JP6080880B2 - Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer - Google Patents

Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer Download PDF

Info

Publication number
JP6080880B2
JP6080880B2 JP2015041310A JP2015041310A JP6080880B2 JP 6080880 B2 JP6080880 B2 JP 6080880B2 JP 2015041310 A JP2015041310 A JP 2015041310A JP 2015041310 A JP2015041310 A JP 2015041310A JP 6080880 B2 JP6080880 B2 JP 6080880B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
flow meter
mass flow
density
density measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015041310A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015132618A5 (en
JP2015132618A (en
Inventor
ジョエル ワインスタイン,
ジョエル ワインスタイン,
マーク ジェイムズ ベル,
マーク ジェイムズ ベル,
アンドリュー ティモシー パタン,
アンドリュー ティモシー パタン,
Original Assignee
マイクロ モーション インコーポレイテッド
マイクロ モーション インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マイクロ モーション インコーポレイテッド, マイクロ モーション インコーポレイテッド filed Critical マイクロ モーション インコーポレイテッド
Priority to JP2015041310A priority Critical patent/JP6080880B2/en
Publication of JP2015132618A publication Critical patent/JP2015132618A/en
Publication of JP2015132618A5 publication Critical patent/JP2015132618A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6080880B2 publication Critical patent/JP6080880B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8436Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details signal processing

Description

本発明は、流量計に関し、特に振動型流量計にて流体パラメータを測定する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a flow meter, and more particularly to a method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibratory flow meter.

流量計は、質量流量、密度、流体材料の他の特性を測定するために用いられる。流体材料は、液体、ガス、液体又はガス内の懸濁物質、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。コリオリ質量流量計及び振動濃度計などの振動導管センサは、一般的に、流体材料が含まれている振動管の動きを検出することによって動作する。質量流量、密度等のような導管内の材料に関する特性は、導管に関する運動トランスデューサから受信した測定信号を処理することによって決定できる。振動材料で充填されたシステムの振動モードは、一般的に、封入している導管及びその中に含まれる材料の組み合わせた質量、剛性、及び減衰特性によって影響を受ける。 Flow meters are used to measure mass flow, density, and other properties of fluid materials. The fluid material may include a liquid, a gas, a suspended substance in the liquid or gas, or any combination thereof. Vibrating conduit sensors, such as Coriolis mass flow meters and vibration densitometers, generally operate by detecting the movement of a vibrating tube containing fluid material. Properties related to the material in the conduit, such as mass flow, density, etc. can be determined by processing measurement signals received from motion transducers related to the conduit. The vibration mode of a system filled with vibrating material is generally affected by the combined mass, stiffness, and damping characteristics of the enclosing conduit and the material contained therein.

一般的なコリオリ質量流量計は、パイプライン又は他の輸送システムに直列で接続され、及びシステム内に例えば流体、スラリー等の材料を運搬する1又は2以上の導管、運搬を含む。各導管は、例えば単純曲げ、ねじり、放射状及び結合されたモードを含む固有振動モードのセットを持っていると考えられる。一般的なコリオリ質量流量測定の用途では、材料が導管を通って流れると、導管は1つ以上の振動モードで励起され、導管の動きは導管に沿って離れた点で測定される。
励起は、通常、アクチュエータによって付与され、該アクチュエータは例えば導管を周期的に摂動する音声コイル型のドライバなどの電子機械デバイスである。質量流量は、トランスデューサの位置にて、動き間の時間遅延又は動き間の位相差を測定することによって決定される。
流体材料の密度は、流量計の振動応答の周波数から決定することができる。2つのそのようなトランスデューサ(またはピックオフセンサ)が、通常用いられて、流体導管の振動応答を測定し、普通はアクチュエータの上流及び下流の位置に位置する。
2つのピックオフセンサは一般的に、2つの別個のワイヤの対であるケーブルによって電子機器に接続されている。電子機器は、2つのピックオフセンサからの信号を受信し、流量測定を導出するために信号を処理する。
A typical Coriolis mass flow meter is connected in series to a pipeline or other transport system, and includes one or more conduits that carry materials such as fluids, slurries, etc., in the system. Each conduit is considered to have a set of natural vibration modes including, for example, simple bending, twisting, radial and coupled modes. In a typical Coriolis mass flow measurement application, as material flows through the conduit, the conduit is excited in one or more vibration modes, and the movement of the conduit is measured at points away along the conduit.
The excitation is usually provided by an actuator, which is an electromechanical device such as a voice coil type driver that periodically perturbs the conduit. The mass flow rate is determined by measuring the time delay between movements or the phase difference between movements at the position of the transducer.
The density of the fluid material can be determined from the frequency of the vibration response of the flow meter. Two such transducers (or pickoff sensors) are commonly used to measure the vibration response of the fluid conduit and are usually located upstream and downstream of the actuator.
The two pickoff sensors are typically connected to the electronics by a cable that is a pair of two separate wires. The electronics receives the signals from the two pickoff sensors and processes the signals to derive a flow measurement.

振動型流量計の誤差(error)の考えられる1つの原因は、音速効果として知られている圧
縮率によって引き起こされる。これらの誤差は管の振動周波数の増加と共に増加し、従って誤差は高い周波数での動作中にしばしば起こる。振動型流量計の音速効果を明らかにすべく、多数のモデルが開発されてきた。例えば、測定された密度と質量流量の誤差の影響は、HempJとKutin J.「流量測定および計測」17:359-369(2006)、測定された流体の圧
縮率によるコリオリ流量計の誤差理論によって以下の如く、明らかにされた。

Figure 0006080880
ここで、
ω=角度振動周波数
d=流体管の内径
c=処理流体の音速 One possible source of vibration flow meter error is caused by a compression rate known as the sound velocity effect. These errors increase with increasing tube vibration frequency, so errors often occur during operation at high frequencies. A number of models have been developed to clarify the sound velocity effect of vibratory flow meters. For example, the effect of errors in measured density and mass flow rate is determined by the error theory of Coriolis flowmeters due to measured fluid compressibility, HempJ and Kutin J. “Flow measurement and measurement” 17: 359-369 (2006). It was made clear as follows.
Figure 0006080880
here,
ω = angular vibration frequency d = inner diameter of fluid pipe c = sonic velocity of processing fluid

従って、処理流体中の音速が既知である場合は、測定された密度と質量流量の誤差を決定することができ、訂正される。従来技術の解決策は、一般的にプロセス流体が2又は3以上の相を有する混合物を含み、個々の相の音速が既知である状況に対処してきた。例えば、本願の出願人に譲渡されたPCT国際公開公報WO2009/017494号は、既知の音速に基づいて、多相流れの混合物について、要素の音速を決定する方法を開示し、これは参照により本願への記載加入とする。
上記参照のPCT国際公開公報で提供される式と同様に、上記の式は、単に振動チューブ上のVOS効果の単なるモデル例であることを理解すべきである。その他のモデルが知られており、それらは明細書及び請求の範囲内にある。上記の具体的な例と全体で使用される例は本発明の範囲を制限すべきではない。
Thus, if the speed of sound in the processing fluid is known, the measured density and mass flow error can be determined and corrected. Prior art solutions have generally addressed situations where the process fluid comprises a mixture having two or more phases and the speed of sound of the individual phases is known. For example, PCT International Publication No. WO2009 / 017494 , assigned to the assignee of the present application, discloses a method for determining the sound speed of an element for a mixture of multiphase flows based on a known sound speed, which is hereby incorporated by reference. The subscription to
It should be understood that, similar to the formula provided in the above referenced PCT publication , the above formula is merely an example model of the VOS effect on a vibrating tube. Other models are known and are within the specification and claims. The specific examples described above and the examples used throughout should not limit the scope of the invention.

態様
本発明の一態様によれば、少なくとも第1の振動型流量計を通って流れる流体の流体パラメータを計算する方法は、以下の工程を含む:
1又は2以上の周波数で流量計を振動させる工程と、
振動応答を受信する工程と、
流体の第1の流体特性を生成する工程と、
流体の少なくとも第2の流体特性を生成する工程と、
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性に基づいて、流体パラメータを計算する工程とを有する。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を備える。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備える。
好ましくは、振動型流量計を振動させる工程は、以下の工程を含む:
第1の周波数で振動型流量計を振動させる工程と、
更に、第1の周波数とは別の周波数である少なくとも第2の周波数で振動型流量計を振動させる工程を有する。
Aspect According to one aspect of the invention, a method for calculating a fluid parameter of a fluid flowing through at least a first vibratory flow meter includes the following steps:
Vibrating the flow meter at one or more frequencies;
Receiving a vibration response;
Generating a first fluid characteristic of the fluid;
Generating at least a second fluid property of the fluid;
Calculating a fluid parameter based on the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate.
Preferably, the step of vibrating the vibratory flow meter includes the following steps:
Vibrating the vibratory flow meter at a first frequency;
Furthermore, it has the process of vibrating a vibration type flow meter with the at least 2nd frequency which is a frequency different from a 1st frequency.

好ましくは、方法は更に、振動応答を、振動応答の第1の周波数成分と、振動応答の少なくとも第2の周波数成分に分離する工程を有する。
好ましくは、第1の流体特性は、振動応答の第1の周波数成分に基づき、少なくとも第2の流体特性は振動応答の少なくとも第2の周波数成分に基づく。
好ましくは、振動型流量計を振動させる工程は、
第1の周波数で振動型流量計を振動させる工程と、
振動応答を、第1の周波数成分と、少なくとも第2の周波数成分に分離する工程を含み、第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分は、第1の周波数での振動によって生成される。
Preferably, the method further comprises the step of separating the vibration response into a first frequency component of the vibration response and at least a second frequency component of the vibration response.
Preferably, the first fluid characteristic is based on a first frequency component of the vibration response and at least the second fluid characteristic is based on at least a second frequency component of the vibration response.
Preferably, the step of vibrating the vibration type flow meter includes:
Vibrating the vibratory flow meter at a first frequency;
Separating the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component, wherein the first frequency component and at least the second frequency component are generated by vibration at the first frequency.

好ましくは、方法は更に以下の工程を含む;
少なくとも第2の振動型流量計を振動させる工程と、
第1の振動型流量計から第1の流体特性を生成する工程と、
少なくとも第2の振動型流量計から少なくとも第2の流体特性を生成する工程とを有する。
好ましくは、第1の振動計及び少なくとも第2の振動計を振動させる工程は、
第1の周波数で第1の振動計を振動させる工程と、
第1の周波数とは別の、少なくとも第2の周波数で少なくとも第2の流量計を振動させる工程を有する。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、既知の流体密度から生成される第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を備える。
Preferably, the method further comprises the following steps;
Vibrating at least the second vibratory flow meter;
Generating a first fluid characteristic from a first vibratory flow meter;
Generating at least a second fluid characteristic from at least a second vibratory flow meter.
Preferably, the step of vibrating the first vibrometer and at least the second vibrometer comprises:
Vibrating the first vibrometer at a first frequency;
Oscillating at least the second flow meter at at least a second frequency different from the first frequency.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement generated from a known fluid density.

好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を備え、更に、
第1の密度測定を予測された密度測定と比較する工程と、
第1の密度測定と予測された密度測定との差がしきい値未満であれば、第1の密度測定は現実の流体密度を含むと判断する工程とを有する。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備え、更に、
第1の質量流量を予測された質量流量と比較する工程と、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値未満ならば、第1の質量流量は現実の質量流量を含むと判断する工程とを有する。
Preferably, the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, and
Comparing the first density measurement with the predicted density measurement;
Determining that the first density measurement includes an actual fluid density if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement is less than a threshold value.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate, and
Comparing the first mass flow rate to the predicted mass flow rate;
Determining that the first mass flow rate includes an actual mass flow rate if the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate is less than a threshold value.

好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を備え、更に、
第1の密度測定を予測された密度測定と比較する工程と、
第1の密度測定と予測された密度測定との差がしきい値を越えていれば、現実の流体密度と流体の音速を計算する工程とを有する。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備え、更に、
第1の質量流量を予測された質量流量と比較する工程と、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値を越えていれば、現実の質量流量と流体の音速を計算する工程とを有する。
Preferably, the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, and
Comparing the first density measurement with the predicted density measurement;
If the difference between the first density measurement and the predicted density measurement exceeds a threshold, the method includes calculating the actual fluid density and the sound velocity of the fluid.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate, and
Comparing the first mass flow rate to the predicted mass flow rate;
If the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate exceeds a threshold, the method includes calculating the actual mass flow rate and the sound velocity of the fluid.

