JP2016510896A - 一次要素接続プラットホームを用いるプロセス変数の測定 - Google Patents

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Abstract

プロセス変数センサの測定に基づいてプロセス流体のプロセス変数を測定する装置(102)は、プロセス流体の流れを受け入れるために、プロセスパイプ(104)と直列に結合するように構成されたスプール導管を提供する長尺のスプール(110)を含む。メータボディ(112)は、長尺スプールに支持され、スプール導管をそれを通して受け入れている。メータボディ(112)は、スプール導管からメータボディの外側に延びる一次要素の開口(144)を有する。キャリア(114)は、メータボディに取り外し可能に装着されており、一次要素の開口(144)を通ってスプール導管内に入れられる一次要素(170)を含む。プロセス変数伝送器(116)は一次要素に結合されており、プロセス流体のプロセス変数を測定する。メータボディは、好ましくは、キャリアに支えられた異なるタイプの一次要素を受け入れるように構成されている。

Description

本発明は、産業プロセスにおけるプロセス変数の測定に関する。特に、本発明は、流体中に置かれた一次要素を用いて、プロセス変数等を測定することに関する。
産業プロセスは、多くのタイプのプロセス流体の製造に用いられている。例えば、オイル精製、紙パルプ製造、化学製品製造等に用いられている。産業プロセスでは、プロセスを正確に制御するために、プロセスの動作をモニタすることが必要である。例えば、プロセスの流量又は流速、温度、圧力、レベル等の"プロセス変数"は、プロセス変数伝送器によりモニタされることができ、中央制御室等の他の位置に情報を提供するために用いられることができる。多くの場合、プロセス変数を測定するのに用いられることができるプロセス変数伝送器の多くの異なる技術や、形態がある。特定の技術と形態は、設計制約、要求精度、予算制約、又は他の基準に基づいて選択されることができる。
産業プロセスにおけるプロセス流体の流量を測定するための種々の技術が知られている。例えば、差圧、磁気、コリオリ(coriolis)、渦、又は熱質量を基礎とする流量センサが含まれる。一つの一般的な技術は、差圧を測定し、該差圧に基づいて応答的に流量を推定する回路の使用を含んでいる。例えば、制限要素が、プロセス流体の流れを運ぶパイプの中に置かれることができる。プロセス流体は該制限要素を通過して流れるので、差圧は該制限要素の両側で発生するであろう。この差圧は測定され、プロセス流体の流量又は流速と関連付けられることができる。
本発明に関連する先行技術として、下記の特許文献に示されるものがある。
米国特許第2585290号明細書
流量測定システムの特定の装置は、選択された技術、プロセスの形態、モニタされる流体、パイプの直径、流量の期待値等に基づいて多くの特注生産(customization)を要求する。この特注生産は高価であり、プロセス変数伝送器を据え付け、正確な測定を提供することを保証するのに必要とされる時間が増大する。さらに、該特注生産は、プロセスを実行するプラントが構築されている間に、しばしばとり行われる。例えば、プラントの製造中に、特定のプロセス変数の測定値が特定の位置で得られなければならないが、プロセス変数を得るためにどのような技術が用いられなければならないか、またはプロセス変数の測定が必要であるかどうかさえ、容易に明らかでないことが知られている。これは、新しい設備の建造に遅延をもたらし、コストを増大することになる。
プロセス変数センサの測定に基づいてプロセス流体のプロセス変数を測定するための装置は、プロセス流体の流れを受け入れるために、プロセスパイプと直列に結合するように構成されたスプール導管を提供する長尺のスプールを含む。メータボディは、長尺スプールに支持され、スプール導管をそれを通して受け入れている。メータボディは、スプール導管からメータボディの外側に延びる一次要素の開口を有する。キャリアは、メータボディに取り外し可能に装着されており、一次要素の開口を通ってスプール導管内に入れられる一次要素を含む。プロセス変数伝送器は一次要素に結合されており、プロセス流体のプロセス変数を測定するように構成されている。メータボディは、好ましくは、キャリアに支えられた異なるタイプの一次要素を受け入れるように構成されている。
本発明によれば、プラントを構築又は更新する時に必要となる特注生産の量を低減することができるようになる。また、このため、プラントを構築又は更新するのに必要な時間やコストを低減できるようになる。
図1は、本発明の一実施形態による差圧に基づいてプロセス流体の流量測定装置を示す図である。 図2は、図1に示されているスプール部の斜視図である。 図3Aは、一次要素キャリア(primary element carrier)の斜視図であり、一次要素の構造を例示的に示す。 図3Bは、一次要素キャリア(primary element carrier)の斜視図であり、一次要素の構造を例示的に示す。 図3Cは、一次要素キャリア(primary element carrier)の斜視図であり、一次要素の構造を例示的に示す。 図3Dは、一次要素キャリア(primary element carrier)の斜視図であり、一次要素の構造を例示的に示す。 図3Eは、図3Aの一次要素キャリアの側断面図である。 図4Aは、メータボディに近接する、図3Aの一次要素を示す。 図4Bは、メータボディに近接する、図3Bの一次要素を示す。 図4Cは、メータボディに近接する、図3Cの一次要素を示す。 図4Dは、メータボディに近接する、図3Dの一次要素を示す。 図5Aは、シール板とメータボディの斜視図である。 図5Bは、シール板とメータボディの斜視図である。 図6は、圧力伝送器の簡略図である。
