JP2017511491A - カスタマイズ可能なダクト装着ピトー管一次素子 - Google Patents

Abstract

ダクト（１０８）内で用いて、ダクト（１０８）内の流体の流れを測定する、カスタマイズ可能なダクト装着平均化ピトー管（ＡＰＴ）アセンブリ（４００）が提供される。ＡＰＴアセンブリ（４００）は、第１の端（５０２）及び第２の端（５０４）の間に縦に延びるＡＰＴ一次素子（４２２）を含む。ＡＰＴ一次素子（４２２）は、第１（５０２）及び第２の端の間に縦に延びる第１及び第２の内部チャンバを有する。ＡＰＴ一次素子（４２２）は、第１の内部チャンバ（５１５）に対して開口し、第１の端から第２の端に延びる上流開口（５１０）を備える上流面（５３０）と、第２の内部チャンバ（５２５）に対して開口し、第１の端から第２の端に延びる下流開口（５２０）を備える下流面（５４５）とをさらに含む。第１及び第２のダクト装着フランジ（４３０、４３２）は、ＡＰＴ一次素子がダクトに挿入されたときに、ＡＰＴ一次素子の第１及び第２の端をそれぞれダクトに装着する。

Description

本開示は、ダクト内の流体、すなわち気体の流れを監視するシステムに関する。より具体的には、本開示は、ダクト流の測定を提供するタイプのダクト流一次素子、トランスミッタ、及びシステムに関する。

工業的環境においては、制御システムは、工業プロセス及び化学プロセス等の残量を監視して制御するために用いられる。通常、これらの機能を行う制御システムは、工業プロセス内の主要な場所に分散され、プロセス制御ループによって制御室内の制御回路に接続されたフィールド装置を用いる。用語「フィールド装置」は、分散された制御又はプロセス監視システムにおける機能を行うあらゆる装置を指し、測定、工業プロセスの制御及び監視で用いられるすべての装置を含む。

いくつかのフィールド装置は、プロセス流体に結合されたトランスデューサを含む。トランスデューサは、物理的入力に基づいて出力信号を生成するか、又は入力信号に基づいて物理的出力を生成するいずれかの装置を意味すると理解される。通常、トランスデューサは、入力を異なる形式を有する出力に変換する。トランスデューサのタイプは、さまざまな分析機器、圧力センサ、サーミスタ、アクチュエータ、ソレノイド、表示灯等を含む。

フィールド装置、たとえば工業プロセスで用いられるプロセス変数センサは、フィールド内で、管路、タンク、及びダクトのような他の工業プロセス機器に設置されることができる。そのような装置は、プロセス変数たとえばプロセス流体流、プロセス流体温度、プロセス流体圧力、プロセス流体伝導率、プロセス流体ｐＨ、及び他のプロセス変数を検知する。他のタイプの工業プロセスフィールド装置は、弁、アクチュエータ、フィールドコントローラ、データディスプレイ、及び工業フィールドネットワークブリッジ等の通信機器を含む。

ダクト流測定は、一般に工業プロセス又は他の用途で必要とされる。ダクト流測定用途では、高信頼かつ繰り返し可能な測定が、無線で要求される一方で、このタイプの用途では、総合的な測定の不確実性は、二次的な検討事項であることが多い。一般に用いられているダクト流測定技術は、熱式質量流量計及びピトーアレイを含む。熱式質量は、ダクト内の流れを測定する正確な方法でありうる。残念なことに、当該技術は、高い湿度を伴う用途での不正確性に影響されやすく、検証することが困難である可能性がある。ピトーアレイは、差圧（ＤＰ）原理に基づき、そのため高信頼で繰り返し可能であり、容易に検証される。しかし、これらは高価であり、また顧客提供の寸法に基づいて製作される必要がある。この事実により、結果として、ピトーアレイの解決策には、リードタイムが長くなることと、顧客が供給された情報を製造プロセスに入力することを要することとが伴うものとなる。

平均化ピトー管（ＡＰＴ）は、流量測定用に一般に用いられている一次素子の１つのタイプであるが、これは、ダクト又は管路に抜き差しすることができることと、低い圧力損失と、高信頼な性能とに起因する。ＡＰＴ一次素子は、それを通ってプロセス流体すなわち気体が移動しているダクト又は管路全体にわたる多数の場所からの圧力を生成して平均化する。そして、この平均圧力は、流動理論と、流体すなわち気体のための流量測定を提供するために実験で判断された量とともに用いられる。１つのタイプのＡＰＴ一次素子は、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔより販売されているＡｎｎｕｂａｒ（登録商標）ＡＰＴである。

