JP2024020495A - 振動計の基準トレース可能な検証 - Google Patents

振動計の基準トレース可能な検証 Download PDF

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Abstract

【課題】振動計の基準トレース可能な検証のためのシステムを提供する。【解決手段】システム６００は、振動計のベースライン計器検証値を有する記憶装置６１０、及び、前記記憶装置６１０と通信する処理システム６２０を含む。前記処理システム６２０は、前記記憶装置６１０から前記ベースライン計器検証値を取得し、かつ、前記ベースライン計器検証値と前記振動計の較正値との関係を決定するように構成され、前記較正値が測定基準にトレース可能である。【選択図】図６

Description

以下に記述される実施形態は、振動計の検証に関し、特に、振動計の基準トレース可能な検証に関する。
例えば、コリオリ質量流量計、液体密度計、気体密度計、液体粘度計、気体／液体比重計、気体／液体相対密度計、及び、気体分子量計のような振動計が一般に知られており、流体の特性を測定するために用いられている。一般に、振動計は、センサアセンブリ及び電子装置部を備える。センサアセンブリ内の物質は、流動又は静止し得る。センサのタイプごとに固有の特性がある場合があり、計器は、最適な性能を達成するためにこの特性を考慮する必要がある。例えば、いくつかのセンサは、特定の変位レベルで振動するために管装置を必要とする場合がある。他のセンサアセンブリタイプは、特別な補償アルゴリズムが必要な場合がある。
計器電子装置は、他の機能を行う中で、典型的には、用いられる特定のセンサのために記憶されるセンサ較正値を含む。例えば、計器電子装置は、剛性測定を含み得る。ベースラインセンサ剛性は、標準状態の下での工場において測定されるように、特別なセンサアセンブリのためのセンサ幾何学に関する基本的な測定を表す。振動計が顧客サイトでインストールされたあとに測定される剛性とベースラインセンサ剛性との間の変化は、他の原因に加えて、塗装、浸食、腐食、又は、センサアセンブリにおける導管へのダメージを原因とするセンサアセンブリにおける物理的変化を表し得る。計器剛性がベースライン計器剛性と同じである場合、その仮定は、センサアセンブリに物理的変化が生じなかったことを満たし得る。
しかしながら、ベースライン剛性、又は他の計器検証値は、現在のところ基準トレース可能ではない。すなわち、値が基本単位を用いて表されることが可能であるにもかかわらず、剛性値の量は、基準質量、力、時間などのような測定基準にトレース可能であるとは考えられない。基準トレース可能な検証は、例えば、比較が基準トレース可能な値である保証を伴う異なる流量計の計器検証の間での比較を可能とするだろう。したがって、振動計の基準トレース可能な検証のために必要である。
振動計の基準トレース可能な検証のためのシステムが提供される。一実施形態によれば、前記システムは、前記振動計のベースライン計器検証値を有する記憶装置と、前記記憶装置と通信する処理システムと、を備える。前記処理システムは、前記記憶装置から前記ベースライン計器検証値を取得し、かつ、前記ベースライン計器検証値と前記振動計の較正値との関係を決定するように構成され、前記較正値が測定基準にトレース可能である。
振動計の基準トレース可能な検証のための方法が提供される。一実施形態によれば、前記方法は、前記振動計のベースライン計器検証値を決定することと、前記ベースライン計器検証値と前記振動計の較正値との関係を決定することと、を備え、前記較正値が測定基準にトレース可能である。
振動計の基準トレース可能な検証のための方法が提供される。一実施形態によれば、前記方法は、ベースライン計器検証値と較正値との関係を取得することと、前記関係に基づ
き前記振動計の物理的属性の値を決定することと、を備える。
振動計の基準トレース可能な検証の方法が提供される。一実施形態によれば、前記方法は、前記振動計の第１物理的属性の第１ベースライン計器検証値を決定することと、前記第１ベースライン計器検証値と前記第１物理的属性の較正値との関係を決定することと、前記関係に基づく前記振動計の第２物理的属性の値、及び、前記第２物理的属性の計器検証値を決定することと、前記第２物理的属性の前記値を前記第２物理的属性の較正値と比較することと、を備える。
態様
一態様によれば、振動計（５）の基準トレース可能な検証のためのシステム（６００）は、前記振動計（５）のベースライン計器検証値を有する記憶装置（６１０）と、前記記憶装置（６１０）と通信する処理システム（６２０）と、を備える。前記処理システム（６２０）は、前記記憶装置（６１０）から前記ベースライン計器検証値を取得し、かつ、前記ベースライン計器検証値と前記振動計（５）の較正値との関係を決定するように構成され、前記較正値が測定基準にトレース可能である。
好ましくは、前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる前記ベースライン計器検証値を決定するように構成される前記処理システム（６２０）を備える。
好ましくは、前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、次式を決定するように構成される前記処理システム（６２０）を備え、
Figure 2024020495000002
ここで、
StiffnessSMVは、前記ベースライン計器検証値である前記振動計の剛性計器検証値であり、
StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
Gは、左側ピックオフセンサ及び右側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる
ゲインである。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との関係を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との間のゲインを決定するように構成される前記処理システム（６２０）を備える。
好ましくは、前記ゲインは、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる。
好ましくは、前記ゲインは、次式のうちの一つを用いて決定され、
Figure 2024020495000003
Figure 2024020495000004
ここで、
GLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
GRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
StiffnessSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
り、
StiffnessSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
り、かつ、
FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記較正値で
ある。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との関係を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、次式を用いて構成される前記処理システム（６２０）を備え、
Figure 2024020495000005
ここで、
StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記振動計の
前記較正値である。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値と前記振動計（５）の前記較正値との前記関係を決定することは、前記較正値から参照物理的属性値を決定することを備える。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値は、ベースライン質量計器検証値、及び、前記振動計のベースライン剛性計器検証値のうちの一つである。
好ましくは、前記較正値は、流量較正係数及び前記振動計の管周期のうちの一つである。
一態様によれば、振動計の基準トレース可能な検証のための方法は、前記振動計のベースライン計器検証値を決定することと、前記ベースライン計器検証値と前記振動計の較正値との関係を決定することと、を備え、前記較正値が測定基準にトレース可能である。
好ましくは、前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定することは、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられるベースライン計器検証値を決定することを備える。
好ましくは、前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定することは、次式を用いることを備え、
Figure 2024020495000006
ここで、
StiffnessSMVは、前記ベースライン計器検証値である前記振動計の剛性計器検証値であり、
StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
Gは、左側ピックオフセンサ及び右側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる
ゲインである。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を決定することは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との間でゲインを決定することを備える。
好ましくは、前記ゲインは、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる。
好ましくは、前記ゲインは、次式のうちの一つを用いて決定され、
Figure 2024020495000007
Figure 2024020495000008