背景技術の所で説明したように、産業プロセスにおける流量のようなプロセス変数を測定するための種々の技術が知られている。プラントの建造中に、プロセス内のある位置でのプロセス変数の測定が必要になることは明らかである。しかしながら、開発の初期段階では、どのような技術が必要であるか正確には明らかでない。さらに、一度ある技術が選択されると、それは適切に組み込まれて、プロセス環境に基づいて校正又は設定されなければならない。この特注生産は、新しいプラントを組み立てるのに必要な時間を増大し、初期段階のコストの増大と共に全体のコストを増大する。本発明は、新しい流通及び取り付け方法(new distribution and installation method)を備える新しいプロセス変数測定プラットホームを提供する。本発明では、特に異なるタイプの流量測定技術を含む異なるタイプのプロセス変数測定技術を支えることのできる、標準化(又は、万能)プラットホーム(standardized (or universal) platform)が、プロセス中のある位置に取り付けられることができる。この取り付けプラットホーム(installation platform)は、もし望まれるなら、いかなるプロセス変数測定技術がなくても動作するように構成されている。このことにより、プロセス変数伝送器のオプションの更新が可能になる。この更新は、人が以前には存在しなかった位置にプロセス変数伝送器を付加することや、ある測定技術から他の測定技術へとプロセス変数技術を変更することを含んでいる。このプラットホームは、プラント建設の初期段階の間に行わなければならない特注生産量(amount of customization)を低減し、技術を変更するための柔軟性(フレキシビリティ)をより大きくする。
流量測定に用いられる一態様のプロセス変数測定技術は、プロセスパイプを通るプロセス流体の流量又は流速を測定するのに用いることのできる差圧に基づいている。他の技術と比べると、差圧型流量測定は、正確さ、可動部品の低減、高温高圧で用いることのできる頑強なデザイン、低コスト部品、ガス、液体及び蒸気を含むすべてのタイプのプロセス流体の流量又は流速を測定する能力、簡単に検証できる測定、およびガス及び蒸気の応用のための質量流量測定能力等を含む、多くの利点を有している。さらに、差圧は、特定の応用のために選択される多くの異なる技術を用いて発生されることができる。差圧発生要素は、"一次要素"と呼ばれる。上記した利点にも拘わらず、差圧型流量測定の一つの欠点は、システムが所与の応用のために非常に多くの特注生産を要求されるかもしれないことである。例えば、この応用は、特に、用いられるパイプの直径、パイプ壁の厚さ、プロセス流体の温度、温度の予測範囲と圧力の予測範囲、流量の予測範囲、測定されるプロセス流体の性質等に基づいて、特注生産されることを必要とするかもしれない。これらの全ての変数は、差圧型流量測定が必要とされる産業プロセス内の各位置に対して測定されなければならない。これは多くの時間を要し、産業プロセス内での流量測定装置の各々の特注生産をさらに必要とする。さらに、差圧を用いた流量測定を正確に行うために、プロセス流体の流体プロフィールが十分に進展されなければならない。しかしながら、隣接するパイプの形状(例えば、曲がり管、T字形、バルブ、狭窄、拡大、フィルタ等)は、流体プロフィールを乱し、その結果測定エラーを引き起こす。
本発明は、差圧を用いて、プロセス流体の流量測定を行うための万能接続プラットホーム(universal connection platform)を提供する。しかしながら、本発明は、差圧型流量測定技術に限定されない。本発明では、特定の応用のために選択されることのできる標準化された部品と差圧測定技術とを用いるプラットホームが提供される。本発明では、メータボディは長尺スプールに支持される。該メータボディはキャリアによって支えられ固定される一次要素を受け入れるように構成されている。差圧伝送器は、キャリアに結合されており、一次要素の両側で発生される差圧を測定する。この情報は、その後、流量を測定するのに用いられる。
図1は、本発明の一実施形態による流量測定装置102を含む産業プロセス100の一部分を示す図である。流量測定装置102はプロセスパイプ104に結合されており、以下でもっと詳しく説明するように、パイプ104を通るプロセス流体の流量を測定するように構成されている。流量測定装置102は、メータボディ112をもつスプール部110を含む。キャリア114はメータボディ(meter body)112に結合され、一次要素(図1には示されていない)と差圧伝送器116を支持している。プロセス変数伝送器116は、マニホルド接続118を介してキャリア114に結合されている。典型的には、伝送器116は、二つを一緒に固定するために、ボルト又は他の手段により、マニホルド接続118に取り付けられている。同様に、マニホルド接続118はキャリア114にボルトで留められることができ、順繰りに、キャリア114はメータボディ112にボルトで留められることができる。スプール部110は例えばボルトによって、パイプ104に取り付けられている。典型的には、いくつかのタイプのシールが、伝送器116、フランジ118、キャリア114及びメータボディ112の間に含まれている。同様に、シールは、スプール110とプロセスパイプ104との間に置かれることができる。ここにはボルトが記されているが、いかなる他の適当な連結技術を用いてもよい。メータボディ112とスプール110は連続片として形成しても良いし、別々に形成し互いに溶接で一つに結合して形成しても良い。