KR102545163B1 - 용해 모니터링 방법 및 장치 - Google Patents

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KR102545163B1 KR1020207023951A KR20207023951A KR102545163B1 KR 102545163 B1 KR102545163 B1 KR 102545163B1 KR 1020207023951 A KR1020207023951 A KR 1020207023951A KR 20207023951 A KR20207023951 A KR 20207023951A KR 102545163 B1 KR102545163 B1 KR 102545163B1
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마이크로 모우션, 인코포레이티드
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Abstract

구동기(104, 202) 및 구동기(104, 202)에 의해 진동 가능한 진동 부재(103, 103', 204)를 갖는 진동계(5, 200)가 제공된다. 적어도 하나의 픽오프 센서(105, 105', 209)는 진동 부재(103, 103', 204)의 진동들을 검출하도록 구성된다. 계측 전자장치(20)는 적어도 하나의 픽오프 센서(105, 105', 209)로부터 진동 응답을 수신하도록 구성된 인터페이스(301), 및 인터페이스(301)에 커플링된 프로세싱 시스템(303)을 포함한다. 프로세싱 시스템(303)은 구동기(104, 202)의 구동 이득(306)을 측정하고, 구동 이득(306)에 기반하여 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성된다.

Description

용해 모니터링 방법 및 장치
본 발명은 진동계들(vibratory meters)에 관한 것이며, 더 상세하게는, 용제(solvent)에서 용질들(solutes)의 용해(dissolution)를 모니터링하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
덴시토미터들(densitometers)은 당분야에 일반적으로 공지되며 유체의 밀도를 측정하는 데 사용된다. 유체는 액체, 가스, 부유되는 입자들 및/또는 동반 가스를 갖는 액체 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 진동 덴시토미터들은 전형적으로, 측정될 유체 재료의 존재 시에 진동하는 진동 엘리먼트의 모션을 검출함으로써 동작한다. 밀도, 점도, 온도 등과 같은, 유체 재료와 연관된 특성들은 진동 엘리먼트와 연관된 모션 트랜스듀서들로부터 수신된 측정 신호들을 프로세싱함으로써 결정될 수 있다. 진동 엘리먼트 시스템의 진동 모드들은 일반적으로 진동 엘리먼트 및 주변 유체 재료의 결합된 질량, 강성 및 댐핑 특징들에 의해 영향을 받는다.
진동 덴시토미터들 및 코리올리(Coriolis) 유량계들은 일반적으로 알려져 있고, 유량계의 도관 또는 덴시토미터를 포함하는 도관을 통해 유동하는 재료들과 관련된 질량 유동(mass flow) 및 다른 정보를 측정하는 데 사용된다. 예시적인 유량계들은 모두가 J.E. Smith 등에 의한 미국 특허 제4,109,524호, 미국 특허 제4,491,025호 및 Re.31,450에 개시된다. 이들 유량계들은 직선 또는 곡선 구성의 하나 이상의 도관들을 갖는다. 코리올리 질량 유량계의 각각의 도관 구성은, 예컨대, 고유 진동 모드들의 세트를 갖는데, 이는, 단순 벤딩(simple bending), 비틀림(torsional), 또는 결합형(coupled) 타입일 수 있다. 각각의 도관은 바람직한 모드로 진동하도록 구동될 수 있다. 일부 유형들의 질량 유량계들, 특히 코리올리 유량계들은, 밀도분의 질량의 몫(quotient)을 통해 볼류메트릭 정보를 제공하기 위해, 밀도의 직접 측정을 수행하는 방식으로 동작될 수 있다. 예컨대, 미지의 다상 유체의 밀도를 측정하기 위해 코리올리 유량계를 사용하는 네트 오일 컴퓨터(net oil computer)에 대한 Ruesch의 미국 특허 번호 제4,872,351호를 참조한다. Buttler 등의 미국 특허 번호 제5,687,100호는 진동 튜브 덴시토미터로서 동작하는 질량 유량계에서 질량 유량 효과들에 대한 밀도 판독치들을 보정하는 코리올리 효과 덴시토미터를 교시한다.
유량계의 유입구 측 상의 연결된 파이프라인으로부터 유량계 내로의 재료 유동들이 도관(들)을 통해 지향되고 유량계의 유출구 측을 통해 유량계를 빠져나간다. 진동 시스템의 고유 진동 모드들은 도관들 및 도관들 내에서 유동하는 재료의 결합된 질량에 의해 부분적으로 정의된다.
진동 밀도계(vibratory density meter)의 다른 예는 진동 엘리먼트 원리에 따라 동작하고, 엘리먼트는 측정되는 액체에 침지(immerse)되는 슬렌더 튜닝 포크(slender tuning fork) 또는 유사한 구조물이다. 종래의 튜닝 포크는 크로스 빔에 부착되는, 전형적으로 편평하거나 원형 단면의 2개의 갈래들(tines)로 구성되고, 추가로 장착 구조물에 부착된다. 튜닝 포크는, 제1 갈래의 루트에 내부적으로 고정되는, 예컨대, 압전 결정(piezo-electric crystal)과 같은 구동기에 의해 진동으로 여기된다(excited). 진동의 주파수는 제2 갈래의 루트에 고정된 제2 압전 결정에 의해 검출된다. 트랜스듀서 센서는, 주변 유체에 의해 수정된 자신의 제1 자연 공진 주파수에서, 계측 전자장치에 위치된 증폭 회로에 의해 구동될 수 있다.
포크가 유체에 침지되고 자신의 공진 주파수에서 여기될 때, 포크는 자신의 갈래들의 모션을 통해 유체를 이동시킬 것이다. 진동의 공진 주파수는, 이러한 표면들이 대고 푸시하는 유체의 밀도에 의해 강하게 영향을 받는다. 잘 알려진 원리들에 따라, 갈래들의 공진 주파수는 도관과 접촉하는 유체의 밀도와 반대로 변할 것이다.