ここで、
GLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
GLPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
StiffnessSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
り、
StiffnessSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
り、かつ、
FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記較正値で
ある。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を決定することは
、次式を用いることを備え、
Figure 2024020495000009
ここで、
StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記振動計の
前記較正値である。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を決定することは、前記較正値から参照物理的属性値を決定することを備える。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値は、ベースライン質量計器検証値及び前記振動計のベースライン剛性計器検証値のうちの一つである。
好ましくは、前記較正値は、流量較正係数及び前記振動計の管周期のうちの一つである。
一態様によれば、振動計の基準トレース可能な検証のための方法は、ベースライン計器検証値と較正値との関係を取得することと、前記関係に基づき前記振動計の物理的属性の値を決定することと、を備える。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値は、ベースライン剛性計器検証値及びベースライン質量計器検証値のうちの一つであり、かつ、前記較正値は、流量較正係数及び前記振動計の管周期のうちの一つである。
好ましくは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を取得することは、次式のうちの一つを用いて決定されるゲインを取得することを備え、
Figure 2024020495000010
Figure 2024020495000011
ここで、
GLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
GRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
StiffnessSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる剛性値であり、
StiffnessSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる剛性値であり、かつ
、
FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記較正値で
ある。
好ましくは、前記関係に基づき前記振動計の前記物理的属性の前記値を決定することは、前記振動計の質量計器検証値及びゲインに基づき、前記振動計の前記物理的質量値を決定することを備える。
好ましくは、前記振動計の前記質量計器検証値及び前記ゲインに基づき、前記振動計の前記物理的質量値を決定することは、次式のうちの一つを決定することを備え、
Figure 2024020495000012
ここで、
MassSMVPhysicalLPOは、左側ピックオフセンサを用いて決定される前記振動計の前記物理的質量値であり、
MassSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる前記振動計の前記質量計器検証値であり、
GLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、かつ、
Figure 2024020495000013
ここで、
MassSMVPhysicalRPOは、右側ピックオフセンサを用いて決定される前記振動計の物理的質量値であり、
MassSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる前記振動計の前記質量計器検証値であり、かつ、
GRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインである。
好ましくは、前記方法は、前記振動計の前記物理的属性の前記値を前記振動計の第２較正値から決定される参照物理的属性値と比較することをさらに備える。
好ましくは、前記振動計の前記物理的属性の前記値を前記参照物理的属性値と比較することは、次式のうちの一つを用いて前記参照物理的属性値からのずれを決定することを備え、
Figure 2024020495000014
ここで、
MasstraceableDeviationLPOは、前記参照物理的属性値から左側ピックオフセンサによ
って測定されるような前記物理的属性の基準トレース可能なずれであり、
MassSMVPhysicalLPOは、前記振動計の前記物理的属性である前記左側ピックオフセンサを用いて決定される前記振動計の物理的質量値であり、かつ、
mreferenceは、前記振動計の前記参照物理的属性値である参照質量値であり、かつ、
Figure 2024020495000015
ここで、
MasstraceableDeviationRPOは、前記参照物理的属性値から前記右側ピックオフセンサ
によって測定されるような前記物理的属性の基準トレース可能なずれであり、
MassSMVPhysicalRPOは、前記振動計の前記物理的属性である前記右側ピックオフセンサによって測定される前記振動計の物理的質量であり、かつ、
mreferenceは、前記振動計の前記参照物理的属性値である参照質量値である。
好ましくは、前記参照物理的属性値は、次式を用いて決定される参照質量値であり、
Figure 2024020495000016
mreferenceは、前記参照物理的属性値である前記参照質量値であり、
FCFは、剛性の単位で表される前記較正値である流量較正係数であり、かつ、
freqreferenceは、第２較正値から決定される参照周波数値であり、前記第２較正値が
空気K1での管周期である。
一態様によれば、振動計の基準トレース可能な検証の方法は、前記振動計の第１物理的属性の第１ベースライン計器検証値を決定することと、前記第１ベースライン計器検証値と前記第１物理的属性の較正値との関係を決定することと、前記関係及び前記第２物理的属性の計器検証値に基づき、前記振動計の第２物理的属性の値を決定することと、前記第２物理的属性の前記値を前記第２物理的属性の較正値と比較することと、を備える。
好ましくは、前記第１ベースライン計器検証値は、ベースライン質量計器検証値、ベースライン剛性計器検証値、及び、ベースライン導管振幅値のうちの一つである。
好ましくは、前記第１ベースライン計器検証値と前記第１物理的属性の前記較正値との前記関係を決定することは、前記第１ベースライン計器検証値と前記第１物理的属性の前記較正値との間のゲインを決定することを備える。
好ましくは、前記第２物理的属性の前記値を前記第２物理的属性の前記較正値と比較することは、前記第２物理的属性の前記値を前記較正値から決定される参照物理的属性値と比較することを備える。
好ましくは、前記方法は、前記第１ベースライン計器検証値、前記第１物理的属性の前
記較正値、前記第２物理的属性の前記値、及び、前記第２物理的属性の前記値と前記第２物理的属性の前記較正値との前記比較のうちの少なくとも一つの周波数チェックを行うことをさらに備える。
同じ参照番号は、すべての図面で同じ要素を表す。図面は、必ずしも縮尺通りではないことを理解されたい。
図１は、基準トレース可能な検証によって検証可能な振動計５を示す。 図２は、計器電子装置２０のブロック図表示を含む、振動計５のブロック図を示す。 図３は、振動計の基準トレース可能な検証のための方法３００を示す。 図４は、振動計の基準トレース可能な検証のための方法４００を示す。 図５は、振動計の基準トレース可能な検証のための方法５００を示す。 図６は、振動計の基準トレース可能な検証のためのシステム６００を示す。
図１～６及び以下の説明は、振動計の基準トレース可能な検証の最良の実施形態の製造及び使用の仕方を当業者に教示するための具体例が描かれる。発明の原理を教示するために、いくつかの慣習的な態様は、単純化されるか又は省略される。それらの当業者は、本説明の範囲に入るこれらの例からバリエーションを認識するだろう。それらの当業者は、以下で説明される特徴が振動計の基準トレース可能な検証の複数のバリエーションを形成する様々な手段に結びつけられ得ることを認識するだろう。その結果、以下で説明される実施形態は、以下で説明される具体例ではなく、クレーム及びこれらの同等のものによってのみ限定される。
振動計の基準トレース可能な検証は、振動計のベースライン計器検証値を決定すること、及び、ベースライン計器検証値と振動計の較正値との関係を決定することによって達成され得、そこでは較正値が測定基準にトレース可能である。ベースライン計器検証値と較正値との関係を決定することは、例えば、振動計におけるピックオフセンサに関連付けられるゲインを決定することと、較正値を前記ゲインに掛けることと、を含んでもよい。
この関係は、計器検証にわたって測定される物理的属性と、較正にわたって決定される参照物理的属性と、の間の等式に基づき得る。例えば、ベースライン物理的剛性値は、測定基準にトレース可能な構成である、流量較正係数のような、較正係数から決定される参照剛性値と同じべきである。
較正値が測定基準にトレース可能であるので、計器検証にわたって決定される物理的質量値のような計器検証値と、管周期から決定される参照質量値のような較正値と、に基づく比較もまた、トレース可能である。例えば、物理的質量値と参照質量値との間の差異から成る質量ずれが基準トレース可能と見なされる。