図1の伝送器は、また、キャリア114に接続された付加的なプロセス変数接続部119を含む。例えば、これは、伝送器116を温度センサに接続するのに用いられることができる。差圧伝送器116は一次要素によって発生された差圧に基づいてプロセス流体の流量を測定する。圧力伝送器116は、例えば、2線プロセス制御ループ122を介して制御室120に接続されている。制御室120は、電源と直列の抵抗体としてモデル化されている。一形態では、プロセス制御ループ122は、2線プロセス制御ループである。そのような形態では、制御ループ122は、伝送器116に電力を供給するための電力と情報との両方を運ぶことができる。例えば、一実施形態によると、ループ上を運ばれる電流は、圧力伝送器116により制御され、流量測定値を表わす。同じ電流はまた、伝送器116内の回路に電力を供給するのに用いられる。他の実施形態では、追加の通信を提供するために、デジタル通信信号が重畳されることができる。一つのそのようなプロトコルは、HART(登録商標)通信プロトコルである。例示的なプロセス制御ループは、4−20mAループ、又はHART(登録商標)に従うループ、 Profibus又はFieldbus 標準を含む。無線通信技術の一例は、WirelessHART(登録商標)通信プロトコル(IEC 62591)に従うものである。標準イーサネット(登録商標)、光ファイバ接続、又は他の通信チャネルもまた用いることができる。
図2は図1に示されるスプール部110の斜視図である。スプール部110はフランジ142に結合される長尺のスプール導管140を含む。フランジ142は、スプール部110をプロセスパイプに結合するのに用いられ、それによってスプール導管140はプロセス流体の流れを受け入れる。スプール導管140は、ここでより詳細に説明されている一次要素の開口144を含むメータボディ112を通って延びている。一次要素の開口144は、メータボディ112の外側からスプール導管140の内側へと延びている。図2に示されている例示的態様では、スプール導管140は真っ直ぐな導管である。
図3A,3B,3Cおよび3Dは、一次要素キャリア150の斜視図である。該一次要素キャリア150は、その中に形成された圧力ポート154と156を有する伝送器又はマニホルド装着面152を含む。該装着面は好ましくはライザー部(riser section)160上に支持されており、メータボディ装着面162に結合している。該メータボディ装着面162は、図1に示されているメータボディ112にシール可能に結合するように構成されている。図3A−Dは、図2に示される一次要素開口144を通って挿入され、図2にまた示されているスプール導管140を通るプロセス流体の流れを受け入れるように構成された、一次要素170A−Dの色々な例を示す。
図3Aは、一次要素170Aがオリフィス板として示されている。オリフィス板170Aは、スプール導管140の直径より小さい直径の開口をもつ板として示されている。図3Bでは、一次要素170Bは4個のより小さな開口からなる調節オリフィス板(conditioning orifice plate)として示されている。図3Cは、平均ピトー管型(averaging pitot tube type)一次要素170Cの一実施例を示す。一次要素170Cは、デブリ(debris)が装置の要素を破壊する恐れのある苛酷な環境によく適している。ピトー管型一次要素は、プロセス流体の流れの中に延び、ピトー管の上流側の近傍に少なくとも一つの開口を持ち、ピトー管の下流側近傍に他の少なくとも一つの開口をもつ長尺の管からなる。差圧は、これらの二つの開口の間に発生される。図3Dは、平均ピトー管型一次要素170Dの他の一実施例を示す。図3Dでは、ピトー管は、ローズマウント社から販売されているAnnubar(登録商標)平均ピトー管として構成されている。図3A−Dの実施形態では、また、メータボディ装着面162上の二次接続部164が図示されている。二次接続部164は、例えば、プロセス流体の近くに延びる開口からなり、プロセス温度のような付加的なプロセス変数を収集できるようにする。図1に示されているように、プロセス変数接続部119は、二次コネクタ164に結合されることができる。図3A−Dに示されているオリフィス板は一次要素キャリア150をもつ1個の部品として示されているが、一実施形態では、これらは所望のオリフィス板170をキャリア150に取り付けることができる2個の別々の部品であってもよい。この取り付けは、オリフィス板を装着するのに用いられる既知の技術により、例えばキャリアのプレートにシールを挟んでボルトで留めることにより、行うことができる。
図3Eは、一次要素のキャリア150の断面図である。この実施例では、図3Aの断面図は、オリフィス板一次要素170Aを含むとして示されている。図3Eはプロセス開口176,178から装着面152上の、それぞれ圧力ポート154,156に延びる内部通路172と174を示している。図3Eは、またオリフィス板開口182を示す。プロセス開口176,178のうちの一方は一次要素170Aの上流側に置かれ、プロセス開口176,178のうちの他方は下流側に置かれている。このように、上流側及び下流側の圧力は、通路172,174を介して圧力ポート154,156に結合されている。これらの圧力は、それから、好ましくは、図1に示されているマニホルド接続118を介して伝送器116に運ばれる。
