JP5893031B2 - センサー組立体の有効性の検証 - Google Patents

Description

本発明は、メーターに関するものであり、とくにメーターのセンサー組立体を検証するための方法および装置に関するものである。

メーターを振動させること、たとえばデンシトメーターおよびコリオリフローメーターを振動させることは一般に知られており、導管内の物質の質量流量および他の情報を測定するために用いられている。メーターは、センサー組立体と、電子機器部とを有している。センサー組立体内の物質は流れていてもよいし、または静止していてもよい。各タイプのセンサーは、固有の特性を有しており、メーターの最適な性能を達成するためにこれらの特性を考慮に入れなければならない。たとえば、センサーによっては、フローチューブ装置に特定の変位レベルで振動させることを必要とするものもある。他のセンサー組立体タイプでは、特定の補償アルゴリズムを必要とする場合もある。

通常、メーター電子機器は、用いられているセンサーのためのセンサー校正値を格納している。メーター電子機器は、質量流量および密度を正確に測定するためにこれらのセンサー校正値を用いる。センサー校正値は、工場の如き試験条件の下での測定から導かれる校正値であってもよい。したがって、各センサータイプは固有の校正値を有しうる。

例示的なコリオリ流量計は、Ｊ．Ｅ．スミスらにすべて付与されている米国特許第４，１０９，５２４号、米国特許第４，４９１，０２５号および再発行特許第３１，４５０号に開示されている。これらのフローメーターは、直線構造または曲線構造を備えた１つ以上の導管を有している。コリオリ質量流量計の各導管構造は、単純曲げモード、ねじれモードまたは組み合わせタイプでありうる一組の固有振動モードを有している。好ましいモードで振動するように各導管を振動させることができる。

物質は、センサー組立体の流入口側に接続されているパイプラインからセンサー組立体の中に流れ込み、１つ以上の導管を通り、センサー組立体の流出口側からセンサー組立体を出るようになっている。物質が充填されて振動するシステムの固有振動モードは、導管の質量および導管内を流れる物質の質量の合計により部分的に規定される。

センサー組立体になにも流れていないとき、振動力が導管に加えられると、導管に沿ったすべての部位が、同一の位相で振動するか、または僅かな時間だけ遅れて振動する。このゼロ流量で測定される時間遅れを「ゼロオフセット」と呼ぶ。物質がセンサー組立体を流れ始めると、コリオリ力により、導管に沿った各ポイントが異なる位相を有するようになる。たとえば、フローメーターの流入口端部の位相は中央のドライバーの位置の位相より遅れており、流出口の位相は中央のドライバーの位置の位相よりも進んでいる。導管上のピックオフセンサーは、当該導管の運動を表す正弦波信号を発生する。２つ以上のピックオフセンサーから出力される信号を処理して、これらのピックオフセンサー間の位相差が求められる。２つ以上のピックオフセンサー間の位相差は、導管を流れる物質の質量流量に比例する。

物質の質量流量は、位相差に流れ校正係数（ＦＣＦ）を乗算することにより求めることができる。フローメーター（流量計）のセンサー組立体をパイプラインの中へ設置する前に、校正プロセスによってＦＣＦが求められる。校正プロセスでは、既知の流量で流体をフローチューブに流し、位相差と流量との間の関係が計算される（すなわち、ＦＣＦ）。次いで、フローメーターのセンサー組立体は、ＦＣＦにピックオフセンサーの位相差を乗算することにより流量を求める。それに加えて、流量を求めるにあたって、他の校正係数を考慮に入れることもできる。

多くの振動式メーターの用途には、なんらかの通信ネットワーク内に動作する複数のセンサーを有しうる振動式センサーネットワークが含まれている。当該ネットワークは、測定された流量データを収集し、さまざまなセンサーの動作を制御および調整するセンサー監視システムを通常有している。当該ネットワークは、異なるサイズ、モデル、モデル年度ならびに電子機器およびソフトウェアのバージョンを有する振動式センサーを備えていてもよい。メーターのユーザーが直面する１つの問題は、メーター電子機器と共に用いられているセンサー構成要素を正確に特定する能力に関するものである。さまざまな従来技術による試みが存在しており、これらの試みには、たとえばメーター電子機器の中にセンサーのモデル／タイプを手動で入力すること、メーター電子機器に、センサーに設けられているメモリーに格納されている読取り可能なコードまたは識別子として、センサーからセンサータイプデータを取得させること、センサータイプを特定するためのセンサー校正データを取得することなどが含まれる。これらの従来技術による試みは、ここで参照することにより本明細書に援用する、マイクロモーション社（Ｍｉｃｒｏ Ｍｏｔｉｏｎ）に付与された米国特許第７，５２３，６３９号に開示されている。しかしながら、これらの従来技術によるアプローチによりさまざまなタイプのセンサーを特定することができるが、依然として、製造業者は、「模倣」センサー組立体、すなわち製造業者のメーター電子機器に用いられる無許可のセンサー組立体の複製品との競争に直面している。顧客は、混乱してしまって、実際にはある製造業者のメーターのうちの一部分しか用いていないのに当該製造業者のメーターを用いていると思っている可能性がある。たとえば、ユーザーは、マイクロモーション社によって製造され販売されているメーター電子機器を用いているが、振動式メーターのセンサー組立体は他の会社によって製造されている場合もある。その結果、この振動式メーターは、マイクロモーションの基準に従った性能を示さないことになる。このことは、製造業者による売上高を減少させてしまうだけでなく、模倣センサーが製造業者の品質および精度の基準を満たさない場合には製造業者のブランド名もが汚される恐れもある。

