JP2008522186A - 密度情報を用いて流れ圧力を決定するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
コリオリ流量計は、振動する管路上のコリオリの力を感知することによって質量流量を決定する。管路は1つ以上の管からなり、共振周波数で振動するよう強制される。管の共振周波数は流管内の流体の密度に比例する。管の流入部及び流出部に配置されたセンサが、管の端部間の相対振動を測定する。流れ期間には、振動する管と流れる質量とがコリオリの力によって結合され、管の端部間の振動に位相シフトを生じさせる。位相シフトは質量流量に正比例する。
コリオリ流量計を流れる材料の密度を決定する方法及び装置が提供される。密度は流れる材料の圧力を推測するのに用いられる。推測された圧力はコリオリ流量計の二次的な圧力効果を補正するために又は外部装置に報告するために使用される。
本発明の1つの態様は、
コリオリ流量計を流れる材料の密度を測定する工程と、
測定された密度から、流れる材料の圧力を決定する工程と、
を備える方法を含む。
(a)圧縮率zの値を式
(b)圧力Pの計算された値を用いて、超圧縮率zの一層正確な値を決定する工程と、
(c)超圧縮率zの新たな一層正確な値を用いて、圧力Pを再計算する工程と、
(d)圧力の値が所定の限界内に収束するまで、工程b及びcを反復する工程と、
を更に備えることが好ましい。
(a)低圧力点において材料に対してコリオリ流量計の密度対圧力関係を校正する工程と、
(b)高圧力点において材料に対してコリオリ流量計の密度対圧力関係を校正する工程と、
(c)材料に対する2つの密度対圧力関係を記憶する工程と、
を備える。
(a)高圧力点及び低圧力点に対して圧縮率Zを決定する工程と、
(b)高圧力点及び低圧力点に対する平均モル重量を決定する工程と、
(c)「最終圧力評価」を決定する工程と、
(d)「最終圧力評価」を用いて、新たな圧縮率を決定する工程と、
(e)「新たな圧力評価」を計算する工程と、
(f)「新たな圧力評価」の値が所定の限界内に収束するまで、工程(c)〜(e)を反復する工程と、
を更に備えることが好ましい。
流れる材料を収容するよう構成された管路と、
管路を振動させるよう構成された少なくとも1つの駆動部と、
振動する管路の運動を測定するよう構成された第1の及び第2のセンサと、
振動する管路の運動に基づいて、流れる材料の密度を決定するよう構成されたプロセッサと、
を具備し、プロセッサが、決定された密度に基づいて、流れる材料の圧力を決定するよう構成されているコリオリ流量計を含む。
流れる材料を収容する管路を振動させる手段と、
振動する管路の位相を測定する手段と、
測定された位相を流動密度測定値へ変換する手段と、
密度に基づいて、流れる材料の圧力を決定する手段と、
を具備するコリオリ流量計を含むことが好ましい。
図1〜図9及び以下の説明は、本発明の最良の実施の形態を如何に製作し使用するかを当業者に教示するための特定の例を示している。発明の原理を教示するために、従来の態様は簡略化され又は省略されている。当業者は、発明の範囲内に入る、これらの例からの変形を理解するであろう。当業者は理解するとおり、発明の多様な変形を形成するように、以下に記述する特徴を種々の方法で組み合わせることができる。その結果、本発明は以下に記述する特定の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。
ρ=(PM)/(ZRT) (1)
で表される。ここで、ρは流動気体の密度であり、Pは流動気体の圧力であり、Mは気体のモル重量であり、Zは気体の圧縮率であり、Rは気体定数であり、Tは流動気体の温度である。多くの場合、コリオリ流量計内を流れる気体の温度及びモル重量は比較的一定に維持される。流動気体の温度が広い範囲にわたる場合には、流動気体の温度を測定する。温度及びモル重量が定数と考えられるとき、式(1)は
ρ=N(P/Z) (2)
として書き直される。ただし、ρは流動気体の密度、Pは流動気体の圧力、Nは定数、Zは気体の圧縮率である。また、式(2)は、流動密度の可変性が流動圧力及び圧縮率によって主に影響されることを示している。また、式(2)は、圧縮率の効果の外側では流動密度が流動圧力に正比例することを示している。大部分の気体測定応用における流動圧力の範囲は大気圧(ほぼ14psia)から1464psiaまで変動する、すなわち、ほぼ105対1の変動を示す。図1は、複数の異なる気体についての、一定70°Kにおいて14psiaと1464psiaとの間で変動する圧力に対する気体圧縮率の表である。これらの気体の圧縮率は当該分野では周知であり、この情報の入手源の1つはアメリカン・ガス・アソシエーション(AGA)レポート、第8号、「天然ガス及び関連の炭化水素ガスの圧縮率係数」(1994年、第2版)であり、ここに援用する。図2は、図1の表からの情報を示す図である。図1及び図2から理解されるように、圧縮率は、14〜1464psiaの範囲にわたって1.3〜1前後の最大変動を有する。
M=(ρZRT)/P (6)