図4A,4B,4Cおよび4Dは、メータボディ112に近接して置かれた一次要素キャリア150の斜視図である。図4A−Dに示されているように、一次要素170A−Dは、一次要素開口144に受け入れられるように構成されている。一つの態様では、一次要素開口144および一次要素170A−Dは、2個のピース(pieces)が一方向に指向されて一次要素と共に装着されることができるように配列されている。これを用いると、適切な上流および下流の圧力ポートがプロセス変数伝送器に正確に結合されることを確実にすることができるようになる。図4A−Dには示されていないが、シールは、典型的にはメータボディ112の面とキャリア150の面との間に置かれ、該シールを介してキャリア150は、図示されているようにメータボディ112にボルトで固定される。しかしながら、いかなる他の取付技術も用いることができる。
図5Aおよび5Bは、メータボディ112に装着されたシール板180を示す。シール板180は、ボルト又は他のコネクタを用いて装着されることができ、例えば、輸送中又は据え付け中にメータボディ112をシールすることができる。さらに、装着板(シール板)180は、一次要素キャリア150を取り外し、その後もプロセスを動作し続けるようにする場合に、用いられることができる。
図6は、プロセス変数伝送器116の一例の構成を示す簡単化された図である。図6において、高及び低圧P及びPは、それぞれ、差圧センサ200に印加される。この圧力P及びPは、隔離ダイヤフラム202および204が、それぞれ、プロセス流体を細管206および208中に運ばれている隔離流体に分離する隔離構成(isolating configuration)を用いて、差圧センサ200に結合されることができる。印加された差圧に基づいて、圧力センサ200は、圧力センサ出力をセンサ回路210に提供する。センサ回路210は、センサ信号に補償や他の作用をしたりすることができ、そして信号を測定回路212に提供することができる。測定回路212は、例えば、メモリ214に蓄積されている命令に従って動作するマイクロプロセッサシステムを含むことができる。入/出力回路216は、測定回路212に結合されており、伝送器出力を提供するのに用いられることができる。例えば、この出力はフォーマット化されて、2線プロセス制御ループ122に送られることができる。一つの態様では、回路216はまた、ループ122から電力を受け取り、伝送器116内の他の回路に電力を供給するのに用いられる。本発明は、ここで説明された、特定の圧力感知や、測定技術に限定されるものではない。
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、形状及び細部において変更できることを認識するであろう。本発明は、差圧を用いて流量を測定するための万能接続プラットホームを提供する。標準化された部品及び接続装置が提供されているから、プロセス変数伝送器116のメモリ214は、万能プラットホーム用の標準化された構成情報(configuration information)を含むことができる。例えば、メモリは、長尺のスプールに関連する情報、特定の一次要素に関連する情報を、他の情報と共に含むことができる。これは、据え付けと始動(set up)がオペレータの関与をあまり受けることなく、より素早く完了されるようにし、エラーの可能性を低減する。さらに、予備の部品を現場に保管しておくことができるので、壊れた部品は、特殊又は特注交換部品を調達する必要なしに、簡単に交換することができる。図5Aおよび5Bで示したシール板180は、万能キャリア(universal carrier)の輸送中に用いられることができ、またそれらが一度産業プロセス中に設置されると部品を圧力テストするのに用いられることができる。さらに、シール板180は、スプールと共に用いられることができるので、該スプールは、プロセス変数伝送器がなくてもプロセス位置で用いられることができる。このことにより、もしその位置にプロセス変数センサを追加することが所望されるなら、プロセスが将来において簡単に更新されるようにすることができる。この構成は、装置を試運転する時に、プロセス変数伝送器に行われなければならない特注生産量(amount of customization)を低減する。さらに、この構成は、プラントを更新又は構築する時に行われなければならない特注生産量を低減する。これは、特定の場所でプロセス変数を得ることによりプロセスを後で修正したり、プロセス変数を得るために用いられる技術を変更したりするための柔軟性(フレキシビリティ)をはるかに大きくする。さらに、この構成は、装置がプロセス中に据え付けられた後においてさえ、異なる圧力感知技術を簡単に交換することができるようにする。例えば、プロセスが変更され、このために異なる流量感知技術が好まれるようになる場合に、オペレータは、据え付けられた一次要素を所望とする他の一次要素に簡単に交換することができる。本発明は、差動流体一次要素に限定されず、他の構成の部品も用いることができる。例えば、キャリアは、例えば、渦、磁気、コリオリ、熱質量型技術等のいかなる流量測定技術を含む、いかなる感知技術と共に使用するためのキャリア部品であることができる。そのような構成では、圧力運搬導管は、プロセス流体から、キャリアを通ってプロセス変数伝送器に延びることを要求されない。他の例の一次要素は、ベンチュリ、くさび、ノズル、小さなインライン一次要素(高速流体のための)を含み、同様に、磁気流量計、渦流量棒、コリオリ型チューブ、熱質量センサ、超音波型センサ等の他の技術も含む。
さらに、スプール導管が既知の形状を有する場合には、適切な補償がプロセス変数伝送器において行われることができる。一つの好ましい形状は、ここに示された真っ直ぐな構造であり、これは、導管を通るより一様化された流体プロフィール(flow profile)を提供する。ここに用いられている、"長尺のスプール"は、真っ直ぐでないスプール構造を含み、1以上の曲がり、屈曲又は他の形状のものも含むことができる。
