KR101128073B1 - 진동 유량계 및 유동 질량의 점성 결정 방법 - Google Patents

진동 유량계 및 유동 질량의 점성 결정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라서 유동 질량의 점성을 결정하는 진동 유량계(5)가 제공된다. 진동 유량계(5)는 유동 물질의 밀도(ρ)를 생성하고, 제1 유관(210a)의 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00082
) 및 제2 유관(210b)의 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00083
)을 생성하도록 구성된 계측 조립체(200)를 포함한다. 진동 유량계(5)는 제1 유관(210a)에 위치하는 제한 오리피스(252)를 더 포함한다. 제한 오리피스(252)는 제1 유관(210a)에서의 유동 질량의 제1 유량이 제2 유관(210b)에서의 유동 질량의 제2 유량보다 더 작은 것을 보증한다.

Description

진동 유량계 및 유동 질량의 점성 결정 방법{VIBRATORY FLOW METER AND METHOD FOR DETERMINING VISCOSITY IN A FLOW MATERIAL}
본 발명은 진동 유량계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진동 유량계 및 유동 질량의 점성 결정 방법에 관한 것이다.
가스와 액체를 포함하는 유동하는 유체의 특성 측정에 유량계를 널리 사용한다. 상기 특성은 예를 들어 질량 유량 및 밀도를 포함할 수 있다. 상기 특성은 유동 유체의 점성을 더 포함할 수 있다. 점성은 흔히 전단 응력 하에서 변형에 대한 유체의 저항의 측정으로서 정의된다. 이것은 또한 유동에 대한 저항 또는 유체 마찰으로서도 생각될 수 있다.
많은 상황에서 점성 측정이 필요할 수 있다. 최종 제품(end product)이 기결정된 점성을 가지도록 요구될 때, 점성 측정이 필요할 수 있다. 예시들은 자동차 오일 및 다른 윤활유인데, 여기서 제조된 또는 정제된(refined) 석유 제품의 점성은 기정의된 점성 범위 내에 속할 것이 요구될 수 있다. 점성 측정은 시럽 및 다른 음식 제품의 생산에서 필요하거나 요구될 수 있다. 점성은 공정을 제어하거 나 또는 공정을 특징지우기 위해 필요할 수 있다.
점도계가 존재한다. 점도계의 일 유형은 회전 점도계인데, 몇몇 종류의 몸체가 유체 내에서 회전한다. 회전시키는데에 필요한 힘을 측정하여서 점성 측정치 도출에 사용한다. 그런데, 회전 점도계는 단점이 있다. 맨 처음의 문제는 점성 측정을 위해서 프로세스 파이프라인으로부터 유체 샘플을 제거하여야만 한다는 것이다. 또한 다양한 유체들이 - 몇몇 경우들에서 크기의 네 오더에 이르는- 넓은 범위에 속하는 점성을 나타낼 수 있다. 따라서 회전 점도계는 몇몇 점성들에 대해 잘 작동할 수 있지만, 특정한 유체의 점성 측정에 최적이 아닐 수 있고, 더 크거나 더 작은 점성에 대해서 잘 작동하지 않을 수 있다. 음식 산업 또는 화학 또는 반도체 산업에서와 같이, 장치가 세정을 필요로 하고 유동 물질을 보유할 수 없는 어플리케이션들에서 회전 점도계들이 문제를 일으킬 수 있다.
유동 물질을 전달하는 하나 이상의 유관들을 진동시켜서 코리올리 계측기(Coriolis meters) 및 진동 밀도계를 동작시킨다. 이러한 진동 유량계들은 바람직하게도 동작 동안 유동을 제한하지 아니한다. 또한 이러한 진동 유량계는 본질적으로 비우기 쉽고 세정이 용이한 매끄럽고 중단되지 않은 유관들을 포함한다. 이것은 많은 유동 측정 환경에 있어서 잇점들을 제공한다.
해결책의 요약
본 발명의 일 실시예에 따라서, 유동 질량의 점성을 결정하는 진동 유량계가 제공된다. 진동 유량계는 유동 물질의 밀도(ρ)를 생성하고, 제1 유관의 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00001
) 및 제2 유관의 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00002
)을 생성하도록 구성된 계측 조립체를 포함한다. 진동 유량계는 제1 유관에 위치하는 제한 오리피스(restrictive orifice)를 더 포함한다. 제한 오리피스는 제1 유관에서의 유동 질량의 제1 유량이 제2 유관에서의 유동 질량의 제2 유량보다 더 작은 것을 보증한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 유동 질량의 점성을 결정하는 진동 유량계가 제공된다. 진동 유량계는 제1 유동으로서 유동 물질의 제1 부분을 받는 제1 유관과, 제2 유동으로서 유동 물질의 제2 부분을 받는 제2 유관과, 그리고 제1 유관과 제2 유관을 실질적으로 동시에 진동시키도록 구성된 공통 구동기를 포함한다. 진동 유량계는 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 생성하고, 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 생성하는 세 개의 픽오프 센서들을 더 포함한다. 세 개의 픽오프 센서들 중의 하나는 제1 유관과 제2 유관 사이에 공유된다. 진동 유량계는 제1 유관에 위치하는 제한 오리피스를 더 포함한다. 제한 오리피스는 국소적인(local) 유관 직경보다 더 작고, 상기 제한 오리피스는 제1 유동이 제2 유동과 다른 것을 보증한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 유동 질량의 점성을 결정하는 진동 유량계가 제공된다. 진동 유량계는 제1 유동으로서 유동 물질의 제1 부분을 받는 제1 유관과, 제2 유동으로서 유동 물질의 제2 부분을 받는 제2 유관과, 그리고 제1 유관과 제2 유관을 실질적으로 동시에 진동시키도록 구성된 공통 구동기를 포함한다. 진동 유량계는 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 생성하고, 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 셋 이상의 픽오프 센서들을 더 포함한다. 진동 유량계는 제1 유관에 위치되고 제한 오리피스를 포함하는 제거가능한 오리피스 부재를 더 포함한다. 제한 오리피스는 국소적인 유관 직경보다 더 작고, 상기 제한 오리피스는 제1 유동이 제2 유동과 다른 것을 보증한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 유동 질량의 점성을 결정하는 진동 유량계가 제공된다. 진동 유량계는 제1 유동으로서 유동 물질의 제1 부분을 받는 제1 유관과, 제2 유동으로서 유동 물질의 제2 부분을 받는 제2 유관과, 그리고 제1 유관과 제2 유관을 실질적으로 동시에 진동시키도록 구성된 공통 구동기를 포함한다. 진동 유량계는 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 생성하고, 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 셋 이상의 픽오프 센서들을 더 포함한다. 진동 유량계는 제1 유관과 연통하고(in communication with) 조정가능한 제한 오리피스를 제공하는 제어가능한 오리피스 부재를 더 포함한다. 조정가능한 제한 오리피스는 국소적인 유관 직경보다 더 작고, 따라서 상기 제어가능한 오리피스 부재는 제1 유동이 제2 유동과 다른 것을 보증한다. 상기 제어가능한 오리피스 부재는 복수의 오리피스 구성들을 얻을 수 있도록 제어가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제한 오리피스로 제1 유관을 부분적으로 제한하는 것을 포함한다. 제1 유관은 유동 물질의 제1 유동을 전달하고 제2 유관은 유동 물질의 제2 유동을 전달한다. 제2 유동은 제1 유동과 다르다. 상기 방법은 구동기로 진동 유량계의 제1 유관을 진동시켜서 제1 진동 응답을 생성하고, 실질적으로 동시에 구동기로 진동 유량계의 제2 유관을 진동시켜서 제2 진동 응답을 생성하는 것을 포함한다. 상기 방법은 제1 진동 응답 및 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 점성을 결정하는 것을 더 포함한다.
태양들
진동 유량계의 일 양태(aspect)에서, 제한 오리피스는 기결정된 유동 물질 점성 범위에 대하여 선택된다.
