KR102529837B1 - 알려진 밀도를 사용하여 질량 유동을 보상하는 방법 - Google Patents

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KR102529837B1 KR1020207031013A KR20207031013A KR102529837B1 KR 102529837 B1 KR102529837 B1 KR 102529837B1 KR 1020207031013 A KR1020207031013 A KR 1020207031013A KR 20207031013 A KR20207031013 A KR 20207031013A KR 102529837 B1 KR102529837 B1 KR 102529837B1
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Abstract

질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 제1 온도에서 유량계 센서를 교정하는 단계, 및 유량계 센서를 통해 제2 온도를 갖는 유체를 유동시키는 단계를 포함한다. 유체의 밀도는 계측 전자기기로 입력된다. 유체의 보상된 질량 유동 값은 계측 전자기기에 의해 결정되며, 여기서 유량계 센서의 탄성 계수는 알려져 있지 않다.

Description

알려진 밀도를 사용하여 질량 유동을 보상하는 방법
아래에서 설명되는 실시예들은 보상 방법들에 관한 것으로, 더 상세하게는, 알려진 유체 밀도 및 구동 주파수를 사용하여 온도에 대한 코리올리(Coriolis) 센서의 질량 유동 측정을 보상하는 방법에 관한 것이다.
코리올리 계측기들은 광범위한 범위의 프로세스 유체 및 환경 조건들 하에서 파이프라인을 통해 유동되는 유체들의 질량 유량 및 밀도 둘 모두의 정확한 측정들을 제공하도록 설계된다. 코리올리 계측기들이 다른 유동 측정 디바이스들의 교정을 위한 기준으로서 사용되는 많은 애플리케이션들이 존재한다. 당연히, 이것은 높은 정확도를 요구한다.
예컨대, 하나의 그러한 애플리케이션은 로켓 엔진 테스트를 위한 것이다. 이러한 애플리케이션에서, 액체 수소 및 산소의 로켓 테스트 스탠드(stand)들로의 유동을 측정하는 데 사용되는 벤츄리(Venturi) 유량계들을 교정할 필요성이 존재한다. 프로세스 조건들에서 그러한 애플리케이션에 대한 기준 센서에 대한 정확도 요건들은 높으며, 일부 애플리케이션들에서는 0.35%가 필요하다.
현재, LNG, 액체 아르곤, 질소 및 산소를 포함하는 극저온 애플리케이션들에서의 센서들은 종래의 온도 보정을 사용한 질량 측정 정확도가 기껏해야 1%임을 보여주었다.
코리올리 센서의 유동 측정 신호와 질량 유량 사이의 관계가 진동 튜브 또는 튜브들의 강성에 매우 의존한다는 것을 이해한다. 또한, 온도가 3개의 상이한 메커니즘들에 의해 코리올리 유동 센서의 튜브 또는 튜브들의 강성에 영향을 줄 수 있다는 것을 이해한다.
제1 메커니즘은 온도에 따른 탄성 계수의 변화이다. 이러한 효과는 수년 전에 인식되었으며, 방정식 1에 주어진 바와 같이, 선형 온도 보상이 개발되었으며:
Figure 112020114215943-pct00001
(1)
여기서:
Figure 112020114215943-pct00002
= 질량 유동이고,
FCF = 유동 교정 인자(단위: μs 당 g/s)이고,
Δt = 기본 코리올리 시간 측정이고,
zero = 무-유동(no-flow) 조건들에서의 Δt이고,
φ = 탄성 계수를 변화시키기 위한 온도 계수이며,
ΔT = 온도 차이(℃)이다.
대부분의 코리올리 센서들에 대한 애플리케이션들의 범위에 걸쳐, 온도에 따른 탄성 계수의 변화는 거의 선형이므로, 이러한 보정은 대부분의 애플리케이션들에서 잘 작동한다. 코리올리 센서들이 극저온 애플리케이션들에 먼저 적용되었을 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 계수가 0℃ 미만에서 비선형이었다는 것이 인식되었다. 방정식 2에 주어진 바와 같이, 저온 및 극저온 애플리케이션들에 대한 보정이 -233℃ 아래까지 개발되었으며:
Figure 112020114215943-pct00003
(2)
여기서, 각각의 φ 항은 특히 저온들에서 비선형 계수 거동을 특성화하는 다항식 계수이다. 이것은 도 3에 예시되어 있다. φ2 및 φ3이 각각 0의 값을 가질 때, 방정식 2가 방정식 1로 축약(collapse)된다는 것을 유의해야 한다.