好ましくは、流体パラメータは密度を含む。
好ましくは、流体パラメータは質量流量を含む。
好ましくは、流体パラメータは流体の音速を含む。
好ましくは、方法は更に、計算された音速に基づいて密度誤差を計算する工程を含む。
好ましくは、方法は更に、計算された密度誤差に基づいて密度を訂正する工程を含む。
好ましくは、方法は更に、計算された音速に基づいて質量流量誤差を計算する工程を含む。
好ましくは、方法は更に、計算された質量流量誤差に基づいて質量流量を訂正する工程を含む。
好ましくは、方法は更に、計算された音速を予測された音速と比較する工程と、計算された音速と予測された音速の差がしきい値を超えれば、誤差状況を決定する工程を含む。
Preferably, the fluid parameter includes density.
Preferably, the fluid parameter includes mass flow rate.
Preferably, the fluid parameter includes the speed of sound of the fluid.
Preferably, the method further comprises calculating a density error based on the calculated sound speed.
Preferably, the method further comprises correcting the density based on the calculated density error.
Preferably, the method further includes calculating a mass flow error based on the calculated sound velocity.
Preferably, the method further includes correcting the mass flow based on the calculated mass flow error.
Preferably, the method further includes comparing the calculated sound speed with the predicted sound speed and determining an error condition if the difference between the calculated sound speed and the predicted sound speed exceeds a threshold.

本発明の他の態様によれば、振動センサと該振動センサに結合されたメータ電子機器を含むメータアセンブリを備えた、流れ流体の流体パラメータを計算する振動型流量計において、
メータ電子機器は、振動センサからの振動応答を受信し、
流体の第1の流体特性を生成し、
流体の少なくとも第2の流体特性を生成し、
第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性とに基づいて、流体パラメータを計算するように構成されている。
好ましくは、第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なく
とも第2の密度測定を備える。
好ましくは、第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備える。
好ましくは、第1の流体特性は、振動応答の第1の周波数成分に基づき、少なくとも第2の流体特性は、振動応答の少なくとも第2の周波数成分に基づく。
According to another aspect of the present invention, in a vibratory flow meter for calculating fluid parameters of a flow fluid, comprising a meter assembly including a vibration sensor and meter electronics coupled to the vibration sensor.
The meter electronics receives the vibration response from the vibration sensor,
Generating a first fluid property of the fluid;
Generating at least a second fluid property of the fluid;
A fluid parameter is configured to be calculated based on the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate.
Preferably, the first fluid characteristic is based on a first frequency component of the vibration response and at least the second fluid characteristic is based on at least a second frequency component of the vibration response.

好ましくは、メータ電子機器は更に、第1の周波数及び少なくとも第2の周波数で振動型流量計を振動させるように構成され、少なくとも第2の周波数は第1の周波数とは異なる。
好ましくは、メータ電子機器は更に、振動応答を第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分とに分離するように構成されている。
好ましくは、メータ電子機器は更に、第1の周波数で流量計を振動させ、振動応答を第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分とに分離するように構成され、第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分は、第1の周波数での振動により生成される。
好ましくは、第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を含み、第1の密度測定は既知の流体密度から生成される。
Preferably, the meter electronics is further configured to vibrate the vibratory flow meter at a first frequency and at least a second frequency, wherein at least the second frequency is different from the first frequency.
Preferably, the meter electronics is further configured to separate the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component.
Preferably, the meter electronics is further configured to vibrate the flowmeter at a first frequency and to isolate the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component, wherein the first frequency component and At least the second frequency component is generated by vibration at the first frequency.
Preferably, the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, wherein the first density measurement is generated from a known fluid density.

好ましくは、第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を含み、メータ電子機器は更に第1の密度測定を予測された密度と比較するように構成され、第1の密度測定と予測された密度の差がしきい値未満であれば、第1の密度測定は実際の密度を備えると決定するように構成される。
好ましくは、第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備え、メータ電子機器は更に、第1の質量流量を予測された質量流量と比較し、第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値未満であれば、第1の質量流量は実際の質量流量を備えると決定するように構成される。
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic include a first density measurement and at least a second density measurement, and the meter electronics further compares the first density measurement with the predicted density. If the difference between the first density measurement and the predicted density is less than a threshold value, the first density measurement is configured to determine that it comprises an actual density.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow and at least a second mass flow, and the meter electronics further includes a predicted mass flow and the first mass flow. In comparison, if the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate is less than a threshold value, the first mass flow rate is configured to comprise an actual mass flow rate.

好ましくは、流体パラメータは密度を含む。
好ましくは、流体パラメータは質量流量を含む。
好ましくは、流体パラメータは流体の音速を含む。
好ましくは、メータ電子機器は更に、計算された音速に基づいて密度誤差を計算するように構成されている。
好ましくは、メータ電子機器は更に、密度誤差に基づいて密度を訂正するように構成されている。
好ましくは、メータ電子機器は更に、計算された音速に基づいて質量流量誤差を計算するように構成されている。
好ましくは、メータ電子機器は更に、質量流量誤差に基づいて質量流量を訂正するように構成されている。
好ましくは、メータ電子機器は更に、計算された音速を予測された音速と比較し、計算された音速と予測された音速の差がしきい値を超えれば、誤差を決定するように構成されている。
Preferably, the fluid parameter includes density.
Preferably, the fluid parameter includes mass flow rate.
Preferably, the fluid parameter includes the speed of sound of the fluid.
Preferably, the meter electronics is further configured to calculate a density error based on the calculated sound speed.
Preferably, the meter electronics is further configured to correct the density based on the density error.
Preferably, the meter electronics is further configured to calculate a mass flow error based on the calculated sound velocity.
Preferably, the meter electronics is further configured to correct the mass flow based on the mass flow error.
Preferably, the meter electronics is further configured to compare the calculated sound speed with the predicted sound speed and determine an error if the difference between the calculated sound speed and the predicted sound speed exceeds a threshold value. Yes.

本発明の別の態様によれば、第1の流量計と、少なくとも第2の流量計と、第1の流量計及び少なくとも第2の流量計に連結された処理システムを備えた流れ流体の流体パラメータを計算する振動型流量計システムは、
処理システムが、
第1の流量計から第1の振動応答を受信し、少なくとも第2の流量計から少なくとも第2の振動応答を受信し、
第1の振動応答に基づいて流体の第1の流体特性を生成し、
少なくとも第2の振動応答に基づいて流体の少なくとも第2の流体特性を生成し、
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性に基づいて流体パラメータを計算する
ように構成されている。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を備えている。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量及び少なくとも第2の質量流量を備えている。
In accordance with another aspect of the present invention, a fluid flow fluid comprising a first flow meter, at least a second flow meter, and a processing system coupled to the first flow meter and at least the second flow meter. The vibratory flow meter system that calculates the parameters
Processing system
Receiving a first vibration response from a first flow meter, receiving at least a second vibration response from at least a second flow meter;
Generating a first fluid characteristic of the fluid based on the first vibration response;
Generating at least a second fluid characteristic of the fluid based on at least the second vibrational response;
A fluid parameter is configured to be calculated based on the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate.

好ましくは、処理システムは更に、第1の周波数で第1の流量計を振動させ、少なくとも第2の周波数で少なくとも第2の流量計を振動させるように構成され、少なくとも第2の周波数は第1の周波数とは異なる。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を備え、第1の密度測定は既知の流体密度から生成される。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を備え、処理システムは更に、
第1の密度測定を予測された密度測定と比較し、第1の密度測定と予測された密度測定の差がしきい値未満であれば、第1の密度測定は実際の流体密度を含むと決定するように構成されている。
Preferably, the processing system is further configured to vibrate the first flow meter at the first frequency and vibrate at least the second flow meter at at least the second frequency, wherein the at least second frequency is at the first frequency. Is different from the frequency.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, wherein the first density measurement is generated from a known fluid density.
Preferably, the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, the processing system further comprising:
Comparing the first density measurement with the predicted density measurement, and if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement is less than a threshold value, the first density measurement includes the actual fluid density Is configured to determine.

好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を備え、処理システムは更に、
第1の密度測定を予測された密度測定と比較し、第1の密度測定と予測された密度測定の差がしきい値を越えれば、実際の流体密度及び流体の音速を計算するように構成されている。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量及び少なくとも第2の質量流量を備え、処理システムは更に、
第1の質量流量を予測された質量流量と比較し、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値未満であれば、第1の質量流量は実際の質量流量を備えると決定するように構成される。
好ましくは、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量及び少なくとも第2の質量流量を備え、処理システムは更に、
第1の質量流量を予測された質量流量と比較し、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値を越えていれば、現実の質量流量と流体の音速を計算するように構成されている。
Preferably, the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, the processing system further comprising:
Comparing the first density measurement with the predicted density measurement and, if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement exceeds a threshold, configured to calculate the actual fluid density and the sound velocity of the fluid. Has been.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate, the processing system further comprising:
Comparing the first mass flow rate with the predicted mass flow rate;
If the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate is less than a threshold, the first mass flow rate is configured to comprise an actual mass flow rate.
Preferably, the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate, the processing system further comprising:
Comparing the first mass flow rate with the predicted mass flow rate;
If the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate exceeds a threshold value, the actual mass flow rate and the sound velocity of the fluid are calculated.

好ましくは、流体パラメータは、密度を含む。
好ましくは、流体パラメータは、質量流量を含む。
好ましくは、流体パラメータは、音速を含む。
好ましくは、処理システムは更に、計算された音速に基づいて密度誤差を計算するように構成されている。
好ましくは、処理システムは更に、計算された密度誤差に基づいて密度を訂正するように構成されている。
好ましくは、処理システムは更に、計算された音速に基づいて質量流量誤差を計算するように構成されている。
好ましくは、処理システムは更に、質量流量誤差に基づいて質量流量を訂正するように構成されている。
好ましくは、処理システムは更に、計算された音速を予測された音速と比較し、計算された音速と予測された音速の差がしきい値を超えれば、誤差を決定するように構成されている。
Preferably, the fluid parameter includes density.
Preferably, the fluid parameter includes mass flow rate.
Preferably, the fluid parameter includes the speed of sound.
Preferably, the processing system is further configured to calculate a density error based on the calculated sound speed.
Preferably, the processing system is further configured to correct the density based on the calculated density error.
Preferably, the processing system is further configured to calculate a mass flow error based on the calculated speed of sound.
Preferably, the processing system is further configured to correct the mass flow based on the mass flow error.
Preferably, the processing system is further configured to compare the calculated sound speed with the predicted sound speed and to determine an error if the difference between the calculated sound speed and the predicted sound speed exceeds a threshold value. .

図1は、流量計アセンブリ及びメータ電子機器を備えた振動計を示す。FIG. 1 shows a vibrometer with a flow meter assembly and meter electronics. 図2は、本発明の実施例に従った、流体流れ内にて音速を計算する方法のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a method for calculating the speed of sound in a fluid flow, according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施例に従った、第1の周波数及び少なくとも第2の周波数を生成する回路を示す。FIG. 3 shows a circuit for generating a first frequency and at least a second frequency according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施例に従った、ヒルベルト変換ブロック部の詳細を示す。FIG. 4 shows details of the Hilbert transform block according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施例に従った、分析ブロックのブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of an analysis block according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例に従った、第1の周波数及び少なくとも第2の周波数を生成する回路を示す。FIG. 6 shows a circuit for generating a first frequency and at least a second frequency according to an embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施例に従った、流体流れ内にて音速を計算する振動型流量計システムを示す。FIG. 7 illustrates a vibratory flow meter system for calculating the speed of sound in a fluid flow, according to an embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施例に従った、流体流れ内にて音速を計算する方法のフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart of a method for calculating the speed of sound in a fluid flow according to an embodiment of the present invention.

発明の詳細な説明
図1―図8及び以下の記載は、特定例を記載し、本発明のベストモードを如何にして製作し用いるかを当業者に開示する。進歩性のある原理を開示する目的から、幾つかの従来の態様は簡略化され、又は省略される。当業者ならば、本発明の範囲に含まれるこれらの例から変形例を理解するだろう。当業者ならば、以下に記載した特徴は種々の方法で結合されて、本発明の多数の変形例を形成する。その結果、本発明は以下に記載した特定例に限定されず、請求の範囲及びその均等物のみによって限定される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIGS. 1-8 and the following description describe specific examples and disclose to those skilled in the art how to make and use the best mode of the present invention. For the purpose of disclosing the inventive principle, some conventional aspects are simplified or omitted. Those skilled in the art will appreciate variations from these examples that fall within the scope of the invention. Those skilled in the art can combine the features described below in various ways to form numerous variations of the present invention. As a result, the invention is not limited to the specific examples described below, but only by the claims and their equivalents.

図1は、流量計アセンブリ10及びメータ電子機器20を備える振動計5を示す。メータ電子機器20はリード100を介してメータアセンブリ10に接続され、1又は2以上の密度、質量流量、質量流れの総和、温度、音速、粘度、位相成分及び通信路26上の他の情報の測定結果を付与するように構成される。当業者には、本発明はドライバ、ピックオフセンサ、流れ導管、又は振動の作動モードの数に拘わらず、あらゆるタイプのコリオリ流量計に用いられ得ることが明らかであろう。更に、流量計5は振動型密度計のようなコリオリ流量計の質量流量測定能力が無い振動型流量計を代替的に備えてもよいことは理解されるだろう。   FIG. 1 shows a vibrometer 5 comprising a flow meter assembly 10 and meter electronics 20. Meter electronics 20 is connected to meter assembly 10 via lead 100 and provides one or more of density, mass flow rate, mass flow sum, temperature, speed of sound, viscosity, phase component and other information on communication path 26. It is configured to give a measurement result. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be used with any type of Coriolis flow meter regardless of the number of drivers, pickoff sensors, flow conduits, or vibration modes of operation. Further, it will be appreciated that the flow meter 5 may alternatively include a vibratory flow meter that does not have the mass flow measurement capability of a Coriolis flow meter, such as a vibratory density meter.