本発明の前では、模倣センサーを備えたメーター電子機器を顧客に使用させることを制限することは、当該顧客がこのセンサーの正確な校正情報をメーター電子機器に入力することができる限り、困難であり、もっといえば不可能であった。センサーの校正値を取得するような従来技術のアプローチであっても、当該アプローチはメーター電子機器の使用を制限するものではなかった。たとえば、上述の’６３９特許には、フローメーターのセンサー組立体の校正値が受け取られ、既知のセンサー校正値と相互に関連付けされるようなフローメータータイプ識別手法が開示されている。相関関係に基づいて、センサータイプが特定されるようになっている。このアプローチに関する問題は、格納されている値と最も近い校正値によってセンサータイプが選択されているだけであるという点にある。したがって、メーター電子機器によって受け取られた校正値があるセンサータイプに対応する格納値と一致しない場合であっても、当該システムは、センサーが最も近い校正値を有しているセンサータイプであり、誤差が製造工程か校正プロセスにおけるなんらかの異常によるものであると見なすだけである。したがって、’６３９特許に開示されているアプローチであっても、模倣センサーの使用は可能である。

本発明によって、この問題および他の問題が克服され、当該技術分野における技術進歩が達成されることとなる。本発明は、受信される１つ以上の校正値を既知の校正値と比較することにより、センサータイプを有効とする。受信される１つ以上の校正値が所定の許容差の範囲内に含まれない場合、メーター電子機器は、無効なセンサータイプであるとして、センサーを拒否する。たとえば、センサーは、それが異なる会社によって製造されたものである場合、無効センサータイプであるとされるようになっていてもよい。

本発明のある実施の形態に係るメーターのセンサー組立体の有効性を検証するための方法が提供されている。かかる方法は、１つ以上のセンサー校正値を受け取るステップを有している。本発明のある実施の形態によれば、かかる方法は、受信されたセンサー校正値を１つ以上の既知のセンサー校正値と比較するステップをさらに有している。本発明のある実施の形態によれば、かかる方法は、受信された１つ以上のセンサー校正値が１つ以上の既知のセンサー校正値の所定の許容差の範囲内に含まれる場合、センサー組立体を有効とするステップをさらに有している。

本発明のある実施の形態に係るメーターためのメーター電子機器が提供されている。メーターはセンサー組立体を有している。本発明のある実施の形態によれば、メーター電子機器は、１つ以上のセンサー校正値を受け取るように構成されている処理システムを有している。かかる処理システムは、受信された１つ以上のセンサー校正値を１つ以上の既知のセンサー校正値と比較するようにさらに構成されている。本発明のある実施の形態によれば、かかる処理システムは、受信された１つ以上のセンサー校正値が１つ以上の既知のセンサー校正値のうちの１つの既知のセンサー校正値の所定の許容差の範囲内に含まれている場合、センサー組立体を有効とするようにさらに構成されている。

態様
本発明のある態様によれば、メーターのセンサー組立体の有効性を検証する方法は、１つ以上のセンサー校正値を受け取るステップと、受信された１つ以上のセンサー校正値を１つ以上の既知のセンサー校正値と比較するステップと、 受信された１つ以上のセンサー校正値が１つ以上の既知のセンサー校正値の所定の許容差の範囲内に含まれている場合、センサー組立体を有効とするステップとを有している。

好ましくは、かかる方法は、受信された１つ以上のセンサー校正値が１つ以上の既知のセンサー校正値を所定の許容値だけ超えている場合、センサー組立体を無効とするステップをさらに有している。

好ましくは、かかる方法は、センサー組立体が無効とされた場合、センサー組立体と通信可能なメーターのメーター電子機器にセンサー組立体と連動して動作させるのを阻止するステップをさらに有している。

好ましくは、かかる方法は、受信された１つ以上のセンサー校正値と既知の１つ以上のセンサー校正値との比較に基づいてセンサー組立体のセンサータイプを特定するステップをさらに有している。

