KR101563863B1 - 균형 부재를 포함하는 유량계 - Google Patents

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Abstract

곡선형 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)를 포함하는 유량계(200)가 제공된다. 균형 부재(250)의 중심선(341)이 곡선형 유동 튜브(203)의 중심선(340)의 평면 상에 놓이도록 균형 부재가 배치된다. 유량계(200)는 또한 상기 곡선형 유동 튜브(203)에 커플링된 제 1 구동부 부품(104a) 및 상기 제 1 구동부 부품(104a)에 근접하여 상기 균형 부재(250)에 커플링된 제 2 구동부 부품(104b)을 포함한다. 유량계(200)는 또한 적어도 하나의 제 1 픽-오프 센서(105)를 포함한다. 그러한 픽-오프 센서(105)는 상기 곡선형 유동 튜브(203)에 커플링된 제 1 픽-오프 부품(105a) 및 상기 제 1 픽-오프 부품(105a)에 근접하여 상기 균형 부재(250)에 커플링된 제 2 픽-오프 부품(105b)을 포함한다.

Description

균형 부재를 포함하는 유량계{A FLOW METER INCLUDING A BALANCE MEMBER}
본원 발명은 유량계에 관한 것으로서, 특히 균형 부재를 포함하는 유량계에 관한 것이다.
유량계 내의 도관을 통해서 유동하는 물질에 대한 질량 유동 및 기타 정보를 측정하기 위해서 코리올리 효과 질량 유량계(Coriolis effect mass flow meters)를 이용하는 것이 일반적으로 공지되어 있다. 예시적인 코리올리 유량계가 J.E. Smith 등에게 허여된 미국 특허 4,109,524, 4,491,025, 및 Re. 31,450 에 개시되어 있다. 이들 유량계는 하나 또는 둘 이상의 직선형 또는 곡선형 구성의 도관을 가진다. 코리올리 질량 유량계 내의 각 도관 구성은 자연(natural) 진동 모드의 세트를 가지며, 그러한 모드는 단순한 벤딩, 뒤들림(tortional), 또는 결합 타입일 수 있을 것이다. 각 도관은 바람직한 모드로 진동하도록 구성될 수 있을 것이다.
물질이 유량계의 유입구 측 상의 연결 파이프라인으로부터 유량계로 유동하고, 도관(들)을 통해서 안내되고, 그리고 유량계의 배출구 측을 통해서 유량계를 빠져 나간다. 시스템 내에 충진된 진동 물질의 자연 진동 모드가 도관 내를 유동하는 물질과 도관의 조합된 질량에 의해서 부분적으로 규정된다.
유량계를 통한 유동이 없는 경우에, 도관(들)으로 인가되는 구동력은 도관(들)을 따른 모든 지점이 동일한 위상 또는 교정될 수 있는 적은 초기 고정 위상 오프셋(initial fixed phase offset)으로 진동하게 하게 한다. 물질이 유량계를 통해서 유동하기 시작함에 따라, 코리올리력(Coriolis forces)으로 인해서 도관(들)을 따른 각 지점이 상이한 위상을 가지게 된다. 예를 들어, 유량계의 유입구 단부에서의 위상은 중앙 구동 위치에서의 위상에 대해서 지연(lag)되는 한편, 배출구에서의 위상은 중앙 구동 위치에서의 위상에 대해서 선도(lead)하게 된다. 도관(들) 상의 픽-오프(pick-off) 센서들이 도관(들)의 운동을 나타내는 사인파형(sinusoidal) 신호를 생성한다. 픽-오프 센서로부터의 신호 출력을 처리하여 픽-오프 센서들 사이의 위상 편차를 결정한다. 둘 또는 셋 이상의 픽-오프 센서 사이의 위상 편차는 도관(들)을 통해서 유동하는 물질의 질량 유량에 비례한다.
구동부(driver)에 연결된 계량기 전자기기는 구동부 작동을 위한 구동 신호를 생성하고 그리고 픽-오프 센서로부터 수신된 신호로부터 물질의 질량 유량 및 기타 특성을 결정한다. 구동부는 많은 공지된 구성체(arrangements) 중 하나를 포함할 수 있으나; 유량계 산업에서 자석과 대향 구동 코일이 많은 성공을 거두고 있다. 원하는 유동 튜브 진폭 및 주파수로 도관(들)을 진동시키기 위해서 교류가 구동 코일로 전달된다. 구동부 구성체와 매우 유사한 자석 및 코일 구성체로서 픽-오프 센서를 제공하는 것이 또한 당업계에 공지되어 있다. 그러나, 운동을 유발하는 전류를 구동부가 수신하는 동안에, 픽-오프 센서는 구동부에 의해서 제공되는 운동을 이용하여 전압을 유도할 수 있을 것이다.
픽-오프 센서에 의해서 측정되는 시간 지연의 크기는 매우 적으며; 종종 나노초 단위로 측정된다. 그에 따라, 변환기 출력이 매우 정확할 필요가 있다. 변환기 정확도는 계량기 구조의 비선형성 및 비대칭성에 의해서 손상될 수 있고 또는 외부의 힘에 의해서 발생하는 운동에 의해서 손상될 수 있다. 예를 들어, 균형을 이루지 못하는 성분들을 가지는 코리올리 질량 유량계는 계량기의 구동 주파수로 그 케이스, 플랜지 및 파이프라인을 진동시킬 수 있다. 이러한 진동은 장착부의 강성도(rigidity)에 따른 양으로 시간 지연 신호에 섭동을 일으킨다(perturb). 장착부의 강성도가 일반적으로 알려져 있지 않고 그리고 시간 경과 및 온도에 따라 달라질 수 있기 때문에, 균형을 이루지 못한 성분들의 영향은 일반적으로 보상되지 못하고 그리고 계량기 성능에 상당한 영향을 미칠 것이다. 이러한 불균형 진동 및 장착 진동의 영향은 균형을 이룬 유량계 디자인에 의해서 그리고 원치않는 성분 운동을 보상하기 위한 신호 프로세싱 기술에 의해서 감소될 수 있을 것이다.
