KR101649576B1 - 곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 - Google Patents

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Abstract

곡선형 튜브 진동 유량계(5)는 유동 튜브 온도 센서 TT(190) 및 곡선형 튜브 진동 유량계(5)의 케이스(300)의 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에 부착된 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들을 포함한다. 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은 케이스 온도 신호를 발생하고, 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들은 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성들과 관련된 결합된 케이스 저항을 형성한다. 계측 전기 장치(20)는 유동 튜브 온도 신호를 수신하고, 케이스 온도 신호를 수신하고, 유동 튜브 온도 신호 및 케이스 온도 신호를 이용하여 열 응력에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 보상한다.

Description

곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 {THERMAL STRESS COMPENSATION IN A CURVED TUBE VIBRATING FLOW METER}
본 발명은 곡선형 튜브 진동 유량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곡선형 튜브 진동 유량계에서의 열 응력 보상에 관한 것이다.
코리올리 질량 유량계들 및 진동 농도계들과 같은 진동 튜브 센서들은 통상적으로 진동 튜브 또는 유동 재료를 포함하는 튜브들의 운동을 감지함으로써 작동한다. 질량 유동, 밀도 등과 같은, 튜브 내의 재료와 관련된 특성들은 도관과 관련된 운동 변환기로부터 수신된 측정 신호들을 프로세싱함으로써 결정될 수 있다. 진동 재료-충진 시스템의 진동 모드들은 일반적으로 포함된 도관 및 도관 안에 들어 있는 재료의 결합된 질량, 강도 및 댐핑 특성들에 의해 영향을 받는다.
통상적인 코리올리 질량 유량계는 파이프라인 또는 다른 운반 시스템 내에 직렬로 연결되는 하나 또는 둘 이상의 튜브들 및 시스템 내의 이송 재료, 예를 들면 유체들, 슬러리들, 에멀션들, 등을 포함한다. 각각의 튜브는 예를 들면, 간단한 굽힘, 비틀림, 레이디얼(radial), 및 커플링 모드들을 포함하는 자연 진동 모드들의 세트를 가지는 것으로 관측될 수 있다. 통상적인 코리올리 질량 유동 측정 적용에서, 재료가 튜브를 통하여 유동함에 따라 튜브가 하나 또는 둘 이상의 진동 모드들로 가진되며(excite), 튜브의 운동이 튜브를 따라 이격된 지점들에서 측정된다. 가진은 통상적으로 정기적 방식으로 도관을 섭동하는, 액츄에이터, 예를 들면 보이스 코일-타입 구동기와 같은 전자기계적 디바이스에 의해 제공된다. 질량 유량은 변환기 위치들에서 운동들 사이의 시간 지연 또는 위상차들을 측정함으로써 결정될 수 있다. 진동 응답(response)의 주파수는 싱글(single) 변환기에 의해 측정될 수 있으며, 여기에서 주파수는 유량계 내의 재료의 밀도를 결정하기 위해 이용된다. 두 개의 이 같은 변환기들(또는 픽오프 센서들)은 통상적으로 유동 도관 또는 도관들의 진동 응답을 측정하기 위해 채용될 수 있으며, 통상적으로 액츄에이터의 상류 및 하류 포지션들에 위치된다. 두 개의 픽오프 센서들은 전자 기구류(electronic instrumentation)에 연결된다. 상기 기구류는 두 개의 픽오프 센서들로부터 신호들을 수신하고 다른 것 중에서 질량 유량 측정을 얻기 위하여 신호들을 프로세싱한다. 이에 따라 코리올리 질량 유량계들 및 농도계들을 포함하는 진동 유량계들은 유체를 측정하기 위하여 진동되는 하나 또는 둘 이상의 유동 튜브들을 채용한다.
진동계들은 고온 또는 저온 유동 재료들과 함께 이용될 수 있다. 그러나, 유량계의 유동 튜브 또는 튜브들이 계측 조립체(meter assembly)의 다른 부분들과 상이한 온도에 있을 때 열 응력이 유량계 내로 유도된다. 예를 들면, 고온 유체가 갑자기 저온 계기(cold meter) 내로 도입될 때, 유동 튜브는 길이가 팽창하려고 하지만 (상대적인) 저온 케이스에 의해 억제된다. 이러한 상황은 열적 쇼크(thermal shock)로서 알려져 있다. 더욱 일반적인 정상-상태 상황에서, 유체는 고온이지만 주위 환경이 저온이며 결과적으로 유량계의 부분들을 가로질러 온도 구배가 존재한다.
통상적인 유량계에서, 열 팽창 또는 수축은 유량계의 디자인에 의해 억제 또는 방지된다. 따라서 유량계에서의 열적 차이들은 유량계의 유동 튜브 또는 튜브들 상에 열 응력을 생성한다. 예를 들면, 튜브의 축방향 팽창 또는 수축은 유량계 케이스에 의해 억제된다.
반 클리브(Van Cleve)에 대한 미국 특허 제 6,327,915호는 밸런스 바아(balance bar) 및 온도 센서(S1-S4)들을 포함하는 직선형 튜브 코리올리 유량계를 공개한다. 싱글(single) 온도 센서(S4)는 케이스의 온도를 측정하기 위해 이용된다. 온도 센서들의 네트워크는 열 응력 보상을 수행하기 위해 이용되는 온도 정보를 제공하며, 여기에서 온도 변화들은 진동 튜브 상에 압축 또는 인장력들을 유발하여, 직선형 유동 튜브의 공진 주파수에 영향을 미친다.
직선형 튜브 진동계는, 이의 형상때문에, 곡선형 튜브 계기에 존재하는 것과 같은 굽힘 응력을 가지지 않는다. 직선형 튜브 진동계는 튜브 굽힘 응력에 영향을 미칠 특정 위치들에서 다수의 케이스 온도 측정들 또는 케이스 온도 측정들을 요구하지 않는다.
듀얼(dual)-곡선형 튜브들을 가지는 코리올리 유량계들이 유동 측정의 면에서 최고의 정밀도를 가짐이 널리 알려져 있다. 코리올리 유량계들은 또한 밀도 측정에서 높은 정밀도를 가지지만, 싱글 직선형 튜브를 가지는 몇몇의 현재 생산된 농도계들 만큼 정밀하지 않다.