図１は、基準トレース可能な検証によって検証可能な振動計５を示す。図１に示すように、振動計５は、センサアセンブリ１０及び計器電子装置２０を備える。センサアセンブリ１０は、処理物質の質量流量率及び密度に反応する。計器電子装置２０は、密度、質量流量率、及び、経路２６の温度情報も他の情報も提供するために、導線１００を介してセンサアセンブリ１０に接続される。
センサアセンブリ１０は、一対のマニホールド１５０、１５０´、フランジネック１１０、１１０´を有するフランジ１０３、１０３´、一対の平行した導管１３０、１３０´
、駆動装置１８０、測温抵抗体（ＲＴＤ）１９０、及び、一対のピックオフセンサ１７０ｒ、１７０ｒを含む。導管１３０、１３０´は、導管マウンティングブロック１２０、１２０´で互いに合流する、二つの基本的にまっすぐな入口脚部１３１、１３１´及び出口脚部１３４、１３４´を有する。導管１３０、１３０´は、これらの全長に沿って二つの対照的な位置で屈曲し、かつ、これらの全長の至るところで基本的に平行である。ブレースバー１４０、１４０´は、導管１３０、１３０´それぞれが振動する軸Ｗ、Ｗ´を規定するのに役立つ。導管１３０、１３０´の脚部１３１、１３１´及び１３４、１３４´は、導管マウンティングブロック１２０、１２０´に固定的に取り付けられ、これらのブロックは、順番に、マニホールド１５０，１５０´に固定的に取り付けられる。これは、センサアセンブリ１０の隅々で繋がった閉じられた物質経路を提供する。
複数の穴１０２、１０２´を有するフランジ１０３、１０３´が、入口端１０４及び出口端１０４´を介して、測定される処理物質を運ぶ処理ライン（図示せず）へと接続されるとき、物質は、フランジ１０３における開口部１０１を通って計器の入口端１０４に入り、かつ、マニホールド１５０を通って表面１２１を有する導管マウンティングブロック１２０へと導かれる。マニホールド１５０の中で、物質は分離されかつ導管１３０、１３０´を通る。導管１３０、１３０´を出ると直ぐに、処理物質は、表面１２１´及びマニホールド１５０´を有するブロック１２０´の中で単独のストリームに再結合され、かつ、そのあとで、穴１０２´を有するフランジ１０３´によって処理ライン（図示せず）に接続される出口端１０４´を通る。
導管１３０、１３０´は、質量分布、慣性モーメント、並びに、曲げ軸Ｗ――Ｗ及びＷ´――Ｗ´についてのヤング率を、それぞれ、実質的に有するために、選択され、かつ、導管マウンティングブロック１２０、１２０´に適切にマウントされる。これらの曲げ軸は、ブレースバー１４０、１４０´を通り抜ける。導管のヤング率が温度とともに変化し、かつ、この変化が流量及び密度の計算に影響を及ぼすことを考慮して、ＲＴＤ１９０が、導管１３０´の温度を連続的に測定するために導管１３０´にマウントされる。導管１３０´の温度、及びそれ故に、与えられる通過する電流のためにＲＴＤ１９０を横切って現れる電位は、導管１３０´を通過する物質の温度によって決められる。ＲＴＤ１９０を横切って現れる温度電位依存性は、導管温度におけるどんな変化による導管１３０、１３０´の弾性係数における変化に対してでも補償するために、計器電子装置２０による良く知られた方法によって用いられる。ＲＴＤ１９０は、導線１９５によって計器電子装置２０に接続される。
導管１３０、１３０´の両方は、これらそれぞれの曲げ軸Ｗ及びＷ´について反対方向に、かつ、流量計の第１位相外曲げモードと称されるもので、駆動装置１８０によって駆動される。この駆動装置１８０は、導管１３０´にマウントされるマグネット、及び、導管１３０にマウントされ、かつ、交流電流が導管１３０、１３０´の両方を振動させるために送られる対向するコイルのような、たくさんの良く知られた配置のうちの一つを備えてもよい。適切な駆動信号１８５は、駆動装置１８０へと、導線を介して、計器電子装置２０によって加えられる。
計器電子装置２０は、導線１９５にＲＴＤ温度信号と、左側及び右側センサ信号１６５ｌ、１６５ｒを運ぶ導線１００に現れる左側及び右側センサ信号と、をそれぞれ受信する。計器電子装置２０は、駆動装置１８０のために導線に現れる駆動信号１８５を生成し、かつ、導管１３０、１３０´を振動させる。計器電子装置２０は、センサアセンブリ１０を通過する物質の質量流量率及び密度を計算するために、左側及び右側センサ信号及びＲＴＤ信号を処理する。この情報は、他の情報と一緒に、一つの信号として経路２６にわたって計器電子装置２０によって加えられる。
図２は、計器電子装置２０のブロック図表示を含む、振動計５のブロック図を示す。図２に示すように、計器電子装置２０は、センサアセンブリ１０と通信可能に結合される。図１に関連して前述したように、センサアセンブリ１０は、導線１００のセットを介して通信チャンネル１１２及びＩ／Ｏポート２６０を通って計器電子装置２０と通信可能に結合される、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒ、駆動装置１８０、及び、温度センサ１９０を含む。
計器電子装置２０は、導線１００を介して駆動信号１８５を提供する。より具体的には、計器電子装置２０は、センサアセンブリ１０において駆動装置１８０に駆動信号１８５を提供する。加えて、センサ信号１６５は、センサアセンブリ１０によって提供される。より具体的には、示される本実施形態において、センサ信号１６５が、センサアセンブリ１０における左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒによって提供される。認識可能であるように、二つのセンサ信号１６５は、通信チャンネル１１２を通って計器電子装置２０へとそれぞれ提供される。
計器電子装置２０は、一つ以上の信号プロセッサ２２０及び一つ以上のメモリ２３０と通信可能に結合されるプロセッサ２１０を含む。プロセッサ２１０は、ユーザインターフェイス３０ともまた通信可能に結合される。プロセッサ２１０は、経路２６にわたって通信ポートを介してホストと通信可能に結合され、かつ、電力ポート２５０を介して電力を受け取る。
プロセッサ２１０は、どのような適切なプロセッサが採用されてもよいが、マイクロプロセッサであってもよい。例えば、プロセッサ２１０が、マルチコアプロセッサ、シリアル通信ポート、周辺インターフェイス（例えば、シリアル周辺インターフェイス）、オンチップメモリ、及び／又は、Ｉ／Ｏポートなどのようなサブプロセッサから成ってもよい。これら及び他の実施形態において、プロセッサ２１０は、デジタル化された信号のような、受信されかつ処理された信号での作動を行うように構成される。
プロセッサ２１０は、一つ以上の信号プロセッサ２２０からデジタル化されたセンサ信号を受信してもよい。プロセッサ２１０は、位相差、センサアセンブリ１０における流体の属性のような情報を提供するようにもまた構成される。プロセッサ２１０は、通信ポートを通じてホストにその情報を提供してもよい。プロセッサ２１０は、一つ以上のメモリ２３０において情報を受信及び／又は記憶するために、一つ以上のメモリ２３０と通信するようにもまた構成されてもよい。例えば、プロセッサ２１０は、一つ以上のメモリ２３０から較正係数及び／又はセンサアセンブリゼロ（例えば、ゼロ流量のときの位相差）を受信してもよい。較正係数及び／又はセンサアセンブリゼロのそれぞれが、流量計５及び／又はセンサアセンブリ１０とそれぞれ関連付けられてもよい。プロセッサ２１０は、一つ以上の信号プロセッサ２２０から受信するデジタル化されたセンサ信号を処理するために較正係数を用いてもよい。
一つ以上の信号プロセッサ２２０は、エンコーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）２２２及びアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）２２６から成るように示される。一つ以上の信号プロセッサ２２０は、アナログ信号を調節し、調節されたアナログ信号をデジタル化し、及び／又は、デジタル化された信号を提供してもよい。ＣＯＤＥＣ２２２は、増幅器２２４を介して、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒからセンサ信号１６５を受信するように構成される。ＣＯＤＥＣ２２２は、増幅器２２４を介して駆動装置１８０に駆動信号１８５を提供するようにもまた構成される。代わりの実施形態において、より多い又はより少ない信号プロセッサが採用されてもよい。
示されるように、センサ信号１６５は、信号調節器２４０を介してＣＯＤＥＣ２２２へ
と提供される。駆動信号１８５は、信号調節器２４０を介して駆動装置１８０へと提供される。信号調節器２４０は、単独のブロックとして示されるが、信号調節器２４０は、二つ以上のオペアンプ、ローパスフィルタのようなフィルタ、電圧－電流増幅器などのような、単独の調節する構成要素から成ってもよい。例えば、センサ信号１６５は、第１増幅器によって増幅されてもよいし、かつ、駆動信号１８５は、電圧－電流増幅器によって増幅されてもよい。増幅は、センサ信号１６５の大きさがＣＯＤＥＣ２２２のフルスケールレンジに近いことを保証し得る。
示されるその実施形態において、一つ以上のメモリ２３０は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２３４、及び、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ（登録商標））２３６から成る。しかしながら、代わりの実施形態において、一つ以上のメモリ２３０が、より多い又はより少ないメモリから成ってもよい。加えて又は代わりに、一つ以上のメモリ２３０は、異なるタイプのメモリ（例えば、揮発性又は不揮発性など）から成ってもよい。例えば、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）などのような不揮発性メモリの異なるタイプは、例えば、ＦＲＡＭ（登録商標）２３６の代わりに採用されてもよい。一つ以上のメモリ２３０は、較正値、計器検証値などのようなデータを記憶するように構成される記憶装置であってもよい。
較正
質量流量率測定
Figure 2024020495000017
は、次式で生成され得る。
Figure 2024020495000018
