(57)【要約】振動計（５）の変化を検出及び識別するための計器電子装置（２０）が提供される。計器電子装置（２０）は、計器アセンブリ（１０）からセンサ信号（１００）を受信し、センサ信号（１００）に基づいて情報を提供するように構成されたインターフェイス（２０１）と、インターフェイス（２０１）に通信可能に接続された処理システム（２０２）と、を含む。処理システム（２０２）は、情報を使用して、振動計（５）の導管（１３０、１３０´）の第１位置に関連付けられた第１剛性変化（２４４）を決定し、振動計（５）の導管（１３０、１３０´）の第２位置に関連付けられた第２剛性変化（２５４）を決定し、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて導管（１３０、１３０´）の状態を判定するように構成されている。【選択図】  図２
2020532717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動計（５）の変化を検出及び識別するための計器電子装置（２０）であって、
計器アセンブリ（１０）からセンサ信号（１００）を受信し、前記センサ信号（１００）に基づいて情報を提供するように構成されたインターフェイス（２０１）と、
前記インターフェイス（２０１）に通信可能に結合された処理システム（２０２）であって、前記情報を使用して、
前記振動計（５）の導管（１３０、１３０´）の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定し、
前記振動計（５）の前記導管（１３０、１３０´）の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定し、かつ
前記第１剛性変化及び前記第２剛性変化に基づいて前記導管（１３０、１３０´）の状態を判定する、ように構成されている処理システム（２０２）と、を備える、計器電子装置（２０）。
【請求項２】
前記第１位置が、前記振動計（５）の前記導管（１３０、１３０´）上の左側ピックオフセンサ（１７０ｌ）の位置であり、
前記第２位置が、前記振動計（５）の前記導管（１３０、１３０´）上の右側ピックオフセンサ（１７０ｒ）の位置である、請求項１に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項３】
前記第１剛性変化が、ドライバ（１８０）と前記導管（１３０、１３０´）の前記第１位置との間の前記導管（１３０、１３０´）の物理的な剛性変化を表し、
前記第２剛性変化が、前記ドライバ（１８０）と前記導管（１３０、１３０´）の前記第２位置との間の前記導管（１３０、１３０´）の物理的な剛性変化を表す、請求項１又は２に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項４】
前記計器電子装置（２０）が、前記導管（１３０、１３０´）の剛性対称性を判定するようにさらに構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項５】
前記導管（１３０、１３０´）の前記剛性対称性が、前記第１剛性変化及び前記第２剛性変化に基づいて判定される、請求項４に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項６】
前記処理システム（２０２）が、前記導管の前記状態の前記判定に基づいて警報を提供するようにさらに構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項７】
前記導管（１３０、１３０´）の前記状態が、前記振動計（５）の前記導管（１３０、１３０´）の浸食、腐食、損傷、及び被膜のうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項８】
前記処理システム（２０２）が、前記導管（１３０、１３０´）の残留可撓性、ダンピング、及び質量のうちの少なくとも１つに基づいて前記導管（１３０、１３０´）の前記状態を判定するようにさらに構成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項９】
振動計（５）の変化を検出及び識別するための計器電子装置（２０）であって、
計器検証パラメータの中心傾向値及び前記計器検証パラメータの分散値を記憶するように構成された記憶システム（２０４）を含む処理システム（２０２）であって、
前記記憶システム（２０４）から前記中心傾向値及び前記分散値を取得し、
前記中心傾向値及び前記分散値に基づいて確率を決定して、前記中心傾向値がベースライン値と異なっているかどうかを検出する、ように構成されている、処理システム（２０２）を備える、計器電子装置（２０）。
【請求項１０】
前記中心傾向値及び前記分散値に基づいて確率を決定するように構成されている前記処理システム（２０２）が、ｔ値を計算し、前記ｔ値を使用して前記確率を計算するように構成されている前記処理システム（２０２）を備える、請求項９に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１１】
前記中心傾向値及び前記分散値に基づいて前記確率を決定するように構成されている前記処理システム（２０２）が、計器剛性を構成する前記計器剛性測定値の数に基づいて自由度を計算するように構成されている前記処理システム（２０２）を備える、請求項９又は１０に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１２】
前記中心傾向値及び前記分散値に基づいて前記確率を決定するように構成されている前記処理システム（２０２）が、標準偏差及び前記自由度に基づいて標準誤差を計算するように構成されている前記処理システム（２０２）を備える、請求項１１に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１３】
前記標準誤差が、次式を使用して計算され、
【数２７】
2020532717.tif 000030
ここで、
stddevpooledは、前記計器剛性の標準偏差であり、
nDOFは、前記自由度である、請求項１２に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１４】
前記分散値が、計器剛性測定値及びベースライン計器剛性測定値の標準偏差を含むプールされた標準偏差である、請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１５】
前記確率が、前記中心傾向値の信頼区間を含む、請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１６】
前記信頼区間がゼロと比較され、
前記信頼区間がゼロを含まない場合、前記中心傾向値が前記ベースライン値に等しくないことを検出し、
前記信頼区間にゼロが含まれる場合、前記中心傾向値が前記ベースライン値に等しいことを検出する、請求項１５に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１７】
前記中心傾向値が計器剛性であり、前記計器剛性の前記信頼区間が、次式を使用して計算され、
【数２８】
2020532717.tif 000031
ここで、
CIは、前記計器剛性の前記信頼区間であり、
Stiffnessmeanは、前記記憶システム（２０４）から得られた前記計器剛性であり、
CIrangeは、前記計器剛性の標準偏差及びｔ値に基づいて計算された信頼区間の範囲である、請求項１６に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１８】
前記信頼区間の範囲が、次式を使用して計算され、
【数２９】
2020532717.tif 000032
ここで、
stddevpooledは、前記計器剛性の標準偏差であり、
tstudent,99,8は、有意水準、及び前記計器剛性を構成する計器剛性測定値の数から決定された自由度に基づいて計算されたｔ値である、請求項１７に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項１９】
前記処理システム（２０２）が、バイアス不感帯を設定するようにさらに構成され、前記中心傾向値が前記バイアス不感帯よりも小さい場合、前記計器剛性が、前記中心傾向値と異なっているとしては検出されない、請求項９乃至１８のいずれか一項に記載の計器電子装置（２０）。
【請求項２０】
振動計の変化を検出及び識別するための方法であって、
前記振動計の導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定することと、
前記振動計の前記導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定することと、
前記第１剛性変化及び前記第２剛性変化に基づいて前記導管の状態を判定することと、を含む方法。
【請求項２１】
前記第１位置が、前記振動計の前記導管上の左側ピックオフセンサの位置であり、
前記第２位置が、前記振動計の前記導管上の右側ピックオフセンサの位置である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１剛性変化が、ドライバと前記導管の前記第１位置との間の前記導管の物理的な剛性変化を表し、
前記第２剛性変化が、前記ドライバと前記導管の前記第２位置との間の前記導管の物理的な剛性変化を表す、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記導管の剛性対称性を判定することをさらに含む、請求項２０乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記導管の剛性対称性が、前記第１剛性変化及び前記第２剛性変化に基づいて判定される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記導管の前記状態の前記判定に基づいて警報を提供することをさらに含む、請求項２０乃至２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記導管の前記状態が、前記振動計の前記導管の浸食、腐食、損傷、及び被膜のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０乃至２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記振動計の導管の変化を検出及び識別するための方法であって、
前記振動計の計器電子装置内の記憶装置から計器検証パラメータの中心傾向値及び前記計器検証パラメータの分散値を取得することと、
前記中心傾向値及び前記分散値に基づいて確率を決定して、前記中心傾向値がベースライン値と異なるかどうかを判定することと、を含む、方法。
【請求項２８】
前記中心傾向値及び前記分散値に基づいて前記確率を決定することが、ｔ値を計算することと、前記ｔ値を使用して前記確率を計算することと、を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記中心傾向値及び前記分散値に基づいて前記確率を決定することが、計器剛性を構成する計器剛性測定値の数に基づいて自由度を計算することを含む、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記計器剛性に基づいて前記確率を決定することが、標準偏差及び前記自由度に基づいて標準誤差を計算することを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記標準誤差が、次式を使用して計算され、