好ましくは、かかる方法は、特定されたセンサータイプをセンサー識別子と共に格納するステップをさらに有している。

好ましくは、受信された１つ以上のセンサー校正値のうちの１つのセンサー校正値は流れ校正係数（ＦＣＦ）である。

好ましくは、受信された１つ以上のセンサー校正値のうちの１つのセンサー校正値は休止高調波周波数（Ｋ１）値である。

好ましくは、センサー組立体は、コリオリ流量計のセンサー構成要素である。

本発明の他の態様によれば、センサー組立体を有するメーターのためのメーター電子機器は処理システムを備えており、かかる処理システムは、１つ以上のセンサー校正値を受け取り、受信された１つ以上のセンサー校正値を１つ以上の既知のセンサー校正値と比較し、 受信された１つ以上のセンサー校正値が１つ以上の既知のセンサー校正値の所定の許容差の範囲内に含まれている場合、センサー組立体を有効とするように構成されている。

好ましくは、かかる処理システムは、受信された１つ以上のセンサー校正値が１つ以上の既知のセンサー校正値を所定の許容値だけ超えている場合、センサー組立体を無効とするようにさらに構成されている。

好ましくは、かかる処理システムは、センサー組立体が無効とされた場合、メーター電子機器にセンサー組立体と連動して動作させるのを阻止する。

好ましくは、かかる処理システムは、受信された１つ以上のセンサー校正値と既知の１つ以上のセンサー校正値との比較に基づいてセンサー組立体のセンサータイプを特定するようにさらに構成されている。

好ましくは、かかる処理システムは、特定されたセンサータイプをセンサー識別子と共に格納するようにさらに構成されている。

好ましくは、受信された１つ以上のセンサー校正値のうちの１つのセンサー校正値は流れ校正係数（ＦＣＦ）である。

好ましくは、受信された１つ以上のセンサー校正値のうちの１つのセンサー校正値は休止高調波周波数（Ｋ１）値である
好ましくは、センサー組立体は、コリオリ流量計のセンサー構成要素である。

本発明のある実施の形態に係るメーターを示す図である。 本発明のある実施の形態に係るメーター電子機器を示す図である。 いくつかのセンサータイプとＦＣＦ値およびＫ１値との関係を示すチャート図である。 本発明のある実施の形態に係るセンサー有効性検証ルーチンを示すフローチャートである。

図１〜図４および下記の記載には、本発明を最良のモードで実施および使用する方法を当業者に教示するための具体的な実施の形態が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者にとって明らかなように、これらの実施の形態の変形例もまた本発明の技術範囲内に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、以下の記載の構成要素をさまざまな方法で組み合わせて本発明の複数の変形例を形成することもできる。したがって、本発明は、以下の記載の特定の実施の形態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ものである。

図１には、本発明のある実施の形態に係るセンサー組立体１０とメーター電子機器２０とを備えているコリオリ流量計の形態をとる、振動式メーター５が示されている。図示されている実施の形態では、センサー組立体１０は流体を受け取るようになっているが、メーターのセンサー組立体は試験流体が流れている構造体に必ずしも限定されるわけではない。 したがって、センサー組立体は、流体が流れていない振動式デンシトメーターの振動部分、超音波流量計の感知部分、磁気式体積流量計の感知部分などであってもよい。さらに一例として、本発明がフローメーターの観点から記載されているが、本発明は、メーターがセンサー組立体と電子機器部とを備えており、校正値がメーターのセンサー組立体に用いられて測定精度を向上させるようになっているような他の用途にも適用可能である。

図示されている実施の形態では、メーター電子機器２０はセンサー組立体１０に接続され、たとえば密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度および他の情報の如き流動物質の１つ以上の特性を測定するようになっている。メーター電子機器２０が単一のセンサー１０と通信可能であるように示されているが、いうまでもなく１つ以上のさらなるメーター電子機器（図示せず）を含む複数のメーター組立体と通信するようになっていてもよい。さらに、いうまでもなく振動式メーター５がコリオリ流量計であるように記載されているが、振動式メーター５は、振動式デンシトメーター、振動式体積流量計、またはコリオリ流量計のすべての測定能力を欠いた他の振動式メーターの如き他のタイプの振動式メーターであってもよい。したがって、本発明はコリオリ流量計に限定されるべきではない。もっと正確にいえば、メーター電子機器２０は、流動流体または静止流体を有する他のタイプのセンサー組立体と通信可能となっていてもよい。

センサー１０は、一対のフランジ１０１、１０１’と、一対のマニホルド１０２、１０２’と、一対の導管１０３Ａ、１０３Ｂとを有している。マニホルド１０２、１０２’は、導管１０３Ａ、１０３Ｂの両側の端部に固定されている。また、本実施の形態に係るマニホルド１０２、１０２’はスペーサ１０６の両側の端部に固定されている。スペーサ１０６は、導管１０３Ａ、１０３Ｂの不必要な振動を防止するためにマニホルド１０２とマニホルド１０２’との間の間隔を維持するようになっている。導管１０３Ａ、１０３Ｂは、マニホルドから外側に向けてほぼ並列に延出している。流動物質を移送している配管システム（図示せず）の中にセンサー組立体１０が挿入されると、物質がフランジ１０１を通ってセンサー組立体１０の中に流入し、流入口側マニホルド１０２を通り、ここで物質の全量が導管１０３Ａ、１０３Ｂの中に流され、導管１０３Ａ、１０３Ｂを流れ、流出口側マニホルド１０２’の中へ流れ込み、ここでフランジ１０１’からセンサー組立体１０の外へと流出する。