진동 유량계의 다른 양태에서, 진동 유량계는 점도계를 포함한다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 유량계는 제2 유관에 위치하는 제2 제한 오리피스를 더 포함하는데, 제2 제한 오리피스는 상기 제한 오리피스와 다르다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 유량계는 계측 전자부를 더 포함하는데, 계측 전자부는 계측 조립체에 커플링되고, 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 수신하고 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 수신하고, 그리고 제1 진동 응답 및 제2 진동 응답으로부터, 유동 물질 밀도(ρ)와 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00003
)과 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00004
)을 결정하도록 구성된다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 유량계는 유동 물질 밀도(ρ)와 제1 유동의 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00005
)과 제2 유동의 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00006
)로부터 유동 물질의 점성을 결정하는 것을 더 포함한다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 제한 오리피스는 계측 조립체 내에 실질적으로 고정된다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 제한 오리피스는 제거가능한 오리피스 부재에 형성된다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 제한 오리피스는 제어가능한 오리피스 부재의 조정가능한 제한 오리피스를 포함한다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 계측 조립체는 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 생성하고 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 셋 이상의 픽오프 센서들을 포함한다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 계측 조립체는 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 생성하고 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 세 개의 픽오프 센서들을 포함하는데, 세 개의 픽오프 센서들 중의 하나는 제1 유관과 제2 유관 사이에서 공유된다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 유량계는 계측 전자부를 더 포함하는데, 계측 전자부는 세 개의 픽오프 센서들에 커플링되고, 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 수신하고 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 수신하고, 그리고 제1 진동 응답 및 제2 진동 응답으로부터, 유동 물질의 점성을 결정하도록 구성된다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 진동 유량계의 또 다른 양태에서, 유량계는 계측 전자부를 더 포함하는데, 계측 전자부는 세 개 이상의 픽오프 센서들에 커플링되고, 제1 유관으로부터 제1 진동 응답을 수신하고 제2 유관으로부터 제2 진동 응답을 수신하고, 그리고 제1 진동 응답 및 제2 진동 응답으로부터, 유동 물질의 점성을 결정하도록 구성된다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 세 개 이상의 픽오프 센서들 중의 하나는 제1 유관과 제2 유관 사이에서 공유된다.
진동 유량계의 또 다른 양태에서, 유량계는 제2 조정가능한 제한 오리피스를 포함하고 제2 유관과 연통하는 제2 제어가능한 오리피스 부재를 더 포함하는데, 제2 조정가능한 제한 오리피스는 상기 조정가능한 제한 오리피스와 다르다.
본 발명에 따른 방법의 일 양태에서, 진동 유량계는 국소적인 유관 직경보다 더 작은, 제1 유관에 위치하는 제한 오리피스를 포함하는데, 상기 제한 오리피스는 제1 유동이 제2 유동과 다른 것을 보증한다.
본 발명에 따른 방법의 다른 양태에서, 제한 오리피스는 기결정된 유동 물질 점성 범위에 대하여 선택된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에서, 진동 유량계는 점도계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에서, 상기 방법은 제2 유관에 위치하는 제2 제한 오리피스를 더 포함하는데, 상기 제2 제한 오리피스는 상기 제한 오리피스와 다르다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에서, 제1 진동 응답 및 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 점성을 결정하는 것은, 유동 물질 밀도(ρ)와 제1 유동의 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00007
)과 제2 유동의 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00008
)로부터 점성을 결정하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에서, 제한 오리피스는 계측 조립체에 실질적으로 고정된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에서, 제한 오리피스는 제거가능한 오리피스 부재에 형성된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에서, 제한 오리피스는 제어가능한 오리피스 부재의 조정가능한 제한 오리피스를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에서, 진동 유량계는 제1 진동 응답과 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 셋 이상의 픽오프 센서들을 포함하는데, 셋 이상의 픽오프 센서들 중의 하나는 제1 유관과 제2 유관 사이에서 공유된다.
도 1은 계측 조립체 및 계측 전자부를 포함하는 코리올리 유량계를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 유량계를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 유량계에서 유동 질량의 점성 결정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 유량계를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 유량계를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유관의 일부를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유출 매니폴드를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량계의 일부를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 유량계를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선관 진동 유량계를 나타낸다.
도 1 내지 도 10 및 후술하는 상세한 설명은 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자가 본 발명의 최적 모드(best mode)를 실시하고 이용할 수 있도록 교시하는(teach) 특정한 실시예들을 나타낸다. 발명의 원리를 교시하는 목적상, 몇몇 일반적인 태양들(conventional aspects)을 단순화하거나 생략하였다. 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자는 이 예시들로부터 발명의 범주 내에 속하는 변형예들을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자는 후술할 특징들을 다양한 방식으로 결합하여 본 발명의 다양한 변형예들을 형성할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 후술한 특정한 예시들에 한정되는 것이 아니며, 청구항에 의해서 그리고 그 등가물에 의해서 정의된다.
도 1은 유량계 조립체(10) 및 계측 전자부(meter electronics)(20)를 포함하는 유량계(5)를 나타낸다. 계측 전자부(20)는 도선들(leads)(100)을 매개로 계측 조립체(10)에 연결되어 밀도, 질량 유량, 체적 유량, 총 질량 유동(totalized mass flow), 온도, 및 다른 정보를 경로(26) 저편으로(over path) 제공한다. 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자는 진동 동작 모드, 유관들(flow conduits), 픽오프 센서들(pick-off sensors), 또는 구동기들의 수에 무관하게 어떤 유형의 코리올리(coriolis) 유량계에 본 발명을 사용할 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 유량계(5)가 대안적으로 진동 밀도계(vibratory densitometer)를 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
유량계 조립체(10)는 한 쌍의 파이프라인 플랜지들(flanges)(101 및 101'), 매니폴드들(102 및 102'), 구동기(104), 픽오프 센서들(105-105'), 및 유관들(103A 및 103B)을 포함한다. 구동기(104) 및 픽오프 센서들(105 및 105')은 유관들(103A 및 103B)에 연결된다.
파이프라인 플랜지들(101 및 101')은 매니폴드들(102 및 102')에 부착된다. 매니폴드들(102 및 102')은 스페이서(106)의 마주보는 양단에 부착될 수 있다. 스페이서(106)는 매니폴드들(102 및 102') 사이의 간격을 유지하여 파이프라인 힘에 의한 유관들(103A 및 103B) 내의 원치않는 응력(steress)을 막는다. 유량계 조립체(10)가 측정된 물질을 전달하는 도관 시스템(conduit system)(미도시) 내로 삽입되면, 물질은 파이프라인 플랜지(101)를 거쳐 유량계 조립체(10)로 유입되고, 물질 총량(total amount)이 유관들(103A 및 103B)에 유입되도록 지향된 유입 매니폴드(102)를 거쳐 통과하고, 유관들(103A 및 103B)을 거쳐 흐르고, 파이프라인 플랜지(101')를 거쳐 계측 조립체(10)로부터 유출되는 유출 매니폴드(102') 내로 되돌 려진다.
유관들(103A 및 103B)이 선택되고 적절하게 유입 매니폴드(102) 및 유출 매니폴드(102')에 장착되어 각각 벤딩 축들(W--W 및 W'--W')을 중심으로 실질적으로 동일한 질량 분포, 관성 모멘트, 및 탄성 묘듈들(elastic modules)을 가진다. 유관들은 매니폴드들로부터 실질적으로 평행하게 밖으로 향하도록 연장된다.
유량계의 제1 위상 반전(out of phase)이라고 명명된 것에서 및 각각의 벤딩 축들(W 및 W')을 중심으로 반대 방향으로 구동기(104)에 의해 유관들(103A 및 103B)이 구동된다. 구동기(104)는 유관(103A)에 장착된 자석과 유관(103B)에 장착된 대항 코일(opposing coil)과 같은 잘 알려진 많은 배열들 중의 어느 하나를 포함할 수 있다. 교류 전류가 대항 코일을 통해 흘러서 두 유관들을 진동하도록 할 수 있다. 적절한 구동 신호가 계측 전자부(20)에 의해 도선(100)을 경유하여 구동기(104)에 제공된다.
계측 전자부(20)는 도선들(111 및 111') 각각의 신호를 수신한다. 계측 전자부(20)는 도선(110)에 구동 신호를 생성하는데, 구동 신호는 구동기(104)가 유관들(103A 및 103B)을 진동시키도록 한다. 계측 전자부(20)는 픽오프 센서들(105 및 105')로부터의 좌 및 우 속도 신호들을 처리하여 질량 유량을 연산한다. 경로(26)는 계측 전자부(20)가 작업자(operator) 또는 다른 전자 시스템들과 인터페이스할 수 있도록 하는 입력 및 출력 수단을 제공한다. 도 1의 상세한 설명은 단지 코리올리 계측계 동작의 예시에 불과하며 본 발명의 교시를 제한하려는 것이 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 조립체(200)을 나타낸다. 계측 조립체(200)는 진동 유량계(5)에서 도 1의 계측 조립체(10)를 대체할 수 있는데, 여기서 계측 조립체(200)는 계측 전자부(20)에 연결될 수 있다. 계측 조립체(200)를 포함하는 유량계(5)는 유동 물질의 점성 결정을 제공하는 점도계를 포함한다. 그러나 유량계(5)가 개개의 유관들을 거치는 질량 유동 측정들(
Figure 112009062740811-pct00009
및
Figure 112009062740811-pct00010
)과 유동 물질의 밀도 측정(ρ)을 포함하는 질량 유동 측정들을 부가적으로 제공할 수 있음을이해할 수 있을 것이다. 따라서, 유량계(5)는 진동 밀도계 및/또는 코리올리 유량계를 부가적으로 포함할 수 있다. 다른 부가적인 유동 측정들이 생성될 수 있고, 이들은 상세한 설명 및 청구항들의 범주 내에 속한다.