流量計アセンブリ10は、一対のフランジ101、101‘、マニホールド102、102’、ドライバ104及びピックオフセンサ105、105‘を含む振動型センサ、及び流れ導管103A及び103Bを含む。ドライバ104及びピックオフセンサ105、105‘は、流れ導管103A及び103Bに接続される。
フランジ101、101‘は、マニホールド102、102’に取り付けられる。マニホールド102、102’は、スペーサ106の他端部に取り付けられる。スペーサ106は、マニホールド102、102’の間隔を維持して、流れ導管103A及び103B内の望ましくない振動を阻止する。流量計アセンブリ10が測定された流れ材料を搬送する導管システム(図示せず)内に挿入されると、流れ材料はフランジ101を通って流量計アセンブリ10に入り、流れ材料の総量が流れ導管103A及び103Bに入るように指向される入口マニホールド102を通過し、流れ導管103A及び103Bを通って流れ、出口マニホールド102‘に戻って、フランジ101’を通ってメータアセンブリ10から出る。
The flow meter assembly 10 includes a pair of flanges 101, 101 ′, manifolds 102, 102 ′, vibratory sensors including drivers 104 and pickoff sensors 105, 105 ′, and flow conduits 103 A and 103 B. Driver 104 and pickoff sensors 105, 105 ′ are connected to flow conduits 103A and 103B.
The flanges 101 and 101 ′ are attached to the manifolds 102 and 102 ′. Manifolds 102 and 102 ′ are attached to the other end of spacer 106. The spacer 106 maintains the spacing of the manifolds 102, 102 'to prevent unwanted vibrations in the flow conduits 103A and 103B. When the flow meter assembly 10 is inserted into a conduit system (not shown) that carries the measured flow material, the flow material enters the flow meter assembly 10 through the flange 101 and the total amount of flow material is flow conduit 103A. And 103B through the inlet manifold 102, flow through the flow conduits 103A and 103B, return to the outlet manifold 102 'and exit the meter assembly 10 through the flange 101'.

流れ導管103A及び103Bは、夫々略同じ質量分布、慣性モーメント及び曲げ軸W―W及びW‘−W’周りの弾性係数(elastic module)を有するように選択され、入口マニホールド102及び出口マニホールド102’に適切に取り付けられる。流れ導管103A及び103Bは、マニホールド102、102’から、略平行に外向きに延びる。
流れ導管103A及び103Bは、ドライバ104によって各曲げ軸W及びW‘周りに反対方向に駆動され、流量計5の所謂第1位相不一致曲げモード(out of phase bending mode)に駆動される。ドライバ104は、流れ導管103Aに取り付けられたマグネット
及び対向して流れ導管103Bに取り付けられたコイルのような周知の構成の1つを備える。交流は対向したコイルを通って、両導管を振動させる。適切な駆動信号がメータ電子機器20によって、リード110を介してドライバ104に加えられる。
The flow conduits 103A and 103B are selected to have approximately the same mass distribution, moment of inertia, and elastic modules about the bending axes WW and W′-W ′, respectively, and the inlet manifold 102 and outlet manifold 102 ′. It is attached properly. The flow conduits 103A and 103B extend outwardly from the manifolds 102, 102 'in a generally parallel manner.
The flow conduits 103A and 103B are driven in opposite directions around the respective bending axes W and W ′ by the driver 104 and are driven into the so-called first out-of-phase bending mode of the flow meter 5. Driver 104 comprises one of the well known configurations such as a magnet attached to flow conduit 103A and a coil attached to flow conduit 103B oppositely. The alternating current vibrates both conduits through opposing coils. Appropriate drive signals are applied by meter electronics 20 to driver 104 via leads 110.

メータ電子機器20は、所定の周波数で駆動信号を生成することができる。メータ電子機器20は変化する周波数で駆動信号を生成することができ、それは多数の重ね合わせ周波数を生成することを含む。
メータ電子機器20は、夫々リード111、111‘上のセンサ信号を受信する。メータ電子機器20は、リード110上に駆動信号を生成し、ドライバ104が流れ導管103A及び103Bを振動させる。メータ電子機器20は、ピックオフセンサ105、105’から左右速度信号を生成し、質量流量を計算する。幾つかの実施例において、メータ電子機器20は、ドライバ104から受信した信号を処理して、質量流量を計算する。通信路26は入力及び出力手段を配備して、これにより、メータ電子機器20はオペレータ又は他の電子システムと連動することができる。図1は、単にコリオリ流量計の動作の例として示され、本発明の開示を制限することを意図しない。
The meter electronic device 20 can generate a drive signal at a predetermined frequency. Meter electronics 20 can generate drive signals at varying frequencies, including generating multiple superposition frequencies.
Meter electronics 20 receives sensor signals on leads 111 and 111 ', respectively. Meter electronics 20 generates a drive signal on lead 110 and driver 104 flows to vibrate conduits 103A and 103B. The meter electronics 20 generates a left / right speed signal from the pickoff sensors 105, 105 ′ and calculates a mass flow rate. In some embodiments, meter electronics 20 processes the signal received from driver 104 to calculate the mass flow rate. The communication path 26 provides input and output means so that the meter electronics 20 can interface with an operator or other electronic system. FIG. 1 is shown merely as an example of the operation of a Coriolis flow meter and is not intended to limit the disclosure of the present invention.

好都合なことに、市販の低周波数の振動型流量計は正確に密度を測定することができ、音速からの悪影響は過大ではない。従って、当該技術分野で公知の如く、低周波数の振動型流量計から得られる密度は一般的に正確な値を含むと想定され得る。逆に、高周波メータは、メータの振動周波数を正確に測定するのに利用可能であるが、密度の測定結果の音速効果によって生じる更なる誤差に苦しめられる。   Conveniently, commercially available low frequency vibratory flow meters can accurately measure density and the adverse effects from sound speed are not excessive. Accordingly, as is known in the art, the density obtained from a low frequency vibratory flow meter can generally be assumed to include an accurate value. Conversely, a high frequency meter can be used to accurately measure the vibration frequency of the meter, but suffers from further errors caused by the sound velocity effect of the density measurement result.

図2は、本発明の実施例に従った、流体の流体パラメータを計算する方法のフローチャート200を示す。流体パラメータは、音速、質量流量又は密度を含むが、これらに限定されない。以下の記載は、流体パラメータが音速を含むものとしばしば言及する。これは一例であり、本発明は記載される特定の実施例に限定されないことは理解されるだろう。ステップ201にて、振動型流量計の流量計アセンブリが振動する。この本発明の実施例には、1つだけの振動型流量計が必要である。流量計アセンブリは、1又は2以上の周波数で振動され得る。   FIG. 2 shows a flowchart 200 of a method for calculating fluid parameters of a fluid according to an embodiment of the present invention. Fluid parameters include, but are not limited to, the speed of sound, mass flow rate or density. The following description often refers to fluid parameters including the speed of sound. It will be understood that this is an example and that the invention is not limited to the specific embodiments described. At step 201, the flow meter assembly of the vibratory flow meter is vibrated. This embodiment of the invention requires only one vibratory flow meter. The flow meter assembly can be oscillated at one or more frequencies.

本発明の一実施例において、流量計アセンブリは、1の駆動周波数で振動される。1の駆動周波数におけるメータアセンブリの振動が多数の周波数応答成分を生じさせるように、1の駆動周波数は、第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分を含む振動応答を生成する。例えば、流量計を通る流れによって生成されるノイズは一般に少なくとも第2の周波数で流量計アセンブリ内に振動を生成する。少なくとも第2の周波数は、第1の周波数とは一般に別の周波数である。この振動応答の少なくとも第2の周波数成分は、振幅が第1の周波数成分よりも一層小さい。しかし、少なくとも第2の周波数成分は、増幅されて処理される。第1の振動周波数応答及び少なくとも第2の振動周波数応答は、その後、以下の工程で処理され得る。   In one embodiment of the invention, the flow meter assembly is oscillated at a drive frequency of one. A drive frequency generates a vibration response that includes a first frequency component and at least a second frequency component such that vibration of the meter assembly at the one drive frequency produces multiple frequency response components. For example, noise generated by the flow through the flow meter generally generates vibrations in the flow meter assembly at at least a second frequency. At least the second frequency is generally a different frequency than the first frequency. At least the second frequency component of the vibration response has a smaller amplitude than the first frequency component. However, at least the second frequency component is amplified and processed. The first vibration frequency response and at least the second vibration frequency response can then be processed in the following steps.

他の実施例において、1の流量計の流量計アセンブリは、第1の駆動周波数で振動されて、また少なくとも第2の駆動周波数で振動される。少なくとも第2の駆動周波数は、第1の駆動周波数とは異なる。本発明の実施例によれば、第1の駆動周波数は、低周波数を含み、少なくとも第2の周波数は、一層高い周波数を含む。1の振動型流量計は、第1の駆動周波数及び少なくとも第2の駆動周波数の両方について較正される必要があることは理解されるべきである。1の振動型流量計は、例えば、空気と水の両方を用いて較正され得る。第1と第2の駆動周波数は、第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分を含
む振動応答を生成する。より多くの駆動周波数が用いられると、より多くの振動応答が得られることは理解されるべきである。従って、幾つかの実施例において、2以上の周波数が用いられて、計算された流体パラメータの正確さが増す。
In another embodiment, the flow meter assembly of one flow meter is oscillated at a first drive frequency and oscillated at least at a second drive frequency. At least the second drive frequency is different from the first drive frequency. According to an embodiment of the present invention, the first drive frequency includes a low frequency and at least the second frequency includes a higher frequency. It should be understood that one vibratory flow meter needs to be calibrated for both the first drive frequency and at least the second drive frequency. One vibratory flow meter can be calibrated using, for example, both air and water. The first and second drive frequencies generate a vibration response that includes a first frequency component and at least a second frequency component. It should be understood that more vibration response can be obtained if more drive frequencies are used. Thus, in some embodiments, two or more frequencies are used to increase the accuracy of the calculated fluid parameters.

本発明の他の実施例において、流量計アセンブリが第1の駆動周波数で振動されて、次に少なくとも第2の駆動周波数で振動される。或いは、流量計は第1の駆動周波数と少なくとも第2の駆動周波数の両方で同時に振動される。これは、駆動信号が多々追えば2又は3以上の周波数の混合を含めば達成される。その結果、流量計の振動応答は少なくとも2つの周波数成分を含む。
全ての実施例において、1の振動型流量計は振動応答を生成する。幾つかの実施例において、振動応答は第1の周波数成分及び少なくとも第2の周波数成分を含む。しかし、振動型流量計が高い駆動周波数だけで振動されても、振動応答は1つだけの周波数成分を含むことは理解されるべきである。振動応答はその後、以下の工程で処理され得る。
In another embodiment of the invention, the flow meter assembly is vibrated at a first drive frequency and then at least at a second drive frequency. Alternatively, the flow meter is vibrated simultaneously at both the first drive frequency and at least the second drive frequency. This is achieved by including a mixture of two or more frequencies if the drive signal is often followed. As a result, the vibrational response of the flow meter includes at least two frequency components.
In all embodiments, one vibratory flow meter generates a vibration response. In some embodiments, the vibration response includes a first frequency component and at least a second frequency component. However, it should be understood that even if the vibratory flow meter is vibrated only at a high drive frequency, the vibration response includes only one frequency component. The vibration response can then be processed in the following steps.

ステップ202にて、振動応答は1の振動型流量計から受信される。振動応答は、ピックオフセンサ105A、105B、又はドライバ104から受信され得る。振動応答は、第1の周波数成分及び少なくとも第2の周波数成分を含む。少なくとも第2の周波数成分は、第1の周波数成分とは別の周波数を含む。例えば、上記の如く、少なくとも第2の周波数成分は第1の周波数成分よりも高い周波数を含む。振動応答は処理されて、第1の周波数成分及び少なくとも第2の周波数成分を得る。処理は、振動応答を第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分とに分離する工程を含む。処理は例えばバンドパスフィルタの使用により、振動応答を第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分とに分離する工程を含む。   At step 202, a vibration response is received from one vibratory flow meter. The vibration response may be received from pickoff sensors 105A, 105B, or driver 104. The vibration response includes a first frequency component and at least a second frequency component. At least the second frequency component includes a frequency different from the first frequency component. For example, as described above, at least the second frequency component includes a higher frequency than the first frequency component. The vibration response is processed to obtain a first frequency component and at least a second frequency component. The processing includes separating the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component. The processing includes separating the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component, for example by using a bandpass filter.