102・・・流量測定装置、110・・・スプール部、112・・・メータボディ、114・・・キャリア、116・・・プロセス変数伝送器、118・・・マニホルド接続、140・・・スプール導管、144・・・開口、150・・・一次要素キャリア、170・・・オリフィス板、180・・・シール板。

Claims (25)

  1. 差圧に基づいてプロセス流体の流量を測定する装置であって、
    プロセス流体の流れを受け入れるために、プロセスパイプと直列に結合するようにされたスプール導管を提供する長尺のスプールと、
    前記スプール導管を通して前記長尺のスプール内に配置されるメータボディであって、前記スプール導管から前記メータボディの外側へ延びる一次要素の開口を含むメータボディと、
    前記メータボディに取り外し可能に装着し、前記一次要素の開口を通って前記スプール導管内に前記一次要素を設置するように構成された前記一次要素を含むキャリアであって、上流側圧力導管と下流側圧力導管とを含むキャリアと、
    前記上流側及び下流側圧力導管に結合され、前記上流側及び下流側圧力導管間の圧力差に基づいて前記プロセス流体の流量を測定するように構成された圧力伝送器とを含む、
    プロセス流体の流量測定装置。
  2. 前記一次要素は、オリフィス板からなる、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  3. 前記一次要素は、ピトー管からなる、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  4. 前記一次要素の開口は、前記メータボディ中のスロットからなる、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  5. 前記キャリアは、前記スプール導管から前記圧力伝送器へプロセス流体を導く通路を含む、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  6. 前記スプール導管は、実質的に真っ直ぐである、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  7. 前記キャリアは、その一部の構造が、前記メータボディにフィット(fit)するように構成されている、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  8. 前記スプール導管は、プロセスパイプに結合するように構成されたフランジを含む第1及び第2の端部を有する、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  9. 前記キャリアは、前記圧力伝送器又はフランジ接続の平坦面に流体的に結合するように構成された平坦面を含む、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  10. 前記メータボディは、さらにシール板を受け入れるように構成されている、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  11. 前記圧力伝送器は、前記長尺スプールに関連する構成情報を有するメモリを含む、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  12. 前記圧力伝送器は、前記一次要素に関連する構成情報を有するメモリを含む、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  13. 前記メータボディは、異なるタイプの一次要素を受け入れるように構成されている、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  14. 前記メータボディは、プロセス変数センサを受け入れるように構成された二次開口を含む、請求項1に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  15. 前記プロセス変数センサは、温度センサからなる、請求項14に記載のプロセス流体の流量測定装置。
  16. 差圧に基づいてプロセスパイプを介してプロセス流体の流量を測定する方法であって、
    プロセスパイプと直列に長尺スプールを配置することにより、前記プロセス流体が前記長尺スプールを通って流れるようにし、前記長尺スプールは、スプール導管からメータボディの外側まで延びる一次要素の開口を有する前記メータボディを含むようにすることと、
    前記一次要素の開口を通って前記スプール導管中に、キャリアに支えられた一次要素を配置することと、
    前記一次要素の第1の側で第1の圧力を受け取り、前記一次要素の第2の側で第2の圧力を受け取ることと、
    前記第1及び第2の圧力を差圧伝送器に伝達することと、
    前記第1及び第2の圧力を感知し、前記プロセス流体の流量を応答的に計算することとからなる、プロセス流体の流量測定方法。