【数３０】
2020532717.tif 000033
ここで、
stddevpooledは、前記計器剛性の標準偏差であり、
nDOFは、前記自由度である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記分散値が、計器剛性測定値及びベースライン計器剛性測定値の標準偏差を含むプールされた標準偏差である、請求項２７乃至３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記確率が前記中心傾向値の信頼区間を含む、請求項２７乃至３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記信頼区間がゼロと比較され、
前記信頼区間がゼロを含まない場合、前記中心傾向値が前記ベースライン値と等しくないことを検出し、
前記信頼区間にゼロが含まれる場合、前記中心傾向値が前記ベースライン値に等しいことを検出する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記中心傾向値が計器剛性であり、前記計器剛性の前記信頼区間が、次式を使用して計算され、
【数３１】
2020532717.tif 000034
ここで、
CIは、前記計器剛性の前記信頼区間であり、
Stiffnessmeanは、前記記憶システム（２０４）から得られた前記計器剛性であり、
CIrangeは、計器剛性の標準偏差及びｔ値に基づいて計算された信頼区間の範囲である、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記信頼区間の範囲が、次式を使用して計算され、
【数３２】
2020532717.tif 000035
ここで、
stddevpooledは、前記計器剛性の標準偏差であり、
tstudent,99,8は、有意水準、及び前記計器剛性を構成する計器剛性測定値の数から決定された自由度に基づいて計算されたｔ値である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
バイアス不感帯を設定することをさらに含み、前記中心傾向値が前記バイアス不感帯よりも小さい場合、前記中心傾向値が前記ベースライン値と異なっているとしては検出されない、請求項２７乃至３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
振動計の変化を検出及び識別するための方法であって、
前記振動計の導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定することと、
前記振動計の前記導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定することと、
前記第１剛性変化及び前記第２剛性変化に基づいて前記導管の状態を判定することと、
を含む方法。
【請求項３９】
前記第１位置が、前記振動計の前記導管上の左側ピックオフセンサの位置であり、
前記第２位置が、前記振動計の前記導管上の右側ピックオフセンサの位置である、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１剛性変化が、ドライバと前記導管の前記第１位置との間の前記導管の物理的な剛性変化を表し、
前記第２剛性変化が、前記ドライバと前記導管の前記第２位置との間の前記導管の物理的な剛性変化を表す、請求項３８又は３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記導管の剛性対称性を判定することをさらに含む、請求項３８乃至４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記導管の前記剛性対称性が、前記第１剛性変化及び前記第２剛性変化に基づいて判定される、請求項３８乃至４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記導管の前記状態の前記判定に基づいて警報を提供することをさらに含む、請求項３８乃至４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記導管の前記状態が、前記振動計の前記導管の浸食、腐食、損傷、及び被膜のうちの少なくとも１つを含む、請求項３８乃至４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記導管の残留可撓性、ダンピング、及び質量のうちの少なくとも１つに基づいて前記導管の前記状態を判定することをさらに含む、請求項３８乃至４４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下に説明する実施形態は、振動計の変化に関し、より詳細には、振動計の変化を検出及び識別することに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コリオリ質量流量計、液体密度計、気体密度計、液体粘度計、気体／液体比重計、気体／液体相対密度計、及び、気体分子量計のような振動計が一般に知られており、流体の特性を測定するために使用されている。一般に、振動計は、計器アセンブリ及び電子機器部を備える。計器アセンブリ内の物質は、流動又は静止し得る。センサのタイプごとに固有の特性がある場合があり、計器は、最適な性能を達成するためにこの特性を考慮する必要がある。例えば、いくつかのセンサは、特定の変位レベルで振動するために管装置を必要とする場合がある。他の計器アセンブリタイプは、特別な補償アルゴリズムが必要な場合がある。
【０００３】
計器電子装置は、他の機能を実行する中でもとりわけ、典型的には、使用されている特定のセンサのための記憶されたセンサ較正値を含む。例えば、計器電子装置は、剛性測定値を含むことがある。基準センサの剛性は、例えば、基準条件下の工場で測定されるような、又は最後に較正されたときの、特定の計器アセンブリのセンサ幾何学的形状に関する基本的な測定値を表す。振動計を顧客の現場に設置した後に測定される剛性と、基準センサの剛性との間の変化は、他の原因に加えて、計器アセンブリ内の導管の被膜、浸食、腐食、又は損傷による計器アセンブリの物理的な変化を表すことがある。計器検証又はヘルスチェックテストでは、これらの変化を検出することができる。
【０００４】
計器検証は、測定された剛性と基準剛性との差が範囲内であるかどうかを判定することができる。例えば、比較は、測定された剛性が基準剛性の範囲内であるかどうかを判定することができる。比較により、範囲よりも大きな、又は範囲外の変化が示された場合、振動計は、警報を送信してユーザに障害を調査するように通知することができる。しかしながら、単一の剛性値のこの単純な比較では、障害の根本的な原因を示すことができない場合がある。すなわち、ユーザは、障害が浸食／腐食、損傷（例えば、凍結、過圧など）によるものなのか、被膜によるものなのかが分からない。これは、導管に対する可能性のある根本的な原因又は変化をすべて含むように、及び導管の変化に起因しない原因による誤警報を防止するように範囲が設定されているためである。誤警報の例は、高速又は高ノイズのガス流によって引き起こされる剛性測定値の変動の増加である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
変化を正しく検出することができる場合、変化を、それらが形成される早い段階で検出することができる。さらに、変化を正しく検出することで、誤警報を最小限に抑えることができる。導管に対する変化を識別することができる場合、変化の性質の兆候をユーザに通知することができる。これにより、誤警報による振動計のダウンタイムを防止し、警報後の手順が振動計の状態により適していることを確実にすることができる。したがって、振動計の変化を検出及び識別する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
振動計の変化を検出及び識別するための計器電子装置が提供される。一実施形態によると、計器電子装置は、計器アセンブリからセンサ信号を受信し、センサ信号に基づいて情報を提供するように構成されたインターフェイスと、インターフェイスに通信可能に結合された処理システムと、を備える。処理システムは、情報を使用して、振動計の導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定し、振動計の導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定し、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて導管の状態を判定するように構成されている。
【０００７】
振動計の変化を検出及び識別するための計器電子装置が提供される。一実施形態によると、計器電子装置は、計器検証パラメータの中心傾向値及び計器検証パラメータの分散値を記憶するように構成された記憶システムを含む処理システムを備える。処理システムは、記憶システムから中心傾向値及び分散値を取得し、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定して、中心傾向値がベースライン値と異なるかどうかを検出するように構成されている。
【０００８】
振動計の変化を検出及び識別するための方法が提供される。本方法は、振動計の導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定することと、振動計の導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定することと、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて導管の状態を判定することと、を含む。
【０００９】
振動計の導管の変化を検出及び識別するための方法が提供される。一実施形態によると、本方法は、振動計の計器電子装置内の記憶装置から計器検証パラメータの中心傾向値及び計器検証パラメータの分散値を取得し、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定して、中心傾向値がベースライン値と異なるかどうかを判定する。
【００１０】
態様
一態様によると、振動計（５）の変化を検出及び識別するための計器電子装置（２０）は、計器アセンブリ（１０）からセンサ信号（１００）を受信し、センサ信号（１００）に基づいて情報を提供するように構成されたインターフェイス（２０１）と、インターフェイス（２０１）に通信可能に結合された処理システム（２０２）と、を備える。処理システム（２０２）は、情報を使用して、振動計（５）の導管（１３０、１３０´）の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定し、振動計（５）の導管（１３０、１３０´）の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定し、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて導管（１３０、１３０´）の状態を判定するように構成されている。
【００１１】
好ましくは、第１位置は、振動計（５）の導管（１３０、１３０´）上の左側ピックオフセンサ（１７０ｌ）の位置であり、第２位置は、振動計（５）の導管（１３０、１３０´）上の右側ピックオフセンサ（１７０ｒ）の位置である。
【００１２】
好ましくは、第１剛性変化は、ドライバ（１８０）と導管（１３０、１３０´）の第１位置との間の導管（１３０、１３０´）の物理的な剛性変化を表し、第２剛性変化は、ドライバ（１８０）と導管（１３０、１３０´）の第２位置との間の導管（１３０、１３０´）の物理的な剛性変化を表す。
