KR101633771B1 - 진동계의 허위 유동 측정을 방지하는 시스템 및 방법 - Google Patents

진동계의 허위 유동 측정을 방지하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

진동계(5)용 계량기 전자기기(20)가 제공된다. 진동계(5)는 파이프라인(301) 내부에 위치되는 센서 조립체를 포함한다. 센서 조립체(10)는 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치(309)들과 유체 연통된다. 계량기 전자기기(20)는 센서 조립체(10)를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하도록 구성된다. 계량기 전자기기(20)는 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들의 제 1 유체 스위치(309)로부터 파이프라인(301) 내부의 유체 조건을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신하도록 추가로 구성된다. 계량기 전자기기(20)는 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하도록 추가로 구성된다.

Description

진동계의 허위 유동 측정을 방지하는 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR PREVENTING FALSE FLOW MEASUREMENTS IN A VIBRATING METER}
아래에서 설명되는 실시예들은 진동계들에 관한 것이며, 더 구체적으로 진동계에서의 허위 유동 측정들을 방지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 진동 농도계들 및 코리올리 유동계들과 같은 진동계들은 일반적으로 공지되어 있으며 질량 유동 및 도관 내의 물질들에 대한 다른 정보를 측정하는데 사용된다. 진동계는 센서 조립체 및 전자기기 부분을 포함한다. 센서 조립체 내의 물질은 유동적이거나 정적일 수 있다. 각각의 형태의 센서는 최적 성능을 달성하기 위해서 진동계가 고려해야 할 독특한 특징들을 가질 수 있다.
예시적인 콜리올리 유량계들이 모두 제이. 이. 스미스 등에게 허여된 미국 특허 제 4,109,524호, 미국 특허 제 4,491,025호, 및 Re. 31,450호에 공개되어 있다. 이들 유량계들은 직선 또는 곡선 형상의 하나 또는 그보다 많은 도관들을 가진다. 콜리올리 유량계의 각각의 도관 형상은 간단한 굽힘, 비틀림, 또는 커플링된 형태일 수 있는 정상적인 진동 모드들의 세트를 가진다. 각각의 도관은 바람직한 모드에서의 진동을 위해 구동될 수 있다.
물질은 센서의 입구 측 상의 연결된 파이프라인으로부터 유량계 센서 조립체 내측으로 유동하며, 도관(들)을 통과하도록 지향되며, 센서의 출구 측을 통해 센서를 빠져나간다. 진동 물질로 채워진 시스템의 정상적인 진동 모드들은 도관들 내부로 유동하는 물질과 도관들의 조합된 질량에 의해 부분적으로 규정된다.
센서 조립체를 통해 유동되지 않을 때, 도관(들)에 가해진 구동력은 도관(들)을 따른 모든 지점들이, 제로 유동에서 측정되는 시간 지연인 동일 위상(identical phase) 또는 작은 "제로 오프셋"에 의한 진동을 유발한다. 물질이 센서 조립체를 통해 유동하기 시작함에 따라, 코리올리 힘은 도관(들)에 따른 각각의 지점이 상이한 위상을 갖게 한다. 예를 들어, 센서의 입구 단부에 있는 위상은 중앙의 드라이버 위치에 있는 위상에 대해 지연되는(lag) 반면에, 출구에 있는 위상은 중앙의 드라이버 위치에 있는 위상에 대해 앞선다. 도관(들) 상의 픽-오프 센서들은 도관(들)의 모션을 나타내는 정현파 신호(sinusoidal signal)들을 생성한다. 픽-오프 센서들로부터의 신호들 출력은 픽-오프 센서들 사이의 위상차를 결정하도록 처리된다. 두 개 또는 그보다 많은 픽-오프 센서들 사이의 위상차는 도관(들)을 통해 유동하는 물질의 질량 유량에 비례한다.
물질의 질량 유량은 위상차에 유동 보정 인자(FCF)를 곱함으로써 결정될 수 있다. 파이프라인 내측에 유량계의 센서 조립체를 설치하기 이전에, FCF는 보정 공정에 의해 결정된다. 보정 공정에서, 유체는 공지된 유량과 위상차 사이의 관련성으로 유동 튜브를 통과하며 유량(즉, FCF)이 계산된다. 유동계의 센서 조립체는 FCF에 픽-오프 센서들의 위상차를 곱함으로써 유량을 후속하여 결정한다. 또한, 다른 보정 인자들이 유량을 결정하는데 고려될 수 있다.
부분적으로 진동계들의 고 정밀도로 인해서, 콜리올리 유동계들, 특히 진동계들은 매우 다양한 산업들에서 성공적이었다. 측정들의 정밀도 및 재현성에 대한 증대된 요구에 직면한 하나의 산업은 오일 및 가스 산업이다. 오일 및 가스와 연관된 비용들이 증가하면서, 보호 이관 상황들에서는 실제로 이관되는 오일의 양의 측정들에서 있어서 개선들을 요구하고 있다. 보호 이송 상황들의 예는 연료 벙커링(bunkering)이다. 벙커링은 벙커 연료들로서 알려져 온 해상 연료 오일들의 저장 및 이송의 실행을 지칭한다. 선박 급유를 위해서, 해안으로부터 선박으로 연료를 이송하기 위해 대량의 연료가 바지선이나 다른 컨테이너에 일시적으로 저장될 수 있다. 벙커는 도크 또는 다른 포트 설비에 위치될 수 있거나, 바지선 또는 다른 재급유 차량에 의해 운반될 수 있다. 벙커링 중에, 연료 측정은 보통, 비우고-채우고-비우는 배칭 공정(batching process)을 포함하며, 그에 의해서 가스가 연료 내에 수반될 수 있게 한다. 연료 내에 수반된 가스는 인도될 연료의 체적과 질량 모두가 변경되기 때문에 심각한 측정차들을 생성한다. 또한, 공정의 개시 및 말기에서, 유량계는 완전히 비거나 완전히 채워진 것보다 부분적으로 유체로 채워질 수 있다.
벙커 연료는 가열하는데 또는 대형 산업 및/또는 선박용 기관에 사용되는 상대적으로 무거운 석유 유도체(petroleum derivative)를 포함한다. 벙커 연료를 포함할 수 있는 여러 등급들의 연료가 있다. 벙커 연료는 일반적으로 가솔린 또는 디젤보다 더 무겁고 더많은 점성을 가진다.
해상 연료 비용들은 선박의 작동 비용의 대부분을 나타낸다. 오일 가격들이 증가하고 보존 노력들이 증가하면서, 환경 및 재정 이유들로 신중한 연료 관리가 중요해졌다.
코리올리 유량계들의 개선들에 의해 수반된 가스를 갖는 경우라도 연료의 더욱 정확한 측정들을 얻는 것이 가능해졌다. 그러나, 예를 들어, 연료를 전달하는 밸브들 및 펌프들이 폐쇄될 때 벙커링 공정의 초기 또는 말기에 유동이 정지할 때마다 문제점이 존재할 수 있다. 하나의 이유는 진동계의 제로 오프셋의 변경으로 인한 것이다. 코리올리 유동계를 통해 유동하는 연료가 정지한 이후에도조차, 유동 튜브들은 계속해서 진동한다. 이상적으로, 픽-오프 센서들 사이의 시간 지연은 튜브들을 통한 유동이 제로일 때 본래의 제로 오프셋으로 복귀할 것이다. 시간 지연이 본래의 제로 오프셋으로 복귀하는 한, 코리올리 유동계는 제로 질량 유동을 보고할 것이다. 그러나, 다양한 인자들이 센서 조립체의 제로 오프셋에 공헌하며 그 인자들의 몇몇은 벙커링 공정 중에 또는 마지막 제로잉 공정(zeroing process) 이후에 변경될 수 있다.