튜브 강성에 영향을 주는 제2 메커니즘은 온도 변화에 따른 재료의 팽창이다. 튜브가 제약되지 않으면, 그의 길이, 단면 및 내부 볼륨 모두가 변화되어, 강성을 효과적으로 변화시킨다.
밀도 측정에서 사용되는, 제곱된 튜브 주기에 대한 온도 보정은 FCF(Flow Calibration Factor)에 대한 것과 동일하지 않았다는 것이 경험적으로 관측되었다. 이것은 열 팽창 때문이었던 것으로 결정되었다. 질량 유동 및 밀도 방정식들의 일반적인 형태들은, U-튜브 코리올리 센서를 캔틸레버형 빔으로서 이상화하여 개발되었다. 이러한 메커니즘을 설명하는 유동 및 밀도 측정에 대한 관계들은 각각 방정식들 3 및 4에서 주어지며:
Figure 112020114215943-pct00004
(3)
여기서:
Figure 112020114215943-pct00005
= 열팽창 계수이고,
Figure 112020114215943-pct00006
= 방정식 2에서 표현된 다항식이다.
Figure 112020114215943-pct00007
(4)
여기서:
K2 = 주기의 제곱이고,
C1 & C2 = 교정 상수들이며,
Figure 112020114215943-pct00008
= 방정식 2에서 표현된 다항식이다.
튜브 강성에 영향을 주는 제3 메커니즘은 열 유도 응력이다. 튜브 또는 튜브들이 변화하는 온도에 따라 자유롭게 움직이지 못한다면, 열 변형은 변형을 기계식으로 복원시킴으로써 대처될 것이다. 이러한 효과는 직선 튜브 또는 로우-프로파일 코리올리 센서들에 중요하다. 다른 센서 지오메트리들의 경우, 이러한 메커니즘은 본질적으로 무시가능하다.
질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법이 일 실시예에 따라 제공된다. 유량계 센서가 제1 온도로 교정된다. 제1 온도와는 상이한 제2 온도를 갖는 유체가 유량계 센서를 통해 유동된다. 유체의 밀도는 유량계 전자기기로 입력된다. 유체의 보상된 질량 유동 값은 계측 전자기기를 이용하여 결정되며, 여기서 유량계 센서의 탄성 계수는 알려져 있지 않다.
제2 온도를 갖는 프로세스 유체를 수용하도록 구성된 계측 전자기기를 포함하는 유량계가 제공되며, 계측 전자기기는 유량계의 센서 어셈블리와 통신하도록 구성된다. 적어도 하나 유동 도관은 프로세스 유체를 수용하도록 구성된다. 적어도 하나의 구동기는 적어도 하나의 유동 도관을 진동시키도록 구성된다. 적어도 하나의 유동 도관의 진동들을 검출하기 위한 적어도 하나의 픽오프(pickoff)가 제공되며, 여기서 유량계는 제1 온도로 교정된다. 유체의 밀도는 계측 전자기기로 입력되고, 계측 전자기기는 유체의 보상된 질량 유동 값을 결정하도록 구성되며, 여기서 적어도 하나의 유동 도관의 탄성 계수는 알려져 있지 않다.
양상들
일 양상에 따르면, 질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법은, 유량계 센서가 제1 온도로 교정되는 것을 포함한다. 제1 온도와는 상이한 제2 온도를 갖는 유체가 유량계 센서를 통해 유동된다. 유체의 밀도는 유량계 전자기기로 입력된다. 유체의 보상된 질량 유동 값은 계측 전자기기를 이용하여 결정되며, 여기서 유량계 센서의 탄성 계수는 알려져 있지 않다.
바람직하게, 밀도는 알려진 기준 값이다.
바람직하게, 밀도는 상태 방정식(equation of state)으로부터 계산된다.
바람직하게, 상태 방정식은 압력 항 및 온도 항을 포함한다.
바람직하게, 보상된 질량 유량은
Figure 112020114215943-pct00009
로서 계산된다.