그러나, 이들의 장점들에도 불구하고, 직선형 튜브 농도계들은 단점들을 가진다. 직선형 및 상대적인 강성 유동 튜브들은 케이스 및 다른 구성요소들의 제약 때문에 자유롭게 팽창하거나 수축할 수 없다. 직선형 튜브 진동 농도계 상의 결과적인 열적 압축 또는 인장이 공진 주파수를 변경할 것이다. 유량계의 결과적으로 억제된 팽창 또는 수축과 함께, 가열 또는 냉각의 이러한 영향이 열적 응력으로 지칭된다.
싱글 직선형 튜브 농도계들은 능동적인(active) 유동 튜브의 어느 한 단부에 벨로우즈를 포함함으로써 부분적으로 농도계들의 정밀도를 달성하며, 여기에서 벨로우즈는 유량계 조립체의 열적 팽창 및 수축을 허용한다. 따라서 벨로우즈는 유동 튜브를 열 응력으로부터 격리하며, 그렇지 않은 경우 열 응력은 유동 튜브의 주파수를 변화시키고 이에 따라 농도계의 정밀도를 손상시킨다.
벨로우즈는 수 개의(several) 단점들을 가진다. 첫번째로, 벨로우즈는 계기의 유체 압력 정격(rating)을 제한한다. 두번째로, 유동이 중단된 후 벨로우즈가 유동 재료를 잡아서 유지할 때, 벨로우즈가 위생적인 것으로서 평가되기 위한 계측기의 성능을 손상시킨다. 세번째로, 벨로우즈는 보다 더 고가이고 보다 더 복잡한 구성을 요구하며 이에 따라 더 많은 비용이 든다.
본 발명의 하나의 양태에서, 곡선형 튜브 진동 유량계는:
곡선형 튜브 진동 유량계의 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브들에 부착되어 유동 튜브 온도 신호를 발생하는 유동 튜브 온도 센서 TT;
곡선형 튜브 진동 유량계의 케이스의 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에 부착되어 케이스 온도 신호를 발생하는 복수의 케이스 온도 센서 Tc들로서, 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들이 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성(thermal importance)들에 관련된 결합된 케이스 저항을 형성하는, 복수의 케이스 온도 센서 Tc들; 및
유동 튜브 온도 신호를 수신하고, 케이스 온도 신호를 수신하고, 그리고 상기 유동 튜브 온도 신호 및 상기 케이스 온도 신호를 이용하여 열 응력에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하기 위해 구성된 계측 전자 장치(meter electronics)를 포함한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 싱글 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 듀얼 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함한다.
바람직하게는, 하나 이상의 케이스 온도 센서 Tc는 대표(representative) 케이스 온도 신호를 발생하는 다수의 케이스 온도 센서 Tc들을 포함한다.
바람직하게는, 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들은 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들을 포함하며, 복수의 케이스 온도 센서 Tc들은 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들의 각각의 케이스 위치의 열적 중요성들에 관련된 미리 결정된 케이스 저항비를 형성한다.
바람직하게는, 계측 전자 장치는 온도에서의 변화에 따른 곡선형 튜브 굽힘 응력에서의 변화에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하도록 추가로 구성되며, 상기 보상은 유동 튜브 온도 센서 신호 및 케이스 온도 신호를 이용한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 매니폴드를 포함하며 제 1 케이스 온도 센서 Tc는 케이스 상에 실질적으로 매니폴드에 위치된다.
바람직하게는, 제 2 케이스 온도 센서 Tc는 실질적으로 케이스 상에 튜브 단부들 사이에 위치된다.
본 발명의 하나의 양태에서, 곡선형 튜브 진동 유량계는:
곡선형 튜브 진동 유량계의 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브들에 부착되어 유동 튜브 온도 신호를 발생하는 유동 튜브 온도 센서 TT;
곡선형 튜브 진동 유량계의 케이스의 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들에 부착되어 케이스 온도 신호를 발생하는 복수의 케이스 온도 센서 Tc들로서, 두 개 또는 세 개 이상의 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들이 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성들에 관련된 미리 결정된 케이스 저항을 형성하는, 복수의 케이스 온도 센서 Tc들;
유동 튜브 온도 신호를 수신하고, 케이스 온도 신호를 수신하고, 그리고 유동 튜브 온도 신호 및 케이스 온도 신호를 이용하여 열 응력에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하도록 구성된 계측 전자 장치를 포함한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 싱글 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 듀얼 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함한다.
바람직하게는, 다수의 케이스 온도 센서 Tc들은 대표 케이스 온도 신호를 발생한다.
바람직하게는, 계측 전자 장치는 온도에서의 변화에 따른 곡선형 튜브 굽힘 응력에서의 변화에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하도록 추가로 구성되며, 상기 보상은 유동 튜브 온도 신호 및 케이스 온도 센서를 이용한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 매니폴드를 포함하고 제 1 케이스 온도 센서 Tc는 케이스 상에 실질적으로 매니폴드에 위치된다.
바람직하게는, 제 2 케이스 온도 센서 Tc는 실질적으로 케이스 상에 튜브 단부들 사이에 위치된다.
본 발명의 하나의 양태에서, 곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법은:
곡선형 튜브 진동 유량계의 곡선형 유동 튜브의 유동 튜브 온도를 측정하여 유동 튜브 온도 신호를 발생하는 단계;
곡선형 튜브 진동 유량계의 케이스의 하나 또는 둘 이상의 위치들에 부착된 복수의 케이스 온도 센서들을 이용하여 케이스 온도를 측정하여 케이스 온도 신호를 발생하는 단계로서, 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들이 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성들에 관련된 결합된 케이스 저항을 형성하는, 단계; 및
유동 튜브 온도 신호 및 케이스 온도 신호를 이용하여 열 응력에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 싱글 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함한다.
바람직하게는, 곡선형 튜브 진동 유량계는 듀얼 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함한다.
바람직하게는, 복수의 케이스 온도 센서들은 대표 케이스 온도 신호를 발생한다.
바람직하게는, 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들은 두 개 또는 세개 이상의 케이스 위치들을 포함하며, 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 온도 센서들은 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들의 각각의 케이스 위치의 열적 중요성들에 관련된 미리 결정된 케이스 저항비를 형성한다.
바람직하게는, 온도에서의 변화에 따른 굽힘 응력에서의 변화에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하는 단계를 더 포함하며, 상기 보상은 유동 튜브 온도 신호 및 케이스 온도 신호를 이용한다.