Δｔタームは、振動流量計５を通る流量に関係するコリオリ効果による時間遅延のような、ピックオフセンサの間に存在する時間遅延を備える、作動上導出された（すなわち、測定された）時間遅延値を備える。測定されたΔｔタームは、それが振動流量計５を通じて流動するような流動物質の質量流量率を最終的には決定する。Δｔ０タームは、ゼロ流量較正定数で時間遅延／位相差を備える。Δｔ０タームは、典型的には工場で決定され、かつ、振動流量計５へとプログラムされる。ゼロ流量Δｔ０タームでの時間遅延／位相差は、流動状態が変化していても変化しないだろう。流量較正係数FCFは、流量計の物理的
剛性に比例する。
較正は、導管１３０、１３０´が空気又は水のような既知の物質を包含するとき、導管１３０、１３０´の共振又は駆動周波数もまた決定する。例えば、空気K1での管周期は、導管１３０、１３０´が空気を包含するとき、これらの共振周波数である。水K2での管周期は、導管１３０、１３０´が水を包含するとき、これらの共振周波数であってもよい。流量較正係数FCF、空気K1での管周期K1、及び、較正で決定される水K2での管周期K2値は
、最初の工場の較正データとして記憶されてもよいし、例えば、後の修繕のためにサービスセンタでもよいが、どのような適切な記憶の場所又は手段が採用されてもよい。最初の
較正工場データは、基準トレース可能であると見なされてもよい。例えば、流量較正係数FCF、空気K1での管周期、及び、水K2での管周期は、例えば、国際基準化機構（ＩＳＯ）
１７０２５基準、又は、アメリカ基準協会／標準的研究所に関する会議（ＡＮＳＩ／ＮＣＳＬ）Ｚ５４０－１－１９９４；パート１、又は、国際若しくは国家的な基準のような他の基準のような公認基準の下での基本単位にトレース可能であると見なされてもよい。較正工場データは、例えば、ＩＳＯ３１、国際電気標準会議（ＩＥＣ）６００２７、又は、他の国際若しくは国家的な基準で規定される測定基準にトレース可能であり得る。測定基準は、国際的若しくは国家的な基準で規定される基本単位又は組立単位、及び／又は、その基準外で規定されるが国際的又は国家的な基準で規定されるベース及び／若しくは組立単位に関係する単位の中にあり得る。
導管１３０、１３０´が腐食され、浸食され、又はその他に変化されるにつれて、流量較正係数FCF、空気K1での管周期、及び、水K2での管周期の値が、最初の工場の較正デー
タに関係する時間にわたって変化し得るように、導管１３０、１３０´が時間と共に変化し得ることが問題である。結果として、導管１３０、１３０´の剛性は、振動計５の寿命にわたってベースライン剛性値から変化し得る。計器検証は、以下においてより詳細に説明されるであろう、導管１３０、１３０´の剛性におけるそのような変化を検出し得る。
計器検証
上述のように、流量較正係数FCFが、物質属性、並びに、流管の断面属性及び流管の幾
何学形状を反映する。流量計を通って流れる流動物質の質量流量率は、測定される時間遅延（又は位相差／周波数）に流量較正係数FCFを掛けることによって決定される。流量較
正係数FCFは、センサアセンブリの剛性特性に関係し得る。センサアセンブリの剛性特性
が変化する場合、流量較正係数FCFもまた変化するだろう。流量計の物質的剛性における
変化は、それ故に、流量計によって生成される流量測定の精度に影響を及ぼすだろう。
剛性変化は、計器剛性をベースライン計器剛性と比較することによって決定される値であり得る。例えば、剛性変化は、計器剛性とベースライン計器剛性との間の差であり得る。この例において、負数は、現地でインストールされてから減じられる導管１３０、１３０´の剛性を示してもよい。正数は、ベースライン計器剛性が決定されてから増やされる導管１３０、１３０´の物理的剛性を示してもよい。
計器剛性がベースライン計器剛性と実質的に同じである場合、それが振動流量計５、より具体的には、導管１３０、１３０´が、それが製造され、較正されたとき、又は、振動流量計５が最後に再び較正され／検証されたときから比較的変化され得ないことを決定され得る。代わりに、計器剛性がベースライン計器剛性と実質的に異なる場合、導管１３０、１３０´がダメージを受けていたこと、及び、導管１３０、１３０´が、浸食、腐食、ダメージ（例えば、凍結、過剰な加圧など）、塗装、又は他の状態に起因して変化された場合のように、正確かつ確実に作動しないかもしれないことが決定され得る。
左側ピックオフセンサ１７０ｌ、及び、右側ピックオフセンサ１７０ｒは、これら自身に関連する剛性値をそれぞれ有し得る。より具体的には、上述したように、駆動装置１８０が導管１３０、１３０´に対して力を加え、かつ、ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒが結果として生じる偏位を測定する。ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒの位置での導管１３０、１３０´の偏位（例えば、振幅）の量は、駆動装置１８０とピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒとの間の導管１３０、１３０´の剛性に比例する。したがって、質量、剛性、又は、左側若しくは右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられる他の計器検証値は、ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒそれぞれと駆動装置１８０との間の導管１３０、１３０´における変化を検出するために用いられ得る。すなわち、質量、剛性、又は他の計器検証パラメータは、一対のピックオフセンサそれぞれに対してで
あってもよい。
図２において示される振動流量計５を参照して、ＣＯＤＥＣ２２２及び信号調節器２４０、並びにＤＳＰスケーリングのような、計器電子装置２０における構成要素だけでなく、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられるゲインがあってもよい。したがって、左側ピックオフセンサ１７０ｌに関連付けられるゲインが、左側ピックオフセンサ１７０ｌと駆動装置１８０の組のゲインであり、かつ、右側ピックオフセンサ１７０ｒに関連付けられるゲインが、右側ピックオフセンサ１７０ｒと駆動装置１８０の組のゲインである。左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられるゲインは、全体ゲインの「センサターム」又は「センサゲイン」と称されてもよく、かつ、計器電子装置２０における構成要素に関連付けられるゲインは、全体ゲインの「電子装置ターム」又は「電子装置ゲイン」と称されてもよい。
以下においてより詳細に説明されるように、基準トレース可能な検証は、ベースライン左側又は右側ピックオフ剛性値のようなベースライン計器剛性値を、基準トレース可能な流量較正係数FCF、空気K1での管周期、及び／又は、水K2での管周期の値と結び付けるこ
とによって実現されてもよい。以下の方法は、ベースライン計器剛性値が、基準トレース可能な流量較正係数FCF、空気K1での管周期、及び／又は、水K2での管周期とどのように
結び付けられ得るかを例示する。
基準トレース可能性
図３は、振動計の基準トレース可能な検証のための方法３００を示す。図３に示されるように、方法３００は、振動計のベースライン計器検証値を決定することによって開始する。振動計５が図１において示されるが、どのような適切な振動計が採用されてもよい。ステップ３２０において、方法３００は、ベースライン計器検証値と振動計の較正値との関係を決定する。較正値は、測定基準にトレース可能である。
ステップ３１０において決定される振動計のベースライン計器検証値は、ベースライン計器剛性値のような、どのような適切な値であってもよい。例えば、ベースライン計器検証値は、左側ピックオフ剛性値、右側ピックオフ剛性値、左側ピックオフ質量値、右側ピックオフ質量値などであってもよい。これら及び他のベースライン計器検証値は、物理的質量、物理的剛性などのような、振動計の物理的属性との関係を有してもよい。
ベースライン計器検証値と物理的属性との関係は、どのような適切な値であってもよいし、かつ、例えば、図２を参照して上記で議論されたような、センサ及び／又は電子装置ゲインに対応してもよい。例えば、ベースライン計器検証値は、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒ、駆動装置１８０、及び、ＣＯＤＥＣ２２２及び信号調節器２４０を含む計器電子装置２０を用いて決定されるベースライン剛性値であってもよい。したがって、例えば、ベースライン右側ピックオフ剛性値と右側ピックオフセンサ１７０ｒに関連付けられる導管１３０、１３０´の物理的剛性との関係は、右側ピックオフセンサ１７０ｒのセンサゲイン、及び、ＣＯＤＥＣ２２２及び信号調節器２４０の電子装置ゲインであってもよい。
一例において、ベースライン計器検証値は、ゲインに掛けられる物理的質量又は物理的剛性のような、物理的属性に基づき決定されてもよい。実例として、次式がピックオフゲイン及び電子装置ゲインを用いるベースライン剛性値を決定するために採用されてもよい。
Figure 2024020495000019
ここで、
StiffnessSMVは、模範的なベースライン計器検証値である検証計器のベースライン剛性値であり、
StiffnessPhysicalは、振動計の物理的剛性値であり、かつ、
Gは、ベースライン剛性値StiffnessSMVを決定する振動計の物理的剛性StiffnessPhysicalを測定するために用いられる、左側ピックオフセンサ又は右側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられるゲインである。
上記例において用いられたゲインGは、左側及び右側ピックオフセンサ並びに流量較正
係数に関連付けられるベースライン計器検証剛性値を用いることによって決定され得る。例えば、次式が用いられ得る。
Figure 2024020495000020
Figure 2024020495000021
ここで、
GLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
GRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
StiffnessSMVRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられる剛性値であり、
StiffnessSMVLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられる剛性値であり、かつ、
FCFは、剛性の単位で表される模範的な較正値である振動計の流量較正係数である。
流量較正係数FCF及びベースライン剛性値は、図１において示される、ＣＯＤＥＣ２２２
及び信号調節器２４０を有する計器電子装置２０のような、同じ電子装置だけでなく、図１において示される、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒのような、同じ左側及び右側センサを用いて決定されるので、式［３］及び［４］がゲインGLPO及びGRPOを決定するために用いられ得る。したがって、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒに関連付けられるゲインGLPO及びGRPOは、ベースライン剛性値及び流量較正係数FCFの割合から決定され得る。
ステップ３２０において、ベースライン計器検証値と振動計の較正値との関係を決定することは、較正値を伴うピックオフセンサによって測定される振動計の物理的属性を同等とすることを備え得る。較正値は、例えば、振動計の管周期などのような較正係数であり得る。較正係数は、質量流量率を決定するために二つのセンサの間での時間遅延で増幅する流量較正係数FCFであり得るが、どのような適切な較正係数が採用されてもよい。例え
ば、較正係数は、振動計における左側及び右側ピックオフの間の位相差で増幅する値であ
ってもよい。
較正値と計器検証との比較は、較正係数及び振動計の物理的剛性の等式に基づいてもよい。したがって、振動計の物理的属性と較正値との関係はｍ次式を備え得る。
Figure 2024020495000022
ここで、
StiffnessPhysicalは、振動計の物理的属性である振動計の物理的剛性であり、かつ、
FCFは、振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される振動計の較正値で
ある。
振動計の物理的剛性とFCFとの関係は、以下で例示するように、流量較正係数FCFから剛性値への変換に基づき得る。
流量較正係数FCFは、
Figure 2024020495000023
の単位であり得るが、どのような適切な単位が採用されてもよい。流量較正係数FCFは
、摂氏ゼロ度（０℃）の温度のような、基準状態に訂正され得る。ベースライン剛性値は、例えば、
Figure 2024020495000024
の単位であるが、どのような適切な単位が採用されてもよい。流量較正係数FCFは、例
えば、関係：
Figure 2024020495000025
から得られる５，７１０１のような倍率を用いることによって、ベースライン剛性値の単位と同じ単位へと変換され得る。
実例として、典型的な流量較正係数FCF値が次に示される。
Figure 2024020495000026
上記のように、上記流量較正係数FCF値は、
Figure 2024020495000027
関係を用いることによって、剛性単位へと変換され得る。このような変換を行ったあと、剛性値として表される、流量較正係数FCFは、
Figure 2024020495000028
である。
しかしながら、この流量較正係数FCF値は、基本単位ではない。－ポンド質量単位（ｌ
ｂｍ）が基本単位ではない。したがって、基本単位において流量較正係数FCF値を取得す
るために、追加の単位変換がなされる。上記値を基本単位へと変換したあと、基本単位における流量較正係数FCF値は、
Figure 2024020495000029
である。したがって、基本単位において剛性値で表される流量較正係数FCFは、上記等
式［５］が説明するように、ピックオフセンサによって測定されるような振動計の物理的剛性と等しくできる。
理解できるように、測定基準にトレース可能である、ベースライン計器検証値及び較正値の両方が、図１において示される左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒ並びに計器電子装置２０と同じような、ピックオフセンサ及び電子装置を用いて決定され、ゲインは、以下で説明されるように、ベースライン質量計器検証値のような様々なベースライン計器検証値と、空気K1での管周期のような様々な較正値と、の関係を決定することが可能である。
図４は、振動計の基準トレース可能な検証のための方法を示す。図４で示されるように、方法４００は、ステップ４１０においてベースライン計器検証値と較正値との関係を取得することによって開始する。ベースライン計器検証値は、ベースライン左側及び／又は
右側ピックオフ剛性値のような、振動計のベースライン計器検証値であり得る。前記関係は、上記で議論されたゲインGLPO、GRPOのような、ゲインであり得る。ステップ４２０において、方法４００は、前記関係に基づき、振動計の、物理的質量値のような、物理的属性の値を決定する。物理的属性の値は、例えば、ゲインをベースライン質量値から決定される物理的質量値に乗じることによって、前記関係に基づき決定され得る。ベースライン質量値から決定されるこの物理的質量値は、較正値から決定される参照質量と比較され得る。
上記で議論したように、較正値は、導管／管が空気で満たされたときの導管の周期である、空気K1での管周期を含み得る。空気が、鋼鉄又は振動計の導管において典型的に測定される他の物質よりも顕著に重くないので、空気K1での管周期が導管の質量に比例する。空気K1での管周期の単位は、μ秒であり得るが、どのような適切な単位が採用されてもよい。空気K1での管周期は、摂氏０度（０℃）の温度のような、基準状態に訂正され得る。理解できるように、水K2での管周期が採用され得る。
参照質量値mreferenceは、空気K1での管ピリオドから決定され得る。理解できるように、参照質量値mreferenceは、測定基準にトレース可能であり、かつ、質量の基本単位にある。参照質量値mreferenceは、例えば、次式［６］―［８］を用いて決定され得るが、どのような適切な等式及び関係が採用されてもよい。特に、導管の共振周波数が、
Figure 2024020495000030
から決定され得る。加えて、時間の単位にある、空気K1での管周期は、関係
Figure 2024020495000031
を用いることによって周波数へと変換され得る。空気K1での管周期がμ秒の単位にあり、かつ、周波数がラジアン毎秒の単位にある一例において、次式［７］が、空気K1での管周期から管の参照周波数を取得するために採用され得る。
Figure 2024020495000032
上記等式［７］及び参照周波数freqreferenceも、等式［５］の流量較正係数FCFと物理的剛性StiffnessPhysicalが等しいことも用いることによって、次式［８］が例証するよ
うに、管の参照質量値mreferenceが決定され得る。
Figure 2024020495000033
上記した等式［３］－［４］を用いることによって決定された左側及び右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインGRPO、GLPOのような、ゲインは、物理的属性の値と計器検証値との関係を決定するために用いられ得る。例えば、計器検証値は、計器検証質量値MassSMVを備え得る。この例において、計器検証質量値MassSMVは、次式［９］を用いる物理的質量値MassPhysicalに関係し得る。
Figure 2024020495000034
したがって、図１において示されるような左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒのような、ピックオフセンサに関連付けられる物理的質量値MassPhysicalは、次式を用いることによって決定され得る。
Figure 2024020495000035
ここで、
MassSMVPhysicalLPOは、左側ピックオフセンサを用いて測定される振動計の物理的質量値であり、
MassSMVLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられる振動計の質量値であり、
GLPOは、左側ピックオフに関連付けられるゲインであり、かつ、
Figure 2024020495000036
ここで、
MassSMVPhysicalRPOは、右側ピックオフセンサを用いて測定される振動計の物理的質量値であり、
MassSMVRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられる振動計の質量値であり、かつ、
GRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインである。
参照質量値mreference及び物理的質量値MassSMVPhysicalLPO、MassSMVPhysicalRPOは、振動計に変化が生じた場合を決定するために用いられ得る。加えて、このような変化は、測定基準にトレース可能であり得る。すなわち、物理的質量値MassSMVPhysicalLPO、MassSMVPhysicalRPOと、参照質量値mreferenceとのような、物理的属性と参照物理的属性との
比較がなされ得る。一例において、比較は、参照物理的属性からの偏差を決定することで構成され得る。このような決定は、次式を用いてなされ得る。
Figure 2024020495000037
ここで、
MasstraceableDeviationLPOは、参照物理的属性から左側ピックオフセンサによって測
定されるような物理的属性のトレース可能な偏差であり、
MassSMVPhysicalLPOは、振動計の物理的属性である、左側ピックオフセンサによって測定される振動計の物理的質量であり、かつ、
mreferenceは、振動計の参照物理的属性である参照質量値である。
Figure 2024020495000038
ここで、