예를 들어, 유동 튜브들을 통한 유동이 제로로 떨어질 때인 몇몇 상황들에서많은 콜리올리 유동계들이 수반된 가스에도 불구하고 정밀한 측정들을 유지할 수 있지만, 수반된 가스는 진동계의 센서 조립체의 입구 측과 출구 측 사이의 비대칭 댐핑을 생성하는 불균형을 유도할 수 있다. 비대칭 댐핑은 픽-오프들 사이의 시간 지연을 유발할 수 있으며, 이는 본래의 제로 오프와 상이할 수 있으며 따라서 실제 유동으로서 해석될 수 있다. 이러한 문제점은 또한, 센서 조립체가 예를 들어, 유체로 단지 부분적으로 충전되는 경우에 경험될 수 있다. 수반된 가스를 포함하는 연료를 용인하는 진동계들의 경우조차도, 밸브들 및 펌프들이 폐쇄 또는 차단된 이후에 코리올리 유동계를 통한 유동 측정을 생성하는 것이 몇몇 상황들에서 바람직할 수 있다. 이는 예를 들어, 잔류 압력 또는 중력으로 인한 유체 제어 밸브의 하류로 계속해서 유동하는 파이프라인 내의 연료가 이미 시스템 내에 있을 수 있기 때문이다. 따라서, 시스템 내의 이전의 연료는 벙커링 총계쪽으로 계산되어서는 안 된다. 유량계의 총액계산기와 밸브들 및 펌프들의 폐쇄에 대한 빈번한 조정은 어려운데, 이는 유량계가 밸브들 또는 펌프들과 통신되지 않기 때문이다.
다양한 종래 기술의 방법들은 제로 유동에서 유체 튜브들 내의 폭기(airated) 유체와 연관된 허위 판독들을 처리하는 것을 제안하고 있다. 가장 빈번히 사용되는 방법들 중의 하나는 펌프의 작동 중지 및/또는 밸브의 폐쇄 직후에 총액계산기의 값을 간단히 판독하는 것이다. 이러한 방법 배후의 아이디어는 진동계가 허위 측정들을 출력할 수 있기 이전에 판독을 얻는 것이다. 그러나, 이러한 접근방법은 상황에 가까운 모니터링을 위해서 작동자의 개입에 의존한다. 이러한 접근방법은 또한 유량계가 적절한 배치 총액을 측정할 것을 총액값을 판독한 작업자가 원한다고 추정한다.
다른 방법은 진동계의 저 유동 컷오프(cutoff)를 증가시키는 것이다. 저 유동 컷오프는 저 유동 컷오프 아래의 시간 지연들이 제로 오프셋 그리고 따라서 동일한 제로 유동으로 인한 것으로 추정하는 값이다. 이러한 방법에 따른 문제점은 저 유동 컷오프 값이 증가하면서, 저 유동 컷오프 아래에 있는 실제 유동 값들의 가능성이 증가될 수 있다는 점이다. 그러므로, 이러한 접근방법은 제로로 강요되는 실제 유동 값들을 초래할 수 있다.
또다른 종래기술의 접근방법은 높고 낮은 밀도 한계값들을 설정하여서 밀도가 임계 양보다 많은 만큼 공지의 액체 밀도로부터 이탈하는 경우에 총합화가 방지되게 하는 것이다. 불행히도, 이러한 방법은 실제로 잘 작동하지 않는데, 이는 수반된 가스 및 고체 미립자들의 존재가 종종 상쇄되는 포지티브 및 네가티브 에러들을 유발할 수 있기 때문이다. 또한, 벙커링 용례에 있어서 측정된 밀도가 공지의 액체 밀도 아래에 있을 때, 예를 들어 배치 전달의 일부분 동안에 5% 가스 체적 분율이 있는 경우에 상당한 질량 유동이 실제로 발생할 수 있다.
결과적으로, 이들 종래 기술의 접근방법들은 대부분의 상황들에서 부적절하다. 그러므로, 진동계들에 대한 증가된 신뢰도와 정확도를 제공하는 것이 종래 기술에 필요하다. 진동계가 유동 측정값들을 총합화하는 것을 정지해야 할 때를 정확하게 결정하는 것이 종래 기술에 필요하다. 이들 및 다른 문제점들은 해결되며 종래 기술의 진보가 달성된다.
아래에서 설명되는 실시예들은 진동계의 허위 측정들을 실질적으로 방지하는 시스템 및 방법을 제공한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 진동계에 가까운 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들을 제공한다. 유체 스위치들은 진동계가 총합화 측정값들이어야 하는 경우인지를 결정하기 위해서 진동계에 가까운 유체 및/또는 유체 유동의 존재와 같은 특정 유동 조건들을 검출할 수 있다.
유체 유동 시스템이 실시예에 따라 제공된다. 유체 유동 시스템은 파이프라인과 그 파이프라인 내에 위치되고 파이프라인 내의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 결정하는 제 1 유체 스위치를 포함한다. 실시예에 따라서, 유체 유동 시스템은 제 1 유체 유동 스위치와 유체 연통되고 그에 가까운 파이프라인 내에 위치되는 센서 조립체 및 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하기 위해 하나 또는 그보다 많은 센서 신호들을 수신하는 센서 조립체와 전기 통신하는 계량기 전자기기를 포함하는 진동계를 더 포함한다. 실시예에 따라서, 유체 유동 시스템은 제 1 유동 스위치와 전기 통신되고 계량기 전자기기와 전기 통신하는 시스템 제어기를 더 포함한다. 시스템 제어기는 계량기 전자기기로부터 하나 또는 그보다 많은 측정된 유동 특징들을 수신하고 제 1 유체 스위치로부터 파이프라인 내의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호를 수신하도록 구성된다. 시스템 제어기는 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들의 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있다면 측정된 유동 특징들을 보정하도록 추가로 구성된다.
진동계를 작동시키기 위한 방법이 실시예에 따라 제공된다. 진동계는 계량기 전자기기 및 파이프라인 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들과 유체 연통되는 센서 조립체를 포함한다. 실시예에 따라서, 상기 방법은 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하는 단계를 포함한다. 실시예에 따라서, 상기 방법은 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들에 의해 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 측정하는 단계를 더 포함한다. 실시예에 따라서, 상기 방법은 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들의 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있다면 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정한다.
진동계용 계량기 전자기기가 실시예에 따라 제공된다. 계량기 전자기기는 파이프라인 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들과 유체 연통되는 센서 조립체를 포함한다. 실시예에 따라서, 계량기 전자기기는 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하도록 구성된다. 실시예에 따라서, 계량기 전자기기는 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들의 제 1 유체 스위치로부터 파이프라인 내부의 유체 조건을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호를 수신하도록 추가로 구성된다. 실시예에 따라서, 계량기 전자기기는 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있다면 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하도록 추가로 구성된다.
양태에 따라서, 유체 유동 시스템은 파이프라인과; 상기 파이프라인 내부에 위치되고 상기 파이프라인 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 결정하는 제 1 유체 스위치와; 상기 제 1 유체 스위치에 가깝고 그와 유체 연통되는 파이프라인 내부에 위치되는 센서 조립체, 및 하나 또는 그보다 많은 센서 신호를 수신하고 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하도록 센서 조립체와 전기 통신되는 계량기 전자기기를 포함하는 진동계와; 계량기 전자기기로부터 하나 또는 그보다 많은 측정된 유동 특징들을 수신하고, 상기 제 1 유체 스위치로부터 파이프라인 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호를 수신하고, 그리고 하나 또는 그보다 많은 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 측정된 유동 특징들을 보정하도록 구성되며, 상기 계량기 전자기기와 전기 통신되고 상기 제 1 유체 스위치와 전기 통신되는 시스템 제어기를 포함한다.
바람직하게, 제 1 유체 스위치는 센서 조립체로부터 상류에 위치된다.
바람직하게, 유체 유동 시스템은 센서 조립체에 가깝게 그리고 그의 하류에 위치되는 적어도 제 2 유체 스위치를 더 포함한다.
바람직하게, 제 1 유체 스위치는 유체 레벨 스위치를 포함하며 제 1 유체 스위치 신호는 파이프라인 내부의 유체 레벨이 임계 값 또는 대역 밖에 있음을 나타낸다.