ダクト測定のための１つの周知の解決策は、ＡＰＴ一次素子をダクトに結合するためのダクトフランジを有する、比較的高コストのＡＰＴ一次素子、たとえばＡｎｎｕｂａｒ（登録商標）ＡＰＴを用いることである。そのような解決策は、より過酷な用途、たとえば管路流体の流れ測定向けに設計された、比較的高コストの部品で構成される。ダクト流測定を行うためにこのタイプのＡＰＴ一次素子を用いると、その場合の総合的な測定の不正確さは、他のタイプの流量測定用途よりも重大なものではないが、結果として比較的コストがかかる解決策となる。さらに、製造者によって用いられるＡＰＴ一次素子分散モデルは、通常は発注系統を通してプロセス条件及びダクト寸法を通信し、サイジングを予め発注し、カスタム製造するプロセスを要する。これらの制限は、コストをさらに増大させ、サービスレベルを制限し、製造者の採算性を減少させる。

ダクト（１０８）内で用いて、ダクト（１０８）内の流体の流れを測定する、カスタマイズ可能なダクト装着平均化ピトー管（ＡＰＴ）アセンブリ（４００）が提供される。ＡＰＴアセンブリ（４００）は、第１の端（５０２）及び第２の端（５０４）の間に縦に延びるＡＰＴ一次素子（４２２）を含む。ＡＰＴ一次素子（４２２）は、第１（５０２）及び第２の端の間に縦に延びる第１及び第２の内部チャンバを有する。ＡＰＴ一次素子（４２２）は、第１の内部チャンバ（５１５）に対して開口し、第１の端から第２の端に延びる上流開口（５１０）を備える上流面（５３０）と、第２の内部チャンバ（５２５）に対して開口し、第１の端から第２の端に延びる下流開口（５２０）を備える下流面（５４５）とをさらに含む。第１及び第２のダクト装着フランジ（４３０、４３２）は、ＡＰＴ一次素子がダクトに挿入されたときに、ＡＰＴ一次素子の第１及び第２の端をそれぞれダクトに装着する。

実施形態の一例による、ダクト内のプロセス流体、つまり気体の監視又は制御に用いるための、平均化ピトー管（ＡＰＴ）プローブを用いる工業プロセス制御監視システムの概略図である。 実施形態の一例による、図１に示されたシステム及びトランスミッタのブロック図である。 ダクト装着ＡＰＴアセンブリの実施形態の図である。 図３に示されたＡＰＴ一次素子の１つの典型的な実施形態の図である。 図３に示されたＡＰＴ一次素子の１つの典型的な実施形態の図である。 実施形態の一例による、ダクト装着ＡＰＴアセンブリのフランジ部材の図である。 実施形態の一例による、ダクト装着ＡＰＴアセンブリのフランジ部材の図である。 実施形態の一例による、ダクト装着ＡＰＴアセンブリのフランジ部材の図である。 代替の実施形態による、ダクト装着ＡＰＴアセンブリのフランジ部材の図である。 ダクト内にＡＰＴアセンブリを設置する方法の実施形態を例示するフロー図である。

開示された実施形態は、より低いコスト、容易にカスタマイズ可能なＡＰＴ一次素子、及び幅広いダクト装着用途で用いるための監視機構を提供する。たとえば、意図された発注プロセスでは、顧客がダクト内の流量を知りたいと決めた後、顧客は、発注のために製造者又は販売者に接触して、ダクトが正方形（又は矩形）又は円形であると指定し、この場合、ダクトフランジは、ダクトの外壁と、ダクト全体のおおよその距離（たとえば、直径３フィート）と一致するように湾曲する。流体速度が主分岐ダクトについての最小閾値を超過したことが検証され、ダクト測定キットが受注される。そして、製造者又は販売者は、在庫から翌日の配送用に、標準的な長さ（たとえば、長さ５フィート）の押し出し成形された一次素子と、対応する圧力トランスミッタとを顧客に対して出荷する。設置者は、ダクトを測定し、プローブ又は一次素子を適切な長さに切断して、圧力トランスミッタを備えたユニットを設置する。設置後、顧客は、トランスミッタ上に誘起された差圧を確認することができる。そして、顧客は、製造者又は販売者に、生成された及び測定されたダクト内寸を知らせることができる。製造者は、流量計算を行い、顧客に流量計算を提供し、製造者があらゆる質問に回答することを可能にすることができる。