일 실시예에서 계측 전자부(20)는 제1 유동을 전달하는(conduct) 제1 유관(210a)을 진동시키고 제2 유동을 전달하는 제2 유관(210b)을 진동시키도록 구성되는데, 여기서 진동을 가하는 것은 공통 구동기(216)에 의해 행해진다. 계측 전자부(20)는 또한 제1 유관(210a)으로부터 제1 진동 응답을 수신하고, 제2 유관(210b)로부터 제2 진동 응답을 수신하고, 그리고 제1 진동 응답 및 제2 진동 응답으로부터 점성을 결정한다. 또한, 계측 전자부(20)는 제1 유동 및 제2 유동의 밀도 그리고 질량 유량들을 더 결정할 수 있다. 따라서 점성은 제1 유관(210a)의 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00011
), 제2 유관(210b)의 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00012
), 및 유동 물질 밀도(ρ)로부터 결정할 수 있다.
점성 측정에 있어서 하나의 공통적인 문제는 넓은 범위의 유체 점성으로부터 발생한다. 점성은 크기의 네 오더에 이르도록 변할 수 있다. 유량계가 유체를 정확하게 측정할 수 있도록 충분히 높은 비율(rate)로 및 하지만 유량계에 걸친 압력 저하가 과하지 않도록 충분히 낮은 비율로, 유동 유체가 유량계를 통해 유동해야 한다.
몇몇 실시예들에서, 실질적인 층류 영역(regime)에 제1 유동 및 제2 유동이 존재한다. 상대적으로 큰 점성을 가지는 유동 물질은 낮은 유체 유동 동안 층류를 가질 것이다. 따라서, 유관들 내 유동 물질은 실질적으로 매끄럽고(smooth) 교란되지 않으며, 압력 저하가 크다. 층류에 대하여, 제한 오리피스는 국소성 유관 크기보다 유의미하게 더 작을 필요가 있을 수 있는데, 유동 비율들의 유의미한 차이를 결과하기에 충분히 큰 압력 저하를 갖기 위함이다.
다른 실시예들에서, 실질적인 난류 영역에 제1 유동 및 제2 유동이 존재한다. 작은 점성을 가지는 유동 물질은 상대적으로 작은 압력 하에서 및 상대적으로 높은 유동 비율에서와 같이 측정가능한 유동 비율에서 난류를 나타낸다. 따라서, 제1 유관 및 제2 유관 내 유동 물질은 제한 오리피스의 부존재에도 불구하고, 상대적으로 작은 압력 저하를 가질 것이다. 난류에 대하여, 제한 오리피스는 국소성 유관 크기보다 단지 다소 더 작을 필요가 있다.
불행히도, 층류 영역에 대한 압력 저하 방정식과 난류 영역에 대한 압력 저하 방정식이 서로 다르다. 따라서, 층류 영역에 대한 최적 유동 제한기(restrictor)가 난류 영역에 대해서는 최적이 아니다. 그러므로, 점성이 작은 유체 및 점성이 큰 유체 양자와 그리고 그 사이의 유체들을 수용할 수 있는 점성 측정 계측기를 설계하는 것이 문제가 되었다.
문제의 해결책은 각각의 유동 영역에 대하여 개별적으로 일련의 파라미터들을 최적화하고 원하는 점성 또는 점성 범위에 대하여 적절한 유동 제한기를 구비하는 것이다. 상기 해결책은 제거가능한 오리피스 부재를 채용하는 것을 포함할 수있다. 따라서, 제거가능한 오리피스 부재의 선택에 의해서 적절한 제한 오리피스가 선택되어서, 유량계 구성에 사용될 수 있다. 유동 제한기는 유동 경로에서 부가적인 압력 저하를 제공한다. 압력 저하는 유체의 소모된 운동 에너지에 비례한다. 상응하는 유관보다 더 작은 직경/크기의 제한 오리피스는 유동 점성의 증가를 결과한다. 과다한 속도는 난류로써 하류에서 소모된다. 이러한 에너지 소모에 의한 압력 저하는 단지 점성과 무관한 압력 방정식에서의 압력 저하 항이다. 이러한 항 없이(예를 들어 오리피스 대신 벤추리를 사용하여), 점성은 압력 방정식들로부터 상쇄된다. 그 결과, 유동 제한 장치로서 하나의 유관에 벤추리를 구비한 계측기에서 유동 비율은 점성에 대하여 독립적이고 점성 결정에 사용될 수 없다.
계측 조립체(200)는 제1 유관(210a)과 제2 유관(210b)을 포함한다. 이 실시예에서 제1 유관(210a)과 제2 유관(210b)은 공통 입구(212)로부터 시작되고 독립적인 제1 출구(213a) 및 제2 출구(213b)를 구비한다. 두 유관들(210a 및 210b)은 입구단에서 플랜지들을 포함할 수 있다(도 9 내지 도 11 참조). 두 유관들(210a 및 210b)은 출구단에서 플랜지들(244a 및 244b)을 포함한다. 계측 조립체(200)은 별개의 유입 유동들을 교대로 받아들일 수 있고, 입력을 두 스트림으로 분리하는 유입 매니폴드를 필요로 하지 아니한다. 그러나, 점성 결정을 위하여, 유관들 내 유 동 물질은 동일해야만 하고 입구에서 같은 압력으로 제공되어야만 한다. 마찬가지로 계측 조립체(200)의 출구는 결합된 유동 스트림을 포함할 수 있거나 또는 출구에서 같은 압력들을 가지는 두 독립적인 유동 스트림들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 유관들(210a 및 210b)은 실질적인 U-자형 유관들을 포함한다. 대안적으로, 도 10에 도시되고 후술하는 바와 같이, 유관들(210a 및 210b)은 실질적인 직선형 유관들을 포함한다. 그러나 다른 형상들이 또한 사용될 수 있고,이들은 본 상세한 설명 및 청구항들의 범주 내에 속한다.
제1 유관(210a) 및 제2 유관(210b) 사이에 공통 구동기(216)이 위치한다. 공통 구동기(216)는 제1 유관(210a) 및 제2 유관(210b)를 동시에 진동시키도록 구성된다.
계측 조립체(200)는 세 개의 또는 네 개의 픽오프 센서들(218)을 포함할 수있다. 픽오프 센서들(218)은 도선들(100)에 의해서 계측 전자부(20)에 커플링된다(미도시). 따라서 계측 전자부(20)에 의해서 픽오프 센서들로부터의 진동 응답들이 수신되고 처리된다.
제1 실시예에서, 제1 유관(210a) 및 제2 유관(210b) 사이에 공유 픽오프 센서(218)가 위치된다. 제1 유관(210a)의 진동 및 제2 유관(210b)의 진동으로부터 공유 진동 응답을 생성하도록 공유 픽오프 센서(218)가 구성된다. 공유 픽오프 센서(218)는 상류 픽오프 센서 또는 하류 픽오프 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 독립 픽오프 센서(218'a)는 제1 유관(210a)에 커플링되고 제1 유 관(210a)의 진동으로부터 제1 독립 진동 응답을 생성하도록 구성된다. 제2 독립 픽오프 센서(218'b)는 제2 유관(210b)에 커플링되고 제2 유관(210b)의 진동으로부터 제2 독립 진동 응답을 생성하도록 구성된다. 제1 독립 픽오프 센서(218'a)와 제2 독립 픽오프 센서(218'b)는 임의의 방식의 강성 지지 구조(미도시)에 의해서 지지될 수 있고, 여기서 제1 독립 픽오프 센서(218'a)와 제2 독립 픽오프 센서(218'b)는 상기 지지 주소에 의해서 고정된 위치에서 지지되고, 상응하는 유관들의 진동의 움직임을 측정한다. 따라서, 제1 독립 픽오프 센서(218'a)와 제2 독립 픽오프 센서(218'b)는 각각 하나의 유관에 대하여 다른 유관과 무관한(그리고 다른 유동 스트림과 무관한) 진동 응답을 생성한다.
계측 조립체(200)는 제1 유관(210a)에 위치한 제한 오리피스(252)을 포함한다. 도면에 도시된 실시예에서, 제한 오리피스(252)는 제거가능한 오리피스 부재(250)에서 구현되고, 제거가능한 오리피스 부재(250)에 의해서 제공된다(도 4 및 도 5를 또한 참조). 그러나, 계측 조립체(200)는 대안적으로 유관(210)에 실질적으로 고정된 제한 오리피스(252)를 채용할 수 있거나(도 6 및 도 6에 관련된 설명 참조) 또는 제어가능한 오리피스 부재(290)을 채용할 수 있다(도 7 및 도 8과 이들에 관련된 설명 참조).