センサー１０はさらにドライバー１０４を有することができる。ドライバー１０４は、当該ドライバー１０４が導管１０３Ａ、１０３Ｂをドライブモードで振動させることができる位置で導管１０３Ａ、１０３Ｂへ固定されている。ドライバー１０４は、マグネットが導管１０３Ａに取り付けられかつ反対側のコイルが導管１０３Ｂに取り付けられる構成のような複数の周知の構成のうちの１つの構成を有していてもよい。交流の形態を有しているドライブ信号が、たとえば経路１１０を介して一つ以上の電子機器２０によって提供され、コイルを通り抜けて曲げ軸線Ｗ−ＷおよびＷ’−Ｗ’を中心とする振動を導管１０３Ａ、１０３Ｂに引き起こすようになっている。

センサー１０は、導管１０３Ａ、１０３Ｂに固定されている一対のピックオフ１０５、１０５’を有している。本発明のある実施の形態によれば、ピックオフ１０５、１０５’は、導管１０３Ａ、１０３Ｂの速度および位置を表わすピックオフ信号を発生するようなたとえばピックオフマグネットおよびピックオフコイルである電磁式検出器であってもよい。たとえば、ピックオフ１０５、１０５’は、経路１１１、１１１’を通じてメーター電子機器へピックオフ信号を送るようになっていてもよい。当業者にとって明らかなように、導管１０３Ａ、１０３Ｂの運動は、流動物質のなんらかの特性、たとえば導管１０３Ａ、１０３Ｂを流れる物質の質量流量および密度に比例している。

本発明のある実施の形態によれば、メーター電子機器２０は、ピックオフ１０５および１０５’からピックオフ信号を受け取る。経路２６は、１つ以上のメーター電子機器２０にオペレーターと通信させることを可能とする入力手段および出力手段を提供することができる。電子機器２０は、たとえば位相差、周波数、時間遅延、密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度、メーターの検証データ、および他の情報の如き流動物質の特性を測定することができる。

図２には、図１に簡単に示されている本発明のある実施の形態に係るメーター電子機器２０が示されている。メーター電子機器２０は、インターフェース２０１と、処理システム２０３とを有しうる。処理システム２０３は格納システム２０４を有しうる。格納システム２０４は、図示されているような内部メモリーであってもよいし、またはそれに代えて、外部メモリーであってもよい。メーター電子機器２０は、ドライブ信号２１１を発生し、このドライブ信号２１１を図１に示されているドライバー１０４へ送ることができる。また、メーター電子機器２０は、図１に示されているリード線１１１、１１１’を通じて、ピックオフセンサー１０５、１０５’の如きセンサー１０からセンサー信号２１０を受け取ることができる。実施の形態によっては、センサー信号２１０がドライバー１０４から受け取られるようになっている場合もある。メーター電子機器２０は、デンシトメーターとして動作することもできるし、または、コリオリ質量流量計として動作することを含むフローメーターとして動作することもできる。いうまでもなく、メーター電子機器２０は、他のタイプの振動式メーター組立体として動作してもよいが、どのような実施の形態が記載されるかによって本発明の技術範囲が限定されるべきでない。メーター電子機器２０は、導管１０３Ａ、１０３Ｂを流れる物質の１つ以上のフロー特性を求めるためにセンサー信号２１０を処理することができる。

インターフェース２０１は、リード線２１０、２１１、２１１’を通じて、ドライバー１０４またはピックオフセンサー２０５、２０５’からセンサー信号２１０を受け取ることができる。インターフェース２０１は、いかなるフォーマッティング、増幅、バッファリングなどの如きいかなる必要なまたは所望の信号調節を行なえるようになっていてもよい。あるいは、信号調節のうちの一部または全部を処理システム２０３で行なうようにすることもできる。それに加えて、インターフェース２０１により、メーター電子機器２０と外部デバイスとの間の通信を可能とすることもできる。また、インターフェース２０１は、いかなる電子通信、光学通信または無線通信を可能とすることもできる。

一実施の形態に係るインターフェース２０１は、センサー信号２１０がアナログセンサー信号であるデジタイザー（図示せず）を有することができる。デジタイザーは、アナログセンサー信号をサンプリングしてデジタル化し、デジタルセンサー信号を生じることができる。また、デジタイザーは、必要とされる信号処理量を減らして処理時間を短縮するようにデジタルセンサー信号を縮小（ｄｅｃｉｍａｔｅｄ）するようないかなる必要なデシメーションを実行することもできる。

処理システム２０３は、メーター電子機器２０のオペレーションを行うことができ、また、センサー１０からのフロー測定結果（ｆｌｏｗ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ）を処理することができる。処理システム２０３は、センサー有効性検証ルーチン２１２の如き１つ以上の処理ルーチンを実行するのに必要となるデータ処理を実行し、１つ以上のフロー特性を求めるべくフロー測定結果を処理することができる。