【００１３】
好ましくは、計器電子装置（２０）は、導管（１３０、１３０´）の剛性対称性を決定するようにさらに構成されている。
【００１４】
好ましくは、導管（１３０、１３０´）の剛性対称性は、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて決定される。
【００１５】
好ましくは、処理システム（２０２）は、導管の状態の判定に基づいて警報を提供するようにさらに構成されている。
【００１６】
好ましくは、導管（１３０、１３０´）の状態は、振動計（５）の導管（１３０、１３０´）の浸食、腐食、損傷、及び被膜のうちの少なくとも１つを含む。
【００１７】
好ましくは、処理システム（２０２）は、導管（１３０、１３０´）の残留可撓性、ダンピング、及び質量のうちの少なくとも１つに基づいて導管（１３０、１３０´）の状態を判定するようにさらに構成されている。
【００１８】
振動計（５）の変化を検出及び識別するための計器電子装置（２０）は、計器検証パラメータの中心傾向値及び計器検証パラメータの分散値を記憶するように構成された記憶システム（２０４）を含む処理システム（２０２）を備える。処理システム（２０２）は、記憶システム（２０４）から中心傾向値及び分散値を取得し、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定して、中心傾向値がベースライン値と異なるかどうかを検出するように構成されている。
【００１９】
好ましくは、処理システム（２０２）は、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成され、処理システム（２０２）は、ｔ値を計算し、ｔ値を使用して確率を計算するように構成されている。
【００２０】
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成されている処理システム（２０２）は、計器剛性を構成する計器剛性測定値の数に基づいて自由度を計算するように構成されている処理システム（２０２）を備える。
【００２１】
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定するように構成されている処理システム（２０２）は、標準偏差及び自由度に基づいて標準誤差を計算するように構成されている処理システム（２０２）を備える。
【００２２】
好ましくは、標準誤差は、次式を使用して計算され、
【００２３】
【数１】
2020532717.tif 000003
【００２４】
ここで、
stddevpooledは、計器剛性の標準偏差であり、
nDOFは、自由度である。
好ましくは、分散値は、計器剛性測定値及びベースラインの計器剛性測定値の標準偏差を含むプールされた標準偏差である。
【００２５】
好ましくは、確率は、中心傾向値の信頼区間を含む。
【００２６】
好ましくは、信頼区間は、ゼロと比較され、信頼区間がゼロを含まない場合、中心傾向値がベースライン値と等しくないことを検出し、信頼区間がゼロを含む場合、中心傾向値がベースライン値と等しいことを検出する。
【００２７】
好ましくは、中心傾向値は、計器剛性であり、計器剛性の信頼区間は、次式を使用して計算され、
【００２８】
【数２】
2020532717.tif 000004
【００２９】
ここで、
CIは、計器剛性の信頼区間であり、
Stiffnessmeanは、記憶システムから取得された計器剛性（２０４）であり、
CIrangeは、計器剛性の標準偏差及びｔ値に基づいて計算された信頼区間の範囲である。
好ましくは、信頼区間の範囲は、次式を使用して計算され、
【００３０】
【数３】
2020532717.tif 000005
【００３１】
ここで、
stddevpooledは、計器剛性の標準偏差であり、
tstudent,99,8は、有意水準、及び計器剛性を構成する計器剛性測定値の数から決定された自由度に基づいて計算されたｔ値である。
【００３２】
好ましくは、処理システム（２０２）は、バイアス不感帯を設定するようにさらに構成され、中心傾向値がバイアス不感帯よりも小さい場合、計器剛性は、中心傾向値と異なっているとしては検出されない。
【００３３】
一態様によると、振動計の変化を検出及び識別するための方法は、振動計の導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定することと、振動計の導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定することと、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて導管の状態を判定することと、を含む。
【００３４】
好ましくは、第１位置は、振動計の導管上の左側ピックオフセンサの位置であり、第２位置は、振動計の導管上の右側ピックオフセンサの位置である。
【００３５】
好ましくは、第１剛性変化は、ドライバと導管の第１位置との間の導管の物理的な剛性変化を表し、第２剛性変化は、ドライバと導管の第２位置との間の導管の物理的な剛性変化を表す。
【００３６】
好ましくは、本方法は、導管の剛性対称性を決定することをさらに含む。
【００３７】
好ましくは、導管の剛性対称性は、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて決定される。
【００３８】
好ましくは、本方法は、導管の状態の判定に基づいて警報を提供することをさらに含む。
【００３９】
好ましくは、導管の状態は、振動計の導管の浸食、腐食、損傷、及び被膜のうちの少なくとも１つを含む。
【００４０】
一態様によると、振動計の導管の変化を検出及び識別するための方法は、振動計の計器電子装置内の記憶装置から計器検証パラメータの中心傾向値及び計器検証パラメータの分散値を取得することと、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定して、中心傾向値がベースライン値と異なるかどうかを判定することと、を含む。
【００４１】
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定することは、ｔ値を計算することと、ｔ値を使用して確率を計算することと、を含む。
【００４２】
好ましくは、中心傾向値及び分散値に基づいて確率を決定することは、計器剛性を構成する計器剛性測定値の数に基づいて自由度を計算することを含む。
【００４３】
好ましくは、計器剛性に基づいて確率を決定することは、標準偏差及び自由度に基づいて標準誤差を計算することを含む。
【００４４】
好ましくは、標準誤差は、次式を使用して計算され、
【００４５】
【数４】
2020532717.tif 000006
【００４６】
ここで、
stddevpooledは、計器剛性の標準偏差であり、
nDOFは、自由度である。
好ましくは、分散値は、計器剛性測定値及びベースラインの計器剛性測定値の標準偏差を含むプールされた標準偏差である。
【００４７】
好ましくは、確率は、中心傾向値の信頼区間を含む。
【００４８】
好ましくは、信頼区間は、ゼロと比較され、信頼区間がゼロを含まない場合、中心傾向値がベースライン値と等しくないことを検出し、信頼区間がゼロを含む場合、中心傾向値がベースライン値と等しいことを検出する。
【００４９】
好ましくは、中心傾向値は、計器剛性であり、計器剛性の信頼区間は、次式を使用して計算され、
【００５０】
【数５】
2020532717.tif 000007
【００５１】
ここで、
CIは、計器剛性の信頼区間であり、
Stiffnessmeanは、記憶システムから取得された計器剛性（２０４）であり、
CIrangeは、計器剛性の標準偏差及びｔ値に基づいて計算された信頼区間の範囲である。
好ましくは、信頼区間の範囲は、次式を使用して計算され、
【００５２】
【数６】
2020532717.tif 000008
【００５３】
ここで、
stddevpooledは、計器剛性の標準偏差であり、
tstudent,99,8は、有意水準、及び計器剛性を構成する計器剛性測定値の数から決定された自由度に基づいて計算されたｔ値である。
【００５４】
好ましくは、本方法は、バイアス不感帯を設定することをさらに含み、中心傾向値がバイアス不感帯よりも小さい場合、中心傾向値は、ベースライン値と異なっているとしては検出されない。
【００５５】
一態様によると、振動計の変化を検出及び識別するための方法は、振動計の導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定することと、振動計の導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定することと、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて導管の状態を判定することと、を含む。
【００５６】
好ましくは、第１位置は、振動計の導管上の左側ピックオフセンサの位置であり、第２位置は、振動計の導管上の右側ピックオフセンサの位置である。
【００５７】
好ましくは、第１剛性変化は、ドライバと導管の第１位置との間の導管の物理的な剛性変化を表し、第２剛性変化は、ドライバと導管の第２位置との間の導管の物理的な剛性変化を表す。
【００５８】
好ましくは、本方法は、導管の剛性対称性を決定することをさらに含む。
【００５９】
好ましくは、導管の剛性対称性は、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて決定される。
【００６０】
好ましくは、本方法は、導管の状態の判定に基づいて警報を提供することをさらに含む。
【００６１】
好ましくは、導管の状態は、振動計の導管の浸食、腐食、損傷、及び被膜のうちの少なくとも１つを含む。
【００６２】
好ましくは、本方法は、導管の残留可撓性、ダンピング、及び質量のうちの少なくとも１つに基づいて導管の状態を判定することをさらに含む。
【００６３】
同じ参照番号は、すべての図面で同じ要素を表す。図面は、必ずしも縮尺通りではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、振動計５を示す図である。
【図２】図２は、一実施形態による、振動計の変化を検出及び識別するための計器電子装置２０である。
【図３ａ】図３ａは、複数の計器検証実行中に決定された剛性変化を示すグラフ３００ａである。
【図３ｂ】図３ｂは、複数の計器検証実行中に決定された剛性対称性変動を示すグラフ３００ｂである。
【図４ａ】図４ａは、複数の計器検証実行中に決定された剛性変化データ点を示すグラフ４００ａであり、確率分布が各データ点に割り当てられている。
【図４ｂ】図４ｂは、複数の計器検証実行中に決定された剛性対称性変動データ点を示すグラフ４００ｂであり確率分布が各データ点に割り当てられている。
【図５ａ】図５ａは、複数の計器検証実行中に決定された剛性変化データ点を示すグラフ５００ａであり、確率が各データ点に割り当てられている。
【図５ｂ】図５ｂは、複数の計器検証実行中に決定された剛性対称性変動データ点を示すグラフ５００ｂであり、確率が各データ点に割り当てられている。
【図６】図６は、一実施形態による、振動計の変化を検出及び識別するための方法６００である。
【図７】図７は、一実施形態による、振動計の変化を検出及び識別するための方法７００である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
