典型的なマルチチャネル流通管３００の断面を示している。わかりやすくするために、図３〜図５の各々に、ｘ軸およびｙ軸を有する基準座標系が示されている。マルチチャネル流通管３００は、管外壁３０４と１つ以上のチャネル隔壁３０６とによって形成された２つ以上の流体チャネル３０２を含む。マルチチャネル流通管３００のこの例において、管外壁３０４の形状は実質的に円形である。いくつかの例において、実質的に円形とは、管外壁３０４の５０％超が円形であることを意味し得る。さらなる例において、実質的に円形とは、管外壁３０４の７５％超が円形であることを意味し得る。しかしながら、当業者であれば理解できるとおり、さらなる例において、管外壁３０４は任意の他の形状であってもよい。典型的なマルチチャネル流通管３００において、１つ以上のチャネル隔壁３０６は、互いに平行になるように配置された実質的に直線状の壁である。チャネル隔壁３０６は、それらの端部において管外壁３０４に結合している。
【００９４】
管外壁３０４の内面とチャネル隔壁３０６との間の領域が、流体をマルチチャネル流通管を通って流すことができる１つ以上の流体チャネル３０２を定める。１つ以上の流体チャネル３０２のうちの少なくとも１つは、第１の方向に、有効直径ｄｅｆｆ３０８、または管外壁３０４および／またはチャネル隔壁３０６の隣接部分の間の最も広い地点における距離を有し得る。例えば、流体チャネル３０２のうちの１つ以上は、ｘ方向に有効直径ｄｅｆｆを有し得る。いくつかの例において、ｘ方向は、マルチチャネル流通管３００が主に振動する方向であり得る。しかしながら、さらなる例において、ｘ方向は、マルチチャネル流通管３００が主に振動する方向と違ってもよい。したがって、有効直径ｄｅｆｆ３０８は、駆動方向における多相流体からの粒子の分離を防止する役に立つことができる。
【００９５】
図４が、一例によるマルチチャネル流通管４００の断面を示している。マルチチャネル流通管４００は、管外壁４０４と１つ以上のチャネル隔壁４０６ａ、４０６ｂとによって形成された２つ以上の流体チャネル４０２を含む。マルチチャネル流通管４００のこの例において、管外壁４０４の形状は実質的に円形である。
【００９６】
マルチチャネル流通管３００と同様に、マルチチャネル流通管４００は、実質的に直線状の壁であり、互いに実質的に平行な構成で配置され、それぞれの端部において管外壁４０４に結合した第１組のチャネル隔壁４０６ａを含む。さらに、マルチチャネル流通管４００は、第２組のチャネル隔壁４０６ｂを含むが、第２組のチャネル隔壁４０６ｂは、第１組のチャネル隔壁４０６ａに垂直になるように配置される。
【００９７】
したがって、流体チャネル４０２のうちのいくつかは、隣接する管外壁４０４、チャネル隔壁４０６ａ、およびチャネル隔壁４０６ｂの間に形成され、流体チャネル４０２のうちのいくつかは、隣接するチャネル隔壁４０６ａおよび４０６ｂの間に形成される。少なくとも１つの流体チャネル４０２は、第１の方向に、有効直径ｄｅｆｆ４０８ａ、あるいは管外壁４０４および／または対向するチャネル隔壁４０６ａまたは４０６ｂの隣接部分の間の最も広い地点における距離を有し得る。例えば、流体チャネル４０２のうちの１つ以上は、ｘ方向に有効直径ｄｅｆｆ４０８ａを有し得る。１つ以上の流体チャネル４０２のうちの少なくとも１つは、第２の方向に有効直径ｄｅｆｆをさらに有し得る。例えば、１つ以上の流体チャネル４０２は、ｙ方向に有効直径ｄｅｆｆ４０８ｂをさらに有し得る。第１の方向の有効直径ｄｅｆｆ４０８ａおよび第２の方向の有効直径ｄｅｆｆ４０８ｂを有する１つ以上の流体チャネルを備えることにより、例えば、流通管が軸ＷまたはＷ’などの軸を中心にしてねじれ、あるいは回転する場合など、マルチチャネル管の駆動が２つ以上の方向の変位を含む場合に、振動式計器における多相流体からの粒子の分離の防止を可能にすることができる。
【００９８】
図５が、一例によるさらなるマルチチャネル流通管５００の断面を示している。マルチチャネル流通管５００は、管外壁５０４と、２つ以上の流体チャネル５０２とを備える。流体チャネル５０２は、１つ以上のチャネル隔壁５０６によって形成される。チャネル隔壁５０６は、実質的に円形の形状である。
【００９９】
マルチチャネル流通管５００のこの例において、有効直径ｄｅｆｆ５０８は、それぞれのチャネル隔壁５０６の直径である。有効直径ｄｅｆｆ５０８は、断面の平面内のあらゆる方向において実質的に同じであるため、マルチチャネル流通管５００は、あらゆる方向の多相流体からの粒子の分離の防止に役立つことができる。
【０１００】
マルチチャネル流通管３００、４００、および５００の例は、限定を意図していない。当業者であれば理解できるとおり、さらなる例において、マルチチャネル流通管は、管外壁について異なる構成を含むことができる。さらなる例において、マルチチャネル流通管は、式３、６、または７による少なくとも１つの寸法における有効直径ｄｅｆｆの形成を可能にする任意の数または向きのチャネル隔壁を含むことができる。