処理システム２０３は、汎用コンピュータであってもよいし、マイクロプロセッシングシステムであってもよいし、論理回路であってもよいし、または他のなんらかの汎用のもしくはカスタム化された処理デバイスであってもよい。処理システム２０３を複数の処理デバイス間に分散することもできる。処理システム２０３は、格納システム２０４の如きいかなる一体化されたまたは独立した電子格納媒体を有していてもよい。

いうまでもなく、メーター電子機器２０は、当該技術において公知となっているさまざま他の構成要素および機能を有していてもよい。便宜上、これらさらなる特徴は明細書および図面からは省略されている。したがって、本発明が、記載のまたは説明されている特定の実施の形態に限定されるべきではない。

上述のように、本発明のある実施の形態によれば、メーター電子機器２０はセンサー組立体の有効性を検証するためにセンサー有効性検証ルーチン２１２を実行することができる。センサー有効性検証ルーチン２１２は、メーター電子機器２０と通信可能な１つ以上のセンサーのセンサータイプを検証することができる。図１には、メーター電子機器２０と通信可能な単一のセンサー１０が示されているが、当業者にとって明らかなように、複数のセンサーがメーター電子機器２０と通信可能となっていてもよい。さらに、メーター電子機器２０はさまざまな異なるタイプのセンサーを動作させることができる。したがって、メーター電子機器２０と通信可能な個々のセンサーが有効なセンサーであることを確認することは重要なことである。

メーター電子機器２０と通信可能なセンサー１０の如き各センサー２０はさまざまな校正値を有している。

たとえば、センサー１０がコリオリ流量計である場合、校正値はＦＣＦおよび休止高調波周波数（Ｋ１）値を含みうる。ＦＣＦは、特定のセンサー装置のフローチューブ形状を表わしている。ＦＣＦは、製造時のフローチューブの寸法の変動を考慮に入れることができ、またフローチューブ材料の特性の変動に起因する振動応答の変動を考慮にいれることもできる。Ｋ１値は、フローチューブ内に空気を入れ、かつ０℃の校正温度において測定されるようなセンサーの休止高調波周波数を表している。通常、Ｋ１値の単位は、周波数または時間（すなわち、波周期）である。他のセンサー校正値（図示せず）には、限定するわけではないがたとえばＫ値（Ｋ１値と同じであるが、センサーの中には水が入っている）、密度の流れに対する影響を表すＫ３値、温度校正値などが含まれる。他のセンサー校正値も考えられており、それらもまた本発明の技術範囲に含まれる。

図２に示されているように、メーター電子機器２０の格納システム２０４は、たとえばセンサー有効性検証ルーチン２１２の動作中に受け取られうるさまざまなＦＣＦの値２１５、さまざまなＫ１値２１６、ならびに他の既知のセンサー校正値２１３を格納することができる。既知のセンサー校正値２１３は、センサータイプ（下記に説明されている）を検証するために用いられる既知の値を格納するデータ構造を含むことができる。たとえば、既知のセンサー校正値２１３はデータテーブルを含むことができる。しかしながら、いうまでもなくルックアップテーブルなどの如き他のデータ構造を用いてセンサー校正値を格納し、関連付けするようにしてもよい。メーター電子機器２０は、判別されたセンサータイプをセンサータイプ格納部２１４に格納することができ、また、判別されたセンサータイプを１つ以上の校正値と関連付けすることができる。このことについては、以下にさらに詳細に説明されている。

一実施の形態では、既知のセンサー校正値２１３は、相関表２１３に格納されている。相関表２１３は複数のセンサータイプの記録を有することができる。相関表２１３のセンサータイプの記録は、１組の既知のセンサー校正値と、この１組の既知のセンサー校正値に対応するセンサータイプを有している。したがって、１組のセンサー校正値が入力されると、相関表２１３は、当該１組のセンサー校正値と所定の許容差の範囲で一致する固有のセンサータイプを出力する。入力された１組のセンサー校正値が、格納されているセンサー校正値のいずれの１組の所定の許容差の範囲内にも含まれない場合、メーター電子機器２０は、入力された値が無効のセンサーに対応するものと判断し、実施の形態によっては、無効のセンサーを備えているメーター電子機器２０の稼働が認められない場合もある。