도 1은 계측 조립체 및 계측 전자 장치를 포함하는 코리올리 유량계를 보여주며,
도 2는 튜브 주기 제곱(tube period squared; Γ2) 대 튜브 온도와 결합된 케이스 온도 사이의 온도에서의 차이에서의 열 응력-유도 에러의 그래프이며,
도 3은 본 발명에 따른 곡선형 튜브 진동 유량계를 보여주는 절개도이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡선형 튜브 진동 유량계의 케이스 온도 센서 네트워크를 보여주며,
도 5는 센서 조립체 및 밸런스 구조물을 포함하는 싱글 곡선형 튜브 진동 유량계의 일 예를 예시한다.
도 1 내지 도 5 및 아래의 설명은 본 발명의 최상 모드를 제조하여 이용하는 방법을 당업자에게 교시하기 위한 특정 예들을 설명한다. 본 발명의 원리들을 교시하기 위해, 몇몇의 종래의 양태들이 단순화되거나 생략되었다. 당업자는 본 발명의 범위 내에 있는 이러한 예들로부터 변형예들을 인정할 것이다. 당업자는 아래 설명된 특징들이 본 발명의 다수의 변형예들을 형성하도록 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 결과적으로, 본 발명은 아래에서 설명된 특정 예들로 제한되지 않으며 청구범위 및 이들의 균등예들에 의해서만 제한된다.
도 1은 계측 조립체(10) 및 계측 전자 장치(20)를 포함하는 코리올리 유량계(5)를 보여준다. 계측 조립체(10)는 프로세스 재료의 질량 유량 및 밀도에 응답한다. 계측 전자 장치(20)는 경로(26)에 대한 밀도, 질량 유량, 및 온도 정보 뿐만 아니라 본 발명에 관련되지 않은 다른 정보를 제공하도록 리드(100)들을 경유하여 계측 조립체(10)에 연결된다. 비록 당업자에게 명백하지만, 코리올리 유량계 구조물이 코리올리 질량 유량계에 의해 제공된 부가 측정 성능 없이 진동 튜브 농도계로서 실시될 수 있다는 것이 설명된다.
계측 조립체(10)는 한 쌍의 매니폴드(150 및 150')들, 플랜지 목부(110 및 110')들을 가지는 플랜지(103 및 103')들, 한 쌍의 평행한 유동 튜브(130 및 130')들, 구동 메커니즘(180), 온도 센서(190), 및 한 쌍의 속도 센서(170L 및 170R)를 포함한다. 유동 튜브(130 및 130')들은 유동 튜브 장착 블록(120 및 120')들에서 서로를 향하여 수렴하는 두 개의 본질적인 직선형 유입 레그(131 및 131')들 및 유출 레그(134 및 134')들을 가진다. 유동 튜브(130 및 130')들은 이들의 길이를 따라 두 개의 대칭 위치들에서 굽혀지고 본질적으로 이들의 길이를 통하여 평행하다. 브레이스 바아(brace bar; 140 및 140')들은 축선(W 및 W')를 형성하는 기능을 하며, 이 축선을 중심으로 각각의 유동 튜브가 오실레이트한다(oscillate).
유동 튜브(130 및 130')들의 측면 레그(131, 131' 및 134, 134')들은 메니폴드(150 및 150')들에 단단히 부착된다. 이는 코리올리 계측 조립체(10)를 통하여 연속 폐쇄형 재료 경로를 제공한다.
구멍(102 및 102')들을 가지는 플랜지(103 및 103')들이 유입 단부(104) 및 유출 단부(104')를 경유하여, 측정되는 프로세스 재료를 운반하는 프로세스 라인(도시안됨) 내로 연결될 때, 플랜지(103) 내의 오리피스(101)를 통하여 상기 계기의 단부(104)로 들어가는 재료가 표면(121)을 가지는 매니폴드(150)를 통하여 안내된다. 매니폴드(150) 내에서 재료는 분리되어 유동 튜브(130 및 130')들을 통하여 전달된다. 유동 튜브(130 및 130')들이 존재할 때, 프로세스 재료는 매니폴드(150') 내의 싱글 스트림 내에서 재결합되고 그 후 볼트 구멍(102')들을 가지는 플랜지(103')에 의해 연결된 단부(104')로부터 프로세스 라인(도시안됨)으로 배출되도록 전달된다.
각각 굽힘 축선(W--W 및 W'--W')들을 중심으로 실질적으로 동일한 질량 분포, 관성 모멘트들 및 영률을 가지도록, 유동 튜브(130 및 130')들이 선택되어 유동 튜브 장착 블록(120 및 120')들에 적절하게 장착된다. 이러한 굽힘 축선들은 브레이스 바아(140 및 140')들을 통하여 지나간다. 유동 튜브들의 영률이 온도에 따라 변화되고 그리고 이러한 변화가 유동 및 밀도의 계산에 영향을 미치므로, 저항 온도 탐지기(RTD; 190)가 유동 튜브(130')에 장착되어 유동 튜브의 온도를 연속적으로 측정한다. 유동 튜브를 통하여 지나가는 주어진 전류에 대한 RTD를 가로질러 나타나는 유동 튜브의 온도 및 이에 따른 전압은 유동 튜브를 통하여 지나가는 재료의 온도에 의해 제어된다. RTD를 가로질러 나타나는 온도 종속 전압은 유동 튜브 온도에서의 어떠한 변화들에 의해서도 유동 튜브(130 및 130')들의 탄성율에서의 변화를 보상하도록 계측 전자 장치(20)에 의해 널리 알려진 방법에서 이용된다. RTD는 리드(195)에 의해 계측 전자 장치(20)에 연결된다.
양 유동 튜브(130 및 130')들은 이들의 각각의 굽힘 축선(W 및 W')들을 중심으로 반대 방향들로 구동기(180)에 의해 구동되며 이는 유량계의 제 1 위상차(out-of-phase) 굽힘 모드로 칭한다. 이러한 구동 메커니즘(180)은 유동 튜브(130')에 장착된 자석 및 유동 튜브(130)에 장착된 마주하는 코일과 같은 다수의 널리 알려진 배열체들 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 양 유동 튜브들을 진동시키기 위해 상기 코일을 통해 교류 전류가 지나간다. 적절한 구동 신호가 계측 전자 장치(20)에 의해, 리드(185)를 경유하여, 구동 메커니즘(180)으로 인가된다.
