JP2019506617A

JP2019506617A - 補正測定流量の決定

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Publication number: JP2019506617A
Application number: JP2018544872A
Authority: JP
Inventors: リチャードエル．マギニス，; ディーンエム．スタンディフォード，
Original assignee: マイクロモーションインコーポレイテッド
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2019-03-07
Also published as: US20190033111A1; CN108700453B; CN108700453A; WO2017146717A1; EP3420323B1; US11099043B2; EP3420323A1

Abstract

補正測定流量を決定する方法を提供する。本方法は、第1の流量計で流量を測定するステップと、第2の流量計で流量を測定するステップであって、第2の流量計は第1の流量計に直列に流体結合される、ステップと、第1の流量計の測定流量を第2の流量計の測定流量を用いて補正するステップとを含む。【選択図】図４

Description

以下に記載する実施形態は流量測定に関し、より詳細には、補正測定流量の決定に関する。

例えば、振動式デンシトメータやコリオリ式流量計などの振動センサが一般に知られており、またこれらは、流量計の導管を流れる物質に関する質量流量およびその他の情報を測定するために使用されている。例示的なコリオリ式流量計については、米国特許第4109524号明細書、米国特許第4491025号明細書、米国再発行特許第31450号明細書に開示されている。これらの流量計は、直線形状もしくは湾曲形状の1つ以上の導管を備えるメータアセンブリを有する。例えば、コリオリ式質量流量計の導管構成はそれぞれ、単純な屈曲、ねじり、または結合タイプであり得る一連の自然振動モードを有する。各導管が好ましいモードで振動するように、これらを駆動することができる。流量計を通過する流れがないとき、導管に加えられる駆動力により、導管に沿ったすべての点は同じ位相で、またはゼロ流動において測定される時間遅延である小さな「ゼロオフセット」で振動される。ゼロオフセットをメータゼロ点と呼んでもよい。

物質が導管を流れ始めると、コリオリの力により、導管に沿った各点が異なる位相を有するようになる。例えば、流量計の入口端部の位相は中央のドライバ位置の位相よりも遅れている一方で、出口の位相は中央のドライバ位置の位相よりも先行している。導管のピックオフが、導管の動きを表す正弦波信号を生成する。ピックオフから出力される信号は、ピックオフ間の時間遅延を判定するために処理される。2つ以上のピックオフ間の時間遅延は、導管を流れる物質の質量流量に比例している。

ドライバに接続されたメータ電子機器が、ドライバを作動させ、かつピックオフより受信する信号からプロセス物質の質量流量および／または他の特性をも判定するための駆動信号を生成する。ドライバは多くの周知の構成の1つを備えていてもよいが、しかしながら磁石および対向する駆動コイルが流量計業界においては大きな成功を収めている。所望の導管振幅および周波数で導管を振動させるために、交流電流が駆動コイルに通される。このドライバの構成に非常に類似した磁石およびコイルの構成としてピックオフを提供することも、当技術分野においては知られている。

様々な設計制約があるために、多くのシステムでは2つ以上のメータアセンブリを使用している。例えば、液体天然ガス（LNG）をLNG車両に供給するのに使用されるメータアセンブリでは、LNG貯蔵タンクからLNG車両へと圧送される燃料を測定するために、第1のメータアセンブリを使用してもよい。LNGタンクに戻される燃料を測定するために、第2のメータアセンブリを使用してもよい。LNGタンクに戻される燃料は、異なる流量、温度、および状態などを有する可能性がある。燃料がLNG車両によって消費されない場合、第1および第2の流量計によって測定される質量流量は同じでなければならない。しかしながら、大きな流量計などのいくつかの流量計では、変動またはドリフトするメータゼロ点を有することがある。この変動またはドリフトをゼロ流動不安定性と呼んでもよい。このゼロ流動不安定性のために、第1および第2の流量計によって測定される流量は、流量が実際は同じであっても異なる場合がある。従って、補正測定流量を決定する必要がある。

補正測定流量を決定する方法が提供される。一実施形態によれば、本方法は、第1の流量計で流量を測定するステップと、第2の流量計で流量を測定するステップであって、前記第2の流量計は前記第1の流量計に直列に流体結合される、ステップと、前記第1の流量計の前記測定流量を前記第2の流量計の前記測定流量を用いて補正するステップと、を含む。

補正測定流量を決定するための二重の流量計システムが提供される。一実施形態によれば、本二重の流量計システムは、第1の流量計と、前記第1の流量計に直列に流体結合される第2の流量計と、前記第1の流量計および前記第2の流量計に通信可能に結合される少なくとも1つのメータ電子機器とを備える。前記少なくとも1つのメータ電子機器は、前記第1の流量計の前記測定流量を前記第2の流量計の前記測定流量を用いて補正するように構成される。

流体制御システムが提供される。一実施形態によれば、本流体制御システムは、第1の流量計を有する供給ラインと、前記第1の流量計に直列に流体結合される第2の流量計を有する戻りラインと、前記第1の流量計および前記第2の流量計に通信可能に結合される1つ以上のメータ電子機器とを備え、前記1つ以上のメータ電子機器に通信可能に結合されるシステムコントローラおよび前記1つ以上のメータ電子機器のうちの少なくとも一方は、前記第1の流量計の前記測定流量を前記第2の流量計の前記測定流量を用いて補正するように構成される。