바람직하게, 보상된 질량 유동 값의 정확도는 ±0.5%이다.
바람직하게, 제1 온도는 비-극저온 온도(non-cryogenic temperature)이고, 제2 온도는 극저온 온도이다.
일 양상에 따르면, 유량계는 제2 온도를 갖는 프로세스 유체를 수용하도록 구성된 계측 전자기기를 포함하며, 여기서, 계측 전자기기는 유량계의 센서 어셈블리와 통신하도록 구성된다. 적어도 하나 유동 도관은 프로세스 유체를 수용하도록 구성된다. 적어도 하나의 구동기는 적어도 하나의 유동 도관을 진동시키도록 구성된다. 적어도 하나의 유동 도관의 진동들을 검출하기 위한 적어도 하나의 픽오프가 제공되며, 여기서 유량계는 제1 온도로 교정된다. 유체의 밀도는 계측 전자기기로 입력되고, 계측 전자기기는 유체의 보상된 질량 유동 값을 결정하도록 구성되며, 여기서 적어도 하나의 유동 도관의 탄성 계수는 알려져 있지 않다.
바람직하게, 밀도는 알려진 기준 값이다.
바람직하게, 밀도는 상태 방정식으로부터 계산된다.
바람직하게, 상태 방정식은 압력 항 및 온도 항을 포함한다.
바람직하게, 보상된 질량 유량은
Figure 112020114215943-pct00010
로서 계산된다.
바람직하게, 보상된 질량 유동 값의 정확도는 ±0.5%이다.
바람직하게, 제1 온도는 비-극저온 온도이고, 제2 온도는 극저온 온도이다.
동일한 참조 번호는 모든 도면들 상에서 동일한 엘리먼트를 표현한다. 도면들이 반드시 실척대로는 아니라는 것을 이해해야 한다.
도 1은 센서 어셈블리 및 계측 전자기기를 포함하는 유량계를 도시한다.
도 2는 온도에 걸친 316 스테인리스 스틸의 계수 변화를 상세히 나타내는 그래프를 도시한다.
도 3은 극저온 온도들에서의 316 스테인리스 스틸 탄성 계수를 상세히 나타내는 그래프를 도시한다.
도 4는 극저온 온도들에서의 316 스테인리스 스틸 열 팽창을 상세히 나타내는 그래프를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 질량 유동을 결정하는 방법을 예시한다.
도 1 내지 도 5 및 다음의 설명은 실시예들의 최상의 모드를 어떻게 만들고 사용하는지를 당업자들에게 교시하기 위한 특정 예들을 묘사한다. 본 발명의 원리들을 교시하려는 목적을 위해, 일부 종래의 양상들은 단순화되거나 생략되었다. 당업자들은 본 설명의 범위에 있는 이들 예들로부터의 변형들을 인식할 것이다. 당업자들은, 아래에서 설명되는 특징들이 보상 방법의 다수의 변형들을 형성하기 위해 다양한 방식들로 조합될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 그 결과, 아래에서 설명되는 실시예들은 아래에서 설명되는 특정 예들로 제한되지 않는다. 더욱이, 도면들은 예시의 목적들을 위해 특정한 금속, 합금, 및/또는 유체를 설명할 수 있다. 제공된 실시예들은, 상이한 금속들, 합금들, 및/또는 유체들이 고려되므로, 개시된 특정한 금속, 합금, 및/또는 유체로 제한되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 유량계(5)를 도시한다. 유량계(5)는 센서 어셈블리(10) 및 계측 전자기기(20)를 포함한다. 계측 전자기기(20)는 리드(lead)들(100)을 통해 센서 어셈블리(10)에 연결되며, 밀도, 질량 유량, 볼륨 유량, 합계된 질량 유동, 온도, 또는 다른 측정들 또는 정보 중 하나 이상의 것들의 측정들을 통신 경로(26)를 통해 제공하도록 구성된다. 유량계(5)는 코리올리 질량 유량계 또는 다른 진동 유량계를 포함할 수 있다. 유량계(5)가 구동기들, 픽-오프 센서들, 유동 도관들, 또는 진동 동작 모드의 수에 관계없이 임의의 방식의 유량계(5)를 포함할 수 있다는 것은 당업자들에게 명백해야 한다.