진동 계측 구동기를 통해 연결된 계측 전자장치는 구동기를 동작시키기 위해, 그리고 또한, 픽오프들로부터 수신된 신호들로부터 프로세스 재료의 밀도 및/또는 다른 특성들을 결정하기 위해 구동 신호를 생성한다. 구동기는 대향하는 구동 코일을 갖는 자석 또는 압전 구동기와 같은 많은 잘 알려진 어레인지먼트들 중 하나를 포함할 수 있다. 원하는 도관 진폭 및 주파수에서 도관(들)을 진동시키기 위한 교류 전류가 구동기에 전달된다. 구동기 어레인지먼트와 매우 유사한 어레인지먼트에 픽오프들을 제공하는 것이 또한 당분야에 알려져 있다. 그러나, 구동기들이 모션을 유도하는 전류를 수신하는 동안, 픽오프들은 전압을 유도하기 위해 구동기에 의해 제공되는 모션을 사용할 수 있다. 픽오프들에 의해 측정된 시간 지연의 크기는 매우 작고; 보통 나노초 단위로 측정된다. 따라서, 트랜스듀서 출력이 매우 정확할 필요가 있다.
다른 스타일들의 진동 덴시토미터들은 피시험 유체에 노출된 원통형 진동 부재를 포함할 수 있다. 진동 덴시토미터의 일 예는 기존의 파이프라인 또는 다른 구조물에 커플링되는 유입구 단부 및 자유롭게 진동하는 유출구 단부에 의해 캔틸레버-장착되는 원통형 도관을 포함한다. 도관이 진동될 수 있고, 공진 주파수가 측정될 수 있고, 이는 피시험 유체의 밀도를 결정할 수 있게 한다.
특히 배치 혼합 동작들(batch mixing operations)에서, 밀도계를 활용하여 용질들의 용해를 모니터링하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 진동 엘리먼트 밀도계는 혼합 동작들을 모니터링하는 데 활용된다. 재순환 루프를 갖는 시스템이 제공될 수 있고, 진동 부재 덴시토미터는 용질 용해를 측정하는 데 활용된다.
실시예에 따라 진동계가 제공된다. 진동계는 구동기, 구동기에 의해 진동 가능한 진동 부재, 및 진동 부재의 진동들을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 픽오프 센서를 포함한다. 적어도 하나의 픽오프 센서로부터 진동 응답을 수신하도록 구성된 인터페이스, 및 인터페이스에 커플링되어 구동기의 구동 이득을 측정하고 구동 이득의 변화에 기반하여 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성된 프로세싱 시스템을 포함하는 계측 전자장치가 제공된다.
실시예에 따른 용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법이 제공된다. 방법은 제1 용질을 유체에 첨가하는 단계 및 유체를 진동계에 노출시키는 단계를 포함한다. 진동계의 구동기의 구동 이득이 측정되고, 측정된 구동 이득의 변화에 기반하여 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해된 것으로 결정된다.
양상들
양상에 따라, 진동계는 구동기, 구동기에 의해 진동 가능한 진동 부재, 진동 부재의 진동들을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 픽오프 센서, 및 계측 전자장치를 포함하며, 계측 전자장치는 적어도 하나의 픽오프 센서로부터 진동 응답을 수신하도록 구성된 인터페이스, 및 인터페이스에 커플링되어 구동기의 구동 이득을 측정하고 구동 이득의 변화에 기반하여 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성된 프로세싱 시스템을 포함한다.
바람직하게는, 프로세싱 시스템은 유체의 밀도를 측정하고, 그리고 유체의 밀도의 변화에 기반하여, 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성된다.
바람직하게는, 프로세싱 시스템은 유체의 밀도를 측정하고, 그리고 구동 이득 및 유체의 측정된 밀도의 변화들의 조합에 기반하여, 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성된다.
바람직하게는, 프로세싱 시스템은, 구동 이득 신호 피크 다음에 구동 이득 신호 안정화 기간이 후속될 때, 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성된다.
바람직하게는, 구동 이득 신호 안정화 기간은 대략, 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨인 신호 레벨 기간을 포함한다.
바람직하게는, 구동 이득 신호 안정화 기간은, 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨과 상이한 신호 레벨 기간을 포함한다.
바람직하게는, 진동계는 진동계와 유체 연통하는 재순환 루프, 및 유체를 수용하도록 동작 가능한 용기를 더 포함하고, 유체는, 용기에 반환되기 전에 재순환 루프 및 진동계를 통과할 수 있다.
양상에 따라, 용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법은 유체에 제1 용질을 첨가하는 단계, 유체를 진동계에 노출시키는 단계, 진동계 구동기의 구동 이득을 측정하는 단계, 및 측정된 구동 이득의 변화에 기반하여, 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 방법은 유체의 밀도를 측정하는 단계, 및 유체의 측정된 밀도의 변화에 기반하여, 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 방법은 유체의 밀도를 측정하는 단계, 및 유체의 측정된 밀도 및 측정된 구동 이득의 변화들에 기반하여, 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 측정된 구동 이득에 기반하여 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 구동 이득 신호 안정화 기간이 후속되는 구동 이득 신호 피크를 측정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 구동 이득 신호 안정화 기간은, 대략 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨인 신호 레벨 기간을 포함한다.
바람직하게는, 구동 이득 신호 안정화 기간은, 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨과 상이한 신호 레벨 기간을 포함한다.
바람직하게는, 방법은, 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정된 후에만, 유체에 제2 용질을 첨가하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 측정된 구동 이득에 기반하여 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 측정된 구동 이득과 미리 결정된 구동 이득을 비교하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 측정된 구동 이득에 기반하여 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 측정된 구동 이득과 머신-학습된 구동 이득을 비교하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 측정된 밀도에 기반하여 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 측정된 밀도와 미리 결정된 밀도를 비교하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 측정된 밀도에 기반하여 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 측정된 밀도와 머신-학습된 밀도를 비교하는 단계를 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 진동 덴시토미터를 예시한다.
도 2는 실시예에 따른 진동 덴시토미터를 예시한다.
도 3은 덴시토미터의 다른 실시예를 예시한다.
도 4는 실시예에 따른 계측 전자장치를 예시한다.
도 5는 실시예에 따른 용질 용해 시스템의 개략도를 예시한다.
도 6은 모니터링되는 용액에 대한 용질 첨가를 나타내는 예시적인 그래프이다.
도 7은 모니터링되는 용액에 대한 용질 첨가를 나타내는 다른 예시적인 그래프이다.