態様
一態様によれば、補正測定流量を決定する方法は、第1の流量計で流量を測定するステップと、第2の流量計で流量を測定するステップであって、前記第2の流量計は前記第1の流量計に直列に流体結合される、ステップと、前記第1の流量計の前記測定流量を前記第2の流量計の前記測定流量を用いて補正するステップと、を含む。
好ましくは、前記第1の流量計の前記測定流量を補正するステップは、前記第2の流量計の前記測定流量を前記第1の流量計の前記測定流量と合計するステップを含む。
好ましくは、前記第1の流量計の前記測定流量を補正するステップは、前記第1の流量計の前記測定流量を前記第1の流量計の推定ゼロ流動不安定性を用いて補正するステップであって、前記推定ゼロ流動不安定性は、前記第1の流量計の前記測定流量と前記第2の流量計の前記測定流量との差で構成される、ステップを含む。
好ましくは、前記第1の流量計の前記流量と前記第2の流量計の前記流量とは実質的に同時に測定される。
好ましくは、前記第2の流量計の前記流量は前記第1の流量計の前記測定流量よりも先に測定される。

一態様によれば、補正測定流量を決定するための二重の流量計システム（5）は、第1の流量計（5a）と、前記第1の流量計（5a）に直列に流体結合される第2の流量計（5b）と、前記第1の流量計（5a）および前記第2の流量計（5b）に通信可能に結合される少なくとも1つのメータ電子機器（100）であって、前記少なくとも1つのメータ電子機器（100）は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を用いて補正するように構成される、メータ電子機器（100）とを備える。

好ましくは、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）は、前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と合計するように構成されるメータ電子機器（100）を備える。
好ましくは、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の推定ゼロ流動不安定性を用いて補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）であって、前記推定ゼロ流動不安定性は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と前記第2の流量計（5b）の前記測定流量との差で構成される、メータ電子機器（100）を備える。
好ましくは、前記第1の流量計（5a）の前記流量と前記第2の流量計（5b）の前記流量とは実質的に同時に測定される。
好ましくは、前記第2の流量計（5b）の前記流量は前記第1の流量計（5a）の前記測定流量よりも先に測定される。

一態様によれば、補正測定流量を決定するための流体制御システム（400）は、第1の流量計（5a）を有する供給ライン（SL）と、前記第1の流量計（5a）に直列に流体結合される第2の流量計（5b）を有する戻りライン（RL）と、前記第1の流量計（5a）および前記第2の流量計（5b）に通信可能に結合される1つ以上のメータ電子機器（100）とを備え、前記1つ以上のメータ電子機器（100）に通信可能に結合されるシステムコントローラ（410）および前記1つ以上のメータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を用いて補正するように構成される。

好ましくは、前記システムコントローラ（410）および前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）のうちの前記少なくとも一方は、前記システムコントローラ（410）および前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と合計するように構成される前記メータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方を備える。
好ましくは、前記システムコントローラ（410）および前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方は、前記システムコントローラ（410）、および前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の推定ゼロ流動不安定性を用いて補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）であって、前記推定ゼロ流動不安定性は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と前記第2の流量計（5b）の前記測定流量との差で構成される、前記メータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方を備える。
好ましくは、前記第1の流量計（5a）の前記流量と前記第2の流量計（5b）の前記流量とは実質的に同時に測定される。
好ましくは、前記第2の流量計（5b）の前記流量は前記第1の流量計（5a）の前記測定流量よりも先に測定される。

同じ参照番号はすべての図面上の同じ要素を表す。図面は必ずしも縮尺通りではないことが理解される。
補正測定流量を決定するための二重の流量計システム5を示す。補正測定流量を決定するための二重の流量計システム5を示す。メータ電子機器100のブロック図を示す。補正測定流量を決定するための流体制御システム400を示す。補正測定流量を決定する方法500を示す。

図1〜図5および以下の説明は特定の実施例を記載して、補正測定流量を決定するための実施形態における最良の形態を創出かつ使用する方法を当業者に教示する。本発明の原理を教示することを目的として、いくつかの従来の態様を簡略化または省略している。当業者は、これらの実施例の変形例が本明細書の範囲内にあることを理解する。当業者であれば、以下に説明する特徴を様々な方法で組み合わせて、補正測定流量を決定するための複数の変形例を形成できることを理解する。結果として、以下に説明する実施形態は後述する特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定される。

補正測定流量を決定することは、第1の流量計および第2の流量計で流量を測定することを含んでいてもよい。例えば、第1および第2の流量計を直列に流体結合していてもよく、このため第1および第2の流量計によって同量の流量が測定される。しかしながら、自身のゼロ流動不安定性のために、第1の流量計が不正確となる可能性がある。結果として、第2の流量計によって測定される流量が第1の流量計によって測定される流量よりも正確である可能性がある。第1の流量計のゼロ流動不安定性は、第2の流量計のゼロ流動不安定性よりも大きい可能性がある。

従って、第1の流量計の測定流量を第2の流量計の測定流量を用いて補正してもよい。例えば、第2の流量を第1の流量計の測定流量と合計してもよい。測定流量を合計することは、第1の流量計の推定ゼロ流動不安定性を得ることを含んでいてもよく、これは第1および第2の流量計の測定流量差であってもよい。従って、第1の流量計の補正測定流量は、当該測定流量よりも正確である可能性がある。