図１は、工業プロセス内のプロセス流体、つまり気体の監視又は制御に用いるための、工業プロセス制御監視システム１００の簡略化された図である。通常、フィールド装置、たとえばプロセス変数トランスミッタ１０２は、フィールド内の遠く離れた場所にあり、中央に位置する制御室１０４に、検知されたプロセス変数を送り返す。プロセス変数を送信するためのさまざまな技術を用いることができ、有線及び無線通信の両方を含む。１つの一般的な有線通信技術は、情報を伝送することと、トランスミッタ１０２に電力供給することとの両方に、一対の電線を用いる、２線式プロセス制御ループとして周知であるものを用いる。情報を送信するための１つの技術は、プロセス制御ループ１０６を通る電流レベルを、４ｍＡから２０ｍＡの間に制御することによるものである。４〜２０ｍＡの範囲内の電流の値は、プロセス変数の対応する値に割り当てられることができる。デジタル通信プロトコルの例は、ＨＡＲＴ（登録商標）（標準的な４〜２０ｍＡのアナログ信号上に重畳されたデジタル通信信号からなるハイブリッド物理層）、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバス（１９９２年にアメリカ計測学会（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）によって普及した全デジタル通信プロトコル）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ通信プロトコル等を含む。また、ワイヤレスプロセス制御ループプロトコル、たとえばＩＥＣ６２５９１プロトコルに従ったワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）を含む無線周波数通信技術を実施してもよい。図１のプロセス制御ループ１０６は、トランスミッタ１０２及び制御室１０４間の有線及び無線での通信接続のいずれか又は両方の実施形態を表す。

プロセス変数トランスミッタ１０２は、プロセスダクト１０８内部に延びて、プロセスダクト１０８内のプロセス流体（たとえば気体）のプロセス変数を測定するように構成された部分１２２を含むダクト装着ＡＰＴプローブ１２０に、図１に示された一例の実施形態内の一対の圧力伝達ライン１１２及び１１４を介して接続される。以下により詳細に説明されるように、プローブ１２０の部分１２２は、特定のダクトサイズ用にカスタマイズされてもよいように切断可能である。方向矢印１２６は、ダクト１０８内の流体の流れの方向を示す。プロセス変数トランスミッタ１０２は、センサ１２４と、プローブ１２０から差圧を受けてプロセス制御ループ１０６上にトランスミッタ出力を供給するように構成された他の部材／回路（図１に図示せず）とを含む。

典型的な実施形態では、プロセス変数トランスミッタ１０２は、差圧トランスミッタであり、プローブ１２０は、平均化ピトー管（ＡＰＴ）タイプのプローブである。差圧トランスミッタ１０２の部材及びＡＰＴプローブ１２０は、以下にさらに詳細に記載される。開示された実施形態は、たとえば以下に図４及び５を参照して記載された特徴を含むことができる、切断可能なプローブ一次素子を含む。さらに、切断可能な一次素子は、たとえば図６〜９を参照して以下に記載されたダクト装着器具を用いて、ダクトに装着されることができる。さまざまな一次素子の実施形態及びダクト装着器具は、いくつかの実施形態では、トランスミッタ１０２への圧接を提供する多種多様な異なるタイプの装着又はヘッドアセンブリとともに、及び／又はプローブをヘッドアセンブリに、トランスミッタに、又は他の部材に結合させるさまざまなタイプの取付機構とともに、用いることができる。

以下にさらに詳細に記載されるように、いくつかの実施形態では、ＡＰＴプローブ１２０は、プローブが、従来のＡＰＴ一次素子分散モデルの難題を回避するプラスチック押し出し成形一次素子によって作られる一方で、最新の相補的な部材を用いることを可能にする設計である。しかし、ＡＰＴプローブ１２０は、プラスチック以外の材料で作られてもよい。

図２を参照すると、監視システム１００の典型的な差圧測定システム実施形態のシステムブロック図が示される。示されているように、システム１００は、フロートランスミッタ１０２及び差圧生成ＡＰＴプローブ１２０を含む。システム１００は、プロセス制御ループ、たとえばループ１０６に接続可能であり、ダクト１０８内部の流体の流れの差圧に関するプロセス変数出力を通信するように適合される。システム１００のトランスミッタ１０２は、ループ通信回路３０２、圧力センサ１２４、測定回路３０４、コントローラ３０６、及びプログラミング命令、構成情報、変数等を記憶することができるメモリ装置３０７を含む。