도면은 제한 오리피스(252)를 포함하는 제거가능한 오리피스 부재(250)을 나타낸다. 제한 오리피스(252)은 제1 유관(210a)의 유동 통로와 유출 매니폴드(280a)의 상응하는 유동 통로의 사이에 위치한다. 제거가능한 오리피스 부재(250)는 클램핑되거나 트랩되거나 또는 이와 다르게 유출 플랜지(244)과 유출 매 니폴드(280) 사이에 지지될 수 있다. 제한 오리피스(252)이 유관의 출구에 도시되어 있지만, 유관의 어느 지점에서든지 제한 오리피스(252)가 위치될 수 있고 여기서 제한 오리피스(252)이 영향 받은 유관에서의 유동 비율을 감소시킴을 이해할 수 있을 것이다.
단지 하나의 유출 매니폴드(280)이 도시되었지만, 계측 조립체(200)가 두 매니폴드들에서 실질적으로 동일한 상류 압력들 및 하류 압력들을 유지하는 한, 하나 이상의 개개의 유출 매니폴드들에 양 플랜지들(244a 및 244b)이 부착될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 대안적으로, 제거가능한 오리피스 부재(250)은 임의의 방식의 수용체, 소켓 등에 수용될 수 있다.
제한 오리피스(252)는 기결정된 크기일 수 있고 기결정된 형상을 가질 수 있다. 크기의 차이는 유동 물질의 점성을 포함하는 유동 물질의 특성에 따라서 선택될 수 있다. 제한 오리피스(252)는 기결정된 유동 물질 점성 범위에 대하여 선택될 수 있다. 제한 오리피스(252)는 국소적인 유관 직경(점선 참조)보다 크기가 작다. 따라서 제한 오리피스(252)는 제1 유관(210a)에서 유동을 제한하고 제1 유관(210a)에서의 제1 유동의 제1 비율을 제2 유관(210b)에서의 제2 유동의 제2 비율보다 더 작게 만든다.
제한 오리피스(252)는 제1 유관(210a)에서 운동 에너지 손실을 야기한다. 손실된 운동 에너지는 유동에서의 난류를 포함한다. 벤추리에서 사실인 것처럼, 운동 에너지는 회복되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어 "벤추리"는 전체 유체 압력의 대부분이 보존되도록 유동 면적의 점진적인 증가가 뒤따르는 유동 면적 의 축소를 포함하는 유동 채널의 섹션으로서 정의될 수 있는데, 정적인 유체 압력은 동적인 압력으로 전환되고 그리고 이어서 다시 정적인 압력으로 되돌려진다.
오리피스를 거치는 압력 손실(ΔP)에 대한 기본 방정식은 포함한다:
Figure 112009062740811-pct00013
여기서 ΔP는 오리피스로 인한 압력 변화이고, K는 운동 에너지 소비 계수이고, ρ는 유체 유동의 밀도이고, V1은 제1 유관(210a) 내 유동 속도이고, Vo는 오리피스를 거치는 유동 속도이다.
수학식 1은 오리피스를 거치는(그리고 오리피스 후에) 소모된 운동 에너지에 기인하는 전체 압력 저하를 나타낸다. 소모 계수(K)가 오리피스 직경 비율(β)의 함수임을 유의해야 한다. 오리피스 직경 비율(β)은 제1 유관(210a)의 관 직경(d1)에 대한 오리피스 직경(do)의 비율을 포함한다.
Figure 112009062740811-pct00014
유관에서 압력 저하에 대한 기본 방정식은 다르시(Darcy) 공식에 의해서 결정될 수 있다:
Figure 112009062740811-pct00015
여기서 f는 파이프의 마찰 계수이고, l은 관의 길이이고, d는 관 직경이다.
층류 유동에 대하여, 마찰 계수(f)는 다음과 같이 표현될 수 있다;
Figure 112009062740811-pct00016
여기서 Re는 레이놀즈 수이고, μ는 유체 점성이다. 따라서, 층류에 대한 관 내 압력 저하(ΔP)는 다음을 포함한다:
Figure 112009062740811-pct00017
난류 유동에 대하여, 압력 저하(ΔP)는 다시 다르시 공식에 의해서 표현될 수 있다:
Figure 112009062740811-pct00018
그런데 난류 유동에 대해서는, 마찰 계수(f)는 다음의 형식을 가진다:
Figure 112009062740811-pct00019
수학식 7을 다르시 공식에 대입하면:
Figure 112009062740811-pct00020
계측 조립체(200)를 거치는 두 유동 경로들이 공통 상류 압력으로부터 유래되고, 공통 하류 압력에서 만나기 때문에, 두 유동 경로들을 거치는 압력 저하들은 같아야 한다. 따라서 제2 유관 압력 저하(ΔP2)는 제1 유관 압력 저하(ΔP1)와 같다고 가정될 수 있다. 그러나 두 유관들(210a 및 210b)을 거치는 유동 비율들은 같지 않은데, 하나의 유관이 제한 오리피스(252)을 포함하기 때문이다.
ΔP1 = ΔP2
결과적으로, 수학식 9는 다음을 포함하는 층류 영역 점성 방정식으로 변형될 수 있다:
Figure 112009062740811-pct00021
계측 조립체(200)에 의해 얻어진 밀도 측정치들과 질량 유량으로부터 유동 속도 항들이 도출될 수 있는데, 여기서:
Figure 112009062740811-pct00022
Figure 112009062740811-pct00023
용어 A는 유관의 단면 유동 면적이다. 결과적으로, 제1 유관(210a)에서의 유동 물질의 속도(V1)은 다음을 포함한다:
Figure 112009062740811-pct00024
제2 유관(210b)에서의 유동 물질의 속도(Vo)은 다음을 포함한다:
Figure 112009062740811-pct00025
제한 오리피스(252)을 거치는 유동 속도 즉, Vo는 다음을 포함함을 이해해야 한다:
Figure 112009062740811-pct00026
여기서, d1은 제1 유관(210a)의 직경이고, do는 제한 오리피스(252)의 직경이다. 이러한 예시에서, 제한 오리피스(252)은 제1 유관(210a)에 위치한다.
마찬가지로, 결과적으로, 수학식 9는 다음을 포함하는 난류 영역 점성 방정식으로 변형될 수 있다:
Figure 112009062740811-pct00027
수학식 16은, 앞서서의 수학식 13 내지 수학식 15와 함께, 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00028
), 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00029
), 및 유동 물질 밀도(
Figure 112009062740811-pct00030
)의 측정치들로부터 난류 영역에서의 점성을 도출하는데에 사용될 수 있다.
도시된 실시예에서, 제1 진동 응답은 공유 픽오프 센서(218)으로부터의 공유 진동 응답과 제1 독립 픽오프 센서(218'a)로부터의 제1 독립 진동 응답을 포함한다. 제1 유관 시간 지연(Δt1)은 공유 진동 응답과 제1 독립 진동 응답 간의 위상차를 포함한다. 제2 진동 응답은 공유 진동 응답과 제2 독립 픽오프 센서(218'b)로부터의 제2 독립 진동 응답을 포함한다. 제2 유관 시간 지연(Δt2)은 공유 진동 응답과 제2 독립 진동 응답 간의 위상차를 포함한다. 따라서 시간 지연(Δt)는 유관의 상류 진동 응답과 하류 진동 응답 간의 위상차를 반영한다. 제1 유관 시간 지연(Δt1)과 제2 유관 시간 지연(Δt2)은 계측 전자부(20)에 의해서 계측 조립체(200)에 대한 다양한 유동 스트림 특성들을 결정하는데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 유관 시간 지연(Δt1)과 제2 유관 시간 지연(Δt2)은 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00031
) 및 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00032
)을 결정하는데에 사용될 수 있다. 밀도 측정(
Figure 112009062740811-pct00033
)을 결과하기 위해 진동하는 관들의 자연 주파수를 처리할 수도 있다.
계측 조립체(200)의 제1 유동 스트림은 제2 유동 스트림과 달라야만 한다. 따라서, 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00034
)이 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00035
)보다 더 작도록 제한될 수 있다. 결과적으로 각 유관을 거치는 유동은 다른 유관을 거치는 유동과 무관하게 측정될 수 있다.
일 실시예에서, 유관들(210a 및 210b)은 도시한 바와 같이 실질적인 U-자형 유관들을 포함한다. 대안적으로, 유관들(210a 및 210b)은 실질적인 직선형 유관들을 포함한다(도 10 참조). 그러나 다른 형상들 또한 사용될 수 있으며, 이들은 본 상세한 설명 및 청구항들의 사상 내에 속한다.