바람직하게, 제 1 유체 스위치는 유체 유동 스위치를 포함하며 제 1 유체 스위치 신호는 파이프라인을 통한 유체 유량이 임계 값 또는 대역 밖에 있음을 나타낸다.
바람직하게, 진동계는 코리올리 질량 유동계를 포함하며 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들의 유동 특징은 질량 유량을 포함한다.
바람직하게, 측정된 유동 특징들의 보정은 유동 측징들이 허위임을 결정하는 것을 포함한다.
다른 양태에 따라서, 계량기 전자기기, 및 파이프라인 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들과 유체 연통되는 센서 조립체를 포함하는 진동계의 작동 방법은 상기 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하는 단계와, 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들에 의해 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 측정하는 단계, 및 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들의 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들의 유체 스위치는 유체 레벨 스위치를 포함한다.
바람직하게, 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들의 유체 조건은 파이프라인 내부의 유체 레벨을 포함한다.
바람직하게, 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들의 유체 스위치는 유체 유동 스위치를 포함한다.
바람직하게, 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들의 유체 조건은 파이프라인 내부의 유량을 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들의 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖으로 떨어진 이후에 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 총합하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 진동계는 코리올리 유동계를 포함한다.
바람직하게, 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들의 유동 특징은 질량 유량을 포함한다.
다른 양태에 따라서, 파이프라인 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들과 유체 연통되는 센서 조립체를 갖는 진동계용 계량기 전자기기는 상기 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하고, 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들의 제 1 유체 스위치로부터 파이프라인 내부의 유체 조건을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호를 수신하고, 그리고 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하도록 구성된다.
바람직하게, 유체 조건은 파이프라인 내부의 유체 레벨을 포함한다.
바람직하게, 유체 조건은 파이프라인 내부의 유량을 포함한다.
바람직하게, 계량기 전자기기는 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 임계 값 또는 대역 밖으로 떨어진 이후에 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 총합하도록 추가로 구성된다.
바람직하게, 제 1 유체 스위치는 센서 조립체의 상류에 위치되며 상기 계량기 전자기기는 상기 센서 조립체의 하류에 위치된 제 2 유체 스위치로부터 제 2 유체 스위치 신호를 수신하도록 추가로 구성된다.
도 1은 실시예에 따른 진동계를 도시하며,
도 2는 실시예에 따른 계량기 전자기기를 도시하며,
도 3은 실시예에 따른 유체 유동 시스템을 도시하며,
도 4는 실시예에 따른 처리 루틴을 도시한다.
도 1 내지 도 4 및 다른 설명은 방지 시스템의 실시예들의 최선 모드를 어떻게 만들고 사용하는지를 본 기술분야의 당업자에게 교시하기 위한 특정 예들을 기술한다. 본 발명의 원리들을 교시할 목적으로, 몇몇 종래의 양태들이 간략화되고 생략되었다. 본 기술분야의 당업자들은 본 설명의 범주 내에 있을 이들 예들로부터의 변형예들을 이해할 것이다. 본 기술분야의 당업자들은 아래에서 설명되는 특징들이 본 발명의 시스템의 다중 변형예들을 형성하기 위해서 다양한 방식으로 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 결과로써, 아래에서 설명되는 실시예들은 아래에서 설명되는 특정 예들로 한정되지 않으며 단지 특허청구범위와 이들의 균등물들에 의해서만 한정된다.
도 1은 실시예에 따른 센서 조립체(10) 및 계량기 전자기기(20)를 포함한다. 센서 조립체(10) 및 계량기 전자기기(20)는 도선(100)을 경유하여 전기 통신될 수 있다. 센서 조립체(10)는 도시된 실시예에서 유동 유체를 수용하나, 진동계들의 센서 조립체들은 테스트 하에서 유체가 유동되는 구조로 반드시 한정될 필요는 없다. 그러므로, 센서 조립체(10)는 유체가 유동하지 않는 진동 농도계의 진동 부분, 초음파 유동계들의 감지 부분, 자기 체적 유동 계량기들 등을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서, 계량기 전자기기(20)는 예를 들어, 밀도, 질량 유량, 체적 유량, 총합 질량 유동, 온도 및 다른 정보와 같은 유동 물질의 하나 또는 그보다 많은 특징들을 측정하기 위해 센서 조립체(10)에 연결된다. 계량기 전자기기(20)가 단일 센서 조립체(10)와 통신하게 도시되었지만, 계량기 전자기기(20)는 다중 센서 조립체들뿐만 아니라 다중의 추가 계량기 전자기기(20)와 통신할 수 있다고 이해되어야 한다. 추가로, 진동계(5)가 코리올리 유량계를 포함하는 것으로서 설명되었지만, 진동계(5)는 진동 농도계, 진동 체적 유량계, 또는 코리올리 유량계들의 모든 측정 성능들이 부족한 몇몇 다른 진동계와 같은 다른 형태의 진동계를 아주 쉽게 포함할 수 있다. 그러므로, 본 실시예는 코리올리 유량계로 한정되어서는 안 된다. 오히려, 계량기 전자기기(20)는 유동 유체 또는 정적 유체와 다른 형태들의 센서 조립체에 의해 통신될 수 있다.
센서 조립체(10)는 한 쌍의 플랜지(101,101')들, 매니폴드(102,102')들, 및 도관(103A,103B)들을 포함한다. 매니폴드(102,102')들은 도관(103A,103B)들의 대향 단부들에 고정된다. 코리올리 유량계의 플랜지(101,101')들은 스페이서(106)의 대향 단부들에 고정된다. 스페이서(106)는 도관(103A,103B)들 내의 바람직하지 않은 진동들을 방지하기 위해 매니폴드(102,102')들 사이에 간격을 유지한다. 도관(103A,103B)들은 본질적으로 평행한 방식으로 매니폴드들로부터 외측으로 연장한다. 센서(10)가 유동 물질을 운반하는 파이프라인 시스템(도시 않음) 내측으로 삽입될 때, 물질은 플랜지(101)를 통해 센서 조립체(10)로 진입하고, 전체 양의 물질이 도관(103A,103B)들로 진입하도록 지향되는 입구 매니폴드(102)를 통과하고, 도관(103A,103B)들을 통과하여 플랜지(101')를 통해 센서 조립체(10)를 빠져나가는 출구 매니폴드(102') 내측으로 다시 유동한다.
센서 조립체(10)는 구동기(104)를 포함할 수 있다. 구동기(104)는 구동기(104)가 예를 들어, 구동 모드에서 도관(103A,103B)들을 진동시킬 수 있는 위치에서 도관(103A,103B)에 고정된 것으로 도시된다. 구동기(104)는 도관(103A)에 장착되는 코일 및 도관(103B)에 장착되는 대향 자석과 같은 많은 주지의 배열들 중의 하나를 포함할 수 있다. 교류 형태인 구동 신호가 굽힘 축(W-W,W'-W')들을 중심으로 한 양 도관(103A,103B)들의 진동을 유발하기 위해서 예를 들어, 경로(10)를 경유하여 코일을 통과하는 것과 같이 계량기 전자기기(20)에 의해 제공될 수 있다.
센서 조립체(10)는 또한 도관(103A,103B)들에 고정되는 한 쌍의 픽-오프 센서(105,105')들을 포함한다. 실시예에 따라서, 픽-오프 센서(105,105')들은 도관(103A,103B)들의 속도 및 위치를 나타내는 전자기 검출기들, 예를 들어 픽-오프 자석들 및 픽-오프 코일들일 수 있다. 예를 들어, 픽-오프 센서(105,105')들은 픽-오프 신호들을 경로(111,111')들을 경유하여 계량기 전자기기(20)로 픽-오프 신호들들 공급할 수 있다. 본 기술분야의 당업자들은 도관(103A,103B)들의 모션이 유동 물질의 특정 특징들, 예를 들어 도관(103A,103B)들을 통해 유동하는 물질의 질량 유량 및 밀도에 비례한다.