二重の流量計システム
図１は、補正測定流量を決定するための二重の流量計システム5を示す。図１に示すように、二重の流量計システム5は第1の流量計5aおよび第2の流量計5bを備える。第1および第2の流量計5a、5bは、メータ電子機器100ならびに第1および第2のメータアセンブリ10a、10bでそれぞれ構成されている。
メータ電子機器100は、第1および第2の一組のリード線11a、11bを介して、第1および第2のメータアセンブリ10a、10bに通信可能に結合されている。第1および第2の一組のリード線11a、11bは、メータ電子機器100の第1および第2の通信ポート27a、27bに結合されている（例えば、装着または取り付けられているなど）。第1および第2の一組のリード線11a、11bはまた、第1および第2のメータアセンブリ10a、10b上の第1および第2の通信ポート7a、7bを介して、第1および第2のメータアセンブリ10a、10bに結合されている。メータ電子機器100は、経路26を介してホストに情報を提供するように構成されている。第1および第2のメータアセンブリ10a、10bを、流管を包囲するケースと共に示している。メータ電子機器100ならびに第1および第2のメータアセンブリ10a、10bについては、図2および図3を参照しながら以下により詳細に説明する。

引き続き図１を参照すると、第1および第2の流量計5a、5bを、例えば供給ラインSLおよび戻りラインRLの流量差および／または総流量を計算するために使用することができる。より具体的には、流体がタンクから液体状態で供給され、その後タンクに気体状態で戻されるような低温用途に二重の流量計システム5を採用してもよい。1つの例示的な低温用途において、第1のメータアセンブリ10aは、LNGをLNGディスペンサLDに供給する供給ラインSLの一部であってもよく、また第2のメータアセンブリ10bは、LNGディスペンサLDからの戻りラインRLの一部であってもよい。第2のメータアセンブリ10bを流れる総流量を第1のメータアセンブリ10aを流れる総流量から引いて、LNG車両に供給されるLNGの総量を決定することができる。二重の流量計システム5を他の用途に採用できることを示すために、供給ラインSLおよび戻りラインRLを備えるこの例示的な用途について破線で示している。水素などの他の低温流体を使用してもよい。ここでも理解できるように、記載した実施形態および他の実施形態においてはメータ電子機器100によって計算を実行でき、以下でこれについてより詳細に説明する。

図２は、補正測定流量を決定するための二重の流量計システム5を示す。図２に示すように、二重の流量計システム5は、図１を参照しながら説明した第1の流量計5aおよび第2の流量計5bを備える。分かり易くするために、メータ電子機器100ならびに第1および第2のメータアセンブリ10a、10b上のケースを示していない。第1および第2のメータアセンブリ10a、10bは、プロセス物質の質量流量および密度に反応する。メータ電子機器100は、第1および第2の一組のリード線11a、11bを介して第1および第2のメータアセンブリ10a、10bに接続されて、密度と、質量流量と、温度情報とを、他の情報と共に経路26を経由して提供する。コリオリ式流量計構造体を記載しているが、別の流量計を用いて本発明を実施できることは当業者には明らかである。

第1および第2のメータアセンブリ10a、10bは、一対の平行導管13a、13a'および13b、13b'と、第1および第2の駆動機構18a、18bと、温度センサ19a、19bと、左右一対のピックオフセンサ17al、17arおよび17bl、17brとを備える。一対の導管13a、13a'および13b、13b'の各々は、導管13a、13a'および13b、13b'の長さに沿って2つの対称位置で湾曲し、かつそれらの長さ全体にわたって本質的に平行である。導管13a、13a'および13b、13b'は、駆動機構18a、18bによってそれぞれの曲げ軸線を中心として反対方向に、また流量計の第1の位相外れ曲げモードと呼ばれるモードで駆動される。駆動機構18a、18bは、導管13a'、13b'への磁石の取付け、導管13a、13bへの対向コイルの取付けを行うこと、および導管13a、13a'および13b、13b'を両方とも振動させるためにそこに交流電流を流すなどの多くの構成のいずれか1つを備えていてもよい。メータ電子機器100によって、適切な駆動信号が駆動機構18a、18bに印加される。

第1および第2の流量計5a、5bを初期に較正することができ、ゼロオフセットΔT₀と共に流量較正係数FCFを生成することができる。使用時には、ピックオフによって測定される時間遅延ΔTからゼロオフセットΔT₀を引いたものを流量較正係数FCFに乗算して、質量流量

を生成することができる。流量較正係数FCFおよびゼロオフセットΔT₀を利用する質量流量の方程式の例を、方程式（1）によって記載する。

方程式中、

=質量流量
FCF=流量較正係数
ΔT_{ｍｅａｓｕｒｅｄ}=測定される時間遅延
ΔT₀=初期のゼロオフセット、となっている。

温度センサ19a、19bは導管13a'、13b'に取り付けられ、導管13a'、13b'の温度を連続的に測定する。導管13a'、13b'の温度、従って所与の電流に対して温度センサ19a、19bに出現する電圧は、導管13a'、13b'を通過する物質の温度によって決定される。メータ電子機器100が温度センサ19a、19bに出現する温度依存電圧を使用して、導管温度の何らかの変化による導管13a'、13b'の弾性率の変化を補償してもよい。図示の実施形態では、温度センサ19a、19bは測温抵抗体（RTD）である。本明細書に記載する実施形態ではRTDセンサを使用しているが、別の実施形態ではサーミスタ、熱電対などの他の温度センサを使用してもよい。

メータ電子機器100は第1および第2の一組のリード線11a、11bを介して、左右の第1および第2のピックオフセンサ17al、17arおよび17bl、17brからの左右センサ信号と、第1および第2の温度センサ19a、19bからの温度信号とを受信する。メータ電子機器100は駆動機構18a、18bに駆動信号を供給し、かつ第1および第2の一対の導管13a、13a'および13b、13b'を振動させる。メータ電子機器100は左右のセンサ信号および温度信号を処理して、第1および／または第2のメータアセンブリ10a、10bを通過する物質の質量流量および密度を計算する。この情報は他の情報と共に、経路26を介して信号としてメータ電子機器100によって印加される。