센서 어셈블리(10)는 한 쌍의 플랜지(flange)들(101 및 101'), 매니폴드들(102 및 102'), 구동기(104), 픽-오프 센서들(105 및 105'), 및 유동 도관들(103A 및 103B)을 포함한다. 구동기(104) 및 픽-오프 센서들(105 및 105')은 유동 도관들(103A 및 103B)에 연결된다.
플랜지들(101 및 101')은 매니폴드들(102 및 102')에 부착된다. 일부 실시예들에서, 매니폴드들(102 및 102')은 스페이서(106)의 대향 단부들에 부착될 수 있다. 스페이서(106)는 매니폴드들(102 및 102') 사이의 간격을 유지한다. 센서 어셈블리(10)가 측정되고 있는 프로세스 유체를 운반하는 파이프라인(도시되지 않음)으로 삽입될 때, 프로세스 유체는, 플랜지(101)를 통해 센서 어셈블리(10)에 진입하고, 프로세스 유체의 총량이 유동 도관들(103A 및 103B)에 진입하기 위해 지향되는 유입 매니폴드(102)를 통과하고, 유동 도관들(103A 및 103B)을 통해 다시 배출 매니폴드(102')로 유동하며, 여기서 프로세스 유체는 플랜지(101')를 통해 센서 어셈블리(10)를 빠져나간다.
프로세스 유체는 액체를 포함할 수 있다. 프로세스 유체는 가스를 포함할 수 있다. 프로세스 유체는, 예컨대 제한없이, 비말동반된(entrained) 가스들 및/또는 비말동반된 고체들을 포함하는 액체와 같은 다상 유체를 포함할 수 있다. 유동 도관들(103A 및 103B)은, 각각, 벤딩(bending) 축들(W-W 및 W'-W')을 중심으로 실질적으로 동일한 질량 분포, 관성 모멘트들, 및 탄성 계수들을 갖도록 선택되어, 유입 매니폴드(102) 및 배출 매니폴드(102')에 적절히 장착된다. 유동 도관들(103A 및 103B)은 본질적으로 평행한 방식으로 매니폴드들(102 및 102')로부터 바깥쪽으로 연장된다.
유동 도관들(103A 및 103B)은 개개의 벤딩 축들(W 및 W')을 중심으로 반대 방향들로 그리고 유량계(5)의 제1 위상차(out of phase) 벤딩 모드로 지칭되는 곳에서 구동기(104)에 의해 구동된다. 구동기(104)는 유동 도관(103A)에 장착된 자석 및 유동 도관(103B)에 장착된 대향 코일과 같은 많은 잘 알려진 어레인지먼트(arrangement)들 중 하나를 포함할 수 있다. 교류는 도관들 둘 모두로 하여금 발진하게 하기 위해 대향 코일을 통해 전달된다. 적절한 구동 신호가 계측 전자기기(20)에 의하여 리드(110)를 통해 구동기(104)에 적용된다. 다른 구동기 디바이스들이 고려되며, 설명 및 청구항들의 범위 내에 있다.
계측 전자기기(20)는 리드들(111 및 111') 상에서 센서 신호들을 각각 수신한다. 계측 전자기기(20)는, 구동기(104)로 하여금 유동 도관들(103A 및 103B)을 발진하게 하는 구동 신호를 리드(110) 상에서 생성한다. 다른 센서 디바이스들이 고려되며, 설명 및 청구항들의 범위 내에 있다.
계측 전자기기(20)는 무엇보다도 유량을 컴퓨팅하기 위해 픽-오프 센서들(105 및 105')로부터의 좌측 및 우측 속도 신호들을 프로세싱한다. 통신 경로(26)는, 계측 전자기기(20)가 오퍼레이터 또는 다른 전자 시스템들과 인터페이싱하게 허용하는 입력 및 출력 수단들을 제공한다. 도 1의 설명은 단지 유량계의 동작의 일 예로서만 제공되며, 본 발명의 교시를 제한하도록 의도되지 않는다. 실시예들에서, 하나 이상의 구동기들 및 픽오프들을 갖는 단일 튜브 및 멀티-튜브 유량계들이 고려된다.