계측 전자 장치(20)는 리드(195) 상으로 RTD 온도 신호를 수신하고, 좌측 및 우측 속도 신호들이 리드(165L 및 165R) 상에 각각 나타난다. 계측 전자 장치(20)는 요소(180)를 구동하고 튜브(130 및 130')들을 진동하기 위해 리드(185) 상에 나타나는 구동 신호를 발생한다. 계측 전자 장치(20)는 계측 조립체(10)를 통하여 지나가는 재료의 질량 유량 및 밀도를 계산하기 위해 좌측 및 우측 속도 신호들 및 RTD 신호를 프로세싱한다. 다른 정보와 함께 이러한 정보는 계측 전자 장치(20)에 의해 소통 경로(26)를 가로질러 인가된다. 소통 경로(26)는 계측 전자 장치(20)가 오퍼레이터 또는 다른 전자 시스템들과 인터페이싱하도록 허용하는 입력 및 출력 수단을 제공한다. 도 1의 설명은 단지 코리올리 유량계의 작동의 일 예로서 제공되며 본 발명의 사상을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
일 실시예에서, 유량계(103A 및 103B)는 도시된 바와 같이 실질적으로 델타-형상 유동 튜브들을 포함한다. 대안적으로, 다른 실시예들에서, 유동 튜브들은 실질적으로 U-형상의 곡선형 유동 튜브들을 포함할 수 있다. 다른 곡선형 유량계 형상들 및/또는 구성들이 이용될 수 있고 상세한 설명 및 청구범위의 범위 내에 있다.
곡선형 튜브 유량계들은 직선형 튜브 유량계들이 겪었던 방식으로 열 응력의 효과들을 겪지 않는다. 곡선형 유동 튜브들의 형상에 의해, 곡선형 유동 튜브들은 이들의 단부들과 관계없이 팽창 및 수축할 수 있다. 직선형 튜브들이 이들의 주파수 상에 더 큰 영향을 미치는 높은 축방향 응력들을 경험하지만, 곡선형 튜브들은 이들의 주파수 상에 단지 작은 영향을 미치는 굽힘 응력을 경험한다. 따라서, 현(current) 곡선형 튜브 유량계들은 단지 유동 튜브의 영률 시프트(shift)를 보상하도록 단지 튜브 온도를 이용하며, 열 응력을 보장하지 않는다.
그러나, 소정의 열 응력이 남아 있을 수 있다. 매우 높은 정밀도의 밀도 측정들을 발생하도록, 곡선형 튜브 진동 유량계들에서 열 응력 보상에 대한 요구가 있다.
도 2는 튜브 주기 제곱(tube period squared; Γ2) 대 튜브 온도와 결합된 케이스 온도 사이의 온도 차에서의 열 응력-유도 에러의 그래프이다. 측정된 진동 주파수(f)는 튜브 주기(Γ)의 역수이며 따라서 튜브 주기 제곱(Γ2)은 밀도에 비례하고, 여기서 밀도는 ρ≒C(Γ2)이다.
케이스 온도 측정들의 위치들은 이 위치들이 튜브 내의 그리고 다양한 열 상태들에서 열 응력을 정확히 예견하여야 한다는 점에서 임계적이다. 도 2는 온도 측정들이 적절한 위치들에서 취득될 때, 온도 차이(튜브 온도와 결합된 케이스 온도 사이)와 튜브 주기/밀도 측정 사이에 선형 관계가 있다.
3개의 위치들에서 케이스 온도 측정들이 그래프에서 데이터를 발생하기 위해 이용되었다. 그래프에서 데이터를 발생하기 위해 이용된 유량계 온도 시나리오들은 열 쇼크 뿐만 아니라 다양한 정상-상태 상황들을 포함하였다.
온도 차이와 튜브 주기 제곱에서의 에러(열 응력에 의한) 사이의 선형 관계가 주어진 경우, 열 교정(thermal calibration)을 통하여 비례 상수(K)를 결정하는 것은 간단한 문제이다. 그 후, 계기는 열 응력 에러를 보상할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 보여주는 절개도이다. 곡선형 튜브 진동 유량계(5)는 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들, 플랜지(101 및 101')들, 및 케이스(300)를 포함한다. 케이스(300)는 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들의 모두 또는 부분을 둘러쌀 수 있다. 일부 실시예들에서, 케이스(300)는 플랜지(101 및 101')들에 제거가능하게 또는 영구적으로 부착될 수 있다.
유동 튜브 온도 센서 TT(190)는 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들에 부착되고(또는 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브들과 열 소통되고) 계측 전자 장치(20)에 커플링된다. 유동 튜브 온도 센서 TT(190)는 대응하는 유동 튜브 온도 신호를 발생한다. 다수의 유동 튜브 온도 센서들은 일부 실시예들에 적용될 수 있다. 그러나, 튜브들은 유체의 온도를 거의 순식간에 취득하고 이에 따라 유동 튜브들 상에 다수의 센서들이 필요하다. 유동 튜브 온도 센서들의 개수 및 포지션은 예상된 상태들 및 예상된 유동 재료들에 따라 선택될 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 유동 튜브(131, 131')들의 온도는 유동 재료의 온도에 근접하게 측정될 것이다. 결과적으로, 싱글 유동 튜브 온도 센서 TT(190)는 유동 튜브 또는 튜브들(131, 131')의 온도를 특정화하기에 충분할 수 있다. 그러나, 케이스(300)와 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들 사이의 거리 및 케이스(300)의 폐쇄 기능에 의해, 케이스(300)의 열적 응답은 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들의 열적 응답과 상이할 것이다.
복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)는 케이스(300)에 부착되고(또는 케이스와 열 소통되고) 케이스 온도 센서 Tc(303A) 및 케이스 온도 센서 Tc(303B)와 같은, 도시된 계측 전자 장치(20)에 커플링된다. 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은 계측 전자 장치(20)로 케이스 온도 신호를 발생한다. 개별 케이스 온도 센서 Tc(303)들의 개수 및 포지션은 예상된 상태들 및 예상된 유동 재료들에 따라 선택될 수 있다. 개별 케이스 온도 센서 Tc(303)들의 개수 및 포지션은 튜브 내의 열 응력에 대한 포지션의 중요성를 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 플랜지들의 온도는 튜브 또는 튜브들의 열 응력에 영향을 미치지 않으며, 따라서 온도 센서가 플랜지들 상에 배치될 필요가 없다. 그러나, 매니폴드는 튜브 내의 열 응력 상의 케이스 온도들보다 두 배의 영향을 미치며, 따라서 두 개의 온도 센서들이 매니폴드에 부착될 수 있고 단지 싱글 케이스 온도 센서가 매니폴드로부터 떨어져 케이스 상에 배치될 필요가 있을 수 있다. 이러한 세 개의 센서들은 결합된 케이스 온도 신호를 발생하도록 직렬로 연결될 수 있다.