ここで理解できるように、図１及び図２に示す二重の流量計システム5は2つのメータアセンブリ10a、10bのみを備えるが、3つ以上のメータアセンブリを備えるシステムで二重の流量計システム5を使用してもよい。例えば、メータ電子機器を、3つ以上のメータアセンブリと通信するように構成してもよい。そのような構成では、二重の流量計システム5はメータ電子機器の一部であってもよく、また3つ以上のメータアセンブリのうちの2つであってもよい。

メータ電子機器
図３は、メータ電子機器100のブロック図を示す。図３に示すように、メータ電子機器100は第1および第2のメータアセンブリ10a、10bに通信可能に結合されている。図１を参照しながら上述したように、第1および第2のメータアセンブリ10a、10bは、左右の第1および第2のピックオフセンサ17al、17arおよび17bl、17brと、駆動機構18a、18bと、温度センサ19a、19bとを備え、これらは第1および第2の一組のリード線11a、11bを介し、第1および第2の通信チャネル112a、112bと第1および第2のI/Oポート160a、160bとを経由してメータ電子機器100に通信可能に結合されている。

メータ電子機器100は、リード線11a、11bを介して第1および第2の駆動信号14a、14bを供給する。より具体的には、メータ電子機器100は、第1のメータアセンブリ10a内の第1の駆動機構18aに第1の駆動信号14aを供給する。メータ電子機器100はまた、第2のメータアセンブリ10b内の第2の駆動機構18bに第2の駆動信号14bを供給するように構成されている。さらに、第1および第2のセンサ信号12a、12bが第1および第2のメータアセンブリ10a、10bによってそれぞれ供給される。より具体的には、図示の実施形態では、第1のセンサ信号12aは第1のメータアセンブリ10a内の左右の第1のピックオフセンサ17al、17arによって供給される。第2のセンサ信号12bは、第2のメータアセンブリ10b内の左右の第2のピックオフセンサ17bl、17brによって供給される。ここで理解できるように、第1および第2のセンサ信号12a、12bは、第1および第2の通信チャネル112a、112bを介してメータ電子機器100にそれぞれ供給される。

メータ電子機器100は、1つ以上の信号プロセッサ120および1つ以上のメモリ130に通信可能に結合されたプロセッサ110を備える。プロセッサ110はまた、ユーザインタフェース30に通信可能に結合されている。プロセッサ110は、通信ポート140を介し、経路26を経由してホストと通信可能に結合され、かつ電力ポート150を介して電力を受け取る。プロセッサ110はマイクロプロセッサであってもよいが、任意の適切なプロセッサを使用してもよい。例えば、プロセッサ110はマルチコアプロセッサ、シリアル通信ポート、周辺インタフェース（例えば、シリアル周辺インタフェース）、オンチップメモリ、I/Oポートなどのサブプロセッサで構成されてもよい。これらおよび他の実施形態では、プロセッサ110は、デジタル化信号などの受信および処理された信号に対する動作を実行するように構成されている。

プロセッサ110は、1つ以上の信号プロセッサ120からデジタル化センサ信号を受信してもよい。プロセッサ110はまた、第1または第2のメータアセンブリ10a、10bなどにおける流体の位相差や特性などの情報を提供するように構成されている。プロセッサ110は通信ポート140を介してホストに情報を提供してもよい。プロセッサ110はまた、1つ以上のメモリ130と通信して、1つ以上のメモリ130内にある情報を受信および／または格納するように構成されてもよい。例えば、プロセッサ110は、1つ以上のメモリ130から較正係数および／またはメータアセンブリのゼロ点（例えば、ゼロ流動のときの位相差）を受信してもよい。較正係数および／またはメータアセンブリのゼロ点の各々は、第1および第2の流量計5a、5bおよび／または第1および第2のメータアセンブリ10a、10bにそれぞれ関連付けられてもよい。プロセッサ110は較正係数を使用して、1つ以上の信号プロセッサ120から受信したデジタル化センサ信号を処理してもよい。

1つ以上の信号プロセッサ120を、第1および第2のエンコーダ／デコーダ（CODEC）122、124とアナログ−デジタル変換器（ADC）126とで構成されたものとして示している。1つ以上の信号プロセッサ120はアナログ信号を調整し、調整されたアナログ信号をデジタル化し、かつ／もしくはデジタル化信号を供給してもよい。第1および第2のCODEC122、124は、左右の第1および第2のピックオフセンサ17al、17arおよび17bl、17brから左右のセンサ信号を受信するように構成されている。第1および第2のCODEC122、124はまた、第1および第2の駆動機構18a、18bに第1および第2の駆動信号14a、14bを供給するように構成されている。別の実施形態では、より多くの、またはより少ない信号プロセッサを使用してもよい。例えば、第1および第2のセンサ信号12a、12bと第1および第2の駆動信号14a、14bとに対して、単一のCODECを使用してもよい。付加的にまたは代替的に、単一のADC126の代わりに2つのADCを使用してもよい。

図示の実施形態では、1つ以上のメモリ130は読み出し専用メモリ（ROM）132と、ランダムアクセスメモリ（RAM）134と、強誘電体ランダムアクセスメモリ（FRAM(登録商標)）136とで構成されている。しかしながら、別の実施形態では、1つ以上のメモリ130はより多くの、またはより少ないメモリで構成されてもよい。付加的にまたは代替的に、1つ以上のメモリ130は異なるタイプのメモリ（例えば、揮発性、不揮発性など）で構成されてもよい。例えば、FRAM(登録商標)136の代わりに一例として、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（EPROM）などの異なるタイプの不揮発性メモリを使用してもよい。