を得る。ただし、Mは材料のモル重量、Pは高圧力校正点及び低圧力校正点で測定された圧力、Zはステップ902で決定された圧縮率、Tは高圧力校正点及び低圧力校正点で測定された温度、ρは高圧力校正点及び低圧力校正点で測定された密度、Rは定数である。高圧力校正点に対するモル重量は低圧力校正点のモル重量と平均化されて平均モル重量を与える。ステップ906において、式(5)を用いて、そのときの圧力Pを決定して「最終圧力評価」として記憶する。ステップ908において、「最終圧力評価」、そのときの温度、材料の平均モル重量及びそのときの密度を用いて、圧縮率zに対する新たな値を決定する。ステップ910において、ステップ908で決定された圧縮率と、ステップ904で決定された平均モル重量と、そのときの密度と、そのときの温度とを用いて、式(3)によって「新たな圧力評価」を計算する。ステップ912において、以下の式、即ち
(「新たな圧力評価」−「最終圧力評価」)の絶対値≦1 (7)
を用いて「新たな圧力評価」を評価する。この式が真であれば、「新たな圧力評価」をそのときの圧力として設定する。この式が偽であれば、「新たな圧力評価」は「最終圧力評価」として記憶され、フローはステップ906に戻る。この反復法を用いると、高圧力校正点及び低圧力校正点を用いて圧力を決定するとき、流れる材料における温度変化の影響を考慮することができる。
Claims (24)
- コリオリ流量計を流れる材料の密度を測定する工程(602)と、
測定された前記密度から、流れる前記材料の圧力を決定する工程と、
を備える方法。 - 決定された前記圧力を用いて、前記コリオリ流量計からの質量流量測定における圧力効果を補正する工程を更に備える、請求項1に記載の方法。
- アメリカン・ガス・アソシエーション(AGA)レポート第8号からの情報を用いて前記圧縮率を決定する、請求項3に記載の方法。
- 前記流量計を流れる前記材料のモル重量(MW)を入力するようユーザーに促す、請求項3に記載の方法。
- 気体種別を入力するようユーザーに促し、
前記コリオリ流量計が、前記流量計を流れる前記材料のモル重量(MW)を前記気体種別から決定する、
請求項3に記載の方法。 - 前記コリオリ流量計が、複数の材料に対して高圧力点及び低圧力点において校正されている、請求項7に記載の方法。
- そのときの圧力に対して、決定された前記圧力Pdeterminedを調整する工程を更に備える、請求項7に記載の方法。
- 前記の決定された圧力を2つの圧力点のそれぞれにおいて測定された圧力と相関させることによって、前記2つの圧力点において前記圧力対密度関係を校正する工程を更に備える、請求項1に記載の方法。
- 前記の決定された流れ圧力を外部装置へ伝達する工程を更に備える、請求項1に記載の方法。
- (a)低圧力点において材料に対してコリオリ流量計の密度対圧力関係を校正する工程と、
(b)高圧力点において前記材料に対してコリオリ流量計の密度対圧力関係を校正する工程と、
(c)前記材料に対する2つの前記の校正された関係を記憶させる工程と、
を備える方法。 - 密度対圧力関係を校正する前記工程が、前記コリオリ流量計において前記材料の圧力を測定して2つの測定値を相関させながら、前記コリオリ流量計を用いて前記材料の密度を測定する工程を備える、請求項12に記載の方法。
- 複数の材料に対して前記工程(a)〜(c)を反復する工程を更に備える、請求項12に記載の方法。
- そのときの測定された密度と2つの記憶された前記の校正関係とに基づいて、前記材料のそのときの圧力を決定する工程を更に備える、請求項12に記載の方法。
- 前記材料のそのときの温度に基づいて前記材料のそのときの圧力を調整する工程を更に備える、請求項15に記載の方法。
- 温度に基づいて前記材料のそのときの圧力を調整する前記工程が、
(a)高圧力点及び低圧力点に対して圧縮率Zを決定する工程(902)と、
(b)前記高圧力点及び前記低圧力点に対する平均モル重量を決定する工程と、
(c)「最終圧力評価」を決定する工程と、
(d)前記「最終圧力評価」を用いて、新たな圧縮率を決定する工程と、
(e)「新たな圧力評価」を計算する工程(910)と、
(f)前記「新たな圧力評価」の値が所定の限界内に収束するまで、工程(c)〜(e)を反復する工程と、
を備える、請求項16に記載の方法。 - 流れる材料を収容するよう構成された管路(502)と、
前記管路を振動させるよう構成された少なくとも1つの駆動部(504)と、
振動する前記管路の運動を測定するよう構成された第1の及び第2のセンサ(506)と、
振動する前記管路の運動に基づいて、流れる前記材料の密度を決定するよう構成されたプロセッサ(508)と、
を具備し、前記プロセッサが、決定された前記密度に基づいて、流れる前記材料の圧力を決定するよう構成されているコリオリ流量計。 - 流れる前記材料に対する2つの異なる圧力点での圧力対密度関係を収容する記憶領域を更に備え、
流れる前記材料の圧力が、流れる前記材料の密度と前記2つの圧力点における前記圧力対密度関係とを用いて決定される、
請求項18に記載のコリオリ流量計。 - 流れる前記材料の圧力が反復法を用いて決定される、請求項18に記載のコリオリ流量計。
- 前記反復法が、前記材料の圧力と前記材料の密度と前記材料の圧縮率との間の関係を用いて反復される、請求項20に記載のコリオリ流量計。
- 流れる前記材料の圧力を用いて、前記コリオリ流量計によって測定される質量流量の圧力効果を補正する、請求項18に記載のコリオリ流量計。
- 流れる前記材料の圧力を外部装置へ伝達する、請求項18に記載のコリオリ流量計。
- 流れる材料を収容する管路を振動させる手段と、
振動する前記管路の位相を測定する手段と、
測定された前記位相を流動密度測定値へ変換する手段と、
前記密度に基づいて、流れる前記材料の圧力を決定する手段と、
を具備するコリオリ流量計。
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