도 1-7 및 하기의 설명은 당업자들에게 본 발명의 최상의 모드를 제조 및 사용하는 방법을 교시하기 위한 특정 예들을 묘사한다. 발명 원리들을 교시하는 목적을 위해, 일부 종래의 양상들이 간략화되거나 생략되었다. 당업자들은 본 발명의 범위 내에 있는, 이들 예들로부터의 변형예들을 인지할 것이다. 당업자들은, 후술되는 특징들이 다양한 방식들로 조합되어 본 발명의 다수의 변동들을 형성할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 결과적으로, 본 발명은 후술되는 특정 예들에 한정되지 않고, 청구범위 및 그의 등가물들에 의해서만 한정된다.
도 1 및 2는 덴시토미터(200)를 예시한다. 진동 부재(204)는 고유(즉, 공진) 주파수에서 또는 그 근처에서 진동할 수 있다. 유체의 존재 시에 진동 부재(204)의 공진 주파수를 측정함으로써, 유체의 밀도가 결정될 수 있다. 진동 부재(204)는 금속으로 형성될 수 있고, 부재의 벽에서의 변동들 및/또는 결함들이 진동 실린더의 공진 주파수에 영향을 주지 않도록 균일한 두께로 구성된다. 이러한 예시적인 덴시토미터(200)는 하우징(210) 내에 적어도 부분적으로 위치된 원통형 진동 부재(204)를 포함한다. 하우징(210) 또는 진동 부재(204)는, 덴시토미터를 유체-기밀 방식으로 파이프라인 또는 유사한 유체 전달 디바이스에 동작 가능하게 커플링하기 위한 플랜지들(flanges) 또는 다른 부재들을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 진동 부재(204)는 유입구 단부(206)에서 하우징(210)에 캔틸레버-장착되어, 대향 단부가 자유롭게 진동하게 한다. 진동 부재(204)는, 유체가 덴시토미터(200)에 들어가게 하고 하우징(210)과 진동 부재(204) 사이를 유동할 수 있게 하는 복수의 유체 애퍼처들(207)을 포함할 수 있다. 따라서, 유체는 진동 부재(204)의 외부 표면뿐만 아니라 내부 표면과 접촉한다. 구동기(202) 및 진동 센서(픽오프)(209)는 진동 부재(204)에 근접하게 위치된다. 구동기(202)는 계측 전자장치(20)로부터 구동 신호를 수신하고, 공진 주파수에서 또는 공진 주파수 근처에서 진동 부재(204)를 진동시킨다. 진동 센서(209)는 진동 부재(204)의 진동을 검출하고, 프로세싱을 위해 진동 정보를 계측 전자장치(20)에 전송한다. 계측 전자장치(20)는 진동 부재(204)의 공진 주파수를 결정하고, 측정된 공진 주파수로부터 밀도 측정을 생성한다.
실시예에 따라, 진동 부재 덴시토미터(200)는 하우징(210) 내부에 진동 부재(204)를 포함한다. 진동 부재(204)는 하우징(210)에 영구적으로 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 정량화될 유체는 하우징(210) 내로 도입되거나 이를 통과할 수 있다. 진동 부재(204)는, 일부 실시예들에서, 하우징(210) 내에서 실질적으로 동축일 수 있다. 그러나, 진동 부재(204)는 단면 형상의 하우징(210)에 완전히 대응할 필요는 없다. 진동 부재(204)는 튜브, 로드, 포크 또는 당분야에 알려진 임의의 다른 부재일 수 있다.
실시예에서, 진동 부재(204)는 진동 덴시토미터(200)에 설치되고, 진동 부재(204)의 유입구 단부(206)는 하우징(210)에 커플링되는 반면에, 유출구 단부(208)가 자유롭게 진동한다. 진동 부재(204)는, 도시된 실시예에서, 하우징(210)에 직접 커플링되지 않고, 대신에 베이스(201)가 하우징(210)에 커플링되고 유출구 단부(208)는 자유롭게 진동한다. 결과적으로, 진동 부재(204)는 하우징(210)에 캔틸레버-장착된다. 다른 부재 장착 구성들이 고려되기 때문에, 이것은 단지 예일 뿐이며, 당업자들에게 알려져 있을 것이다.
실시예에 따라, 진동 덴시토미터(200)는, 중앙 타워(212)에 커플링될 수 있는, 적어도 하나의 진동 센서(209) 및 구동기(202)를 더 포함할 수 있다. 구동기(202)는 하나 이상의 진동 모드들에서 진동 부재(204)를 진동시키도록 적응될 수 있다. 진동 부재(204) 내에 위치된 중앙 타워(212) 내에 위치된 구동기(202)가 도시되지만, 일부 실시예들에서, 구동기(202)는, 예컨대, 하우징(210)과 진동 부재(204) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 유입구(206)에 더 가깝게 위치된 구동기(202)가 도시되지만, 구동기(202)는 임의의 원하는 위치에 위치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 실시예에 따라, 구동기(202)는 리드(211)들을 통하여 계측 전자장치(20)로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 도시된 실시예에서, 적어도 하나의 진동 센서(209)는 구동기(202)와 동축으로 정렬된다. 다른 실시예들에서, 적어도 하나의 진동 센서(209)는 다른 위치들에서 진동 부재(204)에 커플링될 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 진동 센서(209)는 진동 부재(204)의 외부 표면 상에 위치될 수 있다. 추가로, 적어도 하나의 진동 센서(209)는 진동 부재(204) 외부에 위치될 수 있는 반면에, 구동기(202)는 진동 부재(204) 내부에 위치되거나, 그 역도 가능하다.
적어도 하나의 진동 센서(209)는 리드들(211)을 통하여 계측 전자장치(20)에 신호를 전달할 수 있다. 계측 전자장치(20)는, 진동 부재(204)의 공진 주파수를 결정하기 위해, 적어도 하나의 진동 센서(209)에 의해 수신되는 신호들을 프로세싱할 수 있다. 실시예에서, 구동기(202) 및 진동 센서(209)는 진동 부재(204)에 자기적으로 커플링되고, 따라서 구동기(202)는 자기장을 통해 진동 부재(204)에서 진동들을 유도하고, 진동 센서(209)는 근접한 자기장에서의 변화들을 통해 진동 부재(204)의 진동들을 검출한다. 피시험 유체가 존재하면, 진동 부재(204)의 공진 주파수는 당분야에 공지된 것과 같이 유체 밀도에 반비례하게 변할 것이다. 비례적인 변화는, 예컨대, 최초의 교정 동안 판정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 적어도 하나의 진동 센서(209)는 또한 코일을 포함한다. 구동기(202)는 진동 부재(204)에서 진동을 유도하기 위한 전류를 수신하고, 적어도 하나의 진동 센서(209)는 전압을 유도하기 위해 구동기(202)에 의해 생성된 진동 부재(204)의 모션을 사용한다. 코일 구동기들 및 센서들이 당분야에 잘 알려져 있고 이들의 동작의 추가의 논의는 설명의 간결함을 위해 생략된다. 또한, 구동기(202) 및 적어도 하나의 진동 센서(209)가 코일들로 제한되는 것이 아니라, 다양한 다른 잘 알려진 진동 컴포넌트들, 예컨대, 이를테면, 압전 센서들, 스트레인 게이지들, 광학 또는 레이저 센서들 등을 포함할 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 따라서, 본 실시예는 자석들/코일들로 결코 제한되지 않는다. 또한, 당업자들은, 본 실시예들의 범위 내에 유지되면서 구동기(202) 및 적어도 하나의 진동 센서(209)의 특정 배치(placement)가 변경될 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다.