ここでも理解できるように、図３に示す二重の流量計システム5は2つのメータアセンブリ10a、10bのみを備えているが、二重の流量計システム5を3つ以上のメータアセンブリを備えるシステムで使用してもよい。例えば、メータ電子機器を、3つ以上のメータアセンブリと通信するように構成してもよい。そのような構成では、二重の流量計システム5はメータ電子機器の一部であってもよく、また3つ以上のメータアセンブリのうちの2つであってもよい。

ここでも理解できるように、第1および第2の流量計5a、5bが直列に配置されている場合、第1および第2の流量計5a、5bを流れる流量は同じである可能性がある。例えば、図１に示す構成を参照すると、LNGディスペンサLDが車両に流体を供給していないとき、第1および第2の流量計5a、5bを流れる質量流量は同じでなければならない。しかしながら、第1および第2の流量計5a、5bによって測定される流量は、ゼロ流動不安定性により同じでない可能性がある。第1の流量計5aのゼロ流動不安定性は、第2の流量計5bのゼロ流動不安定性よりも大きい可能性がある。

例えば、第1の流量計5aは流体を供給するために、第2の流量計5bの管径よりもその管径が大きい可能性がある。その管径が大きいために、第1の流量計5aのメータゼロ点は第2の流量計5bのメータゼロ点よりも変動またはドリフトする可能性がある。従って、第1の流量計5aを用いて流量測定を行うために、第1の流量計5aによる流量測定値を第2の流量計5bの流量測定値によって補正してもよく、これについては以下で詳述する。

システム
図４は、補正測定流量を決定するための流体制御システム400を示す。図４に示すように、流体制御システム400は、車両Vに流体結合された燃料源FSを備える燃料制御システムである。燃料源FSは供給ラインSLと、戻りラインRLと、バイパスラインBLとを介して車両Vに流体結合されている。流体制御システム400は上述した二重の流量計システム5を備える。流体制御システム400はまた、破線で示す通信回線を介してバルブ420に通信可能に結合されたシステムコントローラ410を備える。システムコントローラ410はまた、二重の流量計システム5に通信可能に結合されている。

燃料源FSは供給ラインSLを介して車両Vに燃料を供給する。燃料を液状で車両Vに供給してもよい。図示されているように、供給ラインSLは、燃料源FSおよび車両Vに流体結合されたポンプPと第1の流量計5aとで構成されている。第1の流量計5aは供給ラインSLを流れる流量を測定するように構成されている。供給ラインSLを流れる流量は、車両Vへの燃料供給流量であってもよい。

燃料源FSは、戻りラインRLを介して車両Vから、かつバイパスラインBLを介して供給ラインSLから燃料を受け取ってもよい。燃料を、戻りラインRLおよびバイパスラインBLを介して燃料源FSにガス状で供給してもよい。バイパスラインBLを、流量計を含まないものとして示している。戻りラインRLは、燃料源FSおよび車両Vに流体結合された第2の流量計5bで構成されてもよい。第2の流量計5bは、戻りラインRLを介して燃料源FSに戻される燃料の流量を測定してもよい。

バルブ420は流体制御システム400を流れる燃料の流路を制御する。バルブ420は、第1のメータアセンブリ、車両V、および第2のバルブ420bに流体結合された第1のバルブ420aを備える。第1のバルブ420aが開放されると、供給ラインSLを流れる燃料が車両Vへと供給される。第1のバルブ420aが閉鎖されると、供給ラインSL内の燃料は車両Vに供給されない。第2のバルブ420bはまた、車両Vを通過する流れを制御することができる。

例えば、第1のバルブ420aが開放され、かつ第2のバルブ420bが閉鎖されている場合、燃料は車両Vを流れるだけである。車両Vを流れる燃料流量を、車両Vと、戻りラインRLと、バイパスラインBLとに流体結合された第3のバルブ420cによって同様に制御してもよい。第1のバルブ420aが閉鎖され、かつ第2のバルブ420bが開放されている場合、燃料は車両Vを流れない。代わりに、燃料は戻りラインRLまたはバイパスラインBLを流れる。

戻りラインRLおよびバイパスラインBLを流れる燃料流量を、第4および第5のバルブ420d、420eによって制御してもよい。第4のバルブ420dが開放され、かつ第5のバルブ420eが閉鎖されている場合、燃料は戻りラインRLを通って燃料源FSへと流れることができる。第4のバルブ420dが閉鎖され、かつ第5のバルブ420eが開放されている場合、燃料はバイパスラインBLの第5のバルブ420eを通って燃料源FSへと流れることができる。他の実施形態では、第4のバルブ420dを使用しない場合がある。従って、燃料流量は第1、第3および第5のバルブ420a、420c、420eを閉鎖することにより、戻りラインRLを通って流れることができる。