図３は、いくつかのセンサータイプとＦＣＦおよびＫ１値との間の関係を示すチャートである。いうまでもなく、すべてのセンサータイプがチャートに示されているわけではない。図から明らかなように、各センサータイプのＦＣＦおよびＫ１値は密に集合（クラスター）している。したがって、対象となっているセンサーの校正値をこれらの既知のパラメーターおよびクラスターと比較することによって、対象となっているセンサーのセンサータイプを検証することができる。それに対して、入力値が、最も一致している値の所定の許容差の範囲を超えている場合、メーター電子機器２０は当該センサーを拒否して無効とすることができる。たとえば、許容差が小さいので視認可能な複数の点のうちの１つが、右側上方の角部に存在しており、参照番号３４０が付されている。このセンサーの実際のＦＣＦは１５５２．９であり、Ｋ１値は１８５６４である。本発明のある実施の形態によれば、実際のＦＣＦ値およびＫ１値を囲んでさまざまな点が示されている。これらの点は所定の許容差の範囲を示している。たとえば、ＦＣＦ値に対して所定の許容差は＋／−０．０５％であり、Ｋ１値に対して所定の許容差は＋／−０．７５％である。これらの値は例示のみを意図したものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。したがって、メーター電子機器２０によって受け取られたセンサー校正値が、実際のＦＣＦおよびＫ１値を囲む点によって示される許容差の範囲内に含まれる場合、当該センサーは有効なセンサーである。それに対して、本発明のある実施の形態によれば、メーター電子機器２０によって受け取られる校正値がいずれかのセンサー校正値の許容差の正の方向または負の方向に超えている場合、メーター電子機器２０はセンサーを拒否して無効とすることができる。このようにして、入手可能な既知のセンサー校正値２１３は、有効性が検証されている個々のセンサーが有効であるか否かを判定する。本発明のある実施の形態によれば、メーター電子機器２０によりセンサーが無効であると判断された場合、メーター電子機器２０はセンサー１０と連動することが阻止されるようになっていてもよい。たとえば、処理システム２０３は、センサーが無効であると見なされた場合、メーター電子機器２０によりドライブ信号２１１がドライバー１０４へ送られること、および／または、受け取られたセンサー信号２１０を処理することを阻止するようになっていてもよい。

センサータイプは、限定するわけではないが、たとえば製造業者、センサーの精度定格、圧力定格、温度定格、当該センサーの形成に用いられる材料、および、センサーを形成する管のラインサイズ（ｌｉｎｅ ｓｉｚｅ）を含む因子によって決まる。これらのセンサー特性の各々は、センサータイプの決定に用いられるセンサー校正値に影響を与える、またはそれを調整することができる。たとえば、単一の製造会社は、個別のセンサーが互いに相手の値の０．０５％内のＦＣＦ値を有するとともに、０．７５％内のＫ１値を有している特定のセンサータイプの複数のセンサーを複製することができる。それに対して、当該センサータイプを複製しようとする他の製造会社は、これらの許容差の範囲に含まれないＦＣＦ値およびＫ１値を有しうる。いうまでもなく、前述の値は例示を意図したものであって、許容差の値は、他の製造業者の場合、または同一の製造業者により製造される他のセンサータイプの場合には、これらの許容差を超えうる。

本発明のある実施の形態によれば、メーター電子機器は、格納されている校正値から所定の許容差を超える校正値を有している、たぶん異なる製造業者によって製造された無効なセンサーを除外するために、特定の製造業者の再現性能力を活用することができる。センサーが格納されている校正値の許容差を超える校正値を有しているのにもかかわらず、ユーザーまたはオペレーターが所定の許容差の範囲内に含まれるようにしてセンサーを有効とするためにあえて異なる値を入力するような場合には、メーター電子機器２０は、当該センサーを受け入れ可能なセンサータイプとして受け入れるものの、１つ以上の流体特性を測定するために間違った校正値が用いられているので、生成される測定結果は不正確なものとなる。

本発明のある実施の形態によれば、メーター電子機器２０は、校正値を遠隔から読み込むこと、たとえば通信回線２６を通じてさらなるセンサー（図示せず）からセンサー校正値を取得することができる。

これに代えて、センサー校正値は、ユーザーによりユーザーインターフェース２０１を介してメーター電子機器２０に入力されてもよい。さらに他の代替え案としては、センサー校正値は、インターフェース２０１を介して、または他の遠隔デバイスおよび通信用インターフェース２０１を介して追加のセンサーから無線で取得されてもよい。本発明の他の実施の形態によれば、センサーは、センサー校正値を格納することができるメモリデバイス（図示せず）を有していてもよい。次いで、いったんメーター電子機器２０が当該センサー、すなわち前述の’６３９特許に開示されているメモリー素子と通信可能となれば、メーター電子機器２０はセンサー校正値を受け取ることが可能となる。

センサー校正値は、１つ以上の流体特性についての校正を行うためにメーター電子機器によって動作時に用いられる。センサー校正値は、試験条件下で、工場で測定することによって取得されるのが一般的である。センサー校正値は、一般的にセンサーが工場から移送される前にメーター電子機器に格納される。しかしながら、センサー校正値を当該技術分野におけるユーザーによりプログラムまたは再プログラムによりメーター電子機器の中に組み入れることができる。有利には、メーター電子機器２０が再構成された場合、これらの値を再プログラムにより組み入れることにより、特定のセンサー組立体を今までどおり有効なセンサータイプとして認識することができる。このプログラミングは、工場で測定されたセンサー校正値がマーク付けされている、エンボス加工されているまたは印刷されているタグをセンサーに取り付けることにより容易に行うことができるようになっているのが一般的である。したがって、停電、メモリーロス、再構成、センサーの交換などの場合のように必要な場合には、ユーザーは、再プログラムにより正確な校正情報をメーター電子機器に組み入れることができる。