【０１０１】
いくつかの例において、マルチチャネル流通管３００、４００、または５００は、流通管の全長に沿ってチャネル隔壁３０６、４０６、または５０６を含むことができる。他の例において、チャネル隔壁は、流通管の振動領域のみに沿って延びてよい。しかしながら、さらなる例において、チャネル隔壁は、流体チャネルの誤差低減の効果を、マルチチャネル流通管３００、４００、または５００において流体チャネルによって引き起こされ得る圧力損失とバランスさせるように、マルチチャネル流通管の振動領域の一部分についてだけ延びてもよい。
【０１０２】
マルチチャネル流通管３００、４００、５００は、有効管直径ｄｅｆｆを標準的な流通管よりも大幅に小さくできるため、多相分離、ＶＯＳ、またはフロー効果に関連するこれらの問題を、軽減または排除することができる。好都合には、従来の流量計を、式３、６、または７のいずれかに記載のｄｅｆｆを有するマルチチャネル流通管で改修することで、より小さな流通管有効直径ｄｅｆｆによってもたらされる利点を得ることができる。
【０１０３】
マルチチャネル流通管３００、４００、５００は、より小さい有効直径ｄｅｆｆを有するがゆえに、より大流量の振動式計器のＬ／Ｄ比率を大きくすることにより、より大型の振動式計器においてフロープロファイル効果を排除するために使用することができる。実際、個々の管直径が管外壁３０２、４０２、または５０２の半分の大きさであるマルチチャネル流通管が、多くの一般的なサイズの振動式計器において２５を超えるＬ／Ｄ比率をもたらすと考えられる。加えて、マルチチャネル流通管を使用して、フロープロファイル効果に悩むことがない任意のラインサイズで、よりコンパクトなコリオリ計器を可能にすることができる。
【０１０４】
図１１が、本出願の一例による振動式計器５の計器電子機器２０を示している。計器電子機器２０は、インターフェース１１０１および処理システム１１０３を含むことができる。処理システム１１０３は、ストレージシステム１１０４を含むことができる。前述のように、計器電子機器２０は、ドライバ１８０へと供給される駆動信号を生成し、ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒからの信号を受信することができる。計器電子機器２０は、計器アセンブリ１０を密度計、粘度計、またはコリオリ質量流量計などの流量計として動作させることができる。計器電子機器２０が、他の種類の振動式計器を動作させることもでき、提示の例は本発明の範囲を限定するものではないことを、理解すべきである。計器電子機器２０は、振動センサ信号を処理して、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を通過する流体の１つ以上の特性を求めることができる。
【０１０５】
インターフェース１１０１は、リード線１００を介して、ドライバ１８０またはピックオフ１７０ｌ、１７０ｒからセンサ信号を受信することができる。インターフェース１１０１は、任意のやり方でのフォーマット、増幅、バッファリング、など、任意の必要または所望の信号調整を行うことができる。あるいは、信号調整の一部または全部を、処理システム１１０３において実行してもよい。さらに、インターフェース１１０１は、計器電子機器２０と外部の装置との間の通信を可能にすることができる。加えて、インターフェース１１０１は、例えば、計器電子機器２０と外部の装置との間の通信を可能することができる。インターフェース１１０１は、任意のやり方の電子的、光学的、または無線通信が可能であってよい。
【０１０６】
一例におけるインターフェース１１０１は、計器アセンブリ１０の信号がアナログセンサ信号を含む場合に、デジタイザ（図示せず）を含むことができる。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。デジタイザは、デジタルセンサ信号を減量して必要な信号処理の量および処理時間を減らすデシメーションが必要であれば、これを実行することもできる。
【０１０７】
処理システム１１０３は、計器電子機器２０の動作を指揮し、計器アセンブリ１０からの密度／粘度／流量の測定値を処理する。処理システム１１０３は、振動式計器測定ルーチン１１０６および／または駆動周波数決定ルーチン１１１６などの１つ以上の処理ルーチンも実行することができる。
【０１０８】
処理システム１１０３は、汎用コンピュータ、マイクロ処理システム、論理回路、あるいは本明細書に記載の機能を実行することができる任意の他の汎用または専用の処理装置を備えることができる。処理システム１１０３を、複数の処理装置に分散させることができる。処理システム１１０３は、ストレージシステム１１０４など、任意のやり方の一体型または独立した電子記憶媒体を含むことができる。
【０１０９】