ここで理解できるように、供給ラインSLおよび戻りラインRLを流れる燃料流量を、二重の流量計システム5によって測定してもよい。二重の流量計システム5は、上述した第1および第2の流量計5a、5bで構成されている。図4に示すように、第1の流量計5aはメータ電子機器100および第1のメータアセンブリ10aで構成されている。第2の流量計5bはメータ電子機器100および第2のメータアセンブリ10bで構成されている。単一のメータ電子機器100を示しているが、メータ電子機器100は1つ以上のメータ電子機器で構成されてもよい。例えば、図4に示すメータ電子機器100は、第1のメータアセンブリ10aに通信可能に結合された第1のメータ電子機器、および第2のメータアセンブリ10bに結合された第2のメータ電子機器で構成されてもよい。図示されているように、メータ電子機器100は、破線で示す通信回線を介して第1および第2のメータアセンブリ10a、10bに通信可能に結合されている。メータ電子機器100はまた、システムコントローラ410と通信可能に結合されている。

システムコントローラ410は、図1〜図3の経路26を介してメータ電子機器100に通信可能に結合されたホストなどのホストであってもよい。システムコントローラ410は、例えば、メモリやハードドライブなどに通信可能に結合されたプロセッサを備えていてもよい。システムコントローラ410を単一の一体型アセンブリとして示しているが、任意の適切な構成を採用してもよい。例えば、システムコントローラ410は、分散コンピューティング環境で動作を実行するソフトウェアインスタンスであってもよい。システムコントローラ410は、通信回線を介して通信を送信および／または受信するように構成されている。図４に示すように、システムコントローラ410は、本考察に示している補正測定流量を決定するために、ポンプPと、バルブ420と、二重の流量計システム5との間で通信を送信および／または受信することができる。

システムコントローラ410および／またはメータ電子機器100は、以下の方程式（2）〜（5）を使用して第1の流量計5aの測定流量を補正してもよい。以下の方程式（2）

において、測定流量

は第1の流量計5aによって測定される流量である。第1の流量計5aの測定流量

は、補正されていない流量であってもよい。つまり、第1のメータアセンブリ10aの流量較正係数FCFおよびメータゼロ点ｔ_０（ゼロオフセットなどとも呼ばれる）を使用して測定流量

が決定されてはいるが、その測定流量

は第2の流量計5bによって測定される流量によりまだ補正されていない可能性がある。

第1および第2の流量計5a、5bが直列に流体が行き来可能に結合された流体制御システム400においては、第1および第2の流量計5a、5bによって測定される流量は等しくなる可能性がある。例えば、第1、第3、および第5のバルブ420a、420c、420eが閉鎖され、かつ第2および第4のバルブ420b、420dが開放されている場合、第1および第2の流量計5a、5bの測定流量は以下の関係式（3）をもたらすように等しくてもよい。

上記関係式（3）は、第1の流量計5aの測定流量

を以下の方程式（4）を用いて補正できることを示している。

方程式中、

は第1の流量計5aの推定ゼロ流動不安定性であり、

は第1の流量計5aの測定流量であり、かつ

は第2の流量計5bの測定流量である。

ここで理解できるように、第1の流量計5aの測定流量

におけるドミナント誤差項は、第1の流量計5aにおけるゼロ流動不安定性に起因する可能性がある。従って、第1の流量計5aの測定流量

を推定ゼロ流動不安定性

を用いて補正してもよい。例えば、以下の方程式（5）が成り立ち、

となる本方程式を、補正測定流量を得るために使用してもよい。方程式中、第1の流量計5aにおいてそれぞれ、

は補正測定流量であり、
FCFは流量較正係数であり、かつ
ｔ_０はメータゼロ点である。

第1の流量計5aの測定流量を補正することにより、例えば、第1の流量計5aのレンジを拡大することができる。このレンジは、第1の流量計5aのターンダウンにおいて拡大されてもよい。第1の流量計5aのターンダウンは、例えば正確に測定するには流量が少なすぎるなど、測定信号とノイズとを区別できないような状態であるゼロ流動の直上の低流量帯であってもよい。また、第1の流量計5aの測定流量を補正することにより、第1の流量計5aのゼロ流動不安定性による影響を補償することもできる。さらに、小さな流量計（例えば、0.25インチ）の測定流量を使用して大きな流量計（例えば、1.0インチ）の測定流量を補正するような用途にあっては、小さな流量計ではなく大きな流量計を使用して流量を測定する機能によってより多くの流量が得られ、これにより、例えば、車両Vへの充填時間が短縮される。所望の正確な補正測定流量

をもたらす第1および第2の流量計5a、5b間の大きさの比率は4より大きくてもよいが、任意の適切な比率を採用してもよい。

第1および第2の流量計5a、5bによって測定される流量を、実質的に同時に測定してもよい。例えば、図4に示すように、メータ電子機器100は第1および第2のメータアセンブリ10a、10bと通信可能に結合されている。従って、第1および第2のメータアセンブリ10a、10bを流れる燃料流量を、実質的に同時に測定してもよい。その一方で、2つのメータ電子機器を使用する場合、2つのメータ電子機器の各々は別個のクロックを使用してもよい。2つのクロックのタイミングはわずかに異なる場合がある。従って、2つのメータ電子機器を使用して流量測定を行った場合、それが同時に行われたとしても、異なる流量となることがある。他の誤差は、流量測定を行うために異なるメータ電子機器を使用することに関連している可能性がある。また、流量を実質的に同時に測定するように2つのメータを構成していてもよい。