실시예에 따라서, 계량기 전자기기(20)는 픽-오프 센서(105,105')들로부터 픽-오프 신호들을 수신한다. 경로(26)는 하나 또는 그보다 많은 계량기 전자기기(20)가 작동자와의 인터페이스를 허용하는 입력 및 출력 수단을 제공할 수 있다. 계량기 전자기기(20)는 예를 들어, 위상 차, 주파수, 시간 지연(주파수로 나누어진 위상차), 밀도, 질량 유량, 체적 유량, 총합 질량 유동, 온도, 계량기 증명, 및 다른 정보와 같은 테스트 하의 유체의 하나 또는 그보다 많은 특징들을 측정할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 도 1에 나타낸 계량기 전자기기(20)를 도시한다. 계량기 전자기기(20)는 인터페이스(201) 및 처리 시스템(203)을 포함할 수 있다. 처리 시스템(203)은 저장 시스템(204)을 포함할 수 있다. 저장 시스템(204)은 도시된 대로 내부 메모리를 포함할 수 있거나, 이와는 달리 외부 메모리를 포함할 수 있다. 계량기 전자기기(20)는 구동 신호(211)를 발생할 수 있으며 구동 신호(211)를 도 1에 도시된 구동기(104)로 공급한다. 계량기 전자기기(20)는 또한, 픽-오프 센서(105,105')들로부터와 같은 센서 조립체(10)로부터 도 1에 도시된 도선(111,111')들을 경유하여 센서 신호(210)들을 수신할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 센서 신호(210)들은 구동기(104)로부터 수신될 수 있다. 계량기 전자기기(20)는 코리올리 유량계로서 작동하는 것을 포함한, 농도계로서 작동할 수 있거나 유량계로서 작동할 수 있다. 계량기 전자기기(20)는 또한 몇몇 다른 형태의 진동계 조립체로서 작동할 수 있다고 이해해야 하며 제공된 특정 예들은 본 실시예의 범주를 제한하지 않아야 한다. 계량기 전자기기(20)는 도관(103A,103B)들을 통해 유동하는 물질의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 얻기 위해서 센서 신호(210)들을 처리할 수 있다.
인터페이스(201)는 구동기(104) 또는 픽-오프 센서(105,105')로부터 도선(110,111,111')을 경유하여 센서 신호(210)들을 수신할 수 있다. 인터페이스(201)는 임의의 방식의 포맷팅, 증폭, 버퍼링 등과 같은 임의의 필요한 또는 바람직한 신호 컨디셔닝(conditioning)을 수행할 수 있다. 이와는 달리, 신호 컨디셔닝의 몇몇 또는 모두는 처리 시스템(203)에서 수행될 수 있다. 또한, 인터페이스(201)는 계량기 전자기기(20)와 외부 장치들 사이의 통신들을 할 수 있다. 인터페이스(201)는 임의의 방식의 전자기기, 광학 또는 무선 통신을 할 수 있다.
일 실시예에서 인터페이스(201)는 센서 신호(210)들이 아날로그 센서 신호들을 포함하는 디지타이저(digitizer)(도시 않음)를 포함할 수 있다. 디지타이저는 아날로그 센서 신호들을 샘플화하고 디지털화할 수 있으며 디지털 센서 신호들을 생성할 수 있다. 디지타이저는 또한 디지털 센서 신호가 필요한 신호 처리의 양을 감소시키고 처리 시간을 감소시키기 위해서 디지털압축되는(decimated) 임의의 필요한 디지털압축화를 수행할 수 있다.
처리 시스템(203)은 계량기 전자기기(20)의 작동들을 수행할 수 있으며 센서(10)로부터 유동 측정들을 처리할 수 있다. 처리 시스템(203)은 하나 또는 그보다 많은 처리 루틴들을 실시하는데 요구되는 데이터 처리를 실행할뿐만 아니라, 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 생성하기 위해서 유동 측정을 처리할 수 있다.
처리 시스템(203)은 범용 컴퓨터, 마이크로처리(microprocessing) 시스템, 논리 회로, 또는 몇몇 다른 범용 또는 전용(customized) 처리 장치를 포함할 수 있다. 처리 시스템(203)은 다중 처리 장치들 중에서 배정될 수 있다. 처리 시스템(203)은 저장 시스템(204)과 같은 임의의 방식의 통합형 또는 독립형 전자기기 저장 매체를 포함할 수 있다.
계량기 전자기기(20)는 기술분야에 일반적으로 공지된 다양한 다른 구성요소들 및 기능들을 포함할 수 있다고 이해되어야 한다. 이들 추가의 특징들은 간략화할 목적을 위해 설명 및 도면들로부터 생략된다. 그러므로, 본 실시예는 도시되고 논의된 특정 실시예들로 제한되어서는 안 된다.
도 3은 실시예에 따른 유체 유동 시스템(300)을 도시한다. 실시예에 따라서, 유체 유동 시스템(300)은 제 1 엔터티(entity)로부터 제 2 엔터티로 유체를 전달하도록, 즉 커스터디(custody) 전달을 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유체 유동 시스템(300)은 바지선(제 1 엔터티)으로부터 선박(제 2 엔터티)으로 벙커 연료를 전달하는 벙커링 전달 시스템을 포함할 수 있다. 이해될 수 있듯이, 그와 같은 상황에서 전달될 연료의 정확한 양뿐만 아니라 가능한 품질, 등급, 순도 등을 결정하는 것이 바람직하다. 측정이 자동화되고 인간의 간섭으로부터 자유로와 지는 것이 또한 바람직하다. 다른 실시예에 따라서, 유체 유동 시스템(300)은 제작 설비에서 배치 공정을 위한 유체 전달 시스템을 포함할 수 있다. 유체 유동 시스템(300)이 예를 들어, 기존 파이프라인(301)에 통합될 수 있다. 유체 유동 시스템(300)은 폭넓은 용례들에 사용될 수 있으며, 따라서 특정 사이트에서 유체 유동 시스템(300)이 본 실시예의 범주를 제한하지 않는 방식으로 실시될 수 있어야 한다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 다양한 구성요소들이 도 3에 설명되어 있지만, 본 실시예는 도시된 모든 구성요소를 요구하는 것에 제한되어서는 안 되며, 오히려 실시예의 범주는 예시된 구성요소들의 몇몇이 선택적이기 때문에 다음의 특허청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.
실시예에 따라서, 유체 유동 시스템(300)은 파이프라인(301)을 포함한다. 파이프라인(301)은 더 큰 시스템의 일부분인 이전에 존재하는 파이프라인을 포함할 수 있다. 파이프라인(301)은 유체 입구(301A) 및 유체 출구(301B)를 포함한다. 유체 유동 시스템(300)은 샘플링 밸브(302), 유동 제어 밸브(303), 압력 센서(304), 및 필터(305)를 더 포함할 수 있다. 샘플링 밸브(302)가 예를 들어, 파이프라인(301)을 통해 유동하는 유체의 주기적인 샘플들을 얻기 위해 제공될 수 있다. 실시예에 따라서, 유동 제어 밸브(303)는 도선(306)을 경유하여 계량기 전자기기(2)와 전기 통신할 수 있다. 유체 유동 시스템(300)은 온도 센서(307), 압력 송신기(308), 제 1 유체 스위치(309), 센서 조립체(10), 제 2 유체 스위치(310), 및 셧-오프 밸브(311)를 더 포함할 수 있으며, 이 모든 것은 도면에 도시된 바와 같이 파이프라인(301)을 경유하여 서로 유체 연통된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 온도 센서(307), 압력 송신기(308), 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들, 및 센서 조립체(10)는 각각 도선(312,313,314,315, 및 100)을 경유하여 계량기 전자기기(20)와 전기 통신될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서 다양한 센서 및 스위치들이 무선 인터페이스를 경유하여 전기 통신될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
계량기 전자기기(20)와 전기 통신하는 다양한 센서들 이외에도, 계량기 전자기기(20)는 또한, 각각 도선(319,320, 및 321)들을 경유하여 티켓 프린터(316), 시스템 제어기(317), 및 유저 인터페이스(318)와 전기 통신될 수 있다. 게다가, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)가 진동계(5)의 계량기 전자기기(20)와 전기 통신되게 도시되어 있지만, 대체 실시예에서 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 대신에 점선(314',315')들에 의해 도시된 것과 같이 시스템 제어기(317)와 전기 통신될 수 있다. 그러므로, 시스템 제어기(317)는 중앙 처리 시스템, 범용 컴퓨터, 또는 양측 유체 스위치(309,310)들로부터 수신된 신호들뿐만 아니라 진동계(5)의 계량기 전자기기(20)로부터의 신호들을 처리할 수 있는 몇몇 다른 형태의 범용 또는 전용 처리 장치를 포함할 수 있다. 그러므로, 시스템 제어기(317)는 진동계(5)의 일부를 포함하지 않지만, 오히려 진동계(5)로부터의 신호들을 처리하도록 구성될 수 있다. 시스템 제어기(317)는 또한, 도선(322)을 경유하여 유저 인터페이스(318)와 전기 통신할 수 있다. 이는 유저가 유저의 선호도 또는 필요요건들에 따라서 시스템 제어기(317)를 구성할 수 있게 한다.