계측 전자장치(20)는 경로(26) 또는 다른 통신 링크에 커플링될 수 있다. 계측 전자장치(20)는 경로(26)를 통해 밀도 측정들을 통신할 수 있다. 계측 전자장치(20)는 또한 경로(26)를 통해 임의의 방식의 다른 신호들, 측정들 또는 데이터를 송신할 수 있다. 게다가, 계측 전자장치(20)는 경로(26)를 통해 명령들, 프로그래밍, 다른 데이터 또는 커맨드들을 수신할 수 있다.
실시예에서, 진동 부재(204)의 벽은 구동기(202) 또는 다른 여기 메커니즘에 의해 방사상 방향(radial direction) 및 방사상 진동 모드로 여기된다. 이어서, 진동 부재(204)의 벽은 대응하는 방사 모드에서, 그러나 세장형 진동 부재(204) 및 주변 유동 유체의 공진 주파수에서 진동할 것이다. 진동의 구동력과 튜브 벽의 비대칭 사이의 관계는 하나 이상의 모드 형상들이 여기되게 할 것이다.
진동 부재(204)는 결과적인 진동 모드들을 적어도 미리 결정된 주파수 차이로 분리하여, 진동 모드 사이의 구별을 실현 가능하게 한다. 결과적으로, 진동 덴시토미터(200)는 적어도 하나의 진동 센서(209)에 의해 픽업된 진동 모드들을 필터링하거나 그렇지 않다면 분리하거나 구별할 수 있다. 예컨대, 진동 부재(204)는 고주파수 방사상 진동 모드와 저주파수 방사상 진동 모드를 분리하여 이격시킬 수 있다.
진동 부재(204)의 구성 동안, 진동 부재(204) 및 베이스(201)가 형성된다. 실시예에서, 진동 부재(204)는 기계가공에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 실시예에서, 진동 부재(204)는 방전 가공(electrical discharge machining)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 이들 방법들은 잠재적인 구성 기법들의 비제한적인 예들을 제공하고, 다른 구성 기법들의 사용을 제한하는 것은 아니다.
진동 부재(204)는 베이스(201)와 동일한 재료의 조각일 수 있다. 실시예에서, 진동 부재(204)가 형성되고 후속하여 베이스(201)에 부착된다. 진동 부재(204)는 일부 실시예들에서 베이스(201)에 용접되거나 납땜될 수 있다. 그러나, 진동 부재(204)가 베이스(201)에, 영구적으로 또는 제거 가능하게 부착되는 것을 포함하여, 임의의 적절한 방식으로 베이스(201)에 부착될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본원의 논의가 일단에 고정되고 타단에서 자유로운 진동 튜브에 관한 것이지만, 개념들 및 예들이 또한 양단들에 고정되고 방사상 모드로 진동되는 튜브에 적용된다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 원통형 진동 부재를 갖는 구조물이 설명되지만, 본 발명이 진동 포크 덴시토미터에서 실시될 수 있음이 당업자들에게는 명백할 것이다.
진동 덴시토미터(200)는 가스, 액체, 동반 가스(entrained gas)를 갖는 액체, 부유된 입자들 및/또는 가스를 갖는 액체, 또는 이들의 조합과 같은 유체의 밀도를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 진동 부재 덴시토미터(200)는 내부에 용질을 갖는 액체의 밀도를 결정하도록 구성될 수 있다.
도 3은, 예컨대, 제한없이, 코리올리 유량계/덴시토미터와 같은 임의의 진동계일 수 있는 유량계(5)를 예시한다. 유량계(5)는 센서 조립체(10) 및 계측 전자장치(20)를 포함한다. 센서 조립체(10)는 프로세스 재료의 질량 유량 및 밀도에 응답한다. 계측 전자장치(20)는 경로(26)를 통한 밀도, 질량 유량 및 온도 정보뿐만 아니라 다른 정보를 제공하기 위해 리드들(100)을 통해 센서 조립체(10)에 연결된다. 센서 조립체(10)는 플랜지들(101 및 101'), 한 쌍의 매니폴드들(102 및 102'), 한 쌍의 평행 도관들(제1 도관(103) 및 제2 도관(103')), 구동기(104), 온도 센서(106), 이를테면, RTD(resistive temperature detector), 및 한 쌍의 픽오프들(105 및 105') 이를테면, 자석/코일 픽오프들, 스트레인 게이지들, 광학 센서들 또는 당분야에 알려진 임의의 다른 픽오프를 포함한다. 도관들(103 및 103')은 유입구 레그들(107 및 107') 및 유출구 레그들(108 및 108')을 각각 갖는다. 도관들(103 및 103')은 그들의 길이를 따른 적어도 하나의 대칭적 위치에서 구부러지고 그들의 길이 전반에 걸쳐 본질적으로 평행하다. 각각의 도관(103, 103')은 축들(W 및 W')을 중심으로 각각 오실레이팅한다.
도관들(103, 103')의 레그들(107, 107', 108, 108')은 도관 장착 블록들(109 및 109')에 고정적으로 부착되고, 이들 블록들은 차례로, 매니폴드들(102 및 102')에 고정적으로 부착된다. 이는 센서 조립체(10)를 통한 연속적 폐쇄 재료 경로를 제공한다.