実質的に同時に流量を測定することにより、上記関係式（3）が正しい仮定であることを確実なものとすることができる。従って、推定ゼロ流動不安定性

によって第1の流量計5aのゼロ流動不安定性を正確に特徴付けることができる。以下の考察に示しているように、推定ゼロ流動不安定性

を使用して測定流量を補正してもよい。

方法
図５は、補正測定流量を決定する方法500を示す。図５に示すように、方法500の工程510において、第1の流量計で流量を測定する。第1の流量計は、図４を参照し上述した第1の流量計5aであってもよい。方法500の工程520ではまた、第2の流量計で流量を測定しているが、これは図４を参照し上述した第2の流量計5bであってもよい。第2の流量計は第1の流量計に直列に流体結合されてもよい。例えば、図４を参照すると、第2の流量計5bを第2および第4のバルブ420b、420dを介して第1の流量計5aに直列に流体結合することができるが、これらのバルブは第1、第3および第5のバルブ420a、420c、420eが閉鎖されている場合に開放されている。他の実施形態では、第4のバルブ420bを使用しない場合がある。従って、第1および第2の流量計5a、5bを、第2のバルブ420bを介してのみ直列に流体結合することができる。また、第1、第3、および第4のバルブ420a、420c、420dが開放され、かつ第2および第5のバルブ420b、420eが閉鎖されている場合、第1および第2の流量計5a、5bを車両Vを介して直列に流体結合してもよい。

ステップ510において、第1の流量計によって測定される流量を、図4に示す、第1のメータアセンブリ10aおよびメータ電子機器100で構成された第1の流量計5aによって測定してもよい。第1の流量計5aによって測定される流量は、燃料が車両Vに供給されていないときの燃料流量であってもよい。例えば、上述したように、燃料は車両VおよびバイパスラインBLを流れることなく第1および第2の流量計5a、5bを流れてもよい。

ステップ520において、第1の流量計5aと直列に配置することができる第2の流量計5bによって、燃料流量を測定してもよい。ここで理解できるように、第2の流量計5bによって測定される流量は、車両Vから第3のバルブ420cを通って流れ、かつ／もしくは第1の流量計5aから第2のバルブ420bを通って流れる燃料によるものであってもよい。ここで理解できるように、第2の流量計5bを流れる燃料流量は、例えばバルブ420のうちのいずれが開放または閉鎖されているかに応じて第1の流量計5aを流れる流量と同じであってもよいし、もしくは異なっていてもよい。

バルブ420は、燃料が供給ラインSLおよび戻りラインRLのみを流れるように開閉されてもよい。燃料が供給ラインSLおよび戻りラインRLのみを流れることにより、第1の流量計5aを流れる燃料流量は第2の流量計5bを流れる燃料流量と実質的に同じとなる。従って、第1の流量計5aによって測定される流量は第2の流量計5bによって測定される流量と同じであってもよい。しかしながら、第1および第2の流量計5a、5bの一方におけるゼロ流動不安定性により、第1および第2の流量計5a、5bの測定流量は同じでない可能性がある。

ステップ530において、第1の流量計の測定流量を第2の流量計の測定流量を用いて補正してもよい。例えば、図４に示す流体制御システム400を参照すると、第1の流量計5aの測定流量を第2の流量計5bの測定流量によって補正してもよい。第2の流量計5bの測定流量を第1の流量計5aの測定流量と合計することにより、第1の流量計5aの測定流量を補正してもよい。測定流量を合計することは、加算および減算を含む任意の適切な操作を含んでいてもよい。

例えば、上記方程式（4）に従って、第2の流量計5bの測定流量から第1の流量計5aの測定流量を引いて、第1の流量計5aの推定ゼロ流動不安定性

を決定してもよい。従って、上記方程式（5）を参照しながら、推定ゼロ流動不安定性

を使用して補正測定流量

を決定してもよい。方法500について図４および関係式／方程式（3）〜（5）を参照しながら述べているが、別のシステム、関係式、および／または方程式を別の実施形態において採用してもよい。

上記においては、第1および第2の流量計5a、5bの測定流量を実質的に同時に行うものとして記載している。しかしながら、別の実施形態では異なる時間に測定を行ってもよい。例えば、実質的に同時に測定される流量を用いて推定ゼロ流動不安定性

を決定し、メータ電子機器100内にこれを格納し、かつこれを使用して第1の流量計5aのその後の測定流量を補正することができる。また、LNGを供給できる燃料制御システムである図４に示す流体制御システム400において、補正測定流量を決定することについて上述しているが、別のシステムにおいて測定流量を補正してもよい。例えば、別のシステムでは船舶用燃料などを供給することができる。この別のシステムを、検証、取引計量、または効率化用途に使用してもよい。この別のシステムにおいて他の用途および構成を採用してもよい。

上記の実施形態では、測定流量を補正するための二重の流量計システム5、流体制御システム400、および方法500を提供する。二重の流量計システム5、流体制御システム400、および方法500では、第1の流量計5aを使用して、例えば図４に示す供給ラインSLを流れる燃料などの流量を測定してもよい。第2の流量計5bで、第1の流量計5aに直列に流体結合される戻りラインRLを流れる燃料流量を測定してもよい。例えば、第2の流量計5bが第1の流量計5aと直列に配置されているため、燃料流量は同じである可能性がある。しかしながら、第1の流量計5aはゼロ流動不安定性を有している可能性がある。ゼロ流動不安定性のために、第1の流量計5aによって測定される流量は第2の流量計5bによって測定される流量とは異なる可能性がある。

第1の流量計5aの測定流量を第2の流量計5bの測定流量によって補正してもよい。例えば、第1の流量計5aの測定流量を第2の流量計5bの測定流量と合計してもよい。従って、それぞれの測定流量の差として正確に決定され得るゼロ流動不安定性を補正することができる。
また、第1の流量計5aの流量および第2の流量計5bの流量を実質的に同時に測定する場合、二重の流量計システム5を使用することが有利となり得る。一例として、第1および第2の流量計5a、5bが直列に流体結合されている場合、第1および第2の流量計5a、5b両方を通じて、例えば燃料の流体流量は同じであってもよい。従って、第1および第2のメータアセンブリ10a、10bに通信可能に結合されたメータ電子機器100を利用することにより、測定流量が例えば、異なるメータ電子機器間のタイミングの問題に関連する誤差を含まないように、実質的に同時に測定値を得ることが保証されてもよい。