図４には、本発明のある実施の形態に係るセンサー有効性検証ルーチン２１２が示されている。センサー有効性検証ルーチン２１２は、たとえばメーター電子機器２０により実行されるようになっていてもよい。処理システム２０３は、たとえばセンサー有効性検証ルーチン２１２を実行するのに必要な信号およびデータを処理するように構成されていてもよい。センサー有効性検証ルーチン２１２は、メーター電子機器２０によって実行されるソフトウェア製品として実現されてもよい。

センサー有効性検証ルーチン２１２は、ステップ４０１から開始され、このステップでは、センサー１０の如き有効性が検証されるセンサー組立体の１つ以上のセンサー校正値をメーター電子機器２０によって受け取ることができる。センサー校正値は、当該技術分野において公知となっている、たとえば校正ルーチンから求めるようになっていてもよい。上述のように、センサー校正値はＦＣＦおよびＫ１値でありうる。センサー校正値は、並行にまたは前もってユーザーからユーザーインターフェースを介して受け取ることができるようになっていてもよいし、または、並列にまたは前もってたとえば遠隔端末装置から受け取るようになっていてもよい。図３に示されているチャートが２つのセンサー校正値を有しているが、いうまでもなく、実施の形態によっては、単一のセンサー校正値のみを用いてセンサーを検証するようにしてもよい。これに代えて、２つを超える数のセンサー校正値が用いられてもよい。

ステップ４０２では、受信されたセンサー校正値は、有効なセンサータイプとして認められているさまざまなセンサータイプを実質的に表す既知のセンサー校正値２１３と比較される。既知のセンサー校正値は、グラフ、ルックアップテーブルなどから検索されるようになっていてもよい。受信されたセンサー校正値が最も近い既知のセンサー校正値から所定の許容差を超える値だけ超えている場合、当該プロセスは、ステップ４０３に進んで、検証されているセンサーが無効とされる。それに対して、受信されたセンサー校正値が所定の許容差の範囲内に含まれている場合、当該プロセスは、ステップ４０４に進んで、検証されているセンサーが有効とされ、メーター電子機器２０は当該センサーと連動して動作することができる。

当該プロセスは、場合によっては、有効となったセンサータイプを格納するステップ４０５をさらに有していてもよい。センサータイプは、対象物であるセンサー１０のセンサー識別子とともに、なんらかのデータ構造に格納されるようになっていてもよい。センサー識別子は、対象物であるセンサー１０を識別するために用いられるネットワークアドレス、センサー番号、センサーシリアル番号、割り当てられたセンサー番号などでありうる。

本発明に係るセンサー有効性検証システムおよびその方法は、センサータイプを特定するだけでなく、メーター電子機器に用いるのに受け入れることができるセンサーであるとしてそのセンサータイプを有効とするためにセンサー校正値が用いられるという点で、従来技術とは異なっている。従来技術のアプローチは、メーター電子機器の使用を有効なセンサーにのみ制限していない。もっと正確にいえば、メーター電子機器は、メーター電子機器と通信可能なセンサーとの「最良な適合」を求めているだけである。従来技術は、メーター電子機器２０に模倣センサー組立体が用いられるのを阻止することはできなかった。

本発明に係るセンサー有効性検証は、所望ならば、複数の利点を提供するために実施の形態のうちのいずれに従って具象化されてもよい。本発明に係るセンサー有効性検証は低価格なセンサー有効性検証を提供している。センサーにハードウェアを追加する必要はなく、また、本発明は追加のソフトウェアルーチンによって実現することができる。かかるセンサー有効性検証は、信頼性の問題を導入することなく、正確で信頼できるセンサー有効性検証を実現している。本発明のある実施の形態よれば、センサー有効性検証は、ユーザーまたはシステムオペレータの側においてさらなる行為または操作を必要としないセンサー有効性検証を実現している。かかるセンサー有効性検証は、センサー内または複数のセンサーからなるネットワーク内の固有の情報を用いるセンサー有効性検証を実現している。

上述の実施の形態の詳細な記載は、本発明の技術範囲内に含まれるものとして本発明者が考えているすべての実施の形態を完全に網羅するものではない。さらに正確にいえば、当業者にとって明らかなように、上述の実施の形態のうちの一部の構成部材をさまざまに組み合わせてまたは除去してさらなる実施の形態を作成してもよいし、また、このようなさらなる実施の形態も本発明の技術範囲内および教示範囲内に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、本発明の技術および教示の範囲に含まれるさらなる実施の形態を作成するために、上述の実施の形態を全体的にまたは部分的に組み合わせてもよい。