ステップ203にて、第1の流体特性が生成される。第1の流体特性は、密度、質量流量、体積流量率、粘度その他を含む。このリストは包括的ではなく、当該技術分野の専門家は、生成され得る更なる流体特性を容易に認識する。以下の記載は、明瞭化の目的から密度測定のみを含むとして、第1の流体特性に言及し、本発明の範囲を少しも限定すべきではない。本発明の一実施例に従って、第1の密度測定は第1の周波数成分から導出される第1の周波数を用いて生成される。本発明の他の実施例に従って、第1の密度測定は格納された又は既知の密度値から生成される。本発明の実施例に従って、第1の密度測定は流れ材料の実際の密度を含むと仮定される。「実際の」密度の語は、音速の誤差がなければ得られる密度を意味することを指すことは理解されるべきである。従って、実際の密度の語が使用されるが、計算された実際の値は尚、他の変数によってもたらされた誤差を含み、従って、真の密度から変化する。第1の周波数が十分に低くて、密度測定内で誤差を生成する音速効果が比較的小さく、従って、あるとしても非常に少ない影響があるときには、第1の密度測定が実際の密度を含むとの仮定は、概して正確である。しかし、或る用途においては、これは現実的な仮定ではない。従って、第1の密度測定は例えば、格納され又は参照テーブルから得られる予測された密度と比較され、第1の密度測定と予測された密度測定との差がしきい値を超えれば破棄される。或いは、第1の密度測定と予測された密度測定との差がしきい値を超えれば、1つの方程式ではなく多数の方程式が用いられて、音速を計算する。これは以下により詳しく説明される。
しきい値は、格納された値又は使用者/作業者から入力された値であり得る。或いは、し
きい値は正確な測定のための使用者/作業者の要望に基づき得る。更に、予測された密度
は、格納された値又は使用者/作業者から入力された値であり得る。或いは、予測された
密度は、以前の測定に基づき得る。他の実施例において、第1の密度測定は格納された値又は既知の値から生成され得る。換言すれば、第1の密度測定は、第1の周波数成分から生成される必要は無い。
At step 203, a first fluid characteristic is generated. The first fluid properties include density, mass flow rate, volumetric flow rate, viscosity and others. This list is not comprehensive and experts in the art readily recognize additional fluid properties that can be generated. The following description refers to the first fluid property and should not limit the scope of the invention in any way as it only includes density measurements for purposes of clarity. In accordance with one embodiment of the present invention, the first density measurement is generated using a first frequency derived from a first frequency component. In accordance with another embodiment of the invention, the first density measurement is generated from a stored or known density value. In accordance with an embodiment of the present invention, the first density measurement is assumed to include the actual density of the flow material. It should be understood that the term “actual” density refers to the density obtained if there is no sound speed error. Thus, although the actual density word is used, the actual value calculated still contains errors introduced by other variables and thus varies from the true density. When the first frequency measurement includes the actual density when the first frequency is sufficiently low and the sound speed effect that produces an error in the density measurement is relatively small and therefore has very little, if any, influence. This assumption is generally accurate. However, in some applications this is not a realistic assumption. Thus, the first density measurement is compared, for example, with a predicted density stored or obtained from a look-up table and discarded if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement exceeds a threshold value. . Alternatively, if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement exceeds a threshold, multiple equations rather than one equation are used to calculate the speed of sound. This is explained in more detail below.
The threshold value may be a stored value or a value input from a user / worker. Alternatively, the threshold may be based on the user / operator's desire for accurate measurements. Further, the predicted density can be a stored value or a value input from a user / operator. Alternatively, the predicted density can be based on previous measurements. In other embodiments, the first density measurement may be generated from a stored value or a known value. In other words, the first density measurement need not be generated from the first frequency component.

ステップ204において、少なくとも第2の流体特性が生成される。少なくとも第2の
流体特性は、密度、質量流量、体積流量率、粘度その他を含む。このリストは包括的ではなく、当該技術分野の専門家は、生成され得る更なる流体特性を容易に認識する。少なくとも第2の流体特性は、第1の流体特性と同じ流体特性を含み、又は異なる流体特性を含み得る。少なくとも第2の流体特性は、明瞭化の目的から密度測定のみを含むとして記載され、本発明の範囲を少しも限定すべきではない。本発明の実施例に従って、少なくとも第2の密度測定が、少なくとも第2の周波数成分の少なくとも第2の周波数を用いて生成され得る。上記の如く、本発明の実施例に従って、第2の周波数は第1の周波数とは異なる周波数である。従って、異なる周波数で流れ材料を振動させること及びその結果である音速効果により、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定は異なる。例えば、第1の密度測定が実際の密度を含み、第2の密度測定がより高い周波数にて得られ、密度測定が音速効果による誤差を含むときは、これは真である。これらの差は、種々のモデルを用いて種々の流体パラメータを決定するのに用いられ得る。流体パラメータは例えば、音速、密度、又は質量流量を含み得る。以下に提供されたモデルは単なる例であり、当該技術分野の専門家は、更なる流体パラメータを測定することができる種々の更なるモデルを容易に認識することは理解されるべきである。1つのモデル例は式(3)に提供される。

Figure 0006080880
ここで、β=ρactual/cである。 In step 204, at least a second fluid characteristic is generated. At least the second fluid characteristic includes density, mass flow rate, volume flow rate, viscosity, and the like. This list is not comprehensive and experts in the art readily recognize additional fluid properties that can be generated. At least the second fluid property may include the same fluid property as the first fluid property, or may include a different fluid property. At least the second fluid property is described as including only density measurements for purposes of clarity and should not limit the scope of the invention in any way. In accordance with an embodiment of the present invention, at least a second density measurement may be generated using at least a second frequency of at least a second frequency component. As described above, according to an embodiment of the present invention, the second frequency is a different frequency than the first frequency. Thus, the first density measurement and at least the second density measurement are different due to vibrating the flow material at different frequencies and the resulting sound velocity effect. For example, this is true when the first density measurement includes the actual density, the second density measurement is obtained at a higher frequency, and the density measurement includes an error due to the sound velocity effect. These differences can be used to determine various fluid parameters using various models. The fluid parameter can include, for example, the speed of sound, density, or mass flow rate. It should be understood that the models provided below are merely examples, and experts in the art will readily recognize a variety of additional models that can measure additional fluid parameters. One example model is provided in Equation (3).
Figure 0006080880
Here, β = ρ actual / c 2 .

式(3)に示すようなマトリックスを用いて、種々の流体パラメータが決定される。決定される流体パラメータの特定数は例えば、用いられる振動周波数の数に依存する。付与されたマトリックスにて、流量計が振動する各周波数は他の式を提示することができる。記載は第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を用いて、実際の密度及び流体の音速を決定することに限定されているが、一層多くの周波数にて流量計を振動させ、又は他の数学的モデルを用いるだけで、他の流体パラメータが決定され得ることは理解されるべきである。例えば、幾つかの実施例において、流体がガスを含むようなときは、密度測定は適切な解を提示しない。しかし、質量流量測定は適切な解を提示する。従って、密度測定を用いるのではなく、質量流量測定が式(2)に基づいて用いられ得る。これは式(4)に示すモデルに帰結する。

Figure 0006080880
ここで、β=mactual/cである。従って、マトリックス(4)がマトリックス(3)と同様に用いられ得る。 Various fluid parameters are determined using a matrix as shown in equation (3). The specific number of fluid parameters determined depends, for example, on the number of vibration frequencies used. In a given matrix, each frequency at which the flow meter vibrates can present other equations. The description is limited to using the first density measurement and at least the second density measurement to determine the actual density and the speed of sound of the fluid, but the flowmeter is vibrated at more frequencies, or others It should be understood that other fluid parameters can be determined using only a mathematical model of For example, in some embodiments, density measurements do not provide an appropriate solution when the fluid includes a gas. However, mass flow measurement presents an appropriate solution. Thus, rather than using density measurements, mass flow measurements can be used based on equation (2). This results in the model shown in equation (4).
Figure 0006080880
Here, β = m actual / c 2 . Thus, matrix (4) can be used in the same manner as matrix (3).

ステップ205において、流れ材料の流体パラメータは、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定に基づいて決定される。本発明の実施例に従って、流体パラメータは例えば、音速を含み得る。以下の記載はしばしば、例として音速のみを含むものとして流体パラメータに言及する。従って、本発明は音速計算に限定されるべきではない。本発明の実施例に従って、流れ材料の音速は式(5)を用いて決定され得る。

Figure 0006080880
ここで、
ρfirst=第1の密度測定
ρsecond=第2の密度測定
ωsecond=少なくとも第2の周波数
d=流れ導管103A及び103Bの内径
c=流れ材料の音速 In step 205, fluid parameters of the flow material are determined based on the first density measurement and at least the second density measurement. In accordance with an embodiment of the present invention, the fluid parameter may include, for example, the speed of sound. The following description often refers to fluid parameters as including only the speed of sound as an example. Therefore, the present invention should not be limited to sound speed calculation. In accordance with an embodiment of the present invention, the speed of sound of the flow material can be determined using equation (5).
Figure 0006080880
here,
ρ first = first density measurement ρ second = second density measurement ω second = at least second frequency d = inner diameter of flow conduits 103A and 103B c = velocity of flow material

本発明の実施例に従って、第1の密度測定が実際の密度を含むと考えられるならば、即ち、第1の密度測定と予測された密度測定との差が、しきい値内であれば、式(5)がそのまま(on its own)で用いられて、流れ材料の音速を解く。上記の如く、幾つかの実施例において、第1の密度測定は既知の又は格納された密度測定に基づいて生成される。従って、第1の密度測定は、振動応答の第1の周波数成分に基づいて生成される必要は無い。第1の密度測定は使用者/作業者によって入力され、又はメモリ等から読み出される。音速
を除く式(5)内の全ての事項は、上記の如く、第1の周波数成分及び少なくとも第2の周波数成分を用いて測定され得る。従って、流れ材料の音速は、第1の周波数から得られる第1の密度測定、及び少なくとも第2の周波数から得られる少なくとも第2の密度測定に基づいて計算され得る。第1及び少なくとも第2の密度測定を用いて、音速は、従来技術のように外部測定装置を必要とせずに、1つの振動型流量計を用いて計算され得る。或いは、2以上の流量計が以下の如く用いられ得る。式(5)は所望されれば何時でも用いられ得るが、第1の密度測定と流体の実際の密度の差がしきい値内であるときに、最も正確な演算が得られる。上記の如く、音速効果が第1の周波数で得られた密度内にかなりの誤差を生成しなければ、これは合理的な仮定である。更に、式(5)は単に1つのモデルの例であり、他のモデルが考えられ、これらは本発明の範囲内である。従って、他の流体パラメータが計算され得る。
According to an embodiment of the present invention, if the first density measurement is considered to include the actual density, that is, if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement is within a threshold value, Equation (5) is used on its own to solve the sound velocity of the flow material. As described above, in some embodiments, the first density measurement is generated based on a known or stored density measurement. Thus, the first density measurement need not be generated based on the first frequency component of the vibration response. The first density measurement is input by a user / operator or read from a memory or the like. All matters in equation (5) except for the speed of sound can be measured using the first frequency component and at least the second frequency component as described above. Accordingly, the speed of sound of the flow material can be calculated based on a first density measurement obtained from the first frequency and at least a second density measurement obtained from at least the second frequency. With the first and at least second density measurements, the speed of sound can be calculated using a single vibratory flow meter without the need for an external measuring device as in the prior art. Alternatively, two or more flow meters can be used as follows. Equation (5) can be used whenever desired, but the most accurate calculation is obtained when the difference between the first density measurement and the actual density of the fluid is within a threshold. As noted above, this is a reasonable assumption if the sound speed effect does not produce significant errors in the density obtained at the first frequency. Furthermore, equation (5) is merely an example of one model, and other models are contemplated and are within the scope of the present invention. Thus, other fluid parameters can be calculated.