사용시, 유체 제어 밸브(303)는 유체 입구(301A)로부터 유체 출구(301B)로 유체가 유동될 수 있도록 개방될 수 있다. 유체 제어 밸브(303)는 예를 들어, 수동으로 개방될 수 있거나 계량기 전자기기(20)를 사용하여 전자식으로 개방될 수 있다. 펌프(도시 않음)는 예를 들어, 파이프라인(301)을 통해 유체가 유동할 수 있게 하는데 사용될 수 있다. 유체는 예를 들어, 벙커 연료를 포함할 수 있거나, 몇몇 다른 형태의 유체를 포함할 수 있다. 유체는 액체, 가스가 수반된 액체, 고체 입자들을 포함하는 액체 등을 포함할 수 있다. 그러므로, 유체 유동 시스템(300)을 통해 유동하는 특정 유체는 이전에 설명된 실시예의 범주를 어떤식으든 제한해서는 안 된다.
유체가 시스템(300)을 통해 유동할 때, 유체는 샘플링 밸브(302), 유체 제어 밸브(303), 압력 센서(304), 및 필터(305)를 통해 유동한다. 이들 구성요소들은 제 1 엔터티(entity)의 장비의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들 구성요소들은 벙커링 용례에서 셀러(seller)의 장비의 일부를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서 도시된 모든 구성요소들은 단일 엔터티의 장비의 일부를 포함할 수 있다.
유체는 결국 진동계(5)의 센서 조립체(10)를 통해 유동한다. 센서 조립체(10)는 도선(100)들을 넘어서 계량기 전자기기(20)로 센서 신호(210)들을 제공할 수 있으며, 이는 센서 신호(210)들에 기초한 유체 밀도, 질량 유량, 체적 유량, 총합 질량 유동, 및 총합 체적 유동과 같은 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정할 수 있다. 몇몇 상황들에서, 유체 유동 시스템(300)은 질량 유동 및/또는 체적 유동을 위한 총합 값들이 바람직한 배치형 시스템으로서 이용될 수 있다. 그러나, 유체 유동 시스템(300)이 배치형 시스템(batch type system)으로서 실시되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 유체 유동 시스템(300)이 배치형 시스템을 포함하는 실시예들에서 계량기 전자기기(20)는 일단 유체 제어 밸브(303)가 개방되면 센서 조립체(10)를 통한 유동의 총합화를 시작할 수 있다. 센서 조립체(10)를 통한 유동 특징들을 측정하는 것 이외에도, 계량기 전자기기(20)는 온도 센서(307)로부터 온도 신호(212) 및 압력 송신기(308)로부터 압력 신호(213)를 수신할 수 있다.
실시예에 따라서, 계량기 전자기기(20)는 제 1 유체 스위치(309)로부터 제 1 유체 스위치 신호(214)를 추가로 수신할 수 있다. 도시된 실시예에 따라서, 제 1 유체 스위치(309)는 진동계(5)의 센서 조립체(10)로부터 상류에 그리고 센서 조립체에 가깝다. 그러므로, 제 1 유체 스위치 신호(214)는 센서 조립체(10)의 상류의 하나 또는 그보다 많은 유동 조건들을 나타내는 신호를 포함할 수 있다.
제 1 유체 스위치 신호(214)는 임계 값 또는 임계 대역(값들의 범위) 밖에 있는 유체 레벨 및/또는 유체 유량을 나타내는 신호와 같은 임계 레벨 밖에 떨어진 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 나타낼 수 있다. 임계 값들은 예를 들어, 낮은 유체 레벨 임계치 또는 낮은 유량 레벨을 포함할 수 있다. 그러나, 특별한 임계 레벨은 실시된 특별한 형태의 유체 스위치에 의존할 수 있다. 실시예에 따라서, 제 1 유체 스위치(309)는 로즈마운트(Rosemount)(등록상표) 2120 액체 레벨 스위치와 같은 액체 레벨 스위치를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 제 1 유체 스위치(309)는 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 예정된 양의 시간 동안 임계 값 밖에 떨어질 때까지 제 1 유체 스위치 신호(214)를 제공할 수 없다. 이는 계량기 전자기기(20)에 의해 출력된 측정된 유동 특징들에 영향을 끼침이 없이 유동 내에 일부 변동을 허용한다. 그러나, 다른 형태들의 유체 레벨 스위치들이 사용될 수 있다. 제 1 유체 스위치(309)가 액체 레벨 스위치를 포함하는 실시예들에서, 계량기 전자기기(20)로 송신된 제 1 유체 스위치 신호(214)는 파이프라인(301) 내의 유체 레벨이 예정된 레벨 위나 아래에 있는 경우에 나타날 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 유체 스위치(309)는 파이프라인(301) 내에 위치될 수 있어서 스위치(309)는 파이프라인(301) 내의 유체 레벨이 파이프라인(301)의 횡단면적의 대략 1/4 아래로 떨어졌는지를, 즉 파이프라인(301)이 단지 1/4만이 채워졌는지를 검출할 수 있다. 이는 파이프라인(301)의 횡단면 아래의 경로의 3/4 지점에 스위치를 삽입함으로써 달성될 수 있다. 특별한 레벨들은 단지 예들이며 어떤식으로든 본 실시예의 범주를 제한해서는 안 된다. 파이프라인(301) 내의 유체 레벨은 유동 제어 밸브(303)가 폐쇄되면 예정된 레벨 아래로 떨어질 수 있으며, 파이프라인(301) 내의 유체는 파이프라인(301)이 예를 들어 배수되기 시작할 때 텅비기 시작한다. 파이프라인(301) 내의 유체 레벨은 또한, 예를 들어 배치의 말기에 예정된 레벨 아래로 떨어지며 파이프라인(301) 내의 잔여 유체는 배수된다.
실시예에 따라서, 제 1 유체 스위치(309)는 센서 조립체(10)와 유체 연통되고 그에 가깝게 위치되어서, 센서 조립체(10)를 통한 유동은 제 1 유체 스위치(309)에서의 유체 레벨이 예정된 임계치 아래로 하락할 때 대략 0으로 감소한다. 그러므로, 실시예에 따라서 파이프라인(301) 내의 유체가 제 1 유체 스위치(309)에 의해 검출된 것처럼 예정된 레벨 아래로 떨어지면, 계량기 전자기기(20)는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신할 수 있으며 센서 조립체(10)를 통한 유동이 임계 레벨 아래로, 즉 0으로 감소되었는지를 결정한다. 따라서, 계량기 전자기기(20)는 센서(10)에 의해 검출될 수 있는 허위 유동 측정치들을 총합화하는 것을 정지할 수 있다. 그러나, 센서 조립체(10)는 유동 도관(103A,103B) 내에 여전히 유체를 가질 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 유체 레벨 스위치를 포함하는 것보다는 오히려, 제 1 유체 스위치(309)는 본 기술분야에 일반적으로 공지된 대로의 열적 유동 스위치 또는 패들-형태의 유동 스위치와 같은 유체 유동 스위치를 포함할 수 있다. 이런 실시예에서, 제 1 유체 스위치 신호(214)에 의해 신호된 유체 조건은 파이프라인(301)을 통한 유체 유량이 임계 값 또는 대역 밖에 떨어졌는지를 나타낼 수 있다. 바람직하게, 제 1 유체 스위치(309)는 센서 조립체(10)와 유체 연통되고 그에 가깝게 위치되어서 유량이 임계 레벨보다 미만임을 제 1 유체 스위치(309)가 결정하면 센서 조립체(10)를 통한 유량은 임계 레벨보다 미만일 수 있다.