플랜지들(101, 101')이, 측정되고 있는 프로세스 재료를 운반하는 프로세스 라인(도시되지 않음)에 연결될 때, 재료는 플랜지(101)의 제3 오리피스(도 1의 도면에서 보이지 않음)를 통해 유량계(5)의 제1 단부(110)에 진입하고 매니폴드(102)를 통해 도관 장착 블록(109)으로 안내된다. 매니폴드(102) 내에서, 재료는 도관들(103 및 103')을 통해 분할 및 라우팅된다. 도관들(103 및 103')을 빠져나갈 때, 프로세스 재료는 매니폴드(102') 내에서 단일 스트림으로 재결합되고, 이후에 플랜지(101')에 의해 프로세스 라인(도시되지 않음)에 연결된 제2 단부(112)를 빠져나가도록 라우팅된다.
도관들(103 및 103')이 선택되고, 각각 구부림 축들(W--W 및 W'--W')을 중심으로 실질적으로 동일한 질량 분포, 관성의 모멘트들 및 영률을 갖도록 도관 장착 블록들(109 및 109')에 적절히 장착된다. 도관들(103, 103')의 영률이 온도에 따라 변하고, 이 변화가 유동 및 밀도의 계산에 영향을 미치므로, 도관의 온도를 연속적으로 측정하기 위해 온도 센서(106)가 적어도 하나의 도관(103, 103')에 장착된다. 도관의 온도, 및 이에 따라 도관을 통과하는 주어진 전류에 대해 온도 센서(106)에 걸쳐 나타나는 전압은 주로 도관을 통과하는 재료의 온도에 의해 좌우된다. 온도 센서(106)에 걸쳐 나타나는 온도-의존적 전압은, 도관(103, 103') 온도의 임의의 변화들로 인한 도관들(103, 103')의 탄성률(elastic modulus)의 변화를 보상하도록, 계측 전자장치(20)에 의해, 잘 알려진 방법에서 사용된다. 온도 센서(106)는 계측 전자장치(20)에 연결된다.
도관들(103, 103') 둘 모두는, 유량계의 제1 이위상(out-of-phase) 구부림 모드로 칭해지는 그 각자의 구부림 축들(W 및 W')을 중심으로 대향하는 방향들로 구동기(104)에 의해 구동된다. 이러한 구동기(104)는 다수의 잘 알려진 어레인지먼트들 중 임의의 하나, 이를테면, 도관(103')에 장착된 자석 및 도관(103)에 장착된 대향 코일을 포함할 수 있으며, 이를 통해 교류 전류가 도관들 둘 모두를 진동시키도록 전달된다. 적합한 구동 신호는 리드(113)를 통해 계측 전자장치(20)에 의해 구동기(104)에 인가된다. 논의가 2개의 도관들(103, 103')에 관한 것이지만, 다른 실시예들에서, 단일 도관만이 제공될 수 있거나 2개 초과의 도관들이 제공될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 또한, 다수의 구동기들 및 구동기(들)가 제1 이위상 구부림 모드 이외의 모드들에서 도관들을 구동하도록 다수의 구동 신호들을 생성하는 것이 본 발명의 범위 내에 있다.
계측 전자장치(20)는 리드(114) 상에서 온도 신호를, 그리고 각각, 리드들(115 및 115') 상에서 출현하는 좌측 및 우측 속도 신호들을 수신한다. 계측 전자장치(20)는 구동기(104)에 대해 리드(113) 상에서 출현하는 구동 신호를 생성하고 도관들(103, 103')을 진동시킨다. 계측 전자장치(20)는 센서 조립체(10)를 통과하는 재료의 질량 유량 및 밀도를 컴퓨팅하도록 좌측 및 우측 속도 신호들 및 온도 신호를 프로세싱한다. 이 정보는 다른 정보와 함께, 경로(26)를 통해 계측 전자장치(20)에 의해 활용 수단(utilization means)에 인가된다. 계측 전자장치(20)의 회로의 설명은 본 발명을 이해하는 데 필요하지 않고, 이 설명의 간략화를 위해 생략된다. 도 1-3의 설명은 단지 일부 가능한 진동 계측기들의 동작의 예들로서 제공되며, 본 발명의 교시를 제한하려는 것이 아니라는 것이 인지되어야 한다.
코리올리 유량계 구조가 설명되지만, 코리올리 질량 유량계에 의해 제공되는 부가적인 측정 능력 없이도, 앞서 언급된 바와 같이, 본 발명이 진동 튜브 또는 포크 덴시토미터에 대해 실시될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백해질 것이다. 또한, 진동 또는 진동성 부재라는 용어는 본원에서 도관들을 지칭할 수 있다.
진동 부재 덴시토미터들(200)이 정확한 밀도 측정들을 획득하기 위해서, 공진 주파수가 이상적으로 안정적이어야 한다. 원하는 안정성을 달성하기 위한 하나의 접근법은 방사상 진동 모드에서 진동 부재(204)를 진동시키는 것이다. 방사상 진동 모드에서, 진동 부재의 종축은 본질적으로 고정 상태로 유지되는 반면에, 진동 부재의 벽의 적어도 일부는 자신의 정지(rest) 위치로부터 병진운동하고 그리고/또는 회전한다. 방사상 진동 모드들은 자기-밸런싱하는 경향이 있고, 따라서 진동 부재의 장착 특징들은 일부 다른 진동 모드들과 비교하여 중요하지 않다. 그러나, 실시예들에 대해 다른 진동 모드들이 고려된다.
진동 덴시토미터에 존재하는 상이한 밀도들을 갖는 2개의 유체 상들이 존재할 때, 이러한 2개의 상들 사이에서 발생하는 디커플링이 존재하고, 캐리어 상 점도 및 튜브 진동 주파수와 함께, 디커플링이 캐리어 상(본 경우에 액체)과 입자 상(고체)의 밀도 차이 및 입자 크기의 함수라는 것이 잘 이해된다. 이 댐핑은 2개의 상들의 존재에 대한 매우 민감한 감지 방법이다. 이 댐핑은 진동 부재 덴시토미터에서 구동 이득 및 픽오프 진폭 둘 모두로 자신을 나타낸다. 액체 프로세스에서 가스의 경우에, 예컨대 제한없이, 구동 이득은 약 2-5 %에서 대략 100 %로 빠르게 상승한다.
에너지 입력 및 결과적인 진폭에 대한 댐핑의 결합된 효과는 확장된 구동 이득으로서 알려지며, 이는 100 % 초과의 전력이 이용 가능했던 경우 타겟 진동 진폭을 유지하는 데 얼마나 많은 전력이 요구되었을지에 관한 추정을 표현한다.