일 실시예에서, 계측 전자기기(20)는 유동 도관(103A 및 103B)을 진동시키도록 구성된다. 진동은 구동기(104)에 의해 수행된다. 계측 전자기기(20)는 픽오프 센서들(105 및 105')로부터 결과적인 진동 신호들을 추가로 수신한다. 진동 신호들은 유동 도관들(103A 및 103B)의 진동 응답을 포함한다. 계측 전자기기(20)는 진동 응답을 프로세싱하고, 응답 주파수 및/또는 위상 차이를 결정한다. 계측 전자기기(20)는 진동 응답을 프로세싱하고, 프로세스 유체의 질량 유량 및/또는 밀도를 포함하는 하나 이상의 유동 측정들을 결정한다. 다른 진동 응답 특성들 및/또는 유동 측정들이 고려되며, 설명 및 청구항들의 범위 내에 있다.
일 실시예에서, 유동 도관들(103A 및 103B)은 도시된 바와 같이, 실질적으로 오메가-형상의 유동 도관들을 포함한다. 대안적으로, 다른 실시예들에서, 유량계는 실질적으로 직선형 유동 도관들, U자형 도관들, 델타형 도관들 등을 포함할 수 있다. 부가적인 유량계 형상들 및/또는 구성들이 사용될 수 있으며, 설명 및 청구항들의 범위 내에 있다.
도 3으로부터, 316 스테인리스 스틸의 탄성 계수가 표준 압력에서의 액체 수소의 온도들, 즉 20
Figure 112020114215943-pct00011
에서 선형이 아니라는 것을 알 수 있다. 또한, 계수의 변화가 Δt에 대한 유일한 영향이었다면, 0℃ (273.15
Figure 112020114215943-pct00012
)에서 이루어진 것과의 임의의 유량에서의 차이가 20 내지 50
Figure 112020114215943-pct00013
의 범위에 걸쳐 6 내지 6.8%로 변할 것이라는 것을 알 수 있다. 이것은 또한, 실제 센서의 재료 속성들이 이러한 합금에 이용가능한 데이터와 유사하게 거동할 것이라고 가정한다.
애플리케이션 부근의 온도에서, 알려진 또는 가정된 밀도를 사용하여 온도에 따른 계수의 변화를 결정하는 방법이 일 실시예에 따라 제공된다. 이러한 실시예는 또한, 열 팽창 계수가 일정하다고 가정한다. 도 4로부터, 가정이 약간 더 많은 에러를 도입할 것이라는 것을 알 수 있다. 다시, 316 스테인리스 스틸이 단지 예시의 목적들을 위해서만 제공되며, 유사한 경향들이 상이한 금속들/합금들에 존재한다는 것을 유의해야 한다.
일 실시예에서, 극저온 질량 유동 측정의 총 불확실성은 탄성 계수 보정 및 극저온 온도들에서 유동을 교정하는 관련 문제들을 제거함으로써 최소화된다. 예컨대, 액체 수소 또는 천연 가스와 같은 단일 성분 유체들에 대해 잘 알려져 있는 유체 밀도에 대한 상태의 방정식들을 사용하여, 정확한 질량 유동 계산이 위에서 표시된 문제들 없이 달성될 수 있다.
이전의 보상 방법들과는 달리, 이러한 방법은 온도의 함수로서 탄성 계수의 변화에 대한 질량 유동 방정식의 의존성을 제거한다. 일 실시예에서, 질량 유량 측정에 대한 방정식은 온도에 따른 계수의 변화와는 독립적으로 제공되며; 다음의 방정식 5에서 주어진 바와 같다.
Figure 112020114215943-pct00014
(5)
유체 밀도(
Figure 112020114215943-pct00015
)는 알려진 양으로서 입력되거나 또는 상업적으로 순수한 수소와 같은 알려진 유체의 경우에는, 압력 및 온도 입력들을 사용하여 상태 방정식으로부터 계산될 수 있다. 온도 및 압력은 단순히 계측기에 입력될 수 있거나 또는 온도 및 압력 센서 중 적어도 하나에 의해 측정될 수 있다. 이러한 방식으로 동작하는 듀얼-튜브의 U-튜브 코리올리 센서의 경우, 액체 수소와 같은 순수한 극저온 유체를 측정하는 동안 ±0.5%의 유동 정확도를 예상하는 것이 합리적이다.