결합된 케이스 온도는 케이스, 매니폴드들, 밸런스 바아들, 또는 유량계(5)의 다른 비-유동-튜브 구성요소들 상에 케이스 온도 센서들을 포함할 수 있다. 대표 케이스 온도는 직렬 또는 병렬 연결들과 같은 전기 회로 기술들을 이용하여 형성될 수 있어, 싱글의 결합된 온도 측정 신호가 발생된다.
대안적으로, 하나 이상의 케이스 온도 센서 Tc(303)는 대표 케이스 온도를 발생하는 다수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들을 포함할 수 있다. 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은 하나 또는 둘 이상의 위치들에 부착될 수 있으며, 여기에서 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들은 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성과 관련된 결합된 케이스 저항을 형성한다. 대안적으로, 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들은 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들을 포함하며, 여기에서 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들의 각각의 케이스 위치의 열적 중요성들과 관련된 미리 결정된 케이스 저항비를 형성한다.
작동 중, 열은 주로 유동 튜브들의 단부들에서 매니폴드들을 경유하여 케이스(300) 내로 전달될 것이다. 케이스(300)의 중앙에서의 온도 변화들은 유량계(5)의 단부들에서 온도 변화들을 지연할 것이다. 바람직하게는, 300의 케이스는 유용한 열 전달 특성을 가지는 재료로 형성되어 열이 케이스(300)를 통하여 상대적으로 급속하게 퍼질 것이다.
케이스(300)의 온도는 유량 측정들에 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들의 온도와 상이한 영향을 미칠 것이다. 하나 또는 둘 이상의 유동 튜브(131, 131')들의 온도 변화(케이스(300)의 온도 변화 없이)는 튜브 진동 주파수를 변화시킬 것이다. 진동 주파수에서의 변화는 탄성률에서의 변화 및 열 응력에서의 변화 모두로부터 초래된다.
싱글 유동 튜브 온도 센서는 주로 온도에 의한 모듈 변화를 보상하기 위해 이용된다. 하나 또는 둘 이상의 유동 튜브(131, 131')들의 곡선 형상에 의해, 하나 또는 둘 이상의 유동 튜브(131, 131')들은 플렉스(flex)될 수 있으며 튜브 응력 또는 주파수에서의 변화가 거의 없이 상대적인 케이스 팽창 또는 수축의 대부분을 흡수할 수 있다. 이는 곡선형 튜브들이 종래에는 열 응력 보상이 요구되지 않았던 이유이다. 케이스(300) 하나만에서의 온도 변화는 하나 또는 둘 이상의 유동 튜브(131, 131')들 상의 열 응력을 변화시킴으로써 진동 주파수를 변화시킬 것이다. 주파수 변화는 상대적으로 작을 수 있지만, 심지어 작은 변화가 밀도 측정에 부정적인 영향을 미칠 것이다. 곡선형 튜브 유량계에서의 열 응력의 보상은 더 정밀한 밀도 측정을 제공할 것이다.
온도 측정들은 또한 온도에서의 변화에 따른 곡선형 튜브 굽힘 응력에서의 변화에 대해 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 보상하기 위해 이용될 수 있다. 보상 작동은 유동 튜브 온도 신호 및 케이스 온도 신호를 이용할 수 있다. 온도 영향들은 곡선형 튜브 유량계 상에 상이한 영향을 미칠 수 있을 것이라는 것이 이해되어야 한다.
다수의 케이스 온도 센서 Tc(303A 및 303B)들은 케이스(300)의 열 반응(reaction)의 향상된 영상(picture)을 제공할 수 있다. 예를 들면, 도면에서의 케이스(300)는 실질적으로 유입 계기 플랜지(101, 101')에 위치된 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303A)를 포함하며, 제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)는 실질적으로 케이스(300) 상에 유량계(5)의 단부들 사이의 위치에 중심이 맞춰져 위치될 수 있다. 다수의 케이스 온도 센서들은 원하는 경우 계기 단부들 사이에 포함될 수 있다.
도시된 실시예에서, 곡선형 튜브 진동 유량계(5)는 매니폴드(150 및 150')들을 포함한다. 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303A)는 실질적으로 매니폴드(150 및 150')들 중 하나에, 본 실시예에서 유동 튜브(131, 131')들 근처에 위치된다. 결과적으로, 따라서 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303)는 예를 들면 유입 유동 재료의 온도에서의 상당한 변화에 의한 것과 같이, 열 쇼크에 신속하게 응답하도록 위치된다.
도시된 실시예에서, 제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)는 일반적으로 단부들 사이의 중간에 케이스(300) 상에 위치된다. 결과적으로, 제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)는 케이스(300)에서 실질적으로 정상-상태 온도 상태를 결정하도록 위치된다.
케이스 온도 센서 Tc(303)들의 위치들은 특별한 유량계 모델에 대해 유일할 수 있다. 케이스 온도 센서 Tc(303)들의 최적 위치들은 컴퓨터 시물레이션 및/또는 실험적-수집 데이터를 통하여 발견될 수 있다. 케이스가 매니폴드들, 플랜지들, 엄밀한 의미의 케이스(case proper), 밸런스 바아, 및 계기의 임의의 다른 비-튜브 부품들을 포함할 수 있는, 케이스의 온도 네트워크가 적절하게 설계되는 경우, 이때 튜브 온도와 함께, 케이스 온도 네트워크에서의 RTD들의 결합에 의해 보여주는 싱글 케이스 온도는 계기의 공진 주파수와의 실질적으로 알려진 수학적 관계를 가지게 될 것이다. 결론적으로, 최적으로 설계된 저항 온도 센서 네트워크의 저항은 열적 효과에 대한 공지된 수학적 관계를 가지게 될 것이다. 튜브 온도와 케이스 온도 센서 Tc(303)들에 의해 측정된 케이스 온도 사이의 차이는 본 명세서에서 논의된 공지된 수학적 관계를 이용하여, 계기를 보상하기 위해 이용될 수 있다.
표준 저항 온도 디바이스(RTD)들이 온도 센서들로서 이용되는 경우, 이때 온도 센서들의 개수가 직렬로 연결된 온도 센서 네트워크를 형성하도록 선택될 수 있으며, 케이스 온도 센서들의 개수 모두가 케이스 위치들에 대한 케이스 저항들의 열적 중요성 비율을 달성하도록 선택된다.