ストレージシステム１１０４は、計器パラメータおよびデータ、ソフトウェアルーチン、定数値、ならびに変数値を記憶することができる。ストレージシステム１１０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの主またはメインメモリを備えることができる。いくつかの例において、ストレージシステム１１０４は、ハードディスクドライブ、リムーバブルストレージデバイス、メモリカード、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、コンパクトディスクドライブ、デジタル多用途ディスク、ブルーレイディスク、光学式ストレージデバイス、テープバックアップ、または任意の他のコンピュータにとって使用可能または読み取り可能な記憶媒体を含むことができる。いくつかの例において、ストレージシステム１１０４は、非一時的な媒体を備えてもよい。
【０１１０】
ストレージシステム１１０４は、振動式計器測定ルーチン１１０６によって使用されてよく、さらには／あるいは駆動周波数決定ルーチン１１１６を駆動することができる変数をさらに記憶することができる。例えば、ストレージシステム１１０４は、上述のように、駆動周波数ω１１０８、動粘度ν１１１０、ストークス数δ１１１２、有効直径ｄｅｆｆ１１１４、音速ｃ１１１８、または流通管の長さｌを記憶する。
【０１１１】
一例において、ストレージシステム１１０４は、処理システム１１０３によって実行されるルーチンを含む。例えば、ストレージシステム１１０４は、振動式計器測定ルーチン１１０６および／または駆動周波数決定ルーチン１１１６を記憶することができる。計器電子機器２０は、振動式計器測定ルーチン１１０６を開始し、計器アセンブリ１０を使用して流体の測定値を得ることができる。いくつかの例において、振動式計器測定ルーチン１１０６は、上述のように、プロセス流体の質量流量、密度、または粘度を割り出すことができる。さらに、計器電子機器２０は、駆動周波数決定ルーチン１１１６を開始させることができる。いくつかの例においては、駆動周波数決定ルーチン１１１６を使用して、振動式計器測定ルーチン１１０６を使用して振動式計器５を動作させるために使用される駆動周波数ω１１０８を決定することができる。
【０１１２】
図６、図７、図８、図９、および図１０が、それぞれ方法６００、７００、８００、９００、および１０００を示している。方法６００のステップ６０４および６０６、方法７００のステップ７０８および７１０、方法８００のステップ８０４および８０６、方法９００のステップ９０８および９１０、ならびに方法１０００のステップ１００４および１００６はそれぞれ、振動式計器測定ルーチン１１０６の例を含む。方法７００のステップ７０２、７０４、および７０６、ならびに方法９００のステップ９０２、９０４、および９０６は、駆動周波数決定ルーチン１１１６の例を含む。処理システム１１０３を、センサ検証方法６００、７００、８００、９００、または１０００の任意の組み合わせの実行を含むことができる振動式計器測定ルーチン１１０６および／または駆動周波数決定ルーチン１１１６を実行するために必要な信号およびデータ処理を実行するように構成することができる。
【０１１３】
図６が、一例による方法６００を示している。方法６００を、マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定するために実行することができる。方法６００はステップ６０２で始まる。ステップ６０２において、流体が、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルへと流され、２つ以上のチャネルは、管外壁と管外壁の少なくとも一部分に沿って延びる１つ以上のチャネル隔壁とによって形成されている。
【０１１４】
例えば、流体を、管外壁３０４、４０４、５０４と１つ以上のチャネル隔壁３０６、４０６、５０６とによって形成されたマルチチャネル流通管３００、４００、５００の２つ以上の流体チャネル３０２、４０２、５０２へと流すことができる。
【０１１５】
方法６００はステップ６０４に続く。ステップ６０４において、駆動信号が、マルチチャネル流通管に結合したドライバに印加され、ドライバは、駆動信号に応答して駆動周波数ωでマルチチャネル流通管を振動させるように構成されている。
【０１１６】
例えば、駆動信号を、計器電子機器２０からリード線１８５を介してドライバ１８０に印加することができる。ドライバ１８０は、駆動信号に応答して駆動周波数ωでマルチチャネル流通管３００、４００、５００を振動させることができる。
【０１１７】
方法６００はステップ６０６に続く。ステップ６０６において、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフによってマルチチャネル流通管のたわみが測定され、ここで、流体は動粘度νおよび逆ストークス数δを有し、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは、