통상적인 이중(dual) 튜브 코리올리 유량계 디자인은 매니폴드를 이용하여 물질의 유동을 2개의 스트림으로 분할하고 그리고 물질의 2개의 스트림을 2개의 분리된 유동 튜브로 보낸다. 통상적으로, 2개의 튜브는 대칭적인 형상을 가지고 그리고 서로 평행하게 장착된다. 통상적으로, 2개의 튜브는 위상이 반대인 상태에서 동일한 주파수로 진동한다. 튜브들이 대칭적이고 그리고 서로 반대로 진동하기 때문에, 통상적으로 2개의 튜브가 결합하는 곳에서 진동들이 상쇄된다. 이는 균형잡힌 유량계를 유도한다(즉, 매니폴드에서 계량기의 진동이 없거나 거의 없게 된다). 2개의 튜브를 통해서 유동하는 물질의 밀도 변화는 양 튜브의 질량을 실질적으로 동일하게 변화시킬 것이고 그에 따라, 2개의 튜브는 넓은 범위의 물질 밀도에 걸쳐 균형잡힌 상태로 유지된다.
예를 들어, 매니폴드에 의해서 생성되는 압력 강하 및/또는 플러깅(plugging) 문제 때문에, 이중 튜브 계량기를 원하지 않는 특정 용도가 있을 것이다. 이러한 상황에서, 단일 튜브 계량기가 종종 바람직하다. 단일 튜브 코리올리 유량계가 가지는 문제점은, 유체 밀도가 변화될 때 불균형 상태가 될 수 있다는 것이다. 유량계를 통해서 유동하는 유체의 밀도가 변화됨에 따라, 유량계의 질량 중심 역시 변화된다. 이러한 불균형은 계량기의 성능 및 신뢰성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
그에 따라, 넓은 범위의 물질 밀도에 걸쳐 균형을 유지할 수 있는 단일 튜브 유량계가 당업계에서 요구되고 있다. 종래에 많은 시도가 있었으나, 그 중 어느 것도 넓은 유체 밀도 범위에 걸쳐 만족할 만한 결과를 제공하지 못하였다. 예를 들어, 일부 단일 튜브 유량계에는 독립된 균형추 바아(counter-balance bar)가 통합되었다. 그러한 해결책이 제한된 유체 밀도 범위에 대해서 허용될 수 있는 결과를 제공할 수 있는 반면, 만약 구동부 부품들 및 픽-오프 부품들 모두가 균형 바아에 연결되지 않는다면, 그러한 해결책은 만족스럽지 못하게 된다. 다른 종래 기술의 해결책은 강성 장착 플레이트에 대해 유동 튜브의 진동을 참조하였다. 비록 이러한 것이 이상적인 상황에서 적절한 결과를 제공하였지만, 완전히(absolutely) 안정적인 장착 플레이트를 생성하는 것이 종종 어려운 문제가 된다. 그에 따라, 장착 판으로 전달되는 외부 진동이 계량기의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
다른 종래 기술의 해결책이 미국 특허 6,666,098에 소개되어 있으며, 그러한 미국 특허에는 유동 튜브에 평행하게 연장하는 카운터(counter; 반대) 튜브의 이용이 개시되어 있다. 이러한 디자인의 하나의 잠재적인 문제점은, 유동 튜브 및 카운터 튜브가 실질적으로 동일한 물질로 제조되어야 하고 그리고 대략적으로 동일한 질량 분포를 가져야 한다는 사실에 있다. 동일한 질량 분포는 이러한 종래 기술의 접근방식에서 균형을 이룬 시스템을 유지하는데 있어서 필수적이다. 또한, 유동 튜브 및 카운터 튜브가 서로 평행하게 연장하기 때문에 그에 따라 대략적으로 동일한 길이로 연장하기 때문에, 그 2개는 동일한 물질로 제조되어야 한다. 유동 튜브 및 카운터 튜브가 열팽창 계수가 상이한 서로 다른 물질을 포함한다면, 온도 변화는 유동 튜브 내에서 축방향 응력을 생성할 것이고, 이는 오류를 포함하는 측정을 초래할 수 있을 것이다. 이러한 것이 중대한 문제로 보이지는 않지만, 많은 경우에 티타늄 또는 지르코늄과 같이 열팽창 계수가 비교적 적은 유동 튜브의 제공이 요구된다는 것을 고려하여야 한다. 그러나, 그러한 물질은 주로 가격이 고가이다. 유동 튜브 및 카운터 튜브 모두를 고가의 물질로 형성하여야 할 필요에 의해서, 유량계 제조 비용이 상당히 증대된다.
본원 발명은 이러한 문제점들 및 기타 문제점들을 극복하고, 그리고 종래 기술에 대비한 진보를 제공한다. 그러나, 본원 발명이 특히 단일 튜브 디자인에서 주로 발생하는 문제점들을 극복하지만, 본원 발명은 이중 튜브 계량기에도 마찬가지로 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이하의 설명이 주로 코리올리 유량계에 관한 것이지만, 본원 발명은 진동 밀도계(densitometer)와 같이 코리올리 유량계의 측정 성능이 배제된 다른 진동 구조물에도 마찬가지로 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
유량계가 본원 발명의 실시예에 따라서 제공된다. 유량계는 곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함한다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 균형 부재의 중심선이 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 놓이도록, 균형 부재가 배치된다. 유동 튜브에 커플링된 제 1 구동부 부품 및 상기 제 1 구동부 부품에 인접하여 균형 부재에 커플링된 제 2 구동부 부품을 포함하는 구동부가 제공된다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 유량계는 또한 픽-오프 센서를 포함하고, 그러한 픽-오프 센서는 유동 튜브에 커플링된 제 1 픽-오프 부품 및 상기 제 1 픽-오프 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링된 제 2 픽-오프 부품을 포함한다.
본원 발명의 실시예에 따라서, 곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 균형 부재의 중심선이 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록 유동 튜브에 근접하여 균형 부재를 위치시키는 단계를 포함한다. 그러한 방법은 또한, 제 1 구동부 부품을 유동 튜브에 커플링시키고 그리고 제 2 구동부 부품을 상기 제 1 구동부 부품에 근접하여 균형 부재에 커플링시키는 단계를 포함한다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 그러한 방법은 또한 제 1 픽-오프 부품을 유동 튜브에 그리고 제 2 픽-오프 부품을 상기 제 1 픽-오프 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링시키는 단계를 포함한다.