도면은 선택적인 제2 제거가능한 오리피스 부재(250b)(점선)를 나타낸다. 제2 제거가능한 오리피스 부재(250b)는 제2 제한 오리피스(252b)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서 제2 제한 오리피스(252b)는 대략 제2 유관(210b)과 같은 크기를 가진다. 이것이 예를 들어 계측 조립체(200)와 유출 매니폴드(280) 간에 일정한 간격을 유지하는 것을 행하도록 할 수 있다. 대안적으로, 제2 제거가능한 오리피스 부재(250b)는 제한 오리피스(252) 및 제2 제한 오리피스(252b) 양자를 포함하는 하나의 구성 요소를 포함할 수 있다.
제2 제한 오리피스(252b)가 제2 유관(210b)보다 더 작을 수 있음을 이해해야 한다. 그런데, 제2 제한 오리피스(252b)는 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00036
)과 같은 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00037
)을 생성할 수 없다. 결과적으로, 제2 제한 오리피스(252b)는 제한 오리피스(252)와 달라야만 한다.
제거가능한 오리피스 플레이트(250)의 적절한 선택에 의해서, 계측 조립체(200)는 원하는 유동 물질에 따라서 구성될 수 있다. 예를 들어, 유동 물질이 상대적으로 점성이 작다면, 다시 말해서, 유동 물질의 유동에 대한 저항이 작다면, 그러면, 유관의 안쪽 직경에 대하여 크기가 비교적 유사하도록 제한 오리피스(252)가 선택될 수 있고, 계측 조립체(200)는 난류 영역에서 동작한다. 상응하게, 점성이 크다면, 다시 말해서, 유동 물질의 유동에 대한 저항이 크다면, 그러면, 원하는 운동 에너지 손실을 생성하기 위해서 제한 오리피스(252)을 거치는 유량의 큰 변화가 요구될 것이기 때문에, 유관의 안쪽 직경에 비하여 크기가 상대적으로 작도록(다시 말해서 직경 변화가 큼) 제한 오리피스(252)가 선택될 수 있다.
계측 조립체(200)는 제1 유관(210a)에 대한 제1 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00038
)을 측정할 수 있고, 독립적으로 제2 유관(210b)에 대한 제2 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00039
)을 측정할 수 있다. 계측 조립체(200)는 구동 알고리듬의 PLL(phase-locked loop)의 잇점을 취한다. 구동 알고리듬은 PLL 구성을 사용하여서 픽오프 센서들의 하나와 구동 신호 사이의 위상을 잠글 수 있다. 편리하게, 공유 픽오프 센서(218)는 단순함을 위해 구동 신호에 잠길 수 있다. 픽오프 센서 장치에 있어서 이러한 잠금 피쳐의 잇점을 취함으로써, 구동 신호에 위상이 잠긴 하나의 픽오프 센서를 가지는 것과 두 독립적인 진동 응답들을 허용하면서, 두 독립적인 픽오프 센서들을 가지는 것이 가능하다. 잠긴 픽오프 센서와 두 독립적인 픽오프 센서들 각각 간의 시간 지연(Δt)을 측정한다. 덧붙여, 잠긴 픽오프 센서는 또한 구동 신호 생성에 추가적으로 사용되는 기준 피드백 신호를 포함할 수 있다.
각 유관을 거치는 유동이 독립적일지라도, 하나의 유관 내 질량 유동의 측정은 다른 도관을 거치는 유동에 독립적이지 않다. 하나의 도관을 거치는 유동은 다른 도관에서의 위상을 유도한다. 이러한 연계 때문에, 본 발명에 따른 세 개의 픽오프 센서 계측 조립체(200)의 두 유관들에 대하여 새로운 질량 유동 방정식이 사용된다. 새로운 듀얼 유관 방정식들은 두 유관들(210a 및 210b)에 의해서 경험되는 시간 지연(즉, Δt1 및 Δt2)에 기초한다.
종래의 듀얼 관 코리올리 유량계에 있어서, 두 유관들 사이에서 위상을 측정하고 유량계의 유입 측 픽오프들과 유출 측 픽오프들 사이에서 위상차를 연산한다. 이러한 위상차는 하나의 시간 지연(Δt)으로 변환되고 다음의 수학식을 채용함으로써, (예를 들어, 질량 유량(
Figure 112009062740811-pct00040
)와 같은) 유동량 결정에 사용된다:
Figure 112009062740811-pct00041
TC 항 및 T 항은 및 측정 온도치 및 주변 온도치를 각각 나타낸다. 수학식 17에서, 시간 지연(Δt)의 하나의 측정은 유동 측정에 사용될 수 있다. 시간 지연(Δt)은 영점에서의 시간 지연(Δtz)에 의해 조정된다. 영점에서의 시간 지연(Δtz)은 유동 없음 조건 하에서 결정되는 교정 계수(calibration factor)를 포함한다.
그런데, 이러한 종래의 질량 유량 방정식은 세 개의 픽오프 센서 계측 조립체(200)의 두 독립적인 유관들에 대하여 적절하지 않다. 그 이유는 본 발명에 따른 듀얼 유관들에서, 유동이 두 유관들에서 얼마간의 위상을 유도하기 때문이다. 이것은 심지어 두 유관들 중에서 단지 하나에만 유동이 존재하는 경우에조차 그러하다. 종래의 유량계에서, 공통 유동이 두 유관들을 거쳐 통과하기 때문에, 유도된 위상은 각 도관에서 일치한다. 따라서 유도된 위상은 두 도관들 간의 위상차로서 나타나지 아니하고, 결과 연산에 있어서의 인자가 아니다. 그러므로, 종래의 유량계에서 유동 비율 결정을 위해 종래 기술에서 단일한 시간 지연을 사용할 수 있다.
대조적으로, 본 발명에 있어서, 제1 유동 스트림 및 제2 유동 스트림은 독립적이다. 그 결과, 두 유동들에 의해 야기되는 위상이 두 유관들 사이에 다를 수 있다. 그러므로, 하나의 시간 지연에 기초하는 질량 유량 방정식을 채용할 수 없 다.
세 개의 픽오프 센서 계측 조립체(200)에서 유동은, 단지 유관들 중 하나에만 유동이 존재할지라도, 두 유관들(210a 및 210b)에서 위상을 유도한다. 두 유도된 위상들으 다를 수 있다. 따라서, 유동 측정을 위하여 각 유관으로부터의 두 시간 지연 측정이 요구된다. 유동 측정은 하나의 유동 또는 두 유동들에 대한 것일 수 있다. 이러한 측정 방법(scheme)의 일 예시를 다음의 방정식들로서 표현할 수 있다:
Figure 112009062740811-pct00042
Figure 112009062740811-pct00043
여기서 아래 첨자 1은 제1 유관(210a)을 지칭하고, 아래 첨자 2는 제2 유관(210b)을 지칭한다. 수학식 18 및 수학식 19에서 두번째 첨자(term)(즉, 예를 들어 FCF12 항목의 "2")는 하나의 유관을 거치는 유동이 다른 유관 내 위상을 유도하기 때문에 필요하다. 수학식 18 및 수학식 19는 계측 전자부(20)에서 유관들(210a 및 210b) 양자 내 질량 유량들을 결정하는 데에 사용될 수 있다.
이하,
Figure 112009062740811-pct00044
형태의 시간 지연 값들에 있어서, 위첨자 A는 어떤 유관이 유동을 전달하고 있는지를 나타낸다. 유동이 제2 유관(210b)을 통해 전달되고 있다면, 시간 지연 값은
Figure 112009062740811-pct00045
형태가 될 것이다. 아래첨자 B는 어떤 유관으로부터 진동 응 답이 수신되는지를 나타낸다. 따라서, 값(
Figure 112009062740811-pct00046
)은 유동이 제1 유관(210a)를 통해 흐를때 제2 유관(210b)에 대하여 측정한 시간 지연이다. 유사하게, 값(
Figure 112009062740811-pct00047
)은 유동이 제2 유관(210b)를 통해 흐를때 제1 유관(210a)에 대하여 측정한 시간 지연이다. 위첨자 0은 유동이 없는 조건을 나타내는데, 값(
Figure 112009062740811-pct00048
)은 제1 유관(210a)이 제로 또는 비-유동 조건하에서 공통 구동기(216)에 의해 진동되고 있을 때, 제1 유관(210a)에 대하여 측정한 시간 지연을 나타낸다.