도 5를 참조하면, 질량 유동 측정을 결정하는 일 실시예의 단계들을 서술하는 흐름도가 제공된다. 단계(500)에서, 유량계는 제1 온도로 교정된다. 제1 온도로 구체적으로 교정되었음에도 불구하고, 단계(502)에서, 상이한 제2 온도를 갖는 유체가 유량계 센서(10)를 통해 유동된다. 단계(504)에서, 유체의 밀도가 유량계 전자기기(20)에 제공된다. 단계(506)에서, 유체의 보상된 질량 유동 값이 계측 전자기기(20)를 이용하여 결정된다. 이러한 경우, 유량계 센서의 탄성 계수는 알려지지 않은 채로 유지되어 계측 전자기기에 의해 이용되지 않으며, 이는 종래 기술과는 크게 다르다. 이것은 방정식 5에 의해 예시되어 있다. 따라서, 온도 측정들이 또한 정확한 유량 측정을 위해 중요하지 않다는 것이 당업자들에게 명확할 것이다. 실제로, 온도의 유동 에러 기여도는 0.0006% 만큼 낮을 수 있으며, 따라서, 유체 밀도, 압력, 교정 상수들, 및 다른 불확실성-관련 인자들과 같은 인자들과 비교하여 무시가능하다.
일 실시예에서, 제1 온도(즉, 유량계가 교정되는 온도)는 비-극저온이다. 이것은 통상적으로, 제조 설비의 통상적인 온도들의 범위, 즉 대략 “실온”에 대응할 것이다. 그러나, 유동 유체는 극저온이므로, 온도는 약 -100℃ 내지 -273℃이다. 이것의 하나의 이점은 교정 동안의 극저온 유체 처리의 어려움 및 비용의 감소이다. 위에서 언급된 이유들 때문에, 표준 실온들에서 교정된 유량계는 극저온 유체들에 대해서도 여전히 정확할 것이며, 이는 다시, 종래 기술과는 다르다. 이것은, 단지 예로서만 제공되며 결코 제한이 아닌 표 1에 의해 예시되어 있다. 표 내의 값들은 하나의 특정한 유량계 모델에 대해서만 예시적일 뿐이며, 실시예들을 제한하도록 기능하지 않는다.
불확실성 계산들:
질량 유동 측정에 영향을 주는 변수들.
Figure 112020114215943-pct00016
(6)
임의의 단일 변수(x)로 인한 질량 유동 측정의 불확실성.
Figure 112020114215943-pct00017
(7)
모든 변수들로 인한 질량 유동 측정의 총 불확실성.
Figure 112020114215943-pct00018
(8)
추정된 질량 유동 측정 에러.
Figure 112020114215943-pct00019
(9)
교정으로부터의 온도의 변화(ΔT)의 불확실성으로 인한 유동 에러의 일부 및 불확실성.
Figure 112020114215943-pct00020
(10)
열 팽창 계수(
Figure 112020114215943-pct00021
)의 불확실성으로 인한 유동 에러의 일부 및 불확실성.
Figure 112020114215943-pct00022
(11)
유체 밀도(
Figure 112020114215943-pct00023
)의 불확실성으로 인한 유동 에러의 일부 및 불확실성.
Figure 112020114215943-pct00024
(12)
튜브 주기(K)의 불확실성으로 인한 유동 에러의 일부 및 불확실성.
Figure 112020114215943-pct00025
(13)
1943 kg/m3의 C2에 관한 코리올리 유량계에 대한 총 추정된 유동 에러 불확실성이 표 1에서 주어진다.
Figure 112020114215943-pct00026
위의 실시예들의 상세한 설명들은 본 설명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자들에 의해 고려되는 모든 실시예들의 포괄적인 설명들이 아니다. 실제로, 당업자들은, 위에서-설명된 실시예들의 특정한 엘리먼트들이 추가적인 실시예들을 생성하기 위해 다양하게 조합되거나 제거될 수 있고, 그러한 추가적인 실시예들이 본 설명의 범위 및 교시들 내에 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 위에서-설명된 실시예들이 본 설명의 범위 및 교시들 내에서 부가적인 실시예들을 생성하기 위해 전체적으로 또는 부분적으로 조합될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다.