<발명의 측면>
본원 발명의 측면에 따라서, 유량계는:
곡선형 유동 튜브;
균형 부재의 중심선이 상기 곡선형 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 놓이도록 배치되는 균형 부재;
상기 유동 튜브에 커플링된 제 1 구동부 부품 및 상기 제 1 구동부 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링된 제 2 구동부 부품을 포함하는 구동부; 그리고
상기 유동 튜브에 커플링된 제 1 픽-오프 부품 및 상기 제 1 픽-오프 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링된 제 2 픽-오프 부품을 포함하는 적어도 하나의 제 1 픽-오프 센서를 포함한다.
바람직하게, 상기 유량계는 상기 제 1 구동부 부품에 대향하여 상기 유동 튜브에 커플링되는 평형추(counter weight)를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 평형추 및 상기 제 1 구동부 부품의 조합된 질량 중심이 상기 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치가 정해진다.
바람직하게, 상기 유량계는 상기 제 2 구동부 부품에 대향하여 상기 균형 부재에 커플링된 평형추를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 평형추, 제 2 구동부 부품, 및 브래킷의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치가 정해진다.
바람직하게, 유량계는 상기 제 1 픽-오프 부품에 대향하여 상기 유동 튜브에 커플링된 평형추를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 평형추 및 상기 제 1 픽-오프 부품의 조합된 질량 중심이 상기 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치가 정해진다.
바람직하게, 유량계는 상기 제 2 픽-오프 부품에 대향하여 상기 균형 부재에 커플링된 평형추를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 평형추, 제 2 픽-오프 부품, 및 브래킷의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치가 정해진다.
바람직하게, 상기 균형 부재가 상기 곡선형 유동 튜브의 내측 벤드(bend) 영역 내에 위치된다.
바람직하게, 상기 유량계는 유동 튜브 벤딩 축선 및 균형 부재 벤딩 축선을 적어도 부분적으로 형성하기 위해서 상기 유동 튜브 및 상기 균형 부재에 커플링된 복수의 브레이스 바아(brace bar)를 더 포함한다.
본원 발명의 다른 측면에 따라서, 곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법이:
균형 부재의 중심선이 곡선형 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록 유동 튜브에 근접하여 균형 부재를 위치시키는 단계;
제 1 구동부 부품을 유동 튜브에 그리고 제 2 구동부 부품을 상기 제 1 구동부 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링시키는 단계; 그리고
제 1 픽-오프 부품을 유동 튜브에 그리고 제 2 픽-오프 부품을 상기 제 1 픽-오프 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링시키는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 제 1 구동부 부품에 대향하여 유동 튜브에 평형추를 커플링시키는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 평형추 및 상기 제 1 구동부 부품의 조합된 질량 중심이 상기 곡선형 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 제 2 구동부 부품에 대향하여 상기 균형 부재에 평형추를 커플링시키는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 평형추 및 제 2 구동부 부품의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 제 1 픽-오프 부품에 대향하여 상기 유동 튜브에 평형추를 커플링시키는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 평형추 및 상기 제 1 픽-오프 부품의 조합된 질량 중심이 상기 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 제 2 픽-오프 부품에 대향하여 상기 균형 부재에 평형추를 커플링하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 평형추, 제 2 픽-오프 부품, 및 브래킷의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재의 중심선의 평면 상에 위치되도록, 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 균형 부재를 유동 튜브에 근접하여 위치시키는 단계가 상기 균형 부재를 상기 유동 튜브의 내측 벤드 영역 내에 위치시키는 것을 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 유동 튜브 벤딩 축선 및 균형 부재 벤딩 축선을 적어도 부분적으로 형성하기 위해서 상기 유동 튜브 및 상기 균형 부재에 복수의 브레이스 바아를 커플링하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 종래 기술의 진동 센서 조립체를 도시한다.
도 2는 본원 발명의 실시예에 따른 단일 튜브 유량계를 도시한 도면이다.
도 3은 본원 발명의 실시예에 따른 단일 튜브 유량계의 단면도이다.
도 4는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 단일 튜브 유량계를 도시한 도면이다.
도 1-4 및 이하의 설명은 본원 발명의 최적 모드를 어떻게 제조 및 이용하는지에 대해서 당업자에게 알려주기 위해서 특정 예를 기술한 것이다. 본원 발명의 원리를 교시하기 위해서, 일부 통상적인 특징들은 단순화하여 설명하거나 생략하였다. 소위 당업자는 본원 발명의 범위에 포함되는 이러한 예의 변형 실시예들을 파악할 수 있을 것이다. 당업자는 이하에서 설명되는 특징들을 다양한 방식으로 조합하여 본원 발명의 복수의 변형 실시예를 안출할 수 있을 것이다. 결과적으로, 본원 발명은 이하에서 설명되는 특정한 예로 제한되는 것이 아니라, 특허청구범위 및 그 균등물에 의해서 제한된다.
도 1은 코리올리 유량계 형태에서의 종래의 진동 센서 조립체(5)의 예를 도시하며, 그러한 유량계는 유량계(10) 및 하나 또는 둘 이상의 계량기 전자기기(20)를 포함한다. 하나 또는 둘 이상의 계량기 전자기기(20)가 유량계(10)에 연결되어, 유동 물질의 특성, 예를 들어, 밀도, 질량 유량, 부피 유량, 총계적인(totalized) 질량 유동, 온도 및 기타 정보를 측정한다.
유량계(10)는 플랜지(101 및 101')의 쌍, 매니폴드(102 및 102'), 및 도관(103A 및 103B)을 포함한다. 매니폴드(102 및 102')는 도관(103A 및 103B)의 대향 단부들에 부착된다. 이러한 예의 플랜지(101 및 101')는 매니폴드(102 및 102')에 부착된다. 이러한 예의 매니폴드(102 및 102')는 이격부재(spacer; 106)의 대향 단부들에 부착된다. 이격부재(106)는 이러한 예에서 매니폴드(102 및 102') 사이의 간격을 유지하여 도관(103A 및 103B)에서의 바람직하지 못한 진동을 방지한다. 도관(103A 및 103B)은 매니폴드(102 및 102')로부터 본질적으로 평행한 방식으로 외측으로 연장한다. 유동 물질을 이송하는 파이프라인 시스템(도시되지 않음) 내로 유량계(10)가 삽입될 때, 물질이 플랜지(101)를 통해서 유량계(10) 내로 유입되고, 유입구 매니폴드(102)를 통과하고, 도관(103A 및 103B)을 통과하며, 다시 배출구 매니폴드(102')로 유입되고, 그러한 배출구 매니폴드에서 플랜지(101')를 통해 유량계(10)를 빠져나가며, 상기 유입구 매니폴드에서는 물질의 전체량(total amount)이 대략적으로 동일한 양으로 도관(103A 및 103B)으로 유입되도록 지향된다.
