JP2010505114A - 流量計における幾何学的熱補償のための計器電子装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
FCFは流量計の管路の剛性と幾何学的形状とに主に依存する。幾何学的形状は、位相又は時間の2つの測定が行われる場所のような特徴を含む。剛性は、流れ管路の材質特性と管路の幾何学的形状とに依存する。特定の流量計の場合、FCF値及びzero値は、特定の校正温度において2つの既知の質量流量で流れる校正流体により実施される校正プロセスによって見出される。
上記の関数φの勾配はFTと呼ばれることが多く、典型的には、特定の流量計設計又は流量計群に対する実験を通して決定される。従来技術においては、FCFは、温度に対する弾性率の勾配と本質的に同一であると普通は考えられている。しかし、弾性率は、流量計が動作する全温度範囲にわたって線形であるとは限らない。この非線形性を補償するために、この変化を更に良好に補償する高次多項式、例えば下記の式3、即ち
上記の関数φの勾配はDTと呼ばれることが多く、典型的には、特定の流量計設計又は流量計群に対する実験を通して決定される。留意されるように、質量流量におけると同様に、密度温度補償プロセスに対する温度の影響を除くために、高次関数を用いることができる。FTと同様に、従来技術においては、DTは、温度に対する弾性率の勾配と同一であると普通は考えられている。その結果、従来技術においては、質量流量と密度が同じように温度補償される。
計器電子装置の1つの態様において、幾何学的熱補償係数(TFe)は一次式を含む。
計器電子装置の他の態様において、幾何学的熱補償係数(TFe)は多項式を含む。
計器電子装置の別の態様において、計器電子装置は、密度及び質量流量を記憶するよう構成された記憶システムを更に備える。
計器電子装置の更に別の態様において、処理システムは、センサ信号と幾何学的熱補償係数(TFe)とから1つ以上の流れ特性を計算するよう構成される。
計器電子装置の更に別の態様において、処理システムは、式
計器電子装置の更に別の態様において、(TFy)項は弾性率熱補償項を含む。
計器電子装置の更に別の態様において、処理システムは、式
計器電子装置の更に別の態様において、(TFy)項は弾性率熱補償項を含む。
方法の他の態様において、幾何学的熱補償係数(TFe)は多項式を含む。
方法の更に他の態様において、計算することは、温度信号(T)及び一次熱膨張係数α又は多項式を用いて1つ又は複数の流れ管路に対する幾何学的熱補償係数(TFe)を計算することを更に含む。
方法の更に別の態様において、方法は、センサ信号と幾何学的熱補償係数(TFe)とから1つ以上の流れ特性を計算することを更に含む。
方法の更に別の態様において、方法は、式
方法の更に別の態様において、(TFy)項は弾性率熱補償項を含む。
方法の更に別の態様において、方法は、式
方法の更に別の態様において、(TFy)項は弾性率熱補償項を含む。
弾性率(E)は温度と共に変化する。下記の式8、即ち
l0項は基準温度T0での長さであり、(TFe)項は幾何学的熱膨張係数である。ここでも、(TFe)項は、(T−T0、即ちΔT)及び(α)項を含む幾何学的熱膨張係数を含む。α項は、本発明にしたがって導入される一次熱膨張係数を含む。α項は、幾何学的な膨張や収縮を熱的に補償するために導入される。
管の質量は温度の共に変化することはないので、その密度は体積膨張と共に減少しなければならない。温度の函数としての管の密度(ρt)は下記の式13、即ち
式6〜式14を用いると、流体密度(ρf)は、下記の式15、即ち
時間遅延(Δt)は、下記の式17、即ち
質量流量
Claims (35)
- 流量計における幾何学的熱補償のための計器電子装置20であって、前記流量計5のセンサ信号と温度信号Tとを受け取るように構成されたインターフェース23を備える計器電子装置20において、
前記インターフェース23と結合され、前記センサ信号と前記温度信号Tとを受け取るように構成され、前記温度信号Tを用いて前記流量計5の1つ又は複数の流れ管路130、130’の幾何学的熱補償係数TFeを計算する処理システム24を備え、
前記幾何学的熱補償係数TFeが第1及び第2のセンサ信号を処理するのに用いられる計器電子装置。 - 前記幾何学的熱補償係数TFeが一次式を含む、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記幾何学的熱補償係数TFeが多項式を含む、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記幾何学的熱補償係数TFeを記憶するように構成された記憶システム25を更に備える、請求項1に記載の計器電子装置。