【０１１８】
【数２０】
0006896156.tif 000021
【０１１９】
である。
【０１２０】
例えば、マルチチャネル流通管３００、４００、５００のたわみを、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ１７０ｌおよび／または１７０ｒで測定することができる。２つ以上の流体チャネル３０２、４０２、５０２のうちの少なくとも１つは、式３に記載のとおりに決定されてよい有効直径ｄｅｆｆ３０８、４０８、５０８を含む。
【０１２１】
方法６００は、さまざまなバルク流体および粒子サイズを含むより広い範囲の多相流体において粒子の分離を防止することによって、測定の精度の改善をもたらすことができる。
【０１２２】
図７が、一例による方法７００を示している。方法７００を、マルチチャネル流通管を備える振動式計器による流体の測定に適用することができる。
【０１２３】
方法７００はステップ７０２で始まる。ステップ７０２において、流体の動粘度ν１１１０および／または逆ストークス数δ１１１２が受信される。動粘度ν１１１０および／または逆ストークス数δ１１１２は、ユーザによって入力され、ストレージシステム１１０４に保存されてもよい。例えば、動粘度ν１１１０および／または逆ストークス数δ１１１２は、測定動作の開始時、顧客の現場へのセンサの設置時、または任意の他の時点に入力されてよい。他の例において、動粘度ν１１１０および／または逆ストークス数δ１１１２は、計器電子機器２０において電子メッセージを介して受信されてもよい。
【０１２４】
方法７００はステップ７０４に続く。ステップ７０４において、マルチチャネル流通管の２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つについて有効直径ｄｅｆｆ１１１４が受信され、２つ以上のチャネルは、管外壁と１つ以上のチャネル隔壁とによって形成されている。いくつかの例において、有効直径ｄｅｆｆ１１１４は、ユーザによって入力され、ストレージシステム１１０４に保存される。例えば、有効直径ｄｅｆｆ１１１４は、測定動作の開始時、顧客の現場におけるセンサの設置時、センサの組み立て時、または任意の他の時点に入力されてよい。他の例において、有効直径ｄｅｆｆ１１１４は、計器電子機器２０において電子メッセージを介して受信されてよい。
【０１２５】
方法７００はステップ７０４に続く。ステップ７０６において、駆動周波数ω１１０８が決定され、ここで駆動周波数
【０１２６】
【数２１】
0006896156.tif 000022
【０１２７】
である。例えば、駆動周波数ω１１０８を、上記の式４に関して説明したように計算することができる。
【０１２８】
方法７００はステップ７０８に続く。ステップ７０８において、駆動信号が、マルチチャネル流通管に結合したドライバに印加される。例えば、駆動信号を、計器電子機器２０からリード線１８５を介してドライバ１８０に印加することができる。ドライバ１８０は、駆動信号に応答して駆動周波数ω１１０８でマルチチャネル流通管３００、４００、５００を振動させることができる。
【０１２９】
方法７００はステップ７１０に続く。ステップ７１０において、マルチチャネル流通管のたわみが、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフで測定される。例えば、マルチチャネル流通管１３０および１３０’のたわみを、ピックオフ１７０ｌおよび／またはピックオフ１７０ｒで測定することができる。ピックオフ１７０ｌおよび／または１７０ｒからの信号を、リード線１６５ｌおよび／または１６５ｒを介して計器電子機器２０へと送信することができる。
【０１３０】
方法７００は、高い周波数ωを使用する流量計において、さまざまなバルク流体および粒子サイズを含むより広い範囲の多相流体において粒子の分離を防止することによって、測定の精度の改善をもたらすことができる。
【０１３１】
図８が、一例による方法８００を示している。方法８００を、マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定するために実行することができる。
【０１３２】
ステップ８０２および８０４は、上述のステップ６０２および６０４と同様である。方法８００はステップ８０６に続く。ステップ８０６において、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフによってマルチチャネル流通管のたわみが測定され、ここで、流体は音速ｃを有し、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは、
【０１３３】
【数２２】
0006896156.tif 000023