図１〜７及び以下の説明は、振動計の変化を検出及び識別する実施形態の最良のモードを作成及び使用する方法を当業者に教示するための特定の例を示す。発明の原理を教示する目的で、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、本説明の範囲内にあるこれらの例からの変形形態を理解するであろう。当業者は、以下に記載される特徴が様々な仕方で組み合わされて、振動計の変化を検出及び識別する複数の変形形態を形成できることを理解するであろう。結果として、以下に記載される実施形態は、以下に記載される具体的な例に限定されず、特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ限定される。
【００６６】
統計を利用することによって、振動計の変化を正確に検出することができる。例えば、統計ソフトウェアを実行するコンピュータワークステーションと比較して、計器電子装置には限られた計算能力しかないため、統計は、以前は計器電子装置では使用されていなかった。本明細書で使用される統計的方法は、計器電子装置の処理システムのレジスタで利用可能なデータを利用して、埋め込まれたコードが、振動計に変化が存在しない確率を計算できるようにする。この確率を計算することによって、変化が生じていないという帰無仮説を反証することができ、それによって振動計に変化が生じたことを示すことができる。確率は、計器電子装置によって計算されるため、計算リソースが限られている場合でさえ、計器検証が実行されると、この確率を更新することができる。したがって、剛性変化を、例えば、所定の制限と比較することによっては検出されない変化を検出することができる。加えて、変化を正確に検出することにより、誤警報を防止することができる。
【００６７】
振動計の変化は、導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化及び導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化に基づいて、振動計の導管の浸食、腐食、損傷などの状態を判定することによって識別することができる。例えば、状態は、第１及び第２剛性変化が剛性の増加又は減少を示すかどうかに基づいて決定されてもよい。さらに、第１及び第２剛性変化の対称性を使用して、状態を判定することができる。一例では、第１剛性変化が減少を示し、第２剛性変化が増加を示し、剛性対称性が「右低」と見なされる場合、判定される状態は、振動計の導管の浸食又は腐食である可能性がある。
【００６８】
図１は、振動計５を示す。図１に示すように、振動計５は、計器アセンブリ１０及び計器電子装置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及び密度に応答する。計器電子装置２０は、センサ信号１００を介して計器アセンブリ１０に接続され、経路２６上の密度、質量流量、及び温度情報、並びに他の情報を提供する。
【００６９】
計器アセンブリ１０は、一対のマニホールド１５０及び１５０´と、フランジネック１１０及び１１０´を有するフランジ１０３及び１０３´と、一対の平行導管１３０及び１３０´と、ドライバ１８０と、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）１９０と、一対のピックオフセンサ１７０ｌ及び１７０ｒと、を含む。導管１３０及び１３０´は、２つの本質的に真っ直ぐな入口区間１３１、１３１´と、出口区間１３４、１３４´と、を有し、これらは、導管取り付けブロック１２０及び１２０´において互いに向かって収束している。導管１３０、１３０´は、それらの長さに沿って２つの対称な位置で曲がり、それらの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及び１４０´は、軸Ｗ及びＷ´を画定する役割を果たし、この軸Ｗ及びＷ´を中心として各導管１３０、１３０´が振動する。導管１３０、１３０´の区間１３１、１３１´及び１３４、１３４´は、導管取り付けブロック１２０及び１２０´に固定して取り付けられ、これらのブロックがマニホールド１５０及び１５０´に固定して取り付けられている。これにより、計器アセンブリ１０を通る連続した閉じた物質経路が提供される。
【００７０】
孔１０２及び１０２´を有するフランジ１０３及び１０３´が、入口端１０４及び出口端１０４´を介して、測定されているプロセス物質を運ぶプロセスライン（図示せず）に接続されると、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に入り、マニホールド１５０を通って表面１２１を有する導管取り付けブロック１２０に導かれる。マニホールド１５０内で、物質は分割され、導管１３０、１３０´を通して送られる。導管１３０、１３０´を出ると、プロセス物質は、表面１２１´及びマニホールド１５０´を有するブロック１２０´内で単一の流れに再結合され、その後、孔１０２´を有するフランジ１０３´によってプロセスライン（図示せず）に接続された出口端１０４´に送られる。
【００７１】
導管１３０、１３０´は、それぞれ曲げ軸Ｗ−Ｗ及びＷ´−Ｗ´の周りに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、導管取り付けブロック１２０、１２０´に適切に取り付けられている。これらの曲げ軸は、ブレースバー１４０、１４０´を通過する。 導管のヤング率が温度とともに変化し、この変化が流れ及び密度の計算に影響を与えるため、ＲＴＤ１９０は、導管１３０´に取り付けられて、導管１３０´の温度を連続的に測定する。導管１３０´の温度、したがってＲＴＤ１９０を通過する所与の電流に対してＲＴＤ１９０の両端間に現れる電圧は、導管１３０´を通過する物質の温度によって支配される。ＲＴＤ１９０の両端間に現れる温度依存電圧は、周知の方法で計器電子装置２０によって使用され、導管温度の変化に起因する導管１３０、１３０´の弾性係数の変化を補償する。ＲＴＤ１９０は、リード線１９５によって計器電子装置２０に接続されている。
【００７２】
導管１３０、１３０´の両方は、それらのそれぞれの曲げ軸Ｗ及びＷ´を中心として反対方向に、流量計の第１位相ずれ曲げモードと呼ばれるもので、ドライバ１８０によって駆動される。このドライバ１８０は、導管１３０´に取り付けられた磁石、及び導管１３０に取り付けられ、両方の導管１３０、１３０´を振動させるために交流電流が通過する対向コイルなどの、多くの周知の装置のいずれか１つを含むことができる。適切な駆動信号が、計器電子装置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。
【００７３】
計器電子装置２０は、リード線１９５上のＲＴＤ温度信号、及び左側及び右側センサ信号１６５ｌ、１６５ｒをそれぞれ運ぶセンサ信号１００上に現れる左側及び右側センサ信号を受信する。計器電子装置２０は、リード線１８５上に現れる駆動信号をドライバ１８０に対して生成し、導管１３０、１３０´を振動させる。計器電子装置２０は、左側及び右側センサ信号及び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及び密度を計算する。この情報は、他の情報とともに、計器電子装置２０によって信号として経路２６上に印加される。
【００７４】
質量流量測定値
【００７５】
【数７】
2020532717.tif 000009
【００７６】
は、次式に従って生成することができる。
【００７７】
【数８】
2020532717.tif 000010
【００７８】
Δｔ項は、ピックオフセンサ信号間に存在する時間遅延を含む、動作上導出された（すなわち、測定された）時間遅延値を含み、例えば、この時間遅延は、振動計５を通る質量流量に関連するコリオリ効果に起因する。測定されたΔｔ項は、振動計５を流れる流れ物質の質量流量を最終的に決定する。Δｔ０項は、ゼロ流量較正定数での時間遅延を含む。Δｔ０項は、典型的には、工場で決定され、振動計５にプログラムされる。ゼロ流量での時間遅延Δｔ０項は、流れ条件が変化している場合であっても変化しない。流量較正係数FCFは、流量計の剛性に比例する。
【００７９】
導管が時間とともに変化する可能性があることが問題であり、導管１３０、１３０´が腐食、浸食、又はその他の方法で変化するにつれて、最初の工場較正が時間とともに変化する可能性がある。結果として、導管の１３０、１３０´の剛性は、振動計５の寿命にわたって最初の代表的な剛性値（又は元の測定された剛性値）から変化する可能性がある。以下で説明するように、計器検証は、導管１３０、１３０´の剛性のこのような変化を検出することができる。
【００８０】
図２は、一実施形態による、振動計の変化を検出及び識別するための計器電子装置２０である。計器電子装置２０は、インターフェイス２０１及び処理システム２０２を含むことができる。計器電子装置２０は、例えば、計器アセンブリ１０からの振動応答を受信する。計器電子装置２０は、振動応答を処理して、計器アセンブリ１０を通って流れる流れ物質の流れ特性を取得する。
【００８１】
前述したように、流量較正係数FCFは、流管の物質特性及び断面特性を反映する。流量計を流れる流れ物質の質量流量は、測定された時間遅延（又は位相差／周波数）に流量較正係数FCFを乗算することによって決定される。流量較正係数FCFは、計器アセンブリの剛性特性に関連することができる。計器アセンブリの剛性特性が変化した場合、流量較正係数FCFも変化する。したがって、流量計の剛性変化は、流量計によって生成される流量測定値の精度に影響を与える。
【００８２】
インターフェイス２０１は、図１のセンサ信号１００を介してピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒのうちの１つから振動応答を受信する。インターフェイス２０１は、例えば、任意の様式のフォーマッティング、増幅、バッファリングなどの、任意の必要な又は所望の信号調整を実行することができる。あるいは、信号調整の一部又はすべてを処理システム２０２において実行することができる。加えて、インターフェイス２０１は、計器電子装置２０と外部デバイスとの間の通信を可能にすることができる。インターフェイス２０１は、任意の様式の電子的、光学的、又は無線通信が可能である場合がある。インターフェイス２０１は、振動応答に基づいて情報を提供することができる。
【００８３】
一実施形態におけるインターフェイス２０１は、デジタイザ（図示せず）と結合され、センサ信号は、アナログセンサ信号を含む。デジタイザは、アナログの振動応答をサンプリングしてデジタル化し、デジタルの振動応答を生成する。
【００８４】
処理システム２０２は、計器電子装置２０の動作を行い、計器アセンブリ１０からの流れ測定値を処理する。処理システム２０２は、１つ又は複数の処理ルーチンを実行し、それによって１つ又は複数の流れ特性を生成するために流れ測定値を処理する。処理システム２０２は、インターフェイス２０１に通信可能に結合され、インターフェイス２０１から情報を受信するように構成されている。
【００８５】
処理システム２０２は、汎用コンピュータ、マイクロ処理システム、論理回路、又はなんらかの他の汎用又はカスタマイズされた処理デバイスを備えることができる。加えて又は代替として、処理システム２０２を複数の処理デバイス間で分散させることができる。処理システム２０２は、記憶システム２０４などの任意の様式の一体型又は独立型の電子記憶媒体を含むこともできる。
【００８６】
記憶システム２０４は、流量計パラメータ及びデータ、ソフトウェアルーチン、定数値、並びに変数値を記憶することができる。一実施形態では、記憶システム２０４は、振動計５の動作ルーチン２１０及び検証２２０などの、処理システム２０２によって実行されるルーチンを含む。記憶システムは、標準偏差、信頼区間などの統計値を記憶することもできる。