그런데, 수학식 18 및 19보다 간단한 형태가 유동 스트림 특성 결정에 사용될 수 있다. 수학식 18 및 19는 어떤 대칭성(symmetry)의 이점도 취하지 않는다. 시간 지연에 있어서 대칭성의 한 형태가 가능하다. 시간 지연이 대칭적이라면, 즉, 만약:
Figure 112009062740811-pct00049
Figure 112009062740811-pct00050
Figure 112009062740811-pct00051
Figure 112009062740811-pct00052
이면, 수학식 17 및 18은 다음과 같이 된다:
Figure 112009062740811-pct00053
Figure 112009062740811-pct00054
T 항들은 온도 측정치들을 나타낸다.
Figure 112009062740811-pct00055
항은 제1 유관(210a)의 온도이고,
Figure 112009062740811-pct00056
항은 제1 유동 유체의 온도이다. 마찬가지로,
Figure 112009062740811-pct00057
항은 제2 유관(210b)의 온도이고,
Figure 112009062740811-pct00058
항은 제2 유동 유체의 온도이다.
Figure 112009062740811-pct00059
값은 제1 유관(210a)에 대한 제로 유동 교정 값이고,
Figure 112009062740811-pct00060
값은 제2 유관(210b)에 대한 제로 유동 교정 값이다. 유동 교정 인자들(FCF11, FCF12, FCF21, 및 FCF22)은 유동 시험들에 의해 결정되는 교정 계수들이고 이후 유동 스트림 특성 교정들에 사용된다.
덧붙여, 유동 교정 인자들 또한 대칭적일 수 있다. 이 경우, 예를 들어
Figure 112009062740811-pct00061
와 같이 유동 교정 인자들이 대략 대칭적일 수 있다는 점에서 수학식 21 및 22는 보다 더 단순화될 수 있다. 수학식들의 대칭성은 교정 프로세스에 영향을 미칠 것이다.
두 질량 유량들을 측정할 수 있음은 또한 두 질량 유량들 이외의 다른 프로세스 변수들(process variables)을 측정하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 유관들 중의 하나가 제한 오리피스를 구비한다면, 두 유량들의 비는 동점성에 관련될 수 있다. 다른 가능한 어플리케이션은 유관들의 안쪽 면들 상의 코팅(coating)의 측정일 수 있다. 이러한 유관 코팅은 시스템 내에 불균형 질량(unbalanced mass)을 야기할 것이고, 이 불균형 질량은 두 결과되는 유관 진동 응답들의 진폭비를 통해 탐지될 수 있다. 이들은 두 독립적인 유동 스트림들을 측정하는 유량계로 가능할 수 있는 예시들 중 단지 두 예에 불과하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 유량계에서의 유동 질량의 점성 결정 방법을 나타내는 순서도(300)이다. 단계 301에서, 제1 유관이 제한되어 제한에 의해서 발생하는 난류를 통해 회복되지 않는 운동 에너지 손실이 결과된다. 제1 유관에서의 제한 때문에, 제1 유관을 거치는 제1 유량은 제2 유관을 거치는 제2 유동 물질보다 더 작다.
단계 302에서, 제1 유관이 진동되고 제1 진동 응답이 생성된다. 제1 진동 응답은 계측 조립체(200)의 유관들의 진동에 대한 응답을 포함한다.
단계 303에서, 제2 유관이 진동되고 제2 진동 응답이 생성된다. 제1 유관과 함께 그리고 예를 들어 공통 구동기에 의해서 실질적으로 동시에 제2 유관이 진동된다. 제2 진동 응답은 계측 조립체(200)의 유관들의 진동에 대한 응답을 포함한다.
단계 304에서, 유동 물질의 점성이 결정된다. 제1 진동 응답 및 제2 진동으로부터 점성이 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 결정된 유동 질량 밀도(
Figure 112009062740811-pct00062
)로부 터 그리고 제1 유동의 결정된 제1 유량(
Figure 112009062740811-pct00063
) 및 제2 유동의 결정된 제2 유량(
Figure 112009062740811-pct00064
)으로부터 점성이 결정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 진동 응답 및 제2 진동 응답으로부터 유동 질량 밀도(
Figure 112009062740811-pct00065
), 제1 유량(
Figure 112009062740811-pct00066
) 및 제2 유량(
Figure 112009062740811-pct00067
)이 결정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 조립체(200)를 나타낸다. 다른 실시예들에서와 공통되는 구성 요소들에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하였다. 본 실시예의 계측 조립체(200)는 공통 플랜지(244)을 포함한다. 제1 유관(210a) 및 제2 유관(210b) 양자는 플랜지(244)에서 종료된다. 본 실시예의 계측 조립체(200)는 공통 플랜지(244)에 연결된 유출 매니폴드(280)을 더 포함할 수 있다. 제거가능한 오리피스 플레이트(250)은 압축될 수 있거나 또는 플랜지(244)과 유출 매니폴드(280) 사이에서 다르게 지지될 수 있다. 제거가능한 오리피스 플레이트(250)은 전술한 바와 같이, 하나 이상의 제한 오리피스(252)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제한 오리피스(252)은 국소적인 도관 직경보다 더 작다.
도면에서 도시한 바와 같이, 제거가능한 오리피스 플레이트(250)은 단지 하나의 유관과 연통할 수 있다. 그러나, 제거가능한 오리피스 플레이트(250)는 대안적으로 다른 유관과 연통하는 제2 오리피스를 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 두 오리피스들을 포함하는 대안적인 오리피스 플레이트에 있어서, 두 유관들 간에 서로 다른 유량들을 생성하기 위해서, 하나의 오리피스는 다른 것보다 더 작아야 한다.
유출 매니폴드(280) 및 플랜지(244)의 하나 또는 양자는 제거가능한 오리피스 플레이트(250)을 수용하는 챔버 또는 카운터싱크(283)을 포함할 수 있다. 결과적으로, 제거가능한 오리피스 플레이트(250)은 유출 매니폴드(280) 및 플랜지(244)의 사이에 보유된다. 제거가능한 오리피스 플레이트(250)가 적어도 부분적으로 압축가능한 실시예들에서, 제거가능한 오리피스 플레이트(250)는 유출 매니폴드(280) 및 플랜지(244)의 사이에서 적어도 부분적으로 압축될 수 있다. 대안적으로, 제거가능한 오리피스 플레이트(250)는 유출 매니폴드(280) 및 플랜지(244)의 사이에서 클램핑될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 조립체(200)를 나타낸다. 이러한 실시예에서, 제한 오리피스(252)는 비-원형이다. 이 실시예에서, 제한 오리피스(252)는 반원형 오리피스(252)을 포함한다.
다른 형상의 오리피스도 채용될 수 있음을 이해해야 한다. 제한 오리피스(252)에 대하여 부과되는 단 하나의 조건은 회복가능하지 않은 에너지 손실을 제공한다는 것이다. 결과적으로, 제한 오리피스(252)는 벤추리나 또는 운동 에너지를 회복시키고 그것을 압력으로 되돌려 변환하는 다른 제한(restriction)을 포함할 수 없다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유관(210)의 일부를 나타낸다. 이 실시예에서, 제거가능한 오리피스 부재(250)은 유관(210) 내부에 배치된다. 제거가능 한 오리피스 부재(250)는 전술한 바와 같이, 제한 오리피스(252)을 포함한다. 제거가능한 오리피스 부재(250)는 유관(210) 내로 설치될 수 있고, 유관(210)으로부터 제거될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제거가능한 오리피스 부재(250)는 유관(210)의 피쳐에 의해서 원위치에 지지될 수 있다. 예를 들어, 제거가능한 오리피스 부재(250)는 유관(210)에서의 굽음(bend)에 의해서 원위치에 지지될 수 있다. 대안적으로, 제거가능한 오리피스 부재(250)는 유관(210)의 형상을 좁히는 것이나 형상 변화에 의해서 원위치에 지지될 수 있다. 다른 대안 예에서, 제거가능한 오리피스 부재(250)는 스프링들 또는 다른 바이어싱 부재들 등의 다른 체결기들에 의해서 원위치에 지지될 수 있다. 예를 들어, 제거가능한 오리피스 부재(250)는 삽입 또는 제거에 대하여 적어도 부분적으로 방사상으로 압축될 수 있는 실질적인 헬리컬 스트립(helical strip)을 포함할 수 있다. 또 다른 대안 예에서, 제거가능한 오리피스 부재(250)는 마찰에 의해서 원위치에 지지될 수 있다.