따라서, 특정 실시예들이 예시의 목적들을 위해 본 명세서에 설명되지만, 당업자들이 인식할 바와 같이, 다양한 동등한 수정들이 본 설명의 범위 내에서 가능하다. 본 명세서에 제공된 교시들은 위에서 설명되고 첨부한 도면들에 도시된 실시예들 뿐만 아니라 연료 및 물 혼합물의 다른 연료 소비 계산들에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법으로서,
    제1 온도로 유량계 센서를 교정하는 단계;
    상기 유량계 센서를 통해, 상기 제1 온도와는 상이한 제2 온도를 갖는 유체를 유동시키는 단계;
    상기 유체의 밀도를 유량계 전자기기에 입력하는 단계; 및
    탄성 계수를 변수로 활용하는 함수를 사용하지 않고 계측 전자기기를 이용하여 상기 유체의 보상된 질량 유동 값을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 보상된 질량 유량은
    Figure 112022117562897-pct00034
    로서 계산되며,
    Figure 112022117562897-pct00035
    = 질량 유동,
    FCF = 유동 교정 인자(단위: μs 당 g/s),
    Δt = 코리올리 시간 측정,
    zero = 무-유동(no-flow) 조건들에서의 Δt,
    Figure 112022117562897-pct00036
    = 유체 밀도,
    Figure 112022117562897-pct00037
    = 열 팽창 계수,
    C1 & C2 = 교정 상수들,
    K2 = 주기의 제곱,
    ΔT= 온도 차이(℃)인,
    질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀도는 알려진 기준 값인, 질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밀도는 상태 방정식(equation of state)으로부터 계산되는, 질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상태 방정식은 압력 항 및 온도 항을 포함하는, 질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보상된 질량 유동 값의 정확도는 ±0.5%인, 질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도는 비-극저온 온도(non-cryogenic temperature)이고, 상기 제2 온도는 극저온 온도인, 질량 유동 측정을 결정하기 위한 방법.
  7. 제2 온도를 갖는 프로세스 유체를 수용하도록 구성된 계측 전자기기(20)를 포함하는 유량계(5)로서,
    상기 계측 전자기기(20)는 상기 유량계(5)의 센서 어셈블리(10)와 통신하도록 구성되며,
    상기 유량계(5)는,
    상기 프로세스 유체를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 유동 도관(103A, 103B);
    상기 적어도 하나의 유동 도관(103A, 103B)을 진동시키도록 구성된 적어도 하나의 구동기(104); 및
    상기 적어도 하나의 유동 도관(103A, 103B)의 진동들을 검출하기 위한 적어도 하나의 픽오프(pickoff)(105, 105')를 포함하며,
    상기 유량계는 제1 온도로 교정되고;
    상기 유체의 밀도는 상기 계측 전자기기(20)로 입력되며; 그리고
    상기 적어도 하나의 유동 도관(103A, 103B)의 탄성 계수를 변수로 활용하는 함수를 사용하지 않고 상기 계측 전자기기(20)는 상기 유체의 보상된 질량 유동 값을 결정하도록 구성되고,
    상기 보상된 질량 유량은
    Figure 112022117562897-pct00038
    로서 계산되며,
    Figure 112022117562897-pct00039
    = 질량 유동,
    FCF = 유동 교정 인자(단위: μs 당 g/s),
    Δt = 코리올리 시간 측정,
    zero = 무-유동(no-flow) 조건들에서의 Δt,
    Figure 112022117562897-pct00040
    = 유체 밀도,
    Figure 112022117562897-pct00041
    = 열 팽창 계수,
    C1 & C2 = 교정 상수들,
    K2 = 주기의 제곱,
    ΔT= 온도 차이(℃)인,
    유량계(5).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 밀도는 알려진 기준 값인, 유량계(5).
  9. 제7항에 있어서,
    상기 밀도는 상태 방정식으로부터 계산되는, 유량계(5).
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9항에 있어서,
    상기 상태 방정식은 압력 항 및 온도 항을 포함하는, 유량계(5).
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 보상된 질량 유동 값의 정확도는 ±0.5%인, 유량계(5).
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 온도는 비-극저온 온도이고, 상기 제2 온도는 극저온 온도인, 유량계(5).
  13. 삭제
  14. 삭제
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