MasstraceableDeviationRPOは、参照物理的属性から右側ピックオフセンサによって測
定されるような物理的属性のトレース可能な偏差であり、
MassSMVPhysicalRPOは、振動計の物理的属性である右側ピックオフセンサによって測定される振動計の物理的質量であり、かつ、
mreferenceは、振動計の参照物理的属性値である参照質量値である。
理解できるように、基準トレース可能な計器検証の他のアプローチがある。例えば、物理的質量値MassSMVPhysicalLPO、MassSMVPhysicalRPOと、参照質量値mreferenceと比較を用いる代わりに、物理的剛性値と参照剛性値との比較がなされ得る。この例では、参照質量は、上記した等式［６］－［８］を用いて取得され得る。ゲインタームは、次の形式で上記した等式［９］－［１１］を用いて計算され得る。
Figure 2024020495000039
このゲインタームは、次式を用いて物理的剛性を計算するために用いられ得る。
Figure 2024020495000040
したがって、剛性偏差は、
Figure 2024020495000041
を用いて計算され得る。
ここで、
StifftraceableDeviationは、基準トレース可能な剛性偏差であり、
StiffSMVPhysicalは、振動計の物理的剛性であり、かつ、
FCFは、振動計の流量較正係数であり、剛性の単位で表される振動計較正値である。
したがって、基準トレース可能な剛性偏差StifftraceableDeviationは、変化が基準トレ
ース可能な単位を用いる振動計において生じた場合を決定するために用いられ得る。理解できるように、等式［１４］－［１６］は、それぞれのセンサに関連付けられ得る。例えば、図１、２において示される左側ピックオフセンサ１７０ｌのような、左側ピックオフセンサに関連付けられる基準トレース可能な剛性偏差StifftraceableDeviationLPOが、計算され得る。図１、２において示される右側ピックオフセンサ１７０ｒのような、右側ピックオフセンサに関連付けられる基準トレース可能な剛性偏差StifftraceableDeviationRPOもまた、計算され得る。
上記議論は、典型的な物理的属性としての質量及び剛性に依存するが、他の物理的属性が採用され得る。例えば、上記で議論されたような、ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒの位置での導管１３０、１３０´の偏位（例えば、振幅）の量は、駆動装置１８０とピックオフセンサとの間の導管１３０、１３０´の剛性に比例する。したがって、ベースライン計器検証値は、導管１３０、１３０´のベースライン振幅値であり得る。同様に、較正値が左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒの位置での導管１３０、１３０´の、較正された振幅値として言及された、振幅の較正された測定であり得る。計器検証値は、例えば、センサ信号１６５の電圧であり得る。
導管１３０、１３０´の振幅の較正された測定が加速度計を用いるような直接的な、又は、導管１３０、１３０´から反射する光源のような間接的な方法を用いることによって、行われ得る。較正された測定とセンサ信号１６５の電圧との、ゲインタームのような関係は、較正された測定をセンサ信号１６５の電圧で割り較正された振幅値で割ることによって決定され得る。加えて、センサ信号１６５に基づき計器検証の間に決定される振幅計器検証値と比較して、較正された振幅値は、参照振幅値のような、参照値を決定するために用いられ得る。
上記した方法３００、４００は、関係を取得するか、又は、様々な物理的属性のうちの一つに基づき関係を決定するかのうちの一つの二つの異なる方法のコンテキストにおいてベースライン計器検証値と較正値との関係を議論する。以下では、ベースライン計器検証値の二つだけでなく、物理的属性の二つを用いる方法を議論する。
図５は、振動計の基準トレース可能な計器検証のための方法５００を示す。図５に示されるように、方法５００は、ステップ５１０において振動計の第１物理的属性の第１ベースライン計器検証値を決定することによって開始する。ステップ５２０において、方法５００は、第１ベースライン計器検証値と第１物理的属性の較正値との関係を決定する。ステップ５３０において、方法５００は、前記関係及び第２物理的属性の計器検証値に基づき、振動計の第２物理的属性の値を決定する。方法５００は、ステップ５４０において、第２物理的属性の値を第２物理的属性の較正値と比較する。ステップ５５０において周波数チェックを行うような追加のステップが、前述のステップ５１０－５４０が正しく行われているかを確認するためにさらに行われる。
ステップ５１０において、第１物理的属性の第１ベースライン計器検証値は、ベースライン質量計器検証値及びベースライン剛性計器検証値のうちの一つであり得る。等式［２］を参照して上記で議論されたように、物理的剛性値、及び、ベースライン剛性計器検証値を測定することに依存するセンサに関連付けられるセンサのゲインに比例し得る。同様に、ベースライン質量計器検証値は、等式［１４］で示されるように、物理的質量値、及び、ベースライン質量計器検証値を測定することに依存するセンサに関連付けられるゲインに比例し得る。
ステップ５２０において、前記関係は、第１ベースライン計器検証値と第１物理的属性の較正値との間のゲインを決定することによって第１ベースライン計器検証値と第１物理的属性の較正値との間で決定され得る。前記関係は、例えば、ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられるゲインであり得る。一例において、ゲインは、左側及び右側ピックオフセンサ並びに流量較正係数FCFのうちの一つに関連付けられる剛性を利用する、上記
で議論した等式［３］及び［４］を用いて決定され得る。流量較正係数FCFは、第１物理
的属性の較正値の一例であり、第１物理的属性は導管の剛性である。代わりに、ゲインは、左側又は右側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる質量を用いて決定され得る。
ステップ５３０において、振動計の第２物理的属性の値は、例えば、左側又は右側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられるゲインを用いることによって、前記関係及び第２物理的属性の計器検証値に基づき決定され得る。一例において、第１物理的属性が剛性であり、第２物理的属性が物理的質量であり得る。この例において、第２物理的属性の値は、上記で議論した等式［１０］及び［１１］を用いて決定される左側又は右側ピックオフセンサのうちの一つと関連付けられる物理的な質量値であり得る。しかし、第１及び／又は第２物理的属性は、導管の振幅であり得る。第１物理的属性が物理的質量である場合、第２物理的属性の値が、例えば、等式［１５］によって決定される物理的剛性値であり得る。
ステップ５４０において、第２物理的属性の値及び第２物理的属性の較正値は、例えば、ピックオフセンサのうちの一つのために決定される物理的質量値を、空気K1での管周期から決定される参照質量値のような、較正値から決定される参照質量値と比較することによって、比較され得る。一例において、比較は、等式［１２］及び［１３］を参照して上記で議論されたように、参照質量値からの偏差を決定することを備え得る。加えて又は代わりに、比較は、物理的剛性値と、決定される参照剛性値、例えば、等式［１６］において示されるような、流量較正係数FCFのような、較正値と、の間であり得る。加えて又は
代わりに、参照質量値は、水K2での管周期を用いて決定され得る。
ステップ５５０での周波数チェックのような追加のステップが行われ得る。例えば、空気K1での管周期及び流量較正係数FCFが利用される、等式［６］にしたがい剛性及び質量
から決定される周波数は、測定される周波数と比較され得る。この比較は、基準トレース可能な計器検証を有効にし得る。例えば、計器検証手順の間に、測定される周波数が計器検証剛性及び計器検証質量から推定される周波数から顕著に変わる場合、基準トレース可能な計器検証は無効にされ得る。これは、基準トレース可能な計器検証値が有効であることを確実にし得る。一例において、周波数チェックは、第１ベースライン計器検証値、第１物理的属性の較正値、第２物理的属性の値、及び／又は、方法５００を参照して上記で議論された第２物理的属性の値及び第２物理的属性の較正値の比較を有効にし得る。
ステップ５５０において行われる周波数チェックは、周波数から計算される振動計での参照流量の密度のような、どのような適切な形態でもあり得る。例えば、空気の密度は、
計器検証剛性及び計器検証質量から推定され得、かつ、参照空気密度値と比較され得る。この参照空気密度値は、空気K1での管周期、水K2での管周期などを決定する計算の間に決定され得る。この参照空気密度値は、温度、圧力、湿度などのために基準トレース可能な環境状態測定を用いて決定され得、かつ、したがって、基準トレース可能とも見なされ得る。したがって、計器検証の確認は、基準トレース可能とも見なされ得る。
上述された方法３００、４００、５００は、どのような適切なシステムによっても実行され得る。例えば、ベースライン計器検証及び振動計の較正値は、顧客位置で、振動計の製造業者でなど、計算の間に決定され得、計器電子装置２０で記憶され得る。ベースライン計器検証及び較正値を記憶することによって、振動計への変化が、較正値から決定される参照値に関連して決定され得る。典型的なシステムが次に記載される。
図６は、振動計の基準トレース可能な検証のためのシステム６００を示す。図６に示されるように、システム６００は、処理システム６２０と通信可能に結合される記憶装置６１０を含む。記憶装置６１０は、インターネットで電子通信し、コンピュータバス、ローカルエリアネットワークなどを介して通信するような、如何なる適切な手段も介して、処理システム６２０と通信可能に結合され得る。通信は、例えば、ベースライン計器検証値及び／又は較正値を通信することを含み得る。参照値のような、他の値もまた通信され得る。