  17. 前記一次要素は、オリフィス板からなる、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  18. 前記一次要素は、ピトー管からなる、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  19. 前記スプール導管から前記圧力伝送器へプロセス圧力を伝える通路を前記キャリア中に提供することを含む、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  20. 前記キャリアは、その一部の構造が、前記メータボディにフィットするように構成されている、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  21. キャリアプラグ中のシールで、前記一次要素の開口をシールすることを含む、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  22. 前記長尺スプールに関連する構成情報を含む情報を、圧力伝送器のメモリ中に蓄積することを含む、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  23. 前記一次要素に関連する構成情報を含む情報を、圧力伝送器のメモリ中に蓄積することを含む、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  24. 前記一次要素の開口が、前記キャリアに支えられた異なるタイプの一次要素を受け入れるように成形されている、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
  25. プロセス変数センサを前記メータボディの二次開口中に置くことを含む、請求項16に記載のプロセス流体の流量測定方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9151648B2 (en) * 2013-03-15 2015-10-06 Dieterich Standard, Inc. Process variable measurement using primary element connection platform
DE102013017812B4 (de) * 2013-10-25 2019-01-24 Liebherr-Components Biberach Gmbh Kühlvorrichtung für leistungselektronische Bauteile
US10088240B2 (en) * 2014-09-16 2018-10-02 Dieterich Standard, Inc. Manifold for process variable transmitter with steam coupling
US9341290B2 (en) * 2014-09-29 2016-05-17 Dieterich Standard, Inc. Lugged wafer alignment ring
US9476744B2 (en) * 2014-10-08 2016-10-25 Dieterich Standard, Inc. Integrated orifice plate assembly
US10081039B2 (en) * 2014-12-18 2018-09-25 Dieterich Standard, Inc. Rodable pressure coupling
US9651410B2 (en) * 2015-03-31 2017-05-16 Dieterich Standard, Inc. Paddle style orifice plate with integral pressure ports
US9996089B2 (en) 2015-09-21 2018-06-12 Blue-White Industries, Ltd. Flow sensor devices and systems
CN105806439A (zh) * 2016-05-05 2016-07-27 孟书芳 一种超低流速气体涡轮流量计固定底座
GB2555003B (en) * 2016-09-23 2022-07-06 Blue White Ind Ltd Flow sensor devices and systems
CN106370316B (zh) * 2016-10-26 2018-10-12 陕西东方长安航空科技有限公司 一种液压系统用铂电阻式温度传感器及其使用方法
CN206440316U (zh) * 2017-01-23 2017-08-25 青岛海威茨仪表有限公司 一种多通道超声波流量计
GB2587844A (en) 2019-06-07 2021-04-14 Blue White Ind Ltd Flow sensor devices and systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585290A (en) * 1948-12-27 1952-02-12 Harold M Northcutt Orifice plate fitting
US4422339A (en) * 1982-10-25 1983-12-27 Mcjunkin Corporation Orifice fitting for a gas pressure differential-measuring system
US6543297B1 (en) * 1999-09-13 2003-04-08 Rosemount Inc. Process flow plate with temperature measurement feature
DE102007034158A1 (de) * 2007-07-21 2009-01-22 Brita Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur indirekten Messung der Erschöpfung des Filtermittels eines Filters

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2050544A (en) 1935-09-17 1936-08-11 Robinson Orifice Fitting Compa Orifice meter fitting