【００８７】
記憶システム２０４は、ベースライン計器剛性２３０を記憶することができる。ベースライン計器剛性２３０は、振動計５の製造中又は較正中に、あるいは前の再較正中に決定されてもよい。例えば、ベースライン計器剛性２３０は、振動計５がフィールドに設置される前に、検証２２０によって決定することができる。ベースライン計器剛性２３０は、浸食／腐食、損傷（例えば、凍結、過圧など）、被膜などの任意の変化が発生する前の導管１３０、１３０´の剛性を表す。ベースライン計器剛性２３０は、複数のベースライン計器剛性測定値の平均値であってもよい。したがって、ベースライン計器剛性２３０は、以下でより詳細に説明するように、関連付けられた分散特性を有してもよく、ベースライン計器剛性測定値は、変化してもよい。ベースライン計器剛性測定値の変化が大きいほど、分散が大きくなる。
【００８８】
記憶システム２０４は、計器剛性２３２を記憶することができる。計器剛性２３２は、振動計５の動作中に生成される振動応答から決定される剛性値を含む。計器剛性２３２は、振動計５の適切な動作を検証するために生成されてもよい。計器剛性２３２は、検証プロセスのために生成されてもよく、計器剛性２３２は、振動計５の適切かつ正確な動作を検証する目的を果たす。ベースライン計器剛性２３０と同様に、計器剛性２３２は、複数の計器剛性測定値の平均値であってもよい。したがって、計器剛性２３２は、以下でより詳細に論じるように、関連付けられた分散特性を有してもよく、計器剛性測定値は、変化してもよい。計器剛性測定値の変化が大きいほど、分散特性が大きくなる。
【００８９】
記憶システム２０４は、剛性変化２３４を記憶することができる。剛性変化２３４は、ベースライン計器剛性２３０と計器剛性２３２を比較することによって決定される値とすることができる。例えば、剛性変化２３４は、ベースライン計器剛性２３０と計器剛性２３２の差とすることができる。本例では、負の数は、導管１３０、１３０´の剛性が、フィールドに設置されてから増加したことを示している可能性がある。正の数は、ベースライン計器剛性２３０が決定されてから、導管１３０、１３０´の物理的な剛性が減少したことを示している可能性がある。
【００９０】
理解できるように、比較は、様々な仕方で実行されてもよい。例えば、剛性変化２３４は、計器剛性２３２と、ベースライン計器剛性２３０の差であってもよい。したがって、剛性の増加は、結果として正の数になり、剛性の減少は、結果として負の数になる。加えて又は代替として、ベースライン計器剛性２３０及び／又は計器剛性２３２から導出された値、あるいはそれらに関連した値、例えば、導管の幾何学的形状、寸法などの他の値を用いる比が用いられてもよい。
【００９１】
計器剛性２３２がベースライン計器剛性２３０と実質的に同じである場合、振動計５、より具体的には、導管１３０、１３０´は、製造されたとき、較正されたとき、又は振動計５が最後に再較正されたときから比較的変化していない可能性があると判断することができる。あるいは、計器剛性２３２がベースライン計器剛性２３０と著しく異なる場合、導管１３０、１３０´が浸食、腐食、損傷（例えば、凍結、過圧など）、被膜、又はその他の状態に起因して変化したなどの、導管１３０、１３０´が劣化し、正確かつ確実に動作していない可能性があると判断することができる。
【００９２】
上述したように、ベースライン計器剛性２３０及び計器剛性２３２は、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒの両方について判定される。すなわち、ベースライン計器剛性２３０及び計器剛性２３２は、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒ間の導管１３０、１３０´の剛性に比例する。結果として、導管１３０、１３０´の異なる状態は、同様の剛性変化２３４を引き起こす可能性がある。例えば、導管１３０、１３０´への浸食、腐食、及び／又は損傷は、結果として物理的な剛性に同様の減少をもたらす可能性があり、これは、負の又は「低い」剛性変化２３４によって示されることがある。したがって、剛性変化２３４のみに依存する場合、導管１３０、１３０´の特定の状態が確認できない場合がある。
【００９３】
しかしながら、左側ピックオフセンサ１７０ｌ及び右側ピックオフセンサ１７０ｒはそれぞれ、それ自体の関連付けられた剛性値を有することができる。より具体的には、上述したように、ドライバ１８０は、導管１３０、１３０´に力を印加し、ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒは、結果として生じるたわみを測定する。ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒの位置での導管１３０、１３０´のたわみ量は、ドライバ１８０とピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒとの間の導管１３０、１３０´の剛性に比例する。
【００９４】
したがって、左側ピックオフセンサ１７０ｌに関連付けられた剛性は、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性に比例し、右側ピックオフセンサ１７０ｒに関連付けられた剛性は、ドライバ１８０と右側ピックオフセンサ１７０ｒとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性に比例する。したがって、ドライバ１８０と、例えば、右側ピックオフセンサ１７０ｒとの間に、浸食、腐食、損傷、被膜などがある場合、右側ピックオフセンサ１７０ｒに関連付けられた剛性は、減少する可能性があるが、左側ピックオフセンサ１７０ｌに関連付けられた剛性は、変化しない可能性がある。変化を追跡するために、記憶システム２０４は、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられた剛性値も含むことができる。
【００９５】
例えば、図２に示すように、記憶システム２０４は、ドライバ１８０と、導管１３０、１３０´上の左側ピックオフセンサ１７０ｌの位置との間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性に比例するベースラインＬＰＯ剛性２４０を含む。同様に、記憶システム２０４は、ドライバ１８０と、導管１３０、１３０´上の右側ピックオフセンサ１７０ｒの位置との間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性に比例するベースラインＲＰＯ剛性２５０も含む。ベースラインＬＰＯ及びＲＰＯ剛性２４０、２５０は、例えば、振動計５の製造中又は較正中、あるいは前の再較正中など、振動計５がフィールドに設置される前に、検証２２０によって決定されてもよい。
【００９６】
記憶システム２０４は、ＬＰＯ剛性２４２及びＲＰＯ剛性２５２も含む。ＬＰＯ剛性２４２は、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌの位置との間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性に比例するが、ベースラインＬＰＯ剛性２４０が決定された後である。同様に、ＲＰＯ剛性２５２は、ドライバ１８０と右側ピックオフセンサ１７０ｒの位置との間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性に比例するが、ベースラインＲＰＯ剛性２５０が決定された後である。
【００９７】
また、図２に示すように、記憶システム２０４は、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４をさらに含む。ＬＰＯ及びＲＰＯ剛性変化２４４、２５４は、ベースラインＬＰＯ、ＲＰＯ剛性２４０、２５０とＬＰＯ、ＲＰＯ剛性２４２、２５２の差に比例する。例えば、負のＬＰＯ剛性変化２４４は、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性が増加したことを示している可能性がある。正のＬＰＯ剛性変化２４４は、ベースラインＬＰＯ剛性２４０が決定された以後、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性が減少したことを示している可能性がある。あるいは、ＬＰＯ及びＲＰＯ剛性変化２４４、２５４は、ＬＰＯ及びＲＰＯ剛性２４２、２５２とベースラインＬＰＯ及びＲＰＯ剛性２４０、２５０の差であってもよい。したがって、例えば、正のＬＰＯ剛性変化２４４は、ベースラインＬＰＯ剛性２４０が決定された以後、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性が増加したことを示している可能性がある。ＬＰＯ及びＲＰＯ剛性変化２４４、２５４は、差から決定されるものとして説明されているが、ベースラインＬＰＯ及びＲＰＯ剛性２４０、２５０並びにＬＰＯ及びＲＰＯ剛性２４２、２５２から導出された又はそれらに関連する任意の値、例えば、剛性値と、導管の幾何学的形状、寸法などの他の値との比を用いることができる。ＬＰＯ及びＲＰＯの剛性変化２４４、２５４は、整数、比、パーセンテージなどの適切な単位で表すことができる。
【００９８】
左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられた物理的な剛性の増加又は減少は、物理的な剛性変化を引き起こしている導管１３０、１３０´の根本的な状態を示している可能性がある。例えば、導管１３０、１３０´の内壁の浸食は、導管１３０、１３０´の物理的な剛性を減少させる可能性がある。特に、例えば、左側ピックオフセンサ１７０ｌとドライバ１８０との間の導管１３０、１３０´の内壁の浸食は、左側ピックオフセンサ１７０ｌとドライバ１８０との間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性を減少させることがある。逆に、剛性の増加は、例えば、内壁に被膜が形成されたことを示している可能性がある。
【００９９】
加えて、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性、及びドライバ１８０と右側ピックオフセンサ１７０ｒとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性の相対的な増加又は減少は、物理的な剛性変化を引き起こす導管１３０、１３０´の根本的な状態をさらに示している可能性がある。物理的な剛性のこの相対的な増加又は減少は、記憶システム２０４の剛性対称性２６０によって示されてもよい。
【０１００】
剛性対称性２６０は、例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４とＲＰＯ剛性変化２５４の相対値を示す任意の適切な値であってもよい。例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４は、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられた導管１３０、１３０´の物理的な剛性が両方とも増加したが、例えば、左側ピックオフセンサ１７０ｌに関連付けられた物理的な剛性が、右側ピックオフセンサ１７０ｒに関連付けられた物理的な剛性よりも増加したことを示してもよい。一例では、剛性対称性２６０は、パーセンテージで表すことができ、以下によって決定することができる。
【０１０１】
【数９】
2020532717.tif 000011
【０１０２】
ここで、
SMVStiffness,LPO%は、本例では、パーセンテージ変化で表されるＬＰＯ剛性変化２４４であり、