유체 유동 스위치가 벙커링을 포함한 임의의 바람직한 환경에서 사용될 수 있지만, 몇몇 상황에서 유체 유동 스위치보다 오히려 유체 레벨 스위치를 사용하는 것이 더 바람직할 수 있다. 이는 예를 들어, 유체 점도로 인해 심지어 유동이 임계 레벨 아래로 떨어진 후에도 유체 유동 스위치가 부주의하게 고착 개방될 우려가 있는 상황들에서 특히 사실일 수 있다. 결과로써, 몇몇 상황들은 유체 스위치(309)를 포함하는 유체 레벨 스위치에 더 양호하게 일치될 수 있다.
실시예에 따라서, 센서 조립체(10)에 가까운 파이프라인(301) 내의 유체 레벨 또는 유체 유량이 예정된 임계 레벨 내에 있다는 것을 제 1 유체 스위치(309)가 결정하면, 계량기 전자기기(20)는 센서 조립체(10)를 통한 유량의 총합화와 같은 유동 특징들을 계속해서 측정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 유체 스위치(309)는 유체 레벨이 임계 유체 레벨 위에 있거나 유체 유동 레벨이 임계 유체 유량을 초과하는지를 결정할 수 있다. 역으로, 센서 조립체(10)에 가까운 파이프라인(301) 내의 유체 레벨 또는 유체 유량이 예정된 임계 값 또는 대역 밖으로 떨어짐을 제 1 유체 스위치(309)가 결정하면, 제 1 유체 스위치(309)는 센서 조립체(10)를 통한 유량을 보정할 것을 계량기 전자기기(20)에게 신호할 수 있다. 보정은 예를 들어, 유량의 총합화를 정지 및/또는 측정을 정지하는 것일 수 있다. 위에서 설명한 대로, 계량기 전자기기(20)는 센서 조립체(10)가 이전에 결정된 제로 효과와 상이한 시간 지연을 검출하더라도, 즉 센서 조립체(10)가 유체 유동을 검출하더라도 센서 조립체(10)를 통한 유량의 총합화를 정지할 수 있다.
도 3의 실시예에 도시된 바와 같이, 유체 유동 시스템(300)은 제 2 유체 스위치(310)를 더 포함할 수 있다. 제 2 유체 스위치(310)는 예를 들어, 센서 조립체(10)의 하류에 위치될 수 있다. 제 1 유체 스위치(309)와 유사한 방식으로, 제 2 유체 스위치(310)는 제 2 유체 스위치 신호(215)를 계량기 전자기기(20)에 제공할 수 있다. 제 2 유체 스위치 신호(215)는 센서 조립체(10)게 가깝고 그의 하류에 있는 파이프라인(301) 내의 유체 레벨 또는 유체 유량이 예정된 임계 값 또는 대역 밖에 떨어졌는지를 나타낼 수 있다. 실시예에 따라서, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 "OR" 게이트의 등가물을 생성하기 위해서 병렬로 계량기 전자기기(20)와 통신할 수 있다. 결과적으로, 아래에서 설명되는대로 계량기 전자기기(20)는 어느 하나의 스위치(309,310)들이 신호를 계량기 전자기기(20)에 제공하면 측정된 유량을 보정할 수 있다.
유동 제어 밸브(303)가 개방될 때, 유체는 파이프라인(301)을 통해 유동해야 하며 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들의 예정된 레벨들이 초과되어야 한다. 그러므로, 제 1 및 제 2 유체 스위치 신호(214,215)들은 계량기 전자기기(20)들이 유체의 유동 특징들을 계속해서 측정 및/또는 총합화할 수 있게 한다.
그러나, 유동 제어 밸브(303), 셧오프 밸브(311), 또는 이 둘다의 폐쇄시에, 유체 유동 시스템(300)을 통한 유체 유량은 대략 0으로 하락할 것이다. 몇몇 실시예에서, 파이프라인(301)은 파이프라인(301) 내의 잔류 유체가 파이프라인을 텅비게 하기 위해 배수되도록 구성될 수 있다. 파이프라인(301) 내의 유체 유량 및/또는 유체 레벨이 예정된 임계 레벨들 아래로 떨어지면, 제 1 및/또는 제 2 유체 스위치(309,310)들은 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 예정된 값 또는 대역 밖에 있는지를 나타내는 신호를 계량기 전자기기(20)로 송신할 것이다. 제 1 및/또는 제 2 유체 스위치 신호(214,215)를 계량기 전자기기(20)가 수신하는 경우에, 유체가 센서 조립체(10)를 통해 여전히 유동함을 센서 조립체(10)에 의해 송신된 센서 신호(210)들이 나타낼 때조차도 계량기 전자기기(20)는 센서 조립체(10) 내의 유체의 측정된 유동 특징들을 보정할 수 있다. 그러므로, 유체 내에 수반된 가스 또는 부분 충전된 도관이 센서 조립체(10)의 비대칭 댐핑을 유발하며, 그에 의해서 센서 조립체(10)의 제로 오프셋의 변경을 초래하더라도, 계량기 전자기기(20)는 허위 유량의 총합화를 정지할 것이다.
위에서 논의한 바와 같이, 보정은 센서 조립체(10) 내의 유체의 유동 특징들을 측정하는 것을 정지할 수 있다. 이와는 달리, 보정은 이미 수신된 유동 특징들의 총합화를 정지할 수 있다. 다른 대안은 유동 스위치 신호(214)를 수신하기 이전에 얻은 값에 대한 유동 특징들을 보정할 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 나타내는 유체 스위치 신호(214)의 수신시, 측정된 밀도는 유체 스위치 신호(214)의 수신 이전의 언젠가 얻은 밀도 또는 다른 공지된 또는 저장된 밀도로 다시 보정될 수 있다. 본 기술분야의 당업자들은 유동 특징들에 대한 다른 보정들이 현재 설명된 실시예의 범주 내에서 유지되는 동안에 만들어질 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.
일단 계량기 전자기기(20)가 유량의 총합화를 정지하면, 티켓 프린터(316)는 진동계(5)에 의해 결정된 임의의 다른 바람직한 유동 특징들과 함께 총합화된 유량이 티켓에 프린팅될 수 있다. 게다가, 호스트 컴퓨터(317)는 몇몇 다른 측정을 수행하거나 이와는 달리 후속 측정 사이클에 대한 준비로 리셋을 수행하도록 계량기 전자기기(20)에 신호를 송신할 수 있다. 유저 인터페이스(318)는 또한 예를 들어, 유저가 측정 사이클 중에 그리고 그 후에 계량기 전자기기(20)의 상황을 모니터할 수 있게 한다.