유량계(10)는 구동부(driver; 104)를 포함한다. 구동부(104)가 도관(103A 및 103B)을 구동 모드로 진동시킬 수 있는 위치에서, 구동부(104)가 도관(103A 및 103B)에 부착된다. 보다 특히, 구동부(104)는 도관(103A)에 부착된 제 1 구동부 부품(도시되지 않음) 및 도관(103B)에 부착된 제 2 구동부 부품(도시되지 않음)을 포함한다. 구동부(104)는 도관(103A)에 장착된 자석 및 도관(103B)에 장착된 대향 코일과 같이 많은 공지된 구성들 중 하나를 가질 수 있을 것이다. 다른 예에는 압전 구동부, 음향 구동부 등이 포함된다.
이러한 예에서, 구동 모드는 제 1 위상 이탈 벤딩(out of phase bending) 모드가 되고 그리고, 바람직하게 도관(103A 및 103B)이 선택되고 유입구 매니폴드(102) 및 배출구 매니폴드(102')에 적절하게 장착되며, 그에 따라 각각의 벤딩 축선(W-W 및 W'-W')을 중심으로 실질적으로 동일한 질량 분포, 관성 모멘트, 및 탄성계수를 가지는 균형잡힌 시스템이 제공된다. 이러한 예에서, 구동 모드가 제 1 위상 이탈 벤딩 모드일 때, 도관(103A 및 103B)은 그들의 각각의 벤딩 축선(W-W 및 W'-W')을 중심으로 반대 방향으로 구동부(104)에 의해서 구동된다. 교류 형태의 구동 신호가 하나 또는 둘 이상의 계량기 전자기기(20)에 의해서 제공될 수 있고, 예를 들어, 경로(110)를 통해서, 그리고 코일을 통과하여 양 도관(103A 및 103B)이 진동하게 할 수 있을 것이다.
일반적으로, 전술한 균형을 이룬 시스템은 도시된 좌표 시스템에 따른 Z-방향으로 유동 도관(103A 및 103B)을 진동시킨다. 다른 방향에는 파이프라인을 따른 X-방향, 그리고 Z 및 X-방향 모두에 대해서 수직인 Y-방향이 포함된다. 이러한 좌표 시스템은 본원 전체에서 이용되고 그리고 본원 발명의 이해에 도움을 줄 수 있을 것이다. 다른 좌표 시스템도 사용될 수 있을 것이고 그리고 사용된 특정 좌표 시스템은 본원 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
당업자는 다른 구동 모드가 본원 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 구동 모드가 당업계에 공지된 바와 같은 트위스트 모드가 될 수도 있을 것이다.
도 1에 도시된 예에서, 하나 또는 둘 이상의 계량기 전자기기(20)는 픽-오프(pick-off)(105, 105')로부터 픽-오프 신호를 수신한다. 경로(26)는 하나 또는 둘 이상의 계량기 전자기기(20)가 작업자(도시되지 않음)와 인터페이스하도록 허용하는 입출력 수단을 제공한다. 하나 또는 둘 이상의 계량기 전자기기(20)는 유동 물질의 특성, 예를 들어, 밀도, 질량 유량, 부피 유량, 총계적인 질량 유동, 온도 및 기타 정보를 측정한다. 보다 특히, 하나 또는 둘 이상의 계량기 전자기기(20)는, 예를 들어, 픽-오프(105, 105') 및 하나 또는 둘 이상의 온도 센서(도시되지 않음)로부터 하나 또는 둘 이상의 신호를 수신하고, 그리고 이러한 정보를 이용하여 유동 물질의 특성, 예를 들어, 밀도, 질량 유량, 부피 유량, 총계적인 질량 유동, 온도 및 기타 정보를 측정한다.
예를 들어, 코리올리 유량계 또는 밀도계(densitometer)와 같은 진동 측정 장치가 유동 물질의 특성을 측정할 수 있게 하는 기술이 공지되어 있다; 예를 들어, 미국 특허 제 6,505,131 호를 참조할 수 있을 것이고, 그러한 특허의 내용은 본원 명세서에서 참조되어 포함되며; 그에 따라 상세한 설명의 간명함을 위해서 구체적인 설명을 생략한다.
도 2는 본원 발명의 실시예에 따른 유량계(200)를 도시한다. 유량계(200)는 코리올리 유량계를 포함할 수 있고 또는, 예를 들어, 진동 밀도계와 같이 코리올리 유량계의 모든 측정 능력을 가지지 않는(lacks) 진동 시스템을 포함할 수 있을 것이다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 유량계(200)는 곡선형 유동 튜브(203), 균형 부재(250), 유입구 플랜지(101), 및 배출구 플랜지(101')를 포함할 수 있다. 유량계(200)는, 사용시에, 플랜지(101 및 101')를 통해서 파이프라인 등에 연결되도록 구성된다.
본원 발명의 실시예에 따라서, 유량계(200)가 하나 또는 둘 이상의 센서 성분(104, 105, 105')을 포함할 수 있을 것이다. 도시된 실시예에 따라서, 유량계(200)가 구동부(104) 및 2개의 픽-오프 센서(105, 105')를 포함한다. 비록 2개의 픽-오프 조립체(105, 105')만이 도시되었지만, 유량계(200)가 하나의 픽-오프 조립체(105) 또는 둘 보다 많은 픽-오프 조립체를 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 일부 실시예에서, 구동부(104)가 구동 조립체뿐만 아니라 픽-오프 조립체를 포함할 수 있을 것이다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 종래 기술의 진동 센서 조립체(5)와 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로, 구동부(104) 및 픽-오프 센서(105, 105')가 리드(leads)(110, 111, 111')를 통해서 계량기 전자기기(20)와 소통할 수 있다.