ループ通信回路３０２は、プロセス制御ループ１０６に接続可能であり、プロセス制御ループ１０６上で通信するように適合される。ループ通信回路３０２は、有線又は無線通信リンク、及び／又は上述のような無線通信リンクを経由して通信することができる。圧力センサ１２４は、圧力伝達ライン１１２及び１１４を通して第１及び第２のプレナム３１６、３１８内の圧力にそれぞれ結合する第１及び第２のポート３１０、３１２を含む。典型的な実施形態では、プレナム３１６及び３１８は、それぞれの上流及び下流圧力に結合する連続的又は離散的なスロット又は開口を含む。センサ１２４は、加圧力の変化に応じて変化する電気的特徴を有する任意の装置であることができる。たとえば、センサ１２４は、その静電容量がポート３１０及び３１２間に付与された差圧に応じて変化する静電容量式圧力センサであることができる。所望であれば、センサ１２４は、一対の感圧素子を含み、それによって各プレナム３１６、３１８が各自の感圧素子に結合されるようにすることができる。

測定回路３０４は、ポート３１０及び３１２間の差圧に関する出力を提供する。測定回路３０４は、差圧に関する好適な信号を提供することができる任意の電子回路であることができる。たとえば、測定回路は、アナログ・デジタルコンバータ、キャパシタンス・デジタルコンバータ、又は任意の他の適切な回路であることができる。コントローラ３０６は、ループ通信回路３０２に、流れに関する出力を提供する。流れの出力は、測定回路３０４によって提供されるセンサ出力に関する。コントローラ３０６は、周知の技術を用いて、センサ１２４からの出力に基づいて流量を判断する。コントローラ３０６は、プログラマブルゲートアレイデバイス、マイクロプロセッサ、又は任意の他の適切な装置であることができる。いくつかの実施形態では、構成情報は、測定されたダクトの全長に基づいてメモリ３０７に記憶され、それによってプローブ及びトランスミッタ１０２が、経験的データに基づくプロセス変数出力を提供するために最適化されるか又は構成されるようにする。

上述のように、ＡＰＴプローブ１２０は、プレナム３１６、３１８を含む。「プレナム」は、特定の性質の流体又は圧力が向けられるか又は中に通され、それを通って圧力が伝導されるか又は伝送される通路、チャネル、管等である。記載されたように、典型的な実施形態では、プレナム３１６及び３１８は、押し出し成形プラスチック、又はプローブ１２０を形成するために用いられる他の材料の一次素子内で縦方向に延びる連続的なスロット、又は離散的な開口又は穴を含む。

ここで図３を参照すると、典型的な開示された実施形態による、ダクト１０８に装着されたダクト装着ＡＰＴアセンブリ４００の概略斜視図が示される。ダクト装着ＡＰＴアセンブリ４００は、押し出し成形プラスチック又は他の材料から作られ、一次素子４２２の上流及び下流面に、連続的なスロット又は離散的な開口（図４及び５にさらに詳細に示される５１０及び５２０）を有する一次素子４２２（プローブ１２０の一実施形態又は部材）を含む。ダクト装着フランジ４３０及び４３２は、ダクト１０８の外側に取り付けられ、一次素子４２２をダクト１０８に装着するために用いられる。特に、ダクト装着フランジ４３０及び４３２のフレア継手６０２（図６に示す）、及びいくつかの実施形態では、一体成型されたカウル４４０は、ダクト１０８に切り込まれたそれぞれの開口に挿入される。ダクトフランジガスケット４５０は、フランジ４３０／４３２の各々と、ダクト１０８の外側との間に位置付けられ、フレア継手６０２が挿入されて流体の漏れを防止するダクト１０８内の開口を取り囲む領域を封止する。ファスナ、たとえばセルフタッピング板金ねじ４５５、ボルト等は、フランジ４３０及び４３２をダクト１０８の外側に固定し、それによって、一次素子４２２をダクト１０８内部の測定用位置に固定する。圧力タップ４６０は、ライン１１２／１１４等を通して一次素子内部のプレナムをセンサ１２４に結合するためのフランジ４３０／４３２のうち少なくとも１つ上に含まれる。圧力タップ４６０用にねじプラグを設けることができる。以下にさらに詳細に記載されるように、いくつかの典型的な実施形態では、フランジ４３０及び４３２は同一であり、圧力タップ４６０を各々含む。