SMVStiffness,RPO%は、本例では、パーセンテージ変化で表されるＲＰＯ剛性変化２５４である。
【０１０３】
剛性変化２３４、ＬＰＯ剛性変化２４４、ＲＰＯ剛性変化２５４、及び剛性対称性２６０は、例えば、測定されている特性に正比例する値、物理的な剛性を表す中間値、物理的な剛性の増加又は減少があったかどうかを示す値などの任意の適切な値であってもよい。例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４は、剛性変化に比例する正又は負の値であってもよい。処理システム２０２は、これらの値をさらに処理して、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌとの間の導管１３０、１３０´の物理的な剛性の増加又は減少のみが示されるトグルインジケータを生成することができる。以下の真理値表に示すように、これらの値及び／又はトグルインジケータを使用して、導管１３０、１３０´の根本的な変化を決定することができる。
【０１０４】
【表１】
2020532717.tif 000012
【０１０５】
見て分かるように、ＬＰＯ剛性変化２４４、ＲＰＯ剛性変化２５４、及び剛性対称性２６０の組合せを使用して、導管１３０、１３０´の様々な可能性のある変化を区別することができる。例えば、Ｊ及びＮの両方のケースでは、剛性対称性２６０の値が「低右」であり、ＲＰＯ剛性変化２５４が「低」である。しかしながら、ケースＪでは、ＬＰＯ剛性変化２４４が「低」であるが、ケースＮでは、ＬＰＯ剛性変化２４４が「高」である。ケースＪは、導管１３０、１３０´の可能性のある浸食／腐食として示され、ケースＮは、導管１３０、１３０´の可能性のある被膜として示されている。
【０１０６】
上記の表は、ＬＰＯ剛性変化２４４、ＲＰＯ剛性変化２５４、及び剛性対称性２６０を利用して、導管１３０、１３０´の状態を判定しているが、代替の表、論理、オブジェクト、関係、回路、プロセッサ、ルーチンなどの任意の適切な手段を用いて、導管内の状態を判定することができる。例えば、図２を参照して説明した計器電子装置２０を参照すると、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４のみを利用して、導管１３０、１３０´の状態を判定することができる。しかしながら、理解できるように、剛性対称性２６０を利用することにより、導管１３０、１３０´の状態のより具体的な判定が可能になる場合がある。
【０１０７】
加えて又は代替として、ＬＰＯ剛性変化２４４、ＲＰＯ剛性変化２５４、及び剛性対称性２６０の実際の値が、導管の状態を判定するためにトグルインジケータの代わりに用いられてもよい。例えば、上記の表によって判定される状態は、例えば、剛性対称性２６０が比較的小さい「右低」である場合、ケースＪが浸食ではなく腐食である可能性が高いと判定するさらなるステップによって補足されてもよい。 すなわち、比較的小さい「右低」剛性対称性２６０は、導管の入口でより一般的である可能性がある浸食と比較して腐食のより均一な性質によるものである可能性がある。
【０１０８】
上記の議論は、計器剛性に関連したが、加えて又は代替として、他の計器検証パラメータが用いられてもよい。例えば、残留可撓性がベースライン残留可撓性と比較されてもよい。残留可撓性は、別の振動モードの共振周波数にある１つの振動モードに関連付けられた周波数応答の一部として定義することができる。例えば、様々な振動モード（例えば、曲げ、ねじれなど）の周波数応答は、周波数応答関数（例えば、周波数に対する振幅応答）として特徴付けられてもよい。周波数応答関数は、典型的には、所与の振動モードの共振周波数を中心とし、振幅が共振周波数からの距離に比例して斜めに減少する。例えば、ブレースバーに位置する２つのノードを有する１次曲げモード（例えば、主位相外れ曲げモード）は、１次曲げモードの共振周波数ω１を有することができる。４つのノードを有する２次曲げモードは、１次曲げモードの共振周波数ω１よりも高い２次曲げモードの共振周波数を有することができる。２次曲げモードの周波数応答関数は、１次曲げモードの共振周波数ω１に重なることができる。したがって、２次曲げモードによって引き起こされる１次曲げモードの残留可撓性は、１次曲げモードの共振周波数ω１にある２次曲げモードの周波数応答関数の一部である。理解できるように、浸食、腐食、損傷、被膜などが発生すると、各振動モードの周波数応答が変化するため、所与のモードのこの残留可撓性値が変化する可能性がある。したがって、残留可撓性を使用して、振動計の変化を識別することもできる。
【０１０９】
ダンピングも用いることができる。例えば、計器検証では、測定されたダンピング値をベースラインのダンピング値と比較することができる。ダンピングは、浸食や腐食の影響を受けないため、ダンピングは、被膜を検出するのに有用な場合がある。
【０１１０】
同様に、左又は右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられた質量は、左又は右のピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられたベースライン質量と比較することができる。一例では、予測質量が用いられてもよい。一例では、較正された空気及び水の質量値に基づく予測質量、並びにプロセス流体の測定された又は既知の密度は、以下の式、
【０１１１】
【数１０】
2020532717.tif 000013
【０１１２】
を使用して計算することができ、
ここで、
mexpectedは、予測質量、すなわち振動計に変化が発生しなかった場合に測定されるべき質量であり、
mfactory,airは、振動計が空気で満たされた場合の測定された質量であり、
ρairは、空気の密度であり、
ρwaterは、水の密度値であり、
ρkwownは、測定される物質の密度である。
予測質量mexpectedを使用して、次式によりパーセントとして表される正規化された質量偏差を計算することができ、
【０１１３】
【数１１】
2020532717.tif 000014
【０１１４】
ここで、
mmeasuredは、計器検証中に測定された質量であり、
mDeviationは、予測質量mexpectedからの測定された質量の質量偏差mmeasuredである。
理解できるように、浸食、腐食、損傷、被膜などは、振動計の導管の質量に影響を与える可能性がある。したがって、予測質量は、測定された質量を予測質量と比較することによって、振動計の変化を検出するために使用することができる。
【０１１５】
上記で論じたように、導管の幾何学的形状も、導管の状態を判定する際に考慮されてもよい。例えば、Ｕ字形状の管は、例えば、直線管と比較して、導管内の特定の場所で腐食よりも浸食されやすい場合がある。加えて又は代替として、いくつかのプロセス／導管の組合せは、特定の条件を、より影響を受けやすい場合がある。例えば、導管１３０、１３０´は、腐食性物質を用いる高温プロセスと比較して、窒素を用いる極低温プロセスにおいて損傷をより受けやすい場合がある。したがって、ＬＰＯ剛性変化２４４、ＲＰＯ剛性変化２５４、及び剛性対称性２６０、又はこれらの値を使用する方法は、例えば、導管の幾何学的形状、構造、寸法、プロセス変数などに関連する要因などの他の値を含むことができる。
【０１１６】
図２からも分かるように、記憶システム２０４は、剛性標準偏差２３６、ＬＰＯ剛性標準偏差２４６、及びＲＰＯ剛性標準偏差２５６を記憶することもできる。これらの値は、例えば、ベースライン計器剛性２３０及び計器剛性２３２を含む計器剛性測定値から決定することができる。例えば、剛性標準偏差２３６は、プールされた標準偏差であってもよい。したがって、剛性標準偏差２３６は、ベースライン計器剛性２３０を構成する計器剛性測定値を含む、計器剛性２３２がどれだけ変化したかの尺度である。ＬＰＯ剛性標準偏差２４６及びＲＰＯ剛性標準偏差２５６も、プールされた標準偏差であってもよい。
【０１１７】
図２に示す例は、剛性標準偏差を利用しているが、計器検証パラメータデータにおける変動及び分散の他の尺度が採用されてもよい。例えば、標準偏差の代わりに分散が用いられてもよい。すなわち、剛性標準偏差２３６、ＬＰＯ剛性標準偏差２４６、及びＲＰＯ剛性標準偏差２５６は、例示的な計器検証パラメータの分散値である。加えて、又は代替として、ベースライン計器剛性２３０及び計器剛性２３２に用いることができる平均値の代わりに、中心傾向の他の尺度を用いることができる。したがって、ベースライン計器剛性２３０及び計器剛性２３２は、例示的な計器検証パラメータの中心傾向値である。
【０１１８】
記憶装置は、信頼区間２７０などの他の統計値も記憶することができる。以下でより詳細に説明されるように、信頼区間２７０は、ｔ値２７２、有意水準２７４、及び自由度２７６に基づいて計算することができる。有意水準２７４は、例えば、検証２２０によって設定されるスカラー値であってもよい。有意水準２７４は、仮説が実際に真である（例えば、振動計に変化が生じなかったときの変化を検出する）ときに、帰無仮説を棄却する確率として定義することができ、典型的には、１％すなわち０．０１などの小さな値である。自由度２７６は、例えば、剛性標準偏差２３６を決定するために使用されるサンプルの数から計算される。バイアス不感帯２７８も示されており、これは、振動計のバイアスが誤ったフラグを誘発しないことを確実にするために検証２２０によって設定することもできるスカラー値である。
【０１１９】
信頼区間２７０は、振動計５の物理的な剛性の小さな変化を検出することができる一方で、例えば、以前に計器検証で使用された所定の制限と比較して、誤警報の数も低減させることができる。さらに、信頼区間２７０は、比較的単純な数学的演算を使用して計算することができ、それによって、処理システム２０２は、比較的単純な埋め込みコードを用いる検証２２０を使用して、ロバストな統計技法を用いることができる。
【０１２０】
所定の警報制限
図３ａ及び図３ｂは、複数の計器検証実行中に決定された剛性変化及び剛性対称性変動を示すグラフ３００ａ、グラフ３００ｂを示す。図示するように、グラフ３００ａ、３００ｂは、実行番号軸３１０ａ、３１０ｂを含む。実行番号軸３１０ａ、３１０ｂは、０〜６００の範囲にあり、計器検証の実行番号を示す。例えば、実行番号「１００」は、６００回の計器検証実行のうちの１００回目の計器検証実行を示す。グラフ３００ａは、剛性軸３２０ａにパーセント変化も含み、これは、例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４のパーセンテージ表現である。グラフ３００ｂは、パーセント剛性差軸３２０ｂを含み、これは、例えば、剛性対称性２６０のパーセンテージ表現である。例えば、０パーセントの剛性差は、例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４がＲＰＯ剛性変化２５４に等しいことを意味する。また、グラフ３００ａ、３００ｂには、剛性変化データ３３０ａ及び剛性差データ３３０ｂがそれぞれ示されている。
【０１２１】
剛性変化データ３３０ａ及び剛性差データ３３０ｂは、被膜が導管内に存在する様々な流れ物質／流量構成について実行のグループにおいて決定されたデータ点から構成される。より具体的には、４つのデータのグループがあり、これらは、剛性差データ３３０ｂから識別可能である。最初の２つのグループは、高水量及び低水量に基づいていてもよい。後の２つのグループは、高空気流及び低空気流に基づいていてもよい。
【０１２２】