以上のように、本発明の特定の実施の形態または実施例が例示の目的で記載されているが、当業者にとって明らかなように、本発明の技術範囲内において、さまざまな変形が可能である。本明細書に記載の教示を上述のかつそれに対応する図に記載の実施の形態のみでなく他の実施の形態にも適用することができる。したがって、本発明の技術範囲は添付の請求項によって決まるべきものである。

Claims (16)

1. メーターのセンサー組立体の有効性を検証する方法であって、
   密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、及び温度の少なくとも１つを含む１つ以上のセンサー校正値を受け取るステップと、
   受信された前記１つ以上のセンサー校正値を、それぞれが１つ以上の有効なセンサータイプの１つに対応する１つ以上の既知のセンサー校正値と比較するステップと、
   受信された前記１つ以上のセンサー校正値が前記１つ以上の有効なセンサータイプの１つに対応する１つ以上の既知のセンサー校正値の所定の許容差の範囲内に含まれる場合、前記センサー組立体が前記１つ以上の有効なセンサータイプの１つであると判定するとともに前記センサー組立体を有効とするステップと、
   受信された前記１つ以上のセンサー校正値が前記既知のセンサー校正値の前記許容差の範囲内に含まれない場合、前記センサー組立体が異なる会社によって製造された無効なセンサータイプであると判定するとともに前記センサー組立体を無効とするステップと、を有する方法。
2. 前記センサー組立体を無効とするステップでは、無効とされた前記センサー組立体を有する前記メーターの稼働を認めない、請求項１に記載の方法
3. 前記センサー組立体が無効とされた場合、前記センサー組立体と通信可能な前記メーターのメーター電子機器に前記センサー組立体と連動して動作させるのを阻止するステップをさらに有する、請求項２に記載の方法。
4. 受信された前記センサー校正値と前記既知のセンサー校正値との比較に基づいて前記センサー組立体のセンサータイプを特定するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
5. 特定された前記センサータイプをセンサー識別子と共に格納するステップをさらに有する、請求項４に記載の方法。
6. 受信された前記１つ以上のセンサー校正値のうちの１つが流れ校正係数（ＦＣＦ）である、請求項１に記載の方法。
7. 受信された前記１つ以上のセンサー校正値のうちの１つが休止高調波周波数（Ｋ１）値である、請求項１に記載の方法。
8. 前記センサー組立体がコリオリ流量計のセンサー構成要素である、請求項１に記載の方法。
9. センサー組立体（１０）を有するメーター（５）のためのメーター電子機器（２０）であって、
   前記メーター電子機器（２０）が処理システム（２０３）を備えており、
   前記処理システム（２０３）が、
   密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、及び温度の少なくとも１つを含む１つ以上のセンサー校正値（２１５、２１６）を受け取り、
   受け取った前記センサー校正値（２１５、２１６）を、それぞれが１つ以上の有効なセンサータイプの１つに対応する１つ以上の既知のセンサー校正値（２１３）と比較し、
   受信された前記１つ以上のセンサー校正値（２１５、２１６）が前記１つ以上の有効なセンサータイプの１つに対応する１つ以上の既知のセンサー校正値（２１３）の所定の許容差の範囲内に含まれる場合、前記センサー組立体が前記１つ以上の有効なセンサータイプの１つであると判定するとともに前記センサー組立体（１０）を有効とし、受信された前記１つ以上のセンサー校正値（２１５、２１６）が前記既知のセンサー校正値（２１３）の前記許容差の範囲内に含まれない場合、前記センサー組立体が異なる会社によって製造された無効なセンサータイプであると判定するとともに前記センサー組立体（１０）を無効とするように構成されてなる、メーター電子機器（２０）。
10. 前記処理システム（２０３）は、無効とされた前記センサー組立体を有する前記メーターの稼働を認めないように構成されてなる、請求項９に記載のメーター電子機器（２０）。
11. 前記センサー組立体（１０）が無効とされた場合、前記処理システム（２０３）が、前記メーター電子機器（２０）に前記センサー組立体と連動して動作させることを阻止するようにさらに構成されてなる、請求項１０に記載のメーター電子機器（２０）。
12. 前記処理システム（２０３）が、受信された前記センサー校正値と前記既知のセンサー校正値との比較に基づいて前記センサー組立体（１０）のセンサータイプを特定するようにさらに構成されてなる、請求項９に記載のメーター電子機器（２０）。
13. 前記処理システム（２０３）が、特定された前記センサータイプ（２１４）をセンサー識別子と共に格納するようにさらに構成されてなる、請求項１２に記載のメーター電子機器（２０）。
14. 受信された前記１つ以上のセンサー校正値のうちの１つが流れ校正係数（ＦＣＦ）である、請求項９に記載のメーター電子機器（２０）。
15. 受信された前記１つ以上のセンサー校正値のうちの１つが休止高調波周波数（Ｋ１）値である、請求項９に記載のメーター電子機器（２０）。
16. 前記センサー組立体が、コリオリ流量計のセンサー構成要素である、請求項９に記載のメーター電子機器（２０）。

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