ダクト装着ＡＰＴアセンブリ４００の利点は、一次素子４２２が、製造者から１以上の標準的な長さで出荷され、その後設置プロセス中に、フィールド内の特定のダクトに適するように切断されることができることである。さらに、ＡＰＴが設置された後に、特定の設置を特徴化して構成することができる。一次素子自体は、押し出し成形プラスチック又は他の材料で形成され、上流及び下流面に１以上の縦スロット又は離散的な開口を有し、そのため特定用途の要件向けにカスタマイズされた従来のＡＰＴ一次素子に代わり、低コストを提供する。

これらの新しい特性を備える形状を有する切断可能な一次素子４２２の一例が、図４及び５の等角図及び断面図にさらに詳細に示される。一次素子４２２は、第１すなわち上端５０２から、第２すなわち底端５０４まで縦方向に延びる。これらの設置では、一次素子４２２は、二方向の流量測定を可能にする対称形状を有して示される。また、対称形状は、一次素子４２２がその長さに沿った任意の場所で、理想的にはその縦方向に対して垂直な面で切断されることを可能にする。たとえば、図４には、切断平面５０６が破線で図示される。

代替の実施形態では、押し出し成形プラスチック又は他の材料から形成され、他の技術を用いて、他の形状にされた一次素子を用いることができる。たとえば、所定の流体速度についてのより大きな差圧信号を生成するＴ字型の一次素子を用いて、いくつかの用途において性能を向上させることができる。さらに他の実施形態では、比較的急角度な縁を有するより幅広い一次素子を用いて、遮断を大きくして、渦が固定された場所に発生することを確実にすることができる。そのような一次素子は、優れた低レイノルズ数性能を提供し、特有の低速測定の利点を有することができる。一次素子に理想的又は好ましい形状は、特定の用途に対して経験から判断し選択することができる。一次素子のさまざまな異なる形状を使用することができるが、開示された実施形態は、押し出し成形プラスチック又は他の材料から作られ、一次素子の長さに沿って縦方向に延びる連続的なスロット又は離散的な穴もしくは開口を有する一次素子を主として参照して記載されている。

再度図４及び５を参照すると、一次素子４２２は、上流面５３０及び下流面５４５を有する。上流面５３０は、縦に延びる内部チャンバ５１５に対して開口する縦スロット５１０を有する。典型的な実施形態では、スロット５１０及び内部チャンバ５１５は、一次素子４２２の全長に延びる。また、上流面５３０は、スロット５１０の両側に、一次素子４２２の隣接する外表面５３５及び５４０を含むと考えられ得る。下流面５４５は、縦に延びる内部チャンバ５２５に対して開口する縦スロット５２０を有する。また、典型的な実施形態では、スロット５２０及び内部チャンバ５２５は、一次素子４２２の全長に延びる。また、下流面５４５は、スロット５２０の両側に、一次素子４２２の隣接する外表面５５０及び５５５を含むと考えられ得る。いくつかの実施形態では、そして図５に最もよく示されるように、面取り端面５６０及び５６５が、表面５３５及び５５５の間に、及び表面５４０及び５５０の間にそれぞれ位置付けられる。面取り端面は、すべての実施形態において含まれる必要はない。

ダクト装着ＡＰＴアセンブリ４００では、スロットが付された形状の一次素子４２２が、図６〜８に示された特別に製作されたダクト装着フランジと併用される。上述されたフランジ４３０及び４３２は、同一又は類似の構造であることができる。したがって、例示を目的として、図６〜８ではフランジ４３０のみが記載される。

図６は、典型的な実施形態におけるダクト装着フランジ４３０の底面斜視図である。図７及び８は、それぞれダクト装着フランジ４３０の側面斜視図及び底面図である。典型的な実施形態では、各ダクト装着フランジ４３０は、ダクト壁、カウル４４０、及びフレア継手６０２上での設置を可能にするための平板をさらに含む。フィン６１５は、継手６０２及びカウル４４０の間に延びる。一次素子が離散的な穴又はスロットを含む実施形態では、フィン６１５は、一定の設計では省略されることができる。平板６００は、ファスナ４５５、たとえばセルフタッピングねじを受けるように方向付けられてサイズ決めされた穴６０５を含み、平板６００そしてそれによってフランジ４３０をダクト壁に固定することができる。