Figure 112020087223413-pct00001
(1)
본원에서 제공된 실시예들의 목적들을 위해, 구동 이득이라는 용어는, 일부 실시예들에서, 구동 전류, 픽오프 전압, 또는 특정 진폭에서 계측기를 구동시키는 데 필요한 전력량을 표시하는 측정된 또는 유도된 임의의 신호를 지칭할 수 있다는 것이 유의되어야 한다. 관련된 실시예들에서, 구동 이득이라는 용어는 노이즈 레벨들, 신호들의 표준 편차, 댐핑-관련 측정들 및 혼합-상 유동을 검출하기 위해 당분야에 알려진 임의의 다른 수단들과 같이 다상 유동을 검출하는 데 활용되는 임의의 메트릭을 포괄하도록 확장될 수 있다. 실시예에서, 이들 메트릭들은 혼합-상을 검출하기 위해 픽-오프 센서들을 통해 비교될 수 있다.
진동 부재들은, 계측기 내의 모든 유체가 밀도에 대해 동질적인(homogenous) 한, 그의 제1 공진 주파수에서의 진동을 유지하는데 매우 적은 에너지를 소비한다. 상이한 밀도들의 2개(또는 그 이상)의 비혼화성 컴포넌트들(immiscible components)로 구성된 유체의 경우에, 튜브의 진동은 컴포넌트들 각각의 상이한 크기들의 변위를 야기할 것이다. 이러한 변위의 차이, 또는 디커플링 및 이러한 디커플링의 크기는 컴포넌트들의 밀도들의 비뿐만 아니라 인버스 스톡스(Stokes) 수에 의존하는 것으로 나타났다.
Figure 112020087223413-pct00002
(2)
Figure 112020087223413-pct00003
(3)
여기서 ω는 진동의 주파수이고, ν는 유체의 동적 점도(kinematic viscosity)이고, r은 입자의 반경이다. 입자는 기포의 경우에서와 같이 유체보다 더 낮은 밀도를 가질 수 있다는 것이 유의되어야 한다.
컴포넌트들 간에 발생하는 디커플링은 튜브의 진동 시에, 댐핑의 발생을 야기하여, 고정된 양의 에너지 입력에 대해, 진동의 진폭을 감소시키거나, 진동을 유지하는데 더 많은 에너지를 요구한다.
도 4는 실시예에 따른 계측 전자장치(20)의 블록도이다. 동작 시에, 밀도계들(5, 200)은 예컨대, 개별 유동 컴포넌트들의 볼륨 및 질량 유동 둘 모두를 포함하여, 밀도, 질량 유량, 볼륨 유량, 개별 유동 컴포넌트 질량 및 볼륨 유량들, 및 총 유량의 측정된 또는 평균화된 값 중 하나 이상을 포함하는, 출력될 수 있는 다양한 측정 값들을 제공한다.
밀도계들(5, 200)은 진동 응답을 생성한다. 진동 응답은 하나 이상의 유체 측정 값들을 생성하도록 계측 전자장치(20)에 의해 수신 및 프로세싱된다. 값들은 모니터링되고, 레코딩되고, 저장되고, 총계되고 그리고/또는 출력될 수 있다.
계측 전자장치(20)는 인터페이스(301), 인터페이스(301)와 통신하는 프로세싱 시스템(303) 및 프로세싱 시스템(303)과 통신하는 저장 시스템(304)을 포함한다. 이들 컴포넌트들이 별개의 블록들로서 도시되지만, 계측 전자장치(20)는 통합된 그리고/또는 이산 컴포넌트들의 다양한 결합들로 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
인터페이스(301)는 리드들(100, 211)에 커플링되고, 예컨대, 구동기(104, 202), 픽오프/진동 센서들(105, 105', 209) 및 온도 센서들(106)과 신호들을 교환하도록 구성될 수 있다. 인터페이스(301)는 추가로, 통신 경로(26)를 통해 이를테면, 외부 디바이스들과 통신하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 시스템(303)은 임의의 방식의 프로세싱 시스템을 포함할 수 있다. 프로세싱 시스템(303)은 밀도계들(5, 200)을 동작시키기 위해 저장된 루틴들을 리트리브(retrieve) 및 실행하도록 구성된다. 저장 시스템(304)은 일반 계측 루틴(305) 및 구동 이득 루틴(313)을 포함하는 루틴들을 저장할 수 있다. 저장 시스템(304)은 측정들, 수신된 값들, 작업 값들 및 다른 정보를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저장 시스템은 질량 유동(m)(321), 밀도(ρ)(325), 밀도 임계치(326), 점도(μ)(323), 온도(T)(324), 압력(309), 구동 이득(306), 구동 이득 임계치(302), 및 당분야에 알려진 임의의 다른 변수들을 저장한다. 루틴들(305, 313)은 언급된 임의의 신호뿐만 아니라 당분야에 알려진 다른 변수들을 포함할 수 있다. 다른 측정/프로세싱 루틴들이 고려되고 설명 및 청구항들의 범위 내에 있다.
일반 계측 루틴(305)은 유체 정량화들 및 유동 측정들을 생성 및 저장할 수 있다. 이들 값들은 실질적으로 순간적인 측정 값들을 포함할 수 있거나 총계 또는 누적 값들을 포함할 수 있다. 예컨대, 일반 계측 루틴(305)은, 예컨대, 질량 유동 측정들을 생성하고 이들을 저장 시스템(304)의 질량 유동(321) 저장소에 저장할 수 있다. 유사하게, 일반 계측 루틴(305)은, 예컨대, 밀도 측정들을 생성하고, 이들을 저장 시스템(304)의 밀도(325) 저장소에 저장할 수 있다. 질량 유동(321) 및 밀도(325) 값들은 이전에 논의된 바와 같이 그리고 당분야에 알려진 바와 같이 진동 응답으로부터 결정된다. 질량 유동 및 다른 측정들은 실질적으로 순간적인 값을 포함할 수 있거나, 샘플을 포함할 수 있거나, 시간 간격에 걸친 평균 값을 포함할 수 있거나, 시간 간격에 걸친 누적 값을 포함할 수 있다. 시간 간격은 소정의 유체 조건들, 예컨대, 액체-단독 유체 상태, 또는 대안적으로 액체들 및 혼입 가스를 포함하는 유체 상태, 및/또는 고체들 및/또는 용질들이 검출되는 시간의 블록에 대응하도록 선택될 수 있다. 또한, 다른 질량 및 볼륨 유동 및 관련된 정량화들이 고려되고 설명 및 청구항들의 범위 내에 있다.