일 예로서, 유량계 온도 보상을 위해 온도 측정들을 이용할 때 케이스 바닥 온도는 케이스 상부 온도보다 두 배 중요하고, 이때 두 배의 온도 센서 요소들이 케이스 바닥에 부착될 수 있다. 결과적으로, 케이스 바닥에서의 온도 변화들은 케이스 상부에서의 온도 변화들보다 센서 전기 저항에 두 배의 영향을 미칠 것이다. 직렬의 3개의 온도 센서들의 저항 변화는 이어서 케이스(300)의 가중 평균 온도를 제공하도록 3개로 분리될 수 있다. 다수의 온도 센서들은 또한 계기(5)의 구역들의 열적 중요성과 일치하도록 병렬로 또는 다른 전기적 네트워크 구성들로 놓일 수 있다.
보상 방정식은:
comp = Kl * Ttube + K2 * (Ttube - Tcase) (1)을 포함할 수 있다.
제 1 보상 항(Kl * Ttube)은 유동 튜브 또는 튜브들의 모듈 보상에 대한 것이다. 제 2 보상 항(K2 * (Ttube - Tcase))은 열 응력 보상에 대한 것이다.
일반적으로 튜브(131, 131')들 및 케이스(300)가 동일한 재료이고(이들은 보통 곡선형 튜브들에 대한 것이다), 이어서 열 응력은 일반적으로 단지 케이스 평균 온도와 튜브 온도 사이의 온도에서의 차이에 의해 발생된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡선형 튜브 진동 유량계(5)의 케이스 온도 센서 네트워크를 보여준다. 이러한 실시예에서, 곡선형 튜브 진동 유량계(5)는 유동 튜브 온도 센서 TT(190), 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303A), 및 제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)를 포함한다. 그러나, 제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)는 이러한 실시예에서 표준 RTD 저항값을 포함하지 않으며 대신 도면은 케이스(300)에 대한 원하는 열적 중요성 비율을 형성하는 주문제작한(custom) 온도 센서를 예시한다. 온도 중요성 비율은 미리결정된 저항값들을 가지는 온도 센서들을 적용함으로써 달성될 수 있다.
도시된 예에서, 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303A)는 표준 RTD와 동등한 저항을 가지도록 선택되며 제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)는 4개의 표준 RTD들과 동등한 저항을 가지도록 선택된다. 다른 저항값들이 선택될 수 있고 다른 저항비들이 구성될 수 있다. 이러한 두 개의 케이스 온도 센서들을 직렬로 연결하는 것은 네트워크를 초래하고 이 네트워크 내에서 총 케이스 저항이 표준 RTD 저항값의 총 케이스 저항의 5배이다. 케이스 온도 센서는 저항(및 열적 중요성)비를 형성하며, 여기에서 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303A)는 단지 케이스 온도 센서 네트워크의 총 저항의 1/4이다. 결과적으로, 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303A)에서의 온도의 변화는 전체 케이스 온도 측정에 매우 적은 영향을 미칠 것이다.
일부 실시예들에서, 제 1 케이스 온도 센서(303A)는 케이스(300)의 상부에 또는 근처에 위치될 수 있고 제 2 케이스 온도 센서(3O3B)는 바닥에 또는 근처에 위치될 수 있다. 따라서, 주어진 케이스 온도 변화에 대해, 주어진 온도 변화에 대한 케이스 바닥 저항 변화는 케이스 상부 저항 변화의 약 4 배가 될 것이다. 이는 케이스 바닥의 온도가 케이스 상부의 온도보다 결합된 온도 상의 영향의 4배를 미친다.
이러한 구성은 직선형 튜브 계기들과 곡선형 튜브 계기들 사이의 열적 보상에서의 차이들 중 하나를 예시한다. 직선형 튜브 계기들에서, 케이스는 일반적으로 원통형이며 이에 따라 이 같은 원통형 케이스의 일 측부(또는 구역)는 다른 것보다 많지 않은 열적 중요성를 가진다. 곡선형 튜브 계기들에서, 대조하면, 튜브 축선을 중심으로 하는 완전한 대칭의 부족은 다수의 온도 센서들을 필요하게 만들 수 있는데, 이는 예를 들면 케이스의 상부가 케이스의 바닥과 상이한 온도를 가질 수 있기 때문이다. 더욱이, 대칭의 결함은 케이스의 일 부분이 케이스의 다른 부분보다 유동 튜브 상에 더 많은 열적 응력을 전달하도록 유발할 수 있다.
도 5는 센서 조립체(206) 및 밸런스 구조물(208)을 포함하는 싱글 곡선형 튜브 진동 유량계(5)의 일 예를 예시한다. 계측 전자 장치(20)는 리드(165L, 165R, 185, 및 195)들을 경유하여 센서 조립체(206)로 연결된다.
센서 조립체(206)는 유동하는 물질을 수용하기 위한 유동 경로를 형성하는 싱글 곡선형 유동 튜브(131)를 포함한다. 센서 조립체(206)가 유동하는 물질을 운반하는 파이프라인 시스템 또는 조립체 내로 삽입될 때, 물질은 유입 플랜지를 통하여 센서 조립체(206)로 유입되어 곡선형 유동 튜브(131)를 통하여 유동하며, 여기서 유동하는 물질의 특성이 측정된다.
센서 조립체(206)는 구동기(180)를 포함한다. 구동기(180)는 밸런스 구조물(208)의 피동 부재(driven member; 250)에 연결된 제 1 부분 및 곡선형 유동 튜브(131)에 연결된 제 2 부분을 포함한다. 제 1 및 제 2 부분들은 예를 들면 구동 코일 및 구동 자석에 대응할 수 있다. 본 실시예에서, 구동기(180)는 바람직하게는 구동 부재(250) 및 곡선형 유동 튜브(131)를 커넥터(270, 271)들에 의해 부분적으로 형성되는 굽힘 축선(X)을 중심으로 반대 위상(phase opposition)으로 구동한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 굽힘 축선(X)은 유입-유출 튜브 축선에 대응한다. 피동 부재(250)는 베이스(260)로부터 굽혀져서 이에 따라 정지형 굽힘 축선을 가지지 않는다. 구동기(180)는 예를 들면 압전 요소들 또는 전자기 코일/자석 배열체를 포함하는 다수의 널리 공지된 배열체들 중 하나를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
센서 조립체(206)는 하나 이상의 픽-오프를 포함하며 본 실시예에서 한 쌍의 픽-오프(170L, 170R)들이 제공된 것이 도시된다. 본 실시예의 하나의 양태에 따라, 픽-오프(170L, 170R)들은 곡선형 유동 튜브(131)의 운동을 측정한다. 본 실시예에서, 픽-오프(170L, 170R)들은 각각의 픽-오프 아암(280, 281)들 상에 위치된 제 1 부분 및 곡선형 유동 튜브(131) 상에 위치된 제 2 부분을 포함한다. 픽-오프(들)은 예를 들면 압전 요소들, 커피시턴스 요소들, 또는 전자기 코일/자석 배열체를 포함하는 다수의 널리 알려진 배열체들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 따라서, 구동기(180)와 같이, 픽-오프의 제 1 부분이 픽-오프 코일을 포함할 수 있는 반면, 픽-오프의 제 2 부분은 픽-오프 자석을 포함할 수 있다. 당업자들은 곡선형 유동 튜브(131)의 운동이 유동하는 물질의 소정의 특성들, 예를 들면 곡선형 유동 튜브(131)를 통한 유동하는 물질의 질량 유량 또는 밀도와 관련된다는 것을 인정할 것이다.