대체 실시예에 따라서, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 계량기 전자기기(20) 대신에 시스템 제어기(317)와 직접 전기 통신할 수 있다. 이러한 대체 실시예에 따라서, 계량기 전자기기(20)는 센서 조립체(10)로부터 센서 신호(210)를 수신할 수 있으며 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 생성할 수 있다. 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들이 예를 들어, 추가의 처리를 위해 시스템 제어기(317)에 제공될 수 있다. 시스템 제어기(317)는 또한 도선(314',315')을 경유하여 제 1 및 제 2 유체 스위치 신호(214,215)들을 수신할 수 있다. 위에서 설명된 바와 유사한 방식으로, 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 임계 값 또는 대역 밖에 있음을 나타내는 제 1 또는 제 2 유체 스위치 신호(214,215)를 시스템 제어기(317)가 수신하면, 시스템 제어기(317)는 계량기 전자기기(20)로부터 다가오는 유동 특징들을 보정할 수 있다. 보정은 다가오는 신호들을 제로 유동으로 하는데, 즉 유동 특징들이 허위인가를 결정하는데 공헌할 수 있다.
계량기 전자기기(20)로보다는 오히려 시스템 제어기(317)로 제 1 및 제 2 유체 스위치 신호(214,215)들을 제공하는 것은 진동계(5)가 이미 실행되었으며 계량기 전자기기(20)가 이미 설정된 상황들에서 유리할 수 있다. 그러므로, 진동계(5)의 계량기 전자기기(20)를 재구성하는 것보다 오히려, 시스템 제어기(317)는 제 1 및 제 2 유체 스위치 신호(214,215)들을 처리하도록 재설정될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 처리 루틴(400)을 도시한다. 처리 루틴(400)은 예를 들어, 계량기 전자기기(20)에 의해 수행될 수 있다. 처리 루틴(400)은 예를 들어, 센서 조립체(10)를 통한 유동이 배치 공정 중에 중단된 이후에 진동계(5)에 의해 측정값들의 허위 총합화를 방지하는데 사용될 수 있다. 처리 루틴(400)은 예를 들어, 저장 시스템(204)에 저장될 수 있다.
처리 루틴(400)은 단계(401)에서 시작하며, 그 단계에서 진동계(5)는 본 기술 분야에 일반적으로 공지된 바와 같이 수신된 센서 신호(210)들에 기초하여 위상 차, 주파수, 시간 지연, 밀도, 질량 유량, 체적 유량, 총합화 질량 유동 등과 같은 하나 또는 그보다 많은 유체 유동 특징들을 측정한다.
단계(402)에서, 계량기 전자기기(20)는 신호가 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)로부터 수신되었는지를 결정한다. 위에서 설명된 바와 같이, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 임계 값 또는 대역 밖에 떨어졌는지를 결정한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 유체 레벨이 임계 유체 레벨(309) 아래로 하락했는지를 결정할 수 있다. 이와는 달리, 스위치(309,310)들은 유량이 임계 유량 아래로 하락했는지를 결정할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제 1 유체 스위치(309)는 파이프라인(301) 내의 유체 레벨이 임계 값 밖으로 떨어졌는지를 결정할 수 있는 반면에, 제 2 유체 스위치(310)는 파이프라인(301) 내의 유량이 임계값 밖으로 떨어졌는지를 결정할 수 있다. 환원하면, 제 1 유체 스위치(309)는 유체 레벨 스위치를 포함할 수 있는 반면에 제 2 유체 스위치(310)는 유체 유동 스위치를 포함할 수 있다.
계량기 전자기기(20)가 어느 하나의 제 1 또는 제 2 유체 스위치(309,310)로부터 유체 스위치 신호(214,215)를 수신했다면, 처리 루틴(400)은 계량기 전자기기(20)가 유동 특징들을 보정하는 단계(403)로 진행한다. 계량기 전자기기(20)는 센서 조립체(10)가 제로 오프셋과 상이한 시간 지연을 나타내더라도 유동 특징들을 정지할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이렇게 나타난 "측정된" 유량은 유체 내에 수반된 가스, 부분 충전된 유동 도관(103A,103B)들, 또는 센서 조립체(10)의 제로 오프셋을 변경시키는 몇몇 다른 조건으로 인한 것일 수 있다. 단계(403) 이후에, 처리 루틴(400)은 진동계(5)에 의해 측정된 총합된 값들을 나타내는 티켓이 티켓 프린터(316)에 의해 프린팅되는 선택적인 단계(404)로 진행될 수 있다. 이와는 달리, 처리 루틴(400)은 유동 특징들을 추가로 측정하기 위해 단계(401)로 복귀할 수 있다.
이와는 달리, 계량기 전자기기(20)가 어느 하나의 유동 스위치(309,310)로부터 신호를 수신했다면, 처리 루틴(401)은 추가의 유동 특징들이 측정되거나 처리가 종료되고 티켓이 프린트될 수 있는 단계(401)로 복귀한다.
위에서 설명된 실시예들은 진동계(5)로부터 특정들의 허위 총합화를 방지하기 위한 시스템 및 방법을 공개한다. 그 시스템 및 방법은 유체 스위치 신호(214,215)가 어느 하나의 제 1 또는 제 2 유체 스위치(309,310)로부터 수신되는 경우에 측정값들의 측정 또는 총합화로부터 계량기 전자기기(20)를 제한할 수 있다. 그러므로, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖으로 떨어지는 경우에 계량기 전자기기(20)에 신호한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 파이프라인(301) 내의 유체 레벨이 임계 값 아래로 떨어지는 경우에 시스템(300) 내의 유체의 유동 특징들의 측정 및/또는 총합화를 정지하는 것과 같은 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정할 것을 계량기 전자기기(20)에 신호할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 유체 스위치(309,310)들은 파이프라인(301)을 통한 유체 유량이 임계 값 또는 대역 밖으로 떨어지는 경우에 시스템(300) 내부의 유체의 유동 특징들의 특정 및/또는 총합화를 정지할 것을 계량기 전자기기(20)에 신호할 수 있다. 어느 하나의 상황에서, 유체 스위치(309,310)들은 센서 조립체(10)를 통한 실제 유량이 0으로 하락하거나 적어도 임계 값 아래로 하락할 때 존재하는 조건을 신호할 수 있다. 결과로써, 시스템(300)은 예를 들어, 수반된 가스 또는 부분적으로 충전된 유동 도관들에 의해 유발된 센서 조립체(10) 내의 불균형으로 인한 것일 수 있는 허위 측정의 기회를 감소시킬 수 있다.
위의 실시예들의 상세한 설명은 본 설명의 범주 내에 있을 수 있도록 발명자들에게 숙고된 모든 실시예들의 완전한 설명들이 아니다. 실제로, 본 기술분야의 당업자들은 전술한 실시예들의 특정 요소들이 추가의 실시예들을 생성하도록 조합되거나 제거될 수 있으며, 그와 같은 추가의 실시예들이 본 설명의 발명 및 교시들내에 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 기술분야의 당업자들은 또한, 본 발명의 범주 및 교시들 내에 있는 추가의 실시예들을 생성하기 위해 전체적으로 또는 부분적으로 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
따라서, 방지 시스템의 특정 실시예들 및 그에 대한 예들이 예시의 목적들을 위해 설명되었지만, 관련 분야의 당업자들이 이해할 수 있듯이, 다양한 균등한 수정들이 본 설명의 범주 내에서 가능하다. 여기서 제공된 교시들은 다른 진동계들에 적용될 수 있으며 위에서 설명되고 첨부 도면들에 도시된 실시예들에만 적용되지 않는다. 따라서, 실시예들의 범주는 다음의 특허청구범위로부터 결정되어야 한다.

Claims (22)

  1. 유체 유동 시스템(300)으로서,
    파이프라인(301);
    상기 파이프라인(301) 내부에 위치되고 상기 파이프라인(301) 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 결정하는 제 1 유체 스위치(309);
    상기 제 1 유체 스위치(309)에 가깝고 그와 유체 연통되는 파이프라인(301) 내부에 위치되는 센서 조립체(10), 및 하나 또는 그보다 많은 센서 신호(210)를 수신하고 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하도록 센서 조립체(10)와 전기 통신되는 계량기 전자기기(a meter electronics; 20)를 포함하는, 진동계(5); 및
    상기 계량기 전자기기(20)와 전기 통신되고 상기 제 1 유체 스위치(309)와 전기 통신되는 시스템 제어기(317)로서, 계량기 전자기기(20)로부터 하나 또는 그보다 많은 측정된 유동 특징들을 수신하고, 상기 제 1 유체 스위치(309)로부터 파이프라인(301) 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신하고, 그리고 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 측정된 유동 특징들을 보정하도록 구성되는, 상기 시스템 제어기(317);를 포함하고,
    상기 제 1 유체 스위치(309)는 상기 센서 조립체(10)로부터 상류에 위치되고,
    상기 센서 조립체(10)에 가깝게(proximate) 그리고 그의 하류에 위치되는 적어도 제 2 유체 스위치(310)를 더 포함하는,
    유체 유동 시스템.