본원 발명의 실시예에 따라서, 구동부(104)는 제 1 구동부 부품(104a) 및 제 2 구동부 부품(104b)을 포함한다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 제 1 구동부 부품(104a)이 유동 튜브(203)에 커플링된다. 본원 발명의 다른 실시예에 따라서, 제 2 구동부 부품(104b)이 제 1 구동부 부품(104a)에 인접하여 균형 부재(250)에 커플링된다. 예를 들어, 브레이징, 본딩, 용접, 접착, 기계적인 체결구 등을 포함하는 일반적으로 공지되어 있는 방법에 따라서, 구동부 부품(104a, 104b)이 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)에 커플링될 수 있을 것이다. 도시된 실시예에서, 제 1 구동부 부품(104a)은 구동 자석을 포함하는 한편, 제 2 구동부 부품(104b)은 구동부 코일을 포함한다. 그러나, 구동부 부품들이 그 반대가 될 수도 있고, 즉 제 1 구동부 부품(104a)이 구동부 코일을 포함하는 한편 제 2 구동부 부품(104b)이 구동부 자석을 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 구동부(104)가 자석/코일 조합을 반드시 포함하여야 하는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 예를 들어, 압전 및 음향 구동부를 포함하는 여러 가지 다른 구동부가 있다. 그에 따라, 균형 부재(250) 및 유동 튜브(203)에 커플링된 특별한 구동부 부품이 본원 발명의 범위를 제한하지 않아야 할 것이다. 중요한 측면은, 구동부 부품들 중 하나가 유동 튜브(203)에 커플링되는 한편 다른 구동부 부품이 균형 부재(250)에 커플링된다는 것이다.
유사하게, 제 1 및 제 2 픽-오프 센서(105, 105')가 제 1 성분(105a, 105a') 및 제 2 성분(105b, 105b')을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제 1 픽-오프 부품(105a, 105a')이 유동 튜브(203)에 커플링되는 한편 제 2 픽-오프 부품(105b, 105b')이 제 1 픽-오프 부품(105a, 105a')에 인접하여 균형 부재(250)에 커플링된다. 그에 따라, 당업계에 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 픽-오프 부품들이 서로 상호작용할 수 있다. 제 1 픽-오프 부품(105a, 105a')이 픽-오프 자석을 포함하는 것으로 도시되어 있고 그리고 제 2 픽-오프 부품(105b, 105b')이 픽-오프 코일을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 제 1 및 제 2 픽-오프 부품들이 그 반대가 될 수 있다. 그에 따라, 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)에 커플링되는 특별한 성분이 본원 발명의 범위를 제한하지 않아야 할 것이다. 또한, 픽-오프 센서(105, 105')가 자석/코일 구성으로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 할 것이다. 그 대신에, 픽-오프 센서(105, 105')가 자석/코일, 광학적, 커패시턴스 센서 등을 포함하는 공지의 픽-오프 구성들 중 임의의 것을 포함할 수 있을 것이다.
제 2 구동부 부품(104b) 및 제 2 픽-오프 부품(105b, 105b')이 균형 부재(250)에 커플링된 상태에서, 성분들로 전달될 수도 있는 외부 진동으로부터 센서 성분(104, 105, 105')이 실질적으로 격리된다. 예를 들어, 픽-오프 부품들이 고정형(stationary) 기준 플레이트에 커플링되는 종래 기술의 시스템에서, 외부 진동이 영향을 미칠 수 있고, 그에 따라 오류를 포함하는 측정치를 초래할 수 있다. 그러나, 본원 발명은 센서 성분들을 실질적으로 격리시키며, 그에 따라 오류를 포함하는 측정치가 발생할 가능성을 줄인다.
본원 발명의 실시예에 따라서, 브래킷(230, 231, 231')을 이용하여 센서 성분(104, 105, 105')이 유동 튜브(203) 및/또는 균형 부재(250)에 커플링된다. 브래킷(230, 231, 231')은 유동 튜브(203) 또는 균형 부재(250) 중 하나에 커플링될 수 있다. 도시된 실시예에서, 브래킷(230, 231, 231')은 균형 부재(250)에 커플링된다. 도 2에 도시된 실시예에 따라서, 제 2 센서 성분(104b, 105b, 105b')을 균형 부재(250)에 커플링하기 위해서 브래킷(230, 231, 231')이 제공된다. 바람직하게, 제 1 센서 성분(104a, 105a, 105a')과 상호작용하기 위해서, 제 2 센서 성분(104b, 105b, 105b')이 균형 부재(250)를 넘어서 연장할 수 있다.