혼합 상 유동을 구별하고 용질 용해를 모니터링하기 위해 구동 이득 임계치(302)가 사용될 수 있다. 유사하게, 밀도(325) 판독에 적용된 밀도 임계치(326)는 또한, 혼합 상 유동과 용질 용해를 구별하기 위해, 구동 이득과 함께 또는 개별적으로 사용될 수 있다. 구동 이득(306)은, 예컨대, 제한없이, 다양한 상들의 용질 용해의 유체들의 존재에 대한 밀도계(5, 200)의 도관 또는 진동 부재 진동의 감도에 대한 메트릭으로서 활용될 수 있다.
도 5에 예시된 실시예에서, 배치 혼합 동작들(batch mixing operations)을 모니터링하기 위한 프로세스 및 시스템(400)은 용기(404)의 재순환 루프(402) 상의 밀도계(5, 200)를 포함한다. 유체는, 용기(404), 재순환 루프(402) 및 밀도계(5, 200)를 통해 유체가 재순환되도록 펌프 또는 유사한 디바이스에 의해 추진(propel)될 수 있다. 성분들이 용액에 순차적으로 첨가될 때, 용액의 밀도 변화는 성분이 언제 그리고 얼마나 첨가되는지를 나타낸다. 이 방법은, 레시피의 어떠한 단계들도 누락되지 않고 그리고/또는 배치에서 어떠한 성분들도 빠지지 않는다는 것을 보장한다. 프로세스의 다른 양상들 중 하나는, 용액에 다음 성분을 첨가하기 전에, 첨가된 성분이 완전히 용해되었음을 검증하는 것이다. 부가적으로, 최종 제품에 용해되지 않은 어떠한 고체들도 남아 있지 않다는 검증이 모니터링될 수 있다.
재순환 이외에, 배치 이송이 또한 고려된다는 것이 유의되어야 한다. 예컨대, 유체는, 유체가 용기(404)로부터 밀도계(5, 200)를 통해 이어서 제2 용기로 이송되도록, 펌프 또는 유사한 디바이스에 의해 추진될 수 있다. 이 방법은 품질 관리 수단(measure)을 제공할 것이고, 이는, 레시피의 어떠한 단계들도 누락되지 않고, 그리고/또는 배치에서 어떠한 성분들도 빠지지 않는다는 것을 보장할 수 있다. 제한없이, 제공된 예는, 생산자가 소매 컨테이너들에 존재하는 고체들의 양을 최소화하기를 원하는 음료들에 대한 것일 것이다. 고체들이 침전된 저장 탱크의 유출구, 또는 충전 기계/분배기에 근접한 고체들을 모니터링하기 위한 밀도계(5, 200)를 설치하는 것은 본원에 설명된 재순환 설비의 대안이다.
도 6을 참조하면, 그래프는, 구동 이득을 모니터링함으로써 용액에서 고체들의 존재를 검출하기 위해 구동 이득이 어떻게 활용되는지의 예를 도시한다. 제공된 예시적인 그래프에서, 용질은 3개의 포인트들(A, B 및 C)에서 첨가된다. 용질 첨가들(A, B 및 C)에 대응하는 피크들로 표시된 바와 같이, 용질이 용액에 첨가될 때, 구동 이득이 급격히 증가한다. 이것은 또한 대응하는 밀도 상승을 동반한다. 구동 이득은 피킹 후 안정된 베이스라인(a, b, c)으로 복귀하고, 이는 용질이 용해되었음을 나타낸다. 각각의 용질 첨가 후에 밀도 트레이스가 안정화되지만, 용액 밀도가 전체적으로 증가한다는 것이 유의되어야 한다. 실시예에서, 안정된 용질 첨가 후 베이스라인의 검출은, 용질이 용액에 들어 갔음을 나타낸다.
구동 이득 피크들(A, B, C)이 명확하게 구별될 수 있다. 그러나, 실시예에서, 용질의 첨가가, 이를테면, 예시된 밀도에 실질적인 영향을 줄 때, 밀도 변화 및/또는 밀도 안정성은 용해의 1차 표시자로서 활용될 수 있고, 구동 이득은 확인 변수(confirmatory variable)로서 활용된다.
도 7을 참조하면, 도 6에 도시된 용해 프로파일과 상이한 용해 프로파일을 갖는 용질이 제공된다. 이 예에서, 포인트들(D 및 E)에서의 용질 첨가는 구동 이득의 느린 증가를 발생시키고, 일단 용질이 용해되면, 구동 이득의 느린 증가는 수평을 유지(level off)한다. 이어서, 구동 이득은 이러한 상위 레벨을 유지한다. 다시, 이것은 단독으로 용해의 표시로서 활용될 수 있거나, 또는 밀도와 함께, 용질이 정확한 양으로 첨가되고 완전히 용해되었다는 2차 표시자로서 활용될 수 있다. 공칭 구동 이득 및 밀도의 전체적인 시프트는, 용질이 정확한 양으로 첨가되었음을 나타내고, 구동 이득 신호의 안정성은 용질이 완전히 용해되었음을 나타낸다.
도 6 및 7의 그래프들은 단지 잠재적 용질 첨가 측정들의 예들로서 제공된다. 곡선들의 형상, 피크들의 세기, 기울기들, 베이스라인으로의 복귀 여부 및 예시된 다른 특징들은 단지 예들일 뿐이다. 상이한 용질들 및 상이한 용액들이, 너무 많은 예를 들자면, 잠재적으로 고유한 곡선 형상, 고유한 피크 형상 및 크기, 고유한 기울기들, 베이스라인으로의 고유한 복귀(들), 전술한 것의 고유한 조합들, 및 일반적으로 고유한 시그니처들 및/또는 구동 이득/밀도 거동들을 나타낼 것이라는 것이 당업자들에 의해 인식될 것이다.