引き続き図６〜８を参照すると、カウル４４０は、カウル壁６１０によって形成された内部空間６１７内に一次素子４２２の一端を受け、一次素子に対する支持を提供するように構成されたカウル壁６１０を備えた形状を有する。フレア継手６０２は、平板６００を通って延びる通路６２５（図８に図示される）の一方に、及び対応する圧力タップ４６０に各々結合される。設置中、フレア継手６０２は、一次素子４２２内部の円形の内圧チャンバ５１５及び５２５内に挿入される。継手６０２は、金属製であることができ、一次素子４２２の内圧チャンバ５１５及び５２５よりもわずかに大きい直径であることができる。この形状寸法は、一次素子とダクトフランジ４３０との間の締り嵌めを介した堅固な接続及び圧力封止を確実にする。述べたように、フランジ４３２及び一次素子４２２、及び一次素子の第２の端の間でも、同じ接続及び嵌め合いが生じる。

たとえば図８に示されるようないくつかの典型的な実施形態では、周囲を取り巻くカウル４４０の壁６１０は、壁６１０（又は壁６１０の間の角）とフレア継手６０２との間に延びるフィン６１５を介して、フレア継手６０２に接続される。これらのフィン６１５は、設置中、一次素子４２２の圧力スロット５１０及び５２０に摺入する。この特性は、カウル内部のよどみ区間による差圧信号の損失を防止し、一次素子に対する付加的な構造的支持を提供する。カウルは、両方とも一次素子を支持し、最初にスロット５１０／５２０を覆って塞ぐ。ダクト壁近くのスロットを覆うことによって、カウルは、低速で壁に影響される区間でのサンプリングから信号減衰を軽減させる。連続的なスロットに代えて離散的な開口が利用された実施形態では、カウルを継手に接続するフィンは、通常は省略される。また、スロットに代えて開口が用いられる実施形態では、エンドユーザは、必要であれば、バーすなわち素子の両側を切断して、ダクト内の開口を中央に合わせることができる。

典型的な実施形態では、一次素子４２２は、いずれかの端５０２／５０４の同一のダクトフランジアセンブリ４３０／４３２と対称である。一次素子の「先」端５０２は、差圧トランスミッタに対して垂直にされ、内部チャンバ５１５／５２５は、フレア継手６０２、通路６２５、圧力タップ４６０、圧力伝達ライン１１２及び１１４等を通して、センサ１２４に流体結合される。一次素子４２２の「後」端５０４は、圧力タップ４６０と、その近くに通路６２５とを有し、ＮＰＴプラグで封止される。ダクトフランジ４３０／４３２は、顧客のダクト１０８の外側に対して、上述のような板金ねじ又はファスナ及びダクトガスケットを介して封止される。このアセンブリの利点は、ダクトガスケット、セルフタッピング板金ねじ、又は他のファスナ、及び一次素子の残余部を構成するねじプラグが、すべて低コストであり、容易に入手可能な材料であることである。

代替の実施形態では、ダクトの外側でバーすなわち一次素子４２２に接続するダクト装着フランジアセンブリを用いることができる。１つのそのような代替の実施形態が、図９に例として提供される。図９では、ダクト装着フランジ７３０は、一次素子が支持されるときにダクトの外側に位置付けられるように、ダクトとは反対の側でフランジ６００に接続されるか又は結合される支持構造体７００を有するとして示される。ここで、継手６０２及びフィン６１５は、フランジ６００のダクト側に示される。破線の構造体７０５は、支持構造体７００の内側であり、一次素子すなわちバー４２２のための穴又は穴を提供する。支持体がダクトの外側であるため、ダクト内部の流れに入り込むカウルがない。流路の外形は、せいぜい切断可能な一次素子すなわちバー４２２の外形である。

ここで図１０を参照すると、図１〜９を参照してなされた開示による、ダクト内の流体の流れを測定するためにダクト内にＡＰＴアセンブリを設置する方法の実施形態を図示するフロー図が示される。８０５において示されるように、本方法は、カスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子４２２を得る工程を含む。上述のように、ＡＰＴ一次素子は、第１及び第２の内部チャンバ５１５及び５２５を有する。ＡＰＴ一次素子は、第１の内部チャンバに対して開口する上流開口５１０を備える上流面５３０と、第２の内部チャンバに対して開口する下流開口５２０を備える下流面５４５とをさらに有する。いくつかの実施形態では、本工程で得られたカスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子は、上流開口及び下流開口の一方又は両方のための単一の縦スロットを有する。