  2. 유체 유동 시스템(300)으로서,
    파이프라인(301);
    상기 파이프라인(301) 내부에 위치되고 상기 파이프라인(301) 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 결정하는 제 1 유체 스위치(309);
    상기 제 1 유체 스위치(309)에 가깝고 그와 유체 연통되는 파이프라인(301) 내부에 위치되는 센서 조립체(10), 및 하나 또는 그보다 많은 센서 신호(210)를 수신하고 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하도록 센서 조립체(10)와 전기 통신되는 계량기 전자기기(a meter electronics; 20)를 포함하는, 진동계(5); 및
    상기 계량기 전자기기(20)와 전기 통신되고 상기 제 1 유체 스위치(309)와 전기 통신되는 시스템 제어기(317)로서, 계량기 전자기기(20)로부터 하나 또는 그보다 많은 측정된 유동 특징들을 수신하고, 상기 제 1 유체 스위치(309)로부터 파이프라인(301) 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신하고, 그리고 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 측정된 유동 특징들을 보정하도록 구성되는, 상기 시스템 제어기(317);를 포함하고,
    상기 제 1 유체 스위치(309)는 유체 레벨 스위치를 포함하며 상기 제 1 유체 스위치 신호(214)는 상기 파이프라인(301) 내부의 유체 레벨이 상기 임계 값 또는 대역 밖에 있음을 나타내는,
    유체 유동 시스템.
  3. 유체 유동 시스템(300)으로서,
    파이프라인(301);
    상기 파이프라인(301) 내부에 위치되고 상기 파이프라인(301) 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 결정하는 제 1 유체 스위치(309);
    상기 제 1 유체 스위치(309)에 가깝고 그와 유체 연통되는 파이프라인(301) 내부에 위치되는 센서 조립체(10), 및 하나 또는 그보다 많은 센서 신호(210)를 수신하고 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하도록 센서 조립체(10)와 전기 통신되는 계량기 전자기기(a meter electronics; 20)를 포함하는, 진동계(5); 및
    상기 계량기 전자기기(20)와 전기 통신되고 상기 제 1 유체 스위치(309)와 전기 통신되는 시스템 제어기(317)로서, 계량기 전자기기(20)로부터 하나 또는 그보다 많은 측정된 유동 특징들을 수신하고, 상기 제 1 유체 스위치(309)로부터 파이프라인(301) 내부의 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신하고, 그리고 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 측정된 유동 특징들을 보정하도록 구성되는, 상기 시스템 제어기(317);를 포함하고,
    상기 제 1 유체 스위치(309)는 유체 유동 스위치를 포함하며 상기 제 1 유체 스위치 신호(214)는 파이프라인(301)을 통한 유체 유량이 상기 임계 값 또는 대역 밖에 있음을 나타내는,
    유체 유동 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동계(5)는 코리올리 질량 유동계를 포함하며 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들 중의 유동 특징은 질량 유량을 포함하는,
    유체 유동 시스템.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정된 유동 특징들의 보정은 상기 유동 특징들이 허위(false)임을 결정하는 것을 포함하는,
    유체 유동 시스템.
  6. 계량기 전자기기, 및 파이프라인 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들과 유체 연통되는 센서 조립체를 포함하는 진동계의 작동 방법으로서,
    상기 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하는 단계와,
    하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들에 의해 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 측정하는 단계, 및
    하나 또는 그보다 많은 유체 조건들 중의 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들 중의 하나의 유체 스위치는 유체 레벨 스위치를 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 6 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들 중의 유체 조건은 상기 파이프라인 내부의 유체 레벨을 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  8. 계량기 전자기기, 및 파이프라인 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들과 유체 연통되는 센서 조립체를 포함하는 진동계의 작동 방법으로서,
    상기 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하는 단계와,
    하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들에 의해 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 측정하는 단계, 및
    하나 또는 그보다 많은 유체 조건들 중의 하나의 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들 중의 하나의 유체 스위치는 유체 유동 스위치를 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들 중의 유체 조건은 상기 파이프라인 내부의 유량을 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 6 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는 상기 유동 특징들이 허위인지를 결정하는 단계를 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  11. 계량기 전자기기, 및 파이프라인 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들과 유체 연통되는 센서 조립체를 포함하는 진동계의 작동 방법으로서,
    상기 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하는 단계와,
    하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들에 의해 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들을 측정하는 단계, 및
    하나 또는 그보다 많은 유체 조건들 중의 하나의 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 센서 조립체를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 보정하는 단계는 상기 유동 특징들이 허위인지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들 중의 하나의 유체 조건이 상기 임계 값 또는 대역 밖으로 떨어진 이후에 상기 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 총합하는 단계를 더 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 6 항, 제 8 항 및 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동계는 코리올리 유동계를 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 12 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들 중의 유동 특징은 질량 유량을 포함하는,
    진동계의 작동 방법.
  14. 파이프라인(301) 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치(309)들과 유체 연통되는 센서 조립체를 갖는 진동계(5)용 계량기 전자기기(20)로서,
    상기 센서 조립체(10)를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하고,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들의 제 1 유체 스위치(309)로부터 파이프라인(301) 내부의 유체 조건을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신하고, 그리고
    상기 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 상기 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하도록 구성되고,
    상기 유체 조건은 상기 파이프라인(301) 내부의 유체 레벨을 포함하는,
    진동계용 계량기 전자기기.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항에 있어서,
    상기 유체 조건은 상기 파이프라인 내부의 유량을 포함하는,
    진동계용 계량기 전자기기.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항에 있어서,
    상기 측정된 유동 특징들의 보정은 상기 유동 특징들이 허위인가를 결정하는 것을 포함하는,
    진동계용 계량기 전자기기.
  17. 파이프라인(301) 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치(309)들과 유체 연통되는 센서 조립체를 갖는 진동계(5)용 계량기 전자기기(20)로서,
    상기 센서 조립체(10)를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하고,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들 중의 제 1 유체 스위치(309)로부터 파이프라인(301) 내부의 유체 조건을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신하고, 그리고
    상기 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 상기 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하도록 구성되고,
    상기 측정된 유동 특징들의 보정은 상기 유동 특징들이 허위인가를 결정하는 것을 포함하고,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 조건들이 상기 임계 값 또는 대역 밖으로 떨어진 이후에 상기 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 총합하도록 추가로 구성되는,
    진동계용 계량기 전자기기.
  18. 파이프라인(301) 내부에 위치되고 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치(309)들과 유체 연통되는 센서 조립체를 갖는 진동계(5)용 계량기 전자기기(20)로서,
    상기 센서 조립체(10)를 통해 유동하는 유체의 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 측정하고,
    상기 하나 또는 그보다 많은 유체 스위치들 중의 제 1 유체 스위치(309)로부터 파이프라인(301) 내부의 유체 조건을 나타내는 제 1 유체 스위치 신호(214)를 수신하고, 그리고
    상기 유체 조건이 임계 값 또는 대역 밖에 있는 경우에 상기 하나 또는 그보다 많은 유동 특징들을 보정하도록 구성되고,
    상기 제 1 유체 스위치(309)는 센서 조립체(10)의 상류에 위치되며, 상기 계량기 전자기기(20)는 상기 센서 조립체(10)의 하류에 위치된 제 2 유체 스위치(310)로부터 제 2 유체 스위치 신호(215)를 수신하도록 추가로 구성되는,
    진동계용 계량기 전자기기.
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