上記の実施形態の詳細な説明は、本明細書の範囲内であると本発明者らが企図するすべての実施形態の網羅的な説明ではない。実際、当業者であれば、上記の実施形態の特定の要素を様々に組み合わせるか、または削除して別の実施形態を創出してもよく、またこのような別の実施形態が本明細書の範囲および教示内容に含まれることを認識する。また、当業者には、上記の実施形態の全体または一部を組み合わせて、本明細書の範囲および教示内容内にある追加の実施形態を創出してもよいことが明らかである。
従って、特定の実施形態を例示の目的で本明細書に記載しているが、当業者が認識するように、本明細書の範囲内で種々の均等な修正が可能である。本明細書で提供している教示内容を、補正測定流量を決定するための他のシステムおよび方法に適用することができ、従ってこれらは、上述し、かつ添付の図面に示した実施形態にのみ適用されるものではない。従って、上記の実施形態の範囲は以下の特許請求の範囲から決定されるべきである。

Claims

補正測定流量を決定する方法であって、
第1の流量計で流量を測定するステップと、
第2の流量計で流量を測定するステップであって、前記第2の流量計は前記第1の流量計に直列に流体結合される、ステップと、
前記第1の流量計の前記測定流量を前記第2の流量計の前記測定流量を用いて補正するステップと
を含む方法。
前記第1の流量計の前記測定流量を補正するステップは、前記第2の流量計の前記測定流量を前記第1の流量計の前記測定流量と合計するステップを含む、請求項1に記載の方法。
前記第1の流量計の前記測定流量を補正するステップは、前記第1の流量計の前記測定流量を前記第1の流量計の推定ゼロ流動不安定性を用いて補正するステップであって、前記推定ゼロ流動不安定性は、前記第1の流量計の前記測定流量と前記第2の流量計の前記測定流量との差で構成される、ステップを含む、請求項1および2のいずれか一項に記載の方法。
前記第1の流量計の前記流量と前記第2の流量計の前記流量とは実質的に同時に測定される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
前記第2の流量計の前記流量は前記第1の流量計の前記測定流量よりも先に測定される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
補正測定流量を決定するための二重の流量計システム（5）であって、
第1の流量計（5a）と、
前記第1の流量計（5a）に直列に流体結合される第2の流量計（5b）と、
前記第1の流量計（5a）および前記第2の流量計（5b）に通信可能に結合される少なくとも1つのメータ電子機器（100）であって、前記少なくとも1つのメータ電子機器（100）は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を用いて補正するように構成される、メータ電子機器（100）と
を備える二重の流量計システム（5）。
前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）は、前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と合計するように構成される前記メータ電子機器（100）を備える、請求項6に記載の二重の流量計システム（5）。
前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の推定ゼロ流動不安定性を用いて補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）であって、前記推定ゼロ流動不安定性は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と前記第2の流量計（5b）の前記測定流量との差で構成される、前記メータ電子機器（100）を備える、請求項6および7のいずれか一項に記載の二重の流量計システム（5）。
前記第1の流量計（5a）の前記流量と前記第2の流量計（5b）の前記流量とは実質的に同時に測定される、請求項6から8のいずれか一項に記載の二重の流量計システム（5）。
前記第2の流量計（5b）の前記流量は前記第1の流量計（5a）の前記測定流量よりも先に測定される、請求項6から9のいずれか一項に記載の二重の流量計システム（5）。
補正測定流量を決定するための流体制御システム（400）であって、
第1の流量計（5a）を有する供給ライン（SL）と、
前記第1の流量計（5a）に直列に流体結合される第2の流量計（5b）を有する戻りライン（RL）と、
前記第1の流量計（5a）および前記第2の流量計（5b）に通信可能に結合される1つ以上のメータ電子機器（100）とを備え、
前記1つ以上のメータ電子機器（100）に通信可能に結合されるシステムコントローラ（410）および前記1つ以上のメータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を用いて補正するように構成される、
流体制御システム（400）。
前記システムコントローラ（410）および前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）のうちの前記少なくとも一方は、前記システムコントローラ（410）および前記第2の流量計（5b）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と合計するように構成される前記メータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方を備える、請求項11に記載の流体制御システム（400）。
前記システムコントローラ（410）および前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方は、前記システムコントローラ（410）、および前記第1の流量計（5a）の前記測定流量を前記第1の流量計（5a）の推定ゼロ流動不安定性を用いて補正するように構成される前記1つ以上のメータ電子機器（100）であって、前記推定ゼロ流動不安定性は、前記第1の流量計（5a）の前記測定流量と前記第2の流量計（5b）の前記測定流量との差で構成される、前記メータ電子機器（100）のうちの少なくとも一方を備える、請求項11および12のいずれか一項に記載の流体制御システム（400）。
前記第1の流量計（5a）の前記流量と前記第2の流量計（5b）の前記流量とは実質的に同時に測定される、請求項11から13のいずれか一項に記載の流体制御システム（400）。
前記第2の流量計（5b）の前記流量は前記第1の流量計（5a）の前記測定流量よりも先に測定される、請求項11から14のいずれか一項に記載の流体制御システム（400）。