或る状況において、第1の密度測定は実際の流体密度を含むと想定することは合理的ではない。従って、本発明の実施例に従って、第1の密度測定と実際の密度の差がしきい値を越えていれば、流体パラメータを解くのに2つの式が用いられ得る。本発明の実施例に従って、流体パラメータは実際の流体密度を含む。本発明の他の実施例に従って、流体パラメータは音速を含む。本発明の他の実施例に従って、流体パラメータは実際の質量流量を含む。「実際の」質量流量の語は、音速効果無しで得られる質量流量を意味することを指すことは理解されるべきである。

Figure 0006080880
In certain situations, it is not reasonable to assume that the first density measurement includes the actual fluid density. Thus, according to an embodiment of the present invention, if the difference between the first density measurement and the actual density exceeds a threshold, two equations can be used to solve the fluid parameters. In accordance with an embodiment of the invention, the fluid parameters include actual fluid density. In accordance with another embodiment of the invention, the fluid parameter includes the speed of sound. In accordance with another embodiment of the invention, the fluid parameter includes the actual mass flow rate. It should be understood that the term “actual” mass flow refers to the mass flow obtained without sonic effects.
Figure 0006080880

従って、第1の密度測定が実際の密度であると信じられないとき、又は実際の密度が未知の状況では、式(6)及び(7)が組み合わされて用いられ得る。これは例えば、第1の密度測定と予測された密度測定の差がしきい値の差を越えていれば決定される。振動計が高周波数計で、密度読取り状態での音速効果が第1の周波数でも過度の誤差を生じれば、これは真である。
従って、本発明の他の実施例に従って、計算された音速は高周波数計の音速効果を補うのに使用され得ることは理解されるべきである。例えば、音速が式(5)を用いて所定温度で所定の流体について計算されれば、この計算された音速は高周波数計に用いられて、例えば式(1)及び(2)を用いた音速効果故の密度又は質量流量誤差を補う。しかし、高周波数計で実行するには、実際の流体密度が既知であるか、両方の式(6)及び(7)が用いられる必要がある。これは2つの未知量に対し、2つの式を提示する(流体の音速及び実際の
密度測定)。従って、高周波数計における音速効果は、本発明に従った方法を用いて補わ
れる。本発明は式(6)及び(7)に限定されず、当該技術分野の専門家は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を用いて他の流体パラメータを計算するのに用いられ得る他の同様の式を容易に認識することができることは理解されるべきである。
Thus, when the first density measurement is not believed to be the actual density, or in situations where the actual density is unknown, equations (6) and (7) can be used in combination. This is determined, for example, if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement exceeds a threshold difference. This is true if the vibrometer is a high frequency meter and the sound velocity effect in the density reading state produces an excessive error even at the first frequency.
Therefore, it should be understood that according to other embodiments of the present invention, the calculated sound speed can be used to supplement the sound speed effect of a high frequency meter. For example, if the speed of sound is calculated for a given fluid at a given temperature using equation (5), the calculated sound speed is used in a high frequency meter, for example, the speed of sound using equations (1) and (2). Compensates for density or mass flow error due to effectiveness. However, to run on a high frequency meter, the actual fluid density must be known or both equations (6) and (7) need to be used. This presents two equations for two unknowns (fluid sound velocity and actual density measurement). Therefore, the sound velocity effect in the high frequency meter is compensated using the method according to the invention. The present invention is not limited to equations (6) and (7), and those skilled in the art can be used to calculate other fluid parameters using the first density measurement and at least the second density measurement. It should be understood that other similar equations can be readily recognized.

計算された音速は、種々の目的に利用される。本発明の一実施例に従って、計算された音速は例えば式(1)と(2)とともに用いられて、将来の密度及び質量流量測定内の誤差を計算する。これは流量計が駆動周波数で作動し、該駆動周波数は音速効果により密度及び質量流量測定内で誤差を生じさせるのに十分高い実施例において特に有用である。
本発明は、振動型流量計について記載されてきた。上記記載は主にコリオリ流量計を指向しているが、本発明はコリオリ流量計の用量を含まない他の振動計にも用いられ得る。
例えば、振動計は振動型密度計を含む。しかし、流速の質量及び/又は量が所望される
場合がある。従って、コリオリ質量流量計が実行されるが、質量流量の能力はその場合でのみ使用される。流体の音速を計算することによって、本発明は同様に質量流量を計算することができる。これはガスのような圧縮可能な流体に特に的確である。
The calculated sound speed is used for various purposes. In accordance with one embodiment of the present invention, the calculated sound speed is used, for example, with equations (1) and (2) to calculate errors in future density and mass flow measurements. This is particularly useful in embodiments where the flow meter operates at a drive frequency that is high enough to cause errors in density and mass flow measurements due to the speed of sound effect.
The present invention has been described for a vibratory flow meter. Although the above description is primarily directed to Coriolis flow meters, the present invention may be used with other vibrometers that do not include Coriolis flow meter doses.
For example, the vibration meter includes a vibration type density meter. However, the mass and / or amount of flow rate may be desired. Thus, a Coriolis mass flow meter is implemented, but the mass flow capability is only used in that case. By calculating the sound velocity of the fluid, the present invention can calculate the mass flow rate as well. This is particularly true for compressible fluids such as gases.

本発明は、流体の音速が一旦決定された多数の目的に使用可能であることは理解されるべきである。例えば、ガスにおいて決定することがしばしば難しい2つの変数は、ガスの比熱比κ、及び個々の成分のガス定数Rである。しばしば有用なガスについての2つの式は理想気体の音速及び理想気体の式である。

Figure 0006080880
ここで、
κ=ガスの比熱比
Rは個々の成分のガス定数
Tは温度である。
P=ρRT (9)
ここでP=圧力
ρ=実際の流体密度である。 It should be understood that the present invention can be used for a number of purposes once the sound velocity of the fluid has been determined. For example, two variables that are often difficult to determine in a gas are the specific heat ratio κ of the gas and the gas constant R of the individual components. Two equations for often useful gases are the ideal gas sound velocity and the ideal gas equation.
Figure 0006080880
here,
κ = the specific heat ratio R of the gas, the gas constant T of each component is the temperature.
P = ρRT (9)
Where P = pressure ρ = actual fluid density.

有利なことに、多くの振動型流量計において、温度は既知の変数である。従って、一旦、音速が決定されると、残りの変数は容易に計算され得る。これらの2つの式はしばしば別個に用いられ、又は一旦音速が既知であると組み合わされて、例えば混合分子量、圧縮器の効率、測定訂正等のようなシステムのあらゆる数の特性を決定する。特定の例は決して本発明の範囲を限定すべきではなく、しかし、本発明の有用性を理解するのに手助けとしてのみ提示され、計算された音速が如何に用いられるかの例を提示する。
上記方法の特別な1つの利点は、振動計内の流体の音速は、変化を監視され得ることである。流体の音速の変化は、多くの条件を示すことができる。本発明の実施例に従って、流体についての計算された音速は、以前に計算された音速と比較され得る。比較は例えば、流体組成物内の変化を決定する判断材料(diagnostic)として用いられる。他の実施例において、比較は例えば流体相内の変化を決定するのに用いられ得る。
Advantageously, in many vibratory flow meters, temperature is a known variable. Thus, once the speed of sound is determined, the remaining variables can be easily calculated. These two equations are often used separately or once combined with a known speed of sound to determine any number of characteristics of the system, such as mixed molecular weight, compressor efficiency, measurement correction, etc. Specific examples should in no way limit the scope of the invention, but are presented only as an aid in understanding the usefulness of the invention and provide examples of how the calculated speed of sound can be used.
One particular advantage of the above method is that the speed of sound of the fluid in the vibrometer can be monitored for changes. A change in the sound speed of the fluid can indicate a number of conditions. In accordance with an embodiment of the present invention, the calculated sound speed for a fluid can be compared to a previously calculated sound speed. The comparison is used, for example, as a diagnostic to determine changes in the fluid composition. In other examples, the comparison can be used, for example, to determine changes in the fluid phase.

コリオリ流量計の用途において、流体相内の変化、例えば流体内に混入されたガスは、駆動ゲイン内の変化に基づいて決定され得る。しかし、ゲインが影響されるためには、混入されたガスの量は、或るしきい値量を越えることが必要である。特定のしきい値は、状態及び監視される流体に依る。本願の出願人は、流体の音速内の変化を監視することによって、更に低レベルの混入されたガスが検知され得ることを見出した(determined)。
一般に、流体の音速は同じ組成物のガスの音速よりも大きい。しかし、混合相の音速は、一般的に何れかの純粋相よりも低い。多くの組成物について、流体が1相から構成されて、少量の混入された第2相を含むとき、例えば、少量の混入されたガスを有する液体であるとき、或いは固体が混入した液体又はガスであるとき、又は液体の雫が混入したガスであるとき、音速は著しく低くなる。主たる理由の1つは、圧縮率は著しく変化する一方、混合物の密度は比較的一定を保つからである。従って、流体の音速は本願に概説された方法の1つに従って決定され、予測された音速と比較される。計算された音速と予測された音速との間の差がしきい値よりも大きければ、メータ電子機器20或いは使用者/作業
者は誤差を決定する。誤差は例えば流体の組成及び/又は流体相が変化したと決定するこ
とを含む。予測された音速は、以前に計算された音速に基づいて決定され、又は参照テーブル、メモリ内の値、使用者/作業者の入力等から得られる。
In Coriolis flow meter applications, changes in the fluid phase, such as gases entrained in the fluid, can be determined based on changes in drive gain. However, in order for the gain to be affected, the amount of entrained gas needs to exceed a certain threshold amount. The particular threshold depends on the condition and the fluid being monitored. Applicants have determined that even lower levels of entrained gas can be detected by monitoring changes in the sound velocity of the fluid.
In general, the speed of sound of a fluid is greater than the speed of sound of a gas of the same composition. However, the sound speed of the mixed phase is generally lower than any pure phase. For many compositions, when the fluid is composed of one phase and includes a small amount of mixed second phase, for example, a liquid with a small amount of mixed gas, or a liquid or gas mixed with a solid Or when the gas is mixed with liquid soot. One of the main reasons is that the compressibility changes significantly while the density of the mixture remains relatively constant. Thus, the sound speed of the fluid is determined according to one of the methods outlined in this application and compared to the predicted sound speed. If the difference between the calculated sound speed and the predicted sound speed is greater than a threshold, the meter electronics 20 or user / operator determines the error. Errors include, for example, determining that the fluid composition and / or fluid phase has changed. The predicted sound speed is determined based on previously calculated sound speed, or is obtained from a look-up table, values in memory, user / worker input, and the like.

上記の比較は最初に計算された音速を、少なくとも第2の音速と比較しているが、流体について計算された音速と予測された音速との間で比較がされることは理解されるべきである。従って、上記の判断を実行するために、1つだけの計算がされることが必要である。
音速が式(10)を用いて一旦計算されると、流速の質量又は量が計算され、該式は流れ導管103A及び103B内の密度、及び淀み点の密度の間の密度比を付与する。

Figure 0006080880
ここで、
ρ=流れ導管内の密度
ρ=淀み点の密度
κ=ガスの比熱比(上記の式(8)又は(9)から計算された)
Ma=マッハ数
従って、式(10)はマッハ数を計算するのに用いられて、以下のように規定される。
Ma=V/c (11)
ここで、Vは流体速度である。従って、音速が既に既知であるから、流れ導管領域が式(
11)及び(12)に基づいて既知であれば、体積流量
Figure 0006080880
は計算され得る。
Figure 0006080880
ここで、Aは流れ導管領域である。密度が既知であるから、質量流量は当該技術分野で一般に知られているように計算される。従って、本発明によって、流速の質量及び/又は
量は、計算された流体の音速に基づいて、振動型密度計を用いて計算され得る。 Although the above comparison compares the initially calculated sound speed with at least the second sound speed, it should be understood that a comparison is made between the calculated sound speed and the predicted sound speed for the fluid. is there. Therefore, only one calculation needs to be done to perform the above determination.
Once the speed of sound is calculated using equation (10), the mass or amount of flow velocity is calculated, which gives the density ratio between the density in the flow conduits 103A and 103B and the density of the stagnation point.
Figure 0006080880
here,
ρ = density in the flow conduit ρ 0 = stagnation point density κ = specific heat ratio of gas (calculated from the above equation (8) or (9))
Ma = Mach number Therefore, equation (10) is used to calculate the Mach number and is defined as follows.
Ma = V / c (11)
Where V is the fluid velocity. Therefore, since the speed of sound is already known, the flow conduit region is
11) and volume flow rate if known under (12)
Figure 0006080880
Can be calculated.
Figure 0006080880
Where A is the flow conduit region. Since the density is known, the mass flow rate is calculated as is generally known in the art. Thus, according to the present invention, the mass and / or quantity of the flow velocity can be calculated using a vibratory densimeter based on the calculated sound velocity of the fluid.

上記の如く、本発明は第1及び少なくとも第2の密度測定を生成することを必要とする。第1及び少なくとも第2の密度測定は、第1及び少なくとも第2の周波数応答に基づき得る。以下は、本発明の実施例に従って、如何に周波数応答が生成されるかを記載している。
図3は、本発明の実施例に従って、第1の周波数及び少なくとも第2の周波数を生成する回路300を示す。この実施例は1つの振動型流量計と共に用いられ、従って、回路300は振動型流量計5の1つのピックオフ105、105‘に連結されている。回路300はメータ電子機器20の一部を含む。或いは、回路300は処理システム707(図7
及びそれに伴う記載を参照)の一部を含む。回路300はフィルタ302A及び302B
、ヒルベルト変換(Hilbert transforms)ブロック部304A及び304B、及び分析ブロック部306A及び306Bを含む。
As noted above, the present invention requires generating first and at least second density measurements. The first and at least second density measurements may be based on the first and at least second frequency responses. The following describes how a frequency response is generated according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a circuit 300 that generates a first frequency and at least a second frequency in accordance with an embodiment of the present invention. This embodiment is used with one vibratory flow meter, and therefore the circuit 300 is connected to one pick-off 105, 105 ′ of the vibratory flow meter 5. Circuit 300 includes a portion of meter electronics 20. Alternatively, the circuit 300 is a processing system 707 (FIG. 7).
And the accompanying description). Circuit 300 includes filters 302A and 302B.
, Hilbert transforms block units 304A and 304B, and analysis block units 306A and 306B.