US3822592A (en) 1973-03-29 1974-07-09 Fischer & Porter Co Integral orifice assembly for head meters
US4370893A (en) 1981-06-08 1983-02-01 Grove Valve And Regulator Company Orifice meter with replacable orifice disc
JPS5954864A (ja) 1982-09-21 1984-03-29 Aisin Seiki Co Ltd 可変オリフイス装置
US4503594A (en) 1982-10-25 1985-03-12 Mcjunkin Corporation Method for fabricating an orifice fitting for a gas pressure differential-measuring system
US4823615A (en) * 1987-11-04 1989-04-25 Preso Industries Self-averaging pitot tube probe and method for measuring fluid flow
US4989456A (en) 1989-11-06 1991-02-05 Bicore Monitoring Systems Variable area obstruction gas flow meter
US5069252A (en) 1990-12-18 1991-12-03 Daniel Industries, Inc. Orifice system intermediate interface
US5186474A (en) 1991-12-03 1993-02-16 Jacobs James L Seal ring for orifice plate
US5305796A (en) 1992-08-05 1994-04-26 G-H Flow Automation, Inc. Apparatus and method for centering an orifice plate
US5396931A (en) 1993-03-29 1995-03-14 Precision Flow, Inc. Mounting of orifice plates
US5463904A (en) 1994-02-04 1995-11-07 The Foxboro Company Multimeasurement vortex sensor for a vortex-generating plate
US5469048A (en) * 1994-06-13 1995-11-21 Meridian Oil Inc. Cathodic protection measurement apparatus
US5617899A (en) 1995-03-27 1997-04-08 Dresser Industries Orifice metering apparatus and method of fabricating same
US5836356A (en) 1996-03-12 1998-11-17 Mueller Steam Specialty, A Divison Of Core Industries, Inc. Dual chamber orifice fitting
WO2002063250A1 (en) 2001-02-06 2002-08-15 Elster Metering Limited Flowmeter
US8215340B2 (en) 2008-02-19 2012-07-10 Daniel Measurement And Control, Inc. Orifice plate carrier
DE102009048011A1 (de) 2009-10-02 2011-04-14 Hydrometer Gmbh Messeinsatz sowie Durchflusszähler
US9151648B2 (en) * 2013-03-15 2015-10-06 Dieterich Standard, Inc. Process variable measurement using primary element connection platform

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585290A (en) * 1948-12-27 1952-02-12 Harold M Northcutt Orifice plate fitting
US4422339A (en) * 1982-10-25 1983-12-27 Mcjunkin Corporation Orifice fitting for a gas pressure differential-measuring system
US6543297B1 (en) * 1999-09-13 2003-04-08 Rosemount Inc. Process flow plate with temperature measurement feature
DE102007034158A1 (de) * 2007-07-21 2009-01-22 Brita Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur indirekten Messung der Erschöpfung des Filtermittels eines Filters

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