図３ａに示すグラフ３００ａは、所与の計器検証実行についての剛性変化を表すデータ点から構成される剛性変化データ３３０ａを含む。見て分かるように、剛性変化データ３３０ａは、約−０．３％〜約２．０％の範囲にある。理解できるように、これは、剛性が変化していることを示しているように見える。しかしながら、警報制限が、例えば４％に設定されている場合は、警報が発生しない可能性がある。
【０１２３】
図３ｂに示すグラフ３００ｂは、剛性差、例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４を表すデータ点から構成される剛性差データ３３０ｂを含む。見て分かるように、剛性差データ３３０ｂは、約−０．４％〜約０．６％の範囲にある。やはり見て分かるように、剛性差データ３３０は、識別可能な傾向に従わない散発的なデータ点を含む。加えて、剛性差データ３３０ｂは、剛性対称性値が導管内の物質によって影響を受ける可能性があることを示唆している。
【０１２４】
グラフ３００ａ、３００ｂは、警報の制限又は範囲が振動計の変化に関連付けられた剛性変化よりも大きい場合、警報が発せられない可能性があることを示している。さらに、警報制限が散発的なデータ点よりも小さい場合、誤警報が発生する可能性がある。以下は、制限をなくし、埋め込みシステムで実行することができる統計を採用することよって、この問題に対処する。
【０１２５】
埋め込みコードのための統計
結果の確率を計算する統計的方法は、振動計の変化を検出するために使用することができるが、その複雑さのために、計器電子装置２０では実行することができない。例えば、Ｐ及びＴ統計は、所与のデータのセットについて帰無仮説が満たされるかどうかを検定するために用いられることがある。帰無仮説の棄却は、状態が振動計に存在するかどうかを判定しているのではなく、状態の欠如があることが偽であると判定する。計器検証の場合、帰無仮説は、「現在の計器検証結果がベースライン計器検証結果と同じ平均値を有する」として定義されてもよい。この帰無仮説が反証される場合、振動計の変化により、現在の結果の平均値がベースライン計器検証結果と同じではないと推定することができる。
【０１２６】
例として、ｔ検定では、ｔ値は、次式を使用して計算することができ、
【０１２７】
【数１２】
2020532717.tif 000015
【０１２８】
ここで、
μ０は、ある指定された値であり、
【０１２９】
【数１３】
2020532717.tif 000016
【０１３０】
は、サンプルの平均値であり、
ｓは、サンプルの標準偏差であり、
ｎは、サンプルのサイズである。
計器検証の文脈では、μ０は、ベースライン剛性値などの基準計器の検証値である。計器検証測定値を使用して、基準計器検証値と比較するためのサンプルの平均値
【０１３１】
【数１４】
2020532717.tif 000017
【０１３２】
及びサンプルの標準偏差ｓを計算する。計器検証測定値の数は、サンプルのサイズｎである。ｔ検定は、典型的には、自由度も含み、これは、上記の式［１］では、ｎ−１として定義される。
【０１３３】
上で論じたように、ｔ検定を使用して帰無仮説を検定することができ、これは、計器検証の場合、サンプルの平均値
【０１３４】
【数１５】
2020532717.tif 000018
【０１３５】
が基準計器検証値と等しいかどうかとして定義されてもよい。帰無仮説を検定するために、ｔ値の既知の分布を使用してＰ値が計算されてもよい。帰無仮説を検定するために、Ｐ値を有意水準αと比較する。有意水準αは、典型的には、例えば、０．０１、０．０５、又は０．１０などの小さな値に設定される。Ｐ値が有意水準α以下の場合、帰無仮説は、対立仮説のために棄却される。帰無仮説は、「現在の計器検証結果がベースライン計器検証結果と同じ平均値を有する」として定義されているため、対立仮説は、現在の計器検証が同じ平均値を有しておらず、したがって、計器に変化が生じたということである。
【０１３６】
しかしながら、Ｐ値は、限られた計算リソースでは計算するのが困難である。例えば、Ｐ値は、オペレーティングシステムと統計ソフトウェアを備えたコンピュータワークステーションで計算することができるが、埋め込みシステムでは簡単に計算することができない。上述の計器電子装置２０は、限られた計算リソースを備えた埋め込みシステムである場合がある。加えて、計器電子装置でその場で又はリアルタイムで帰無仮説を棄却する能力は、計器電子装置２０が誤警報を送信するのを防止することができる一方で、導管１３０、１３０´の変化を正確に検出することもでき、これは、所定の警報制限の使用と比べて著しい改善である。
【０１３７】
この目的のために、Ｐ値の代わりに、計器電子装置２０の限られたコンピューティングリソースを活用する信頼区間が使用さる。その結果、信頼区間は、計器電子装置２０に埋め込まれたコードを使用して計算することができる。例えば、計器電子装置２０は、２つのレジスタに記憶された現在の剛性値及び剛性標準偏差値を有することができる。理解できるように、上述のｔ値は、有意水準α及び自由度を使用することによって、現在の剛性値を使用して計算することができる。例として、有意水準αは、９９％の信頼水準である０．０１に設定されてもよい。計器検証テストの数は、５として設定されてもよい。したがって、プールされた自由度は、２・（５−１）＝８であると決定される。両側のスチューデントｔ値は、有意水準αとプールされた自由度から、スチューデントｔ値関数を使用して次のように計算することができる。
【０１３８】
【数１６】
2020532717.tif 000019
【０１３９】
左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられた剛性値のプールされた標準偏差も使用することができる。一般的なケースでは、プールされた標準偏差の計算は、複雑である可能性がある。しかしながら、計器電子装置２０が測定された剛性標準偏差をレジスタに記憶しているため、プールされた標準偏差は、単に上述の剛性標準偏差２３６などの記憶された標準偏差とすることができる。プールされた標準誤差を計算することもでき、これは、次のように定義される。
【０１４０】
【数１７】
2020532717.tif 000020
【０１４１】
【数１８】
2020532717.tif 000021
【０１４２】
【数１９】
2020532717.tif 000022
【０１４３】
上記で決定した標準誤差及びｔ値を使用して、信頼区間の範囲を次のように計算することができる。
【０１４４】
【数２０】
2020532717.tif 000023
【０１４５】
【数２１】
2020532717.tif 000024
【０１４６】
最後に、信頼区間は、剛性平均値及び信頼区間の範囲を使用して計算することができ、これは、以下で示される。
【０１４７】
【数２２】
2020532717.tif 000025
【０１４８】
信頼区間に０．０が含まれているかどうかを判定することによって、信頼区間を使用して帰無仮説を検定することができる。信頼区間に０．０が含まれている場合、帰無仮説は、棄却されず、計器検証が合格となる。信頼区間に０．０が含まれていない場合、帰無仮説が棄却され、計器検証障害が送信される可能性がある。
【０１４９】
理解できるように、計器電子装置２０が剛性値及び剛性標準偏差値を記憶するＰ値の代わりに信頼区間を使用することによって、計算は、比較的単純になり、埋め込みコードを使用して実行することができる。例えば、Ｐ値を計算するのに十分な計算リソースを有していない可能性がある計器電子装置２０は、その場の又はリアルタイムの統計分析を実行するための信頼区間を計算することができる。これも理解できるように、信頼区間は、所望の信頼水準で帰無仮説を検定するために使用することができる。
【０１５０】
信頼区間に加えて、バイアス不感帯をゼロ付近で定義して、計器剛性測定値のバイアスを考慮することができる。計器剛性測定値のバイアスは、取り付け、密度、温度勾配、又は計器検証測定値に影響を与える可能性がある振動計の他の状態に起因する場合がある。ｔ検定におけるこのバイアス不感帯は、ゼロ付近の値であり、その場合、普通ならば信頼区間チェックにより仮説が棄却される小さな変動を有する小さなバイアスは、仮説を棄却しない。したがって、このバイアス不感帯は、計器電子装置２０によって送信される誤警報の数を減らす値に設定することができる。
【０１５１】
ゼロと比較される信頼区間の例では、バイアス不感帯は、ゼロ付近の範囲にあり、ゼロが信頼区間内にないが、バイアス不感帯の一部が信頼区間内にある場合、帰無仮説は、棄却されない。数学的には、この検定は、平均計器剛性値がバイアス不感帯よりも小さいかどうかとして表すことができる。又は、上記の命名法を使用して、
【０１５２】
【数２３】
2020532717.tif 000026
【０１５３】
である場合、ここで、dbbiasは、バイアス不感帯であり、帰無仮説を棄却することができない。
【０１５４】
バイアス不感帯は、単独で、又は他の不感帯と組み合わせて実装することができる。例えば、バイアス不感帯は、変動不感帯と組み合わせて実装することができる。一例では、変動不感帯は、dbvariation=dbbias/tstudent,99,8から決定することができ、ここで、dbvariationは、変動不感帯である。変動不感帯を計器剛性の標準偏差と比較して、帰無仮説を棄却する必要があるかどうかを判定することができる。一例では、バイアス不感帯は、上述したように比較されてもよく、変動不感帯を次のように計器剛性の標準偏差と比較することができる。
【０１５５】
【数２４】
2020532717.tif 000027
【０１５６】
の場合、かつs<dbvariationの場合、帰無仮説を棄却することができない。前述の検定は、信頼区間チェックによって帰無仮説が棄却された後に利用することができる。あるいは、
【０１５７】
【数２５】
2020532717.tif 000028
【０１５８】
の場合、かつs<dbvariationの場合、平均計器剛性
【０１５９】
【数２６】
2020532717.tif 000029
【０１６０】
は、ゼロに設定され、計器剛性変動は、変動不感帯に等しくなる。したがって、信頼区間チェックが実行されると、計器剛性測定値のバイアスのために帰無仮説が棄却されない場合がある。
【０１６１】
図４ａ及び図４ｂは、複数の計器検証実行中に決定された剛性変化データ点及び剛性対称性変動データ点を示すグラフ４００ａ、４００ｂを示し、確率分布が各データ点に割り当てられている。図示するように、グラフ４００ａ、４００ｂは、実行番号軸４１０ａ、４１０ｂを含む。実行番号軸４１０ａ、４１０ｂは、０〜６００の範囲にあり、計器検証の実行番号を示す。グラフ４００ａは、例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４のパーセンテージ表現である剛性軸４２０ａのパーセント変化も含む。グラフ４００ｂは、例えば、剛性対称性２６０のパーセンテージ表現であるパーセント剛性差軸４２０ｂを含む。
【０１６２】
図５ａ及び図５ｂは、複数の計器検証実行中に決定された剛性変化データ点及び剛性対称性変動データ点を示すグラフ５００ａ、５００ｂであり、確率が各データ点に割り当てられている。図示するように、グラフ５００ａ、５００ｂは、実行番号軸５１０ａ、５１０ｂを含む。実行番号軸５１０ａ、５１０ｂは、０〜１４０の範囲にあり、計器検証のための実行番号を示す。グラフ５００ａは、例えば、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４のパーセンテージ表現である剛性軸５２０ａにおけるパーセント変化も含む。グラフ５００ｂは、例えば、剛性対称性２６０のパーセンテージ表現であるパーセント剛性差軸５２０ｂを含む。
【０１６３】