브래킷(230, 231, 231')에 더하여, 본원 발명의 실시예에 따라서, 유량계(200)가 또한 복수의 평형추(204a, 204b, 205a, 205b, 205a', 205b')를 포함할 수 있을 것이다. 그러한 평형추(204a, 204b, 205a, 205b, 205a', 205b')는 센서 성분(104, 105, 105')의 중량에 대한 균형을 맞추기 위해서 제공될 수 있다. 예를 들어, 본원 발명의 실시예에 따라, 제 1 구동부 부품(104a)이 유동 튜브(203)의 제 1 측부(side)에 커플링된다. 제 1 구동 성분(104a) 중량의 균형을 맞추기 위해서, 평형추(204a)가 제 1 구동부 부품(104a)의 반대쪽에서 유동 튜브(203)의 제 2 측부 상에서 상기 유동 튜브(203)에 커플링될 수 있다. 유사하게, 제 2 구동 성분(104b)이 브래킷(230)의 제 1 측부에 커플링될 수 있다. 제 2 구동 성분(104b) 중량의 균형을 위해서, 평형추(204b)가 제 2 구동 성분(104b)의 반대쪽에서 브래킷(230)에 커플링될 수 있다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 센서 성분과 균형추의 조합된 질량 중심이 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)의 중심선의 평면에 근접하여 놓이도록, 평형추의 크기 및 위치가 결정될 수 있을 것이다. 조합된 질량 중심을 중심선의 X-Y 평면 상에 위치시키는 것이 바람직하지만, 가공 공차로 인해서, 정확한 균형을 제공하는 것은 너무나도 비용이 많이 소요되어 실현이 어렵고, 그에 따라 특정 상황하에서 중심선의 평면으로부터 약간 벗어나는 진동도 수용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 그러나, 조합된 질량 중심이 유동 튜브 중심선의 평면에 보다 근접하게 이동함에 따라, 작동 중에 발생되는 바람직하지 못한 진동이 감소된다는 점을 이해하여야 할 것이다. 이러한 종류의 균형은 본원 명세서에서 참조로서 포함되는 미국 특허 제 7,287,438 호에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
유사한 방식으로, 제 2 구동부 부품(104b), 평형추(204b), 및 브래킷(230)의 조합된 질량 중심이 균형 부재(250)의 중심선의 평면에 근접하여 놓이도록, 브래킷(230)에 커플링된 평형추(204b)의 크기 및 위치가 결정될 수 있다. 이러한 방식으로 평형추(204b)의 크기 및 위치를 결정하는 것은 제 1 구동부 부품(104a)에 대해서 전술한 바와 같은 이점을 제공한다. 유사한 균형이 픽-오프 센서(105, 105')에 대해서도 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유동 튜브(203)는 내측 벤드(bend) 영역(213)을 형성하는 유동 튜브(203)의 형상을 가지는 곡선형 유동 튜브를 포함한다. 내측 벤드 영역(213)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 곡선형 유동 튜브(203)의 아래쪽의 그리고 유입구 및 배출구 플랜지(101 및 101') 사이의 면적(area)을 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 균형 부재(250)가 내측 벤드 영역(213) 내에 "포개진다(nested)." 다시 말해서, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)에 인접하여 그리고 유동 튜브(203)의 내측 벤드 영역(213) 내에 배치된다. 균형 부재(250)는 내측 벤드 영역(213)에 근접하여 배치된 것으로 도시되어 있고 그리고, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203) 보다 더 짧다는 것을 제외하고, 유동 튜브(203)와 유사한 형상을 가진다. 균형 부재(250)는 유동 튜브(203) 보다 더 짧은데, 이는 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)의 내측 벤드 영역(213) 내에 위치되기 때문이다. 그에 따라, 유동 튜브(203)는 실질적으로 균형 부재(250) 주위로 벤딩된다. 균형 부재의 보다 짧은 길이 때문에, 유동 튜브(203)로 인가되는 축방향 응력을 실질적으로 증대시키지 않는 상태로, 유동 튜브 물질에 대한 열팽창 계수 보다 더 큰 열팽창 계수를 가지는 물질로 균형 부재(250)가 형성될 수 있다. 이는 열팽창 계수가 종종 길이/온도 변화의 도(degree) 당 길이(a length per length/degree of temperature change)로 표현되기 때문이다. 그에 따라, 물질의 피스(piece)의 길이가 감소됨에 따라, 온도 변화로 인한 전체 길이 변화 역시 감소된다. 따라서, 균형 부재(250)가 유동 튜브의 열팽창 계수 보다 큰 열팽창 계수를 가지는 물질로 형성될 수 있고, 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)의 전체 길이 변화도 실질적으로 동일하게 될 것이다. 일반적으로 열팽창 계수가 큰 물질이 저렴하기 때문에, 온도 변화로 인한 유동 튜브(203)에 대한 큰 축방향 응력이 없이, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203) 보다 더 저렴한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 구성은, 유동 튜브 및 대응(counter) 튜브가 나란히 위치되고 그리고 본질적으로 길이가 같은 종래 기술의 디자인에서는 가능하지 않다. 그에 따라, 본원 발명의 유량계(200)는 종래 기술에 의해서 구현되는 것 보다 더 저렴하게 형성될 수 있을 것이다. 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)와 상이한 물질로 형성될 수 있지만, 동일한 물질로 균형 부재(250) 및 유동 튜브(203)를 형성하는 것도 본원 발명의 범위에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 유량계(200)의 X-축 단면을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유동 튜브(203)의 중심선(340) 및 균형 부재(250)의 중심선(341)은 공통 평면 즉, 전술한 좌표 시스템에 따른 X-Y 표면을 공유한다(share). 다시 말해서, 균형 부재(250)의 중심선(341)은 유동 튜브(203)의 중심선(340)의 X-Y 평면 상에 또는 적어도 그에 근접하여 위치된다. 바람직하게, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203) 아래에 포개질 수 있고 그리고 유동 튜브(203)의 위상과 반대인 위상으로 구동될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 유동 튜브(203)가 균형 부재(250)의 아래쪽에 위치될 수도 있다는 것(유동 튜브(203)가 균형 부재(250)의 아래쪽에 포개질 수 있다는 것)을 이해하여야 할 것이다.
균형 부재(250)가 중공형 튜브를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 그 대신에 균형 부재(250)가 실질적으로 중실형의 구조를 가질 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 균형 부재(250)가, 예를 들어, 정사각 형상, I-비임(beam) 형상, 불규칙적인 형상 등과 같은 임의 형상을 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 균형 부재(250)는 도시된 것과 같은 원형 튜브로 제한되지 않아야 할 것이다. 특정 실시예에서, 균형 부재(250)가 유체로 채워질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러한 유체는 유량계(200)를 통해서 유동할 것으로 예상되는 유체의 밀도와 근사한 밀도를 가지는 유체를 포함할 수 있을 것이다. 그 대신에, 그러한 유체가 유량계(200)를 통해서 유동할 것으로 예상되는 해당 유체를 포함할 수 있을 것이다. 유체로 균형 부재(250)를 채우는 것은 균형 부재(250)의 자연 주파수를 조정하는 것을 도울 수 있을 것이다. 그러나, 유량계(200)를 통해서 유동하는 유체가 운전 중에 균형 부재(250)를 통해서 유동하지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그 대신에, 예를 들어, 유량계 조립 동안에 균형 부재(250)가 채워질 수 있다.