記憶装置６１０は、例えば、ベースライン計器検証及び較正値を受信及び記憶し、このような値を処理システムと通信することが可能であるどのようなものであっても良い。例えば、記憶装置６１０は、計器電子装置２０においてもある、処理システム６２０に通信可能に結合される計器電子装置２０上のメモリであり得る。代わりに、記憶装置６１０は、インターネットでベースライン計器検証値及び／又は較正値を提供する振動計５の製造業者によって主催されるサーバのような、サーバであり得る。
処理システム６２０は、振動計のベースライン計器検証値を決定し、かつ、ベースライン計器検証値を振動計の較正値に関係付けるように構成されるどのようなシステムであっても良い。処理システム６２０は、計器検証値及び較正値に基づき関係を決定し、かつ、前記関係に基づき振動計の物理的属性を決定するように構成されても良い。処理システム６２０は、例えば、単独の処理装置又はインターネットで分配される複数の処理装置であり得る。
一例において、処理システム６２０は、図１を参照して上記で記載された計器電子装置２０上の処理装置を含み得る。この例において、計器電子装置２０における処理装置は、左側及び右側ピックオフセンサ１７０ｌ、１７０ｒによって提供されるセンサ信号を用いて、ベースライン計器検証値を決定し得る。計器電子装置２０と通信可能に結合されるワークステーションのような、別個の処理装置が、上記した流量較正係数FCFのような、較
正値を決定し得る。したがって、計器電子装置２０及びワークステーションは、処理システム６２０を備え得る。この例において、ワークステーションは、流量較正係数FCFを計
器電子装置２０及び例えば製造業者のサーバに提供し得る。加えて、計器電子装置２０は、ベースライン剛性及び質量値のような、ベースライン計器検証値を製造業者のサーバに提供し得る。
計器電子装置２０、顧客側でのワークステーションなどは、製造業者のサーバからベースライン計器検証値及び較正値を要求し得る。計器電子装置２０又はワークステーションは、ゲインのような関係を決定するためにベースライン計器検証値及び較正値を用い得る。加えて又は代わりに、製造業者のサーバは、ベースライン計器検証値と較正値との関係を決定かつ提供し得る。計器電子装置２０、顧客のワークステーション、製造業者のサー
バなどは、そのあと、前記関係に基づき、振動計５の物理的質量値のような、物理的属性の値を決定し得る。物理的属性のこの値は、例えば、上記した方法３００、４００、５００を用いて、振動計の基準トレース可能な検証を行うために用いられ得る。
理解できるように、方法３００、４００、５００及びシステム６００は、図１を参照して記述された振動計５のような、振動計の基準トレース可能な検証を提供する。方法３００、４００、５００及びシステム６００は、例えば、基準トレース可能である偏差値を提供し得る。上記した等式［１３］の質量偏差値は、測定基準にトレース可能である基本単位（例えば、質量、力、時間など）にある。したがって、偏差値は、流量計に特定の相対的変動の測定だけでなく、測定基準まで相対的な変動の測定でもあり得る。この偏差値は、したがって、例えば、様々な流量計が、異なる共振周波数、（例えば、異なる管寸法による）質量値、（例えば、様々な導管幾何学による）剛性値などを有し得るにもかかわらず、様々な流量計の間で有意義な方法で比較可能である。
上記の実施形態の詳細な説明は、本説明の範囲内であると本発明者らによって企図されたすべての実施形態の網羅的な説明ではない。実際、当業者は、上述の実施形態の特定の要素を様々に組み合わせ、又は削除してさらなる実施形態を作成することができ、そのようなさらなる実施形態が本説明の範囲及び教示に含まれることを認識されるであろう。上記の実施形態を全体的又は部分的に組み合わせて、本説明の範囲及び教示内の追加の実施形態を作成することができることも当業者には明らかであろう。
したがって、特定の実施形態が例示を目的として本明細書で説明されているが、当業者が認識するように、本説明の範囲内で様々な等価な修正が可能である。本明細書で提供される教示は、上述された、添付の図に示された実施形態だけでなく、振動計の他の基準トレース可能な検証に適用することができる。したがって、上述した実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。

Claims (33)

  1. 振動計（５）の基準トレース可能な検証のためのシステム（６００）であって、
    前記振動計（５）のベースライン計器検証値を有する記憶装置（６１０）と、
    前記記憶装置（６１０）との通信における処理システム（６２０）と、を備え、
    前記処理システム（６２０）は、
    前記記憶装置（６１０）から前記ベースライン計器検証値を取得し、かつ、
    前記ベースライン計器検証値と前記振動計（５）の較正値との関係を決定するように構成され、前記較正値が測定基準にトレース可能である、システム（６００）。
  2. 前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる前記ベースライン計器検証値を決定するように構成される前記処理システム（６２０）を備える、請求項１に記載のシステム（６００）。
  3. 前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、次式を決定するように構成される前記処理システム（６２０）を備え、
    Figure 2024020495000042
     ここで、
    StiffnessSMVは、前記ベースライン計器検証値である前記振動計の剛性計器検証値であり、
    StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
    Gは、左側ピックオフセンサ及び右側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる
    ゲインである、請求項１又は２に記載のシステム（６００）。
  4. 前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との間でゲインを決定するように構成される前記処理システム（６２０）を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム（６００）。
  5. 前記ゲインは、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる、請求項４に記載のシステム（６００）。
  6. 前記ゲインは、次式のうちの一つを用いて決定され、
    Figure 2024020495000043
    Figure 2024020495000044
     ここで、
    GLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
    GRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
    StiffnessSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
    り、
    StiffnessSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
    り、かつ、
    FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記較正値で
    ある、請求項５に記載のシステム（６００）。
  7. 前記ベースライン計器検証値と前記較正値との関係を決定するように構成される前記処理システム（６２０）は、次式を用いるように構成される前記処理システム（６２０）を備え、
    Figure 2024020495000045
     ここで、
    StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
    FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記振動計の
    前記較正値である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム（６００）。
  8. 前記ベースライン計器検証値と前記振動計（５）の前記較正値との前記関係を決定することは、前記較正値から参照物理的属性値を決定することを備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム（６００）。
  9. 前記ベースライン計器検証値は、ベースライン質量計器検証値及び前記振動計のベースライン剛性計器検証値のうちの一つである、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム（６００）。
  10. 前記較正値は、流量較正係数及び前記振動計の管周期のうちの一つである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム（６００）。
  11. 振動計の基準のトレース可能な検証のための方法であって、
    前記振動計のベースライン計器検証値を決定することと、
    前記ベースライン計器検証値と前記振動計の較正値との関係を決定することと、を備え、前記較正値が測定基準にトレース可能である、方法。
  12. 前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定することは、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられるベースライン計器検証値を決定することを備える、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記振動計の前記ベースライン計器検証値を決定することは、次式を用いることを備え、
    Figure 2024020495000046
     ここで、
    StiffnessSMVは、前記ベースライン計器検証値である前記振動計の剛性計器検証値であり、
    StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