다른 실시예에서, 제거가능한 오리피스 부재(250)는 유관(210)의 일부를 포함할 수 있거나 유관(210)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 제한 오리피스(252)는 유관의 내부 둘레에 적어도 부분적으로 연장하여 제한 오리피스(252)을 형성하는 용접 비드(weld bead)를 포함할 수 있다. 그러나 제한 오리피스는 다른 방식으로도 형성될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유출 매니폴드(280)을 나타낸다. 이 실 시예에서 제한 오리피스(252)는 매니폴드(280)에 형성되고 제어가능한 오리피스 부재(290)을 포함한다. 그러나, 제어가능한 오리피스 부재(290)는 대안적으로 플랜지(244)에 형성될 수 있거나 또는 예를 들어 유출 매니폴드 및 유출 플랜지 사이에 위치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 다른 제어가능한 오리피스 부재(290)가 생각될 수 있고, 이들은 본 상세한 설명 및 청구항들의 범주 내에 속한다.
제어가능한 오리피스 부재(290)는 가변 크기를 가지는 제한 오리피스(252)을 생성하기 위해 제거가능하다. 필요할 때 그리고 요구될 때 제한 오리피스(252) 생성을 위하여, 제어가능한 오리피스 부재(290)가 액추에이트될 수 있다.
본 실시예에서 도시된 제어가능한 오리피스 부재(290)는 제한 오리피스(252)을 더 크게 또는 더 작게 만들기 위해 미끄러지도록 구성된다. 그러나, 제어가능한 오리피스 부재(290)는 다른 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서 도시된 제어가능한 오리피스 부재(290)는 대략 원형인 제한 오리피스(252)을 유지하는 구부러진 단부(255)를 포함한다. 그러나 단부(255)는 임의의 형상을 포함할 수 있으며, 원형인 제한 오리피스(252)을 유지해야만 하는 것은 아니다.
몇몇 실시예들에서, 제어가능한 오리피스 부재(290)는 전기적으로 액추에이트될 수 있는데, 여기서, 제어가능한 오리피스 부재(290)는 제한 오리피스(252)의 크기를 확장하거나 제한하도록 이동될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제어가능한 오리피스 부재(290)는 계측 전자부(20)에 의해 이동가능할 수 있는데, 계측 전자부(20)는 선택적으로 제한 오리피스(252)의 크기 및/또는 형상을 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 조립체(200)의 일부를 나타낸다. 상기 도면은 공통 플랜지(244)와 상기 플랜지(244)에 연결된 도관들(280a 및 280b)(또는 유출 매니폴드(280))의 일부를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 계측 조립체(200)가 대안적으로 별개의 플랜지들(244a 및 244b)를 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이 실시예에서, 계측 조립체(200)는 예를 들어 밸브와 같은 제어가능한 오리피스 부재(290)을 포함한다. 제어가능한 오리피스 부재(290)는 하나 이상의 유관들과 연통할 수 있다. 제한 오리피스(252)을 제공하기 위해 (그리고 변형하기 위해) 제어가능한 오리피스 부재(290)가 액추에이트될 수 있다.
일 실시예에서, 계측 전자부(20)에 의해서 제어가능한 오리피스 부재(290)가 액추에이트될 수 있다. 계측 전자부(20)는 제어가능한 오리피스 부재 위치와 그리고 이로써 제한 오리피스 크기를 선택할 수 있다. 계측 전자부(20)는 예견된 또는 미리 설계된 유동 물질 점성에 기초한 제어가능한 오리피스 부재 위치를 선택할 수 있다. 덧붙여, 계측 전자부(20)는 임의의 방식의 수렴 알고리듬(convergence algorithm)을 수행할 수 있고, 따라서 유동 물질의 실제 또는 예견된 점성에 따라서 제어가능한 오리피스 부재(290)을 액추에이트할 수 있다.
이롭게도, 몇몇 실시예들에서, 제어가능한 오리피스 부재(290)는 밸브 위치들의 실질적으로 연속적인 범위에 걸쳐서 이동할 수 있다. 제어가능한 오리피스 부재(290)는 완전히 닫힌 또는 거의 완전히 닫힌 위치로 이동할 수 있다. 제어가능한 오리피스 부재(290)는 완전히 열린 또는 거의 완전히 열린 위치로 이동할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 조립체(200)를 나타낸다. 이 실시예에서, 제1 유관(210a)은 제1 유관(210a)의 진동을 탐지하도록 위치된 한 쌍의 제1 픽오프 센서들(218a 및 218'a)을 포함한다. 제2 유관(210b)은 제2 유관(210b)의 진동을 탐지하도록 위치된 한 쌍의 제2 픽오프 센서들(218b 및 218'b)을 포함한다. 제1 픽오프 센서들(218a 및 218'a)과 제2 픽오프 센서들(218b 및 218'b)은 임의의 방식의 강성 지지 구조(미도시)에 의해서 지지될 수 있는데, 여기서 픽오프 센서는 지지 구조에 의해서 고정된 위치에 지지될 수 있고 상응하는 유관의 진동의 상대적인 움직임을 측정한다. 그러나, 제1 픽오프 센서들(218a 및 218'a)에 대한 지지 구조는 제2 픽오프 센서들(218b 및 218'b)에 대하여 채용된 지지 구조와 같거나 또는 다를 수 있다. 유관들(210a 및 210b)의 진동시, 한 쌍의 제1 픽오프 센서들(218a 및 218'a)은 제1 유관(210a)에 대한 유동 특성 측정을 생성하고, 한 쌍의 제2 픽오프 센서들(218b 및 218'b)은 제2 유관(210b)에 대한 유동 특성 측정을 생성한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선형 관 계측 조립체(200)를 나타낸다. 이 실시예에서, 유관들(210a 및 210b)은 실질적으로 직선이다. 본 실시예의 계측 조립체(200)는 도 2에 도시된 바와 같은 하나의 공유 픽오프를 포함할 수 있거나, 또는 도 9에 도시된 바와 같은 두 독립적인 픽오프들의 세트들을 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 진동 유량계 및 방법은 바람직하다면 몇몇 잇점들을 제공하고자, 실시예들의 어느 하나에 따라서 채용될 수 있다. 본 발명에 따른 진동 유량계는 점도계로서 동작할 수 있다. 진동 유량계 및 방법은 진동 유량계가 유동 물질의 점성을 측정할 수 있도록 한다. 진동 유량계 및 방법은 점도계가 특정한 유동 물질에 대하여 빠르게 및 용이하게 구성될 수 있도록 한다. 진동 유량계 및 방법은 점도계가 새로운 유동 물질에 대하여 빠르게 및 용이하게 재구성될 수 있도록 한다.