次に、８１０において示されるように、本方法は、ＡＰＴ一次素子の長さをダクトの寸法にカスタマイズして、カスタマイズされたＡＰＴ一次素子を作成する工程を含む。カスタマイズされたＡＰＴ一次素子は、第１及び第２の端５０２、５０４を有し、第１及び第２の内部チャンバにおいて、上流面及び下流面は、第１の端から第２の端に延びる．いくつかの実施形態では、８０５で示された長さを得る工程は、カスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子を、多数の標準的なＡＰＴ一次素子の長さのうち１つから選択することを含み、一方で８１０において示された長さをカスタマイズする工程は、続いてダクトの寸法に基づいてＡＰＴ一次素子を切断することを含む。

８１５において示されるように、本方法は、第１及び第２ダクト装着フランジ４３０、４３２を用いて、カスタマイズされたＡＰＴ一次素子の第１及び第２の端をダクトに装着する工程をさらに含み、カスタマイズされたＡＰＴ一次素子は、ダクト全体にわたって延びる。本工程は、第１及び第２のダクト装着フランジの各々のフレア継手６０２を、カスタマイズされたＡＰＴ一次素子の第１及び第２内部チャンバに、第１及び第２の端において挿入することと、第１及び第２ダクト装着フランジの各々のフランジ板６００をダクトに取り付けることとを含むことができる。いくつかの実施形態では、当該工程は、第１及び第２ダクト装着フランジの各々のフィン６１５を、カスタマイズされたＡＰＴ一次素子の上流及び下流開口５１０、５２０内に挿入することをさらに含むことができる。

好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、当業者においては、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細に変更がなされてもよいことが認識されよう。

Claims (20)