또한, 도 3에는 구동부(104)의 여러 질량 중심이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 질량 중심(CMm)을 가지는 제 1 구동부 부품(104a) 및 질량 중심(CMbl)을 가지는 평형추(204a)가 유동 튜브(203)에 커플링된다. 본원 발명에 따라서, 제 1 구동부 부품(104a) 및 평형추(204a)의 조합된 질량 중량(CCM1)이 유동 튜브(203)의 중심선(340)에 또한 위치하는 X-Y 평면상에 배치되도록, 평형추(204a)의 크기 및 위치가 결정될 수 있다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 질량 중심(CMB)을 가지는 브래킷(230)에 균형 부재(250)가 커플링된다. 또한, 질량 중심(CMC)을 가지는 제 2 구동부 부품(104b) 및 질량 중심(CMb2)을 가지는 평형추(204b)에 균형 부재(250)가 커플링된다. 브래킷(230), 제 2 구동부 부품(104b), 및 평형추(204b)의 조합된 질량 중심(CCM2)이 균형 부재(250)의 중심선(341)을 또한 포함하는 X-Y 평면상에 배치되도록, 평형추(204b)의 크기 및 브래킷(230) 상의 위치가 결정될 수 있다. 조합된 질량 중심을 X-Y 평면 상에 정확하게 위치시키는 것이 바람직하지만, 이는 예를 들어 특정 제조 공차로 인해서 어려운 일이 될 것임을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 조합된 질량 중심을 X-Y 평면에 근접하여 또는 가능한 한 가깝게 위치시키는 것이 바람직할 것이다. 또한, 픽-오프 센서(105, 105')가, 예를 들어, 평형추(205a, 205b, 205a', 205b')를 이용하여 유사하게 균형을 이룰 수 있을 것이고, 그리고 설명의 간명함으로 위해서 이에 대한 전체적인 설명은 생략한다.
도 4는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 유량계(200)를 도시한다. 도 4에 도시된 실시예는 전술한 실시예들과 유사하나, 도 4에 도시된 실시예는 평형추(204a, 204b, 205a, 205b, 205a', 205b')를 포함하지 않는다. 그에 따라, 도 4에 도시된 유량계(200)는 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)에 커플링된 픽-오프 센서(105, 105') 및 구동부(104)에 의해서 생성된 불균형을 보상하기 위한 부가적인 교정을 필요로 할 것이다. 도 4에 도시된 실시예에 따라서, 제 2 구동부 부품(104b) 및 제 2 픽-오프 부품(105b, 105b')은 브래킷(230, 231, 231')을 이용하여 균형 부재(250)에 여전히 커플링될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 브래킷(230, 231, 231')이 생략될 수 있고 그리고 제 2 성분(104b, 105b, 105b')이 균형 부재(250)에 직접적으로 커플링될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 구동부(104)와 픽-오프 센서(105, 105')를 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)에 커플링하는 특별한 방법이 접착제, 브레이징(brazing), 본딩, 기계적 커플링 등의 이용을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 이용되는 그러한 특별한 방법은 본원 발명의 범위를 제한하지 않는다.
작동 중에, 계량기 전자기기(20)에 의해서 리드(110)를 통해서 구동 신호가 구동 코일(104b)로 전송될 수 있다. 구동 신호는 유동 튜브(203)가 벤딩 축선(W-W)을 중심으로 진동하게 하는 한편, 균형 부재(250)는 벤딩 축선(W'-W')을 중심으로 진동한다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)와 동일한 모드로 진동하나, 위상은 반대가 된다. 본원 발명의 실시예에 따라서, 축선(W-W, W'-W')이 복수의 브레이스 바아(brace bars; 220-223)를 이용하여 부분적으로 형성되고, 이는 유동 튜브(203) 및 균형 부재(250)의 활성 면적을 제한한다. 진동 튜브(203, 250)는 픽-오프 센서(105, 105') 내의 전압을 유도하고, 그러한 전압은 리드(111 및 111')를 통해서 계량기 전자기기(20)로 전송된다. 계량기 전자기기(20)는 픽-오프 센서(105, 105')에 의해서 전송된 신호를 기초로 물질 밀도와 같은 다른 정보와 함께 질량 유동 정보를 생성한다. RTDs(도시되지 않음)와 같은 온도 측정 장치가 또한 온도 측정치를 제공할 수 있다. 계량기 전자기기(20)는 이러한 정보를 리드(26)를 통해서 하류 프로세스로 전송할 수 있다.
본원 발명의 실시예에 따라서, 유동 튜브(203)를 통한 프로세스 유체의 유동에 앞서서, 균형 부재(250)가 프로세스 유체로 채워질 수 있다. 이는, 균형 부재(250)의 자연 주파수를 조정하는데 도움이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 이는 필수적인 것이 아닐 수 있고 그리고 균형 부재(250)의 주파수가, 예를 들어, 하나 또는 둘 이상의 부가적인 질량을 균형 부재(250)에 커플링하는 것과 같은 다른 공지된 방법에 따라서 조정될 수 있을 것이다.
균형 부재(250)의 중심선(341)이 유동 튜브(203)의 중심선(340)의 평면 상에 위치된 상태에서, 유량계(200)가 종래 기술에서 실현될 수 있는 것 보다 훨씬 저렴하게 만들어질 수 있다. 이는, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)의 열팽창 계수 보다 큰 열팽창 계수를 가지는 보다 저렴한 물질로 형성될 수 있기 때문이다. 추가적으로, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)의 내측 벤딩 영역(213) 내에 포개지는 상태에서, 유량계 크기, 및 보다 특히 유량계 폭이 관심의 대상이 되는 상황에서 유량계(200)가 구현될 수 있을 것이다. 이는, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)에 부가하여 상당한 크기의 공간을 필요로 하지 않기 때문이다. 많은 실시예에서, 균형 부재(250)가 유동 튜브(203)의 내측 벤딩 영역(213) 내에 포개짐에 따라, 균형 부재(250)가 유량계(200)의 폭을 부가하지 않는다. 이는, 반대(대응) 튜브가 유동 튜브와 나란히(side-by-side) 제공되고 그에 따라 유량계의 필요 폭을 배가시키는 반대 튜브가 포함되는 종래 기술의 유량계와 대비된다.
전술한 실시예들의 구체적인 설명은 본원 발명자에 의해서 본원 범위에 포함되는 것으로 간주되는 모든 실시예들에 대한 포괄적인 설명은 아니다. 사실상, 당업자는 전술한 실시예들의 특정 구성요소들을 다양하게 조합하거나 배제하여 추가적인 실시예를 생성할 수 있고, 그리고 그러한 추가적인 실시예가 본원 발명의 범위 및 사상에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 당업자는 전술한 실시예들이 전체적으로 또는 부분적으로 조합되어 본원 발명의 범위 및 사상에 포함되는 추가적인 실시예들을 생성할 수 있다는 것을 분명하게 이해할 것이다.