실시예들에서, 각각의 용질의 신호 시그니처들, 동일한 용질의 여러 번의 첨가들 및/또는 전체 레시피 진행 및 마무리(finalization)는 모니터링 시스템에 저장되며, 용질 첨가는 모니터링 및 검증될 수 있다. 이렇게 하면 인간의 에러를 감소시키고, 원하는 용액이 생성되었다는 정확한 검증을 제공한다. 각각의 용질 첨가 또는 전체적인 레시피 진행은 계측 전자장치 또는 계측 전자장치와 통신하는 디바이스에 미리 프로그래밍될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 머신 학습 알고리즘은, 당업자들에 의해 이해될 바와 같이, 밀도 및 구동 이득 시그니처들을 보고 프로세스에서 별개의 성분들을 인식하도록 트레이닝된다. 실시예에서, 측정된 구동 이득 및/또는 밀도 시그니처들이 미리 결정된 또는 머신-학습된 구동 이득 및/또는 밀도 시그니처들과 미리 결정된 양보다 더 많이 다른 경우에, 이러한 표시가 생성될 수 있다. 이러한 표시는 경보 및/또는 통지를 포함할 수 있다. 실시예에서, 구동 이득 루틴(313)은, 본원에 언급된 바와 같이, 구동 이득 및 용질 첨가 분석들을 수행하도록 구성될 수 있다.
많은 동작들은 건조 성분들을 유체 프로세스에 혼합하는 것을 다루고 있지만, 대부분의 분석 기구들은 배치 품질을 모니터링하기 위해 오프-라인 샘플링에 사용된다. 시간-도메인 분석을 구현함으로써, 상대적으로 저렴하면서도 매우 정확한 진동 엘리먼트 밀도계를 사용하여, 용해 및 따라서 품질 모니터링을 수행할 수 있는 가능성이 달성될 수 있다.
상기 실시예들의 상세한 설명들은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자들에 의해 고려되는 모든 실시예들에 대한 철저한 설명들은 아니다. 실제로, 당업자들은 위에 설명된 실시예들의 특정 엘리먼트들이 다른 실시예들을 생성하기 위해 다양하게 조합되거나 제거될 수 있으며, 그러한 다른 실시예들이 본 발명의 범위 및 교시들 내에 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 당업자들에게는, 전술한 실시예들이 전체적으로 또는 부분적으로 조합되어 본 발명의 범위 및 교시들 내에서 추가적인 실시예들을 생성할 수 있다는 것이 자명할 것이다.
따라서, 본 발명의 특정 실시예들, 및 그의 예들이 예시의 목적들을 위해 본원에 설명되었지만, 당업자들이 인식하는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 다양한 등가 변형예들이 가능하다. 본원에 제공된 교시들은 다른 진동 시스템들에 적용될 수 있으며, 상기에서 설명되고 첨부 도면들에 도시된 실시예들에만 적용될 수 있는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 하기의 청구범위로부터 결정되어야 한다.

Claims (18)

  1. 구동기(104, 202);
    상기 구동기(104, 202)에 의해 진동 가능한 진동 부재(103, 103', 204);
    상기 진동 부재(103, 103', 204)의 진동들을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 픽오프 센서(pickoff sensor)(105, 105', 209);
    상기 적어도 하나의 픽오프 센서(105, 105', 209)로부터 진동 응답을 수신하도록 구성된 인터페이스(301), 및 상기 인터페이스(301)에 커플링된 프로세싱 시스템(303)을 포함하는 계측 전자장치(20)를 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템(303)은:
    상기 구동기(104, 202)의 구동 이득(306)을 측정하고;
    유체의 밀도(325)를 측정하고; 그리고
    상기 구동 이득(306) 및 상기 유체의 측정된 밀도(325)의 변화들의 조합에 기반하여, 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성되는,
    진동계(5, 200).
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템(303)은:
    상기 유체의 밀도(325)의 변화에 기반하여, 상기 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성되는,
    진동계(5, 200).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템(303)은, 구동 이득 신호 피크 다음에 구동 이득 신호 안정화 기간이 후속될 때, 상기 유체에 첨가된 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하도록 구성되는,
    진동계(5, 200).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 이득 신호 안정화 기간은, 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨인 신호 레벨 기간을 포함하는,
    진동계(5, 200).
  5. 제3항에 있어서,
    상기 구동 이득 신호 안정화 기간은, 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨과 상이한 신호 레벨 기간을 포함하는,
    진동계(5, 200).
  6. 제3항에 있어서,
    상기 진동계(5, 200)와 유체 연통하는 재순환 루프(recirculation loop)(402); 및
    상기 유체를 수용하도록 동작 가능한 용기(vessel)(404)를 더 포함하고,
    상기 유체는, 상기 용기(404)에 반환되기 전에 상기 재순환 루프(402) 및 상기 진동계(5, 200)를 통과할 수 있는,
    진동계(5, 200).
  7. 유체에 제1 용질을 첨가하는 단계;
    상기 유체를 진동계에 노출시키는 단계;
    상기 진동계의 구동기의 구동 이득을 측정하는 단계;
    상기 유체의 밀도를 측정하는 단계; 및
    상기 유체의 측정된 밀도 및 상기 측정된 구동 이득의 변화들에 기반하여, 상기 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 유체의 측정된 밀도의 변화에 기반하여, 상기 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 측정된 구동 이득의 변화에 기반하여 상기 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 구동 이득 신호 안정화 기간이 후속되는 구동 이득 신호 피크를 측정하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동 이득 신호 안정화 기간은, 상기 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨인 신호 레벨 기간을 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 구동 이득 신호 안정화 기간은, 상기 측정된 구동 이득 신호 피크 이전에 관찰된 신호 레벨과 상이한 신호 레벨 기간을 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정된 후에만, 상기 유체에 제2 용질을 첨가하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 측정된 구동 이득의 변화에 기반하여 상기 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 상기 측정된 구동 이득과 미리 결정된 구동 이득을 비교하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 측정된 구동 이득의 변화에 기반하여 상기 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 상기 측정된 구동 이득과 머신-학습된 구동 이득을 비교하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 유체의 측정된 밀도의 변화에 기반하여 상기 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 상기 측정된 밀도와 미리 결정된 밀도를 비교하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서,
    상기 유체의 측정된 밀도의 변화에 기반하여 상기 제1 용질이 실질적으로 완전히 용해되었다고 결정하는 단계는, 상기 측정된 밀도와 머신-학습된 밀도를 비교하는 단계를 포함하는,
    용액에서 용질 용해를 모니터링하는 방법.
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  18. 삭제
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