【０１３４】
である。
【０１３５】
例えば、マルチチャネル流通管３００、４００、５００のたわみを、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ１７０ｌおよび／または１７０ｒで測定することができる。２つ以上の流体チャネル３０２、４０２、５０２のうちの少なくとも１つは、式４に記載のとおりに決定されてよい有効直径ｄｅｆｆ３０８、４０８、５０８を含む。
【０１３６】
方法８００は、より広い範囲の流体および計器周波数の組み合わせにおいてＶＯＳ誤差を防止することにより、測定の精度の改善をもたらすことができる。
【０１３７】
図９が、一例による方法９００を示している。方法９００を、マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定するために実行することができる。方法９００はステップ９０２で始まる。ステップ９０２において、流体の音速ｃが受信される。いくつかの例において、音速ｃは、ユーザによって入力され、メモリに保存され、あるいはコリオリ質量流量計などの別の機器を介して受信されてよい。
【０１３８】
ステップ９０４は、方法７００に関して上述したように、ステップ７０４と同様である。
【０１３９】
方法９００はステップ９０６に続く。ステップ９０６において、駆動周波数ωが決定され、ここで
【０１４０】
【数２３】
0006896156.tif 000024
【０１４１】
である。例えば、駆動周波数ω１１０８を、式６に関して説明したように計算することができる。
【０１４２】
ステップ９０８および９１０は、方法７００に関して上述したように、ステップ７０８および７１０と同様である。
【０１４３】
方法９００は、周波数ωを使用してより広い範囲の流体においてＶＯＳ誤差を防止することにより、測定の精度の改善をもたらすことができる。
【０１４４】
図１０が、一例による方法１０００を示している。方法１０００を、マルチチャネル流通管を含む振動式流量計で流体を測定するために実行することができる。
【０１４５】
ステップ１００２および１００４は、上述のステップ６０２および６０４と同様である。方法１０００はステップ１００６に続く。ステップ１００６において、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフによってマルチチャネル流通管のたわみが測定され、ここで、マルチチャネル流通管は有効管長Ｌを有し、２つ以上の流体チャネルのうちの少なくとも１つの流体チャネルの有効直径ｄｅｆｆは、
【０１４６】
【数２４】
0006896156.tif 000025
【０１４７】
である。有効直径ｄｅｆｆは、上述の式７を使用して決定される。
【０１４８】
方法１０００は、より大型の計器においてフロープロファイル効果を防止することにより、測定の制度の改善をもたらすことができ、フロープロファイル効果を依然として回避しつつ、さらなる小型化を達成する設計を可能にすることができる。
【０１４９】
本明細書に開示の装置および方法は、分離の物理的影響、ＶＯＳ誤差、およびフロープロファイル誤差をそもそも防止することにより、流体の測定精度の改善をもたらすことができる。したがって、マルチチャネル流通管３００、４００、および５００は、単一チャネル流通管（すなわち、２つ以上の流体チャネル３０２、４０２、５０２を有さない流通管）と同様の能力を提供する一方で、より小さな有効直径に関連する利点を実現することができる。
【０１５０】
以上の例の詳細な説明は、本発明の発明者が本出願の技術的範囲に含まれると考えるすべての例を述べ尽くすものではない。実際、当業者であれば、上述の例の特定の要素をさまざまに組み合わせ、あるいは取り除いて、さらなる例を生み出すことが可能であり、そのようなさらなる例が、本出願の技術的範囲および教示に包含されることを、理解できるであろう。また、上述の例を全体的または部分的に組み合わせて、本出願の技術的範囲および教示の範囲内のさらなる例を生み出すことができることも、当業者にとって明らかであろう。したがって、本出願の技術的範囲は、以下の特許請求の範囲から決定されなければならない。
【図１】
0006896156.tif 000034
【図２】
0006896156.tif 000035
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006896156.tif 000038
【図６】
0006896156.tif 000039
【図７】
0006896156.tif 000040
【図８】
0006896156.tif 000041
【図９】
0006896156.tif 000042
【図１０】
0006896156.tif 000043
【図１１】
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