당업자는 하나 또는 둘 이상의 계측 전자 장치(20)가 픽-오프(170L, 170R)들로부터 픽-오프 신호들을 수신하고 구동기(180)에 구동 신호를 제공하는 것을 인정할 것이다. 하나 또는 둘 이상의 계측 전자 장치(20)는 예를 들면, 밀도, 질량 유량, 용적 유량, 총 질량 유동, 온도, 및 다른 정보와 같은 유동하는 물질의 특성을 측정할 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 계측 전자 장치(20)는 또한 예를 들면 하나 또는 둘 이상의 온도 센서(190)들 및 하나 또는 둘 이상의 압력 센서들(도시안됨)로부터 하나 또는 둘 이상의 다른 신호들을 수신할 수 있으며, 유동하는 물질의 특성을 측정하기 위해 이러한 정보를 이용할 수 있다. 당업자는 센서들의 개수 및 타입이 특별히 측정된 특성에 종속될 것이라는 것을 인정할 것이다.
본 실시예의 하나의 양태에 따라, 밸런스 구조물(208)은 곡선형 유동 튜브(131)의 진동들을 적어도 부분적으로 균형을 맞추도록 구성된다. 본 실시예의 하나의 양태에 따라, 밸런스 구조물(208)은 곡선형 유동 튜브의 모멘트들의 균형을 적어도 부분적으로 맞추도록 구성된다.
밸런스 구조물(208)은 피동 부재(250)에 연결된 베이스(260)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 피동 부재(250)는 베이스(260)로부터 일반적으로 직교 방향으로 연장하는 외팔보형 아암인 것이 바람직하다. 본 실시예에서 베이스(260)는 피동 부재(250)에 비해 상대적으로 대형이고 비가동된다. 예를 들면, 베이스(260)에는 피동 부재(250)의 질량보다 5 배 이상 큰 질량이 제공될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 베이스(260)에는 곡선형 유동 튜브(131)의 질량보다 5배 이상 큰 질량이 제공될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 이러한 숫자들은 더 클 수 있으며, 예를 들면 피동 부재(250) 및 곡선형 유동 튜브(131)보다 각각 14 배 및 8배 더 클 수 있다.
본 실시예에서 밸런스 구조물(208)은 곡선형 유동 튜브(131)에 커플링된다. 도시된 바와 같이, 베이스(260)는 도시된 플레이트들의 형태일 수 있거나 임의의 다른 형상으로 제공될 수 있는 한 쌍의 커넥터(270, 271)들을 포함한다.
본 실시예의 하나의 양태에 따라, 곡선형 유동 튜브(131), 피동 부재(250), 및 베이스(260)는 밸런스드 시스템(balanced system)을 제공하도록 구성된다. 이 시스템이 절대적으로 균형이 맞추어지지 않을 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 본 실시예에서, 곡선형 유동 튜브(131) 및 피동 부재(250)는 두 개의 개별 진동 시스템들로서 작용하며, 이 두 개의 진동 시스템들은 축선(X)을 중심으로 반대 위상으로 동일한 공진 주파수들로 구동된다.
센서 조립체(206)는 또한 케이스(300) 및 케이스 커넥트(case connect; 290, 291)들을 포함할 수 있다. 케이스 커넥트(290, 291)들은 커넥터(270, 271)들 사이의 도관을 지지하는 유일한 구조물들을 포함할 수 있다. 이 실시예에서 유량계(5)는 단부(또는 케이스 커넥트)로부터 약 25 퍼센트에 위치된 제 1 케이스 온도 센서(Tc1), 피동 부재(250)의 베이스에 위치된 제 2 케이스 온도 센서(Tc2), 및 피동 부재(250) 위로 약 중간에 위치된 제 3 케이스 온도 센서(Tc3)와 같은 케이스 온도 센서 Tc(303)들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 정상 저항의 두 배의 제 2 온도 센서(Tc2')는 제 2 케이스 온도 센서(Tc2) 및 제 3 케이스 온도 센서(Tc3)를 대신하게 될 수 있다. 제 2 온도 센서(Tc2')는 예를 들면 피동 부재(250) 위로 약 25 퍼센트에 위치될 수 있다. 케이스 온도 센서들 및 위에 주어진 위치들은 단지 예시적이고 이에 제한되는 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 센서 값들 및 센서 위치들은 필요한 대로 변화될 수 있고 상세한 설명 및 청구범위들의 범위 내에 남아 있을 수 있다.
비록 본 발명은 저항성 온도 센서들의 면에서 설명되었지만, 당업자들은 임의의 타입의 저항성 센서가 온도 센서 대신 이용될 수 있다는 것을 인정한다. 예를 들면, 당업자들은 본 명세서에서 설명된 하나 또는 둘 이상의 온도 센서들 대신 가변 저항의 형태의 변형을 표시하는 변형 게이지를 이용할 수 있다. 본 발명은 센서의 저항을 변화시킴으로써 상태를 나타내는 임의의 센서를 이용하여 적용될 수 있다. 본 발명의 요지는 임의의 이 같은 구성에 동일하게 적용된다.
본 발명에 따른 곡선형 튜브 진동 유량계는 원하는 경우 수 개의 장점들을 제공하도록 임의의 실시예들에 따라 채용될 수 있다. 본 발명에 따른 계기는 열 응력 보상식 곡선형 튜브 계기를 제공한다.