- 密度と質量流量とを記憶するように構成された記憶システム25を更に備える、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記処理システム24が、前記温度信号Tと一次熱膨張係数αとを用いて前記1つ又は複数の流れ管路130、130’の前記幾何学的熱補償係数TFeを計算するよう構成される、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記幾何学的熱補償係数TFeが、基準温度T0と温度信号Tとの間の温度差ΔTを含む、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記処理システム24が、前記センサ信号と前記幾何学的熱補償係数TFeとから1つ以上の流れ特性を計算するよう構成される、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記処理システム24が、熱的に補償された密度を計算するよう構成される、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記(TFy)項が弾性率熱補償項を含む、請求項10に記載の計器電子装置。
- 前記処理システム24が、熱的に補償された質量流量を計算するよう構成される、請求項1に記載の計器電子装置。
- 前記(TFy)項が弾性率熱補償項を含む、請求項13に記載の計器電子装置。
- 流量計における幾何学的熱補償のための方法であって、前記流量計のセンサ信号と温度信号Tとを受け取るステップを含む方法において、
前記温度信号Tを用いて前記流量計の1つ又は複数の流れ管路の幾何学的熱補償係数TFeを計算するステップを備え、前記幾何学的熱補償係数TFeが第1及び第2のセンサ信号を処理するのに用いられる方法。 - 前記幾何学的熱補償係数TFeが一次式を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記幾何学的熱補償係数TFeが多項式を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記温度信号Tと一次熱膨張係数αとを用いて前記1つ又は複数の流れ管路の前記幾何学的熱補償係数TFeを計算するステップを更に備える、請求項15に記載の方法。
- 前記幾何学的熱補償係数TFeが、基準温度T0と温度信号Tとの間の温度差ΔTを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記センサ信号と前記幾何学的熱補償係数TFeとから1つ以上の流れ特性を計算するステップを更に備える、請求項15に記載の方法。
- 熱的に補償された密度を計算するステップを更に備える、請求項15に記載の方法。
- 前記(TFy)項が弾性率熱補償項を含む、請求項22に記載の方法。
- 熱的に補償された質量流量を計算するステップを更に備える、請求項15に記載の方法。
- 前記(TFy)項が弾性率熱補償項を含む、請求項25に記載の方法。
- 流量計における幾何学的熱補償のための方法であって、前記流量計のセンサ信号と温度信号Tとを受け取るステップを含む方法において、
前記温度信号Tを用いて前記流量計の1つ又は複数の流れ管路の幾何学的熱補償係数TFeを計算するステップと、
熱的に補償された密度と熱的に補償された質量流量とのうちの少なくとも一方を計算するステップと、
を備え、前記幾何学的熱補償係数TFeが第1及び第2のセンサ信号を処理するのに用いられる方法。 - 前記幾何学的熱補償係数TFeが一次式を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記幾何学的熱補償係数TFeが多項式を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記温度信号Tと一次熱膨張係数αとを用いて前記1つ又は複数の流れ管路の前記幾何学的熱補償係数TFeを計算するステップを更に備える、請求項27に記載の方法。
- 前記幾何学的熱補償係数TFeが、基準温度T0と温度信号Tとの間の温度差ΔTを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記(TFy)項が弾性率熱補償項を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記(TFy)項が弾性率熱補償項を含む、請求項34に記載の方法。
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