フィルタ302Aは、ピックオフセンサ105、105‘から第1の周波数成分(即ち、
幾つかの実施例における「低モード」)をフィルタリング(濾過)し、一方、フィルタ30
2Bは少なくとも第2の周波数成分(即ち、幾つかの実施例における「高周波数モード」)をフィルタリングする。フィルタ302A及び302Bは従って、2つの別個の処理ブランチを形成する。2以上の振動周波数が用いられるような場合は、所望ならば、2以上の処理ブランチが構成され得る。
一実施例において、フィルタリングは流量計の予測された基本周波数周りに集中するバンドパスフィルタリングを含む。フィルタリングは、ノイズ及び不要な信号を除去するフィルタリングを含む。更に、増幅、バッファリング等の他の調整操作が実行され得る。センサ信号がアナログ信号を含めば、このブロックは更にあらゆる方法のサンプリング、デジタル処理、及びデジタルセンサ信号を生成するのに実行される決定を含む。
Filter 302A receives a first frequency component (i.e., from pickoff sensors 105, 105 ′).
In some embodiments, the “low mode”) is filtered, while the filter 30
2B filters at least a second frequency component (ie, “high frequency mode” in some embodiments). Filters 302A and 302B thus form two separate processing branches. If more than one vibration frequency is used, more than one processing branch can be configured if desired.
In one embodiment, the filtering includes bandpass filtering centered around the predicted fundamental frequency of the flow meter. Filtering includes filtering to remove noise and unwanted signals. In addition, other adjustment operations such as amplification, buffering, etc. can be performed. If the sensor signal includes an analog signal, this block further includes any method of sampling, digital processing, and decisions performed to generate the digital sensor signal.

幾つかの実施例において、モードフィルタ302A及び302Bは、デジタル有限インパルス応答(FIR)多相デシメーションフィルタを含む。しかし、モードフィルタは、FIRフィルタを構成する必要は無く、従って、用いられる特定のフィルタは本発明の範囲を限定すべきではないことは理解されるべきである。
本発明の一実施例に従って、フィルタは処理デバイス又はメータ電子機器20の処理ルーチン又は処理システム707にて実行され得る。これらのフィルタはピックオフセンサ信号をフィルタリングし、間引く(decimating)最適な方法を提供し、該フィルタリングと
間引きは同じ時間及び同じ間引き率で実行される。或いは、フィルタ302A及び302Bは有限インパルス応答(FIR)フィルタ、又は他の適切なデジタルフィルタ又はフィルタ処理を含む。しかし、他のフィルタリング処理及び/又はフィルタリングの実施例が考
えられ、それらは記載及び請求の範囲内であることは理解されるべきである。
In some embodiments, mode filters 302A and 302B include digital finite impulse response (FIR) polyphase decimation filters. However, it should be understood that the mode filter need not constitute an FIR filter, and therefore the particular filter used should not limit the scope of the present invention.
In accordance with one embodiment of the present invention, the filter may be executed in a processing routine or processing system 707 of the processing device or meter electronics 20. These filters provide an optimal way of filtering and decimating the pickoff sensor signal, where the filtering and decimation are performed at the same time and at the same decimation rate. Alternatively, filters 302A and 302B include a finite impulse response (FIR) filter, or other suitable digital filter or filtering. However, it should be understood that other filtering processes and / or embodiments of filtering are contemplated and are within the description and claims.

ヒルベルト変換相304Aは、第1の周波数成分を約90度だけシフトさせ、ヒルベルト変換相304Bは、少なくとも第2の周波数成分を約90度だけシフトさせる。位相シフト動作は、各周波数成分のI及びQ成分(即ち、同相及び直交位相成分)を生成する。しかし、90度の位相シフトはあらゆる方法の位相シフト機構又は動作で実行され得ることは理解されるべきである。
I及びQ成分は、分析ブロック部306A及び306Bによって受信され処理される。処理は、第1の周波数f及び少なくとも第2の周波数fを生成する。第1の周波数f及び少なくとも第2の周波数fは、第1の密度及び少なくとも第2の密度を生成するのに用いられ得る。
本発明の実施例に従った周波数は、90度位相シフトから有利に演算される。一実施例における周波数は、90度位相シフト、及びそこから(即ち、I及びQ成分から)90度位相シフトが引き出される対応するセンサ信号を用いる。
引き出された周波数は、いかなる独立した周波数参照信号も必要とせずに得られる。周波数は、動作が非常に速い1つの90度位相シフトから得られる。結果として得られる周波数は、高度の正確さを有する。
The Hilbert transform phase 304A shifts the first frequency component by about 90 degrees, and the Hilbert transform phase 304B shifts at least the second frequency component by about 90 degrees. The phase shift operation generates I and Q components (that is, in-phase and quadrature components) of each frequency component. However, it should be understood that a 90 degree phase shift may be performed with any method of phase shifting mechanism or operation.
The I and Q components are received and processed by the analysis block units 306A and 306B. The process generates a first frequency f A and at least a second frequency f B. The first frequency f A and at least the second frequency f B can be used to generate a first density and at least a second density.
The frequency according to an embodiment of the invention is advantageously calculated from the 90 degree phase shift. The frequency in one embodiment uses a 90 degree phase shift and a corresponding sensor signal from which the 90 degree phase shift is derived (ie, from the I and Q components).
The derived frequency is obtained without the need for any independent frequency reference signal. The frequency is derived from one 90 degree phase shift that is very fast to operate. The resulting frequency has a high degree of accuracy.

図4は、本発明に従ったヒルベルト変換ブロック部304A及び304Bの詳細を示す。示された実施例にあっては、各ヒルベルト変換ブロック部304A及び304Bは、フィルタブロック412と並列なディレーブロック411を含む。従って、ディレーブロック411は、フィルタブロック412によって並列にフィルタされたデジタル信号サンプルよりも時間が遅延したデジタル信号サンプルを選択する。フィルタブロック412は、入力されたデジタル信号サンプルに90度位相シフトを実行する。
ヒルベルト変換ブロック部304A及び304Bは、ピックオフ信号の90度位相シフトバージョンを生成した、即ち、元の同相(I)信号の直交位相(Q)成分を生成する。従って、ヒルベルト変換ブロック部304A及び304Bの出力は、第1及び少なくとも第2の振動応答に元の同相(I)信号の成分を付与すると共に、第1及び少なくとも第2の振動応答に新たな直交位相(Q)成分POQ及びPOQを付与する。
FIG. 4 shows details of the Hilbert transform block sections 304A and 304B according to the present invention. In the illustrated embodiment, each Hilbert transform block unit 304 A and 304 B includes a delay block 411 in parallel with the filter block 412. Accordingly, the delay block 411 selects digital signal samples that are delayed in time from the digital signal samples filtered in parallel by the filter block 412. Filter block 412 performs a 90 degree phase shift on the input digital signal samples.
The Hilbert transform block units 304A and 304B generate a 90 degree phase shifted version of the pickoff signal, that is, generate a quadrature (Q) component of the original in-phase (I) signal. Accordingly, the outputs of the Hilbert transform block units 304A and 304B add the original in-phase (I) signal component to the first and at least second vibration responses, and a new orthogonality to the first and at least second vibration responses. Phase (Q) components POQ and POQ are added.

ヒルベルト変換ブロック部304A及び304Bへの入力は、以下のように表される。

Figure 0006080880
ヒルベルト変換を用いると、出力は以下となる。
Figure 0006080880
元の項をヒルベルト変換の出力と組み合わせれば、以下を算出する。
Figure 0006080880
図5は、本発明の実施例に従った分析ブロック部306A又は306Bのブロック図である。分析ブロック部306A又は306Bは1つのピックオフ(PO)信号から信号を受信する。示された実施例内の分析ブロック部306A又は306Bは、結合ブロック501、複合共役(conjugate)ブロック502、サンプリングブロック503、複合乗算ブロ
ック504、位相角ブロック506、定数ブロック507、及び除算ブロック508を含む。 Inputs to the Hilbert transform block units 304A and 304B are expressed as follows.
Figure 0006080880
Using the Hilbert transform, the output is
Figure 0006080880
Combining the original term with the output of the Hilbert transform yields:
Figure 0006080880
FIG. 5 is a block diagram of the analysis block unit 306A or 306B according to an embodiment of the present invention. The analysis block unit 306A or 306B receives a signal from one pickoff (PO) signal. The analysis block unit 306A or 306B in the illustrated embodiment includes a combining block 501, a composite conjugate block 502, a sampling block 503, a composite multiplication block 504, a phase angle block 506, a constant block 507, and a division block 508. Including.

結合ブロック501は、特定の振動応答の同相(I)及び直交位相(Q)成分を受信し、これらを通す。複合共役ブロック502は振動応答に複合共役を実行し、負の虚数信号を形成する。ディレーブロック503はサンプリングディレーを分析ブロック部306A又は306B内に導入し、従って、時間的に古いデジタル信号サンプルを選択する。この古いデジタル信号サンプルは複合乗算ブロック504内の現在のデジタル信号を用いて乗算される。複合乗算ブロック504は、PO信号とPO共役信号を乗算し、以下の式(20)を実行する。フィルタブロック505は以前に記載したFIRフィルタのようなデジタルフィルタを実践する。フィルタブロック505は、信号を取り除くのと同様に、センサ信号の同相(I)及び直交位相(Q)成分から高調和性を除去するのに用いられる多相デシメーションフィルタを備える。フィルタ係数は例えば、10の因数毎に取り除くような、入力信号を除去するように選択される。位相角ブロック506は、PO信号の同相(I)及び直交位相(Q)成分から位相角を決定する。定数ブロック507は式(18)に示すように、2πで除算されるサンプル速度Fを含む因数を供給する。除算ブロック508は、式(18)の除算動作を実行する。
分析ブロック部306A又は306Bは、以下の式を実行する。

Figure 0006080880
2つの連続したサンプル間の角度は従って、以下となる。
Figure 0006080880
これは振動応答の角振動数である。Hzに変換すると、
Figure 0006080880
となる。ここで「Fs」はヒルベルト変換ブロック部304A及び304Bの速度である。 The coupling block 501 receives and passes the in-phase (I) and quadrature (Q) components of a particular vibration response. Composite conjugate block 502 performs composite conjugate on the vibration response to form a negative imaginary signal. The delay block 503 introduces a sampling delay into the analysis block unit 306A or 306B and thus selects a digital signal sample that is older in time. This old digital signal sample is multiplied with the current digital signal in composite multiplication block 504. The composite multiplication block 504 multiplies the PO signal and the PO conjugate signal and executes the following equation (20). Filter block 505 implements a digital filter such as the FIR filter previously described. The filter block 505 comprises a polyphase decimation filter used to remove high harmonics from the in-phase (I) and quadrature (Q) components of the sensor signal as well as remove the signal. The filter coefficients are selected to remove the input signal, such as to remove every 10 factors. The phase angle block 506 determines the phase angle from the in-phase (I) and quadrature (Q) components of the PO signal. The constant block 507 provides a factor that includes the sample rate F S divided by 2π, as shown in equation (18). The division block 508 executes the division operation of Expression (18).
The analysis block unit 306A or 306B executes the following expression.
Figure 0006080880
The angle between two consecutive samples is therefore:
Figure 0006080880
This is the angular frequency of the vibration response. When converted to Hz,
Figure 0006080880
It becomes. Here, “Fs” is the speed of the Hilbert transform block units 304A and 304B.

図6は、本発明の一実施例に従って、第1の周波数及び少なくとも第2の周波数を生成する回路300を示す。他の実施例と共通の要素は、同じ符号を共有する。本実施例は更に、平滑化フィルタ609を含んでいることにより、以前の実施例300とは異なる。
本実施例は同様に、1つのピックオフセンサ105、105‘から振動応答を受信する。しかし、本実施例の1つの振動型流量計は1つだけの周波数で振動され、流量計内のノイズは以前に記載したように、第2の振動応答を生成する。従って、回路300は流れシステム内のノイズを上手に利用する。少量のノイズはセンサモードを活性化するから、自己誘導型の高振動応答モードは、駆動信号が付与されなくとも、検出可能である。これは1つだけの駆動信号が必要であることを意味する。
更に高いモード信号(ドライブで強化されない)は、更に小さな振幅であるから、本方法は、更なるフィルタリングを要求する。この更に高いモードの振動応答の大凡の周波数範囲は既知であるから、更に小さな振幅は重要な問題ではない。更に、他の関心事は小さな振幅故に、密度測定は同様にノイズが多いことである。短い応答時間が受け入れ可能であ
る限り、周波数測定が行われた後に、多くのサンプルを平均化することにより、この問題は解消される。この目的を達成すべく、平滑化フィルタ609は、少なくとも第2の周波数を平均化し、周波数の除去を改善し、その結果、ノイズと誤差を減少させる。
FIG. 6 illustrates a circuit 300 that generates a first frequency and at least a second frequency in accordance with one embodiment of the present invention. Elements common to the other embodiments share the same reference numerals. This embodiment further differs from the previous embodiment 300 by including a smoothing filter 609.
This embodiment similarly receives a vibration response from one pickoff sensor 105, 105 ′. However, one vibratory flow meter of this embodiment is vibrated at only one frequency, and noise in the flow meter produces a second vibration response as previously described. Thus, the circuit 300 makes good use of noise in the flow system. Since a small amount of noise activates the sensor mode, the self-induction type high vibration response mode can be detected without a drive signal. This means that only one drive signal is required.
Since higher mode signals (not enhanced by drive) are of smaller amplitude, the method requires further filtering. Since the approximate frequency range of this higher mode vibration response is known, smaller amplitudes are not a significant problem. Furthermore, another concern is that the density measurement is noisy as well because of the small amplitude. As long as a short response time is acceptable, this problem is eliminated by averaging many samples after the frequency measurement is made. To achieve this goal, the smoothing filter 609 averages at least the second frequency and improves frequency removal, thereby reducing noise and errors.