위의 실시예들의 상세한 설명들은 본 발명의 범위 내에 있는 발명가들에 의해 고려된 모든 실시예들의 포괄적인 설명이 아니다. 실제로, 당업자들은 위에서 설명된 실시예들의 소정의 요소들이 추가 실시예를 생성하기 위해 다양하게 결합되거나 제거될 수 있으며, 이 같은 추가 실시예들이 본 발명의 범위 및 사상들 내에 있다는 것을 인정할 것이다. 또한 위에서 설명된 실시예들이 본 발명의 범위 및 사상들 내에서 부가 실시예들을 생성하도록 전체적으로 또는 부분적으로 결합될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백하게 될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 아래의 청구범위로부터 결정되어야 한다.

Claims (21)

  1. 곡선형 튜브 진동 유량계(5)로서,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)의 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들에 부착되고 유동 튜브 온도 신호를 발생하는, 유동 튜브 온도 센서 TT(190);
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)의 케이스(300)의 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에 부착되고 케이스 온도 신호를 발생하는, 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들로서, 상기 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들 각각의 케이스 위치(each respective case location)는 상기 각각의 케이스 위치에서의 상기 유동 튜브 내의 열 응력(thermal stress)에 대한 각각의 열적 중요성(thermal importance)에 대응하고, 상기 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들은 상기 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성들에 따라 결정되는 결합된 케이스 저항을 형성하고, 상기 열적 중요성들 각각은 각각의 케이스 위치에서의 열 응력에 기초하는, 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들; 및
    상기 유동 튜브 온도 신호를 수신하고, 상기 케이스 온도 신호를 수신하고, 그리고 상기 유동 튜브 온도 신호 및 상기 케이스 온도 신호를 이용하여 열 응력에 대해 상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 보상하도록 구성되는 계측 전기 장치(20)를 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    싱글(single) 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 더 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    듀얼(dual) 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 더 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은,
    전체의(overall) 케이스 온도들을 대표하는, 대표 케이스 온도 신호(representative case temperature signal)를 생성하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.

  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들은 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들을 포함하며, 상기 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은 상기 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들의 각각의 케이스 위치의 열적 중요성들에 따라 결정되는 미리결정된 케이스 저항비를 형성하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 전자 장치(20)는 온도에서의 변화에 따른 곡선형 튜브 굽힘 응력에서의 변화에 대해 상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 보상하도록 추가로 구성되며, 상기 보상은 상기 유동 튜브 온도 신호 및 상기 케이스 온도 신호를 이용하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)는 매니폴드(150 또는 150')를 포함하며, 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303)는 상기 케이스(300) 상에 실질적으로 상기 매니폴드(150 또는 150')에 위치되는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)는 실질적으로 상기 케이스(300) 상에 튜브 단부들 사이에 위치되는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  9. 곡선형 튜브 진동 유량계(5)로서,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)의 하나 또는 둘 이상의 곡선형 유동 튜브(131, 131')들에 부착되고 유동 튜브 온도 신호를 발생하는, 유동 튜브 온도 센서 TT(190);
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)의 케이스(300)의 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들에 부착되고 케이스 온도 신호를 발생하는, 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들로서, 상기 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들의 위치들은 상기 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성들에 따라 결정되는 미리결정된 케이스 저항비를 형성하고, 상기 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은 대표 케이스 온도 신호를 생성하고, 상기 열적 중요성들 각각은 각각의 케이스 위치에서의 열 응력에 기초하는, 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들,
    상기 유동 튜브 온도 신호를 수신하고, 상기 케이스 온도 신호를 수신하고, 그리고 상기 유동 튜브 온도 신호 및 상기 케이스 온도 신호를 이용하여 열 응력에 대해 상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 보상하도록 구성되는 계측 전자 장치(20)를 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 9 항에 있어서,
    싱글 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 더 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 9 항에 있어서,
    듀얼 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 더 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 케이스 온도 센서 Tc(303)들은,
    전체의 케이스 온도들을 대표하는 대표 케이스 온도 신호를 생성하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 계측 전자 장치(20)는 온도에서의 변화에 따른 곡선형 튜브 굽힘 응력에서의 변화에 대해 상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)를 보상하도록 추가로 구성되며, 상기 보상은 상기 유동 튜브 온도 신호 및 상기 케이스 온도 신호를 이용하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계(5)는 매니폴드(150 또는 150')를 포함하고 제 1 케이스 온도 센서 Tc(303)가 상기 케이스(300) 상에 실질적으로 상기 매니폴드(150 또는 150')에 위치되는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 9 항에 있어서,
    제 2 케이스 온도 센서 Tc(303B)는 실질적으로 상기 케이스(300) 상에 튜브 단부들 사이에 위치되는,
    곡선형 튜브 진동 유량계.
  16. 곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법으로서,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계의 곡선형 유동 튜브의 유동 튜브 온도를 측정하고 유동 튜브 온도 신호를 발생하는 단계,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계의 케이스의 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에 부착되는 복수의 케이스 온도 센서들을 이용하여 케이스 온도를 측정하고 케이스 온도 신호를 발생하는 단계로서, 상기 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들 각각의 케이스 위치는 상기 각각의 케이스 위치에서의 상기 유동 튜브 내의 열 응력에 대한 각각의 열적 중요성에 대응하고, 상기 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들에서 복수의 케이스 온도 센서 저항들이 상기 하나 또는 둘 이상의 케이스 위치들의 열적 중요성들에 따라 결정되는 결합된 케이스 저항을 형성하고, 상기 열적 중요성들 각각은 각각의 케이스 위치에서의 열 응력에 기초하는, 케이스 온도를 측정하고 케이스 온도 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 유동 튜브 온도 신호 및 상기 케이스 온도 신호를 이용하여 열 응력에 대해 상기 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하는 단계를 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계는 싱글 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 곡선형 튜브 진동 유량계는 듀얼 곡선형 튜브 진동 유량계를 포함하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 케이스 온도 센서들은,
    전체의 케이스 온도들을 대표하는 대표 케이스 온도 신호를 생성하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 위치들은 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들을 포함하고, 상기 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 온도 센서들은 상기 두 개 또는 세 개 이상의 케이스 위치들의 각각의 케이스 위치의 열적 중요성들에 따라 결정되는 미리결정된 케이스 저항비를 형성하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    온도에서의 변화에 따른 굽힘 응력에서의 변화에 대해 상기 곡선형 튜브 진동 유량계를 보상하는 단계를 더 포함하며, 상기 보상은 상기 유동 튜브 온도 신호 및 상기 케이스 온도 신호를 이용하는,
    곡선형 튜브 진동 유량계에서 열 응력 보상 방법.
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