    Gは、左側ピックオフセンサ及び右側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる
    ゲインである、請求項１１又は１２に記載の方法。
  14. 前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を決定することは、前記ベースライン計器検証値と前記較正値との間でゲインを決定することを備える、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記ゲインは、右側ピックオフセンサ及び左側ピックオフセンサのうちの一つに関連付けられる、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記ゲインは、次式のうちの一つを用いて決定され、
    Figure 2024020495000047
    Figure 2024020495000048
     ここで、
    GLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
    GRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
    StiffnessSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
    り、
    StiffnessSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる剛性計器検証値であ
    り、かつ、
    FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記較正値で
    ある、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を決定することは、次式を用いることを備え、
    Figure 2024020495000049
     ここで、
    StiffnessPhysicalは、前記振動計の物理的剛性値であり、かつ、
    FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記振動計の
    前記較正値である、請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を決定することは、前記較正値から参照物理的属性値を決定することを備える、請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記ベースライン計器検証値は、ベースライン質量計器検証値及び前記振動計のベースライン剛性計器検証値のうちの一つである、請求項１１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記較正値は、流量較正係数及び前記振動計の管周期のうちの一つである、請求項１１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
  21. 振動計の基準トレース可能な検証のための方法であって、
    ベースライン計器検証値と較正値との関係を取得することと、
    前記関係に基づき前記振動計の物理的属性の値を決定することと、を備える方法。
  22. 前記ベースライン計器検証値は、ベースライン剛性計器検証値及びベースライン質量計器検証値のうちの一つであり、かつ、前記較正値は、流量較正係数及び前記振動計の管周期のうちの一つである、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記ベースライン計器検証値と前記較正値との前記関係を取得することは、次式のうちの一つを用いて決定されるゲインを取得することを備え、
    Figure 2024020495000050
    Figure 2024020495000051
     ここで、
    GLPOは、左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
    GRPOは、右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、
    StiffnessSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる剛性値であり、
    StiffnessSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる剛性値であり、かつ
    、
    FCFは、前記振動計の流量較正係数であり、かつ、剛性の単位で表される前記較正値で
    ある、請求項２１又は２２に記載の方法。
  24. 前記関係に基づき前記振動計の前記物理的属性の前記値を決定することは、前記振動計の質量計器検証値及びゲインに基づき、前記振動計の物理的質量値を決定することを備える、請求項２１乃至２３のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記振動計の質量計器検証値及びゲインに基づき、前記振動計の前記物理的質量値を決定することは、次式のうちの一つを決定することを備え、
    Figure 2024020495000052
     ここで、
    MassSMVPhysicalLPOは、左側ピックオフセンサを用いて決定される前記振動計の前記物理的質量値であり、
    MassSMVLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられる前記振動計の前記質量計器検証値であり、
    GLPOは、前記左側ピックオフセンサに関連付けられるゲインであり、かつ、
    Figure 2024020495000053
     ここで、
    MassSMVPhysicalRPOは、前記右側ピックオフセンサを用いて決定される前記振動計の物理的質量値であり、
    MassSMVRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられる前記振動計の前記質量計器検証値であり、かつ、
    GRPOは、前記右側ピックオフセンサに関連付けられるゲインである、請求項２４に記載の方法。
  26. 前記振動計の前記物理的属性の前記値を前記振動計の第２較正値から決定される参照物理的属性値と比較することをさらに備える、請求項２１乃至２５のいずれか一項に記載の方法。
  27. 前記振動計の前記物理的属性の前記値を前記参照物理的属性値と比較することは、次式のうちの一つを用いて前記参照物理的属性値からのずれを決定することを備え、
    Figure 2024020495000054
     ここで、
    MasstraceableDeviationLPOは、前記参照物理的属性値から左側ピックオフセンサによ
    って測定されるような前記物理的属性の基準トレース可能なずれであり、
    MasstraceableDeviationLPOは、前記振動計の前記物理的属性である前記左側ピックオ
    フセンサを用いて決定される前記振動計の物理的質量値であり、かつ、
    mreferenceは、前記振動計の前記参照物理的属性値である参照質量値であり、かつ、
    Figure 2024020495000055
     ここで、
    MasstraceableDeviationRPOは、前記参照物理的属性値から前記右側ピックオフセンサ
    によって測定されるような前記物理的属性の基準トレース可能なずれであり、
    MassSMVPhysicalRPOは、前記振動計の前記物理的属性である前記右側ピックオフセンサによって測定される前記振動計の物理的質量であり、かつ、
    mreferenceは、前記振動計の前記参照物理的属性値である参照質量値である、請求項２６に記載の方法。
  28. 前記参照物理的属性値は、次式を用いて決定される参照質量値であり、
    Figure 2024020495000056
     mreferenceは、前記参照物理的属性値である前記参照質量値であり、
    FCFは、剛性の単位で表される前記較正値である流量較正係数であり、かつ、
    freqreferenceは、第２較正値から決定される参照周波数値であり、前記第２較正値が
    空気K1での管周期である、請求項２６に記載の方法。
  29. 振動計の基準トレース可能な検証の方法であって、
    前記振動計の第１物理的属性の第１ベースライン計器検証値を決定することと、
    前記第１ベースライン計器検証値と前記第１物理的属性の較正値との関係を決定することと、
    前記関係及び前記第２物理的属性の計器検証値に基づき、前記振動計の第２物理的属性の値を決定することと、
    前記第２物理的属性の前記値を前記第２物理的属性の較正値と比較することと、を備える、方法。
  30. 前記第１ベースライン計器検証値は、ベースライン質量計器検証値、ベースライン剛性計器検証値、及び、ベースライン導管振幅値のうちの一つである、請求項２９に記載の方法。
  31. 前記第１ベースライン計器検証値と前記第１物理的属性の前記較正値との前記関係を決定することは、前記第１ベースライン計器検証値と前記第１物理的属性の前記較正値との間のゲインを決定することを備える、請求項２９又は３０に記載の方法。
  32. 前記第２物理的属性の前記値を前記第２物理的属性の前記較正値と比較することは、前記第２物理的属性の前記値を前記較正値から決定される参照物理的属性値と比較することを備える、請求項２９乃至３１のいずれか一項に記載の方法。
  33. 前記第１ベースライン計器検証値、前記第１物理的属性の前記較正値、前記第２物理的属性の前記値、及び、前記第２物理的属性の前記値と前記第２物理的属性の前記較正値との前記比較のうちの少なくとも一つの周波数チェックを行うことをさらに備える、請求項２９乃至３２のいずれか一項に記載の方法。
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