図7は、本発明の他の実施例に従った、振動型流量計700を示す。振動型流量計700は、第1の流量計5A及び少なくとも第2の流量計5Bを含む。流量計5A及び5Bは、導管71内で接続される。両流量計5A及び5Bは、導管71内を流れる流れ材料を測定する。処理システム707は、第1の流量計5A及び少なくとも第2の流量計5Bに連結される。処理システム707は、第1の流量計5Aから第1の振動応答を受信し、少なくとも第2の流量計5Bから少なくとも第2の振動応答を受信する。処理システム707は、以前に記載し且つ図8について以下に記載したように、流れ材料の第1の密度、少なくとも第2の密度、及び音速を決定することができる。   FIG. 7 shows a vibratory flow meter 700 according to another embodiment of the present invention. The vibration type flow meter 700 includes a first flow meter 5A and at least a second flow meter 5B. The flow meters 5A and 5B are connected in a conduit 71. Both flow meters 5A and 5B measure the flow material flowing in the conduit 71. The processing system 707 is coupled to the first flow meter 5A and at least the second flow meter 5B. The processing system 707 receives a first vibration response from the first flow meter 5A and receives at least a second vibration response from at least the second flow meter 5B. The processing system 707 can determine the first density, at least the second density, and the speed of sound of the flow material as previously described and described below with respect to FIG.

図8は、本発明の一実施例に従った、流体の流体パラメータを決定する方法のフローチャート800である。ステップ801において、第1の振動型流量計及び少なくとも第2の振動型流量計が振動される。第1の振動型流量計は、第1の周波数で振動されて、第1の振動応答を生成する。少なくとも第2の振動型流量計は、少なくとも第2の周波数で振動されて、少なくとも第2の振動応答を生成する。
本発明の実施例に従って、2又は3以上の流量計が用いられる。2以上の振動型流量計が含まれ、2以上の振動応答が受信され得ることは理解されるべきである。多数の振動応答が用いられて、流体パラメータ計算を更に改善する。
FIG. 8 is a flowchart 800 of a method for determining fluid parameters of a fluid according to one embodiment of the present invention. In step 801, the first vibratory flow meter and at least the second vibratory flow meter are vibrated. The first vibration type flow meter is vibrated at a first frequency to generate a first vibration response. At least a second vibratory flow meter is oscillated at least at a second frequency to generate at least a second vibration response.
In accordance with embodiments of the present invention, two or more flow meters are used. It should be understood that more than one vibratory flow meter can be included and more than one vibratory response can be received. A number of vibration responses are used to further improve the fluid parameter calculation.

ステップ802において、第1の振動応答及び少なくとも第2の振動応答が、第1の振動型流量計及び少なくとも第2の振動型流量計から受信される。少なくとも第2の振動応答は、以前に記載したように、第1の振動応答とは別の周波数を含む。
ステップ803において、以前に記載したように、第1の流体特性が生成される。
ステップ804において、以前に記載したように、少なくとも第2の流体特性が生成される。
ステップ805において、以前に記載したように、流れ流体の流体パラメータが、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性に基づいて計算される。
上記に記載した発明によって、振動計の使用者/作業者が種々の流体パラメータを計算
することができる。計算は振動応答に基づいて、実行され得る。振動応答は、少なくとも第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分を含み得る。第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分は、多数の周波数における流量計の振動の結果である。或いは、第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分は、1つの周波数における流量計の振動の結果である。従って、本発明は従来技術にて必要とされていたように、音速を測るために別個の音響計を使用することを必要としない。
更に、幾つかの実施例において、本発明は1つだけの流量計を用いて音速を計算することができる。
In step 802, a first vibration response and at least a second vibration response are received from the first vibration flow meter and at least a second vibration flow meter. At least the second vibration response includes a different frequency than the first vibration response, as previously described.
In step 803, a first fluid characteristic is generated as previously described.
In step 804, at least a second fluid characteristic is generated as previously described.
In step 805, fluid parameters of the flow fluid are calculated based on the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic, as previously described.
The invention described above allows the user / operator of the vibrometer to calculate various fluid parameters. The calculation can be performed based on the vibration response. The vibration response may include at least a first frequency component and at least a second frequency component. The first frequency component and at least the second frequency component are the result of flow meter vibration at a number of frequencies. Alternatively, the first frequency component and at least the second frequency component are the result of flow meter vibration at one frequency. Thus, the present invention does not require the use of a separate acoustic meter to measure the speed of sound, as was required in the prior art.
Further, in some embodiments, the present invention can calculate the speed of sound using only one flow meter.

計算された音速は上記の如く、多数の異なった方法に使用される。上記の実施例は本発明の有用性を強調するための単なる例であって、本発明の範囲を限定すべきではないことは理解されるべきである。むしろ、本発明の応用可能性は上記の限定された実施例よりも更に大きい。
上記実施例の詳細な記載は、本発明の範囲内にあるとして発明者らによって考えられた全ての実施例の余すところの無い記載ではない。実際、当該技術分野の専門家は、上記に記載した実施例の或る要素が様々に結合され又は除去されて、更なる実施例を生成し、そのような更なる実施例は本発明の範囲及び開示内に含まれることを理解するだろう。当該技術分野の専門家には、上記に記載した実施例は、全部又は一部が結合されて、本発明の範囲及び開示内の更なる実施例を生成することは明白であろう。
このようにして、本発明の特定の実施例及び本発明の例が説明の目的からここに開示されているが、関連技術の専門家が認識するように、均等な種々の修正が本発明の範囲内で可能である。ここに付与された開示は、他の振動型メータに応用され、上記の実施例及び添付の図面に示された実施例だけのものではない。従って、本発明の範囲は、以下の請求の範囲から決定されるべきである。
The calculated sound speed is used in a number of different ways as described above. It should be understood that the above examples are merely examples to highlight the usefulness of the present invention and should not limit the scope of the invention. Rather, the applicability of the present invention is even greater than the limited embodiment described above.
The detailed description of the above examples is not an exhaustive description of all of the examples considered by the inventors as being within the scope of the present invention. Indeed, those skilled in the art will recognize that certain elements of the embodiments described above may be variously combined or removed to produce further embodiments, which are within the scope of the present invention. And will be understood to be included within the disclosure. It will be apparent to those skilled in the art that the embodiments described above may be combined in whole or in part to produce additional embodiments within the scope and disclosure of the present invention.
Thus, although specific embodiments of the invention and examples of the invention have been disclosed herein for purposes of illustration, various equivalent modifications may be made to the invention, as will be recognized by those skilled in the art. It is possible within the range. The disclosure provided herein applies to other vibratory meters and is not limited to the embodiments described above and shown in the accompanying drawings. Accordingly, the scope of the invention should be determined from the following claims.

Claims (45)