Claims (44)

  1. 제1 유관(210a) 내 제1 진동 응답 및 제2 유관(210b) 내 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 계측 조립체(200);
    상기 제1 유관(210a)에 위치하는 제한 오리피스(252)(restrictive orifice)로서, 상기 제1 유관(210a) 내 유동 질량의 제1 유량이 상기 제2 유관(210b) 내 유동 질량의 제2 유량보다 더 작은 것을 보증하는 제한 오리피스(252); 그리고
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답을 수신하고 그리고 상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 점성을 결정하도록 구성된 계측 전자부(20);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는
    기결정된 유동 물질 점성 범위에 대하여 선택되는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서, 상기 진동 유량계(5)는
    점도계를 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    상기 제2 유관(210b)에 위치하는 제2 제한 오리피스(252b)를 더 포함하되, 상기 제2 제한 오리피스(252b)는 상기 제한 오리피스(252)와 다른,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  5. 제1 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 밀도(ρ), 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00070
    ) 및 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00071
    )을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  6. 제5 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 유동 물질의 밀도(ρ), 상기 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00094
    ) 및 상기 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00095
    )으로부터 상기 유동 물질의 점성을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는,
    상기 계측 조립체(200) 내에 고정된
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는,
    제거가능한 오리피스 부재(250)에 형성된
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는,
    제어가능한 오리피스 부재(290)의 조정가능한 제한 오리피스(252)를 포함하는
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서, 상기 계측 조립체(200)가
    상기 제1 유관(210a)으로부터 상기 제1 진동 응답을 생성하고 상기 제2 유관(210b)으로부터 상기 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 세 개 이상의 픽오프 센서들(218)을 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서, 상기 계측 조립체(200)가
    상기 제1 유관(210a)으로부터 상기 제1 진동 응답을 생성하고 상기 제2 유관(210b)으로부터 상기 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 세 개의 픽오프 센서들(218)을 포함하고,
    상기 세 개의 픽오프 센서들(218) 중의 하나는 상기 제1 유관(210a)과 제2 유관(210b) 사이에 공유되는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  12. 제1 유동으로서 유동 물질의 제1 부분을 받는 제1 유관(210a)과 제2 유동으로서 유동 물질의 제2 부분을 받는 제2 유관(210b)을 포함하는 진동 유량계로서,
    상기 제1 유관(210a)과 상기 제2 유관(210b)을 동시에 진동시키도록 구성된 공통 구동기(104);
    상기 제1 유관(210a)으로부터 제1 진동 응답을 생성하고 상기 제2 유관(210b)으로부터 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 세 개의 픽오프 센서들(218) - 상기 세 개의 픽오프 센서들(218) 중의 하나가 상기 제1 유관(210a)과 상기 제2 유관(210b) 사이에 공유됨 - ;
    상기 제1 유관(210a)에 위치하고 국소적인(local) 유관 직경보다 더 작은 제한 오리피스(252)로서, 상기 제1 유동이 상기 제2 유동과 다를 것을 보증하는 제한 오리피스(252); 그리고
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답을 수신하고 그리고 상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 점성을 결정하도록 구성된 계측 전자부(20);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12 항에 있어서, 상기 진동 유량계(5)는
    점도계를 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12 항에 있어서,
    상기 제2 유관(210b)에 위치하는 제2 제한 오리피스(252b)를 더 포함하되, 상기 제2 제한 오리피스(252b)는 상기 제한 오리피스(252)와 다른,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  16. 제12 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 밀도(ρ), 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00096
    ) 및 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00097
    )을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  17. 제16 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 유동 물질의 밀도(ρ), 상기 제1 유동의 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00098
    ) 및 상기 제2 유동의 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00099
    )으로부터 상기 유동 물질의 점성을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는,
    상기 제1 유관(210a)에 고정된
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는,
    제거가능한 오리피스 부재(250)에 형성된
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제12 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는,
    제어가능한 오리피스 부재(290)의 조정가능한 제한 오리피스(252)를 포함하는
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  21. 제1 유동으로서 유동 물질의 제1 부분을 받는 제1 유관(210a)과, 제2 유동으로서 유동 물질의 제2 부분을 받는 제2 유관(210b)을 포함하는 진동 유량계로서,
    상기 제1 유관(210a)과 상기 제2 유관(210b)을 동시에 진동시키도록 구성된 공통 구동기(104);
    상기 제1 유관(210a)으로부터 제1 진동 응답을 생성하고 상기 제2 유관(210b)으로부터 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 세 개 이상의 픽오프 센서들(218);
    상기 제1 유관(210a)에 위치되고 제한 오리피스(252)를 포함하는 제거가능한 오리피스 부재(250) - 상기 제한 오리피스(252)는 국소적인 유관 직경보다 더 작고 그리고 상기 제한 오리피스(252)는 상기 제1 유동이 상기 제2 유동과 다른 것을 보증함 - ; 그리고
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답을 수신하고 그리고 상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 점성을 결정하도록 구성된 계측 전자부(20);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21 항에 있어서, 상기 제한 오리피스(252)는
    기결정된 유동 물질 점성 범위에 대하여 선택되는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  23. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21 항에 있어서, 상기 진동 유량계(5)는
    점도계를 포함하는,
  24. 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21 항에 있어서,
    상기 제2 유관(210b)에 위치하는 제2 제한 오리피스(252b)를 더 포함하되, 상기 제2 제한 오리피스(252b)는 상기 제한 오리피스(252)와 다른,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  25. 제21 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 밀도(ρ), 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00100
    ) 및 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00101
    )을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  26. 제25 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 유동 물질의 밀도(ρ), 상기 제1 유동의 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00102
    ) 및 상기 제2 유동의 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00103
    )으로부터 상기 유동 물질의 점성을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  27. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제21 항에 있어서,
    상기 세 개 이상의 픽오프 센서들(218) 중의 하나는 상기 제1 유관(210a)과 상기 제2 유관(210b) 사이에 공유되는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  28. 제1 유동으로서 유동 물질의 제1 부분을 받는 제1 유관(210a)과, 제2 유동으로서 유동 물질의 제2 부분을 받는 제2 유관(210b)을 포함하는 진동 유량계로서,
    상기 제1 유관(210a)과 상기 제2 유관(210b)을 동시에 진동시키도록 구성된 공통 구동기;
    상기 제1 유관(210a)으로부터 제1 진동 응답을 생성하고, 상기 제2 유관(210b)으로부터 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 세 개 이상의 픽오프 센서들(218);
    상기 제1 유관(210a)과 연통하는(in communication with) 조정가능한 제한 오리피스를 제공하는 제어가능한 오리피스 부재(290) - 상기 조정가능한 제한 오리피스(252)는 국소적인 유관 직경보다 더 작고, 이로써 상기 제어가능한 오리피스 부재(290)는 상기 제1 유동이 상기 제2 유동과 다른 것을 보증하며, 상기 제어가능한 오리피스 부재(290)는 복수의 오리피스 구성들을 얻을 수 있도록 제어가능함 - ; 그리고
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답을 수신하고 그리고 상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 상기 유동 물질의 점성을 결정하도록 구성된 계측 전자부(20);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  29. 청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제28 항에 있어서, 상기 조정가능한 제한 오리피스(252)는
    기결정된 유동 물질 점성 범위에 대하여 선택되는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제28 항에 있어서, 상기 진동 유량계(5)는
    점도계를 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  31. 청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제28 항에 있어서,
    제2 조정가능한 제한 오리피스(252)를 포함하고 상기 제2 유관(210b)과 연통하는 제2 제어가능한 오리피스 부재(290)를 더 포함하되, 상기 제2 조정가능한 제한 오리피스(252)는 상기 조정가능한 제한 오리피스(252)와 다른,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  32. 제28 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 유동 물질의 밀도(ρ), 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00104
    ) 및 제2 질량 유량()을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  33. 제32 항에 있어서, 상기 계측 전자부(20)가
    상기 유동 물질의 밀도(ρ), 상기 제1 유동의 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00106
    ) 및 상기 제2 유동의 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00107
    )으로부터 상기 유동 물질의 점성을 결정하는 것을 더 포함하는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  34. 청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제28 항에 있어서,
    상기 세 개 이상의 픽오프 센서들(218) 중의 하나는 상기 제1 유관(210a)과 상기 제2 유관(210b) 사이에 공유되는,
    유동 물질의 점성을 결정하는 진동 유량계(5).
  35. 제한 오리피스로 제1 유관을 부분적으로 제한하고 - 상기 제1 유관은 유동 물질의 제1 유동을 전달하고 제2 유관은 유동 물질의 제2 유동을 전달하며 상기 제2 유동은 상기 제1 유동과 다름 - ;
    공통 구동기로 진동 유량계의 제1 유관을 진동시켜서 제1 진동 응답을 생성하고;
    동시에 상기 공통 구동기로 상기 진동 유량계의 제2 유관을 진동시켜서 제2 진동 응답을 생성하고; 그리고
    계측 전자부가 상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답을 수신하고 상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 상기 유동 물질의 점성을 결정하는 것;
    을 포함하는, 진동 유량계 내 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  36. 청구항 36은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제35 항에 있어서, 상기 진동 유량계는
    점도계를 포함하는,
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  37. 제35 항에 있어서, 상기 제1 진동 응답 및 상기 제2 진동 응답으로부터 상기 유동 물질의 점성을 결정하는 것은,
    유동 물질의 밀도(ρ)와 상기 제1 유동의 제1 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00080
    )과 상기 제2 유동의 제2 질량 유량(
    Figure 112011083603062-pct00081
    )으로부터 상기 점성을 결정하는 것을 포함하는,
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  38. 제35 항에 있어서,
    상기 진동 유량계는 상기 제1 진동 응답과 상기 제2 진동 응답을 생성하도록 구성된 세 개 이상의 픽오프 센서들을 포함하되, 상기 세 개 이상의 픽오프 센서들 중의 하나는 상기 제1 유관과 상기 제2 유관 사이에 공유되는,
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  39. 제35 항에 있어서,
    상기 진동 유량계는 상기 제1 유관에 위치하는 제한 오리피스를 포함하고, 상기 제한 오리피스는 국소적인 유관 직경보다 더 작고, 그리고 상기 제한 오리피스는 상기 제1 유동이 상기 제2 유동과 다른 것을 보증하는,
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  40. 청구항 40은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제39 항에 있어서, 상기 제한 오리피스는
    기결정된 유동 물질 점성 범위에 대하여 선택되는,
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  41. 제39 항에 있어서,
    상기 제2 유관에 위치하는 제2 제한 오리피스를 더 포함하되, 상기 제2 제한 오리피스는 상기 제한 오리피스와 다른,
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  42. 청구항 42은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제39 항에 있어서, 상기 제한 오리피스는,
    계측 조립체에 고정된
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  43. 청구항 43은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제39 항에 있어서, 상기 제한 오리피스는,
    제거가능한 오리피스 부재에 형성된
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
  44. 청구항 44은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제39 항에 있어서, 상기 제한 오리피스는,
    제어가능한 오리피스 부재의 조정가능한 제한 오리피스를 포함하는,
    진동 유량계에서 유동 질량의 점성을 결정하는 방법.
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