1. ダクトとともに用いて、前記ダクト内の流体の流れを測定するための、カスタマイズ可能なダクト装着平均化ピトー管（ＡＰＴ）アセンブリであって、前記ＡＰＴアセンブリが、
   第１の端と第２の端との間に縦に延びるＡＰＴ一次素子であって、前記ＡＰＴ一次素子が、前記第１及び第２の端の間に縦に延びる第１及び第２の内部チャンバを有し、前記ＡＰＴ一次素子が、前記第１の内部チャンバに対して開口し、前記第１の端から前記第２の端に延びる上流開口を備える上流面と、前記第２の内部チャンバに対して開口し、前記第１の端から前記第２の端に延びる下流開口を備える下流面とを有する、ＡＰＴ一次素子と、
   前記ＡＰＴ一次素子が前記ダクトに挿入されたときに、前記ＡＰＴ一次素子の前記第１及び第２の端を前記ダクトにそれぞれ装着するように構成された第１及び第２のダクト装着フランジと、
   を含む、ダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
2. 前記ＡＰＴ一次素子が、押し出し成形材料から形成される、請求項１に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
3. 前記押し出し成形材料が、プラスチックを含む、請求項２に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
4. 前記ＡＰＴ一次素子が、前記ＡＰＴ一次素子の端の外形を維持しながら前記ＡＰＴ一次素子の長さをカスタマイズするために、前記第１の端と前記第２の端との間で切断可能な形状にされる、請求項１に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
5. 前記第１及び第２ダクト装着フランジのうち少なくとも１つが、
   フランジ板と、
   前記フランジ板の第１の側にあって、前記ＡＰＴ一次素子の対応する端において、前記第１及び第２の内部チャンバに挿入されるように構成された、第１及び第２のフレア継手と、
   前記第１及び第２フレア継手を取り囲む前記フランジ板の前記第１の側にあって、前記第１及び第２フレア継手が前記第１及び第２内部チャンバ内に挿入されたときに、前記ＡＰＴ一次素子の前記対応する端を受けるように構成されたカウルと、
   を含む、請求項１に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
6. 前記フランジ板が、ファスナを受けて前記フランジ板を前記ダクトに取り付け、それによって前記ダクト内に前記ＡＰＴ一次素子を装着するための穴をさらに含む、請求項５に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
7. 前記第１及び第２のフレア継手が、前記第１及び第２のフレア継手が前記第１及び第２内部チャンバに挿入されたときに封止嵌めを形成するよう、前記第１及び第２の内部チャンバよりも大きなサイズにされる、請求項５に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
8. 前記第１及び第２のダクト装着フランジのうち少なくとも１つが、前記第１のフレア継手から前記カウルの壁に延びて、前記第１のフレア継手が前記第１の内部チャンバに挿入されたときに前記上流開口に挿入されるように構成された、前記フランジ板の前記第１の側の第１のフィンと、前記第２のフレア継手から前記カウルの壁に延びて、前記第２のフレア継手が前記第２の内部チャンバに挿入されたときに前記下流縦スロットに挿入されるように構成された、前記フランジ板の前記第１の側の第２のフィンとをさらに含む、請求項５に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
9. 前記第１及び第２ダクト装着フランジのうち少なくとも１つが、前記フランジ板の第２の側に、外圧センサに結合するための圧力タップをさらに含み、前記圧力タップが、前記フランジ板を通って延びる通路によって、前記第１及び第２のフレア継手に接続される、請求項８に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
10. 前記ＡＰＴ一次素子の前記上流面が、それぞれ隣接し、前記上流開口のいずれかの側にある、前記ＡＰＴ一次素子の第１及び第２の外表面をさらに含み、前記ＡＰＴ一次素子の前記下流面が、それぞれ隣接し、前記下流開口のいずれかの側にある、前記ＡＰＴ一次素子の第３及び第４の外表面をさらに含む、請求項１に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
11. 前記ＡＰＴ一次素子が、前記第１及び第２外表面の間の第１の面取り端面と、前記第３及び第４の外表面の間の第２の面取り端面とをさらに含む、請求項１０に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
12. 前記上流開口及び前記下流開口のうち少なくとも１つが、単一の縦スロットを含む、請求項１に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
13. 前記単一の縦スロットが、前記ＡＰＴ一次素子の前記第１の端から、前記ＡＰＴ一次素子の前記第２の端に延びる、請求項１２に記載のダクト装着ＡＰＴアセンブリ。
14. ダクト内のプロセス流体の流量を示すプロセス変数を測定するためのプロセス変数監視システムであって、前記システムが、
    請求項１に記載の前記ダクト装着ＡＰＴアセンブリに結合されたプロセス変数トランスミッタを含む、プロセス変数監視システム。
15. ダクト内に設置して、前記ダクト内の流体の流れを測定するための、平均化ピトー管（ＡＰＴ）アセンブリを設置する方法であって、前記方法が、
    第１及び第２の内部チャンバを有するカスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子を得ることであって、前記ＡＰＴ一次素子が、前記第１の内部チャンバに対して開口する上流開口を備える上流面と、前記第２の内部チャンバに対して開口する下流開口を備える下流面とを有することと、
    カスタマイズされたＡＰＴ一次素子を作成するために、前記ＡＰＴ一次素子の長さを前記ダクトの寸法にカスタマイズすることであって、前記カスタマイズされたＡＰＴ一次素子が、第１及び第２の端を有し、前記カスタマイズされたＡＰＴ一次素子の前記第１及び第２の内部チャンバ、前記上流面、及び前記下流面が、前記第１の端から前記第２の端に延びることと、
    第１及び第２ダクト装着フランジを用いて、前記カスタマイズされたＡＰＴ一次素子の前記第１及び第２の端を、前記ダクトに装着することであって、前記カスタマイズされたＡＰＴ一次素子が、前記ダクト全体にわたって延びることと、
    を含む、方法。
16. 前記第１及び第２ダクト装着フランジを用いて、前記カスタマイズされた一次素子の前記第１及び第２の端を前記ダクトに装着することが、前記第１及び第２ダクト装着フランジの各々のフレア継手を、前記第１及び第２の端において、前記カスタマイズされたＡＰＴ一次素子の前記第１及び第２の内部チャンバに挿入することと、前記第１及び第２ダクト装着フランジの各々のフランジ板を前記ダクトに取り付けることとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１及び第２ダクト装着フランジを用いて、前記カスタマイズされた一次素子の前記第１及び第２の端を前記ダクトに装着することが、前記第１及び第２のダクト装着フランジの各々のフィンを、前記カスタマイズされたＡＰＴ一次素子の前記上流及び下流開口に挿入することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記カスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子を得ることが、複数の標準的なＡＰＴ一次素子長さのうち１つから、前記カスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子を選択することをさらに含み、前記ＡＰＴ一次素子の前記長さをカスタマイズすることが、前記ダクトの寸法に基づいて、前記ＡＰＴ一次素子を切断することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
19. 前記カスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子を得ることが、前記上流開口及び前記下流開口のうち少なくとも１つが単一の縦スロットを含むように、前記カスタマイズ可能な長さの一次素子を得ることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
20. カスタマイズ可能な長さのＡＰＴ一次素子を得ることが、ＡＰＴ一次素子を押し出し形成することを含む、請求項１５に記載の方法。
    

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