少なくとも第1の振動型流量計を通って流れる流体の音速を計算する方法であって、
1又は2以上の周波数で流量計を振動させる工程と、
振動応答を受信する工程と、
流体の第1の流体特性を生成する工程と、
前記振動応答に基づいて、流体の少なくとも第2の流体特性を生成する工程と、
予測された流体特性を決定する工程と
第1の流体特性と予測された流体特性との差を、しきい値と比較して、第1の流体特性が現実の流体特性かを決定する工程と
第1の流体特性が現実の流体特性かに基づいて音速を演算する方法を決定する工程と
決定された方法を用いて、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性に基づいて音速を演算する工程と、
を有する方法。
A method for calculating the speed of sound of a fluid flowing through at least a first vibratory flow meter comprising:
Vibrating the flow meter at one or more frequencies;
Receiving a vibration response;
Generating a first fluid characteristic of the fluid;
Generating at least a second fluid property of the fluid based on the vibration response;
Determining the predicted fluid properties ;
Comparing the difference between the first fluid property and the predicted fluid property to a threshold value to determine if the first fluid property is an actual fluid property ;
Determining a method of calculating sound speed based on whether the first fluid property is an actual fluid property ;
Calculating the speed of sound based on the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic using the determined method ;
Having a method.
更に、計算された音速に基づいて密度誤差を計算する工程を含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising calculating a density error based on the calculated sound speed. 更に、計算された密度誤差に基づいて密度を訂正する工程を含む、請求項2に記載の方法。 The method of claim 2, further comprising correcting the density based on the calculated density error. 更に、計算された音速に基づいて質量流量誤差を計算する工程を含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising calculating a mass flow error based on the calculated sound velocity. 更に、計算された質量流量誤差に基づいて質量流量を訂正する工程を含む、請求項4に記載の方法。 5. The method of claim 4, further comprising correcting the mass flow based on the calculated mass flow error. 第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を備える、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement. 第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic include a first mass flow rate and at least a second mass flow rate. 振動型流量計を振動させる工程は、
第1の周波数で振動型流量計を振動させる工程と、
更に、第1の周波数とは別の周波数である少なくとも第2の周波数で振動型流量計を振動させる工程を有する、請求項1に記載の方法。
The process of vibrating the vibratory flow meter
Vibrating the vibratory flow meter at a first frequency;
The method according to claim 1, further comprising vibrating the vibratory flow meter at at least a second frequency that is different from the first frequency.
更に、振動応答を、振動応答の第1の周波数成分と、振動応答の少なくとも第2の周波数成分に分離する工程を有する、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising separating the vibration response into a first frequency component of the vibration response and at least a second frequency component of the vibration response. 第1の流体特性は、振動応答の第1の周波数成分に基づき、少なくとも第2の流体特性は、振動応答の少なくとも第2の周波数成分に基づく、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the first fluid characteristic is based on a first frequency component of the vibration response, and the at least second fluid characteristic is based on at least a second frequency component of the vibration response. 振動型流量計を振動させる工程は、
第1の周波数で振動型流量計を振動させる工程と、
振動応答を、第1の周波数成分と、少なくとも第2の周波数成分に分離する工程を含み、
第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分は、第1の周波数での振動によって生成される、請求項1に記載の方法。
The process of vibrating the vibratory flow meter
Vibrating the vibratory flow meter at a first frequency;
Separating the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component;
The method of claim 1, wherein the first frequency component and at least the second frequency component are generated by vibration at the first frequency.
更に、
少なくとも第2の振動型流量計を振動させる工程と、
第1の振動型流量計から第1の流体特性を生成する工程と、
少なくとも第2の振動型流量計から少なくとも第2の流体特性を生成する工程とを有する、請求項1に記載の方法。
Furthermore,
Vibrating at least the second vibratory flow meter;
Generating a first fluid characteristic from a first vibratory flow meter;
Generating at least a second fluid characteristic from at least a second vibratory flow meter.
第1の振動計及び少なくとも第2の振動計を振動させる工程は、
第1の周波数で第1の振動計を振動させる工程と、
第1の周波数とは別の、少なくとも第2の周波数で少なくとも第2の流量計を振動させる工程を有する、請求項12に記載の方法。
Vibrating the first vibrometer and at least the second vibrometer,
Vibrating the first vibrometer at a first frequency;
The method of claim 12, comprising oscillating at least a second flow meter at at least a second frequency separate from the first frequency.
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を備え、第1の密度測定は既知の流体密度から生成される、請求項1に記載の方法。   The first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, wherein the first density measurement is generated from a known fluid density. Method. 第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を備え、
第1の密度測定と予測された密度測定との差が、しきい値未満であれば、第1の密度測定は現実の流体密度を含むと判断する工程とを有する、請求項1に記載の方法。
The first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement;
The method of claim 1, further comprising: determining that the first density measurement includes an actual fluid density if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement is less than a threshold value. Method.
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備え、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値未満ならば、第1の質量流量は現実の質量流量を含むと判断する工程とを有する、請求項1に記載の方法。
The first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow and at least a second mass flow;
2. The method of claim 1, further comprising: determining that the first mass flow rate includes an actual mass flow rate if the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate is less than a threshold value.
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を備え、
第1の密度測定と予測された密度測定との差がしきい値を越えていれば、現実の流体密度と流体の音速を計算する工程とを有する、請求項1に記載の方法。
The first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement;
The method of claim 1, comprising calculating the actual fluid density and the sound velocity of the fluid if the difference between the first density measurement and the predicted density measurement exceeds a threshold.
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備え、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値を越えていれば、現実の質量流量と流体の音速を計算する工程とを有する、請求項1に記載の方法。
The first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow and at least a second mass flow;
The method of claim 1, comprising calculating the actual mass flow rate and the sound velocity of the fluid if the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate exceeds a threshold value.
振動センサ(104、105、105‘)と該振動センサに結合されたメータ電子機器(20)を含むメータアセンブリ(10)を備えた、流れ流体の音速を計算する振動型流量計において、
メータ電子機器(20)は、
振動センサからの振動応答を受信し、
流体の第1の流体特性を生成し、
前記振動応答に基づいて、流体の少なくとも第2の流体特性を生成し、
予測された流体特性を決定し
第1の流体特性と予測された流体特性の差を、しきい値と比較して、第1の流体特性が現実の流体特性かを決定し
第1の流体特性が現実の流体特性かに基づいて音速を演算する方法を決定し
決定された方法を用いて、第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性とに基づいて、音速を計算するように構成されている、振動型流量計(5)。
In a vibratory flow meter comprising a meter assembly (10) comprising a vibration sensor (104, 105, 105 ′) and meter electronics (20) coupled to the vibration sensor,
Meter electronics (20)
Receive vibration response from vibration sensor,
Generating a first fluid property of the fluid;
Generating at least a second fluid property of the fluid based on the vibrational response;
Determine the predicted fluid properties ,
Comparing the difference between the first fluid property and the predicted fluid property to a threshold value to determine if the first fluid property is an actual fluid property ;
Determining how to calculate the speed of sound based on whether the first fluid property is an actual fluid property ;
A vibratory flow meter (5) configured to calculate the speed of sound based on the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic using the determined method .
第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を備える、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   20. A vibratory flow meter (5) according to claim 19, wherein the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement. 第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備えている、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   20. A vibratory flow meter (5) according to claim 19, wherein the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow and at least a second mass flow. 第1の流体特性は、振動応答の第1の周波数成分に基づき、少なくとも第2の流体特性は、振動応答の少なくとも第2の周波数成分に基づく、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   20. The vibratory flow meter (5) according to claim 19, wherein the first fluid characteristic is based on a first frequency component of the vibration response and at least the second fluid characteristic is based on at least a second frequency component of the vibration response. ). メータ電子機器(20)は更に、第1の周波数及び少なくとも第2の周波数で振動型流量計5を振動させるように構成され、少なくとも第2の周波数は第1の周波数とは異なる、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   The meter electronics (20) is further configured to vibrate the vibratory flow meter 5 at a first frequency and at least a second frequency, wherein at least the second frequency is different from the first frequency. The vibration type flow meter (5) described in 1. メータ電子機器(20)は更に、振動応答を第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分とに分離するように構成されている、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   20. The vibratory flow meter (5) of claim 19, wherein the meter electronics (20) is further configured to separate the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component. メータ電子機器(20)は更に、第1の周波数で流量計を振動させ、振動応答を第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分とに分離するように構成され、
第1の周波数成分と少なくとも第2の周波数成分は、第1の周波数での振動により生成される、請求項19に記載の振動型流量計(5)。
The meter electronics (20) is further configured to vibrate the flow meter at a first frequency and separate the vibration response into a first frequency component and at least a second frequency component,
20. The vibratory flow meter (5) according to claim 19, wherein the first frequency component and at least the second frequency component are generated by vibration at the first frequency.
第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を含み、第1の密度測定は既知の流体密度から生成される、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   The first fluid characteristic and at least a second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, wherein the first density measurement is generated from a known fluid density. Vibrating flow meter (5). 第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を含み、
メータ電子機器は更に、第1の密度測定と予測された密度との差がしきい値未満であれば、第1の密度測定は実際の密度を備えると決定するように構成される、請求項19に記載の振動型流量計(5)。
The first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement;
The meter electronics is further configured to determine that the first density measurement comprises an actual density if a difference between the first density measurement and the predicted density is less than a threshold value. The vibration type flow meter (5) according to 19,
第1の流体特性と少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量と少なくとも第2の質量流量を備え、
メータ電子機器は更に、第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値未満であれば、第1の質量流量は実際の質量流量を備えると決定するように構成される、請求項19に記載の振動型流量計(5)。
The first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow and at least a second mass flow;
The meter electronics is further configured to determine that the first mass flow rate comprises an actual mass flow rate if the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate is less than a threshold value. The vibratory flow meter (5) according to claim 19.
メータ電子機器(20)は更に、計算された音速に基づいて密度誤差を計算するように構成されている、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   20. The vibratory flow meter (5) of claim 19, wherein the meter electronics (20) is further configured to calculate a density error based on the calculated sound speed. メータ電子機器(20)は更に、密度誤差に基づいて密度を訂正するように構成されている、請求項29に記載の振動型流量計(5)。   30. The vibratory flow meter (5) of claim 29, wherein the meter electronics (20) is further configured to correct the density based on the density error. メータ電子機器(20)は更に、計算された音速に基づいて質量流量誤差を計算するように構成されている、請求項19に記載の振動型流量計(5)。   20. The vibratory flow meter (5) of claim 19, wherein the meter electronics (20) is further configured to calculate a mass flow error based on the calculated sound velocity. メータ電子機器(20)は更に、質量流量誤差に基づいて質量流量を訂正するように構成されている、請求項31に記載の振動型流量計(5)。   32. The vibratory flow meter (5) of claim 31, wherein the meter electronics (20) is further configured to correct the mass flow based on a mass flow error. 第1の流量計(5A)と、少なくとも第2の流量計(5B)と、第1の流量計(5A)及び少なくとも第2の流量計(5B)に連結された処理システム(707)を備えた流れ流体の音速を計算する振動型流量計システム(700)は、
処理システム(707)が、
第1の流量計(5A)から第1の振動応答を受信し、少なくとも第2の流量計(5B)から少なくとも第2の振動応答を受信し、
流体の第1の流体特性を生成し、
少なくとも第2の振動応答に基づいて流体の少なくとも第2の流体特性を生成し、
予測された流体特性を決定し
第1の流体特性と予測された流体特性の差を、しきい値と比較して、第1の流体特性が現実の流体特性かを決定し
第1の流体特性が現実の流体特性かに基づいて音速を演算する方法を決定し
決定された方法を用いて、第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性に基づいて流体の音速を計算するように構成されている振動型流量計システム(700)。
A first flow meter (5A), at least a second flow meter (5B), a first flow meter (5A), and a processing system (707) connected to at least the second flow meter (5B). The vibratory flow meter system (700) for calculating the sound velocity of the flowing fluid is:
Processing system (707)
Receiving a first vibration response from the first flow meter (5A), receiving at least a second vibration response from at least the second flow meter (5B);
Generating a first fluid property of the fluid;
Generating at least a second fluid characteristic of the fluid based on at least the second vibrational response;
Determine the predicted fluid properties ,
Comparing the difference between the first fluid property and the predicted fluid property to a threshold value to determine if the first fluid property is an actual fluid property ;
Determining how to calculate the speed of sound based on whether the first fluid property is an actual fluid property ;
A vibratory flow meter system (700) configured to calculate a sound velocity of the fluid based on the first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic using the determined method .
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を含む、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。   34. The vibratory flow meter system (700) of claim 33, wherein the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement. 第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量及び少なくとも第2の質量流量を含む、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。   34. The vibratory flow meter system (700) of claim 33, wherein the first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first mass flow rate and at least a second mass flow rate. 処理システムは更に、第1の周波数で第1の流量計(5A)を振動させ、少なくとも第2の周波数で少なくとも第2の流量計(5B)を振動させるように構成され、少なくとも第2の周波数は第1の周波数とは異なる、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。   The processing system is further configured to oscillate the first flow meter (5A) at a first frequency and oscillate at least the second flow meter (5B) at least at a second frequency, and at least the second frequency. 34. The vibratory flow meter system (700) of claim 33, wherein is different from the first frequency. 第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を含み、第1の密度測定は既知の流体密度から生成される、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。   34. The first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic include a first density measurement and at least a second density measurement, wherein the first density measurement is generated from a known fluid density. Vibration type flow meter system (700). 第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定及び少なくとも第2の密度測定を含み、処理システム(701)は更に、
第1の密度測定と予測された密度測定の差がしきい値未満であれば、第1の密度測定は実際の流体密度を含むと決定するように構成されている、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。
The first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic include a first density measurement and at least a second density measurement, and the processing system (701) further includes:
34. The apparatus of claim 33, wherein the first density measurement is configured to determine that it includes an actual fluid density if a difference between the first density measurement and the predicted density measurement is less than a threshold value. Vibration type flow meter system (700).
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の密度測定と少なくとも第2の密度測定を備え、処理システム(701)は更に、
第1の密度測定と予測された密度測定の差がしきい値を越えれば、実際の流体密度及び流体の音速を計算するように構成されている、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。
The first fluid characteristic and the at least second fluid characteristic comprise a first density measurement and at least a second density measurement, and the processing system (701) further comprises:
34. The vibratory flow meter system of claim 33, configured to calculate an actual fluid density and a fluid sound velocity if a difference between the first density measurement and the predicted density measurement exceeds a threshold value. (700).
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量及び少なくとも第2の質量流量を備え、処理システム(701)は更に、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値未満であれば、第1の質量流量は実際の質量流量を備えると決定するように構成される、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。
The first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow and at least a second mass flow, and the processing system (701) further includes
34. The device of claim 33, configured to determine that the first mass flow rate comprises an actual mass flow rate if the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate is less than a threshold value. Vibration type flow meter system (700).
第1の流体特性及び少なくとも第2の流体特性は、第1の質量流量及び少なくとも第2の質量流量を備え、処理システム(701)は更に、
第1の質量流量と予測された質量流量の差が、しきい値を越えていれば、現実の質量流量と流体の音速を計算するように構成されている、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。
The first fluid characteristic and at least the second fluid characteristic comprise a first mass flow and at least a second mass flow, and the processing system (701) further includes
34. The vibration type of claim 33, configured to calculate the actual mass flow rate and the sound velocity of the fluid if the difference between the first mass flow rate and the predicted mass flow rate exceeds a threshold value. Flow meter system (700).
処理システム(701)は更に、計算された音速に基づいて密度誤差を計算するように構成されている、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。   The vibratory flow meter system (700) of claim 33, wherein the processing system (701) is further configured to calculate a density error based on the calculated sound velocity. 処理システムは更に、計算された密度誤差に基づいて密度を訂正するように構成されている、請求項42に記載の振動型流量計システム(700)。   43. The vibratory flow meter system (700) of claim 42, wherein the processing system is further configured to correct the density based on the calculated density error. 処理システム(701)は更に、計算された音速に基づいて質量流量誤差を計算するように構成されている、請求項33に記載の振動型流量計システム(700)。   34. The vibratory flow meter system (700) of claim 33, wherein the processing system (701) is further configured to calculate a mass flow error based on the calculated sound velocity. 処理システム(701)は更に、計算された質量流量誤差に基づいて質量流量を訂正するように構成されている、請求項44に記載の振動型流量計システム(700)。   45. The vibratory flow meter system (700) of claim 44, wherein the processing system (701) is further configured to correct the mass flow rate based on the calculated mass flow error.
JP2015041310A 2015-03-03 2015-03-03 Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer Active JP6080880B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015041310A JP6080880B2 (en) 2015-03-03 2015-03-03 Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015041310A JP6080880B2 (en) 2015-03-03 2015-03-03 Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011535550A Division JP2012508377A (en) 2008-11-13 2008-11-13 Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015132618A JP2015132618A (en) 2015-07-23
JP2015132618A5 JP2015132618A5 (en) 2016-05-12
JP6080880B2 true JP6080880B2 (en) 2017-02-15

Family

ID=53899890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015041310A Active JP6080880B2 (en) 2015-03-03 2015-03-03 Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6080880B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017143577A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Micro Motion, Inc. Meter electronics for two or more meter assemblies
CN111712702A (en) * 2018-02-23 2020-09-25 高准公司 Dissolution monitoring method and apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100491933C (en) * 2005-03-29 2009-05-27 微动公司 Coriolis flow meter and method for determining flow characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015132618A (en) 2015-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012508377A (en) Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer
JP5250035B2 (en) Flow meter system and method for measuring flow characteristics of a three-phase flow
CA2602769C (en) Meter electronics and methods for determining a liquid flow fraction in a gas flow material
JP4960967B2 (en) Instrument electronics and method for determining a phase difference between a first sensor signal and a second sensor signal of a flow meter
JP4977131B2 (en) Instrument electronics and method for quickly determining mass fraction of multiphase fluid from Coriolis flow meter signal
JP5842065B2 (en) Field use device and method for facilitating replacement of a processing system in a vibratory flow meter
JP4977132B2 (en) Instrument electronics and method for determining gas porosity
JP6080880B2 (en) Method and apparatus for measuring fluid parameters with a vibrometer
RU2439502C2 (en) System for flow measurement and method of measuring three-phase flow parameters

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160704

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6080880

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S802 Written request for registration of partial abandonment of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311802

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250