グラフ４００ａ、５００ａは、剛性偏差を表す複数のデータ点から構成される剛性偏差プロット４３０ａ、５３０ａを含み、これらは、計器剛性の、記憶システム２０４に記憶された剛性変化２３４であってもよい。グラフ４００ｂ、５００ｂは、剛性対称性変化を表すデータ点から構成される剛性対称性プロット４３０ｂ、５３０ｂを含む。感嘆符の点として示される変化表示プロット４４０ａ〜５４０ｂも示されており、これらは、信頼区間にゼロが含まれていないことを示す。
【０１６４】
図４ａ〜図５ｂにおいて、変化表示プロット４４０ａ〜５４０ｂを使用して、所与のデータ点について帰無仮説の棄却が生じたことを示す。上述したように、帰無仮説は、測定値がベースライン値と等しい場合であるが、この検定は、確率によって実行されることであってもよい。図４ａ〜図５ｂに示すように、確率は、信頼区間であるが、任意の適切な確率が用いられてもよい。信頼区間は、各データ点に関連付けられたバーで表されている。図４ａ〜図５ｂに示す例では、バーは、９９％の信頼区間を表す。
【０１６５】
理解できるように、感嘆符の点は、信頼区間がゼロ軸を含まないデータ点に関連付けられている。図５ｂでは、剛性対称性のゼロ軸は、測定された剛性対称性がベースライン剛性対称値に等しいという帰無仮説を表す。すなわち、ゼロ軸は、振動計の剛性対称性に変化がないことを表す。したがって、信頼区間にゼロ軸が含まれない場合、帰無仮説は、棄却される。これは、例えば、有意水準が０．０１に設定されている少なくとも９９％の信頼度で、帰無仮説が棄却され、振動計に変化が生じたことを示す。
【０１６６】
理解できるように、様々なシステム及び方法は、導管１３０、１３０´の変化を示すために、上述のＬＰＯ剛性変化２４４、ＲＰＯ剛性変化２５４、及び剛性対称性２６０を使用することができる。例示的な方法は、図６を参照して以下でより詳細に説明される。
【０１６７】
図６は、一実施形態による、振動計の変化を検出及び識別するための方法６００を示す。図６に示すように、方法６００は、ステップ６１０において、振動計の導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定することによって始まる。振動計及び導管は、図１を参照して説明した振動計５及び導管１３０、１３０´のうちの１つであってもよい。本例によると、導管の第１位置は、例えば、導管１３０上の左側ピックオフセンサ１７０ｌの位置とすることができるが、任意の適切な位置が用いられてもよい。したがって、第１位置に関連付けられた第１剛性変化は、ＬＰＯ剛性変化２４４であってもよく、これは、上で論じたように、ドライバ１８０と左側ピックオフセンサ１７０ｌの位置との間の導管１３０の物理的な剛性変化を表すことができる。
【０１６８】
方法６００は、ステップ６２０において、振動計の導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定することができる。ステップ６１０を参照して上述した例を続けると、導管の第２位置は、導管１３０上の右側ピックオフセンサ１７０ｒの位置とすることができるが、任意の適切な位置を用いることができる。したがって、第２位置に関連付けられた第２剛性変化は、導管１３０上の右側ピックオフセンサ１７０ｒの位置に関連付けられたＲＰＯ剛性変化２５４であってもよく、これは、上述したように、ドライバ１８０と右側ピックオフセンサ１７０ｒの位置との間の導管１３０の物理的な剛性変化を表してもよい。
【０１６９】
ステップ６３０では、方法６００は、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて導管内の状態を判定する。上述した例では、状態は、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４に基づいて決定されてもよい。状態は、浸食、腐食、損傷（例えば、凍結、過圧など）、被膜などの、導管の剛性に影響を与えるものであれば何でもよい。例として、第１及び第２剛性変化は、「低」として示されるＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４であってもよい。さらに、ＬＰＯ剛性変化２４４及びＲＰＯ剛性変化２５４にやはり基づいてもよい剛性対称性２６０は、「低右」であってもよい。方法６００は、例えば、上述した表と同様の表を用いて、導管１３０の状態が腐食／浸食であると判定することができる。
【０１７０】
方法６００は、導管の決定された状態のそれぞれに適した手順をさらに識別、提案、又は可能にすることができる。例えば、警報は導管の決定された状態で提供されてもよく、ユーザはその状態に特有のさらなる診断、保守、サービスなどを進めることができる。導管が損傷した場合の手順には、動作から振動計５を取り外し、計器アセンブリ１０を修理／交換することが含まれてもよい。被膜の場合、動作から振動計５を取り外すことなく、被膜を低減又は除去する手順がより適切である場合がある。
【０１７１】
図７は、振動計の変化を検出及び識別するための方法７００を示す。図７に示すように、方法７００は、ステップ７１０において、振動計の計器電子装置内の記憶装置から計器検証パラメータの中心傾向値及び計器検証パラメータの分散値を取得することによって開始する。ステップ７２０で、方法７００は、計器検証パラメータ及び分散値に基づいて確率を決定して、中心傾向値がベースライン値と異なるかどうかを判定する。
【０１７２】
ステップ７１０において、中心傾向値及び分散値は、例えば、図２を参照して上述した記憶システム２０４から取得されてもよい。記憶システム２０４は、処理システム２０２のレジスタであってもよい。したがって、処理システム２０２は、レジスタから中心傾向値及び分散値を取得し、単純な数学的演算を実行して確率を決定することができる。一例では、中心傾向値は、計器剛性であってもよく、分散値は、計器剛性の標準偏差であってもよい。
【０１７３】
計器剛性及び分散値を使用する例では、ステップ７２０において、処理システム２０２は、計器剛性を構成する計器剛性測定値の数に基づいてｔ値を計算し、ｔ値を使用して確率を計算することができる。一例では、ｔ値は、上述したように、有意水準α及び自由度から決定することができる。計器剛性は、例えば、ベースライン計器剛性などのベースライン値が決定された後に取得された計器剛性測定値から決定された平均計器剛性であってもよい。ベースライン値は、ベースライン中心傾向値であってもよい。したがって、ベースライン計器剛性は、ベースライン計器剛性測定値の平均値であってもよい。
【０１７４】
方法７００は、例えば、バイアス不感帯を設定するなどの追加のステップを含むことができる。上述したように、中心傾向値であってもよい計器剛性がバイアス不感帯よりも小さい場合、方法７００は、計器剛性とベースライン計器剛性が異なっていないと判定することができる。例えば、計器剛性をバイアス不感帯と比較する前に、信頼区間にゼロが含まれていない可能性があるため、帰無仮説が棄却されたことを示すフラグをセットすることができる。しかしながら、計器剛性がバイアス不感帯よりも小さい場合は、フラグをリセットして、帰無仮説が棄却されなかったことを示すことができる。したがって、方法７００は、警報を送信しない場合がある。
【０１７５】
図１を参照して説明した計器電子装置２０、又は他の電子機器、デバイスなどは、振動計の変化を検出及び／又は識別するための方法６００、７００、あるいは他の方法を実行することができる。したがって、計器電子装置２０及び処理システム２０２は、インターフェイス２０１から情報を受信し、振動計５の導管１３０、１３０´の第１位置に関連付けられた第１剛性変化を決定し、振動計５の導管１３０、１３０´の第２位置に関連付けられた第２剛性変化を決定するように構成されてもよい。図１の振動計５を参照すると、第１位置は、振動計５の導管１３０、１３０´上の左側ピックオフセンサ１７０ｌの位置であってもよい。同様に、第２位置は、振動計５の導管１３０、１３０´上の右側ピックオフセンサ１７０ｒの位置であってもよい。
【０１７６】
計器電子装置２０はまた、第１剛性変化及び第２剛性変化に基づいて、導管１３０、１３０´の状態を判定するように構成されてもよい。計器電子装置２０はまた、導管１３０、１３０´の、図２に示す剛性対称性２６０などの剛性対称性を判定するように構成されてもよい。計器電子装置２０はまた、導管の状態の判定に基づいて警報を提供するように構成されてもよい。警報は、例えば、経路２６を介して信号、メッセージ、パケットなどを送信することによって提供されてもよい。
【０１７７】
計器電子装置２０、特に処理システム２０２は、計器電子装置２０内の記憶装置から計器剛性及び計器剛性の標準偏差を取得することもできる。計器電子装置２０又は処理システム２０２は、計器剛性及び計器剛性の標準偏差に基づいて確率を決定して、計器剛性がベースライン計器剛性と異なるかどうかを判定することができる。
【０１７８】
上記の説明は、振動計５の変化を検出及び識別することができる計器電子装置２０及び方法６００、７００を提供する。この変化は、導管の第１位置に関連付けられた第１剛性変化及び導管の第２位置に関連付けられた第２剛性変化に基づいて振動計５内の導管１３０、１３０´の状態を検出することによって識別することができる。これら及び他のステップは、計器電子装置２０、計器電子装置２０内の処理システム２０２、及び／又は方法６００、又は他の電子機器、システム、及び／又は方法によって実行することができる。
【０１７９】
限られた計算リソースで確率を決定することできるように、統計を特定の仕方で用いることによって、変化を検出することができる。例えば、確率は、ゼロが信頼区間内にある場合、帰無仮説が棄却される計器剛性の周りの信頼区間であってもよい。さらに、計器剛性測定値のバイアスが誤警報を誘発しないことを確実にするために、計器電子装置２０は、計器剛性をバイアス不感帯と比較することができる。したがって、変化しない制限とは対照的に、継続的に更新することができる確率は、誤警報を引き起こすことなく、振動計５の変化を正確に検出することができる。
【０１８０】
上記の議論は、図１に示す振動計５を参照しているが、任意の適切な振動計を用いることができる。例えば、２つ以上のドライバ及び２つ以上のピックオフセンサを備えた振動計を用いることができる。したがって、２つのピックオフセンサ及び２つのドライバを有する例示的な振動計では、３つ以上の剛性変化を決定することができる。本例では、ドライバのそれぞれとピックオフセンサのそれぞれとの間の剛性変化を決定することができる。同様に、２つのドライバと２つのセンサとの間の剛性変化間の対称性も決定することができる。
【０１８１】
上記の実施形態の詳細な説明は、本説明の範囲内であると本発明者らによって企図されたすべての実施形態の網羅的な説明ではない。実際、当業者は、上述の実施形態の特定の要素を様々に組み合わせ、又は削除してさらなる実施形態を作成することができ、そのようなさらなる実施形態が本説明の範囲及び教示に含まれることを認識されるであろう。上記の実施形態を全体的又は部分的に組み合わせて、本説明の範囲及び教示内の追加の実施形態を作成することができることも当業者には明らかであろう。
【０１８２】
したがって、特定の実施形態が例示を目的として本明細書で説明されているが、当業者が認識するように、本説明の範囲内で様々な等価な修正が可能である。本明細書で提供される教示は、上述された、添付の図に示された実施形態だけでなく、振動計の変化の他の識別に適用することができる。したがって、上述した実施形態の範囲は、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３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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