따라서, 본원 발명에 대한 특정 실시예들 및 예들이 설명을 위해서 기술되었지만, 본원 발명의 범위 내의 여러 가지 균등한 변형 실시예들이 가능하다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 여기에서 제시된 교시 내용은, 전술하고 도면에 도시된 실시예들 뿐만 아니라, 다른 유량계에도 적용될 수 있을 것이다. 따라서, 본원 발명의 범위는 이하의 특허청구범위로부터 결정되어야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 유량계(200)로서:
    곡선형 유동 튜브(203);
    균형 부재(250)의 횡단면의 기하학적 중심이 상기 곡선형 유동 튜브(203)의 중심선(340)의 평면 상에 놓이도록 배치되는 균형 부재(250)로서, 상기 중심선(340)의 평면은 상기 곡선형 유동 튜브(203)의 횡단면들의 기하학적 중심들을 포함하는, 균형 부재(250);
    상기 곡선형 유동 튜브(203)에 커플링된 제 1 구동부 부품(104a) 및 상기 제 1 구동부 부품(104a)에 근접하여 상기 균형 부재(250)에 커플링된 제 2 구동부 부품(104b)을 포함하는 구동부(104); 그리고
    상기 곡선형 유동 튜브(203)에 커플링된 제 1 픽-오프 부품(105a) 및 상기 제 1 픽-오프 부품(105a)에 근접하여 상기 균형 부재(250)에 커플링된 제 2 픽-오프 부품(105b)을 포함하는 적어도 제 1 픽-오프 센서(105)를 포함하는
    유량계(200).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동부 부품(104a)에 대향하여 상기 유동 튜브(203)에 커플링된 평형추(counter weight; 204a)를 더 포함하는
    유량계(200).
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 2 항에 있어서,
    상기 평형추(204a)와 상기 제 1 구동부 부품(104a)의 조합된 질량 중심이 상기 곡선형 유동 튜브(203)의 중심선(340)의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추(204a)의 크기 및 위치가 결정되는
    유량계(200).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부 부품(104b)에 대향하여 상기 균형 부재(250)에 커플링된 평형추(204b)를 더 포함하는
    유량계(200).
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 4 항에 있어서,
    상기 평형추(204b), 상기 제 2 구동부 부품(104b), 및 브래킷(230)의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재(250)의 중심선(341)의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추(204b)의 크기 및 위치가 결정되는
    유량계(200).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 픽-오프 부품(105a)에 대향하여 상기 유동 튜브(203)에 커플링되는 평형추(205a)를 더 포함하는
    유량계(200).
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 6 항에 있어서,
    상기 평형추(205a)와 상기 제 1 픽-오프 부품(105a)의 조합된 질량 중심이 상기 곡선형 유동 튜브(203)의 중심선(340)의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추(205a)의 크기 및 위치가 결정되는
    유량계(200).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 픽-오프 부품(105b)에 대향하여 상기 균형 부재(250)에 커플링되는 평형추(205b)를 더 포함하는
    유량계(200).
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항에 있어서,
    상기 평형추(205b), 상기 제 2 픽-오프 부품(105b), 및 브래킷(230)의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재(250)의 중심선(341)의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추(205b)의 크기 및 위치가 결정되는
    유량계(200).
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 균형 부재(250)가 상기 곡선형 유동 튜브(203)의 내측 벤드 영역(213) 내에 위치되는
    유량계(200).
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    유동 튜브 벤딩 축선(W-W) 및 균형 부재 벤딩 축선(W'-W')을 적어도 부분적으로 형성하기 위해서, 상기 곡선형 유동 튜브(203) 및 상기 균형 부재(250)에 커플링되는 복수의 브레이스 바아(brace bars; 220-223)를 더 포함하는
    유량계(200)
  12. 곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법으로서:
    균형 부재의 횡단면의 기하학적 중심이 상기 곡선형 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록 상기 곡선형 유동 튜브에 근접하여 상기 균형 부재를 위치시키는 단계로서, 상기 곡선형 유동 튜브의 중심선의 평면은 상기 곡선형 유동 튜브의 횡단면들의 기하학적 중심들을 포함하는, 상기 균형 부재를 위치시키는 단계;
    제 1 구동부 부품을 상기 곡선형 유동 튜브에 그리고 제 2 구동부 부품을 상기 제 1 구동부 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링시키는 단계; 그리고
    제 1 픽-오프 부품을 상기 유동 튜브에 그리고 제 2 픽-오프 부품을 상기 제 1 픽-오프 부품에 근접하여 상기 균형 부재에 커플링시키는 단계를 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 구동부 부품에 대향하여 유동 튜브에 평형추를 커플링시키는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13 항에 있어서,
    상기 평형추 및 상기 제 1 구동부 부품의 조합된 질량 중심이 상기 곡선형 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 구동부 부품에 대향하여 상기 균형 부재에 평형추를 커플링시키는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 15 항에 있어서,
    상기 평형추 및 상기 제 2 구동부 부품의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재의 중심선의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 픽-오프 부품에 대향하여 상기 유동 튜브에 평형추를 커플링시키는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 17 항에 있어서,
    상기 평형추 및 상기 제 1 픽-오프 부품의 조합된 질량 중심이 상기 곡선형 유동 튜브의 중심선의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 픽-오프 부품에 대향하여 상기 균형 부재에 평형추를 커플링하는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서,
    상기 평형추, 상기 제 2 픽-오프 부품, 및 브래킷의 조합된 질량 중심이 상기 균형 부재의 중심선의 평면 상에 위치되도록 상기 평형추의 크기 및 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 12 항에 있어서,
    상기 곡선형 유동 튜브에 근접하여 상기 균형 부재를 위치시키는 단계가 상기 균형 부재를 상기 곡선형 유동 튜브의 내측 벤드 영역 내에 위치시키는 것을 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 12 항에 있어서,
    유동 튜브 벤딩 축선 및 균형 부재 벤딩 축선을 적어도 부분적으로 형성하기 위해서, 복수의 브레이스 바아를 상기 유동 튜브 및 상기 균형 부재에 커플링하는 단계를 더 포함하는
    곡선형 유동 튜브 및 균형 부재를 포함하는 유량계를 형성하는 방법.
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